胞外聚合物对Pb2+和Cd2+吸附行为研究

利用改良离心法从好氧颗粒污泥中提取胞外聚合物(EPS), 并研究其对重金属废水中Pb²⁺和Cd²⁺的吸附行为。结果表明, EPS对Pb²⁺和Cd²⁺具有很强的吸附能力, 吸附行为符合Langmuir等温式, 拟合得到的最大吸附量分别可达534.76 和478.47 mg/g。Pb²⁺和Cd²⁺在EPS上存在竞争吸附, EPS对Pb²⁺的吸附选择性更强。Cd²⁺对EPS吸附Pb²⁺有一定的抑制作用, 但Pb²⁺的存在对EPS吸附Cd²⁺具有显著的抑制作用。傅立叶红外光谱(FT-IR)和三维荧光光谱(EEM)测定表明, 实验提取的EPS含有大量疏水和亲水性基团, 因此可通过络合作用、离子交换、螯合等多种作用与重金属发生强结合。对重金属起主要吸附作用的是存在于EPS蛋白质组分中的?COOH, ?NH2, ?CH2?, ?OH及?C=O官能团。研究表明, EPS吸附Pb²⁺的主要机理为离子交换和络合作用, 而对Cd²⁺的吸附则主要通过络合作用完成。     

Cd2+胁迫和Pb2+胁迫对4种桑树品种种子萌发及幼苗生长的影响

以不同品种的桑树种子为研究对象，采用水培试验法探究Cd²⁺(0、25、100、400 mg·L^-1和1 000 mg·L^-1)和Pb²⁺(0、250、500、1 000 mg·L^-1和2 000 mg·L^-1)对桑树种子发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数等生理指标的影响，筛选出耐重金属胁迫的品种.结果显示：在桑树种子萌发过程中，一定浓度的重金属溶液会影响其生长，总体表现为低促高抑的趋势.当Cd²⁺浓度≥400 mg·L^-1时，桑树种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数明显降低；且不同品种耐重金属胁迫的能力差异较大；不同浓度Pb²⁺处理对桑树种子的发芽率和发芽势无明显抑制作用，而发芽指数和活力指数随着Pb²⁺浓度的升高逐渐降低.不同品种桑树种子的根长对Cd²⁺和Pb²⁺胁迫均敏感，与对照组差异显著.在水培条件下，桑树种子对Pb...     

四种原料热解产生的生物炭对Pb2+和Cd2+的吸附特性研究

以木屑、米糠、稻杆、玉米秸杆为原料, 在300, 400, 500, 600和700℃下, 氮气保护的无氧气氛中热解制成生物炭, 探讨不同类型生物炭对水溶液中重金属Pb²⁺和Cd²⁺的吸附效果。研究发现, 对于4种生物质原料而言, 在700℃下制备的生物炭对水溶液中Pb²⁺和Cd²⁺的吸附效果均优于其他制备温度下获得的生物炭, 其中稻杆生物炭(700℃)吸附容量最高, 对Pb²⁺和Cd²⁺分别为126.58和60.61 mg/g。利用X射线荧光光谱、环境扫描电子显微镜、气体吸附仪等方法, 分析700℃下制取的4种生物炭的矿物相元素组成、表面形貌及其比表面积。采用X射线衍射法分析4种生物炭样品在吸附重金属后的矿物相特性, 分析其重金属吸附机理。结果表明, 4种生物炭对Pb²⁺和Cd²⁺的吸附均满足Langmuir等温吸附模型, 同时XRD分析显示Pb²⁺和Cd²⁺在生物炭表面以碳酸盐、磷酸盐、硅酸盐和亚硫酸盐形式存在。     

天然水体中优势菌种非活性细胞吸附Pb2+和Cd2+的热力学及动力学研究

研究了长春市伊通河天然水体中优势菌种非活性细胞对Pb²⁺和Cd²⁺吸附规律, 发现非活性细胞对Pb²⁺和Cd²⁺的吸附符合Langm uir和Freundlich热力学方程. 非活性细胞吸附Pb²⁺和Cd²⁺的动力学过程分为快速阶段和慢速阶段, 其中慢速阶段符合二级吸附速率动力学方程.     

不同路域植被类型土壤对Cu2+和Pb2+吸附特性的比较

采用振荡平衡法研究Cu²⁺和Pb²⁺两种重金属在长春地区一些典型路域植被土壤中的热力学和动力学吸附特性. 结果表明: 这两种重金属在不同土壤中的吸附等温线均符合Langmuir方程和Freundlich方程, 但Langmuir方程的拟合效果更好, 即两种重金属在不同土壤中的吸附过程更接近单分子层吸附模型; 灌木丛植被类型的土壤对Cu²⁺和Pb²⁺的饱和吸附量最大, 分别为3 429,5 311 mg/kg; 灌木丛植被类型的土壤对重金属的吸附速率最大, 由Elovich方程可知, 这与该土壤的pH值、 阳离子交换量(CEC)、 有机质含量和黏粒含量较高等理化性质有关, 且Pb²⁺比Cu²⁺更易被土壤吸附.     

冻融作用对土壤吸附重金属的影响

以Pb²⁺和Cd²⁺为目标污染物研究冻融作用对土壤吸附重金属的影响, 推断了影响机制, 并分析了温度对冻融土壤吸附重金属的影响. 结果表明, 冻融作用降低了土壤对重金属的吸附量, 影响了吸附曲线的斜率, 但未改变吸附曲线形状, 这与冻融作用改变土壤理化性质有关: 冻融作用影响了土壤对Pb²⁺和Cd²⁺的吸附机制, 引起专性吸附向非专性吸附转变, 利于Pb²⁺和Cd²⁺向环境的解吸和释放. 冻融作用未影响土壤对Pb²⁺和Cd²⁺的吸附热力学性质, 随着温度的升高, 冻融土壤和未冻融土壤对Pb²⁺的吸附量逐渐升高, 属于吸热反应; 对Cd²⁺的吸附量降低, 属于放热反应.     

不同浓度的镉和铅对烟草种子萌发的影响

通过水培试验法研究了Cd²⁺(0、2、4、8 mg/L和16 mg/L)和Pb²⁺(0、5、10、15 mg/L和20 mg/L)对烟草(云烟87号)种子萌发及幼苗生长的影响.结果显示Pb²⁺抑制云烟87种子的萌发，其浓度在15 mg/L时烟草种子的发芽势和发芽指数出现明显下降；Cd²⁺对云烟87种子的萌发无明显抑制作用，并且对云烟87种子的发芽势呈现促进作用.Pb和Cd均抑制云烟87幼苗的生长，且云烟87幼苗的死亡率随Pb²⁺和Cd²⁺浓度的升高而升高.在水培条件下，云烟87种子对重金属的耐受性高于云烟87幼苗.     

pH值和流速对向海盐碱湿地土壤草根层吸附铅、镉规律的影响

利用柱实验, 考察了向海盐碱湿地土壤草根层吸附Pb²⁺和Cd²⁺过程中的影响因素. 结果表明, 流速和pH值对动态吸附有很大影响, 流速加快, 穿透点提前, 穿透点吸附量减小; pH增加, 穿透点滞后, 穿透点吸附量增大; Pb²⁺与Cd²⁺在吸附过程中存在竞争吸附, Pb²⁺对Cd²⁺的吸附影响较大, 而Cd²⁺对Pb²⁺的吸附影响相对较小 . 不同pH值下, Pb²⁺和Cd²⁺的动态吸附过程均可用双常数速率方 程和Elovich方程描述, 且双常数速率方程更好.     

固定化细菌对低浓度重金属Pb2+的吸附特征及影响因素

采用固定化技术将从污水处理厂活性污泥中筛选的吸附重金属能力强的优势细菌固定, 研究其对重金属离子Pb²⁺的吸附特征及其影响因素. 结果表明, 固定化细菌对Pb²⁺的吸附是动态过程, 180 min吸附达到平衡. 随着Pb²⁺浓度的增加, 固定化细菌与吸附量呈正相关; 当吸附体系pH=6, 离子强度为0.01 mol/L时吸附量最大;环境温度对固定化细菌吸附Pb²⁺的影响包括两个阶段; 吸附率随着吸附剂质量增加呈上升趋势, 而单位质量吸附剂吸附Pb²⁺的量呈下降趋势; 共存离子Cd²⁺降低了固定化细菌对Pb²⁺的吸附量.     

黄原酸化改性凹凸棒土对Pb2+的去除性能

以NaOH和CS₂为黄原酸化剂,MgSO₄为稳定剂,黄原酸化改性凹凸棒原土(N-XAP)制得了黄原酸化凹凸棒土(X-ATP).X-ATP对Pb²⁺具有良好的吸附性能,采用单因素试验得到在其处理含Pb²⁺模拟废水时的最佳条件为温度20～25 ℃、起始质量浓度400 mg·L^-1、吸附剂质量浓度2.0 g·L^-1、pH值5.0～6.0、振荡吸附时间30 min.最高去除率可达99.82%,Pb²⁺残余质量浓度为0.720 0 mg·L^-1,低于国家1级排放标准.对X-ATP及其原料进行了SEM、XRD和粒度分析等结构表征,进一步佐证了其对Pb²⁺的良好吸附性能.     

天然水体中优势菌种非活性细胞对Pb２＋和Cd２＋的吸附及其影响因素

研究了长春市伊通河天然水体中优势菌种非活性细胞对Pb^２＋和Cd ^２＋ 的吸附及其影响因素. 发现细菌生物量对非活性细胞吸附Pb^２＋的影响比对Cd^２＋ 的影响大； 细菌对Pb^２＋的吸附 在pH=4.5时吸附量最大， 而对Cd^２＋的吸附在pH=6.0时吸附量最大； 细菌对Pb^２＋和Cd^２＋的吸附在30 ℃最大； 当Pb^２＋和Cd２＋共存时， Pb^２＋对细菌吸附Cd^２＋的影响不显著， 细菌对Pb２＋的吸附量随Cd^２＋浓度的增大而减少.     

一株对硝基酚降解菌的筛选及其植物促生特性

 从长期受对硝基酚(para-nitrophenol,PNP)污染的土壤中,分离到一株能够降解对硝基酚并以其作为唯一碳源和氮源生长的菌株,命名为PN-1。经16S rDNA 序列分析,初步鉴定该菌株为假单胞菌(Pseudomona)。通过研究其对PNP 的降解、重金属以及抗生素抗性、植物促生等特性,得到如下结果:该菌株对PNP 的最大耐受质量浓度为200 mg/L,具有卡那霉素和氯霉素抗性,对4 种重金属Cd²⁺、Pb²⁺、Zn²⁺和Cr⁶⁺的最低抑制浓度(minimum inhibitory concentration,MIC)分别为700、500、800 和100 mg/L,同时具有产吲哚乙酸(IAA)和铁载体、1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)脱氨酶活性以及溶磷能力。通过用荧光蛋白标记后能在土壤中正常存活,具有能与植物联合修复PNP 污染土壤的潜力,有较好的使用前景。     

乙硫氮对土壤中Cr~(3+)和Ni~(2+)的钝化性能

通过土柱淋滤试验考察了乙硫氮对土壤中Cr~(3+)和Ni~(2+)两种重金属离子的钝化性能.试验结果表明,乙硫氮对土壤中的Cr~(3+)和Ni~(2+)具有很好的钝化效果,而且乙硫氮对Cr~(3+)的钝化性能更为显著.随着乙硫氮用量的增加,重金属钝化率逐渐升高,在乙硫氮用量为110 g·kg-1时,Cr~(3+)和Ni~(2+)的钝化率均达到99%以上.淋滤液pH值对钝化效果有一定的影响,随着淋滤液pH值的降低,乙硫氮对Cr~(3+)和Ni~(2+)的钝化性能逐渐减弱,但钝化率仍较高,都在90%以上.Cr~(3+)的钝化率随淋滤液pH值的降低有小幅下降,但均在99.68%以上.XRD检测和配位化学分析结果表明,乙硫氮与Ni~(2+)和Cr~(3+)形成了配位数为4和6,分子式为Ni(DDTC)_2和Cr(DDTC)_3的四元环螯合物沉淀.同时,Cr(DDTC)_3的稳定性要远高于Ni(DDTC)_2,因此,乙硫氮对Cr~(3+)具有更好的钝化性能.     

镉污染土壤中添加外源有机物料对杨树苗期生长的影响

【目的】探究两种常见的有机物料(杨树凋落物和城市生活污泥堆肥)进入镉(Cd)污染土壤后对该土壤上杨树的生长及生理生化产生的影响。【方法】通过土壤盆栽试验,研究添加有机物料对不同含量Cd²⁺污染土壤上‘南林895'杨(Populus×euramericana ‘Nanlin 895')生长3个月后植株地上部分生物量、叶片中光合色素含量、抗氧化保护酶活性以及丙二醛(MDA)含量的影响。【结果】①添加污泥堆肥(CS)处理的杨树地上部分干质量、叶片中光合色素含量均明显高于同等条件下的对照(CK)处理; 添加杨树叶(PL)处理的杨树地上部分干质量在低Cd²⁺(0、10 mg/kg)污染土壤上高于对照处理,在高Cd²⁺(50、100、150 mg/kg)污染土壤上则显著低于对照处理; 而与对照相比,除了不添加Cd²⁺外,PL处理下叶片中光合色素含量都低于CK处理。②随着Cd²⁺含量升高,3种处理杨树叶片SOD与CAT活性均呈现先上升后下降的趋势,CS处理杨树叶片SOD及CAT的活性均明显高于同等条件下的对照(CK)处理; PL处理叶片中SOD及CAT的活性在不添加外源Cd²⁺时均高于CK处理,而Cd²⁺含量≥50 mg/kg时均低于CK处理。此外,杨树叶片MDA含量受外源物料类型的影响,CS处理的MDA含量均低于同等条件下的CK处理; PL处理的MDA含量则高于同等条件下CK处理的。【结论】镉污染土壤上不同处理间杨树生长的状况总体表现为:添加污泥堆肥处理的杨树生长最好,其次是对照处理,而杨对凋落物处理的相对最差。     

一株能耐受高浓度As(Ⅲ)菌株的耐As特性研究及耐受机制

对一株耐As菌株AS-01耐As特性以及耐As机制进行了初步的探索和研究,发现菌株AS - 01对As(Ⅲ)的耐受质量浓度最低能达到1 200 mg/L,对As(Ⅴ)的耐受质量浓度能达到1 600 mg/L以上;菌株AS -01对含As废水中含有的其他重金属离子如Cu2+、Zn2+、pb2+、Cd2+也有不同的耐受能力.通过扫描电镜( SEM)观察发现菌株在500 mg/L的As(Ⅲ)培养液中培养后,菌体细胞间有絮状颗粒物镶嵌;红外光谱分析发现-OH以及酰胺基团是细菌细胞壁上参与结合As(Ⅲ)的官能团.通过质粒消除实验证明该菌株的耐As性质与耐As质粒的存在有关.     

丙烯酸-马来酸酐共聚物络合超滤分离水溶液中Pb2+和Zn2+的实验研究

采用丙烯酸-马来酸酐共聚物(PMA)为络合剂, 研究络合超滤技术对水溶液中Pb²⁺和Zn²⁺的分离效果、竞争络合效应以及外加盐对分离效果的影响。以两种金属离子截留率之差表示分离率, 以单一金属离子溶液中离子截留率与混合溶液中该离子的截留率之差表示金属离子间的竞争强度。结果表明: 随着PMA浓度增加, 两种金属离子的分离率先增大后减小, 当PMA浓度为200 mg/L时, 分离率达到最大值, 为54.47%。pH从2增加到6时, 分离率先增大后减小, 且在H=4时达到最大, 为71.34%。两种金属离子的竞争效应随pH及PMA浓度的增加先增强后减弱, 在pH=5, PMA浓度为200 mg/L时, 混合溶液中两种离子竞争效应最强。外加Na₂SO₄对分离率有较大影响, 随着 n(Na₂SO₄)增大分离率增加, 随后基本保持不变, 在n(Na₂SO₄)=0.06 mol/L时, 分离率达到最大值, 为97.677%。加入Na₂SO₄减弱了Zn²⁺的竞争络合能力, 有利于两种金属离子的分离。