生物炭负载纳米零价铁添加对人工湿地甲烷排放的影响

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作者 毕玉翠 刘福兴 +4 位作者 付子轼 王俊力 何世颖 乔红霞 黄小敏 《环境科学研究》 北大核心 2025年第6期1205-1216,共12页

人工湿地中甲烷(CH_(4))排放是一个不可忽视的问题。生物炭负载纳米零价铁(nZVI-BC)由于其独特的性质能影响人工湿地CH_(4)排放。在温室内构建三组人工湿地,分别为对照组(砾石)、1%nZVI-BC组(1%nZVI-BC+砾石)和2%nZVI-BC组(2%nZVI-BC+砾... 人工湿地中甲烷(CH_(4))排放是一个不可忽视的问题。生物炭负载纳米零价铁(nZVI-BC)由于其独特的性质能影响人工湿地CH_(4)排放。在温室内构建三组人工湿地,分别为对照组(砾石)、1%nZVI-BC组(1%nZVI-BC+砾石)和2%nZVI-BC组(2%nZVI-BC+砾石),基于静态箱-气相色谱法研究不同nZVI-BC添加量对人工湿地CH_(4)排放的影响;同时,利用荧光定量PCR和高通量测序技术,研究产CH_(4)菌、CH_(4)氧化菌功能基因丰度及群落结构,揭示nZVI-BC影响人工湿地CH_(4)排放的内在机制。结果表明:①对照组、1%nZVI-BC组和2%nZVI-BC组人工湿地的CH_(4)平均排放通量分别为0.55、0.22和0.35 mg(以C计)/(m^(2)·h)。②1%nZVI-BC组中,出水溶解性有机碳(DOC)浓度最高,CH_(4)氧化菌的Shannon-Wiener指数和广甲基营养菌属(CH_(4)氧化菌)的相对丰度也达最大值。③人工湿地的CH_(4)平均排放通量与CH_(4)氧化菌的Shannon-Wiener指数和广甲基营养菌属的相对丰度均呈负相关。④人工湿地的出水DOC浓度与CH_(4)氧化菌的Shannon-Wiener指数和广甲基营养菌属的相对丰度均呈正相关。因此,添加nZVI-BC主要通过增加人工湿地的DOC浓度,从而提高CH_(4)氧化菌的多样性及广甲基营养菌属的相对丰度。CH_(4)氧化菌多样性及广甲基营养菌属相对丰度的提高进一步增强了CH_(4)氧化过程,最终实现CH_(4)减排。研究显示,nZVI-BC的添加量需控制在适当范围内,其中添加1%的nZVI-BC对人工湿地CH_(4)的减排效果最为显著。 展开更多

关键词 生物炭负载纳米零价铁(nZVI-BC) 人工湿地 甲烷排放 产甲烷菌 甲烷氧化菌

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聚合硫酸铁和聚丙烯酰胺对藻泥水热炭特征的影响及产物应用潜力

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作者 王怡梦 梁韵仪 +6 位作者 陈丙法 马亚鑫 周紫瑜 何世颖 谢慧芳 薛利红 冯彦房 《中国环境科学》 北大核心 2025年第5期2587-2597,共11页

以太湖藻泥为研究对象,选择聚合硫酸铁(PFS)和聚丙烯酰胺(PAM)两种常见絮凝剂,分别在180、220和260℃条件下制备得到不同水热炭.结果表明,随着水热温度升高,藻泥水热炭中碳含量增加,氢和氮含量减少,水热反应过程中脱羧和水解反应占主导... 以太湖藻泥为研究对象,选择聚合硫酸铁(PFS)和聚丙烯酰胺(PAM)两种常见絮凝剂,分别在180、220和260℃条件下制备得到不同水热炭.结果表明,随着水热温度升高,藻泥水热炭中碳含量增加,氢和氮含量减少,水热反应过程中脱羧和水解反应占主导地位.PFS的加入使水热炭中铁含量显著提高519.6%~748.3%,并且水热温度升高可使铁的形态由Fe(Ⅲ)逐渐向Fe(Ⅱ)转变,从而增加铁的还原性.PAM在较低温度即发生降解,生成含氧官能团,而PFS则促进了有机质的降解和碳化过程.180℃制备的藻泥基水热炭养分含量较高,水稻种植实验表明,施用藻泥基水热炭不会对水稻生长产生不利影响其中PAM水热炭可以使水稻植株生物量增加9.0%.基于实地调研数据估算,太湖藻泥转化为水热炭,每年可回收总氮549.8t,总磷130.9t;其中总磷回收量占环太湖河流入湖磷负荷的7.3%. 展开更多

关键词 水热炭化 絮凝剂 太湖藻泥 养分转化 稻田应用

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秸秆水热碳化液修饰二氧化钛去除农村生活污水尾水中抗生素的动力学特征研究

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作者 杨梖 任卓 +4 位作者 俞映倞 何世颖 吴蓉 杨林章 薛利红 《环境污染与防治》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期159-164,共6页

为探究秸秆水热碳化液修饰二氧化钛纳米球(SHCS&TiO_(2))去除抗生素的动力学特征,以实际农村生活污水尾水为目标处理水体,以磺胺嘧啶和红霉素为典型目标污染物,采用时间梯度实验研究和动力学模拟进行分析。结果表明:1)SHCS&TiO_... 为探究秸秆水热碳化液修饰二氧化钛纳米球(SHCS&TiO_(2))去除抗生素的动力学特征,以实际农村生活污水尾水为目标处理水体,以磺胺嘧啶和红霉素为典型目标污染物,采用时间梯度实验研究和动力学模拟进行分析。结果表明:1)SHCS&TiO_(2)去除两种抗生素的动力学特征有明显差异。去除磺胺嘧啶反应主要发生在前10 min,去除速率为2.11~2.37 mg/(L·min),最终去除率为72.6%~89.5%。去除红霉素反应主要发生在0~20、120~240 min,去除速率分别为1.65~2.34、0.32~0.42 mg/(L·min),最终去除率达到100.0%。2)Behnajady-Modirshahla-Ghanbary反应动力学模型模拟结果最佳。3)去除机制是吸附和催化共同作用,且催化起主要作用。 展开更多

关键词 秸秆 水热碳化液 二氧化钛 抗生素 动力学特征

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生物炭添加对酸化土壤中小白菜氮素利用的影响 被引量：50

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作者 俞映倞 薛利红 +3 位作者 杨林章 何世颖 冯彦房 侯朋福 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期759-767,共9页

针对菜地土壤酸化趋势显著、氮肥利用率低下等突出问题,以小白菜为供试作物,设置了前3季连续施用化肥氮及后2季不施化肥氮的5季盆栽试验,研究生物炭添加对酸化土壤上连续多季种植小白菜的产量、氮肥利用率以及土壤供氮能力的影响。结果... 针对菜地土壤酸化趋势显著、氮肥利用率低下等突出问题,以小白菜为供试作物,设置了前3季连续施用化肥氮及后2季不施化肥氮的5季盆栽试验,研究生物炭添加对酸化土壤上连续多季种植小白菜的产量、氮肥利用率以及土壤供氮能力的影响。结果表明:在连续添加化肥氮的条件下,生物炭添加显著增加了小白菜的产量及氮素累积量,有效降低了土壤速效氮含量,并提高了土壤速效氮中NO3--N含量比例,缓解了土壤酸化趋势,降低了小白菜中硝酸盐含量,增加了氨基酸含量,提高了氮肥利用率;在停止施用化肥后,生物炭添加处理仍能保持较高的土壤速效氮含量,提高土壤固持氮素的有效性,促进植株对氮素的吸收利用,从而使产量维持在施氮条件下的高水平。研究表明生物炭添加对土壤氮素具有"削峰填谷"的调节功能,能够有效促进氮素的吸收转化,从而有利于维持高产。 展开更多

关键词 氮素利用率 土壤酸化 小白菜 生物炭

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碳氮比对水芹浮床系统去除低污染水氮磷效果的影响 被引量：17

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作者 段婧婧 薛利红 +3 位作者 冯彦房 俞映倞 何世颖 杨林章 《中国生态农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期384-391,共8页

随着我国经济的快速发展,农业面源污染问题日益严重,加剧了淡水水质恶化的趋势。本研究以浮床水芹(Oenanthe javanica)系统和无植物对照(Control)为对象,研究了其对不同碳氮比农村低污染水[定义为农业生产或农民生活过程中产生的,富含... 随着我国经济的快速发展,农业面源污染问题日益严重,加剧了淡水水质恶化的趋势。本研究以浮床水芹(Oenanthe javanica)系统和无植物对照(Control)为对象,研究了其对不同碳氮比农村低污染水[定义为农业生产或农民生活过程中产生的,富含植物生长所需的氮、磷等养分与多种微量元素且满足城镇污水处理厂污染物排放标准一级B要求(GB 18918—2002一级B:TN≤20 mg·L^(-1),TP≤1 mg·L^(-1))的那部分污水]中氮(N)、磷(P)、化学需氧量(COD)的净化效果。试验所用低污染水为生活污水(TWW)和外加碳源生活污水(高碳氮比,TWW-HC)两种。整个试验历时82 d,中间换水一次。试验结果表明水芹浮床系统接纳高碳氮比低污染水对氮磷的去除效果较好。外加碳源能在短时间内快速降低低污染水中N、P的浓度,试验3 d时TWW-HC中总氮(TN)、氨氮(NH4+-N)、总磷(TP)的去除率分别达40.8%、38.4%、62.8%。整个试验周期TWW-HC组对TN的去除率为73.9%~96.0%,高于TWW组(60.6%~85.9%);该组对TP的去除率为68.0%~81.1%,高于TWW组和Control组(TP去除率分别为21.3%~54.9%和19.2%~58.1%)。收获时TWW-HC处理水芹生物量、平均株高和相对生长速率均显著高于TWW处理(P<0.05)。TWW-HC处理通过植物吸收带走的N、P分别占系统对N、P去除量的58.2%和37.6%,明显高于TWW处理(相应比例分别为8.7%和11.0%)。这说明通过外加碳源调节进水C∶N比促进了水芹的生长和对污水中养分的吸收利用,有利于水芹浮床系统对N、P的去除。 展开更多

关键词 农村低污染水 生活污水 碳氮比 浮床系统 水芹 氮 磷 去除率

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基于养分回用-化肥替代的农业面源污染氮负荷削减策略及技术 被引量：22

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作者 薛利红 何世颖 +2 位作者 段婧婧 张志勇 杨林章 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第7期1226-1231,共6页

有效削减农业面源氮污染负荷是提升水环境质量的关键,也是当前关注的热点之一。氮排到水体是污染源,但其本身是农作物生长必需的营养元素。为此,提出了基于养分回用-替代化肥的农业面源污染氮负荷削减策略,利用农业生产系统对农业面源... 有效削减农业面源氮污染负荷是提升水环境质量的关键,也是当前关注的热点之一。氮排到水体是污染源,但其本身是农作物生长必需的营养元素。为此,提出了基于养分回用-替代化肥的农业面源污染氮负荷削减策略,利用农业生产系统对农业面源污染排放的氮进行消纳和回用,减少农田化肥氮投入并有效削减排入到水环境中的氮,达到农业生产与环境保护的双赢。重点介绍了面源污水中氮的农田直接回用、水生植物回收-有机肥还田替代、环境材料吸附净化-回收还田等几种技术途径及其应用,并指出了目前存在的不足及以后发展的方向。 展开更多

关键词 农业面源污染 氮负荷 养分回用 化肥替代

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载镧生物炭的优化制备及其对水体中砷的吸附 被引量：12

7

作者 冯彦房 薛利红 +3 位作者 杨梖 孙海军 何世颖 杨林章 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期2433-2441,共9页

以玉米秸秆为原材料优化制备用于吸附水体中五价砷的载镧生物炭(La-biochar),对其表面进行了系统表征,同时考察了环境条件对载镧生物炭吸附性能的影响.结果表明:相比负载前生物炭,负载后生物炭表面更粗糙,比表面积增大4.6倍,同时表面成... 以玉米秸秆为原材料优化制备用于吸附水体中五价砷的载镧生物炭(La-biochar),对其表面进行了系统表征,同时考察了环境条件对载镧生物炭吸附性能的影响.结果表明:相比负载前生物炭,负载后生物炭表面更粗糙,比表面积增大4.6倍,同时表面成功负载有大量镧元素.以获取对五价砷的最大吸附能力为目的,通过响应面模型获得La-biochar的优化制备条件为:物料比w(La)/w(秸秆)=9.47%,停留时间=20min,热解温度=300oC.中性和酸性环境条件有利于La-biochar对砷酸根的吸附,而碱性条件则有不利影响;较高浓度的CO32-显著降低其对砷酸根吸附,而同样浓度的Cl-和F-不会造成明显影响. 展开更多

关键词 稀土镧 生物炭 吸附 五价砷 响应面法

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载镧生物质炭吸附水体中As(Ⅴ)的过程与机制 被引量：12

8

作者 冯彦房 薛利红 +4 位作者 杨梖 刘杨 段婧婧 何世颖 杨林章 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第11期2190-2197,共8页

将镧氧化物的纳米颗粒通过浸渍、负载、炭化等流程负载到以玉米秸秆为原材料制备的生物质炭(Biochar)表面,得到了对水体中As(Ⅴ)具有高效吸附性能的载镧生物炭(La-biochar)。采用扫描电子显微镜(SEM)和X-射线电子能谱(XPS)对制备所得La-... 将镧氧化物的纳米颗粒通过浸渍、负载、炭化等流程负载到以玉米秸秆为原材料制备的生物质炭(Biochar)表面,得到了对水体中As(Ⅴ)具有高效吸附性能的载镧生物炭(La-biochar)。采用扫描电子显微镜(SEM)和X-射线电子能谱(XPS)对制备所得La-biochar进行了表征,研究了吸附剂用量、接触时间、初始p H值和初始As(Ⅴ)浓度等因素对吸附过程的影响,同时探讨了吸附机制。结果表明:La-biochar对As(Ⅴ)的去除效率随着吸附剂量的增加而增加,最优吸附剂投加量为2.0 g·L-1;La-biochar对As(Ⅴ)的吸附动力学过程数据遵循准二级吸附动力学方程,Langmuir吸附等温模型更适合描述La-biochar对As(Ⅴ)的吸附,并且吸附能力随着初始溶液p H值的增大而减小;La-biochar对As(Ⅴ)的吸附主要归结为复杂的离子交换过程。研究表明,La-biochar是一种高效的除砷吸附剂,具有一定的应用潜力。 展开更多

关键词 稀土镧 生物质炭负载 五价砷 吸附

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生物炭对菜地土壤氮平衡及酸碱缓冲能力的影响 被引量：6

9

作者 俞映倞 薛利红 +4 位作者 杨扬 汪吉东 段婧婧 何世颖 杨林章 《环境科学研究》 EI CAS CSSCI CSCD 北大核心 2015年第12期1947-1955,共9页

针对太湖地区菜地化肥氮投入量较大导致氮淋失严重及土壤酸化的现状，选取太湖地区的菜地土壤，利用盆栽试验连续种植三季小白菜，结合生物炭埋袋回收技术，研究不同化肥氮施用量（以N计，0和110mg／kg）及生物炭添加量（w为0％、1％、... 针对太湖地区菜地化肥氮投入量较大导致氮淋失严重及土壤酸化的现状，选取太湖地区的菜地土壤，利用盆栽试验连续种植三季小白菜，结合生物炭埋袋回收技术，研究不同化肥氮施用量（以N计，0和110mg／kg）及生物炭添加量（w为0％、1％、2％和5％）对土壤氮淋失及酸碱缓冲能力的影响．结果表明：在化肥氮施用量为110mg／kg条件下，与无生物炭添加相比，生物炭添加量为2％时可使作物对土壤矿质态氮的利用效率提高约1倍（由41％增至81％），因化肥氮施用引起的土壤氮素残留量降低83％；生物炭添加可有效减少48％～65％的土壤氮淋失量，当添加量为1％、2％时，生物炭主要通过削减淋失液中ρ（TN）来降低土壤氮淋失量；添加量为5％时，则主要通过削减淋失液体积来实现．无论是否添加化肥氮，生物炭均能有效维持土壤原有的pH、w（有机质）及w（盐基离子）；促使土壤酸碱缓冲能容量增加22％～37％，致酸速率降低17％～80％，显著提升了土壤的酸碱缓冲能力．研究显示，在化肥氮施用量为110mg／kg条件下，生物炭添加量为2％时能对土壤酸化产生较好的缓冲效果． 展开更多

关键词 生物炭 氮利用率 氮淋失量 土壤酸碱缓冲能力 菜地土壤

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自然生物膜对水体中罗丹明B的净化与响应 被引量：5

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作者 周徽 冯彦房 +3 位作者 薛利红 何世颖 王金花 杨林章 《环境科学研究》 EI CAS CSSCI CSCD 北大核心 2014年第7期726-732,共7页

以RhB(RhodamineB,罗丹明B)为模型染料,研究了自然生物膜对RhB的去除,并分别使用Biolog和PLFA(磷脂脂肪酸)为技术手段和指标,探究RhB的存在对自然生物膜微生物群落结构和微生物碳源利用多样性的影响.结果表明,第1天自然生物膜对水体中Rh... 以RhB(RhodamineB,罗丹明B)为模型染料,研究了自然生物膜对RhB的去除,并分别使用Biolog和PLFA(磷脂脂肪酸)为技术手段和指标,探究RhB的存在对自然生物膜微生物群落结构和微生物碳源利用多样性的影响.结果表明,第1天自然生物膜对水体中RhB的去除率为29.2%,之后几天的平均去除率降至3.9%左右;在测试期内RhB的总去除率达到68.6%.PLFA测定结果表明,RhB使自然生物膜中的PLFA总量减少了52.23%,其中细菌、真菌和放线菌的数量分别减少了75.81%、67.03%和100%.Biolog测定结果表明,低质量浓度的RhB降低了自然生物膜中微生物群落对碳源的利用能力,改变了生物膜微生物群落对31种碳源的利用情况,但RhB并没有对自然生物膜的微生物结构造成完全的破坏.综上,自然生物膜作为一种自然水体中自生的微生物聚集体具有显著的生态学意义,其对低质量浓度的RhB具有一定的净化作用,但是RhB的存在也会对自然生物膜的结构和功能产生影响. 展开更多

关键词 染料 净化 自然生物膜 BIOLOG PLFA(磷脂脂肪酸)

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氮肥类型及施用方式对节水抗旱稻田面水氮动态及产量的影响 被引量：9

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作者 侯朋福 薛利祥 +6 位作者 范立慧 赵江宁 薛利红 杨林章 俞映倞 冯彦房 何世颖 《中国稻米》 北大核心 2016年第3期43-48,共6页

采用大田试验,以旱优8号为试验材料,比较评价了节水灌溉条件下不同氮肥类型和施用方式对节水抗旱稻产量、经济效益、氮素吸收和田面水不同形态氮素动态变化的影响。结果表明,相同氮肥用量条件下,不同氮肥类型和施用方式的氮素吸收与产... 采用大田试验,以旱优8号为试验材料,比较评价了节水灌溉条件下不同氮肥类型和施用方式对节水抗旱稻产量、经济效益、氮素吸收和田面水不同形态氮素动态变化的影响。结果表明,相同氮肥用量条件下,不同氮肥类型和施用方式的氮素吸收与产量高低无明显相关关系。在等氮量投入下,缓释肥配施无机化肥处理(SCU1)总吸氮量最高,氮收获指数(NHI)最低,造成了水稻对氮素的奢侈吸收,不利于高产群体的构建,产量相对较低;缓释肥一次性基施处理(SCU2)的NHI最高,且灌浆结实期作物生长率和比叶重较高,利于光合产物的积累,产量最高,显著高于纯化肥处理(增产18.28%);有机肥无机肥配施处理(OCN)的作物群体质量、产量和氮素吸收利用与单施无机化肥处理相比无明显差异。SCU1处理降低了基肥和分蘖肥期田面水总氮和铵态氮浓度,但增加了穗肥期的田面水氮浓度,而SCU2处理和OCN处理在3个施肥期内田面水总氮和氨态氮浓度均明显低于纯化肥处理,SCU2处理氮素浓度最低。综合成本效益分析,缓释肥一次性基施技术能够满足节水抗旱稻生长对氮素的需求,提高作物产量、经济效益和氮素利用效率,降低径流损失风险,是值得在太湖流域推广的一种施肥技术。 展开更多

关键词 节水抗旱稻 氮肥 产量 氮素利用效率 田面水氮浓度

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高温煅烧稀土矿渣对水体中磷的吸附过程与机理 被引量：2

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作者 冯彦房 何世颖 +4 位作者 薛利红 陈玉东 杨林章 赵江宁 俞映倞 《生态与农村环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期627-633,共7页

将稀土矿渣废弃物煅烧制备成具有优良吸附脱磷性能的低成本吸附剂（CRES）.通过扫描电镜（SEM）、红外光谱（FTIR）、X 射线荧光光谱（XRF）、比表面与孔分析（BET-BJH）、热重分析（TGA）等手段对制备的CRES 进行系统表征.研究了CRES ... 将稀土矿渣废弃物煅烧制备成具有优良吸附脱磷性能的低成本吸附剂（CRES）.通过扫描电镜（SEM）、红外光谱（FTIR）、X 射线荧光光谱（XRF）、比表面与孔分析（BET-BJH）、热重分析（TGA）等手段对制备的CRES 进行系统表征.研究了CRES 对磷吸附–解吸附过程的吸附等温线和吸附动力学,并考察了溶液pH 值对磷吸附的影响.结果表明,CRES 具有较好的孔隙结构,表面含有Ba、V、Si、Y、Ca、Fe、Yb 等金属和类金属元素化合物,溶液pH 值（2. 2～10. 0）对磷吸附无明显影响.Langmuir 模型能较好拟合等温吸附数据（R^2 =0. 932 5,n =5）,CRES 对磷酸根的最大吸附能力达152 mg·g^-1,高于普遍报道的除磷吸附剂的吸附能力.吸附动力学试验表明,吸附过程在4～6 min 就达到平衡,准二级动力学模型很好地描述了吸附过程,表明化学吸附起到主导作用;物理吸附过程主要存在于吸附的初始阶段,这与CRES 表面含有多种金属和类金属元素以及良好的孔隙系统有关. 展开更多

关键词 稀土矿渣 吸附 磷 资源化 低成本

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改性硅藻土负载纳米零价铁去除水中硝酸盐氮 被引量：19

13

作者 修瑞瑞 何世颖 +2 位作者 宋海亮 杨林章 张婉 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期3888-3894,共7页

以改性硅藻土为载体,采用硼氢化钠液相还原法制备了硅藻土负载的纳米铁(NZVI-CDt,nanoscale zero-valent iron supported on modified diatomite)复合材料。结果表明,所制得的纳米零价铁颗粒呈球形,粒径小于100 nm,均匀分散在改性硅藻... 以改性硅藻土为载体,采用硼氢化钠液相还原法制备了硅藻土负载的纳米铁(NZVI-CDt,nanoscale zero-valent iron supported on modified diatomite)复合材料。结果表明,所制得的纳米零价铁颗粒呈球形,粒径小于100 nm,均匀分散在改性硅藻土表面,部分纳米铁颗粒镶嵌在硅藻土孔隙内。NZVI-CDt能高效去除水体中NO^-_3-N,当pH=7,温度为25℃,NO^-_3-N初始浓度为20 mg·L^(-1),NZVI-CDt复合材料投加量为0.5141 g,反应60 min时,NZVI-CDt对NO^-_3-N的去除率达到90.1%。NZVI-CDt去除NO^-_3-N的反应符合准一级反应动力学方程,反应速率常数kobs随着NO^-_3-N初始浓度的增加而呈现下降的趋势。 展开更多

关键词 改性硅藻土 纳米材料 复合材料 硝酸盐氮 去除率 动力学

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TiO_2/生物炭复合材料处理低浓度氨氮废水 被引量：25

14

作者 张梦媚 何世颖 +2 位作者 唐婉莹 冯彦房 杨林章 《环境科学研究》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期1440-1447,共8页

为研究功能复合材料对低浓度氨氮[ρ(NH_4^+-N)≤50 mg/L]废水的处理效果,采用水热法制备TiO_2/生物炭复合材料,并在自制光催化反应装置中对低浓度氨氮废水进行处理,考察TiO_2负载量、温度、pH等因素对NH_4^+-N去除过程的影响以及催化... 为研究功能复合材料对低浓度氨氮[ρ(NH_4^+-N)≤50 mg/L]废水的处理效果,采用水热法制备TiO_2/生物炭复合材料,并在自制光催化反应装置中对低浓度氨氮废水进行处理,考察TiO_2负载量、温度、pH等因素对NH_4^+-N去除过程的影响以及催化的最终降解产物.结果表明,TiO_2/生物炭复合材料能有效催化去除废水中的NH_4^+-N,其优化处理条件:ρ(NH_4^+-N)为50 mg/L,TiO_2/生物炭复合材料投加量为1.5 g/L,254 nm紫外灯照射120 min,TiO_2负载量为20%,废水初始pH为11.0,曝气量为150 mL/min.在优化处理条件下,当温度为60℃时NH_4^+-N去除率可达100%,常温(30℃)下可达67%.反应最终产物中ρ(NO_2^--N)非常低,并且无NO3--N生成.研究显示,TiO_2/生物炭复合材料具有将NH_4^+-N转化为N2的良好光催化氧化选择性. 展开更多

关键词 TIO2 生物炭 低浓度氨氮废水

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Fe_3O_4/BC复合材料的制备及其吸附除磷性能 被引量：20

15

作者 胡小莲 杨林章 +2 位作者 何世颖 冯彦房 周玉玲 《环境科学研究》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期143-153,共11页

为解决磁性吸附剂Fe_3O_4不稳定、易在水中团聚以及吸附效率较低的问题,以BC(生物炭)为载体,采用化学共沉淀法制备了Fe_3O_4/BC(生物炭负载的纳米四氧化三铁)复合材料,并将其应用于水体中PO_4^(3-)-P的吸附去除;探究了Fe_3O_4/BC对水中P... 为解决磁性吸附剂Fe_3O_4不稳定、易在水中团聚以及吸附效率较低的问题,以BC(生物炭)为载体,采用化学共沉淀法制备了Fe_3O_4/BC(生物炭负载的纳米四氧化三铁)复合材料,并将其应用于水体中PO_4^(3-)-P的吸附去除;探究了Fe_3O_4/BC对水中PO_4^(3-)-P的吸附-解析性能,考察了纳米Fe_3O_4负载比例、吸附体系p H和初始ρ(PO_4^(3-)-P)等因素对Fe_3O_4/BC吸附PO_4^(3-)-P效率的影响,并考察了吸附机制.结果表明:所制备的Fe_3O_4纳米颗粒呈球形,均匀散布在生物炭表面;Fe_3O_4/BC复合材料能高效吸附水中的PO_4^(3-)-P,在p H=3、温度为25℃、ρ(PO_4^(3-)-P)为50 mg/L、Fe_3O_4/BC投加量为400 mg(二者质量比为1∶1),吸附3 h达到平衡后,Fe_3O_4/BC吸附PO_4^(3-)-P效率达到92.14%.Fe_3O_4/BC复合材料吸附PO_4^(3-)-P的机制包括配位体交换和静电吸引,吸附过程较好地符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附方程.Fe_3O_4/BC具有良好的解析性能,用c(Na OH)为2.0 mol/L的溶液对吸附PO_4^(3-)-P饱和后的Fe_3O_4/BC进行解析,解析效率达到80%.研究显示,Fe_3O_4/BC重复利用性好,在第4次利用后还能保持75%以上的吸附效率. 展开更多

关键词 生物炭 纳米Fe304 Fe304/BC P043--P 去除效率

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AgClZnOGO光催化降解甲基橙的性能研究 被引量：13

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作者 朱秋蓉 何世颖 +4 位作者 赵晓蕾 唐婉莹 宋小宝 薛利红 杨林章 《环境科学研究》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期969-977,共9页

为了提高ZnO对偶氮染料污染物的光催化降解效率,以AgCl和GO(氧化石墨烯)作为改性剂,通过水热法和化学沉积法制备了AgCl/ZnO/GO光催化材料,采用XRD、SEM、XPS、UV-Vis方法对材料的物相组成、微观形貌及光学特性进行表征;以MO(甲基橙)为... 为了提高ZnO对偶氮染料污染物的光催化降解效率,以AgCl和GO(氧化石墨烯)作为改性剂,通过水热法和化学沉积法制备了AgCl/ZnO/GO光催化材料,采用XRD、SEM、XPS、UV-Vis方法对材料的物相组成、微观形貌及光学特性进行表征;以MO(甲基橙)为目标污染物探究其在可见光下的催化降解性能,考察AgCl含量、催化剂投加量、pH对其可见光催化活性的影响.结果表明:①AgCl的沉积和GO的负载增强了ZnO对可见光的响应能力提高了光生电子-空穴产生、分离效率同时增加了材料的分散性及其对MO的吸附率,因此AgCl/ZnO/GO光催化材料对MO有良好的可见光催化降解效率.②AgCl/ZnO/GO对MO的催化降解效率随着AgCl含量的增加而增加,随着催化剂投加量的增加呈先增后降的趋势,溶液pH对其降解效果有一定影响,但不显著.③当AgCl/ZnO(二者物质的量的比)为2:1、AgCl/ZnO/GO投加量为70 mg、pH为7、室温下经过可见光照射50 min后,AgCl/ZnO/GO对质量浓度为10 mg/L的MO的降解率可达98.93%;此外,该催化剂重复使用4次对MO仍具有88%的去除率,显示出良好的稳定性.因此,AgCl/ZnO/GO是一种高效、稳定的可见光光催化剂在废水净化方面具有良好的应用前景. 展开更多

关键词 AgClZnOGO材料 甲基橙 光催化

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太湖典型地区雨养麦田的径流发生时间特征 被引量：6

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作者 严磊 薛利红 +4 位作者 侯朋福 徐德福 何世颖 俞映倞 杨林章 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期1043-1050,共8页

明确农田径流发生的时间特征对因时因地制定径流养分削减策略具有重要意义。本文基于太湖流域典型地区(苏州、无锡、溧阳、湖州)60 a历史降水时序变化和12 a正常气象年份田间径流实际发生的时间特征,分析了太湖流域雨养麦田的径流发生... 明确农田径流发生的时间特征对因时因地制定径流养分削减策略具有重要意义。本文基于太湖流域典型地区(苏州、无锡、溧阳、湖州)60 a历史降水时序变化和12 a正常气象年份田间径流实际发生的时间特征,分析了太湖流域雨养麦田的径流发生时间特征。结果表明,太湖地区年均降水量和小麦生长季均值降水量分别为1 164.8 mm(657.7~1 643.7 mm)和514.6 mm(207.3~742.8 mm)。除个别年份,年降水距平百分率基本在±25%左右变化(正常)。剔除偏涝年和偏旱年后的小麦生长季降水概率和日均降水量月度时序变化均表现为先下降后升高的趋势,12月降水概率和日均降水量均最低。从小麦生长季12 a径流发生时间统计结果来看,2月(19.05%)和3月(18.10%)径流发生次数占比较高,12月(16.19%)、4月(13.33%)和5月(15.24%)径流发生次数的占比相当。不同年份驱动径流发生的实际最小降水量为8.1~19.4 mm,径流发生概率与降水发生概率变化并不完全一致。结果表明,太湖地区雨养麦田驱动径流发生的最小降水量范围为8.1~19.4 mm,2月和3月是径流发生的高风险期,12月、4月和5月是次高风险期,径流发生概率与降水发生概率变化并不完全一致。 展开更多

关键词 太湖 雨养麦田 径流 时间特征 高风险期

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纳米TiO_2的制备及对低氨氮含量废水的去除效果研究 被引量：9

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作者 张梦媚 唐婉莹 +2 位作者 张婉 杨林章 何世颖 《水处理技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第7期65-69,共5页

采用水热法成功制备出了纳米TiO_2,并在自制光催化反应装置中进行了对低氨氮含量废水去除效果的研究。探究了体系中催化剂含量、温度、p H等因素对去除NH_3-N的影响,并考察了不同初始NH_3-N含量下的去除情况及最终产物。结果表明,初始... 采用水热法成功制备出了纳米TiO_2,并在自制光催化反应装置中进行了对低氨氮含量废水去除效果的研究。探究了体系中催化剂含量、温度、p H等因素对去除NH_3-N的影响,并考察了不同初始NH_3-N含量下的去除情况及最终产物。结果表明,初始质量浓度为50 mg/L的NH_3-N废水,在254 nm紫外灯的作用下,当催化剂用量为1.0g/L,废水初始pH=11.0,曝气量150 mL/min,温度为60℃,光照2 h,NH_3-N去除率可达90%以上,常温下可达45%以上。反应最终产物硝态氮和亚硝态氮的含量均较低,体现了该催化剂具有将NH_3-N转化为N2的良好光催化氧化选择性。此外,将该催化剂应用于生活污水的处理,发现对其中的NH_3-N和TN具有较好的去除效果。 展开更多

关键词 纳米TIO2 光催化 NH3-N

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基于磁性纳米颗粒分选的土壤活性纤维素降解微生物富集研究 被引量：4

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作者 荣楠 张建伟 +3 位作者 包远远 何世颖 冯有智 林先贵 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1457-1467,共11页

磁性纳米粒子介导分离(magnetic nanoparticle-mediated isolation,MMI)技术是从复杂微生物群落中鉴定分离具有特定代谢功能活性物种的有力工具。针对我国江西鹰潭水稻土三种不同施肥模式(不施肥CK、化肥NPK和有机肥OM),利用MMI技术定... 磁性纳米粒子介导分离(magnetic nanoparticle-mediated isolation,MMI)技术是从复杂微生物群落中鉴定分离具有特定代谢功能活性物种的有力工具。针对我国江西鹰潭水稻土三种不同施肥模式(不施肥CK、化肥NPK和有机肥OM),利用MMI技术定向富集活性纤维素降解细菌。结果表明,与不施肥相比,施肥可提高微生物数量和活性,增加拟杆菌门与厚壁菌门(特别是紫单胞菌科与类芽孢杆菌科)等活性纤维素降解细菌的占比,同时降低活性微生物种间依赖性,进而加速羧甲基纤维素钠的降解;此外,有机肥还增加了微生物生态网络中的潜在生态功能模块数量,因而效果好于化肥。以上结论与基于DNA稳定性同位素核酸探针(DNA-based stable isotope probing,DNA-SIP)技术的结论一致,进而证明了MMI技术用于鉴定分离活性纤维素降解菌的可行性,同时本结果也为农田秸秆的资源化管理提供理论依据和实际指导。 展开更多

关键词 土壤微生物 微域培养 高通量测序 分子生态网络 秸秆资源化

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添加秸秆碳源对沟渠水体中氮素去除及温室气体排放的影响 被引量：1

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作者 舒同 周贝贝 +5 位作者 段婧婧 马如龙 薛利祥 何世颖 薛利红 杨林章 《江苏农业学报》 CSCD 北大核心 2023年第1期81-87,共7页

为探究夏季添加纤维素类固体有机碳源(秸秆)对沟渠水体中氮素去除效果及温室气体排放的影响,在试验期内设定密集采样法代替常规采样法探究水体中氮质量浓度的变化,并通过静态箱-气相色谱法测定温室气体排放通量。结果表明,试验期间总氮(... 为探究夏季添加纤维素类固体有机碳源(秸秆)对沟渠水体中氮素去除效果及温室气体排放的影响,在试验期内设定密集采样法代替常规采样法探究水体中氮质量浓度的变化,并通过静态箱-气相色谱法测定温室气体排放通量。结果表明,试验期间总氮(TN)质量浓度下降了35.9%,硝态氮(NO_(3)^(-)-N)去除率高达97.6%;温室气体排放较为稳定,氧化亚氮(N_(2)O)排放通量呈现昼高夜低的趋势,甲烷(CH_(4))排放通量出现多个峰值。整体来看,添加秸秆增强了水体中氮素的去除效果,同时矫正系数分析结果表明,试验初期温室气体排放通量变化较大,而在后期较稳定。因此,建议试验前期密集采样,后期可常规采样,后期最佳采样时间为9:00-11:00。 展开更多

关键词 秸秆 碳源 农业面源污染 氮素 温室气体

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