溶解无机碳在地下水中的应用

碳同位素广泛分布于自然界水体中,在降水、地表水、地下水相互转化过程中,同位素分馏作用导致不同水体中具有不同的同位素含量。本文就以位于不同碳酸盐地形的泉为例进行研究,确定区域所处的环境。

柠檬酸对MFC修复土壤的促进作用

构建三室土壤微生物燃料电池(MFCs),通过添加不同浓度的柠檬酸,研究其对土壤中重金属去除的影响。研究结果表明:当柠檬酸浓度由0 mol·L^(-1)增加到1 mol·L^(-1)时,MFC的内阻显著降低,土壤的pH显著下降,且从阳极到阴极下降的趋势越明显,但电导率逐渐升高;柠檬酸的投加浓度与内阻呈显著线性相关,拟合优度R^(2)=0.927,这极大地提高了MFC的产电性能,MFC的最大输出电压由0.439 V增加到0.517 V,最大功率密度由0.75 W·m^(-3)增加到0.99 W·m^(-3),同时,随着柠檬酸浓度的升高,土壤中乙酸提取态Cu质量分数不断升高,说明重金属可移动性显著提高,这有利于土壤中的Cu在MFC内部电场中的迁移去除;当柠檬酸投加浓度为1 mol·L^(-1)时,MFC土壤室的总Cu去除量最大为66.58 mg,去除率最大达到37.03%;随着柠檬酸浓度的提高,电极片上的沉积物分布越密集,还原产物含量越高;部分迁移至阴极的Cu离子被还原为单质Cu沉积在阴极片上。

三室土壤MFC修复Cu污染土壤的模拟研究

在三室土壤微生物燃料电池(MFC)中研究Cu质量分数和辅助剂对MFC产能和Cu迁移及去除的影响。研究结果表明:随着Cu质量分数从100.00 mg/kg增加到500.00 mg/kg,MFC的产能显著增加,最大功率密度从9.92 mW/m^2增加到59.67 mW/m^2,去除率从13.85%增加到28.21%;与盐酸(HCl)和乙酸(HAC)相比,柠檬酸(CA)的脱附效果最佳,酸可提取态Cu质量分数占总Cu质量分数的84.00%,但添加HCl的MFC具有更高的电导率和产能,同时,土壤中Cu的迁移去除率最高(40.03%);MFC中重金属主要在电迁移作用下实现了向阴极迁移,经MFC修复后,土壤中Cu质量分数从阳极到阴极呈现先上升后下降趋势;初始酸可提取态Cu质量分数与土壤pH呈显著负相关(相关系数R2=0.96),总Cu去除率与土壤电导率呈正相关(R^2=0.91);MFC更适用于修复受重金属污染较严重的土壤,且向土壤中添加HCl可以促进土壤中Cu的迁移去除。

利用休耕田处理水产养殖废水同步增强土壤肥力的试验

水产养殖废水一般在冬季排放,而冬季休耕田需引水灌溉调理土壤性质,因此,文中提出了水产养殖废水养分农田再利用技术。通过小试装置构建模拟休耕田对水产养殖废水进行处理,研究水量、植物类型对水质净化效果的影响,验证土壤、植物、微生物对水质具有综合净化效果。并进一步将小试试验成果用于中试应用试验,探究自然条件下水产养殖废水一次性大量排入休耕田,对地下水背景水质及土壤的影响。结果表明,当水量为300 L/m^(2)时,水质净化效果最好,TN、TP、COD_(Cr)去除效率分别为87.6%、57.9%、60.4%;种植植物能显著提高水质净化效果,水芹(Oenanthe javanica)吸收氮、磷的占比分别为28.7%、16.2%,菖蒲(Acorus calamus)为32.6%、14.9%。中试应用试验结果表明:灌水后18 d左右,地下水的水质能够恢复至背景值水平,受纳废水能提高土壤肥力,增强土壤供氮、供磷能力。