环境工程实验教学的改革与实践

环境工程实验对环境科学和环境工程专业学生的综合能力培养起着至关重要的作用。近年来总结各高校环境工程实验教学中的经验,以环境工程实验教学的课程改革为例,通过多方面的教学改革,提高了环境工程实验实践教学质量,结合伊犁师范学院化学与环境科学学院环境科学专业实际情况,完成实验课程任务量的同时还增加"开放性"和课题式的实验教学,改进了课程考核方法。通过环境工程实验教学课程的改革,充分调动和激发学生的学习兴趣、热情和创造力,使学生巩固了理论知识,增强了实验操作能力,掌握了环境工程实验中的基本技能,培养了其独立创新和自主能力,学生的综合素质得到很大提升。

伊犁河谷煤矿开采对土壤重金属污染、养分及酶活性的影响

为了评价伊犁河谷地区煤矿区土壤的质量和受污染的程度,以及矿区周边农用地土壤的质量,通过野外采样和实验室分析,调查了伊犁河谷地区两处煤矿和周边耕地的土壤,测定了0~40cm深度土壤中的Cu、Cd、Cr、Zn、Pb 5种重金属元素的含量,采用单因子指数法和内梅罗综合污染指数法进行评价.同时测定了土壤速效氮、速效磷、速效钾、有机质以及土壤蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶的活性.结果表明,所选的两处煤矿矿区土壤重金属污染严重,其中Cd超标最为明显,庆华煤矿样地重金属Cd的单因子污染指数达到了5.97;铁厂沟煤矿达到了9.54.庆华煤矿的内梅罗指数达到了4.47,铁厂沟煤矿的内梅罗指数达到了7.06,两地均属于重度污染.煤矿周边的农用地也受到了一定程度的污染,庆华煤矿周边玉米地样地的内梅罗指数达到了2.90,属于中度污染,而在铁厂沟煤矿附近的达达木图乡两块农用地内梅罗指数达到了3.94和3.58,均属于重度污染;所选煤矿区土壤及其周边农用地土壤养分含量偏低,土壤酶活性与土壤养分含量呈显著正相关,重金属含量与土壤酶活性呈负显著或极显著相关,但养分与重金属之间相关性不显著.

新疆伊犁燃煤灰放射性核素水平与富集因子分析

为了探明新疆伊犁家用燃煤灰放射性核素比活度本底值,分析了新疆伊犁河谷各矿区的48个有效燃煤炉灰样。分析结果表明:燃煤灰238 U、232 Th、226 Ra和40 K比活度范围分别为11.5~682.0、7.5~88.7、11.4~926.0、LLD^372.0Bg/kg;比活度均值分别为104.4、37.6、126.7、101.7Bq/kg。计算得到41对燃煤与燃煤炉底灰放射性核素238 U、232 Th、226 Ra、40 K的富集因子为0.1~26.6、3.3~309.2、0.4~284.0和1.7~225.5,238 U、232 Th、226 Ra相对富集因子为0.01~19.97、0.06~77.9和0.02~54.5。研究表明,此次调查的家用燃煤灰放射性核素数据与其它地区和国家数据相比为最小,燃煤与家用燃煤灰的富集因子与文献报道的相似,根据联合国电离辐射效应委员会统计的全球煤及煤灰背景值资料,此次数据均在正常值范围内。

氢氧化钾改性亚麻对亚甲基蓝的吸附性能研究

以亚麻为原料,氢氧化钾为改性剂,制备了一种吸附剂,用红外光谱和扫描电子显微镜对其结构进行表征,并对其吸附亚甲基蓝的性能进行了研究。结果表明,经120℃、0.8mol/L氢氧化钾改性的亚麻对亚甲基蓝的吸附量和去除率明显提高。经优化,当pH=5、超声功率为50%（125W）、超声时间为25min、亚甲基蓝初始质量浓度为300mg/L、改性亚麻投加量为0.3g时,亚甲基蓝的去除率为95.1%,吸附量为28.54mg/g。其中,pH=5~9、亚甲基蓝初始质量浓度为300~500mg/L时,亚甲基蓝的去除率和吸附量变化不大。改性亚麻对亚甲基蓝的吸附过程符合Freundlich吸附等温式,其动力学过程符合准二级动力学方程。

改性橘皮吸附亚甲基蓝模拟废水的性能研究

采用干燥橘皮为基本材料,添加Na OH试剂改变其表面性质,对改性橘皮吸附亚甲基蓝模拟废水的性能及条件进行了研究。研究了温度、时间、转速、粒径、改性剂浓度、吸附剂用量对吸附效果的影响,并以此为基础采用正交试验设计找寻最佳吸附条件,得出最佳吸附条件为温度20℃,转速150 r/min,吸附时间30 min,粒径180目。采用以上吸附条件测出的去除率为96.3%,吸附效果良好。

改性粉煤灰对金属Cr(Ⅵ)模拟废水的最优吸附条件探究

以粉煤灰为原料,采用添加氢氧化钠的方法改变其性质,探究改性粉煤灰对Cr(Ⅵ)模拟废水的的最佳吸附条件。选取了试剂浓度、原材料粒径、原材料投加量、振荡速度、吸附温度、吸附时间进行实验;选取影响较大的因素进行正交试验设计,得到最优吸附条件为投加量3 g,转速200 r/min,粒径为120目,吸附时间30 min,温度40℃。验证后实际去除率为97.03%,具有较好的吸附效果。

去除碱性染料吸附剂的制备及其吸附特性研究

本实验用橘皮果胶来改性纳米铁吸附碱性品红,用橘皮果胶来改性纳米铁,可以提高纳米铁对碱性品红的吸附。本文从吸附剂制备工艺的角度研究了橘皮果胶的质量浓度、改性纳米零价铁的投加量、活性剂羟甲基纤维素钠的投加量、吸附时间、温度、碱性品红的初始浓度对染料去除的效果,结果表明:在橘皮果胶质量浓度为2. 58%,将0. 02 g改性纳米零价铁和0. 1 g活性剂羟甲基纤维素钠投加到50 m L初始浓度为12 mg/L碱性品红溶液中,吸附时间60 min,吸附温度为60℃,改性纳米零价铁对碱性品红的吸附效果较好,改性纳米零价铁吸附碱性品红溶液遵循准一级反应动力学模型,平衡浓度对吸附量的影响符合Langmuir吸附模型,是以化学吸附为主。

改性亚麻负载纳米铁对亚甲基蓝的吸附特性

以亚麻负载纳米铁作为吸附剂,用果胶与十二烷基苯磺酸钠作改性剂,应用于去除模拟废水中的亚甲基蓝。探讨十二烷基苯磺酸钠的浓度大小、搅拌时间、改性吸附剂用量、吸附温度、吸附时间、亚甲基蓝溶液的初始浓度及pH值对色度去除率的影响;并从热力学和动力学角度探讨吸附作用机制,用傅立叶红外变换光谱仪分析改性前后的结构变化。结果表明,改性吸附剂吸附亚甲基蓝溶液遵循准二级反应动力学模型,平衡浓度对吸附量的影响符合Langmuir吸附模型,以化学吸附为主。

不同培养条件下沉水植物对重金属的生物吸附研究

以土作为底泥培养方式,研究植株生长状况及体内重金属(Cu、Zn、Pb和Hg)的吸附量。结果表明:在重金属Cu2+浓度为1. 0 mg/L的水环境下,各培养组植株对Cu的吸附量范围为421. 37～3 346. 41μg/L,各植株生长情况与吸附差异均比较显著,水绵以及单独培养的金鱼藻和轮叶黑藻均出现大量死亡现象,吸附量以水绵吸附最多。与单独培养相比,混合培养下的金鱼藻和轮叶黑藻死亡数较少,对Cu的耐受性和抗性增强;在以受重金属污染土作为底泥的培养方式下,各植株对Cu、Zn、Pb和Hg的吸附量范围分别为10. 61～40. 34μg/L、136. 19～213. 71μg/L、15. 39～149. 83μg/L、49. 00～159. 17μg/L,各培养组植株均能正常生长,但混合培养组长势更好。各植株对不同金属吸附差异显著,水绵对4种重金属吸附量最大,各培养组的金鱼藻与轮叶黑藻对4种重金属的吸附差异不显著,3种植物均以对Zn的吸附效果最好,总体来说,混合培养组优于单独培养组。

响应面优化改性亚麻吸附性能的研究

对亚麻以NaOH进行改性,对所制备的改性吸附剂的吸附条件进行研究。采用BBD设计找到其最优吸附条件,并研究了改性吸附剂对色度及COD的去除率。本文选取了改性剂浓度、吸附剂投加量、改性剂反应时间、吸附剂粒径、吸附时间、改性剂反应温度、吸附温度7个因素进行研究,在此基础上进行BBD实验,找出最优吸附条件:吸附剂过筛180目,吸附剂投加量0.0188 g,吸附时间21.6 min,该条件下色度的实际去除率为87.2%;同时测定了改性亚麻对COD的去除率为48.4%。

氢氧化钠、L-苹果酸改性亚麻超声波辅助吸附甲基紫研究

采用超声波辅助手段,对改性亚麻吸附甲基紫进行了研究,通过单因素变量和正交实验选出优化组合。结果表明,改性亚麻的吸附量和去除率均高于未改性亚麻。亚麻改性的优化条件是:改性时间100 min、改性温度40℃,经1 mol/L的氢氧化钠改性之后又经0.2 mol/L的L-苹果酸改性;其吸附25 mL甲基紫溶液的优化条件是:吸附时间100 min、温度50℃、吸附剂投加量0.3 g、甲基紫初始质量浓度80 mg/L,在此条件下对甲基紫的吸附量和去除率分别为39.47mg/g和99.67%。正交实验得出最大吸附量优化组合为改性温度40℃、吸附时间120 min、吸附剂用量0.1 g,吸附量39.97 mg/g;最大去除率的优化组合为改性温度60℃、吸附时间120 min、吸附剂用量0.5 g,此时去除率99.67%。

改性亚麻吸附孔雀石绿响应面优化法

利用酒石酸对亚麻改性,研究其对染料中孔雀石绿的吸附性能。考察了单因素酒石酸浓度、改性温度、改性时间、吸附温度、吸附时间、初始染料中孔雀石绿浓度和吸附剂投加量对孔雀石绿吸附去除率的影响;同时采用响应面优化法优化最显著影响因素(改性温度、改性时间和吸附剂用量)对孔雀石绿吸附量影响。结果表明,最优改性的亚麻(酒石酸浓度1mol/L、改性时间60min、温度40℃)投加量为0.60g、染料中孔雀石绿质量浓度为100mg/L、吸附温度为25℃、吸附时间240min条件下,孔雀石绿(MG)的去除率可达94.72%。响应面法优化实验得到最优组合为改性亚麻吸附剂用量0.40g、改性温度60℃和改性时间60min,对孔雀石绿吸附量为5.934mg/g。

光波辅助核桃壳活性炭吸附孔雀石绿性能的研究

以新疆薄皮核桃壳为原料,加入0.7 mol/L的氯化锌(Zn Cl_2)在600℃马弗炉中活化加热50 min制备活性炭。采用微波、光波、光波组合C_1、光波组合C_2辅助活性炭吸附孔雀石绿染料溶液,探讨辐射时间、染料浓度、活性炭用量对吸附效果的影响。结果表明:辐射时间2 min、染料浓度500 mg/L、活性炭用量10 mg时,吸附效果最佳;该吸附过程更符合准二级吸附动力学方程(R^2=0.9928),属于化学吸附;拟合等温Langmuir方程能更好的描述该吸附过程(R^2=0.9919),吸附以单分子层吸附为主;正交实验分析表明,影响吸附效果的主次顺序为活性炭用量>染料浓度>吸附时间;活性炭用量对吸附效果的影响最为显著。

光波-微波辅助核桃壳活性炭对酸性品红吸附研究

为实现新疆果壳的资源化利用,以核桃壳作为前驱体,用ZnCl2改性,于600℃马弗炉中活化加热50min制备活性炭,以微波、光波、光波组合c1、光波组合c2辅助活性炭吸附酸性品红染料溶液,探讨辐射时间、染料浓度、活性炭用量对吸附效果的影响。通过正交试验分析综合考虑,选取吸附剂用量0.1g、染料初始浓度800mg/L、吸附时间2.5min为最佳组合,吸附量可达184.525mg/g,去除率为92.26%。

改性亚麻处理孔雀石绿染料废水的研究

为了深度处理染料废水,以亚麻为原料,利用戊二醛对其进行改性,并对其进行傅立叶红外光谱仪(FTIR)扫描和扫描电子显微镜(SEM)表征。研究了吸附动力学、热力学以及吸附机理,同时还探索了吸附温度、吸附时间、孔雀石绿初始浓度以及吸附剂用量对吸附性能的影响。结果表明:改性亚麻吸附性能明显优于未改性亚麻,室温下,将经过0.05mol/L戊二醛改性得到的改性亚麻0.20g用于吸附100mg/L孔雀石绿溶液50mL,吸附360min,吸附量达到33.26mg/g,对孔雀石绿的去除率为99.78%;动力学研究表明,吸附过程符合准二级动力学方程,为化学吸附;热力学研究表明,吸附过程符合Freundlich吸附等温方程,为多层吸附,且为自发反应。

巴旦木壳制备的活性炭对活性艳蓝KN-R的吸附性能

采用巴旦木壳为原料制备活性炭吸附剂,以活性艳蓝KN-R模拟废水环境,探讨优化吸附条件。巴旦木壳经ZnCl_(2)改性、马弗炉烧制、盐酸煮沸制得活性炭吸附剂。对吸附影响较大的因素有微波、光辐射的辅助作用,吸附时间,染料质量浓度,吸附剂用量。经过正交实验得出的优化组合:吸附时间2 min,染料质量浓度150 mg/L,吸附剂用量0.2 g。改性巴旦木壳吸附剂的吸附符合Langmuir与Freundlich吸附等温线,符合准二级动力学方程。