浙江地区重金属低积累旱粮作物品种筛选

为达到污染耕地的旱粮安全生产,筛选出适合浙江地区种植的重金属低积累旱粮品种,通过田间试验,在重金属复合污染耕地种植旱粮作物高粱、玉米和大豆各10个品种,分析旱粮籽粒中镉(Cd)、镍(Ni)、铜(Cu)和锌(Zn)等重金属元素含量。结果表明,高粱Cd低积累品种优选晋糯3号,玉米品种Cd低积累品种优选浙糯玉86和浙甜19,大豆Cd低积累品种优选浙春8号;具有同时低积累Cd、Ni、Cu和Zn特征的高粱品种为晋糯3号和晋杂31号,玉米品种为浙糯玉18、浙糯玉86和银糯1号,大豆品种为浙春8号和辽鲜。本研究结果可为浙江地区污染耕地安全利用过程中重金属低积累旱粮品种的选择提供科学依据。

磁黄铁矿石促进好氧颗粒污泥形成的效果与机制

为探究天然磁黄铁矿石对好氧颗粒污泥(AGS)处理染料废水过程中颗粒化进程的影响,在室温条件下运行4个序批式反应器(SBR),通过改变进水有机负荷和碳源,研究了颗粒化过程中AGS的SVI、粒径及Zeta电位的变化,并通过三维荧光光谱(3D-EEM)分析AGS成分以及磁黄铁矿石界面能变化来解析AGS的形成机制。结果表明,投加磁黄铁矿石约20 d就形成了AGS。高有机负荷及采用乙酸钠(NaAc)作为碳源时,SVI平均值由初始的105 mL/g下降到运行末期的(25.99±4.57) mL/g。3D-EEM分析显示,投加磁黄铁矿石能够增加污泥疏水性蛋白质的含量,促进AGS形成。颗粒化过程中,矿石液固界面黏附功逐渐降低,而界面能上升,也促进了AGS的形成。

常压下酸催化多元醇液化纤维素反应机理的研究

开发农林废弃物高值化利用路径与“深入推进能源绿色低碳转型”国家重大战略需求高度契合。实验探索农业废弃物玉米秸秆中纤维素组分常压酸(H3PO4)催化多元醇[丙二醇(PG)与二甘醇(DEG)混合液]液化反应路径为研究目标,了解酸催化多元醇作用条件下的木质生物质液化反应机理。采用傅里叶红外光谱(FTIR)、凝胶渗透色谱(GPC)、核磁共振波谱(NMR)及热重分析(TGA)对不同反应时间下纤维素液化所得生物油的化学基团、分子量及其分布、分子结构、热解等进行了分析。FTIR检测表明,不同反应时间所得生物油具有相似FTIR特征;液化初期,纤维素降解生成了较多的烃类、醚类和含羰基化合物;液化后期,纤维素中的糖类降解产物、羟基或烯烃与PG/DEG反应生成了难溶于1,4-二氧六环的有机物。GPC分析表明,随着液化的进行,纤维素分子链发生断裂程度加剧,降解生成低分子量(LMW)物质越来越多,降解反应占主导地位;而当反应时间达到某一值时,其降解产物与PG/DEG发生聚合反应产生越来越多的大分子量物质,使生物油的分子量不再降低,即聚合反应占主导地位。^(1)H-和^(13)C-NMR表明,纤维素在液化作用下发生降解使得分子链断裂,仍保留了部分葡萄糖单元结构;随着液化反应的进行,这些结构单元再次发生转化产生LMW化合物;反应继续进行时,这些产物之间或与PG/DEG之间可进行聚合反应,形成结构趋于一致、性质逐渐稳定的新物质。TGA分析结果:生物油中含有70%~85%碳数小于25和5%~10%碳数高于25的化合物,最终残炭率随着反应时间的延长先降低再升高。实验通过研究纤维素在多元醇液化过程中的结构变化,揭示其液化的反应历程,为探索秸秆全组分的液化机理奠定理论基础。