壳聚糖改性-沸石对农田土壤重金属镉钝化技术研究
壳聚糖改性-沸石对农田土壤重金属镉钝化技术研究
近年来，随着工业化进程的加快和农业药品的广泛使用，农田土壤中重金属污染逐渐严重化。镉被认为是一种具有致命危害的重金属，由于其毒性较强，易以食物链的方式进入人体，对人体健康产生危害。寻找一种高效、环境友好的重金属钝化技术是非常重要的。
壳聚糖是一种用途广泛的天然生物聚合物，具有众多优良的物理化学性质，同时也是一种非常有效的吸附剂。为了提高壳聚糖的钝化能力，人们采用了改性的方法，其中一种常用的改性剂就是沸石。沸石是一种矿物质，其多孔结构和大的比表面积可以增加壳聚糖的吸附能力。所以，将壳聚糖和沸石进行改性处理，可以提高其吸附重金属镉的能力。
为了研究壳聚糖改性-沸石对农田土壤中重金属镉的钝化效果，首先需要获取一定含量的重金属镉污染土壤。实验中，可以选取一些重度污染的农田土壤，然后通过洗涤和过筛的方式去除其中的杂质，确保剩下的土壤中只含有镉污染。然后，需要根据实验设计的要求，将壳聚糖和沸石按照一定比例混合，得到一定浓度的改性材料。
接下来，可以将改性材料与重金属镉污染土壤进行接触反应。可以采用批处理实验的方式，将一定量的土壤和改性材料放入试验容器中，在一定时间内进行反应。通过比较不同时间点的土壤中镉的浓度变化，可以评估改性材料对重金属镉的吸附能力。
还可以结合X射线衍射、扫描电镜等分析手段，研究改性材料与重金属镉之间的相互作用及其钝化机理。这些分析手段可以提供更直观的材料表征结果，有助于深入了解改性材料对重金属镉的吸附过程。
需要对改性材料的性能进行评估。可以通过计算壳聚糖改性-沸石对重金属镉的吸附等相关指标，比如吸附率、吸附容量等，来评价其钝化效果。还可以通过土壤培养试验等方法，评估改性材料对土壤中镉的迁移转化及对植物生长的影响。
壳聚糖改性-沸石对农田土壤中重金属镉的钝化技术是一项具有潜在应用价值的研究方向。通过对壳聚糖改性-沸石的研究，可以提高土壤中重金属镉的钝化效果，为打造绿色环保的农田土壤提供技术支持。
生物质炭对土壤中重金属形态和迁移性的影响及作用机制
生物质炭对土壤中重金属形态和迁移性的影响及作用机制 张建云;张进;曹志洪;PeterCHRISTIE;高才慧;朱晖;钟水根;杨纹砚;郑均泷;吴胜春;单胜道;王志荣 【摘要】The applications of biochar, a pyrolytic product of biomass under the oxygen-free conditions, in im-proving soil fertility and other physicochemical properties as well as remediating heavy metal contaminated soil have become one of hotspots in the frontiers of environmental research. This paper reviewed the up-to-date pro-gresses of the research concerning biochar, in an attempt to illustrate the mechanisms related to the interactions between heavy metals and biochar, including physical adsorption, ionic adsorption and exchange, precipitation and complexation, by which the bioavailability, mobility, and biotoxicity of heavy metals in soil could be effec-tively reduced. However, there still exist some problems, especially regarding how to enhance the long-term stability of biochar in immobilizing the metal ions. Meanwhile, the consortium study concerning the biochar-soil-crops-human health is urgently needed in the near future.%生物质炭是生物质原料在缺氧条件下经高温裂解而成的一种固体产物,它们在土壤重金属污染修复中的应用是当前环境研究的热点之一.对目前生物质炭研究的进展进行了综述,阐明了生物质炭施入土壤可通过物理吸附、离子吸附、离子交换、沉淀络合等交互作用机制,显著降低土壤重金属的有效态,减少它们在环境介质中的迁移性,从而降低土壤重金属的生物毒性.但是生物质炭的研究仍然存在许多问题,特别是如何增强它们在土壤环境中对重金属
改性壳聚糖制备及止血性能探究
改性壳聚糖制备及止血性能探究 摘要：壳聚糖是一种天然高分子聚合物，属于氨基多糖，学名为[ (1. 4) -2－乙酰氨基－2－脱氧－β -D－葡萄糖]。是至今为止发现的唯一带阳离子电荷的碱性多糖，壳聚糖在自然界中广泛存在于低等生物菌类，藻类的细胞，节肢动物虾、蟹、昆虫等的外壳中。生物相容性好、毒性低、可生物降解，广泛应用于食品、医药、保健、生物工程等领域。近年来由于其诸多独特物理化学性质和广阔应用前景而越来越受到人们的重视。壳聚糖分子结构中的氨基基团比甲壳素分子中的乙酰氨基基团反应活性更强，使得该多糖具有优异的生物学功能并能进行化学修饰反应。因此，壳聚糖被认为是比纤维素具有更大应用潜力的功能性生物材料。本文对壳聚糖、以及壳聚糖改性机理、改性方法、改性壳聚糖在止血材料中的相关应用、止血效果等方面进行研究与探讨。 关键词：壳聚糖；改性；止血海绵；止血材料 不可控的急性出血一直是难以解决的问题，尤其是在战场和事故中。战场上50%的死亡是由过度失血所致，入院前的及时止血可以为后续入院救治争取宝贵的时间。目前，现有的商业化的止血材料分别为基于沸石、蒙脱石和高岭土的无机硅铝酸盐止血剂以及基于壳聚糖的有机高分子止血剂。其中，无机硅铝酸盐止血剂具有多孔结构，能够浓缩血液成分，从而促进凝血。高分子止血剂主要利用了壳聚糖的黏附机制，快速地封堵伤口，加速凝血。但是，这些材料都有各自的缺点，沸石在吸收血液时会大量放热，易灼烧伤口；蒙脱石和高岭土.易残留堵塞血管；壳聚糖基止血剂的止血能力弱于无机材料，且机械强度较低，不足以抵抗动脉血压的冲击和实际应用中的压力和撕扯。因此，对壳聚糖进行改性、研发安全高效的止血剂对军事医学和外科医疗具有重要意义。 一、壳聚糖简介 壳聚糖又名脱乙酰甲壳质、可溶性甲壳素、聚氨基葡萄糖，为类白色粉末，无臭，无味。本品微溶于水，几乎不溶于乙醇。本品是一种阳离子聚胺，在pH<
壳聚糖对重金属离子的吸附性能
壳聚糖对重金属离子的吸附性能 张毅;张转玲;黎淑婷;刘叶;张昊 【摘要】The adsorption of Cu2+, Ni2+, Co2+by chitosan was studied, and the influences of adsorption time and addition amount of chitosan on adsorption capacity was discussed. The result shows that when the amount of chitosan is 1.5 g, and metal salt solution is 50 mL of the 25 g/L, the removal rate can reach maximum. Moreover, the removal rate increased linearly before 10 min, and tended to the balance after 20 min. Compared the adsorption characteristic of Cu2+, Ni2+, Co2+with chitosan, zeolite, activated carbon and diatomite, the removal rate of chitosan for Cu2+, Ni2+, Co2+is 73.99%, 69.38%!and 65.51%!respectively, without selectivity, which is much higher than that of zeolite, activated carbon and diatomite. It is proved that there is a huge advantage of chitosan on the adsorption of Cu2+, Ni2+, Co2+compared with zeolite, activated carbon and diatomite by using adsorption dynamics.%研究壳聚糖对Cu2+、Ni2+、 Co2+的吸附性，分别讨论了吸附时间和用量对重金属离子去除率的影响.结果表明：当壳聚糖的用量为1.5 g时，对50 mL的25 g/L的重金属溶液的去除率达到最大值，且前10 min内去除率呈线性增加，吸附20 min后趋于平衡.壳聚糖吸附 Cu2+、Ni2+、Co2+的去除率分别为73.99%、69.38%和65.51%，远远大于沸石、活性炭、硅藻土对Cu2+、Ni2+、Co2+的去除率，且无选择性.运用吸附动 力学进行论证，证明壳聚糖对Cu2+、Ni2+、Co2+的吸附相对于沸石、活性炭、硅藻土存在巨大的优势.
壳聚糖改性-沸石对农田土壤重金属镉钝化技术研究
壳聚糖改性-沸石对农田土壤重金属镉钝化技术研究 重金属镉是一种常见的土壤污染物，其在土壤中积累会对农作物生长和人体健康造成 严重影响。针对农田土壤中镉的污染问题，科研人员们不断探索新的治理技术和方法。壳 聚糖改性-沸石对农田土壤重金属镉的钝化技术备受关注。本文将从理论基础、实验方法、结果分析和应用前景等方面对该技术进行探讨和研究。 一、理论基础 壳聚糖改性-沸石对农田土壤重金属镉的钝化技术，主要基于壳聚糖和沸石的化学性 质和物理作用原理。壳聚糖是一种天然产生的多糖类有机物，具有较强的吸附能力和生物 活性。而沸石是一种多孔结构的矿物质，具有良好的离子交换性能和吸附特性。壳聚糖改 性-沸石具有较大的比表面积和孔隙率，能够有效吸附土壤中的重金属镉离子，从而实现 土壤中重金属镉的钝化和固定。 二、实验方法 为了验证壳聚糖改性-沸石对农田土壤重金属镉的钝化效果，科研人员们进行了一系 列的实验研究。他们首先采集不同镉污染水平的农田土壤样品，并对其进行基础性质分析，确定土壤pH值、有机质含量和含水率等指标。随后，科研人员们利用壳聚糖改性-沸石材 料进行土壤处理，比较不同处理方案对土壤镉的吸附效果。实验过程中，科研人员们还运 用扫描电子显微镜、红外光谱等仪器对土壤样品进行表征分析，以探究壳聚糖改性-沸石 对土壤中镉的固定机理。 三、结果分析 经过一系列实验研究和分析，科研人员们得出了一些重要的结果和结论。在壳聚糖改 性-沸石对农田土壤重金属镉的钝化过程中，壳聚糖的多羟基结构和沸石的孔隙结构为土 壤中的镉提供了较大的吸附活性中心，从而显著提高了土壤对镉的吸附能力。壳聚糖改性 -沸石处理还显著提高了土壤的孔隙率和比表面积，有利于土壤中镉的固定和稳定。最终，经过壳聚糖改性-沸石处理的土壤中，镉的活性明显降低，从而减少了镉对农作物的毒害 作用。 四、应用前景 壳聚糖改性-沸石对农田土壤重金属镉的钝化技术具有广阔的应用前景。该技术可以 通过添加改性-沸石材料来治理农田土壤中的重金属镉污染，从而提高土壤的肥力和农作 物的产量。该技术还可以应用于土壤修复和环境保护领域，对于减少重金属镉对生态环境 造成的危害具有积极的意义。壳聚糖改性-沸石对农田土壤重金属镉的钝化技术有望成为 一种新的、高效的土壤污染治理方法，为农业生产和生态环境的可持续发展提供重要支 撑。
壳聚糖改性4A沸石分子筛颗粒去除低温水中硝酸盐的机理研究
壳聚糖改性4A沸石分子筛颗粒去除低温水中硝酸盐的机理研 究 郜玉楠;周历涛;茹雅芳;王静;孙美乔;傅金祥 【摘要】为解决我国北方严寒地区常规工艺难以有效去除低温地下水中硝酸盐污 染的问题,以4A沸石分子筛为载体,通过壳聚糖改性制备出一种具有低温去除水中 硝酸盐功能的吸附颗粒,有望作为吸附剂应用于常规水处理工艺的提标改造.通过小 试试验,研究壳聚糖改性4A沸石分子筛颗粒去除低温水中硝酸盐的反应机理,分析 其去除硝酸盐过程的吸附动力学、吸附等温线、吸附热力学,并通过pHPZC(零电点)测定、FT-IR(傅里叶红外光谱)和XPS(X射线光电子能谱)进一步分析其反应前、后表面物化特性.结果表明:①在温度为8～10℃ 下,壳聚糖改性4A沸石分子筛颗粒对硝酸盐的吸附平衡时间为8 h,平衡吸附量为1.88 mg∕g.②吸附过程符合准二级 动力学模型,吸附符合Langmuir和Freundlich吸附等温模型,吸附热力学参数 ΔG0<0、ΔH0>0、ΔS0>0,表明吸附为熵增加的吸热过程.③壳聚糖改性4A沸石 分子筛颗粒的pHPZC为10.0,FT-IR结果表明,—NH2和—OH官能团吸附了水中的硝酸根离子,XPS结果表明,N(1s)和O(1s)元素在吸附过程中参与反应.研究显示, 壳聚糖改性4A沸石分子筛颗粒分子结构中的—NH2和—OH基团通过静电结合 和氢键作用与硝酸根离子进行吸附反应. 【期刊名称】《环境科学研究》 【年(卷),期】2019(032)003 【总页数】9页(P523-531) 【关键词】壳聚糖;4A沸石分子筛;低温;硝酸盐
【作者】郜玉楠;周历涛;茹雅芳;王静;孙美乔;傅金祥 【作者单位】沈阳建筑大学市政与环境工程学院,辽宁沈阳 110168;沈阳建筑大学市政与环境工程学院,辽宁沈阳 110168;沈阳建筑大学市政与环境工程学院,辽宁沈阳 110168;沈阳建筑大学市政与环境工程学院,辽宁沈阳 110168;沈阳建筑大学市政与环境工程学院,辽宁沈阳 110168;沈阳建筑大学市政与环境工程学院,辽宁沈阳 110168 【正文语种】中文 【中图分类】X523 我国北方大部分农村地区以地下水作为重要的饮用水水源. 由于工业和农业的快速发展，大量的工业废水、生活污水、化肥、动物粪便等含氮污染物不合理的排放和处置，造成地下水源受到污染，尤其是地下水中硝酸盐的污染日益严重[1]. 《2016年中国环境状况公报》[2]指出，在5 118个地下水检测点位中，较差监测点的占比为42.5%，极差监测点的占比为18.8%，其中主要超标指标为硝酸盐. 如果受硝酸盐污染的地下水未经处理以直接或间接的方式进入人体，会对人体智力、听觉和视觉健康造成严重危害. GB 5749—2006《生活饮用水卫生标准》已在我国各省(自治区、市)实行106项指标全覆盖，尤其是对部分关键水质指标的要求设定了更加严格的限值，其中，ρ(NO3-)标准限值由20 mg/L升至10 mg/L，标准的严格要求和强制执行给供水行业提出了更高的挑战. 目前，我国净水厂普遍采用“混凝-沉淀-过滤-消毒”常规处理工艺，该工艺对于硝酸盐的去除能力差，尤其是在北方寒冷地区，地下水温普遍低于10 ℃，这就使常规工艺出厂水的水质难以得到保证，严重危害当地居民的
壳聚糖改性吸附剂的制备及其在重金属污染的污水和土壤处理中的应用
壳聚糖改性吸附剂的制备及其在重金属污染的污水和土 壤处理中的应用 1.引言 重金属污染是当前环境面临的重大问题之一，由于重金属对人体健康和生态系统的不行逆损害，如铅、镉、铬等重金属的超标排放已引起广泛关注。因此，寻找高效且环境友好的重金属吸附剂是解决重金属污染问题的重要途径之一。壳聚糖作为一种自然产物，因其生物可降解性、生物相容性和丰富的功能官能团，被广泛探究并用于吸附剂的制备。本文将探究壳聚糖改性吸附剂的制备方法及其在重金属污染的污水和土壤处理中的应用。 2.壳聚糖改性吸附剂的制备方法 2.1 壳聚糖的表面改性 为了增强壳聚糖吸附重金属的能力，可以通过表面改性来引入新的官能团和增加吸附位点。常用的改性方法包括酸碱处理、离子交换、硫酸化、降解与复合等。 2.1.1 酸碱处理 通常将壳聚糖溶解在酸碱溶液中进行处理，如浓硫酸、氢氧化钠等。通过酸碱处理，可以引入氨基、羟基等官能团，增加吸附位点，增强重金属的吸附能力。 2.1.2 离子交换 利用阴离子交换树脂或阳离子交换树脂对壳聚糖进行交换处理，引入新的官能团。例如，利用氯化铁等固定在壳聚糖表面的阳离子交换树脂，可以提高壳聚糖吸附重金属的能力。 2.1.3 硫酸化
通过与硫酸等化合物反应，将硫酸基引入壳聚糖分子中，增加官能团，从而提高吸附能力。 2.1.4 降解与复合 利用酶、酸、碱等方法将壳聚糖降解成低聚糖或单体，引入新的官能团，增强吸附性能。同时，也可以将壳聚糖与其他材料复合，如氧化石墨烯、活性炭等，形成复合吸附剂，以提高吸附能力和稳定性。 2.2 吸附剂的制备和改性 为了提高壳聚糖吸附剂的吸附能力和稳定性，可以将其与其他材料进行复合制备。常用的复合方法包括原位合成、机械混合、共沉淀等。 2.2.1 原位合成 在壳聚糖的合成过程中一同合成吸附剂材料，如纳米颗粒、金属有机框架等。原位合成能够使吸附剂与壳聚糖充分结合，在吸附过程中具有较高的稳定性和吸附性能。 2.2.2 机械混合 将壳聚糖与其他吸附剂材料进行机械混合，并经过干燥或固化来制备吸附剂。该方法简易易行，适用于若干吸附剂的复合制备。 2.2.3 共沉淀 通过共沉淀反应将壳聚糖与其他材料一同沉淀，形成吸附剂。共沉淀方法可以使吸附剂与壳聚糖结合更紧密，具有较好的吸附性能。 3.壳聚糖改性吸附剂在重金属污染治理中的应用 3.1 污水处理中的应用 壳聚糖改性吸附剂在污水处理中可以有效去除重金属离子，缩减对水体的污染。通过溶液pH值、吸附剂用量、吸附时间
聚丙烯酸改性壳聚糖的合成及其在土壤修复中的应用研究
聚丙烯酸改性壳聚糖的合成及其在土壤修复 中的应用研究 土壤污染问题对于农业生产和生态环境保护造成了严重影响。因此，寻找高效、环保的土壤修复方法成为当今研究的热点之一。本文将重点关注聚丙烯酸改性壳聚糖的合成以及其在土壤修复中的应用研究。 首先，聚丙烯酸改性壳聚糖的合成方法是本研究的关键步骤之一。目前常见的 合成方法包括无溶剂法、界面聚合法和溶液聚合法等。无溶剂法是一种简单、环保的合成方法，它通过将壳聚糖溶解在无溶剂中，并通过化学交联或物理交联来固化聚丙烯酸。界面聚合法则是将壳聚糖和丙烯酸同时存在于界面区域中，通过引发剂的作用，实现聚丙烯酸的合成。溶液聚合法则是将壳聚糖溶解在溶剂中，然后添加引发剂进行聚丙烯酸的合成。通过选择合适的合成方法，可以获得高度稳定、可控性好的聚丙烯酸改性壳聚糖。 接下来，本文将关注聚丙烯酸改性壳聚糖在土壤修复中的应用研究。聚丙烯酸 改性壳聚糖具有很强的吸附能力和络合能力，能够与重金属、农药等有机污染物形成络合物，从而有效地减少其在土壤中的迁移和转化。研究表明，聚丙烯酸改性壳聚糖在土壤修复中可以显著提高重金属离子的吸附率和还原性，有效地降低土壤中有害物质的含量，从而提高土壤的生物可用性和环境可持续性。 此外，聚丙烯酸改性壳聚糖还可以促进土壤水文学性质的改良。由于其独特的 结构和物化性质，聚丙烯酸改性壳聚糖能够增加土壤的保水性和通透性，改善土壤的水分状况。研究发现，聚丙烯酸改性壳聚糖添加后可以提高土壤保水性，减少水土流失，提高土壤湿度的持久性，增加农作物的产量和质量。 在实际应用中，聚丙烯酸改性壳聚糖还可以与其他修复材料相结合，形成复合 材料，进一步增强土壤修复效果。例如，聚丙烯酸改性壳聚糖与纳米材料、矿物材料等进行复合，可以提高土壤修复材料的稳定性和吸附性能。此外，聚丙烯酸改性
科技成果——农田土壤重金属污染原位钝化修复技术
科技成果——农田土壤重金属污染原位钝化修复技术 技术开发单位 天津天润益康环保科技有限公司 适用范围 本技术适用于非地质背景原因造成的轻度和中度镉铅等重金属污染农田土壤治理修复。 成果简介 本技术主要通过降低农田土壤中镉等重金属的生物有效性从而减少土壤重金属的生态风险并保证农产品安全生产。我公司研制了针对农田土壤重金属的高效调理修复剂，可以与土壤中的重金属发生吸附、沉淀等一系列物理、化学反应，使重金属从活泼态转化为非活泼态，从而降低其有效态含量，减少重金属向农作物的迁移，达到原位钝化治理修复重金属污染的目的。该技术具有“边生产，边修复”的优势，有大面积推广应用的潜力。 技术效果 本技术在中轻度镉等重金属污染农田应用，可以使土壤有效态含量（按照GB/T23739-2009二乙烯三胺五乙酸浸提方法计算）与修复前对照相比降低50%-80%，并使农作物可食部位镉等重金属含量降低至国家标准GB2762-2017限量值以下。本技术具有降低土壤重金属的生态风险并保证农产品质量安全的重要作用。 知识产权情况 一种增肥控污型土壤调理剂及其制备方法，ZL201610263126.7。
应用情况 本技术在天津市东丽区某镉污染蔬菜地开展了示范总面积50亩。该地块因历史污水灌溉等原因导致土壤镉含量超标，农产品镉含量也超标。应用本技术施用我公司生产的效调理剂后，按照国家标准方法测定二乙烯三胺五乙酸浸提的土壤有效态镉含量减少了50%以上，油菜、油麦菜、快菜等叶菜类地上部镉含量从对照组0.3-0.4mg/kg，降低至0.1-0.2mg/kg，满足国家食品安全标准的最大限量值要求，同时农作物产量具有明显的提高，深受农户欢迎。 本技术同时在湖南省湘潭市某污染水稻田开展示范100亩。因农田周边有色金属冶炼等原因造成农田土壤镉含量超标，水稻糙米镉含量明显超标。我公司在当地开展镉污染酸性稻田原位修复，施用我公司生产的高效调理剂后，早稻糙米镉含量平均值由对照组0.52mg/kg 降低至0.15mg/kg，晚稻糙米镉含量由0.61mg/kg降低至0.19mg/kg，满足GB2762-2017最大限量值要求要求。同时按照国家标准方法GB/T23739-2009测定的有效态镉含量从0.72mg/kg降低至0.31mg/kg。同时监测土壤环境中养分和微量元素等证明本技术可以显著改善土壤环境质量，不会对土壤产生二次污染。 市场前景 我国有大面积农田受到轻中度重金属污染而威胁农产品安全生产。目前农田土壤重金属污染修复的各项技术方法中，本方法不影响农业生产，既可降低土壤重金属污染的生态风险，又可以降低农作物重金属含量，属于适宜大面积推广应用的方法。预计2020年，农田
壳聚糖改性沸石吸附性能的影响因素研究
壳聚糖改性沸石吸附性能的影响因素研究 王静;孙美乔 【摘要】以沸石为载体通过壳聚糖改性制备出一种可以同步去除氨氮与硝酸盐氮 的颗粒,并进行小试考察了其吸附效能.影响因素试验结果表明,原水浊度为20 NTU,在30℃下壳聚糖改性沸石复合吸附颗粒对水中氨氮与硝酸盐氮的去除效果最 好.pH值分别为6～7和4时,该颗粒对氨氮和硝酸盐氮的最佳吸附量分别为0.23 和0.66 mg/g,去除率分别为91.87％和43.47％. 【期刊名称】《供水技术》 【年(卷),期】2019(013)002 【总页数】4页(P6-9) 【关键词】壳聚糖;沸石;地下水;氨氮;硝酸盐 【作者】王静;孙美乔 【作者单位】沈阳建筑大学市政与环境工程学院, 辽宁沈阳 110168;长春柏美水 务科技有限公司, 吉林长春 130000 【正文语种】中文 【中图分类】X523 地下水中氨氮、硝酸盐氮的污染日益严重[1]，2017年《中国环境状况公报》指出，在5 100个地下水监测点位中，较差级的监测点所占比例为51.8%，极差级的监 测点占14.8%，氨氮和硝酸盐氮是超标污染物之一。对饮用水中氨氮和硝酸盐氮
的去除方法主要是生物法和化学法，但这两种方法受温度的影响较大，并且容易造成水体二次污染。 壳聚糖(CTS)是一种天然的生物高分子材料，它的分子结构中含有大量氨基(— NH2)和羟基(—OH)等活性官能团，性质较活泼，能够进行各种的化学改性[2-3]，还能与磁性材料、纳米材料、微生物、混凝剂等耦合形成多功能复合材料[4-6]。 沸石具有很大的比表面积[7]，能够与环境中的阳离子进行较好的吸附作用和离子 交换作用，在水处理中得到广泛应用[8]。 壳聚糖虽然性质比较活泼且绿色安全，但在单独使用时存在容易流失、机械强度较低、发生团聚等现象，应用受到局限[9]。将壳聚糖负载到沸石基体上不仅可以提 高壳聚糖的机械性能，还可以利用沸石的多孔道和较大的比表面积，形成一种多功能的复合材料，达到对多种污染物同步去除的目的。笔者采用实验室自制壳聚糖改性沸石复合吸附颗粒，考察了其对氨氮和硝酸盐氮的吸附效果。 1 试验材料与方法 1.1 试验材料 壳聚糖(脱乙酰度>90%)、沸石、氯化铵、硝酸钠、盐酸、乙酸、碘化钾、碘化汞、酒石酸钾钠、氨基磺酸、氢氧化钠，均为分析纯。 1.2 试验仪器 85-2A数显控温磁力搅拌器、202-00A真空干燥箱、ZD-85A台式恒温振荡器、 T52紫外可见分光光度计、S20便携式pH计、SGZ-400A浊度仪。 1.3 试验原水 模拟北方某地区受氨氮、硝酸盐氮污染的地下水，通过向自来水中添加NH4Cl、NaNO3，配置成所需浓度。 1.4 壳聚糖改性沸石的制备 称取一定量的沸石，用去离子水多次洗涤，放入105 ℃干燥箱中干燥2 h后取出，
生物炭固定化微生物钝化土壤重金属镉效果研究与机理初探
生物炭固定化微生物钝化土壤重金属镉效果研究与机理 初探 生物炭固定化微生物钝化土壤重金属镉效果研究与机理初探 摘要：土壤重金属污染对环境和人类健康造成了严重威胁。本研究通过添加生物炭并引入特定微生物菌株，初步探索了生物炭固定化微生物钝化土壤重金属镉的效果及其机理。结果表明，生物炭的添加能够有效提高土壤的镉稳定性，并且微生物菌株的引入进一步提升了镉的固定化效果。此外，SEM和XRD 分析结果显示，生物炭作为吸附剂可与镉形成稳定的结合物，从而降低镉的生物有效性。实验结果揭示了生物炭固定化微生物钝化土壤重金属镉的潜力，为进一步开发土壤修复技术提供了参考。 关键词：生物炭；微生物菌株；土壤重金属镉；固定化；机理 1. 引言 土壤重金属污染严重影响了土壤环境的质量，对人类健康和生态系统产生了重大威胁。镉是一种常见的土壤重金属污染物，由于其毒性较大且生物有效性高，对生物体造成严重危害。传统的土壤修复技术包括物理、化学和生物修复方法，然而这些方法存在一些局限性，如高成本、长周期和对环境的二次污染等。因此，寻找一种有效且可持续的土壤修复技术具有重要意义。 生物炭是一种由有机废弃物经过热解或氧化处理得到的碳质材料。生物炭具有良好的吸附性能和环境友好性，被广泛用于土壤改良和环境修复领域。此外，一些微生物菌株对土壤中
的重金属具有很强的固定和转化能力。基于以上背景，本研究旨在通过将生物炭与特定微生物菌株结合，探索生物炭固定化微生物钝化土壤重金属镉的效果与机理。 2. 材料与方法 2.1 实验材料 实验采用的生物炭为某草木炭厂生产的秸秆生物炭，微生物菌株为镉胁迫条件下培养的镉耐受菌株。 2.2 实验设计 将试验土壤分为对照组和处理组，对照组仅添加相同量的水，处理组分别添加不同浓度的生物炭和微生物菌株，共设5个处理组（15 g生物炭/ 火炭添加方法，50 mL的微生物菌株悬浮液）。每个处理组设置3个重复。 2.3 样品分析方法 收集处理后的土壤样品，通过ICP-OES仪器测定土壤中镉的含量。利用扫描电镜显微镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）对样品进行形态和结构分析。 3. 结果与讨论 3.1 生物炭固定化镉的效果 实验结果显示，生物炭的添加可以显著提高土壤对镉的固定效果。随着生物炭添加量的增加，土壤中镉的含量逐渐降低。这是因为生物炭具有大量的孔隙结构和丰富的官能团，能够吸附土壤中的重金属物质。 3.2 微生物菌株对镉稳定化的促进作用 实验结果进一步显示，添加微生物菌株可以进一步促进土壤中镉的固定化效果。微生物菌株可利用其生物转化能力将土壤中的溶解性镉转化为稳定的结合形态。此外，微生物代谢产物可以与生物炭诱导出新的固态镉结合物，进一步降低镉的生物有
4种农田重金属污染修复技术
4种农田重金属污染修复技术 编者按：近年来，我国重金属污染呈现出加剧态势，土壤重金属污染对生态环境、食品安全和人体健康构成严重威胁。2014年4月18日，环境保护部和国土资源部发布的调查公报显示，全国土壤环境状况总体不容乐观，部分地区土壤污染较重，耕地土壤环境质量堪忧，工矿业废弃地土壤环境问题突出。由于农田重金属污染具有形成的复杂性、长期的累积性、发生的隐蔽性、毒性的缓效性、诊断的特殊性和恢复的长期性，导致重金属污染已经成为人体健康的“隐形杀手”。我国科研人员在农田重金属污染防治领域做了大量工作，采取了很多卓有成效的措施。今天，农业部环境保护科研监测所的徐应明研究员就像大家介绍4中主要的农田重金属污染修复技术。 在加强农田重金属污染控制上，可以采取多种措施。如，加强源头污染管控与治理、增加耕地土壤自身对重金属的承载能力、提高土壤pH值、加快土壤环境保护立法、加强耕地重金属污染修复治理重大技术研究、制定耕地重金属污染修复评价技术标准、建立农田重金属污染修复生态补偿机制等。 那么，关于农田土壤重金属污染的修复技术，主要有哪些呢？ 污染土壤修复的技术原理可概括为：（1）以降低污染风险为目的，即通过改变污染物在土壤中的存在形态或同土壤的结合方式，降低其在环境中的可迁移性与生物可利用性；（2）以削减污染总量为目的，即通过处理将有害物质从土壤中去除，以降低土壤中有害物质的总浓度。 基于上述基本原理，人们提出物理、化学、生物和农艺调控等多种修复类型。与工业场地重金属污染相比，农田土壤重金属污染面积巨大，但主要以中轻度污染为主，其修复技术与方式的选择需要首先考虑农业生产方式和类型，其次兼顾有效性、经济性和推广性。 目前，可用于农田重金属污染修复技术主要包括如下四种：工程措施；农艺调控措施；钝化修复技术；植物修复技术。
土壤中重金属污染物的来源及治理方式
土壤中重金属污染物的来源及治理方式 摘要：随着科技的进步，工农业得到迅速发展，但同时带来的环境污染问题 也日益突出。工业“三废”排放、农业投入品滥用，在一定程度加剧了耕地土壤 重金属污染。土壤中重金属可向作物转移，污染作物可食部位，从而进入食物链，严重威胁动物和人体生命健康。水稻是我国重要的粮食作物之一，有大约60%的 人口以其为主食，过量的重金属富集会影响水稻正常生长发育，甚至致使植株死亡，严重影响产量。由于重金属元素具有不可降解、不可逆转的特性，可以采取 农艺措施降低其活性、阻断其向作物可食部位转移。基于此，本篇文章对土壤中 重金属污染物的来源及治理方式进行研究，以供参考。 关键词：土壤；重金属污染物；治理方式 引言 土壤是重要的环境介质，为植物生长提供水肥气热，也为动物微生物提供了 栖息的场所。而土壤也成为大部分污染物的受体，环境介质中97%的污染物最终 归趋于土壤。当下，重金属污染是我国最主要的土壤污染形式，来源主要有废水 灌溉、农药使用、工业排放等。20世纪50年代发生于日本神通川流域的痛痛病 后经证实是镉元素污染所致；我国沈阳-抚顺石油污灌区发生的严重镉污染也经 历几十年的治理；因此利用各种方法技术治理重金属污染是建设生态文明背景下 的必要举措。依据固定和去除两种思路进行治理，综合研究运用各类技术，土壤 重金属污染修复定将在未来取得更长足的发展。 1重金属污染危害 土壤中重金属浓度超过一定的比例，就会对土壤微生物、植物、农作物，以 及动物和人类产生不利影响。研究发现，矿区内土壤中Cu污染对氨氧化微生物 的数量有显著抑制作用。在研究中，重金属污染区土壤中蛋白酶的活性为非污染 区的19.1%~57.1%。而重金属污染物会通过影响作物生长过程中的原叶绿素酸酯 还原酶活性，引起作物光合作用失常，导致作物生长不健康，甚至死亡。而部分
土壤改良材料的制备及其应用研究
土壤改良材料的制备及其应用研究 土壤一直是人类生存的重要基础，但近年来，随着城市化进程的加快和农药化肥的大面积使用，土壤中的污染物越来越多，造成了严重的环境问题。为了改善土壤质量和保护环境，土壤改良材料的研究变得越来越重要。本文将介绍几种常见的土壤改良材料及其应用。 一、有机肥 有机肥是将动植物残渣、粪便等有机物质经过腐熟加工后形成的一种肥料。它不仅可以增加土壤的肥力，提高作物产量，还可以改善土壤结构，增加土壤团粒、增强土壤保水保肥的能力，提高土壤微生物活动性。 有机肥是土壤改良的重要材料之一，可以用于改善耕地土壤、荒漠化土地、矿区土地等不良土壤。在实际应用中，它常与无机肥料混合使用能产生更好的效果。 二、壳聚糖 壳聚糖是以甲壳质为原料经一系列化学处理、转化而成的一种高分子有机物。由于其优异的生物学特性和良好的生物相容性，壳聚糖在土壤改良材料中逐渐受到attention。 壳聚糖被广泛应用于土壤污染治理、海岸防护、植物生长调节等领域。在土壤改良中，壳聚糖能增加土壤孔隙度和土壤活性，促进植物生长。 三、沸石 沸石是一种由一些铝硅矿物质组成的，有较好的离子交换能力和吸附特性的天然或合成材料。沸石的表面具有大量的离子交换位置和孔隙，具有优异的吸附功能和防止土壤养分流失的效果。
应用沸石于土壤改良中，可以阻止土壤中的可溶性氮、磷、钾等营养元素流失，并能降低土壤中的重金属及其化合物的毒性。 四、水生植物秸秆 水生植物秸秆是指水生植物收获或者剪枝后堆积的干燥物，例如象草、莲花、 芦苇等。这些秸秆中蕴含着大量的氮、磷、钾等肥料元素，而且，这些水生植物长期生长在水中，秸秆也含有丰富的有机质和微生物。 利用水生植物秸秆改良土壤，可以增加有机质和微生物群体，改善土壤结构， 维持土壤水分和通气性。同时，水生植物秸秆也具有吸附重金属和化学物质的功能，可以将土壤中有害物质固定，减少其对植物的危害。 结语 以上介绍了一些常见的土壤改良材料，它们都能有效地改善土壤质量和保护环境，提高作物产量。但是在应用前，需要充分考虑土壤类型和作物种类，选用最适用的土壤改良材料。值得注意的是，各种土壤改良材料的有机安全性和生态环保性也需要认真考虑，不能造成二次污染和损害环境的后果。
壳聚糖-沸石复合体对铜绿微囊藻的去除效果
壳聚糖-沸石复合体对铜绿微囊藻的去除效果 佚名 【摘要】The removal of Microcystis aeruginosa by chitosan , zeolite, and chitosan-zeolite composite was studied. The results show that with a dosage of 0.6 to 1.1 mg/L, chitosan can remove more than 90% of Microcystis aeruginosa, and with a dosage of less than 500 mg/L, zeolite can remove less than 40%of Microcystis aeruginosa. After the modification of zeolite, the chitosan-zeolite composite greatly improved the algal removal efficiency .The chitosan-zeolite composite could remove more than 90%of algae when the dosage of chitosan was 0.5 mg/L and the dosage of zeolite was between 6 mg/L and 14 mg/L.The optimal pH value ranged from 5 to 7 for the chitosan-zeolite composite.% 研究壳聚糖、沸石单独絮凝除藻以及壳聚糖沸石复合体对铜绿微囊藻去除效果。结果表明：单独使用壳聚糖，质量浓度在0.6～1.1 mg/L时，对铜绿微囊藻的去除率超过90％；单独使用沸石，沸石质量浓度小于500 mg/L时，对铜绿微囊藻的去除率低于40％。经壳聚糖包覆改性后，壳聚糖沸石复合体对铜绿微囊藻絮凝去除能力大幅提高。当壳聚糖质量浓度为0.5 mg/L，沸石质量浓度为6～14 mg/L时，壳聚糖沸石复合体对铜绿微囊藻的去除率达90％以上。壳聚糖沸石复合体适用的pH值范围在 5～7之间。 【期刊名称】《水资源保护》 【年(卷),期】2013(000)004 【总页数】5页(P87-90,94)
铁强化生物硅钝化稻田镉砷的主导效应和协同固碳机制
一、铁强化生物硅钝化稻田镉砷的作用机制 在农田生态系统中，镉和砷等重金属污染物已经成为威胁农产品品质 和农田生态环境的重要因素。为了减轻农田重金属的污染，目前已经 提出了多种方法，其中包括生物硅钝化稻田镉砷的方法。而铁强化是 生物硅钝化稻田镉砷的主导效应之一。其作用机制主要包括以下几点： 1. 铁的离子交换作用：铁能够与土壤中的镉和砷等重金属离子发生离 子交换作用，减少重金属在土壤中的活性，从而减少重金属对植物的 毒害作用。 2. 铁的氧化还原作用：铁在土壤中具有一定的氧化还原能力，能够促 进土壤中镉和砷的氧化还原反应，使其转化为较为稳定的形态，减少 其对农作物的毒害。 3. 铁的络合作用：铁能够与土壤中的有机物和无机物形成络合物，减 少土壤中镉和砷的活性，从而减少其对农作物的毒害作用。 二、铁强化生物硅钝化稻田镉砷的协同固碳机制 除了减轻农田重金属污染的作用外，铁强化生物硅钝化稻田镉砷还具 有协同固碳的机制。其主要表现在以下几个方面：
1. 促进土壤微生物活性：铁能够作为微生物的重要营养元素，促进土壤微生物的生长和活性，提高土壤微生物对有机物的分解能力，增加土壤有机碳含量。 2. 促进植物生物量增加：铁能够促进植物的生长发育，增加植物生物量，提高植物的碳固定能力，增加土壤有机碳含量。 3. 促进土壤结构改善：铁能够与土壤颗粒发生化学反应，促进土壤结构的改善，增加土壤孔隙度，提高土壤通气性和保水性，有利于有机碳的固定。 通过上述机制，铁强化生物硅钝化稻田镉砷不仅可减轻农田重金属污染的影响，还能协同固碳，促进农田生态环境的改善和农作物产量的提高，具有重要的应用价值和研究意义。 文章总结 本文主要阐述了铁强化生物硅钝化稻田镉砷的主导效应和协同固碳机制。在作用机制方面，铁强化能够通过离子交换、氧化还原和络合等作用，减少土壤中镉和砷的活性，降低其对农作物的毒害作用；在协同固碳机制方面，铁强化能够促进土壤微生物活性、植物生物量增加和土壤结构改善，增加土壤有机碳含量。铁强化生物硅钝化稻田镉砷不仅可减轻重金属污染的影响，还能协同固碳，促进农田生态环境的
纳米材料在土壤与植物营养领域的应用进展
纳米材料在土壤与植物营养领域的应用进展 纳米科学技术(Nano—sT)是20世纪80年代末、90年代初期刚刚诞生并正在崛起的新兴科技，它的基本涵义是在纳米尺寸(10-7～10-9)范围内认识和改造自然，通过直接操作和安排原子、分子来创制新的物质。由于纳米材料具有小尺寸效应、表面界面效应、量子尺寸效应和量子隧道效应等基本特性，因此，出现许多传统材料不具备的奇异特性。纳米材料在吸收、催化、敏感特性和磁效应方面都表现出明显不同于传统材料的特性，在高技术应用上显示出巨大的潜力。正因为如此，纳米科技越来越受到世界各国政府和科学家的高度重视。美国、日本和欧盟都分别将纳米技术列为21世纪最先研究的科技。 从其发展过程来看，20世纪90年代属于纳米科技初期理论研究阶段，主要研究纳米材料的制备方法和性质；从90年代末到21世纪初，属于纳米技术理论与实际应用相结合的阶段；随着对纳米材料性质的了解不断深入，其应用范围也越来越广泛，许多新的名词也随之而产生。纳米材料按尺寸结构可化分为准零维的纳米颗粒和纳米粉体、准一维的纳米丝和棒、准二维的纳米膜以及由纳米颗粒(纤维)构成的三维纳米块体材料；按组成和结构可分为纳米相材料和纳米复合材料；按性状和用途可分为纳米金属材料、纳米磁性材料、纳米传感材料、医用纳米材料、农用纳米材料、有机一无机纳米复合体、介孔固体和介孔复合体等。目前纳米材料已经广泛应用于日常生活，如：纳米应用于催化剂、能源、环保、电子技术、分子生物和医学领域、军事及农业领域。 为了改善土壤与水环境、减少因土壤引起的温室气体碳的排放，国内外一些专家建议将纳米材料应用于土壤与植物营养领域中，因为纳米材料具有小尺寸效应、表面界面效应及量子尺寸效应等性质。如果将其应用到该领域，就有可能解决上述问题。目前已有部分研究者提出了此方面的要求，并进行了一些初步性的探索工作。鉴于此，本文在查阅了国内外相关文献基础上，对纳米肥料和纳米材料在土壤与植物营养等方面的应用状况进行了初步总结，以期对纳米技术在土壤肥料与植物营养领域上的应用有一个总体认识，为相关领域进行科学研究拓展新的思路。 l 在土壤与植物营养领域的应用 1．1 环境 从文献可见，邬玉琼较早将纳米材料应用于土壤领域。她以Fe(N03)3，NaS04·H20，A1C13，NaSiO2为原材料，采用共沉淀法合成纳米级土壤氧化矿物，并研究了其对重金属离子的吸附情况。结果表明，将多种盐混合通过共沉淀法所合成的土壤氧化矿物要比单一的氧化矿物的吸附效果好，这无疑为防治土壤重金属污染开辟了新的途径。但是，纳米级土壤氧化矿物是否有利于土壤的通透性和保水、保肥性、是否可以减少或缓冲土壤中农药等有毒物质的吸附作用以及钝化重金属的污染等问题还有待进一步研究。温善菊采用化学液相沉淀法制备了含无机金属离子的纳米微粒。通过土柱淋洗、水培、砂培等试验研究了土壤纳米微粒对土壤保肥、供肥及作物生长发育的影响。结果表明，纳米微粒以胶液的形式进入土壤后，由于具有一定的磁性，可以吸附土壤中的离子，对土壤中氮素养分的淋失具有显著的降低作用，但这种降低作用与土壤的容重有密切的关系，以土壤容重1．1g/cm3为最佳，增大或降低都会削弱纳米粒子的这种作用。不足的是，温善菊没有阐述清楚究竟是土壤容重还是纳米微粒或是二者的协同作用影响了氮磷钾的淋失效果，也没有说明纳米微粒对氮素养分的解吸作用。而刘秀梅采用微乳化和物理、化学插层法制备了纳米级高岭土，研究了纳米级和天然高岭土对营养元素氮、磷、钾和有机碳的吸附及解吸特性。结果表明，在相同的初始处理浓度下，纳米级高岭土对氮、磷、钾和有机碳的吸附量均比天然高岭土高。纳米级和天然高岭土对氮、磷、钾和有机碳的解吸量与其吸附量呈正相关。但是刘秀梅也没有阐述清楚纳米高岭土吸附和解吸养分的机理。另外，张夫道课题组通过对所研制的纳米一亚微米级缓释材料进行微生物降解试验表明，7种纳米一亚微米级缓释材料对小麦出苗无影响，且增加了小麦地上部干重、叶面积、叶绿素含量。
改性壳聚糖磁性纳米材料的研究进展
改性壳聚糖磁性纳米材料的研究进展 改性壳聚糖磁性纳米材料的研究进展 近年来，纳米材料领域的快速发展为各个领域的科学家和工程师带来了许多新的机遇和挑战。作为一种重要的功能材料，磁性纳米材料广泛应用于生物医学、环境治理、能源储存等领域。而改性壳聚糖作为一种天然来源的多糖，具有生物相容性和可再生性，使其成为一种理想的基础材料。因此，改性壳聚糖磁性纳米材料的研究引起了广泛的关注。 改性壳聚糖磁性纳米材料的制备方法多种多样。其中，溶液法是一种常用的制备方法。通过溶液中各组分之间的反应，可以在溶液中形成磁性纳米粒子，再将其与改性过的壳聚糖相结合，制备出改性壳聚糖磁性纳米材料。另外，还可以利用溶胶-凝胶法、微乳液法、共沉淀法等方法，制备具有不同形态 和尺寸的改性壳聚糖磁性纳米材料。 改性壳聚糖磁性纳米材料的性能研究是该领域的重要研究方向之一。首先，研究人员对改性壳聚糖磁性纳米材料的形貌进行了表征。利用扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）等表征手段，研究人员发现改性壳聚糖磁性纳米材料 呈现出不同形貌和尺寸的特点。其次，研究人员对改性壳聚糖磁性纳米材料的磁性进行了研究。通过磁性测试仪等仪器，研究人员发现改性壳聚糖磁性纳米材料具有良好的磁响应性能。此外，研究人员还对改性壳聚糖磁性纳米材料的生物相容性和稳定性进行了研究。通过细胞实验和药物释放实验等方法，研究人员发现改性壳聚糖磁性纳米材料具有良好的生物相容性和稳定性。 改性壳聚糖磁性纳米材料在生物医学领域的应用是该领域
的重要研究方向之一。研究人员发现，改性壳聚糖磁性纳米材料具有良好的生物相容性和稳定性，可以用于生物成像、疾病诊断和药物导航等方面。例如，通过将改性壳聚糖磁性纳米材料表面修饰上适当的靶向分子，可以将其有选择地输送到肿瘤细胞并完成肿瘤的定位和治疗。此外，研究人员还发现，改性壳聚糖磁性纳米材料在光热治疗方面具有潜在的应用前景。通过引入光敏剂和磁性纳米粒子，研究人员可以利用光热效应和磁导热效应，实现对肿瘤的精确定位和治疗。 改性壳聚糖磁性纳米材料在环境治理领域的应用也备受关注。研究人员发现，改性壳聚糖磁性纳米材料可以用于污水处理、重金属离子吸附和废水中有机物的去除等方面。通过表面修饰和调控改性壳聚糖磁性纳米材料的孔径大小和表面电荷等特性，研究人员可以实现对不同污染物的高效去除和回收。 除了生物医学和环境治理领域的应用，改性壳聚糖磁性纳米材料在能源储存领域也具有广阔的应用前景。通过引入多壁碳纳米管等导电材料，研究人员可以制备出改性壳聚糖磁性纳米材料复合材料，用于超级电容器和锂离子电池等领域。 总之，改性壳聚糖磁性纳米材料作为一种多功能材料，具有广泛的应用前景。未来，随着纳米材料制备技术和性能研究的不断深入，相信改性壳聚糖磁性纳米材料的研究将会取得更加令人瞩目的成果，为人类社会的发展做出更大的贡献 改性壳聚糖磁性纳米材料作为一种多功能材料，具有广泛的应用前景。除了在生物医学、环境治理和能源储存领域的应用外，还可以在其他领域发挥作用。本文将进一步探讨改性壳聚糖磁性纳米材料在食品安全、纳米传感和催化等方面的应用。 首先，改性壳聚糖磁性纳米材料在食品安全领域具有潜在