国家自然科学基金(41101288)
- 作品数：17 被引量：231H指数：9
- 相关作者：李荣华张增强秦睿沈锋王力更多>>
- 相关机构：西北农林科技大学中华人民共和国农业部河南科技学院更多>>
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- 相关领域：环境科学与工程农业科学更多>>
- 铅锌厂重金属污染土壤的螯合剂淋洗修复及其应用被引量：32
- 2015年
- 为探讨螯合剂淋洗法在修复铅锌厂周边重金属污染土壤的修复效果及淋洗后土壤利用价值,研究采用振荡淋洗的方法比较了乙二胺四乙酸(EDTA)、次氮基三乙酸三钠盐(NTA)、[S,S]-乙二胺-N,N-二琥珀酸三钠盐(EDDS)乙二醇-双-(2-氨基乙醚)四乙酸(EGTA)4种螯合剂对不同污染程度土壤中Cd、Cu、Zn、Pb的去除效果,并用BCR连续提取法分析了淋洗前后土壤重金属形态的变化,最后通过黑麦草盆栽实验及土壤酶分析,探讨了土壤经淋洗后的利用价值。结果表明,4种螯合剂中EDTA对Cd、Cu、Zn和Pb的去除率比其他螯合剂的去除率高,其中对高污染土壤4种重金属离子的去除率最大,分别为Cd 90.98%、Cu 42.10%、Zn 56.98%和Pb 52.03%,4种重金属中Cd的去除效果分别为EDTA>NTA>EDDS>EGTA;EDTA能有效去除酸溶态、可还原态土壤重金属,而对可氧化态和残余态土壤重金属作用效果不明显;EDTA淋洗土种植黑麦草后土壤脱氢酶、碱性磷酸酶和β-葡糖苷酶活性均高于NTA淋洗后土壤中酶活性。综合考虑淋洗效率、淋洗剂的成本和利用价值等因素,可以认为,采用EDTA和NTA淋洗修复重金属污染土壤具有一定的实用性,并以EDTA效果较佳。
- 冯静张增强李念李荣华李晓龙沈锋
- 关键词：重金属土壤修复淋洗
- 小麦秸秆两性吸附剂的制备及其去除水中Pb2+和As5+的机制被引量：11
- 2019年
- 为探究利用废弃农业生物质制备两性吸附材料处理含Pb^2+和As^5+废水方法,该文通过醚化反应将2种具有“钳形”结构的改性剂(阳离子改性剂IA和阴离子改性剂IM)接枝到小麦秸秆的纤维素上,制备高效两性吸附材料WS-IAIM。利用扫描电镜、红外光谱、X射线光电子能谱对其结构进行表征。通过批量处理试验,研究了该材料对水中Pb^2+和As^5+的去除能力和可能的吸附机理,探讨了其吸附动力学和热力学。结果表明:随着溶液pH值的增加,吸附剂对Pb^2+的吸附量增大,对As^5+的吸附量减少,吸附行为符合Langmuir吸附等温模型和拟二级动力学模型。根据Langmuir模型,在313 K时,对Pb^2+和As^5+的理论最大吸附量分别为180.12和27.48 mg/g。吸附热力学和动力学分析结果表明,该吸附是一个自发的化学吸热过程。WS-IAIM对Pb2+和As5+吸附过程的吸附机理以离子交换和络合作用为主。该吸附材料重复使用5次后,对2种重金属离子的吸附量仍然可达159.3和19.8 mg/g。研究结果可为农作物秸秆的源化利用和水体环境中复杂重金属净化提供理论依据。
- 马芳黄淑萍杜宏涛
- 关键词：生物质重金属小麦秸秆PB2+
- 粉煤灰改良重金属污染农田的修复效果植物甄别被引量：32
- 2015年
- 为了评判粉煤灰作为重金属钝化剂在实际重金属污染土壤改良修复中的应用潜力,该试验以潼关县某村庄因散户冶炼黄金导致的重金属污染农田为研究对象,运用粉煤灰化学改良工程手段对污染土壤进行了原位修复,并通过种植植物甄别对修复效果进行了进一步分析评价。结果表明,试验区农田土壤中重金属Cd污染最为严重,其次为Hg和Pb,3种重金属的质量分数分别介于1.29~6.13,0.53~4.14和63.19~448.97 mg/kg之间,平均含量分别是《土壤环境质量标准》（GB15618-1995）二级标准值的6.17、1.64、0.33倍,其中Cd全部超出国家土壤环境质量标准二级标准,Cd、Hg、Pb污染超标率分别为100%、64.28%、7.14%。土壤Pb和Cd的生物有效性与总量呈显著正相关关系。经粉煤灰改良后,土壤Hg、Cd和Pb有效态质量分数平均值分别降低28.57%、24.36%、31.83%,粉煤灰对重金属Hg和Pb有一定的钝化作用。但植物甄别试验中,所有植物均吸收了一定的Cd,但植株中Cd含量没有达到Cd超富集植物的标准,其中曼陀罗对Cd的单株吸收量最高,为0.1498 mg/株。单位面积中繁穗苋对Cd的吸收量最高,为68.04 g/hm2,说明经粉煤灰化学改良的重金属污染农田土壤中重金属仍具有较高的生物可利用性。研究表明,采用粉煤灰进行重金属污染农田改良的手段仍需进一步研究,使修复后的土壤种植模式改变或种植低累积植物物种以阻隔Cd向作物可食部位的迁移。
- 李念李荣华冯静张增强沈锋
- 关键词：土壤重金属污染粉煤灰
- 二胺基改性有序多孔SBA-15对溶液中Cd^(2+)离子的吸附研究被引量：15
- 2013年
- 具有高度有序孔道结构的SBA-15是一种广受关注的新型吸附材料,为增加其对溶液重金属离子的吸附性能,选用水热-后期接枝的合成方法,制备出二胺基改性多孔二氧化硅2N-SBA-15,并用透射电镜、X射线衍射、氮气吸附-解吸和红外光谱等手段对其结构进行了表征.并以其为吸附剂,通过批实验的方法讨论了吸附时间、体系初始pH值、吸附剂用量和温度等因素对水溶液中Cd2+吸附的影响,同时结合Zeta电势和XPS分析对其吸附机制进行了探讨.结果表明,合成的SBA-15具有规则多孔特征,SBA-15对Cd2+的吸附受体系pH控制;未改性的SBA-15对Cd2+的吸附量较小,胺基改性可以显著增强SBA-15对Cd2+的吸附能力.在100 mL 25 mg.L-1的Cd2+溶液中,2N-SBA-15的用量在7.5～20 mg之间均能对Cd2+的吸附能力约达95%左右.2N-SBA-15对溶液中Cd2+的吸附很迅速,并在30 min内达到吸附平衡;随着体系温度从25℃增加到35℃,2N-SBA-15对溶液中Cd2+的吸附率从94.73%增加到98.22%.吸附等温线可用Langmuir模型描述,在298 K时Cd2+的最大吸附量为0.9 mmol.g-1,0.1 mol.L-1HCl溶液对Cd2+的洗脱率接近93%.结合pH、温度、Zeta电势和XPS分析结果,可以推测出2N-SBA-15对Cd2+的吸附机制是包含物理吸附、离子交换和络合反应等的复杂吸附过程.2N-SBA-15是一种对水体Cd2+具有较好吸附能力的吸附材料.
- 张萌杨亚提秦睿王力张增强李忠宏李荣华孟昭福
- 关键词：有序介孔材料
- SBA-15在饱和石英砂介质中的运移及其对Cd(Ⅱ)迁移的影响被引量：1
- 2017年
- 为了解SBA-15纳米颗粒在饱和石英砂介质中的运移及其对Cd(Ⅱ)迁移的影响。采用恒定流速柱迁移试验法,探讨Cd(Ⅱ)、SBA-15及Cd(Ⅱ)和SBA-15共存条件下的穿透曲线。结果表明,平衡对流-弥散方程能描述多孔介质中Cd(Ⅱ)和SBA-15迁移过程的穿透曲线。在石英砂多孔介质中,Cd(Ⅱ)的迁移能力强于SBA-15,Cd(Ⅱ)和SBA-15的出流比C/C0峰值分别为0.99和0.58。Cd(Ⅱ)和SBA-15共存时,随着Cd(Ⅱ)质量浓度从0mg/L增加到10 mg/L,SBA-15的迁移阻滞因子(R)和不可逆吸附系数(μ)分别增大1.43倍和4.78倍,此时,SBA-15的Zeta电位从-55.7mV增加至+16.3mV,导致SBA-15在石英砂颗粒表面上的沉积滞留增加,进而同时抑制SBA-15和Cd(Ⅱ)的迁移。研究表明,SBA-15在多孔介质中的迁移过程易受团聚、滞留和沉积作用的影响,同时Cd(Ⅱ)和SBA-15在多孔介质中的迁移过程伴随有固相界面的分配过程。
- 郭瞻宇郭堤蒋亚辉秦睿张增强李荣华
- 关键词：SBA-15多孔介质迁移
- EDTA-nSiO_2纳米颗粒对Cd^(2+)的吸附被引量：4
- 2016年
- nSiO_2纳米颗粒是一种广泛应用的工程纳米材料,为增加其对水溶液中Cd^(2+)的吸附性能,采用接枝改性的方法制备出乙二胺四乙酸(EDTA)改性nSiO_2纳米颗粒(EDTA-nSiO_2),并用透射电镜、氮气吸附-解吸、红外光谱和差热分析等手段对其进行了结构表征,同时以其为吸附剂,通过批处理实验法探讨了体系pH、吸附时间、温度、离子强度等因素对Cd^(2+)吸附的影响,并结合X射线能谱(XPS)分析对其吸附机制进行了分析.结果表明,以EDTA为改性剂,可以成功制备出稳定性良好的EDTA-nSiO_2纳米颗粒,其对Cd^(2+)的吸附受体系p H控制;nSiO_2对Cd^(2+)的吸附量较小,EDTA改性可增加nSiO_2对Cd^(2+)的吸附作用,随着p H的升高,Cd^(2+)的吸附效果逐渐增强,在p H大于4.0后逐渐趋于稳定.EDTA-nSiO_2对Cd^(2+)的吸附速率较快,可在1 h内达到吸附平衡.EDTA-nSiO_2对Cd^(2+)的吸附为吸热的自发过程,吸附等温线可用Langmuir模型描述.NaCl浓度增加会导致Cd^(2+)的吸附量下降,当体系Na Cl浓度从0增加到100 mmol·L^(-1),Cd^(2+)的最大吸附量从0.433 mmol·g-1降低至0.294mmol·g-1.0.1 mol·L^(-1)HCl是较为合适的吸附剂再生液,Cd^(2+)洗脱率约94.36%.结合pH、温度、离子强度、再生和XPS分析结果,可以推测出EDTA-nSiO_2对Cd^(2+)的吸附是包含有简单的物理吸附和离子交换过程,并以化学络合为主的吸附过程.EDTA-nSiO_2是一种对水体Cd^(2+)具有较好吸附能力的工程纳米材料吸附剂.
- 蒋顺成秦睿李满林李荣华张增强Amjad Ali梁文
- 关键词：EDTA改性CD^2+
- 锯末-零价铁混合PRB去除地下水中硝酸盐研究被引量：3
- 2013年
- 以锯末、零价铁、活性碳为反应介质,研究填装方式、接种量、停留时间等对可渗透反应墙去除硝酸盐的影响。结果表明:锯末和零价铁混合填装PRB中硝酸盐的去除率达到99.39%,高于两者分层填装的PRB;增加反应时间可以提高硝酸盐的去除率,但会增加出水的可溶性有机碳;在一定范围内增加接种量可以提高硝酸盐的去除率;硝酸盐的去除率、出水可溶性有机碳和菌落数随硝酸盐初始浓度的升高而降低,但铵态氮的积累有所升高;活性炭不仅可以促进硝酸盐的去除、降低体系中铵态氮积累,还可以改善出水色度。锯末和零价铁混合填装PRB的出水检测不到亚硝态氮,分层填装PRB的出水检测到亚硝态氮质量浓度最低为0.764 mg/L,最高为1.285 mg/L;此外,各PRB中的出水菌落数在103～106CFU/mL之间变化。
- 王珍张增强李荣华肖然
- 关键词：锯末零价铁可渗透反应墙地下水硝酸盐
- 铁矿渣磁性纳米颗粒的制备及其对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附潜力被引量：4
- 2017年
- 【目的】制备铁矿渣磁性纳米颗粒,研究其对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附性能,促进富含铁的工业固体废弃物的资源化利用。【方法】以铁矿尾矿渣为原料,通过化学方法制备改性磁铁纳米颗粒3NH_2-SiO_2@Fe_3O_4,对其进行表征,以批处理法探讨了不同pH、Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)平衡质量浓度和吸附时间下3NH_2-SiO_2@Fe_3O_4对水体中Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附潜力,并用X射线光电子能谱分析技术对吸附Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)前后3NH_2-SiO_2@Fe_3O_4的结构进行分析。【结果】成功制备出了化学稳定性良好、粒径为73~160nm的磁性颗粒3NH_2-SiO_2@Fe_3O_4,磁化强度23.1emu/g,颗粒表面富含-NH_2官能团。随体系pH以及Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)平衡质量浓度的升高,3NH_2-SiO_2@Fe_3O_4对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附量总体呈先迅速增加之后趋于平衡。在0~60min时,随着吸附时间的延长,3NH_2-SiO_2@Fe_3O_4对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)吸附量迅速增加,120min后达到吸附平衡,准二级动力学模型能较好地拟合这一过程。Langmuir吸附等温模型能较好地拟合3NH_2-SiO_2@Fe_3O_4对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附过程,3NH_2-SiO_2@Fe_3O_4对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的最大吸附量分别为158.86和88.93 mg/g。3NH_2-SiO_2@Fe_3O_4对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附机制为不饱和配合吸附。【结论】以铁矿渣等含铁的工业固体废弃物为原料,成功制备出了对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)具有较好吸附能力的磁性纳米颗粒3NH_2-SiO_2@Fe_3O_4。
- 赵冉王力李荣华张增强梁文黄辉蒋顺成
- 小分子有机酸对纳米颗粒CNTs和SBA-15在多孔介质中迁移的影响
- 2017年
- 【目的】了解有机酸对硅酸盐纳米颗粒(SBA-15)和碳纳米管(CNTs)在多孔介质中迁移行为的影响差异。【方法】采用恒定流速柱迁移试验,探讨不同浓度(0,1,2.5和5 mmol/L)乙酸、酒石酸、柠檬酸对CNTs和SBA-15纳米颗粒在多孔介质(石英砂)中穿透曲线的影响。【结果】平衡对流-弥散方程能描述多孔介质中CNTs和SBA-15迁移过程的穿透曲线。在石英砂多孔介质中,CNTs的迁移能力强于SBA-15。体系不含有机酸时,CNTs、SBA-15流出液中的纳米颗粒浓度(C)与纳米悬液进入砂柱前的初始浓度(C_0)比值(C/C_0)的峰值分别为0.74和0.25,最远迁移距离L_(max)分别为221.2和45.1cm。3种有机酸对CNTs和SBA-15在多孔介质中的迁移具有类似的抑制作用,随着介质中3种有机酸浓度的增加,CNTs和SBA-15纳米颗粒的C/C_0减小,C/C_0平台峰值对应空隙体积(PV)倍数增大,迁移阻滞因子R和不可逆吸附系数μ增大,最远迁移距离L_(max)减小。柠檬酸对CNTs和SBA-15迁移的抑制作用强于乙酸和酒石酸。Zeta电位分析表明,当体系中引入有机酸后,随着有机酸浓度的增加,石英砂、CNTs和SBA-15纳米颗粒悬液的Zeta电位均逐渐增大。【结论】有机酸会改变多孔介质和CNTs、SBA-15这2种纳米颗粒的表面电荷特征,从而使得纳米颗粒悬液在多孔介质中的迁移行为更容易受团聚、滞留和沉积作用的影响。不管在何种有机酸中,CNTs的迁移能力均强于SBA-15。
- 梁文秦睿黄辉李荣华张增强
- 关键词：多孔介质迁移
- 添加木炭改善猪粪稻壳好氧堆肥工艺及质量被引量：25
- 2014年
- 为促进农业废弃物的资源化利用，试验以猪粪和稻壳为原料，用化学分析和仪器分析相结合的方法，研究了添加不同质量分数（0、2.5%、5.0%、7.5%和10.0%）的木炭对60 d猪粪好氧堆肥过程的影响。结果表明：在堆肥有机质的降解过程中，含-OH、-CH3和-CH2基团的化合物的质量分数逐渐减少，含-C=O、C-O-C、-COO基团和含芳香环类物质的质量分数逐渐增加。添加木炭能促使堆肥物料的降解，随着木炭添加量的增加，在60 d的堆肥过程中，各处理有机碳的质量分数分别降低了12.23%、13.77%、14.88%、15.36%和15.86%，碳氮比分别下降了47.80%、54.98%、56.97%、60.03%和65.73%。与对照相比，添加木炭可延长堆肥高温期的停留时间3～5 d，增加堆肥物料的持水能力并降低堆肥产品的电导率；同时，添加木炭还能减少堆肥初期氨气的挥发，提高铵态氮的质量分数，促使堆肥后期硝态氮的转化。堆肥结束时，添加木炭可使硝态氮的质量分数提高55.86%～89.32%，总氮的质量分数提高20.55%～53.07%，雪里蕻种子发芽率提高17.6%～41.2%，萌发指数达1.02～1.44。研究表明，添加木炭能促进堆肥有机物料的降解，加快堆肥腐熟脱毒，增加堆肥产品总氮的质量分数，提高产品质量。木炭作为一种潜在的猪粪堆肥添加剂，在促进农业废弃物资源化利用方面具有广阔的应用前景。
- 李荣华张广杰张增强王权孙西宁
- 关键词：堆肥降解氮猪粪稻壳
