检索结果-内蒙古大学图书馆

富硅磁改性生物质炭的制备及其对Cd(Ⅱ)和As(Ⅲ)复合污染水体的吸附机制

环境科学 2025年第1期46卷 282-295页

作者：田欣孙淇陈瑶王佳豪叶正钱赵科理吴骥子浙江农林大学环境与资源学院临安311300 浙江农林大学浙江省土壤污染生物修复重点实验室临安311300

镉(Cd)和砷(As)往往共存于矿区周边的水体及农田土壤中,由于二者化学行为相反,难以同时对其进行去除.因此,通过制备得到了一种新型富硅磁改性生物质炭(SMB)材料,用于同时吸附水体中的镉(Cd)和砷(As).试验首先通过共沉淀法制备得到磁铁... 详细信息

镉(Cd)和砷(As)往往共存于矿区周边的水体及农田土壤中,由于二者化学行为相反,难以同时对其进行去除.因此,通过制备得到了一种新型富硅磁改性生物质炭(SMB)材料,用于同时吸附水体中的镉(Cd)和砷(As).试验首先通过共沉淀法制备得到磁铁矿与生物质的混合物,将其与3种不同类型的硅酸盐(Na_(2)SiO_(3)、CaSiO_(3)和SiO_(2))混合,而后在不同温度下(300、500和700℃)进行热解得到复合材料,通过复合吸附试验确定最佳制备条件.最后通过单吸附质及复合吸附质体系吸附试验,系统研究初始pH、吸附时间、初始浓度和添加顺序对SMB吸附Cd(Ⅱ)和As(Ⅲ)的影响,并结合SEM、FT-IR和XRD等表征分析阐明吸附机制.结果表明,在700℃下热解含5%CaSiO_(3)的生物质-磁铁矿混合物制备得到的材料对Cd(Ⅱ)和As(Ⅲ)的吸附效果最佳,在初始浓度分别为30 mg·L^(-1)和10 mg·L^(-1)的Cd(Ⅱ)和As(Ⅲ)溶液中,去除率分别达到了92.04%和60.59%.SEM、FT-IR、XRD和BET等表征结果证实,SMB不仅具有较大的比表面积和丰富的官能团结构,还具有一定磁力特性;在单元素吸附试验中,Cd(Ⅱ)和As(Ⅲ)的最佳吸附pH均为6,分别在1 h和8 h达到吸附平衡,准二级动力学模型更好地拟合了SMB对Cd(Ⅱ)和As(Ⅲ)的吸附过程.复合吸附体系中,Cd(Ⅱ)和As(Ⅲ)的最佳吸附pH为7.复合体系等温吸附试验结果表明,Freundlich模型更好地拟合了材料对Cd(Ⅱ)和As(Ⅲ)的等温吸附过程,且元素之间存在协同和拮抗效应.SMB对As(Ⅲ)与Cd(Ⅱ)吸附的过程中能在铁氧化物表面形成A型与B型三元表面络合物,其中A型三元表面络合物的形成能大幅提高材料对As(Ⅲ)的吸附能力,但由于共存体系下材料优先吸附了As(Ⅲ),因此,As(Ⅲ)与Cd(Ⅱ)同时存在时协同作用主要由静电作用、共沉淀以及B型三元表面络合物的形成所控制.拮抗效应则是由于两种重金属元素竞争羟基结合位点所致.综上所述,SMB材料对水体中的Cd(Ⅱ)和As(Ⅲ)均具有较好的吸附效果,可用于高效修复Cd(Ⅱ)和As(Ⅲ)复合污染水体.

关键词：改性生物质炭水体修复重金属吸附机制协同作用

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猪场沼液中四环素对菌藻共生污水处理系统的影响

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生物学杂志 2025年

作者：程俊芳陈恒源郑华宝王敏浙江农林大学环境与资源学院浙江农林大学环境与资源学院浙江省土壤污染生物修复重点实验室

研究四环素质量浓度以及四环素降解菌Serratia entomophila strain TC-1对菌藻共生系统污染物去除率的影响,并通过扫描电镜观察和高通量测序技术,进一步分析微生物群落结构的变化,从而揭示在四环素胁迫下菌藻共生系统的污染物去除规律... 详细信息

研究四环素质量浓度以及四环素降解菌Serratia entomophila strain TC-1对菌藻共生系统污染物去除率的影响,并通过扫描电镜观察和高通量测序技术,进一步分析微生物群落结构的变化,从而揭示在四环素胁迫下菌藻共生系统的污染物去除规律和微生物响应机制。研究结果表明,四环素质量浓度越高,微藻的生物量越低,菌藻共生系统的氨氮去除率越低,当四环素质量浓度为50 mg/L时,叶绿素质量浓度为19.19 mg/L,菌藻共生系统的氨氮去除率最低,为75.27%。通过扫描电镜观察发现,细菌可以通过附着于微藻细胞表面和分泌胞外多聚物来减轻四环素的胁迫效应。通过微生物群落分析表明,四环素质量浓度对细菌群落结构的影响远大于降解菌的接种,降解菌的接种可以减轻低质量浓度四环素对细菌群落结构的影响。优势四环素降解菌Trichococcus减轻了低质量浓度四环素对菌藻共生系统的影响,优势抗逆菌Pseudomonas和反硝化聚磷菌Comamonas减轻了高质量浓度四环素对菌藻共生系统的影响。

关键词：菌藻共生系统四环素降解菌污染物去除微生物群落

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不同肥力水平下有机肥部分替代化肥对土壤及水稻生长的影响

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安徽农学通报 2025年第1期31卷 28-32页

作者：许剑锋金羽清蔡建军叶正钱临海市农业技术推广中心浙江临海317000 浙江农林大学浙江省土壤污染生物修复重点实验室浙江杭州311300

为分析不同肥力水平下有机肥替代部分化肥对土壤养分及其水稻生长的影响,本试验设置低、中和高3种肥力水平地块进行水稻15%有机肥替代部分化肥试验,测定有机质和碱解氮等养分,及水稻千粒重、分蘖数和株高等指标,分析养分吸收和肥料投入... 详细信息

为分析不同肥力水平下有机肥替代部分化肥对土壤养分及其水稻生长的影响,本试验设置低、中和高3种肥力水平地块进行水稻15%有机肥替代部分化肥试验,测定有机质和碱解氮等养分,及水稻千粒重、分蘖数和株高等指标,分析养分吸收和肥料投入与产出情况。结果表明,土壤养分方面,与常规施肥相比,15%有机肥替代在中肥力水平地块上有效磷含量提高24.22%,在高肥力地块上速效钾含量明显增加27.71%;产量方面,在低、中和高肥力水平地块上的水稻千粒重和产量分别增加0.60、0.51和0.94 g与29、143和55 kg/hm^(2);养分利用方面,3种肥力水平地块上,15%有机肥替代的稻草全钾含量较常规施肥分别提高78.08%、28.85%和29.44%;经济效益方面,15%有机肥替代节约肥料成本187.4元/hm^(2),产值平均增加196.7元/hm^(2)。综上,在低、中和高肥力地块上可采取15%有机肥替代化肥的施肥方式,对土壤养分增加和水稻增产具有益处。本研究为化肥减量及水稻绿色生产提供参考。

关键词：有机肥替代水稻土壤肥力养分利用

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氧化石墨烯负载铁锰复合材料对镉砷污染土壤的钝化修复

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环境科学 2024年第2期45卷 1107-1117页

作者：袁婧吴骥子连斌袁峰孙淇田欣赵科理浙江农林大学环境与资源学院杭州311300 浙江农林大学浙江省土壤污染生物修复重点实验室杭州311300

为修复受到镉砷复合污染的农田土壤,将铁锰氧化物负载于氧化石墨烯表面,制备得到了新型氧化石墨烯负载铁锰复合材料.在此基础上开展了为期60 d土壤培养试验,通过对pH、DOC含量、土壤有效态Cd和As含量动态变化,以及土壤Cd和As形态的测定... 详细信息

为修复受到镉砷复合污染的农田土壤,将铁锰氧化物负载于氧化石墨烯表面,制备得到了新型氧化石墨烯负载铁锰复合材料.在此基础上开展了为期60 d土壤培养试验,通过对pH、DOC含量、土壤有效态Cd和As含量动态变化,以及土壤Cd和As形态的测定,探究了氧化石墨烯(GO)和氧化石墨烯负载铁锰复合材料(GO-FM)在不同添加比例下(0.1%、0.2%和0.3%),对上虞和佛山两种理化性质和污染程度不同的土壤中Cd和As的钝化效果,并阐明其相应修复机制.结果表明,与空白对照相比,GO-FM提高了酸性上虞土的pH,但使佛山土pH降低.培养结束后,GO和GO-FM处理均增加了土壤DOC含量.GO-FM使佛山土可溶态Cd含量降低了5.08%~19.19%,有效态Cd含量降低了36.57%~42.8%,其主要钝化机制是静电吸附、络合和羟基化金属离子的形成.而酸性上虞土受静电斥力的影响使得GO-FM对Cd的钝化效果低于佛山土,但随着材料添加量的增加,GO-FM使氧化石墨烯增加土壤Cd有效性的趋势得到了抑制,添加0.2%和0.3%的GO-FM使上虞土有效态Cd含量降低了6.45%~13.56%.同时,复合材料通过锰氧化物对As的氧化作用以及As与铁氧化物表面羟基形成内表面螯合物的钝化机制,促使上虞土和佛山土的有效态As含量分别降低了4.34%~9.15%和0.87%~5.71%.总之,在佛山土中GO-FM对Cd的钝化效果优于上虞土,在上虞土中GO-FM对As的钝化效果优于佛山土.研究结果可为不同类型土壤镉砷复合污染防治提供理论依据和参考.

关键词：镉砷复合污染氧化石墨烯(GO) 铁锰钝化土壤修复

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生物质炭与铁钙材料对镉砷复合污染农田土壤的修复

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环境科学 2024年第1期45卷 450-458页

作者：吴秋产吴骥子赵科理连斌袁峰孙淇田欣浙江农林大学环境与资源学院杭州311300 浙江农林大学浙江省土壤污染生物修复重点实验室杭州311300

选取了铁钙材料(FC)和山核桃蒲生物质炭(BC)制备得到复合材料(BF),用于修复农田土壤中镉砷复合污染,以降低水稻糙米中的镉和砷含量.通过水稻盆栽试验,在植物生长期内,采集了土壤孔隙水、根际土壤、非根际土壤、水稻植株和水稻根表铁膜,... 详细信息

选取了铁钙材料(FC)和山核桃蒲生物质炭(BC)制备得到复合材料(BF),用于修复农田土壤中镉砷复合污染,以降低水稻糙米中的镉和砷含量.通过水稻盆栽试验,在植物生长期内,采集了土壤孔隙水、根际土壤、非根际土壤、水稻植株和水稻根表铁膜,探究了铁钙材料、生物质炭及其复合材料对土壤中镉和砷生物有效性和植株中镉和砷含量的影响及机制.结果表明,生物质炭材料能显著(P<0.05)提高非根际土壤(0.55~0.66个单位)和根际土壤(0.28~0.36个单位)pH,且提升土壤DOC含量;铁钙材料能显著(P<0.05)降低非根际土壤(0.14~0.27个单位)和根际土壤(0.38~0.41个单位)pH,同时降低土壤DOC含量.铁钙材料和复合材料能够同时降低土壤孔隙水、根际土壤和非根际土壤有效态Cd和As含量,而生物质炭能降低Cd含量,却提高了As含量,其中复合材料1%添加处理的效果最佳,土壤有效态Cd和As分别降低了41.8%~48.2%和6.1%~10.1%.生物质炭、铁钙材料和复合材料均能提高植株生物量(根、茎、叶和籽粒的干重),水稻籽粒干重较CK增加了48.5%~184.0%,根表铁膜含量增加7.5%~13.6%.与空白对照组相比,生物质炭能够有效降低水稻糙米中Cd含量(21.0%~26.1%),铁钙材料和复合材料能够同时降低糙米中Cd和As含量,其中复合材料对糙米中Cd和As降低效果最佳,降幅高达36.9%~42.0%和40.4%~44.4%,使水稻糙米Cd和As含量均低于国家标准值(GB 2762-2017).

关键词：生物质炭铁钙材料镉(Cd) 砷(As) 农田土壤

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钙肥配施生物质炭-铁锰复合材料对酸化水稻土中镉砷的钝化

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环境科学 2024年第11期45卷 6677-6688页

作者：孙淇吴骥子吴秋产连斌袁峰赵科理浙江农林大学环境与资源学院碳中和学院杭州311300 浙江农林大学浙江省土壤污染生物修复重点实验室杭州311300

大气氮、硫沉降的加剧和肥料的不合理施用,导致土壤酸化问题愈发严重;在重金属污染土壤中,酸化不仅会严重影响地力,还会使常规钝化修复材料(如生物质炭)的有效性和持续性受到影响.施用钙肥或可改善土壤酸化,同时缓解生物质炭材料在土壤... 详细信息

大气氮、硫沉降的加剧和肥料的不合理施用,导致土壤酸化问题愈发严重;在重金属污染土壤中,酸化不仅会严重影响地力,还会使常规钝化修复材料(如生物质炭)的有效性和持续性受到影响.施用钙肥或可改善土壤酸化,同时缓解生物质炭材料在土壤中的老化,提高其对复合污染土壤的修复能力,然而其影响机制尚不明确.基于此,选取铁锰氧化物(FM)与山核桃蒲生物质炭(BC)制备生物质炭-铁锰复合材料(BFM),并对其进行模拟酸化,通过表征及水溶液吸附试验,探究酸化后材料理化性质及其吸附性能的变化;而后开展正交试验,探究酸化条件下BFM与钙肥配施对土壤pH和Cd、As有效性的影响并得到最佳配施方案.结果表明,BFM中BC和FM的最佳比例为7∶3(质量比),对Cd(Ⅱ)和As(Ⅲ)的去除率分别高达94.58%和97.14%,吸附容量为120.74 mg·g^(-1)和129.29 mg·g^(-1)(固液比1∶500).酸化处理后BFM表面孔隙结构减少,官能团种类和数量变化,导致材料对水溶液中Cd(Ⅱ)和As(Ⅲ)的去除率分别下降73.97%~92.84%和73.56%~93.61%.钙肥与BFM配施能显著提高土壤pH,提升幅度为3.06%~37.84%;对pH的提升效果随培养时间和酸化程度的增加而下降.与空白对照相比,配施使土壤有效态Cd含量显著降低了22.67%~97.78%;土壤有效态As含量总体较为稳定.对正交试验结果进行效应曲线分析可得,在酸化程度较弱(pH=5.6)的情况下,以2%添加量配合2%的硅钙肥和2%的钙镁磷肥共同施用对土壤Cd具有较好的钝化效果;在酸化程度较强(pH=4.0)的情况下,以2%添加量配合2%的硅钙肥共同施用对土壤As具有较好的钝化效果.综上所述,模拟酸化会影响BFM的吸附性能,钙肥与之配施后能够提高土壤pH,改善土壤酸化,同时缓解BFM在酸化土壤中的老化并改善其对重金属污染土壤的修复能力.

关键词：生物质炭老化土壤酸化钙肥镉(Cd) 砷(As)

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生物质炭对邻苯二甲酸二丁酯污染土壤微生物群落结构多样性的影响

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环境科学学报 2016年第5期36卷 1800-1809页

作者：樊诗亮何丽芝秦华杨兴王海龙浙江省土壤污染生物修复重点实验室浙江农林大学环境与资源学院

在邻苯二甲酸二丁酯(DBP)污染的不同类型土壤(有机质含量低的新垦红壤、有机质含量高的熟化红壤)中添加不同种类(稻草炭、毛竹炭)以及不同用量(0%、0.5%和2%)的生物质炭,温室种植上海青并在56 d后采集土样,采用磷脂脂肪酸法(PLFA)考察... 详细信息

在邻苯二甲酸二丁酯(DBP)污染的不同类型土壤(有机质含量低的新垦红壤、有机质含量高的熟化红壤)中添加不同种类(稻草炭、毛竹炭)以及不同用量(0%、0.5%和2%)的生物质炭,温室种植上海青并在56 d后采集土样,采用磷脂脂肪酸法(PLFA)考察了土壤类型、生物质炭种类以及用量对土壤微生物群落结构多样性的影响.结果表明:对细菌、真菌及微生物总PLFA这三者的含量而言,熟化红壤显著(p<0.05)高于新垦红壤,熟化红壤中添加2%稻草炭使其显著(p<0.05)增加,新垦红壤中添加毛竹炭使其显著(p<0.05)降低.新垦红壤中添加2%稻草炭对革兰氏阴性菌/革兰氏阳性菌比值的增加效果最显著(p<0.05),添加2%毛竹炭对土壤微生物群落Shannon指数的降低效果最显著(p<0.05).添加2%稻草炭对DBP污染土壤中微生物压力指数降低效果最显著(p<0.05).生物质炭对熟化红壤中真菌/细菌、革兰氏阴性菌/革兰氏阳性菌及微生物群落Shannon指数均无显著影响.PCA分析表明,土壤有机质含量以及生物质炭的种类和用量均会对土壤微生物群落结构产生一定影响,且生物质炭的影响与土壤有机质含量密切相关.

关键词：生物质炭邻苯二甲酸二丁酯土壤微生物群落结构磷脂脂肪酸

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电子垃圾拆解区土壤重金属空间异质性及分布特征

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环境科学 2016年第8期37卷 3151-3159页

作者：赵科理傅伟军叶正钱戴巍浙江农林大学环境与资源学院浙江省土壤污染修复重点实验室临安311300

在温岭电子垃圾拆解较为集中的区域系统采集90个土壤样品,研究土壤重金属的污染特征及空间异质性.结果表明,土壤重金属Cd、Cu、Zn、Pb和Ni的平均含量分别为0.38、35.13、121.38、35.40和28.13 mg·kg-1,与背景值相比较,这些重金属... 详细信息

在温岭电子垃圾拆解较为集中的区域系统采集90个土壤样品,研究土壤重金属的污染特征及空间异质性.结果表明,土壤重金属Cd、Cu、Zn、Pb和Ni的平均含量分别为0.38、35.13、121.38、35.40和28.13 mg·kg-1,与背景值相比较,这些重金属在研究区均有不同程度的累积,与国家二级标准相比,土壤重金属局部污染严重,尤其土壤Cd污染极为明显.土壤重金属Cd和Pb属于高度变异,其变异系数分别为121.05%和109.38%,其他重金属属于中度变异.地统计学空间插值和局部Moran'sⅠ指数结果表明土壤Cd、Cu、Zn和Pb的高值主要分布在大溪镇和泽国镇,这与电子垃圾拆解和其他的人为活动有关.土壤Ni的分布特征主要受到土壤母质的影响.重金属污染对当地生态和居民健康存在潜在的威胁.

关键词：电子垃圾重金属空间特征地统计学 Moran'sⅠ GIS

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典型小城市土壤重金属空间异质性及其风险评价:以临安市为例

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环境科学 2018年第6期39卷 2875-2883页

作者：郑睛之王楚栋王诗涵林于也赵科理吴东涛傅伟军浙江农林大学环境与资源学院浙江省土壤污染修复重点实验室临安311300

城市土壤是城市生态系统不可分割的一部分,与城市居民的人体健康和生活质量密切相关.本研究以浙江省典型小城市——临安市为研究样区,共采集62个土壤表层样品(0~15 cm,样品采样密度:5个·km^(-2)),基于多元统计学、地统计学结合GIS... 详细信息

城市土壤是城市生态系统不可分割的一部分,与城市居民的人体健康和生活质量密切相关.本研究以浙江省典型小城市——临安市为研究样区,共采集62个土壤表层样品(0~15 cm,样品采样密度:5个·km^(-2)),基于多元统计学、地统计学结合GIS技术研究该地区土壤重金属的污染特征、空间变异结构与分布规律.土壤重金属Mn全量、Cu全量、Zn全量、Pb全量、Cr全量、Cd全量的平均含量分别为439.42、42.23、196.80、62.55、63.65、0.22 mg·kg^(-1),与浙江省土壤背景值及环境质量标准相比较,这些重金属在临安市存在不同程度的累积,局部污染严重.单个重金属潜在生态风险危害指数表明,Pb的潜在生态危害指数最高.p H与大部分重金属全量以及重金属全量之间存在显著相关关系.研究区土壤Pb、Zn和Cu主要来自于城市交通运输工具的使用和尾气排放,而Mn和Cr主要来自于母岩,Cd主要由市区工厂的长期有害物质排放.研究区土壤重金属全量及其有效态均具有较强的空间自相关性[C_0/(C_0+C)<50%],其空间分布特征受人为活动的影响极为明显.

关键词：城市土壤重金属地统计分析空间分布生态风险

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石灰调理剂对酸化土壤环境下油菜幼苗生长的影响

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江西农业 2025年第7期 37-40页

作者：胡娟欣马嘉伟方先芝柳丹叶正钱浙江农林大学/浙江省土壤污染生物修复重点实验室浙江杭州311300 浙江农林大学/省部共建亚热带森林培育国家重点实验室浙江杭州311300

【目的】探索石灰调理剂对酸化土壤油菜幼苗生长的施用效果,明确太湖源地区雷竹林复耕地酸化土壤改良的石灰用量。【方法】通过石灰需要量预试验以及油菜苗期盆栽试验,研究不同石灰用量对土壤pH值的影响以及对油菜种子萌发和幼苗生长的... 详细信息

【目的】探索石灰调理剂对酸化土壤油菜幼苗生长的施用效果,明确太湖源地区雷竹林复耕地酸化土壤改良的石灰用量。【方法】通过石灰需要量预试验以及油菜苗期盆栽试验,研究不同石灰用量对土壤pH值的影响以及对油菜种子萌发和幼苗生长的影响。【结果】①石灰需要量预试验研究表明,0.20%的石灰用量可作为盆栽试验的石灰添加量,pH值较CK增加1.93个单位;②盆栽试验研究结果表明,施加0.20%的石灰调理剂均不同程度促进了不同品种的油菜种子萌发、幼苗生长,对根系的促进作用更为显著。【结论】0.20%的石灰施用量能有效改善杭州市临安区太湖源镇雷竹林复耕地的土壤酸化状况,提高土壤pH值,促进油菜幼苗根系和地上部的生长,可为当地雷竹林酸化土壤改良提供依据。

关键词：调理剂土壤改良酸化石灰油菜

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