VB12负载纳米零价镍固定地下水中U(Ⅵ)/Se(Ⅳ)的效能研究

本研究用液相还原法制备了VB12负载纳米零价镍(VB12@nZVNi)复合材料,通过动态试验探讨了复合材料原位固定地下水中U(Ⅵ)/Se(Ⅳ)的固定效果.运用Thomas、Yoon-Nelson模型对所得试验数据进行拟合,讨论VB_(12)@nZVNi固定U(Ⅵ)/Se(Ⅳ)的性能.结果表明,VB_(12)@nZVNi材料对模拟U(Ⅵ)/Se(Ⅳ)污染地下水有着较好的固定效果,对U(Ⅵ)/Se(Ⅳ)的最大吸附量分别为106.96 mg·g^(-1)、103.92 mg·g^(-1).Yoon-Nelson、Thomas模型符合其动态吸附过程,且理论吸附量和半穿透率与实际值比较接近.因此,VB_(12)@nZVNi可以作为一种有前景的固定材料,用于含U(Ⅵ)/Se(Ⅳ)地下水的固定和净化处理.

环境水样中Se(Ⅳ)/Se(Ⅵ)的分析方法研究进展

硒是生物体中不可缺少的微量元素,具有双重生物效应.摄入量不足,会引发缺硒性疾病,而摄入量过多,又会引起硒中毒,其在人体中的日均摄入量安全范围为40—400μg·d^(-1).近些年来,由于硒的污染日趋严重,硒在环境水体(包括淡水、海水、工业废水和生活污水)中的形态分布及其含量测定备受关注.本文在对硒的来源、物理化学性质、生物效应及环境行为总结的基础上,重点综述了环境水体中Se(Ⅳ)/Se(Ⅵ)的分离富集和分析测定方法,并就硒的形态分析进行了展望.

HG-AFS测定土壤水溶态、可交换态Se(Ⅳ)和Se(Ⅵ)

硒的形态分析 (含价态 )在环境、生命科学以及食品、医药卫生方面具有重要意义 .为了了解土壤水溶态和可交换态中硒具体价态以及相关价态含量 ,通过实验优化了氢化物发生原子荧光光谱法测定条件 ,直接测定Se(Ⅳ )和定量还原后测总无机硒 ,差减法测得Se(Ⅵ )量 .对两种供试土壤的水溶态和可交换态硒存在的价态及含量进行了报道 。

电化学氢化物发生-原子荧光法测定环境样品中的Se(Ⅳ)和Se(Ⅵ)

设计了一种新的电化学氢化物发生装置,用于测定不同价态的硒。通过对传统的平板电解池的改进,设计了全新的圆盘电解池并采用螺纹密封的方式,极大地缩短了电解池的装配时间,提高了电解池的使用寿命和密封性能。结合热水浴在线还原技术,将Se(Ⅵ)在高浓度HCl介质中120 s内还原成Se(Ⅳ),通过电化学氢化物发生技术生成氢化物,成功的进行硒的在线价态分析。对各种实验参数进行了详细的研究,Se(Ⅳ)和Se(Ⅵ)的相对标准偏差分别为2.6%和3.1%(n=11);Se(Ⅳ)和总硒的检出限分别为0.32和0.27μg/L(3σ)。

Fe(Ⅱ)、Se(Ⅵ)对厌氧处理APMP废水及微生物群落演化的影响

本研究以碱性过氧化氢机械浆(APMP)生产废水为研究对象,采用2套实验室厌氧反应器装置(对照组R1、实验组R2),研究微量元素铁(Fe(Ⅱ))和硒(Se(Ⅵ))对厌氧反应器运行性能和微生物群落演化的影响。结果表明,当2套厌氧反应器的容积负荷从3.3 kgCODCr/(m^(3)·d)逐渐提高到16.0 kgCOD_(Cr)/(m^(3)·d)时,R2中COD_(Cr)平均去除率达(78±4.5)%,R1中去除率仅为(67±6.4)%;挥发性脂肪酸(VFA)与碱度(ALK)比值显示R2<R1<0.3,R2系统运行更加稳定。实验结束时,R1、R2中辅酶F_(420)浓度相较于实验开始时分别增加了12.6%和19.6%,污泥的挥发性固体悬浮物/总固体悬浮物含量(V/T)分别为66.9%和68.2%,R1中污泥粒径整体小于R2。高通量测序结果显示,添加微量元素Fe(Ⅱ)和Se(Ⅵ)能够提高系统中微生物相对丰度,对厌氧系统的处理效果及优势菌的生长繁殖具有正向作用。

有机质对广西酸性富硒土中Se(Ⅳ)吸附解吸特性的影响

为探究有机质在酸性富硒土吸附Se(Ⅳ)过程中的作用,以广西典型富硒区的赤红壤为材料,研究了酸性富硒土去除有机质后,土壤硒的赋存形态、土壤对Se(Ⅳ)的吸附解吸特征及吸附前后土壤基团的变化。结果表明:①去除有机质后,土壤中有机结合态硒大幅度减少,铁锰结合态硒成为土壤硒的主要赋存形态。②吸附试验表明,土壤对Se(Ⅳ)吸附过程以多分子层的不均质表面吸附为主,吸附过程受控于化学反应与化学吸附;去除有机质后,土壤对Se(Ⅳ)吸附量和吸附强度均显著下降。③解吸试验表明,吸附以难解吸的专性吸附为主;去除有机质后,解吸量与解吸率下降,固液分配系数Kd值下降。④傅里叶变换红外光谱表明,土壤吸附Se(Ⅳ)与静电引力、络合反应和配位体交换有关;去除有机质减少了有机官能团的数量,导致吸附量减少。综上,有机质的存在,提升了酸性富硒土对Se(Ⅳ)的吸附容量和吸附强度,是造成酸性富硒土硒有效性较低的重要因素。

虾壳生物炭/纳米零价铁同步去除水体中Se(Ⅳ)和环丙沙星

针对富硒养殖业中潜在的硒与抗生素共存废水,以虾壳制备的氮掺杂多孔生物炭(NBC)为骨架,原位合成纳米零价铁(nZVI),构建具有NBC和nZVI活性功能成分的复合材料(NBC-nZVI),采用扫描电镜(SEM)、氮气吸附、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)表征样品。考察NBC-nZVI对Se(Ⅳ)和环丙沙星(CIP)的同步吸附行为。结果表明,NBC-nZVI对CIP和Se(Ⅳ)的去除性能优于NBC和nZVI;Se(Ⅳ)优先于CIP被吸附于NBC-nZVI表面,并介导CIP的吸附,提高NBC-nZVI对CIP的去除性能;CIP对NBC-nZVI吸附Se(Ⅳ)无明显影响;双组分体系中NBC-nZVI对CIP和Se(Ⅳ)的吸附行为符合准二级动力学和Sips等温模型,对CIP与Se(Ⅳ)的最大理论吸附量分别为130.6,335.7 mg/g。

富硒土壤中Se(Ⅳ)和Se(Ⅵ)测定

采用氢化物发生-原子荧光光谱法(HG-AFS)测定土壤样品中Se(Ⅳ)和Se(Ⅵ)时,选择K2SO4提取剂,沸水浴1h后HG-AFS测定Se总量,水浴40℃提取测定Se(Ⅳ)含量,以差减法得出Se(Ⅵ)含量。方法回收率为96.9%~101.3%,相对标准偏差为1.76%~2.07%(n=10)。标准物质的测定值与标准值相符。实验证实此方法提取效果好,是测定土壤样品中硒不同价态的可行性方法。

不同pH条件和P-Se交互作用对茶园土壤Se(Ⅳ)吸附行为的影响

为了给生产上采取增施磷肥措施提高茶园土壤硒的有效性提供理论依据,通过实验室模拟实验,研究了不同pH条件和P-Se交互作用对茶园土壤Se(Ⅳ)吸附行为的影响。结果表明,在吸附液3种pH条件下Se(Ⅳ)的吸附平衡时间无明显变化。当吸附液pH=3时土壤对Se(Ⅳ)的吸附量显著高于pH=5和pH=7的处理,而后两者之间差异较小。P-Se交互作用不仅延长了Se(Ⅳ)达到吸附平衡所需的时间,而且导致其平衡吸附量显著下降。茶园土壤对Se(Ⅳ)的吸附动力学曲线用双常数方程和Elovich方程拟合效果较好,而Langmuir方程、Freundlich方程和Temkin方程均可较好地描述Se(Ⅳ)的吸附热力学特征。P对土壤中Se(Ⅳ)吸附行为的影响与两者的摩尔浓度比以及添加顺序有关,在3种不同添加顺序下,Se(Ⅳ)吸附量的大小为先加Se后加P>Se与P同时加入>先加P后加Se,且当P/Se摩尔浓度比>1时,土壤对Se(Ⅳ)的吸附量呈现明显的下降趋势。

催化动力学吸光光度法同时测定环境样品中痕量Se(Ⅳ)和Te(Ⅳ)

利用Se(Ⅳ ) ,Te(Ⅳ )对盐酸肼与KBrO3的氧化还原反应的催化效应 ,反应产物与甲基橙褪色变化来度量反应速率。分别在 2 0和 2 5℃的条件下 ,在波长 5 2 5nm处测定反应速率。其速率与Se(Ⅳ )和Te(Ⅳ )浓度呈线性关系。用PLS方法拟合试验数据 ,获得了反应速率与Se(Ⅳ )、Te(Ⅳ )浓度间的关系式 ,从而求出结果。硒和碲的检出限分别为 1.5和 3 .0ng·ml- 1;线性范围分别为 0 40和 0 75ng·ml- 1;相对标准偏差分别为 3 .0 %和 3 .2 %。用此法检测国家标准样品结果基本一致。方法简便快速 ,准确可靠。

利用黄铁矿去除地下水中Se(Ⅳ)污染的XPS分析

硒是生物生长所需的微量元素,但是过度摄入对人体是有害的。主要利用X射线光电子能谱仪(Xray photoelectron spectroscopy,XPS)分析了湿法制备的黄铁矿去除水中Se(Ⅳ)的产物形态。利用X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)和扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)对湿法球磨制备的黄铁矿进行了表征。XRD图谱表明该法制备的黄铁矿纯度较高,图谱中除了FeS2特征衍射峰外基本没有杂峰;SEM观测发现处理后的黄铁矿颗粒形状接近球形,尺寸在80~180nm范围内。上述相关表征结果表明,湿法球磨制备的黄铁矿具有颗粒粒径更小、比表面积更大、反应活性更高等优点。实验结果表明,在12h反应时间内,该法制备的黄铁矿颗粒对初始浓度为20mg·L-1的Se(Ⅳ)去除效率达到95%。对该组实验数据进行动力学拟合,其结果满足准一级动力学方程,表观反应速率常数kobs为0.26h-1。XPS分析得到如下结论:(1)反应后黄铁矿中铁和硫的结合能均有所降低,即黄铁矿表面出现了新价态的铁元素和硫元素;(2)在反应后的黄铁矿表面有新形态的硒—Se(0)形成,同时也检测到了Se(Ⅳ)形态,但Se(0)的含量占主导优势。由此推测,黄铁矿去除水体中的Se(Ⅳ)以氧化还原为主,同时伴随着吸附反应。该结果对于利用黄铁矿去除水体中具有高毒性的Se(Ⅳ)具有重要的理论意义和实际应用价值。

水稻土溶液中Se(Ⅵ)的价态转化条件研究

为了有效利用土壤硒 ,以紫潮泥和红黄泥为试验材料 ,在 pH分别为 7.5和 6 .5条件下研究了两种土壤在淹水还原培养和氧化培养过程中Se(Ⅵ )价态转化的条件 .结果表明 :随着土壤溶液Eh值的变化 ,Se(Ⅵ )逐渐向有机硒、Se(Ⅳ )转化 ;Se(Ⅵ )与Se(Ⅳ )相互转化体系的临界电位范围为 2 16 .6～ 74.1mV ,同时土壤溶液 pH值从 6 .5上升到 7.5 ,临界电位下降 5 0 .1mV ;Se(Ⅵ )与Se(Ⅳ )相互转化的氧化还原体系在土壤重要的氧化还原体系序位中处于NO3 N体系、锰体系之后 ,大致与铁体系平行 .

微波消解-氢化物-ICP-AES联用技术研究Se(Ⅳ)在小鼠衰者模型体内的生物代谢

硒作为人和动物体内必需的微量元素,其在生命代谢过程中的特殊作用日益受到广泛关注。本文以D半乳糖作用下人工训练的小鼠衰老模型为实验对象,经腹腔注射不同剂量的亚硒酸钠(Na_2SeO_3)水溶液后,应用微波消解-氢化物发生-ICP-AES联用技术分析Se(Ⅳ)在相应小鼠体内血浆、肝脏、脑等重要生命器官中的代谢分布,并同未注射Se(Ⅳ)的衰老模型组及对照组进行比较,同时结合小鼠相应生命组织内的主要含硒酶(GSH-Px)的活性指标进一步讨论了硒在哺乳动物体中的抗衰老作用。

烤烟对Se(Ⅳ)的吸收动力学特征分析

为揭示烤烟对Se(Ⅳ)的吸收利用规律,运用养分吸收动力学原理并采用水培法研究了不同p H、陪伴离子、抑制剂条件下烤烟品种云烟87和K326对Se(Ⅳ)的吸收动力学特征。结果表明:1在中低硒水平下,K326对Se(Ⅳ)的吸收积累速率和亲和力均高于云烟87,K326更适应于低硒水平下的养分吸收。2在不同p H条件下,弱酸及中性条件更有利于烤烟对Se(Ⅳ)的吸收累积,碱性条件则降低了烤烟对Se(Ⅳ)的亲和力。3SO42-和PO43-等陪伴离子可抑制烤烟对Se(Ⅳ)的吸收积累速率,降低烤烟对Se(Ⅳ)的亲和力,以PO43-对烤烟吸收Se(Ⅳ)的抑制性更强。4解偶联代谢抑制剂(CCCP)和钙离子通道抑制剂(氯化镧,La Cl3)均可抑制烤烟对Se(Ⅳ)的吸收,以CCCP对Se(Ⅳ)的抑制作用更强。

磷酸盐对Se(Ⅳ)在高庙子膨润土中扩散的影响

高放废物地质处置环境中存在大量的磷酸盐,势必会影响放射性核素的迁移行为。采用贯穿扩散(through-diffusion)法研究了磷酸盐对Se(Ⅳ)在高庙子膨润土中扩散行为的影响。采用自编扩散参数分析程序获得有效扩散系数(De)约为(0.61~1.3)×10-11 m2/s,岩石容量因子(α)约为0.16~0.58。结果表明:磷酸盐浓度对Se(Ⅳ)的扩散行为影响不明显。酸性条件下,Se(Ⅳ)的有效扩散系数和岩石容量因子均升高。由于Se(Ⅳ)能够吸附在膨润土的表面,使得表观扩散系数(Da)降低。而碱性条件下,岩石容量因子小于总孔隙率,Se(Ⅳ)不吸附在膨润土表面。

改性纳米零价铁去除水中Se(Ⅵ)的机理

采用羧甲基纤维素(CMC)改性纳米零价铁,通过TEM、FTIR和XPS等技术对制备的改性纳米零价铁材料进行了表征,并考察了其对水中Se(Ⅵ)的去除效果及去除机理。表征结果显示,改性纳米零价铁为大小均匀的球形颗粒,粒径范围在3~65 nm。实验结果表明,改性纳米零价铁对初始质量浓度低于10 mg/L的Se(Ⅵ)去除率在90%以上,用其去除Se(Ⅵ)的最适宜体系pH范围为6.0~8.0。改性纳米零价铁去除Se(Ⅵ)的过程为氧化还原和表面络合的协同作用,溶解态Se(Ⅵ)最终被转化为单质Se和表面络合物Fe(OH)SeO_(3)。

外加Se(Ⅵ)在土壤溶液中的价态转化研究

以熟红黄泥为试验材料 ,研究了在淹水培养过程中不同氧化还原条件下外加 Se( )在土壤溶液中的价态转化 .结果表明 ,在两种土壤 Eh培养条件下 ,外加的 Se( )约有 2 0 %进入土壤固相 ,80 %进入土壤溶液 .在低 Eh值 (175 m V)条件下 ,进入土壤溶液的硒约有 90 %呈有机态 ,且较稳定 ;10 %左右的 Se( )还原为 Se( ) ,此还原反应符合动力学一级方程 ,半衰期为 3.7d.在高 Eh值 (4 5 0 m V)条件下 ,进入土壤溶液的硒在第一天 70 .9%呈Se( )态 ,且稳定 ;2 9.0 %呈有机态 ,并在培养过程中先氧化成 Se( ) ,然后 Se( )再氧化成 Se( )

催化动力学光度法测定栗子和香菇中痕量Se(Ⅳ)

探讨了Se(Ⅳ)在HNO_3介质中催化KBrO3氧化罗丹明B的褪色反应及最优的动力学条件,由此建立了动力学荧光光度法测定痕量Se(Ⅳ)的新方法。测定Se(Ⅳ)的线性范围为0.2~2.2μg·L^(-1),检出限为0.004μg·L^(-1)。方法用于测定栗子和蘑菇中的痕量Se(Ⅳ),获得了满意的结果。

Se(Ⅳ)对赤子爱胜蚓Sb(Ⅲ)中毒的拮抗作用

为研究Se(Ⅳ)的加入是否能够缓解蚯蚓体内Sb(Ⅲ)毒性,且阐述蚯蚓体内Se(Ⅳ)与Sb(Ⅲ)的相互作用.实验将蚯蚓置于不同含量Se(Ⅳ)与Sb(Ⅲ)供试土壤中,分别在不同暴露时间后取出蚯蚓,用ICP-MS测量蚯蚓体内Se(Ⅳ)与Sb(Ⅲ)含量.通过研究表明,高含量Se(Ⅳ)对Sb(Ⅲ)首先表现为协同作用,随着暴露时间推移,Se(Ⅳ)对Sb(Ⅲ)起到了解毒作用.适量Se(Ⅳ)(2～10mg/kg)在一定程度上能缓解金属Sb(Ⅲ)对蚯蚓的毒害,且随着Se(Ⅳ)含量增加,蚯蚓体内起到解毒作用的时间也由4d缩短到2d.

SO_4^(2-)和Se(Ⅵ)对紫花苜蓿和大麦吸收Se的影响

在温室中用砂培和水培方法种植紫花苜蓿和大麦,以此来研究SO_4^(2-)和SE(Ⅵ)对作物吸收Se的影响以及SO_4^(2-)和Se(Ⅵ)之间的相互作用。试验结果证明,紫花苜蓿和大麦体内都能累积Se(Ⅵ)并达到危害人类和动物健康的水平。Se(Ⅵ)对紫花苜蓿和大麦的干物质量都有不利的影响。当溶液含Se(Ⅵ)量超过0.1mg L^(-1)时,两者的干物质量减少25％—35％,含Se(Ⅵ)量超过lmg L^(-1)时,作物减产50％以上。SO_4^(2-)对植物吸收Se(Ⅵ)有明显的拮抗作用,能减少植物对Se(Ⅵ)的吸收,溶液中含SO_4^(2-)量超过2dS m^(-1),植物吸收Se(Ⅵ)减少99％,这是因为Se(Ⅵ)和SO_4^(2-)有相似的化学和物理性质,植物吸收Se(Ⅵ)和SO_4^(2-)的机理是极相似的。因此,当SO_4^(2-)在根的吸收基上成为主要离子时,植物组织中含Se(Ⅵ)量就会大大减少。含Se(Ⅵ)量较高的井水或农业排水是否可以用于灌溉,主要取决于水中的SO_4^(2-)含量。