土壤pH和有机质含量对重金属可利用性的影响

以昆明市内28个作物种植点为例,对土壤重金属镉(Cd)、铜(Cu)、锰(Mn)、镍(Ni)、铅(Pb)及锌(Zn) 6种元素全量、有效态含量和相关土壤因子进行了测定.统计分析表明:土壤pH与Cd、Cu、Ni、Pb及Zn有效态含量呈显著的二次函数关系,当pH值在6.5左右时,重金属有效态含量较高,而随着土壤pH的进一步提高,其有效态含量显著降低.土壤有机质与Cd、Mn、Ni、Pb和Zn有效态含量呈显著正相关.因此,适当调节土壤pH至中性或弱碱性,科学合理地施用有机肥料,可有效降低耕地红壤重金属的生物可利用性,消减重金属污染问题.     

连续提取法对电镀废水污染土壤重金属形态研究

采用五级化学连续提取法测定电镀废水污染的土壤中Cu、Cr、Ni、Pb及Mn等重金属的五种形态(可交换态,碳酸盐结合态,Fe-Mn氧化物结合态,有机结合态,残留态),分析金属元素和土壤固相组分的结合形态.结果显示,电镀废水污染的土壤中Cu、Cr和Mn的有效态含量较高,而Ni和Pb则主要以残留态为主;在有效态中,Cu、Cr和Ni主要以有机结合态存在,分别占有效态含量的54.1%,73.5%和39.1%,而Mn和Pb则以可交换态含量最高,分别占有效态含量的38.9%和39.6%;大部分Cr来源于电镀废水污染;电镀废水污染的土壤中Mn对植物的影响最为直接.     

利用高效溶磷菌钝化修复铅污染土壤效果及其影响因素研究

利用高效溶磷菌的溶磷特性对受铅污染土壤展开修复研究,研究了菌液添加量与土壤全磷含量对重度污染土壤修复效果的影响。通过测定有效磷含量、有效态铅含量、pH等指标变化,结合X射线衍射法(XRD)分析土壤物相变化,初步研究了溶磷菌的钝化机制。当目标溶磷菌发酵菌液的添加量达到150mL/kg时,目标菌可有效在土壤中存活;当土壤全磷含量达到1g/kg时,经过钝化培养可将土壤有效态铅含量降至4mg/kg、土壤中有效磷含量增加至19mg/kg。对钝化后土壤Pb形态分析表明,在目标溶磷菌作用下,土壤中Pb由可交换态、碳酸盐结合态向残渣态转变,XRD分析结果表明残渣态主要为氯磷酸铅盐化合物(Pb_5(PO_4)_3Cl),是Pb在土壤中最稳定的化合物之一。     

微波消解ICP-AES法测定植株金属元素含量的研究

植株金属元素含量是农田环境质量评价中的必检项目.微波消解ICP-AES法测定植株金属元素含量具有分析速度快,线性范围宽等优点.研究了微波消解ICP-AES法测定植株样品中包括K、Ca、Mg、Cu、Zn、Fe、Mn、Al、Cd、Cr、Mo、P、Pb、S、Si等15种元素的检测条件和检测限以及测定中的不定误差,为植株样品中金属元素含量的ICP检测提供了理论依据.     

蚯蚓中微量元素的分析研究

蚯蚓是土壤中的主要动物类群,在生态系统中具有重要功能.它营养丰富,可作为食品和药用.选用高压硝化罐法硝化样品,以ICP-AES法测定蚯蚓中的微量元素Ca,Mg,Zn,Fe,Cu,Sr,Mn,Sn,Se,Ba,Cr,Pb的含量.该方法简单、快速、灵敏度高,准确性好,且能多元素同时测定,环境污染小.     

大气颗粒物滤膜样品的消解方法优化

针对大气颗粒物滤膜样品现有的消解方法中存在的不足,就空白滤膜样品,对其消解条件(消解用酸的质量分数、样品浸泡时间、消解加热时间)进行了优化研究,选择了砷(As)、钡(Ba)、镉(Cd)、锰(Mn)、铅(Pb)等金属元素进行了详细探讨,建立了一种操作简便、准确、能同时测定多种金属元素的消解方法,并将该方法与电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)相结合,对TSP滤膜样品中的相关金属元素进行了分析测定,与国家标准方法进行了比对,结果令人满意.     

ICP-AES和AAS法在苔藓植物重金属含量测定中的应用

采用微波消解样品、ICP-AES和AAS法对鳞叶藓中的Cu、Mn 、Fe 、Zn 、Cd、Cr、Ni 、Pb的含量测定进行了探讨和比较.测得结果的准确度和精密度均令人满意.且两种方法所测得的Pb含量无明显差异（P＞0.05）.     

四种土培蕈菌对土壤中铅和砷的富集能力研究

以四种生物量大,易于栽培的蕈菌为材料,研究其对土壤中Pb和As的生物富集水平.干燥后的蕈菌样品经过微波消解处理,采用原子吸收分光光度法(AAS)分析蕈菌样品中的铅含量,采用电感耦合等离子体光谱法(ICP-AES)分析蕈菌样品中的砷含量.研究表明在污染土壤中收集的蕈菌样品中铅和砷的水平随着土壤中铅和砷浓度的增加而增加.当土壤中的Pb2+浓度为1000mg/kg(DW)时,长根菇对Pb的积累能力最强,可达到13.33±1.44mg/kg(DW).当土壤中的As3+浓度为200mg/kg(DW)时,金福菇对As的积累能力最强,可达到9.34±0.21mg/kg(DW).研究表明蕈菌对污染土壤中的铅和砷具有很强的积累能力.     

土壤激光诱导击穿光谱的实验研究

在大气环境下测定了土壤在可见光谱区的激光诱导击穿光谱,对测定的光谱进行了分析和归属.实验结果表明,土壤中Al、Fe、Ti、K、Na、Mg、Ca等元素含量高,且Fe、Ti、Al元素谱线非常丰富、强度较强,而Ba、Cr、Cu、Li、Mn、Pb、Sr等元素含量低,且元素谱线不多、强度较弱;由实验测定的一系列国家标准土壤样品的激光诱导击穿光谱,得到了多种微量元素的定标曲线和检测限(ug/g)(Ba(3.4)、Cr(3.9)、Cu(70.2)、Li(1.0)、Mn(52.2)、Pb(21.0)、Sr(11.4) 、Ti(35.0)).     

施加生物炭对三七连作土壤铅有效态含量的影响

以连作5 a三七种植土壤为对象,研究了施加生物炭对土壤重金属Pb有效态含量的影响.结果表明,施加生物炭后,土壤pH值显著提高,Pb有效态含量显著降低,全量含量无显著变化.土壤pH提高了1.23,有效Pb含量降低了0.62 mg/kg.土壤pH与有效态Pb含量呈显著负相关(r=0.626,P0.001),因此施加生物炭后土壤pH值升高可能是土壤Pb有效态含量降低的重要原因.     

一种检测电芬顿体系下DNA损伤的电化学生物传感器的研制

为了检测电芬顿体系下DNA的损伤,先采用石墨烯制备了一种致密的rGO/Fe₃O₄复合材料;再将复合材料和DNA修饰到玻碳电极上,利用电化学还原作用释放游离态Fe²⁺,并加入H₂O₂形成电芬顿体系;最后构建了一种检测电芬顿体系下DNA损伤的新型电化学生物传感器。检测结果表明,检测DNA损伤的最佳时间为30 min,最佳pH值为7.0。     

PM2.5中无机元素的污染特征和来源分析

为研究齐齐哈尔市大气颗粒物PM2.5的污染特征和来源,在2013年12月~2014年11月,于齐齐哈尔大学校园内安置采样点采集PM2.5样品。初步测定了PM2.5中Na、Mg、Al、K、Ca、Fe、Mn、Ni、Cu、Zn、As、W、Pb、Ti、V、Cr这16种无机元素的浓度水平,并通过元素相关性分析、富集因子分析和主因子分析方法对其来源进行解析。结果表明:元素污染较为严重的季节是夏季,冬季较轻。Pearson相关系数分析表明无机元素污染来自地壳源和人为源的共同作用。富集因子分析表明,Zn、Cu、As、Pb这几种元素高度富集,主要受到交通源和工业源以及燃烧源等人为污染影响显著。因子分析表明,元素污染春夏两季主要来源于建筑源、交通排放污染和工业污染三个方面,秋冬季的燃烧污染明显贡献的更多。研究结果对于防治齐齐哈尔大气污染有一定的借鉴意义。     

流型、植物种类和基质厚度对人工湿地去除废水中氨氮的影响

实验模拟人工湿地,以沙、土混合物为基质,比较了水平潜流和垂直流、不同植物、不同基质厚度对氨氮(NH_4~+-N)处理效果的影响,并分别进行了分析。实验表明,水平潜流和垂直流NH_4~+-N去除率分别达到59%和68%,垂直流人工湿地处理效果较好的原因是垂直流为硝化创造了有利的条件。金边吊兰、金钱草、绿萝对NH_4~+-N的平均去除率依次为46%、60%和70%,分析认为根系是影响NH_4~+-N去除效果的主要因素。以金钱草做湿地植物,基质厚度为6 cm时去除效果最好,最大去除率达到74%,表明基质厚度与植物根系长度相适应时,NH_4~+-N的去除效果最佳。研究结果为深化湿地去除NH_4~+-N的理论研究和应用推广提供了支撑。     

尖晶石型Li4Ti5O12的合成及其性能

采用高温固相法、溶胶-凝胶法和热聚合法制备锂离子电池负极材料Li₄Ti₅O_12.通过X-射线衍射、扫描电镜显微镜、电化学阻抗和恒流充放电表征产物的结构、形貌及电化学性能.3种方法制备的Li₄Ti₅O₁₂均为尖晶石结构,用高温固相法所得的粉体颗粒较大,而用溶胶-凝胶法所得粉体颗粒最小,其平均粒度在200~350 nm范围内,表现出较好的电化学性能;溶胶-凝胶法制备的样品粉末在0.2 C倍率下首次放电容量为174.5 mAh/g,经过25次循环后容量衰减仅5.7%.     

Resistless photochemical etching of a silicon wafer by UV laser with an H<Superscript>2</Superscript>O<Superscript>2</Superscript> and HF aqueous solution

A new resistless etching method has been developed for Silicon wafers. This new method uses an aqueous solution consisting of hydrogen peroxide (H₂O₂) and hydrogen fluoride (HF) as the activating etchants. A 193 nm ArF excimer laser and a 266 nm fourth harmonic generation Nd: YAG laser were used as the photon sources. Results showed that pattern etching has been achieved without any photoresist film. In the case of the 193 nm laser, the optimal etching appeared at a 1.3 H₂O₂÷HF ratio, where an etch depth of 210 nm was achieved with a fluence of 29 mJ/cm² and shot number of 10000. At the same conditions, the etch depth with H₂O₂ and HF solution was three times of that by using H₂O and HF mixture. In the case of the 266 nm Nd: YAG laser, the optimal etching appeared at twice ratio of H₂O₂/HF, where the etch depth of 420 nm was achieved with a fluence of 12 mJ/cm² and shot number of 30000. Results showed that the etch effect of the 266 nm Nd: YAG laser was more desirable than that of the 193 nm ArF excimer laser.     

Hydrothermal synthesis, characterization and nonlinear optical effect of orthorhombic phase Ca2B6O11 · H2O

Hydrothermal treatment of calcium oxide and boric acid mixtures at temperatures between 234 °C and 300 °C has produced a colorless, transparent, orthorhombic compound Ca₂B₆O₁₁ · H₂O. Of the seven known members of the series of hydrated dicalcium hexaborate containing boron-oxygen six-membered ring anionic group (B₃O₈)^-7, only the title compound has been found to have the nonlinear optical effect. The second harmanic generation (SHG) effect of its crystal is larger than that of KH₂PO₄ (KDP). The reflection spectrum has shown that this compound has no absorption in the experimental wavelength range (800–240 nm). Its crystal structure is favorable for generating the nonlinear optical effect.     

Nb_2O_5/CdS纳米粒子的制备及其光催化性能研究

通过简单的沉淀法合成了Nb2O5/Cd S纳米粒子,利用XRD、TEM、XPS对其进行了表征,采用制备的Nb2O5/Cd S纳米粒子在可见光照射下对罗丹明B进行了降解实验.结果表明:负载在Nb2O5表面上的Cd S粒径大小较均一,约为35 nm,在可见光照射下,Cd S质量比为20%的Nb2O5/Cd S纳米粒子光催化活性最佳,可见光照射下3 h对罗丹明B降解率为98%,经过3次循环利用,发现其具有良好的光催化稳定性.     

Carbon isotopic composition,turnover and origins of soil CO<Subscript>2</Subscript> in a monsoon evergreen broadleaf forest in the Dinghushan Biosphere Reservoir,South China

Carbon isotopic compositions of soil CO2 in rainy season (July) from two natural soil profiles (DHLS & DHS) in the monsoon evergreen broadleaf forest in the Dinghushan Biosphere Reservoir (DBR), South China, are presented. Turnover and origins of soil CO₂ are preliminarily discussed in this paper. Results show that the content of soil CO2 varies between 6120 and 18718 ppmv, and increases with increasing depth until 75 cm, and then it declines. In DHLS, soil CO₂ δ¹³C ranges from −24.71‰ to −24.03‰, showing a significant inverse correlation (R²＝0.91) with the soil CO₂ content in the same layer. According to a model related to soil CO₂ δ¹³C, the soil CO₂ is mainly derived from the root respiration (>80%) in DHLS. While in DHS, where soil CO₂ ? 13C ranges from −25.19‰ to −22.82‰, soil CO₂ is primarily originated from the decomposition of organic matter (51%–94%), excluding the surface layer (20 cm, 90%). Radiocarbon data suggest that the carbon in soil CO₂ is modern carbon in both DHLS and DHS. Differences in ¹⁴C ages between the “oldest” and “youngest” soil CO₂ in DHLS and DHS are 8 months and 14 months, respectively, indicating that soil CO₂ in DHLS has a faster turnover rate than that in DHS. The ¹⁴C values of soil CO₂, which range between 100.0‰ and 107.2‰ and between 102.5‰ and 112.1‰ in DHLS and DHS, respectively, are obviously higher than those of current atmospheric CO₂ and SOC in the same layer, suggesting that soil CO₂ is likely an important reservoir for Bomb-¹⁴C in the atmosphere.     

Modification of TiO2 nanotubes arrays by CdS and their photoelectrocatalytic hydrogen generation properties

In order to realize hydrogen generation under visible light, novel CdS/TiO2 nanotubes arrays are developed by electrochemical anodizaUon of Ti in 0.15 mol/L NHTF ＋ 0.08 mol/L H2C2O4 electrolyte. The diameter of the nanotube is 80-100 nm and the length is approximately 550 nm. The CdS nano-particles are deposited on the TiO2 nanotubes arrays by chemical bath deposition （CBD） in the ammonia-thiourea system. A 300 W Xe lamp is used as the light source, CdS/TiO2 nanotube arrays are used as the photoanode with the application of 1.0 V bath voltage, and 0.1 mol/L Na2S ＋ 0.04 mol/L Na2SO3 solution is used as the electrolyte, then the rate of photoelectrocatalytic hydrogen generation is 245.4 μL/（h·cm^2）. This opens new perspectives for photoelectrocatalytic hydrogen generation by using CdS/TiO2 nanotubes arrays.     

固液冲蚀作用下的四通流道设计及分析

在油气钻采过程中,为了提高压裂效率,部分井场会采用一种高压四通管汇连接装置。基于液固两相流和冲蚀磨损理论,建立了流道夹角分别为0°～14°在不同工况下的三维模型,利用fluent软件探究水力压裂下高压四通管的冲蚀磨损特性。结果表明：传统的直流道四通不论在何种工况下冲蚀集中区域都在四通交汇的相贯线上,随着角度增加,冲蚀集中区域由相贯线及附近壁面变为出口端圆柱面;通过对流体不同工况下的分析表明,不同的流道夹角下,流体冲蚀影响各不相同。单出口工况下,较小流道夹角有效的降低了冲蚀率,随着角度继续增加,管壁的最大冲蚀率平缓增长;双出口工况下,最大冲蚀率也会有效降低,但随着夹角继续增加至5°,最大冲蚀率不会继续降低,而呈现增长的趋势;三出口工况下四通,最大冲蚀率降低效果并不明显,且流道夹角由3°增加到14°,最大冲蚀率增长幅度很大。