铅在铁路岩石边坡创面人工土壤中的迁移特性研究

山区大规模的铁路建设产生了大量的岩石边坡,前期研究表明边坡创面人工土壤受Pb污染,且有中等程度的富集。土壤类型、植被搭配类型是影响Pb迁移特性的重要因素,而目前却未见人工土壤及植被搭配类型对Pb迁移特性影响的相关报道。该研究以铁路岩石边坡创面人工土壤为对象,利用原子吸收分光光度法、红外光谱法分析了人工土壤对Pb的吸附-解吸特性及机制;运用野外人工模拟降雨实验,进一步考察在暴雨径流作用下,Pb在不同植被搭配类型的边坡人工土壤中的迁移过程。结果表明人工土壤对Pb的吸附量随着溶液平衡浓度的增加而急速增加,等温曲线呈"S"型,Freundlich方程能较好地描述人工土壤对Pb的吸附行为,R2为0.91。二次幂函数方程能较好描述NH_4AC对铅的解吸过程,R2为0.96。人工土壤有高岭石红外光谱特征吸收峰,属于高岭石型图谱。高岭石表面—OH、腐殖质表面—OH和—COOH参与吸附作用,置换出H+。人工土壤易将交通运输产生的Pb固定,但又容易再次释放。不同植被搭配类型边坡Pb流失量表现为草本>草本+灌木>草本+灌木+乔木。暴雨径流作用下Pb随沉积物相流失是边坡创面人工土壤Pb流失的主体,边坡土壤的侵蚀是导致Pb迁移扩散的主要原因,因此促进边坡植被的恢复,减小边坡人工土壤的侵蚀作用是防止Pb迁移扩散的关键。

响应面法优化节杆菌P-1的PVA降解酶活性

为了进一步提高节杆菌P-1酶解PVA废水的效率,用单因素实验考察废水初始PVA浓度、酵母汁加入量、HRT、温度对节杆菌P-1的PVA降解酶活性和PVA降解率的影响,用Box-Behnken Design实验设计和响应面法进一步优化上述4因素.单因素得出的最适初始PVA质量浓度、酵母汁加入量、HRT、温度分别为833 mg/L、0.45 g/L、24 h、30℃.响应面法得出的节杆菌P-1的最佳产酶条件为:初始PVA质量浓度680 mg/L、酵母汁加入量0.4 g/L、运行时间22 h、处理温度29℃.在此最佳条件下,PVA降解酶的活性为3.34 U,PVA降解率达到94.12%,与预测值3.23 U非常接近.各因素影响PVA降解酶活性的主次顺序为:运行时间>初始PVA质量浓度>酵母汁加入量>温度.