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毫米级磁性复合黏土矿物修复材料的结构、性质及其对镉的吸附特征
1
作者
吴昕优
涂晨
+6 位作者
刘国明
杨帅
王译
王旭洋
骆润来
李忠元
骆永明
《生态环境学报》
北大核心
2025年第4期621-630,共10页
面对严峻的环境镉(Cd)污染问题,磁性吸附材料作为一种高效吸附Cd且环境友好的修复材料,受到广泛关注。前期以四氧化三铁(Fe_(3)O_(4))为磁性基体,通过与巯基改性黏土矿物凹凸棒复合,制备了毫米级磁性复合黏土矿物修复材料,并成功用于土...
面对严峻的环境镉(Cd)污染问题,磁性吸附材料作为一种高效吸附Cd且环境友好的修复材料,受到广泛关注。前期以四氧化三铁(Fe_(3)O_(4))为磁性基体,通过与巯基改性黏土矿物凹凸棒复合,制备了毫米级磁性复合黏土矿物修复材料,并成功用于土壤中Cd的吸附去除,实现了土壤减污修复。然而,目前对毫米级磁性复合黏土矿物修复材料的结构性质缺乏系统表征,其对Cd的吸附特征尚不明确,吸附机理亦缺少探讨。基于此,通过多种材料分析手段系统表征了毫米级磁性复合黏土矿物修复材料的微观特征、结构性质,结合吸附动力学与等温吸附模型探讨了其对Cd的吸附特征,探究了材料结构与功能的相互关系,分析了其对Cd的吸附机理。结果表明,毫米级磁性复合黏土矿物修复材料呈球形(直径为1.27 mm),表面褶皱多孔,具有尺寸适宜、富含官能团、结构稳定性强、可磁性回收的独特优势,对Cd的吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温模型,最大理论吸附量为46.14mg·g^(-1)。此外,毫米级磁性复合黏土矿物修复材料对Cd的吸附可能涉及多种作用机制,包括孔隙内扩、配位络合、离子交换、静电吸附作用等。该研究可为认识毫米级磁性复合黏土矿物修复材料的特征与减污净土作用提供科学依据。
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关键词
毫米级磁性吸附材料
黏土矿物
结构性质
吸附特征
镉
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职称材料
不同品种烟草对轻度污染耕地土壤中镉的累积特征与减量修复潜力
被引量:
5
2
作者
范婉仪
涂晨
+3 位作者
王顺扬
吴昕优
李烜桢
骆永明
《生态环境学报》
CSCD
北大核心
2023年第8期1516-1524,共9页
烟草(NicotianatabacumL.)具有生物量大、适应性强、栽培面积广、栽种技术成熟等特点,对镉污染土壤可能具有较大的植物修复潜力。为了比较轻度镉(Cd)污染土壤上不同品种烟草对镉的积累能力和减量修复潜力,以烟草品种云烟87和K326为研究...
烟草(NicotianatabacumL.)具有生物量大、适应性强、栽培面积广、栽种技术成熟等特点,对镉污染土壤可能具有较大的植物修复潜力。为了比较轻度镉(Cd)污染土壤上不同品种烟草对镉的积累能力和减量修复潜力,以烟草品种云烟87和K326为研究对象,采用盆栽试验比较了两种烟草在台州(铁聚水耕人为土,Cd0.83mg∙kg^(-1))和徐州(砂姜钙积潮湿变性土,Cd0.76mg∙kg^(-1))两种不同类型镉轻度污染土壤上的生长状况和镉累积特征,以及烟草收获后土壤中有效态Cd(CaCl_(2)和NH4OAc提取态)和总Cd的质量分数变化,评估了2种烟草对轻度Cd染土壤的减量修复潜力。结果表明,种植50 d后,同一品种在台州土壤中的株高、根和茎干质量显著高于徐州土壤,但同一土壤上生长的两种烟草之间在株高、地上部鲜质量和干质量等指标方面均无显著性差异。在2种土壤上,烟草K326的叶片中Cd质量分数(15.1-25.3 mg∙kg^(-1))均显著高于云烟87(11.7-20.7 mg∙kg^(-1)),但2种烟草的根和茎中的Cd质量分数无显著性差异。2种烟草的地上部生物富集系数和地下部向地上部转移系数均大于1;在徐州土壤上,云烟87和K326的地上部生物富集系数分别高达23.09和28.16,茎向叶转移系数则分别达到3.18和3.40。种植云烟87和K326可显著降低土壤中CaCl_(2)提取态和NH4OAc提取态Cd质量分数,从而显著降低土壤中有效态Cd和总Cd质量分数。烟草K326的Cd吸取总量(285.0-310.2µg∙pot^(-1))显著高于云烟87(254.8-261.2µg∙pot^(-1)),移除烟草植株后,云烟87和K326对土壤总Cd的去除率最高分别可达8.4%和9.4%。云烟87和K326可作为高积累性作物,对轻度污染耕地土壤具有较大的Cd减量修复潜力。
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关键词
镉
烟草
耕地土壤
植物吸取
富集与转移
减量修复
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职称材料
题名
毫米级磁性复合黏土矿物修复材料的结构、性质及其对镉的吸附特征
1
作者
吴昕优
涂晨
刘国明
杨帅
王译
王旭洋
骆润来
李忠元
骆永明
机构
土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所)
中国科学院大学
西北大学城市与环境学院
中国建筑第八工程局有限公司
中建八局环保科技有限公司
出处
《生态环境学报》
北大核心
2025年第4期621-630,共10页
基金
国家重点研发计划项目(2022YFD1700104)
国家自然科学基金项目(42207044)
+1 种基金
中国科学院南京土壤研究所自主部署项目(ISSAS2417,ISSASIP2204)
中国建筑生态环保工程研究中心(土壤修复技术与装备)、中国建筑第八工程局有限公司项目(CSCEC-PT-009)。
文摘
面对严峻的环境镉(Cd)污染问题,磁性吸附材料作为一种高效吸附Cd且环境友好的修复材料,受到广泛关注。前期以四氧化三铁(Fe_(3)O_(4))为磁性基体,通过与巯基改性黏土矿物凹凸棒复合,制备了毫米级磁性复合黏土矿物修复材料,并成功用于土壤中Cd的吸附去除,实现了土壤减污修复。然而,目前对毫米级磁性复合黏土矿物修复材料的结构性质缺乏系统表征,其对Cd的吸附特征尚不明确,吸附机理亦缺少探讨。基于此,通过多种材料分析手段系统表征了毫米级磁性复合黏土矿物修复材料的微观特征、结构性质,结合吸附动力学与等温吸附模型探讨了其对Cd的吸附特征,探究了材料结构与功能的相互关系,分析了其对Cd的吸附机理。结果表明,毫米级磁性复合黏土矿物修复材料呈球形(直径为1.27 mm),表面褶皱多孔,具有尺寸适宜、富含官能团、结构稳定性强、可磁性回收的独特优势,对Cd的吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温模型,最大理论吸附量为46.14mg·g^(-1)。此外,毫米级磁性复合黏土矿物修复材料对Cd的吸附可能涉及多种作用机制,包括孔隙内扩、配位络合、离子交换、静电吸附作用等。该研究可为认识毫米级磁性复合黏土矿物修复材料的特征与减污净土作用提供科学依据。
关键词
毫米级磁性吸附材料
黏土矿物
结构性质
吸附特征
镉
Keywords
millimeter-scale magnetic adsorbent materials
clay minerals
structural properties
adsorption characteristics
cadmium
分类号
X53 [环境科学与工程—环境工程]
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职称材料
题名
不同品种烟草对轻度污染耕地土壤中镉的累积特征与减量修复潜力
被引量:
5
2
作者
范婉仪
涂晨
王顺扬
吴昕优
李烜桢
骆永明
机构
中国科学院土壤环境与污染修复重点实验室(南京土壤研究所)
中国科学院大学
河南农业大学林学院
出处
《生态环境学报》
CSCD
北大核心
2023年第8期1516-1524,共9页
基金
国家重点研发计划项目课题(2022YFD1700104)
国家自然科学基金重大项目(41991330)。
文摘
烟草(NicotianatabacumL.)具有生物量大、适应性强、栽培面积广、栽种技术成熟等特点,对镉污染土壤可能具有较大的植物修复潜力。为了比较轻度镉(Cd)污染土壤上不同品种烟草对镉的积累能力和减量修复潜力,以烟草品种云烟87和K326为研究对象,采用盆栽试验比较了两种烟草在台州(铁聚水耕人为土,Cd0.83mg∙kg^(-1))和徐州(砂姜钙积潮湿变性土,Cd0.76mg∙kg^(-1))两种不同类型镉轻度污染土壤上的生长状况和镉累积特征,以及烟草收获后土壤中有效态Cd(CaCl_(2)和NH4OAc提取态)和总Cd的质量分数变化,评估了2种烟草对轻度Cd染土壤的减量修复潜力。结果表明,种植50 d后,同一品种在台州土壤中的株高、根和茎干质量显著高于徐州土壤,但同一土壤上生长的两种烟草之间在株高、地上部鲜质量和干质量等指标方面均无显著性差异。在2种土壤上,烟草K326的叶片中Cd质量分数(15.1-25.3 mg∙kg^(-1))均显著高于云烟87(11.7-20.7 mg∙kg^(-1)),但2种烟草的根和茎中的Cd质量分数无显著性差异。2种烟草的地上部生物富集系数和地下部向地上部转移系数均大于1;在徐州土壤上,云烟87和K326的地上部生物富集系数分别高达23.09和28.16,茎向叶转移系数则分别达到3.18和3.40。种植云烟87和K326可显著降低土壤中CaCl_(2)提取态和NH4OAc提取态Cd质量分数,从而显著降低土壤中有效态Cd和总Cd质量分数。烟草K326的Cd吸取总量(285.0-310.2µg∙pot^(-1))显著高于云烟87(254.8-261.2µg∙pot^(-1)),移除烟草植株后,云烟87和K326对土壤总Cd的去除率最高分别可达8.4%和9.4%。云烟87和K326可作为高积累性作物,对轻度污染耕地土壤具有较大的Cd减量修复潜力。
关键词
镉
烟草
耕地土壤
植物吸取
富集与转移
减量修复
Keywords
cadmium
tobacco
farmland soil
plant uptake
accumulation and transfer
reduction remediation
分类号
X53 [环境科学与工程—环境工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
毫米级磁性复合黏土矿物修复材料的结构、性质及其对镉的吸附特征
吴昕优
涂晨
刘国明
杨帅
王译
王旭洋
骆润来
李忠元
骆永明
《生态环境学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
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职称材料
2
不同品种烟草对轻度污染耕地土壤中镉的累积特征与减量修复潜力
范婉仪
涂晨
王顺扬
吴昕优
李烜桢
骆永明
《生态环境学报》
CSCD
北大核心
2023
5
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