泡沫Cu-Zn电极电催化还原硝酸盐氮

采用阴极电沉积法制备载锌泡沫铜双金属复合电极,并通过扫描电子显微镜(SEM)、能量色散光谱和X线衍射仪(XRD)对载锌泡沫铜(泡沫Cu-Zn)电极进行表征。将泡沫Cu-Zn电极作为阴极,Ir-Ru/Ti板作为阳极,在无隔膜反应器中进行废水中硝酸盐氮(NO^-₃-N)电化学还原实验,考察电流密度、溶液pH、Cl^-浓度对NO^-₃-N还原效果的影响,研究NO^-₃-N还原机制。结果表明：Zn纳米颗粒以不规则絮状结构成功地沉积在泡沫铜表面。对于质量浓度为700 mg/L的NO^-₃-N模拟废水,在电流密度为20 mA/cm²、不调节废水pH和NaCl投加量为1.5 g/L条件下,电解6 h后,将NO^-₃-N质量浓度由初始的700 mg/L降至约4 mg/L,去除率达到99%左右,无副产物亚硝酸盐氮(NO^-_2<...     

施用稻壳炭对黄棕壤氮磷淋失及微生物生物量碳氮含量的影响

【目的】为减少农田氮磷淋失,提高土壤肥力,探究高孔隙度的稻壳炭在增强黄棕壤对养分元素吸附的特征。【方法】采用室内土柱淋溶试验,研究不同稻壳炭施用量(质量占比分别为0、1%、4%、8%、12%)条件下,黄棕壤总氮(TN)、硝态氮(NO^-₃-N)、铵态氮(NH⁺₄-N)、总磷(TP)、磷酸根(PO^3-₄)及可溶性有机碳(DOC)的淋失变化,并对黄棕壤氮磷养分和土壤微生物生物量的变化进行分析。【结果】随着施用量的增加,稻壳炭对黄棕壤TN、NO^-₃-N、NH⁺₄-N、DOC淋失的抑制效应增强,最佳施用量为12%时,TN、NO^-₃-N、NH⁺₄-N及DOC的淋失量与对照相比分别减少了85.41%、85.16%、92.61%、32.02%; 随其施用量的增加,稻壳炭对黄棕壤中P淋失的抑制效应不显著,TP和PO^3-₄的淋失量反而增加,TN、NO^-₃-N、有效磷(AP)及土壤微生物生物量碳氮(SMBC、SMBN)含量增高,而NH⁺₄-N含量减少。【结论】稻壳炭可以有效抑制黄棕壤氮素及DOC的淋失,对磷素的淋失抑制效果不显著。     

氮素形态对油茶苗木生长及生理指标的影响

【目的】探究不同氮素形态对油茶苗木生长及生理指标的影响,以期找到促进油茶个体生长和有利于油茶氮代谢的氮素形态及配比。【方法】以‘湘林1号’(XL1)油茶实生苗为供试材料,采用液体浇灌的方法,观察不同形态氮素配比[(m(NO^-₃-N):m(NH⁺₄-N)=10:0、7:3、5:5、3:7、0:10)]对油茶幼苗生长特性及生理指标的影响。【结果】苗高增量、地径增量均随着培养液中铵态氮比例的增加呈先增加后降低的趋势,在m(NH⁺₄-N):m(NO^-₃-N)为5:5时达最大值; m(NH⁺₄-N): m(NO^-₃-N)为7:3和5:5时,干物质量累积最大; 叶片叶绿素含量、硝酸还原酶(NR)活性以及谷氨酰胺合成酶(GS)活性均在m(NH⁺₄-N): m(NO^-₃-N)为5:5时达到最大值; 谷氨酸合酶(GOGAT)活性在m(NH⁺₄-N):m(NO^-₃-N)为10:0时达最大值; 外源氮添加均增加了油茶叶片的全氮含量,m(NH⁺₄-N):m(NO^-₃-N)为3:7时,全氮含量最高。相关性分析结果表明,苗木生长、总干物质量及叶片全氮含量均与总叶绿素含量、NR活性、GS活性呈显著或极显著正相关,地径增量与GOGAT活性呈极显著正相关,总干物质量与GOGAT活性呈显著正相关。【结论】施用混合态氮素比单一形态氮素更有利于油茶苗木的生长,当m(NH⁺₄-N):m(NO^-₃-N)为5:5时,最利于油茶幼苗生长。关键词:油茶; 氮素形态; 氮素配比; 营养生长; 叶片生理指标     

N在污泥改良沙化土壤中迁移转化规律

目的 研究泥-沙复合介质作为沙土表层土壤时N在复合介质中的迁移转化规律。方法 利用掺混比为20%的污泥与沙土混合作为表层土壤改良沙土,采用饱和淋洗的方式,测定恒定降雨强度淋洗后改良土壤淋洗液及各土层中pH、COD和NH⁺₄-N、NO^-₃-N、NO^-₂-N、TN的质量浓度。结果 7次淋洗试验结束后,NH⁺₄-N、NO^-₃-N、NO^-₂-N、TN淋出质量分别为：336.56 mg、1 042.51 mg、7.54 mg、1 386.61 mg。淋洗液中不同形态氮素质量与总投加量相比,NH⁺₄-N、NO^-₃-N、NO^-₂-N、TN淋出率分别为1.25%、3.63%、0.5%、2.42%。各土层不同形态氮...     

复合污染地下水中磺胺类降解菌对氮细菌作用的影响

针对我国农业区地下水三氮(NH⁺₄ N,NO^-₂ N,NO^-₃-N)复合抗生素的污染问题, 通过实验模拟研究其微生物修复过程中磺胺类降解菌对氮细菌降解三氮的作用效果. 结果表明： 磺胺类降解菌可促进NH⁺₄-N和NO^-₂-N降解, 并抑制氮细菌生长及NO^-₃-N降解; 磺胺类降解菌为杆菌, 属于革兰氏阳性菌, 氮细菌为球菌和杆菌, 属于革兰氏阴性菌. 即磺胺类降解菌可促进硝化作用, 抑制反硝化作用.     

Cu(OH)2纳米线/Cu网电极制备及还原水中硝酸盐性能研究

工厂化养殖尾水中硝酸盐污染问题日益严重,而电化学还原技术中铜作为阴极材料去除NO^-₃-N存在活性位点少和吸附能力差的问题.为此采用一种具有高长径比(120)的Cu(OH)₂纳米线/Cu网电极材料应用于NO^-₃-N的电催化还原.首先,通过调控阳极氧化条件制备了Cu(OH)₂纳米线/Cu网.然后,通过对Cu(OH)₂纳米线/Cu网进行表征分析和去除NO^-₃-N性能测试,确定25℃、1.0 mol/L NaOH和2.0 mA/cm²为Cu(OH)₂纳米线/Cu网最佳阳极氧化条件.在双池隔膜反应器中,以该电极为阴极,RuO₂-IrO₂-TiO₂/Ti为阳极,对NO^-₃-N(50 mg/L)去除率达到98%,NO^-_3<...     

内回流比对内循环式多级A/O新工艺的脱氮影响

对比4种不同内回流比(50%,100%,150%,200%)时的化学需氧量(COD),NH⁺₄-N和总氮(TN)的质量浓度,通过改变单一因素内回流比进行平行实验,并在最优内回流比时,检测沿程各段反应池内NO^-₂-N和NO^-₃-N的质量浓度.实验结果表明:内回流比并不是越大越好,而是有一个适当的范围;内循环式多级A/O新工艺在处理低C/N比和高NH⁺     

不同溶氧条件大薸腐解过程的水质效应

【目的】研究水生植物的分解过程及其水质效应在不同水体溶氧条件下存在的差异,为水体中植物残体管理及水质调控提供参考。【方法】采用塑料箱模拟富营养化水体环境的方法,将大薸放入试验箱分别在非充气(NA)与充气(IA)状态,以及室内弱光条件下,测定不同时间水体的水质指标,分析大薸腐解过程中主要水质指标的变化。【结果】高溶氧条件下植物体分解较快,水质指标的阶段性变化具同步性,实验初期(1～25 d)主要水质指标变化较大,实验中后期(26～95 d)主要水质指标相对稳定。实验初期,IA组NO^-₃-N、NO^-₂-N浓度显著高于NA组,PO^3-₄-P浓度显著低于NA组; 实验中后期,除NH⁺₄-N外,IA组各主要水质指标均低于NA组。不同生物量水平组间,IA各组中主要水质指标达到浓度最大值的时间基本一致; NA各组中NO^-₃-N、NO^-₂-N、PO^3-₄-P浓度达到最大值的时间随初始植物生物量的增加而延迟,但NO^-₃-N、NO^-₂-N浓度最大值组间差异较小,仅PO^3-₄-P浓度最大值随初始植物生物量增加而增加。【结论】相对于植物生物量对植物分解过程水质效应的影响,溶氧浓度对水质的影响更大。高溶氧条件下,主要水质指标优于低溶氧条件,特别是实验初期,组间主要水质指标差异较大,实验中后期溶氧条件对水质指标的影响则相对较小。     

火山渣吸附低温水体中SO2-4的效果

以火山渣为吸附材料, 研究其对低温水体中SO^2-₄的吸附效果及影响因素. 实验结果表明： 火山渣对SO^2-₄具有较好的吸附效果; 当SO^2-₄初始质量浓度为100~ 1 000 mg/L时, 吸附量随初始质量浓度的增加而增大; 当ρ（SO^2-₄）=1 000 mg/L时, 火山渣最大吸附量为6.24 mg/g, 平衡时间最短, 为4 h; 吸附过程的最佳pH=7; Ca²⁺,Mg²⁺对火山渣吸附SO^2-₄有一定促进作用, 而Cl^-与NO^-₃具有抑制作用.     

有机蒙脱土对百菌清废水的吸附作用

以钠基膨润土为原料,用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)进行有机改性,制得有机蒙脱土.研究了有机蒙脱土对有机氯农药百菌清废水的吸附性能,考察了溶液pH、温度、吸附时间以及有机蒙脱土用量对吸附率的影响.结果表明:百菌清溶液浓度为0.30 g/L、蒙脱土用量为10 g/L、pH为7、温度25℃、吸附时间为30min时,百菌清的脱除率可达82%.     

有机蒙脱土对百菌清废水的吸附作用

以钠基膨润土为原料,用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)进行有机改性,制得有机蒙脱土.研究了有机蒙脱土对有机氯农药百菌清废水的吸附性能,考察了溶液pH、温度、吸附时间以及有机蒙脱土用量对吸附率的影响.结果表明:百菌清溶液浓度为0.30 g/L、蒙脱土用量为10 g/L、pH为7、温度25℃、吸附时间为30min时,百菌清的脱除率可达82%.     

Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)在蒙脱土表面的吸附与解吸

采取批实验方法研究不同pH值条件下,Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)在蒙脱土表面的吸附与解吸行为,以及离子强度对吸附行为的影响。结果表明,pH值对Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)在蒙脱土表面的吸附行为影响显著,pH值在3～10时,随介质pH值的升高,Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)的吸附均减弱;离子强度对吸附影响不显著,Sb(Ⅴ)的解吸量随吸附介质pH值的增加而增加。     

交联壳聚糖/聚羟基铝改性蒙脱土的制备及其对水中Cu~(2+)的吸附性能研究

用交联壳聚糖和Al13柱化剂共同改性蒙脱土,制得交联壳聚糖/聚羟基铝改性蒙脱土。X-射线衍射数据表明,改性蒙脱土层间距明显增大,达2.09nm.研究了改性蒙脱土对水中Cu2+的吸附性能,结果表明:环氧氯丙烷交联壳聚糖单元体分子物质的量与聚羟基铝柱撑蒙脱土阳离子交换量比例为0.45∶1,25℃,吸附时间为4h,投加量为10g/L,pH 6.5条件下,改性蒙脱土对Cu2+的去除率为96%;吸附动力学过程符合准二级反应方程的描述;内部扩散方程表明膜扩散和颗粒内扩散联合控制吸附过程;吸附热力学过程符合Freundlich等温吸附模型。热力学参数ΔG0,ΔH0,ΔS0.     

皖江地区农村地下水健康风险评估

为评估皖江地区农村地下水水质及其作为饮用水源的安全性,文章采集97个地下水样品,测试As、Cd、Hg、Cr⁶⁺、Se、Pb、Zn、Cu、NH₄⁺-N、NO^-₃-N和NO^-₂-N等水质指标质量浓度,并采用地下水健康风险评价模型进行评价。结果表明：研究区农村地下水水质良好,Hg、Cd、Cr⁶⁺、Se、Pb、Zn、Cu和NO^-₂-N质量浓度均满足Ⅲ类及以上水质要求,少数采样点As、NH₄⁺-N、NO^-₃-N质量浓度略超过地下水Ⅲ类标准限值;饮水摄入途径下的地下水成人和儿童致癌风险值R_C^As范围分别为0～1.25×10^-4、0～7.05×10^-5,属中、低等级致癌风险;地下水成人和儿童非致癌风险值■范围分...     

香根草植物篱地上-地下部分对三峡库区紫色土坡耕地氮素流失的影响

植物篱能影响坡面产流产沙过程，进而影响其携带的氮素流失，但植物篱地上及地下部分对氮素流失的影响尚不明确.通过设置1个降雨强度(60mm/h)、2个坡度(15°和25°)和3个坡面条件(裸坡对照、植物篱和仅有植物篱根系),开展人工降雨试验，分析坡面侵蚀量和径流量及其携带的硝态氮(NO^-₃-N)、氨态氮(NH⁺₄-N)和全氮(TN)含量与流失量的变化特征.结果表明：植物篱可以减少坡面侵蚀量和径流量的产生，坡面土壤氮素主要以泥沙为载体而流失；植物篱可以降低坡面径流携带的氮素含量却增加了侵蚀泥沙中氮素含量，并能够有效地减少坡面径流和泥沙所携带氮素流失量；植物篱通过地上部分和地下部分共同发挥作用减少坡面氮素流失量，其中地上部分和地下部分对减少坡面NO^-₃-N、NH⁺₄-N、TN流失量的平均贡献率分别为43.97%和56.03%、44.12%和55.88%、46.91%和53.09%.以上结果加深了香根草植物篱对坡耕地氮素流...     

不同微环境有机蒙脱土的制备及吸附亚甲基蓝的研究

合成了一系列带不同官能团的表面活性剂并用其修饰蒙脱土(MMT).通过X射线衍射(XRD)和热重分析(TG)对所修饰的蒙脱土进行了表征,结果表明:成功地制备出了3种不同微环境的有机蒙脱土:胺基有机蒙脱土(MMT-12-N(CH3)2)、羟基有机蒙脱土(MMT-12-OH)和甲基有机蒙脱土(MMT-12-CH3).研究比较了溶液pH、接触时间和染料浓度对3种不同微环境的有机蒙脱土吸附亚甲基蓝(MB)的影响.结果表明:MMT-12-CH3的吸附量大且受pH影响最小,MMT-12-N(CH3)2和MMT-12-OH分别在5-9和5-8的pH范围也都有较好的吸附效果,吸附MB的动力学曲线都遵从假二级动力学模型,吸附等温线符合Langmuir模型,相同条件下,其吸附量大小依次为MMT-12-CH3MMT-12-OHMMT-12-N(CH3)2.     

脲基Gemini表面活性剂改性蒙脱土吸附水中双草醚

采用脲基Gemini表面活性剂(L-12,L-14,L-16)和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对蒙脱土进行改性分别得L-12-MMT,L-14-MMT,L-16-MMT,CTAB-MMT,并通过FT-IR,TGA,XRD,SEM对其进行表征.研究不同条件对除草剂双草醚吸附的影响.结果表明:4种表面活性剂改性蒙脱土的层间距由1.238 nm分别扩增到2.316,2.472,2.666,1.944 nm;随着CEC(阳离子交换容量)、改性蒙脱土用量、接触时间的增加,双草醚的去除率(R(％))也随之增加.采用1.6 CEC改性蒙脱土,当其用量为0.12 g,去除率趋于稳定,R分别为90.9,94.7,97.7,95.2,而未改性的蒙脱土的R仅为11.7;接触时间达到60 min时,吸附趋于平衡,R趋于稳定.由吸附相关数据计算得出了其吸附动力学和等温吸附方程,平衡时最大吸附量分别为127.66,138.27,154.73,139.05 mg·g-1.该研究有望为农药污染水体的净化提供一种经济、有效的方法.     

温度和降水对赣江流域土地利用方式与河流氮磷营养盐相关性的影响

针对赣江流域的10个子流域,研究温度和降水如何影响土地利用方式与河流氮磷营养盐浓度的相关性.土地利用类型划分为水田、旱地、林地、草地、水域和建设用地,氮磷指标为2014年每月对赣江7条支流测定的氨氮(NH⁺₄-N)、硝酸盐氮(NO^-₃-N)和总磷(TP)浓度,用相关分析得到土地利用方式与水体氮磷的相关性.结果表明:(i)不考虑温度和降水的影响,旱地与河流NH⁺₄-N具有显著相关性,建设用地与河流NO^-₃-N具有显著相关性;(ii)旱地、草地和林地在中温条件下与河流氮营养盐的相关性更高,在低温条件下与磷营养盐的相关性更高.水田和水域在高温条件下与河流氮营养盐的相关性更高,在中温条件下与磷营养盐的相关性更高;(iii)除林地外,其他土地利用方式在高降水量情况下与河流氮磷营养盐的相关性更高.     

库坝和土地利用状况对河流水质的影响

【目的】研究库坝建设对河流水质状况的影响,以及库坝建设后不同河段主要水质指标与河道两侧土地利用状况的相关关系。【方法】以河南省荥阳市淮河的4级支流索河为研究对象,对位于乡村、市区、郊区3个区位的由于库坝建设而形成的河流段与库区段的主要水质指标进行比较。【结果】各区位河流段与库区段比较,水体全磷(TP)浓度在河流段显著高于库区段,NH⁺₄-N、化学需氧量(COD)浓度在河流段低于库区段,而全氮(TN)、NO^-₃-N浓度等水质指标受库坝建设的影响较小。相关性分析表明,在河流段和库区段,建设用地占比均与TN、TP、NO^-₃-N、COD浓度等水质指标呈正相关,而林地占比与TN、TP、NO^-₃-N、COD浓度等水质指标呈负相关。耕地占比与TN、TP、NO^-₃-N浓度等水质指标在河流段呈负相关,而在库区段则呈正相关。【结论】库坝建设使河流形成相对不连续的河流段与库区段,总体上可降低河流水体的TP含量,但NH⁺₄-N、COD浓度等指标则有所上升; 在河流段与库区段,水体水质与河道周边土地利用状况的相关关系也存在一定差异,库区段水质状况更易受周边土地利用结构影响。     

多孔蒙脱土的制备及对Pb(II)吸附特性研究

为改善蒙脱土对Pb(Ⅱ)的吸附性能,以碳酸钙作为致孔剂,以钠基蒙脱土(MMT,montmorillonite)作为实验原料,制备多孔蒙脱土材料(PM,porous montmorillonite)。通过(SEM,scanning electronmicroscopy),(FTIR,fourier transform infrared spectrum),(XRD,X-ray diffraction)进行表征分析,研究了PM对Pb(Ⅱ)的吸附性能。实验结果表明:PM具有发达的孔状结构;在25℃时,PM对Pb(Ⅱ)的吸附量,随pH值的增加先增加后减小,在pH为5.5时达到最大;PM对Pb(Ⅱ)的吸附动力学过程符合准二级动力学模型;吸附等温线符合Langmuir模型,在25℃,pH为5.5时,饱和吸附量达到143.5mg·g。