响应面法优化美人蕉净化硝态氮条件的研究

研究旨在优化人工湿地中美人蕉净化硝态氮的最佳组合条件。该研究采用单因素实验考察湿地系统中甲醇浓度(A)、硝酸盐浓度(B)及处理时间(C)对美人蕉吸收硝态氮的影响,在此基础上,利用Design-Expert软件并采用CCD设计三因素五水平的响应面分析法,对美人蕉净化硝态氮条件进行优化。研究表明当甲醇预处理浓度为2.75mM,预处理时间4 h,硝酸根离子浓度为38mg/L时,美人蕉吸收硝酸根离子的效率可达最大,最大吸收效率为0.062mg/(L·g)FW。在实际应用中,可依据试验结果对种植美人蕉的湿地系统施用甲醇,调整系统中硝态氮的浓度,以促进美人蕉对湿地系统中硝态氮的吸收。

从红土镍矿湿法废水中回收镁和锰

红土镍矿湿法冶炼工艺被广泛应用于工业生产,伴随产生大量含Mn^(^(2+))、Ca^(2+)、Mg^(2+)等有价金属的废液,选择性回收不仅能提高经济效益,还能降低废液处理的难度。以CO_(2)为碳源,NaOH作pH值调节剂,在NaOH浓度10%、反应时间15min、液相pH=6.6的条件下能选择性回收废液中的锰,制备含Mn41%、Ca2.5%、Mg0.8%的粗级碳酸锰。回收锰后的废液进一步用0.5mol/L碳酸钠溶液调节pH值至10,回收液相中的Mg^(2+)。此回收工艺能提高经济效益,减少湿法冶炼工艺的碳排放量,具有较高的绿色、经济应用前景。

生物炭老化及其对重金属吸附的影响机制

生物炭具有丰富含氧官能团、多孔结构、阳离子交换量、芳香性结构等使其对重金属具有良好的固持作用,进而在重金属污染土壤修复中具有良好的应用前景。生物炭施入土壤中在与土壤接触过程中受物理、化学和生物作用而发生老化现象,致使生物炭特性发生改变。本文综述了原料来源、热解温度和老化方法对老化生物炭特性的影响,以及老化生物炭对重金属吸附的影响机制。老化作用对生物炭特性的改变主要体现在灰分、表面元素组成、含氧官能团、pH、形貌特征、孔隙结构及比表面积。老化生物炭表面含氧官能团、负电荷和CEC含量增加会促进其对重金属的吸附;而比表面积和pH的降低、酚羟基和芳香醚含量增加以及羧基数量减少则抑制其对重金属的吸附。

城市浅水湖泊沉积物与上覆水之间磷的行为研究

磷是湖泊富营养化的限制性营养元素。分析了磷的形态,综述了湖泊沉积物与上覆水之间磷的生物循环和磷的吸附与解吸等行为,并总结出磷的行为规律。另外还针对城市浅水湖泊的特点,对磷在湖泊沉积物与上覆水之间行为的主要影响因素进行了阐述。

污染水体生态修复的理论研究

从我国的水环境现状出发,分别从生态修复的原则、植物与微生物的作用机制、人力的诱导分析等几个方面分析了污染水体生态修复的机理。另外,从政策调控、内源削减和外源控制三个角度对水体生态修复的技术措施进行了探讨。

双缩脲-分光光度法测定乳与乳制品中蛋白质含量

目的：建立一种测定乳与乳制品中蛋白质含量的方法。方法：利用乳制品脂肪的前处理过程中剩余的蛋白质残液作为试验材料，通过双缩脲反应，测定其蛋白质含量。结果：工作曲线在0～0．20g／100ml蛋白质浓度范围内线性关系良好，线性相关系数为0．9995，平均加标回收率为92％～108％，相对标准偏差小于5％，方法的检出限为0．03g／100ml。结论：该方法污染少、操作简便、灵敏、结果可靠。

利用微生物菌剂净化城市河道水质试验研究

在无外加碳源的静态试验条件下,用4种微生物菌剂进行水质净化效果研究。结果表明:4种微生物菌剂对水中氮磷的降解效果明显,但对COD的降解效果不甚理想;对TN及NH3+-N的去除效果,脱氮菌显著大于复合芽孢杆菌和硝化细菌;4种微生物菌剂投至水体中其微生物菌群均在7d左右开始进入衰亡期。

仿生填料在模拟河道中净污效果实验研究

在模拟河道的试验条件下,对3种仿生填料进行了挂膜及水质净化效果研究。结果表明:对水质的净化效果表现为3号填料>1号填料>2号填料>对照;挂膜效果表现为3号填料>1号填料>2号填料;对水样中各污染物的去除率依次为CODCr>NH3+-N>TN>TP。

射流式SBR工艺处理染料废水的研究

对COD浓度为1500～2000mg／L，挥发酚≤800mg／L，pH为6～8的染料生产废水，经射流式SBR工艺生化处理，COD可降至154mg／L，挥发酚去除率几乎达100％，出水水质达到国家污水综合排放二级标准。

磺胺甲基异恶唑与铜离子的络合

研究探讨了磺胺甲基异恶唑(SMX)与常见重金属离子Cu的络合情况,分析了SMX与Cu络合前后的紫外特征。结果表明,SMX与Cu发生了明显的络合,而且受到pH值的极大影响。这一现象可以用不同pH值下SMX的存在形态进行可靠解释,在pH值为8.0时,静电吸引对SMX与Cu络合的贡献非常大,SMX与Cu络合前后的紫外特征没有发生明显变化。

两种过氧化氢酶活性测定方法的比较

在实验室条件下,通过对金鱼肝脏的CAT活性测定结果进行误差分析来比较碘量滴定法和可见光分光光度法两种方法的优缺点。结果表明:碘量滴定法操作简单,但由于反应时间不易控制、滴定终点判断误差大、中间反应的干扰因素较多,使得用该方法测得的数据标准差较大,精确度较差;可见光分光光度法克服了碘量法的缺点,测得结果的标准差较小,灵敏度较好,精确度较高,但该方法操作较复杂,提取的酶液浓度、显色反应的产物等也可能干扰结果。

滇池沉积物中磷的释放行为研究

滇池分为草海和外海两个水体,且草海污染较外海严重,但是外海的藻类爆发的频率和强度都高于草海。通过实验室模拟,研究了滇池草海与外海沉积物中磷的释放行为及其藻类爆发程度不同的原因。结果表明,两个沉积物中磷的释放动力学都表现了非单一的扩散过程,拟二级动力学模型可以较好描述释放过程。草海比外海总磷高7倍,但是在水中的释放只高2倍。对两个沉积物而言,由于与表面附着的磷有竞争作用,溶解胡敏酸的加入都显著增大了磷的释放。与草海相比,外海的水交换速率慢、水深浅、沉积物有机质含量低、内源磷释放强以及对外源磷缓冲能力弱,这些特征都是有利于藻类爆发的条件。研究表明抑制滇池藻类爆发要同时考虑对外源磷和内源磷的控制。

花生壳和松木屑制备的生物炭对Cu^(2+)的吸附研究

为了深入了解生物炭施用对重金属环境行为和风险的影响,研究了生物炭吸附Cu^(2+)的机理。以花生壳和松木屑为原料,采用限氧升温炭化法,在200~500℃热裂解制得8种生物炭,并通过元素分析仪、傅立叶变换红外光谱分析(FITR)和扫描电镜-能谱分析(SEM/EDS)对其进行了表征。同时,采用批试验方法研究了生物炭对Cu^(2+)吸附行为。研究结果表明,(1)热解温度越高,灰分含量越多,p H增大,生物炭芳构化程度越高,比表面积更大;(2)Cu^(2+)在生物炭上的吸附动力学划分为快吸附和慢吸附两个一级动力学阶段,其中快室是生物炭表面含氧官能团如羧基(-COOH)、酚羟基(-OH)等与重金属离子相互作用的吸附,慢速室是生物炭通过颗粒内扩散作用被生物炭吸附;(3)FM模型更适合于对花生壳和松木屑制备的生物炭吸附Cu^(2+)的数据进行拟合,所得非线性指数(n)的值在0.23~0.67之间且随热解温度升高n值越来越小;(4)在热解温度为200~500℃,花生壳生物炭对Cu^(2+)的吸附量先下降后增加且PS5对Cu^(2+)的吸附性能最佳;而松木生物炭对Cu^(2+)的吸附量没有明显的规律性变化,但PC2对Cu^(2+)的吸附性能最佳。

植物根际分泌有机酸对生物炭吸附Pb(Ⅱ)的影响

本研究采用室内模拟实验的方法,考察了生物炭(热解温度200,300,400,500℃)对Pb(Ⅱ)的吸附行为,并以草酸和柠檬酸为代表,探讨有机酸对生物炭吸附Pb(Ⅱ)的影响.结果表明:Langmuir模型较Freundlich模型更适合于对两类生物炭(花生壳生物炭、松木生物炭)吸附Pb(Ⅱ)的数据进行拟合,200℃制备的花生壳生物炭对Pb(Ⅱ)的吸附容量最大;生物炭吸附Pb(Ⅱ)的过程为自发过程,且花生壳生物炭强于松木生物炭,低温生物炭强于高温生物炭;柠檬酸浓度为2.60×10^(-2)mmol/L及草酸浓度为7.65×10^(-2)mmol/L以下时,其在生物炭表面的吸附为Pb(Ⅱ)提供了更多的吸附位点,从而促进了Pb(Ⅱ)吸附;有机酸浓度增大以后,占据生物炭的内部孔隙,竞争重金属吸附位点,从而抑制了Pb(Ⅱ)在生物炭上的吸附.本研究将为系统认识生物炭的环境效应提供重要的基础信息,有助于全面评估有机酸影响下生物炭在环境修复中的功能.

生物炭的稳定性及其评价方法

围绕生物炭稳定性概念,论述了其影响因素,并对比分析生物炭稳定性的研究方法及预测模型。结果表明,生物炭稳定性的基础是其具有高度芳香化结构和土壤团聚体的保护作用,温度、原料及环境条件是影响生物炭稳定性的主要因素,生物炭稳定性最优评估方法为同位素标记法和双指数模型相结合,但其仍具有一定的局限性。在此基础上,指出不同土壤类型、轮作方式及预测模型是当前生物炭稳定性研究的前沿领域和深化方向。

滇池沉积物对磷的吸附特性研究

分别从沉积物对磷的吸附动力学与等温吸附两个角度出发,通过模拟对滇池沉积物的吸附特性进行了研究.结果表明:(1)滇池沉积物吸磷和释磷都是在2 h内快速进行,12 h后基本达到了动态平衡;(2)E lovich方程对沉积物吸磷的拟合最优;(3)草海沉积物对磷的吸附容量与吸附速率都要大于外海.

近2000年来杭州西湖藻类种群的演替与富营养化的发展过程

于 1991年在西湖湖底作 15个深度 1m左右的钻孔 ,根据其内微化石藻的垂直分布探索西湖近 2 0 0 0年藻类种群的演替 ,并藉此反映湖泊的古生境及其富营养化发展的历程 ,结果显示淡水西湖形成后藻类的垂直分布由下而上可分为 3带 :( 1)附生藻带 (短缝藻 -桥穹藻 -异极藻组合 ) :- 85cm至 - 4 5cm,以喜酸性及真酸性的附生藻为主 ,适应于当时的沼泽生境 .( 2 )附生藻向浮游藻过渡带 (水花束丝藻 -直链藻组合 ) :通常在 - 30 cm至 - 4 0 cm层段 ,以不定性成分为主 ,并有少量喜碱性藻种出现 ,湖体显示中营养状态 .( 3)浮游藻带 (缢缩脆杆藻凸腹变种 -四尾栅藻-螺纽鞘丝藻组合 ) :- 30 cm以上 ,以喜碱性藻种为优势 ,藻量增大进入富营养化时期 .到 - 10 cm上下层段喜碱性藻种藻量形成峰值 ,显示进入超富营养化时期 .- 10 cm以上残骸量略有降低趋势 ,这与 2 0世纪 80年代之后对西湖富营养化采取截污。

氯化镁预处理对美人蕉根部质膜H^+-ATPase活性与农田废水硝态氮吸收效率的影响

以湿地挺水植物七叶红色大花美人蕉(Cana generalis Bailey)幼苗为实验材料,在温室中用150μmol/L氯化镁溶液预处理12h,然后置于硝态氮(NO3--N)浓度为10mg/L的农田废水中处理,考察氯化镁预处理对美人蕉吸收农田废水中硝态氮效率的影响,以及处理期间根部质膜H+-ATPase活性、H+-泵活性、14-3-3蛋白与质膜H+-ATPase相互作用。结果显示:经过150μmol/L氯化镁溶液预处理12h后,美人蕉吸收农田废水中硝态氮的效率比对照增加11%;与没有预处理的植株相比,氯化镁预处理美人蕉根中质膜H+-ATPase和H+-泵的活性均显著提高,质膜H+-ATPase和14-3-3蛋白的相互作用显著增强。研究表明,氯化镁能够通过增强质膜H+-ATPase与14-3-3蛋白的相互作用来提高质膜H+-ATPase的活性,从而增加美人蕉对硝态氮的吸收效率。

g-C_3N_4和CuO复合材料的制备、表征及光催化研究

高温煅烧三聚氰胺制备类石墨结构氮化碳(g-C_3N_4),然后以硝酸铜Cu(NO3)2和g-C_3N_4为原料,去离子水和无水乙醇作溶剂,在加入适量氨水的反应条件下通过水热法反应制备g-C_3N_4/CuO纳米复合材料。采用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、光电子能谱仪(XPS)、紫外可见漫反射(UV-Vis-DRS)和荧光光谱(PL)等测试对复合材料进行表征。通过XRD、SEM和XPS测试结果可知微米球形CuO和g-C_3N_4紧密的结合起来,而由UV和PL谱图表明CuO和g-C_3N_4的复合扩展了材料对可见光的吸收范围和减慢了材料的光生电子和空穴的复合率。通过在可见光下降解甲基橙(MO)来检测复合材料的光催化活性,结果表明,在没有过氧化氢(H2O2)的体系下,经过4 h的光反应后,70-g-C_3N_4/CuO对MO的降解率达到了85%;但是在H2O2的体系下,经过1 h光反应后,70-g-C_3N_4/CuO对MO的降解率达到了96%。通过自由基的捕获实验说明羟基自由基、超氧自由基、空穴在降解MO过程中起到重要的作用。复合材料在经过四次的循环实验后,对MO的降解率基本能达到90%。因此,g-C_3N_4和CuO的复合抑制了电子-空穴的复合和扩展了吸收光波长范围,这样就使g-C_3N_4/CuO材料有了好的光催化性和稳定性。

亚麻加酶脱胶条件的试验研究

就影响亚麻纤维应用酶法脱胶的外界因子（温度、加酶时间、加酶量）进行了初步研究，结果表明：在浴比为1：15的奈件下，最适加酶量为0．12mL；实现最佳脱胶效果的外界条件是35—40℃静止培养、开始沤麻后6—12h加入酶制剂。