硫酸盐还原菌修复四川某典型铜矿选冶渣复合重金属污染研究

为实现铜矿选冶渣复合重金属污染的修复治理,以四川某铜矿选冶渣为研究对象,采用硫酸盐还原菌为固化/稳定化微生物,探讨了其生长特性、溶液中重金属离子变化规律及修复效果。结果表明,硫酸盐还原菌在修复铜矿选冶渣时生长迅速,适合作为修复复合重金属污染的微生物;由于铁、锌、铜、铅等重金属活性差异较大,因此其固化效果亦有显著差异;修复30 d时,重金属Cu、Pb、Zn、Fe的最佳接种量分别为5%、10%、15%和15%,生物有效性降低率分别为72.36%、98.37%、43.01%和79.31%;随着固化时间的增加,溶液中重金属离子的浓度先增后减,但并不影响其修复效果。因此,硫酸盐还原菌可同时修复多种重金属离子,有效解决某铜矿选冶渣中铁锌铜铅的复合重金属污染。     

废弃菌棒生物炭对土壤中镉和铅的固持和植物吸收性的影响

以废弃菌棒为原料,在 300,500,800 ℃ 缺氧条件下制备菌棒生物炭,结合扫描电镜（SEM）和红外光谱（FTIR）等表征手段,分析热解温度对生物炭性质的影响。将制备的生物炭添加到受到镉（Cd）和铅（Pb）污染的土壤中,探究菌棒生物炭对土壤中Cd和Pb的固定效果,并用盆栽方式评估添加菌棒生物炭对油菜体内重金属含量的影响。结果表明:随热裂解温度的升高,菌棒生物炭的颗粒逐渐变小,空隙逐渐变大,有利于对重金属离子的吸附。高温热解的菌棒生物炭比低温热解的菌棒生物炭碱性物质多,对土壤 pH 值的提升作用更为显著。油菜盆栽实验表明,生物炭可有效降低有效磷的渗流损失,增加了植物的可利用性。800 ℃热解下得到的生物炭对土壤中Cd和Pb固定效果最好,土壤中总Cd和总Pb的损失分别仅为6.5%和18.5%。而500 ℃热解下得到的生物炭的效果最差。另外,生物炭对Cd的固定效果显著高于对Pb的固定效果。同时与对照值（CK） 相比,生物炭可使油菜中的Cd和Pb的含量都显著降低90%以上。菌棒生物炭对重金属Cd和Pb污染土壤具有良好的钝化修复效果。     

核桃壳生物炭对Pb2+、Zn2+的吸附特性及机制

为探寻更为有效的Pb2+、Zn2+吸附材料和实现农林废弃物的资源化利用,以核桃壳为原料,采用限氧裂解法在600 ℃条件下制备核桃壳生物炭,分析了生物炭投加量、初始pH、吸附时间、吸附温度和初始浓度对Pb2+、Zn2+吸附的影响,并利用红外光谱（FTIR）对核桃壳生物炭吸附Pb2+、Zn2+前后进行了表征。同时利用三种等温线吸附模型和三种吸附动力学模型对其吸附过程进行分析。结果表明：核桃壳生物炭吸附Pb2+的最佳pH为5,投加量为0.1 g?L-1,在720 min时达到吸附平衡,最大吸附量为27.172 mg?g-1;而对Zn2+吸附的最佳pH为6,投加量为0.2 g?L-1,在480 min时达到吸附平衡,最大吸附量为10.800 mg?g-1。生物炭对Pb2+的吸附过程符合Elovich吸附动力学方程和Langmuir-Freundlich等温吸附方程,说明其吸附过程是一个非均相化学吸附过程,受扩散限制;而对Zn2+的吸附过程更加符合Elovich动力学方程和Freundlich等温吸附方程,表明核桃壳生物炭对Zn2+的吸附为非均相的多层吸附。     

两种生物炭对铅离子的吸附特性及其机制

为探索农林废弃物的资源化利用途径及对水体中重金属的处理应用,以花生壳和玉米芯为原料,于600℃下热解制备生物炭,就两种生物炭对Pb²⁺的吸附性能进行研究,利用等温吸附模型和吸附动力学模型研究了花生壳和玉米芯生物炭对Pb²⁺的吸附行为,分析了花生壳生物炭和玉米芯生物炭对Pb²⁺的吸附特性差异及其影响因素。同时,结合FTIR红外表征了生物炭吸附前后官能团的变化,探讨了两种生物炭吸附Pb²⁺的机制。结果表明：1)花生壳生物炭和玉米芯生物炭吸附Pb²⁺分别在480和360 min达到吸附平衡,理论最大吸附量分别为20.85、28.51 mg/g; 2)Langmuir-Freundlich模型能够很好地描述两种生物炭对Pb²⁺的等温吸附规律,表明吸附过程包括单分子层和多分子层的多相吸附;花生壳生物炭和玉米芯生物炭对Pb²⁺的吸附动力学均符合二级动力学模型,表明其对Pb²⁺的吸附主要是以化学吸附为主,Pb²⁺     

生物炭协同微生物矿化技术修复复合重金属污染农田土壤北大核心

以复合重金属污染农田土壤为研究对象,采用生物炭协同微生物矿化修复技术修复复合重金属污染农田土壤。通过调查污染区重金属含量及营养指标分布情况,验证生物炭协同微生物矿化修复技术对复合形态的Pb、Zn、Cd三种重金属的固定效率,同时采取添加钙组和不添加钙的实验方式,解析Ca和Cd竞争成核位点的机制。结果表明:污染区属于Pb、Zn、Cd三种重金属复合污染场地,且土壤养分含量N、P、K等级分布不均匀。处理组较空白组重金属Pb、Zn、Cd的浸出率分别降低了42.49%、45.95%、30.43%,重金属Pb、Cd的可交换态分别下降了25.06%、26.42%,显著降低了土壤中重金属的迁移转化。且生物炭协同微生物矿化修复技术可有效改善土壤的物理结构,导气性及导水性升高,降低土壤容重,同时提升了土壤氮磷钾、有机质等营养指标。该研究为复合重金属污染农田土壤规模化治理提供了科学依据和理论参考。     

微波辅助改性褐煤-秸秆生物炭对Cr的吸附研究

重金属 Cr(Ⅵ)污染是目前亟需解决的突出环境问题,生物炭吸附法是一种最经济有效的方法之一.针对常规生物炭吸附率低的问题,以褐煤和稻秸秆为原材料制备生物炭,利用响应面设计法研究 NH４Cl、FeCl３、CaCl２ 在微波辅助条件下对生物炭进行改性,并通过 FTIR、XRD、SEM 等对生物炭进行表征,最后利用改性秸秆生物炭对重金属 Cr(Ⅵ)进行吸附研究.结果表明,采用 FeCl３改性,吸附时间为６h、温度６０℃、pH 为７的条件下吸附效果最佳,吸附率为９５．８％.在 FeCl３改性后,Langmuir比表面积由５２．２４ m２/g增加到１２７．５４m２/g,表面出现大量微孔,有利于对重金属的吸附.     

生物预处理在菱镁矿尾渣浮选回收上的应用

本文对斜交微生物Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｎｉｇｅｒ抑制菱镁矿尾渣中的菱镁矿的效果进行了评述，试验研究了Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓｎｉｇｅｒ作用在菱镁矿尾渣中各矿物表面上的活性，试验还考查了微量浮选试验中油酸钠的吸附情况，并对此进行了红外光谱的检测。试验结果表明使用选择性好的氨基酸和有机酸盐能获得良好的抑制效果。文中还讨论了调整剂和油酸钠的竞争吸附机理。     

改性磁性膨润土对Cr(Ⅵ)的吸附性能

在磁性膨润土(MB)表面接枝聚乙烯亚胺(PEI)制备改性磁性膨润土(PEI/MB),利用傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)和振动样品磁强计(VSM)对其进行表征分析,并考察其对Cr(Ⅵ)的吸附性能.结果表明,PEI成功接枝于磁性膨润土表面;pH值对吸附影响较大,...     

载铁高效除砷生物质炭的制备及其吸附性能研究

遴选多种生物质作为原材料,经过水洗、干燥、热解得到相应载铁生物质炭材料,并使用其吸附环境中砷污染物。吸附对比实验结果表明,茶叶渣载铁生物质炭的As吸附效果有明显优势。分别考察了氯化铁用量、质量浓度、老化温度、老化时间和热解温度等对茶叶渣载铁生物质炭As吸附性能的影响,结果表明,载铁生物质炭的最佳制备条件为：氯化铁用量5.33 g/g_茶叶渣、质量浓度50%,老化温度70 ℃、老化时间5 h,热解温度600 ℃,此条件下制得的茶叶渣载铁生物质炭对砷最优吸附量可达10.70 mg/g。吸附动力学研究表明,符合准二级吸附动力学模型,以表面化学反应控制为主。     

巯基乙酸钠抑制黄铜矿机理的研究

傅里叶红外光谱分析和俄歇电子能谱研究揭示,疏基乙酸钠呈化学吸附固着在黄铜矿表面,其吸附层特性与接触时间等因素有关。吸附有Cu(SCH_2COO)_3~-的黄铜矿表面亲水,巯基乙酸钠几乎与辉钼矿不作用,故可用来浮选分离铜钼矿石。     

改性活性炭的制备及吸附亚甲基蓝研究

分别采用HNO_3、NaOH、HNO_3与NaOH联用对活性炭进行表面化学改性,考察了投加量、pH值及温度对亚甲基蓝去除率的影响,并对吸附过程进行动力学拟合。结果表明,HNO_3与NaOH联用改性活性炭(YH-C)表面具有较多的碱性基团、酸性基团和内酯基含量,而酚羟基含量很少。活性炭投加量越大,溶液pH值和温度越高,对亚甲基蓝去除效果越好。不同温度和不同pH值下活性炭吸附亚甲基蓝的过程分别符合拟一级动力学方程、二级动力学方程。红外光谱表明,YH-C保留了未改性活性炭的基团,只是峰强度有所不同。     

十二烷基三甲基溴化铵膨润土对铀(Ⅵ)的吸附研究

利用十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)为有机改性剂,以钠基膨润土为原料,制备出了改性膨润土(DTAB-Bent),通过静态吸附试验探讨了p H值、时间、铀初始质量浓度以及温度等条件对吸附溶液中铀的影响,研究了吸附铀(Ⅵ)的动力学及吸附等温模型。利用X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)分析对改性后膨润土进行了表征。     

Klebsiella grimontii WH15的分离鉴定及对Pb(Ⅱ)的诱导矿化作用北大核心

在喀斯特地区碳酸盐岩背景下,微生物的生命活动与金属离子联系密切,微生物诱导碳酸盐沉淀(MICP)能将重金属离子有效固定,在修复环境重金属污染方面应用前景广阔。本研究从贵州黔西北某铅锌矿区周边土壤分离得到1株产脲酶且耐Pb(Ⅱ)矿化菌株WH15,经16S rDNA鉴定为克雷伯氏菌(Klebsiella grimontii),研究该菌在添加Ca^(2+)时对Pb(Ⅱ)的矿化特性,并通过扫描电子显微镜-能谱(SEM-EDS)、傅立叶红外光谱(FTIR)及X射线衍射(XRD)对矿化产物进行表征和分析。结果显示,菌株WH15对Pb(Ⅱ)的耐受高达2000 mg/L,在添加100 mg/L CaCl_(2)时,WH15对2000 mg/L Pb(Ⅱ)的矿化率从82%提高至99.7%。SEM-EDS、FTIR和XRD分析显示,菌株通过表面的羟基、烷基、酰胺基、羧基及碳酸基团将Pb(Ⅱ)吸附和固定在菌体周围,加钙后的矿物沉淀由磷酸铅变为CaCO_(3)和PbCO_(3),主要成分为方解石、球霰石和白铅矿。以上结果表明,Klebsiella grimontii WH15对环境中Pb(Ⅱ)污染的生物修复具有一定的应用潜力。     

分散剂改性木质素磺酸钠的制备及吸附性能研究

为提高水煤浆分散剂木质素磺酸钠的水溶性和负电性,以木质素磺酸钠(LS)、甲基丙烯磺酸钠(SMAS)和烯丙基聚氧乙烯醚(APEG)为原料,通过水溶液聚合法合成了木质素磺酸钠的接枝共聚物(LS-APEG-SMAS),通过傅里叶红外光谱(FTIR)对产物结构进行表征,并将其分散剂用于神华煤制浆。考察了吸附时间和分散剂浓度对饱和吸附量的影响,测定了分散之后煤的Zeta电位;采用傅里叶红外光谱表征了分散前后煤中官能团的变化,利用环境扫描电镜(ESEM)观察了分散前后煤的表观形貌。结果表明:当分散剂质量浓度为600 mg/L时,在25℃吸附12 h饱和吸附量达到8 mg/g,分散过程中Zeta电位由-8.54 mV降低到-31.5 mV,表明分散剂木质素磺酸钠的接枝共聚物对神华煤具有良好的分散稳定性。     

碱洗—氧化钙煅烧两段法改性粉煤灰脱除废水中Cr（VI）的性能研究

采用碱洗—氧化钙煅烧两段法对粉煤灰进行改性处理,利用红外光谱和扫描电镜对改性前后的粉煤灰的键位基团及形态进行表征,以投加量、pH值、煅烧温度和吸附时间作为变量对含Cr（VI）废水进行吸附处理。结果表明,当改性粉煤灰投加量为6 g/L、废水初始pH值为8、第二段煅烧温度为800℃、粉煤灰与氧化钙配比为3∶1时,吸附容量为16.06 mg/g,吸附效率达96.38%。动力学拟合过程表明该改性粉煤灰对Cr（VI）的吸附符合伪二阶动力学方程,以化学吸附为主,吸附过程具有持续性。      

膨润土复合颗粒的表征及对Fe2+的吸附特性研究

为解决单一材料处理水中污染物的局限性,采用天然膨润土、钢渣制备复合颗粒吸附剂。利用扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）仪、傅里叶红外光谱（FTIR）仪对复合颗粒进行表征,研究复合机制及复合颗粒对污水中Fe2+的吸附特性。结果表明,高温焙烧使膨润土层间距由1.287 nm增至1.549 nm;复合后颗粒层状结构明显,表面粗糙,比表面积大,具有较强的表面吸附能力;复合后蒙脱石的二八面体结构未改变,生成了Na Al Si2O6等新物质,使得颗粒的碱性和强度增大。复合颗粒对Fe2+的吸附倾向于BET多分子层吸附,吸附Fe2+后颗粒表面重金属离子含量增多,复合颗粒被重金属离子沉淀包裹,说明复合颗粒具有吸附-聚沉废水中重金属离子的功能,是一种创新高效、环境友好型吸附剂。     

淀粉、直链淀粉、支链淀粉和葡萄糖单体的吸附作用及其对赤铁矿和石英浮选的影响

借助红外光谱测定法、吸附等温线测定和微量浮选试验等手段，研究了玉米淀粉、它的多糖组分(直链淀粉和支链淀粉)、单体葡萄糖和二分子聚合物麦芽糖对赤铁矿和石英的抑制作用。试验过的所有碳水化合物，包括葡萄糖和麦芽糖，都能有效地使赤铁矿保持亲水状态，而对于石英只是起絮凝作用(主要由于支链淀粉引起的)，使在用胺类捕收时才适度地降低它的可浮性。傅里叶变换红外光谱研究证实，这些碳水化合物被强烈地吸附在赤铁矿表面上，并且吸附的聚合物与单体的光谱是很相似的，虽然非吸附单体的光谱是明显不同的。通常所说的吸附机理是一种涉及铁离子的表面反应。     

新型常温捕收剂DN-6对磷灰石的捕收性能研究

为降低北方磷矿厂的选矿成本,提高浮选指标,东北大学研制了一种常温磷灰石捕收剂DN-6。为检测DN-6的浮选性能,进行了单矿物浮选试验,并通过Zeta电位检测和傅里叶变换红外光谱分析对该捕收剂在磷灰石表面的作用机理进行了研究。单矿物浮选试验结果表明,在矿浆pH=7.6,矿浆温度28 ℃,DN-6用量为166.7 mg/L的浮选条件下,捕收剂DN-6对磷灰石单矿物的浮选回收率可达97.59%。Zeta电位和傅里叶变换红外光谱分析表明,pH＜4时,DN-6在磷灰石表面发生键合吸附。     

生物炭+速生植物对工业场地周边土壤镉污染原位修复

黄河流域许多地区由于规划不科学、环保措施不足、监管不严等原因,工业场地往往与农田直接镶嵌,极易造成周边土壤重金属污染。为高效快速低成本修复工业场地周边大范围农田土壤镉污染,选择河南省新乡市凤泉区大块镇工业聚集区周边受污染农田开展大田修复实验,利用2种速生植物3连茬种植(即小白菜-黑麦菜-小白菜)联合2种生物炭(即杨树皮生物炭(PBC)和硫脲改性杨树皮生物炭(TPBC))原位修复土壤镉污染,测定连茬种植下土壤镉的浸出特性及其化学赋存形态,评估2茬小白菜食用健康风险,并揭示生物炭+速生植物联合修复土壤镉污染的潜力。结果表明:(1)添加2%杨树皮生物炭(PBC)和2%硫脲改性杨树皮生物炭(TPBC)在60 d后土壤镉浸出量低于《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)规定的III级标准,添加1%TPBC在90 d后土壤镉浸出量低于III级标准。(2)连茬第3季修复实验后,与CK比,施用1%和2%TPBC的土壤残渣态镉分别增加了71.73%和75.75%;弱酸溶态镉分别下降了130.86%和160.62%。添加1%和2%PBC的土壤残渣态镉分别增加了45.82%和50.07%。弱酸溶态镉...     

泥岩-水淬渣复合吸附材料对Cu~(2+)的吸附特性研究

以富含高岭石和伊利石的泥岩为原料与水淬渣协同利用,制备一种Cu~(2+)的吸附材料。通过吸附试验研究泥岩土与水淬渣的混合比例、pH值范围、材料用量、吸附时间等条件。采用3种动力学方程拟合分析,得到准二阶动力学方程更好地表述吸附过程。通过吸附等温曲线试验确定吸附模型属于Langmuir模型,确定最大单位吸附量约为11.5 mg/g。最后采用扫描电镜和显微CT分析对泥岩-水渣吸附材料的表面和内部结构进行分析,并解释吸附材料对溶液中的Cu~(2+)有很好吸附效果的原因。