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腐植酸负载纳米零价铁对镉污染农田水稻籽粒代谢的影响 被引量：1
1
作者 黄鹏 张静 +4 位作者 王鸿辉 井江心 曾燕琼 陈铮 刘洋之 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期732-740,共9页
为探究腐植酸负载纳米零价铁(nZVI@HA)对镉(Cd)污染修复过程中水稻籽粒营养物质合成过程的影响,本研究采用吸附络合-液相还原法制备了一种nZVI@HA材料,同时开展水稻盆栽实验,利用电感耦合等离子体质谱及超高效液相色谱质谱技术,比较研究... 为探究腐植酸负载纳米零价铁(nZVI@HA)对镉(Cd)污染修复过程中水稻籽粒营养物质合成过程的影响,本研究采用吸附络合-液相还原法制备了一种nZVI@HA材料,同时开展水稻盆栽实验,利用电感耦合等离子体质谱及超高效液相色谱质谱技术,比较研究了nZVI@HA、纳米零价铁(nZVI)、腐植酸(HA)及nZVI与HA联合处理对Cd污染修复过程中水稻产量、籽粒中Cd含量及籽粒代谢物质组成的影响。结果表明:3组含Fe^(0)处理均可提升水稻产量、降低水稻籽粒Cd的赋存水平。尤其是在nZVI@HA作用下,水稻产量显著提升至空白组的188%、籽粒Cd含量降至0.155 mg·kg^(-1),低于我国大米Cd限量标准(0.2 mg·kg^(-1),GB 2762—2022)。代谢组学分析显示,各含Fe^(0)处理均可显著促进水稻籽粒倍他林生物合成及精氨酸和脯氨酸代谢(P<0.05且VIP>1);同时Cd污染修复过程中,水稻籽粒还可通过丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢,核苷酸代谢,甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢,及甘油磷脂代谢特异性响应nZVI@HA处理。研究表明,nZVI@HA可特异性作用于水稻籽粒代谢过程,提升水稻抗性及产量。 展开更多
关键词 镉 腐植酸负载纳米零价铁 水稻 代谢组学 差异代谢物
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碳基材料负载纳米零价铁对铬废水的处理研究进展 被引量：1
2
作者 胡继娟 王小治 侯建华 《现代化工》 北大核心 2025年第2期63-67,共5页
以纳米零价铁(nZVI)负载到碳基材料孔道结构中或者表面上能有效防止nZVI易团聚、易氧化等缺点。重点分析了能够负载nZVI的碳基材料,介绍了制备碳基负载nZVI复合材料的方法,阐述了影响复合材料去除Cr(Ⅵ)的因素。结果表明,不同的碳基材... 以纳米零价铁(nZVI)负载到碳基材料孔道结构中或者表面上能有效防止nZVI易团聚、易氧化等缺点。重点分析了能够负载nZVI的碳基材料,介绍了制备碳基负载nZVI复合材料的方法,阐述了影响复合材料去除Cr(Ⅵ)的因素。结果表明,不同的碳基材料负载nZVI后都有利于提高nZVI的稳定性、分散性、反应活性;利用液相还原法和碳热法都能有效提高nZVI的分散性,但是碳热法成本低、nZVI同碳材料之间的结合更加牢固。碳基负载nZVI复合材料对Cr(Ⅵ)的去除能力受pH、温度、共存离子等因素的影响较大。 展开更多
关键词 环境工程学 纳米零价铁 碳基材料 制备方法 Cr(Ⅵ)
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生物炭负载纳米零价铁添加对人工湿地甲烷排放的影响
3
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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生物质炭负载硫化纳米零价铁活化过硫酸盐降解土壤中典型恶臭苯系物的规律与机制
4
作者 李炎璐 杨兴伦 +6 位作者 卞永荣 马智勇 谷成刚 宋洋 相雷雷 王芳 蒋新 《土壤学报》 北大核心 2025年第1期127-140,共14页
纳米零价铁(nZVI)以及硫化纳米零价铁(S-nZVI)活化过硫酸盐(PS)降解土壤中的有机污染物是目前场地原位氧化修复技术的研究热点之一。苯系物(BTEX)是石化污染场地中典型的恶臭污染物,实现BTEX的高效去除并探究其降解机理具有重要的环境... 纳米零价铁(nZVI)以及硫化纳米零价铁(S-nZVI)活化过硫酸盐(PS)降解土壤中的有机污染物是目前场地原位氧化修复技术的研究热点之一。苯系物(BTEX)是石化污染场地中典型的恶臭污染物,实现BTEX的高效去除并探究其降解机理具有重要的环境意义。本研究建立了以生物质炭负载硫化纳米零价铁(S-nZVI@BC)为活化剂的过硫酸盐氧化体系,探究不同条件下BTEX的降解效果,并与其他材料催化PS降解体系的效果进行了比较。同时,基于化学探针实验、电子顺磁共振实验(EPR)及吹扫捕集–气质联用法(PT-GC-MS)测定的转化产物推测BTEX可能的降解途径。结果表明,S-nZVI@BC/PS体系在pH=3、S/Fe=1/4、Fe/C=1/2、材料投加量为0.01 g·g^(–1)、PS浓度为30 mmol·L^(-1)时对土壤中BTEX均有着95%以上的降解效果;S-nZVI@BC/PS体系下苯、甲苯、乙苯、邻二甲苯的降解率在2 h内分别可达到96.7%、98.5%、96.9%、98.4%;S-nZVI@BC催化体系在所研究的五种不同催化剂体系表现最佳,即催化效果表现为:PS<nZVI/PS<nZVI@BC/PS<S-nZVI/PS<S-nZVI@BC/PS;S-nZVI@BC/PS体系在pH 2~9的较宽范围内均保持良好的降解效果;体系中存在SO_(4)^(·–)、HO^(˙)及O_(2)^(·–)三种活性自由基,且SO_(4)^(·-)为反应过程中的主要活性物质;根据主要自由基及中间产物推测BTEX可能存在自由基加成及自由基抽氢两条降解途径。硫改性及生物质炭的负载有效提高了nZVI催化性能的稳定性,且S-nZVI@BC/PS可高效降解BTEX,该研究可为土壤中恶臭污染物高效降解技术的建立提供理论支撑。 展开更多
关键词 苯系物 过硫酸盐 硫化纳米零价铁 生物质炭 自由基 降解机理
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多孔炭负载高分散纳米零价铁去除水中Cr(Ⅵ)
5
作者 吴涵 李士凤 +1 位作者 王海博 姚淑华 《化工环保》 北大核心 2025年第4期517-523,共7页
采用热解法制备了多孔炭负载高分散纳米零价铁(PCM-nZVI),并将其用于水溶液中Cr(Ⅵ)的吸附去除。表征结果显示:PCM-nZVI呈球状,为空心结构,含有大量孔腔,nZVI分散分布在多孔炭的表面或孔道内,比表面积为222.80 m^(2)/g。Cr(Ⅵ)去除率随P... 采用热解法制备了多孔炭负载高分散纳米零价铁(PCM-nZVI),并将其用于水溶液中Cr(Ⅵ)的吸附去除。表征结果显示:PCM-nZVI呈球状,为空心结构,含有大量孔腔,nZVI分散分布在多孔炭的表面或孔道内,比表面积为222.80 m^(2)/g。Cr(Ⅵ)去除率随PCM-nZVI加入量的增大而升高,随pH(2.0~9.0)的升高而降低;在初始pH 4.0、重铬酸钾质量浓度10 mg/L、PCM-nZVI加入量1.0 g/L的条件下,吸附400 min后,Cr(Ⅵ)去除率接近100%。5次循环实验后,PCM-nZVI对Cr(Ⅵ)的去除率降至74.4%。PCM-nZVI对Cr(Ⅵ)的吸附过程符合准二级动力学方程和Langmuir模型,属于单分子层吸附;25℃时,PCM-n ZVI对Cr(Ⅵ)的饱和吸附量为87.32 mg/g;吸附过程为自发吸热过程。酸性条件下,PCM-nZVI中的nZVI能将Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ)。 展开更多
关键词 纳米零价铁 多孔炭 Cr(Ⅵ) 还原 吸附
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腐植酸包覆纳米零价铁去除水中环丙沙星性能及影响因素
6
作者 井江心 刘洋之 +1 位作者 黄鹏 马军伟 《水处理技术》 北大核心 2025年第2期44-49,54,共7页
通过液相还原法制备了腐植酸包覆纳米零价铁(nZVI-HA)材料,并以典型抗生素-环丙沙星(CIP)为目标污染物,探究了nZVI-HA对水中CIP的去除性能及影响因素(pH、初始浓度和Cu^(2+))。结果表明,nZVI-HA(粒径为78.4±28.2 nm)表面粗糙并附... 通过液相还原法制备了腐植酸包覆纳米零价铁(nZVI-HA)材料,并以典型抗生素-环丙沙星(CIP)为目标污染物,探究了nZVI-HA对水中CIP的去除性能及影响因素(pH、初始浓度和Cu^(2+))。结果表明,nZVI-HA(粒径为78.4±28.2 nm)表面粗糙并附着有细小颗粒,其中铁主要以Fe^(0)的形态存在。nZVI-HA可有效去除水中CIP,并实现CIP的还原脱氟。动力学过程显示nZVI-HA对CIP的去除存在快速和慢速两个阶段。在pH=5.0时nZVI-HA对CIP的去除性能和脱氟效率优于pH=7.0和pH=9.0的条件。同时,增加反应初始CIP浓度,有利于提高nZVI-HA对CIP的单位去除量。结合氟离子生产率和总有机碳去除率,推测nZVI-HA对水中CIP的去除包括降解和吸附过程。最后,水中Cu^(2+)可在nZVI-HA表面吸附-还原为Cu^(0),组成Cu-Fe双金属原电池,加速CIP的去除与脱氟。 展开更多
关键词 纳米零价铁 腐植酸 改性 环丙沙星 去除
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负载型纳米零价铁处理水中新污染物的应用研究进展
7
作者 刘洋 余薇薇 +3 位作者 陈士凌 李家杰 韩易 蒋琴 《化工新型材料》 北大核心 2025年第9期248-255,共8页
随着工农业和医药等行业的快速发展,大量新污染物在水环境中被检出,其较强的环境持久性和生物毒性给水处理和水生态保护领域带来了重大挑战。纳米零价铁(nZVI)作为一种高效的水体污染物修复剂,常被用于去除水环境中的新污染物。然而,在... 随着工农业和医药等行业的快速发展,大量新污染物在水环境中被检出,其较强的环境持久性和生物毒性给水处理和水生态保护领域带来了重大挑战。纳米零价铁(nZVI)作为一种高效的水体污染物修复剂,常被用于去除水环境中的新污染物。然而,在水中易团聚失活、迁移性差等问题会导致其性能下降。近年来,研究者通过使用载体材料负载nZVI提高其稳定性,降低纳米颗粒的团聚效应,增加活性位点,增强其在水环境修复场景中的应用潜力。梳理了负载型nZVI的合成方法,厘清了不同负载材料的特性,通过综述复合材料对水中新污染物的应用研究现状,展望未来应用前景及可能面临的新问题,以期为负载型nZVI的高效制备及其在新污染物治理领域的广泛应用提供参考。 展开更多
关键词 纳米零价铁 复合材料 新污染物 水治理
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海泡石改性纳米零价铁对Cd的吸附效果及其机制 被引量：1
8
作者 梅哈古丽·艾尼瓦尔 张拓 +4 位作者 殷宪强 张楠 彭礼枚 李洪斌 曾希柏 《环境化学》 北大核心 2025年第1期322-333,共12页
为明确海泡石改性纳米零价铁(S-nZVI)对Cd在水体和土壤中的吸附效果及其作用机制,本研究采用批量吸附和土培试验,结合现代光谱表征分析等方法,探究了S-nZVI对Cd的吸附及影响因素,并深入分析了S-nZVI对镉吸附的吸附作用机制.结果表明,负... 为明确海泡石改性纳米零价铁(S-nZVI)对Cd在水体和土壤中的吸附效果及其作用机制,本研究采用批量吸附和土培试验,结合现代光谱表征分析等方法,探究了S-nZVI对Cd的吸附及影响因素,并深入分析了S-nZVI对镉吸附的吸附作用机制.结果表明,负载nZVI提高了海泡石对Cd的吸附能力,S-nZVI对Cd的饱和吸附量达到11.37 mg·g^(−1);S-nZVI对Cd的等温吸附更符合Freundlich模型,该过程属于多层吸附;S-nZVI对Cd(Ⅱ)的吸附量随pH的增加而显著增加,磷酸根和硝酸根离子的存在能促进S-nZVI对Cd的吸附.不同S-nZVI的添加剂量均能显著降低土壤有效镉的含量,其中5%W/W的添加量表现效果最好.综合批量吸附实验和光谱分析(XPS和XRD)的结果发现S-nZVI对Cd的吸附作用机制主要包括离子交换、静电吸附、沉淀和络合作用.本研究的结果证明了S-nZVI可以作为一种对镉具有良好吸附作用的材料,并且在镉中轻度污染水体和土壤修复中具有较广泛的应用前景. 展开更多
关键词 海泡石 纳米零价铁 镉 吸附机制
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活性炭负载纳米零价铁/银复合材料对水中铅的吸附性能研究 被引量：2
9
作者 李文斌 陈志莉 +1 位作者 周自坚 姚航 《水处理技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期58-62,74,共6页
通过液相还原法,将纳米零价铁(nZVI)和纳米银(nAg)负载到活性炭(AC)上,制备出一种新型复合材料(nAg/nZVI/AC),用于处理含铅废水。结果表明,在pH=7条件下,nAg/nZVI/AC对Pb(Ⅱ)的去除率达到99.7%,比原AC提高了74.28%。同时,银的加入提高了... 通过液相还原法,将纳米零价铁(nZVI)和纳米银(nAg)负载到活性炭(AC)上,制备出一种新型复合材料(nAg/nZVI/AC),用于处理含铅废水。结果表明,在pH=7条件下,nAg/nZVI/AC对Pb(Ⅱ)的去除率达到99.7%,比原AC提高了74.28%。同时,银的加入提高了nZVI的反应活性,使吸附更快达到平衡。吸附过程与Langmuir模型(R2为0.972)和准二级动力学模型(R2为0.9219)更吻合。结合热力学分析结果,Pb(Ⅱ)的去除是一个以化学吸附为主的自发过程。 展开更多
关键词 铅污染 纳米零价铁/纳米银 活性炭 吸附
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纳米零价铁对典型染料的降解特性及其机制
10
作者 王龙健 曹先仲 +4 位作者 殷英 沈一峰 周青 曾翼 余鹏浩 《印染》 北大核心 2025年第5期1-6,共6页
探讨了纳米零价铁(nZVI)对典型活性偶氮染料(活性红84)和蒽醌染料(活性蓝19)的降解性能及机理;通过降解动力学分析、UV-vis光谱和FT-IR光谱等,考察nZVI投加量、初始染料质量浓度、染液pH和反应温度等因素对降解率的影响,探讨了nZVI对染... 探讨了纳米零价铁(nZVI)对典型活性偶氮染料(活性红84)和蒽醌染料(活性蓝19)的降解性能及机理;通过降解动力学分析、UV-vis光谱和FT-IR光谱等,考察nZVI投加量、初始染料质量浓度、染液pH和反应温度等因素对降解率的影响,探讨了nZVI对染料的降解机制。研究结果表明:nZVI对活性红84和活性蓝19的降解主要是通过破坏染料分子结构中的偶氮和蒽醌基团,两种染料的降解率最高可达97%以上,并且较高的温度与较低的pH条件有利于降解反应的进行;动力学分析表明两种染料的降解过程均符合伪一级和伪二级动力学模型,其降解过程是氧化还原与吸附共存且以化学降解为主导的过程。 展开更多
关键词 纳米零价铁 偶氮染料 蒽醌染料 降解 动力学
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纳米零价铁强化李氏禾修复铜污染土壤的效应研究
11
作者 董梓涵 张学洪 +5 位作者 丁娜 舒毅 赖才星 王桉祺 刘杰 俞果 《农业环境科学学报》 北大核心 2025年第8期2158-2168,共11页
为探讨纳米零价铁(nZVI)对铜(Cu)污染土壤中李氏禾(Leersia hexandra Swartz)Cu积累能力、生长指标和抗氧化酶活性的影响,采用盆栽实验,以正交方式研究不同施用量nZVI(0、100、500、1000 mg·kg^(-1))对两种不同含量Cu污染土壤(100 ... 为探讨纳米零价铁(nZVI)对铜(Cu)污染土壤中李氏禾(Leersia hexandra Swartz)Cu积累能力、生长指标和抗氧化酶活性的影响,采用盆栽实验,以正交方式研究不同施用量nZVI(0、100、500、1000 mg·kg^(-1))对两种不同含量Cu污染土壤(100 mg·kg^(-1)和500 mg·kg^(-1))中李氏禾的影响。结果表明,随着nZVI施用量的增加,两种Cu污染含量下李氏禾的Cu积累量、富集系数(BCF)、转移系数(TF)、生物量、光合色素含量以及抗氧化系统水平等指标均呈现先升高后降低的变化规律。这主要是因为nZVI含量过高会引发氧化胁迫,抑制植物的抗氧化防御机制,但是适量地施用nZVI可以提升李氏禾的Cu富集能力。在轻微污染(100 mg·kg^(-1)Cu)土壤中施用500 mg·kg^(-1)nZVI使李氏禾的生物量提高46%,地上部Cu积累量提高115%,BCF和TF分别提高37%和30%,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性分别提高18%和10%;在重度污染(500 mg·kg^(-1)Cu)土壤中施用100 mg·kg^(-1)nZVI使李氏禾生物量提高32%,地上部Cu积累量提高61%,BCF和TF分别提高25%和5%,SOD和POD活性分别提高31%和17%(P<0.05)。研究表明,施用适量nZVI可以提高李氏禾的生物量和叶绿素含量,并通过提高李氏禾的抗氧化酶活性,增强其对Cu的耐受和吸收能力。 展开更多
关键词 植物修复 纳米零价铁 李氏禾 铜污染 抗氧化酶
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纳米零价铁对好氧颗粒污泥储存及恢复的影响
12
作者 曾凌聪 罗怡 +3 位作者 李少清 程媛媛 康建林 龙焙 《精细化工》 北大核心 2025年第7期1617-1624,共8页
以52.0 L的序批式反应器中的泥水混合物(固体质量浓度7.5 g/L)为好氧颗粒污泥(AGS),在1 L AGS中加入纳米零价铁(n ZVI)构建储存体系(S1、S2、S3分别代表n ZVI加入量0、1、10 g),通过60 d储存实验、6 d恢复实验和有机碳源(COD)批次实验,... 以52.0 L的序批式反应器中的泥水混合物(固体质量浓度7.5 g/L)为好氧颗粒污泥(AGS),在1 L AGS中加入纳米零价铁(n ZVI)构建储存体系(S1、S2、S3分别代表n ZVI加入量0、1、10 g),通过60 d储存实验、6 d恢复实验和有机碳源(COD)批次实验,考察了n ZVI加入量对AGS储存和恢复过程中理化性质、脱氮性能的影响。结果表明,n ZVI的加入对储存前后AGS的颗粒形状影响不大,但储存后,AGS颗粒颜色会不同程度变黑,胞外聚合物含量、氨氮氧化速率及硝态氮反硝化速率均明显减小;恢复期结束后,大部分AGS颗粒恢复成黄色,S2和S3的比耗氧速率及胞外聚合物含量明显降低,n ZVI的加入对颗粒的沉降性无明显影响,但能够明显抑制AGS的生物活性,且抑制效果与n ZVI的加入量呈正相关。S1的脱氮性能恢复至最佳,氨态氮和总无机氮去除率分别在第1个和第3个周期达到95.1%和84.8%;S2分别在第4个和第5个周期达到93.0%和81.3%;S3在第8个周期分别达到90.0%和85.0%;S2的硝化反应与S1差异不显著,但S2的亚硝态氮反硝化速率增加,硝态氮反硝化速率降低。COD和n ZVI为亚硝态氮反硝化过程提供了电子,提高了亚硝态氮反硝化速率,但降低了硝态氮反硝化速率。 展开更多
关键词 好氧颗粒污泥 纳米零价铁 脱氮 储存 恢复 水处理技术
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纳米零价铁对赤子爱胜蚓的毒性效应研究
13
作者 罗庆睿 赵奕乔 +2 位作者 蔡粤 段昌群 刘嫦娥 《生态毒理学报》 北大核心 2025年第1期397-408,共12页
纳米零价铁(nanoscale zero-valent iron,nZVI)在处理污染物方面显示出巨大潜力而得到了广泛研究。目前只有少数研究调查了nZVI的潜在生态毒性。本研究通过室内控制实验,设置对照(0 g·kg^(-1))、低(2.5 g·kg^(-1))、中(5.0 g&... 纳米零价铁(nanoscale zero-valent iron,nZVI)在处理污染物方面显示出巨大潜力而得到了广泛研究。目前只有少数研究调查了nZVI的潜在生态毒性。本研究通过室内控制实验,设置对照(0 g·kg^(-1))、低(2.5 g·kg^(-1))、中(5.0 g·kg^(-1))、高(10.0 g·kg^(-1))4个nZVI浓度梯度对赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)进行为期28 d的暴露实验,运用整合生物标志物响应(integrated biomarker responses,IBR)指数评价28 d内蚯蚓生物标志物变化,结合Eisenia fetida体内铁的生物富集量,阐明nZVI对蚯蚓的生理生化毒性效应。研究表明:nZVI处理浓度及暴露时间对蚯蚓存活率、生物量损失及其8个生理生化指标具有不同程度的显著影响。随着暴露时间的延长,Eisenia fetida的存活率、生物量及各项酶活性逐渐降低,同时其存活率及生物量也随着nZVI浓度的增加而降低。总的来说,nZVI胁迫会使Eisenia fetida体内活性氧(reactive oxygen species,ROS)过度积累,使其产生氧化应激并造成DNA及细胞损伤,同时其体内的乙酰胆碱酯酶(acetylcholinesterase,AchE)及抗氧化酶系统会迅速做出反应抵御外来胁迫;Eisenia fetida分泌大量金属硫蛋白(metallothionein,MT)与铁形成稳定的复合物来降低其细胞毒性。通过IBR指数的计算发现:暴露初期Eisenia fetida受到nZVI带来的氧化胁迫导致ROS含量大量积累,故在暴露第7天时ROS的IBR指数偏差最大;暴露第14天时抗氧化防御系统正作出反应抵御外来胁迫,此时过氧化氢酶(catalase,CAT)的IBR指数偏差最大;在暴露第28天时,8-羟基脱氧鸟苷(8-hydroxy-2’-deoxyguanosine,8-OHdG)的IBR指数偏差最大,此时蚯蚓受到的脱氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid,DNA)氧化损伤最为严重。本研究为nZVI的环境风险评估提供参考和技术支持。 展开更多
关键词 纳米零价铁 赤子爱胜蚓 氧化损伤 生物标志物 生物富集 综合毒性指数
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硫化纳米零价铁复合材料对Cu(Ⅱ)去除性能的研究
14
作者 丁亚荣 李灿华 +5 位作者 章蓝月 李家茂 何川 李明晖 朱伟长 韦书贤 《材料导报》 北大核心 2025年第2期35-42,共8页
硫化纳米零价铁(S-nZVI)及其复合材料以去除重金属的优异性能而著称,但较高的制备成本极大限制了S-nZVI的发展及应用。本工作以Na_(2)S_(2)O_(4)为单一还原剂,通过流变相反应制备S-nZVI@Ma纳米复合材料,采用SEM、TEM、EDS、XPS、XRD、F... 硫化纳米零价铁(S-nZVI)及其复合材料以去除重金属的优异性能而著称,但较高的制备成本极大限制了S-nZVI的发展及应用。本工作以Na_(2)S_(2)O_(4)为单一还原剂,通过流变相反应制备S-nZVI@Ma纳米复合材料,采用SEM、TEM、EDS、XPS、XRD、FTIR、VSM等手段对S-nZVI@Ma进行了表征,研究了S-nZVI@Ma对模拟废水中Cu(Ⅱ)的去除效果。结果表明,S-nZVI@Ma能够高效地去除模拟废液中99%以上的Cu(Ⅱ),并可利用外置磁铁将其从模拟废液中分离出来。经过五次重复利用后,S-nZVI@Ma对Cu(Ⅱ)的去除率仍保持在75%以上,表明该材料具有良好的磁回收利用性能。Cu(Ⅱ)的去除过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型,最大容量(qmax)为71.43 mg·g^(-1),热力学研究表明了去除过程的自发性和吸热性。利用FESEM-EDS、XRD、XPS、FTIR等手段对反应物进行表征,从电子转移的角度讨论了反应机理。以上研究可为S-nZVI的实际应用提供参考。 展开更多
关键词 硫化纳米零价铁 连二亚硫酸钠 含铜废水 吸附
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腐殖酸可提高羧甲基纤维素钠改性的零价纳米铁在氧化铁包覆石英砂中的迁移
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作者 王妍 刘宇轩 +1 位作者 谷成阳 杨新瑶 《环境化学》 北大核心 2025年第3期1038-1045,共8页
零价纳米铁(NZVI)作为在污染场地修复中广泛使用的纳米修复剂,其迁移能力低是制约修复效率的瓶颈.本文利用羧甲基纤维素钠(CMC-Na)对NZVI进行改性得到CNZVI.基于柱实验,研究了在纯石英砂(PS)和氧化铁包覆石英砂(IOPS)介质中,腐殖酸(HA)... 零价纳米铁(NZVI)作为在污染场地修复中广泛使用的纳米修复剂,其迁移能力低是制约修复效率的瓶颈.本文利用羧甲基纤维素钠(CMC-Na)对NZVI进行改性得到CNZVI.基于柱实验,研究了在纯石英砂(PS)和氧化铁包覆石英砂(IOPS)介质中,腐殖酸(HA)与CNZVI共注射对于提高CNZVI迁移能力的效果.研究结果表明,氧化铁涂层通过改变砂粒表面电性增加CNZVI在砂粒表面的沉积位点,抑制其迁移.HA与CNZVI共注射之后,与其竞争在氧化铁砂表面的沉积位点,并且通过静电斥力和空间位阻抑制CNZVI在砂粒表面沉积,从而能有效提高CNZVI的迁移能力.HA浓度在0 mg·L^(-1)到60 mg·L^(-1)范围内,CNZVI迁移能力随着HA浓度的提高而显著提高.反之,在纯石英砂介质中,HA对于CNZVI的迁移未产生显著影响,可能是因为纯石英砂与HA之间的负电排斥阻止了HA的竞争性沉降和对石英砂表面沉积点位的占据.本研究结果表明,HA对于CNZVI迁移的提升效果受多孔介质表面物理化学性质的影响,在富含氧化铁的含水层中能更好地促进CNZVI的迁移. 展开更多
关键词 零价纳米铁(NZVI) 氧化铁砂 腐殖酸 迁移.
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纳米零价铁协同过碳酸盐强化剩余污泥厌氧发酵性能研究
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作者 金宝丹 贾宇升 +5 位作者 邓伟玲 古家宇 王家城 刘叶 王保贵 吉建涛 《工程科学与技术》 北大核心 2025年第4期218-228,共11页
剩余污泥是城市污水处理厂副产物,严重影响污水处理厂运行及环境安全。污泥厌氧发酵是最常见的剩余污泥处理处置技术,能够实现剩余污泥减量及资源化目的。本研究以城市污水处理厂剩余污泥为对象,考察纳米零价铁(nZVI)协同过碳酸盐(SPC)... 剩余污泥是城市污水处理厂副产物,严重影响污水处理厂运行及环境安全。污泥厌氧发酵是最常见的剩余污泥处理处置技术,能够实现剩余污泥减量及资源化目的。本研究以城市污水处理厂剩余污泥为对象,考察纳米零价铁(nZVI)协同过碳酸盐(SPC)强化污泥厌氧发酵性能的可行性,并揭示其发酵机理,探究其最佳发酵条件。nZVI水解产物Fe^(2+)和Fe^(3+)可与SPC水解产物H_(2)O_(2)协同形成Fenton体系或类Fenton体系。此外,Fe^(2+)和Fe^(3+)作为催化剂,能够有效促进H_(2)O_(2)的分解,产生大量羟基自由基(HO·),氧化降解有机物,进而提高污泥发酵性能。研究结果表明:1)n ZVI协同SPC对污泥厌氧发酵系统水解酸化性能有显著影响,蛋白质随着nZVI投加量先增加后降低,多糖随着nZVI投加量增加而增大;2)挥发性短链脂肪酸(SCFAs)随着nZVI投加量先增加后降低,其中F3发酵系统(0.2 g SPC/g SS+30 mg nZVI/g SS(SS为混合液悬浮固体))中SCFAs最大为1 214.24 mg COD/L(COD为化学需氧量),且乙酸含量占比最高达到61.49%;3)与其他3个发酵系统相比,F3发酵系统中较低的PO_(4)^(3-)-P浓度表现出除磷的优越性;4)nZVI对协同发酵系统中生物酶具有较大的影响。蛋白酶活性随着nZVI的增加而降低,F1发酵系统(0.2 g SPC/g SS+10 mg nZVI/g SS)中蛋白酶活性最大,而α-葡萄糖苷酶、乙酸激酶、丁酸激酶、脱氢酶和超氧化物酶活性均随着n ZVI的增加而增大;5)nZVI协同SPC系统促进Proteiniclasticum、Christensenellaceae_R-7、Petrimonas、Macellibacteroides等功能微生物富集,保证发酵系统较高的水解酸化性能,实现SCFAs的高效积累,为污泥处理处置提供了新思路和理论基础。 展开更多
关键词 剩余污泥 厌氧发酵 纳米零价铁(nZVI) 过碳酸钠(SPC) 生物酶 功能菌群
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生物炭负载纳米零价铁对地下水中六价铬的修复效果和影响因素研究 被引量：5
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作者 乔华艺 赵勇胜 胡晶 《水文地质工程地质》 CSCD 北大核心 2024年第1期190-200,共11页
纳米零价铁(nZVI)存在易团聚、钝化和迁移性差等问题,影响对六价铬[Cr(Ⅵ)]污染地下水的原位修复效果。为了开发一种低成本、绿色的nZVI改性材料,以球磨生物炭(BC)为载体负载nZVI,构建了nZVI@BC反应体系,再利用羧甲基纤维素(CMC)稳定nZV... 纳米零价铁(nZVI)存在易团聚、钝化和迁移性差等问题,影响对六价铬[Cr(Ⅵ)]污染地下水的原位修复效果。为了开发一种低成本、绿色的nZVI改性材料,以球磨生物炭(BC)为载体负载nZVI,构建了nZVI@BC反应体系,再利用羧甲基纤维素(CMC)稳定nZVI@BC,合成了一种新型高效、抗钝化纳米级别的修复材料CMC-nZVI@BC。对改性前后的nZVI进行表征分析,探究了材料添加量、Cr(Ⅵ)初始质量浓度、初始pH值、温度及地下水化学组分对CMC-nZVI@BC去除Cr(Ⅵ)的影响,并阐明去除Cr(Ⅵ)的机理。得出如下结论:(1)铁碳质量比为2∶1时的nZVI@BC对Cr(Ⅵ)的去除效果最好,3 h内0.6 g/L CMC-nZVI@BC对50 mg/L Cr(Ⅵ)的去除率达99.9%,表现出较高的去除Cr(Ⅵ)的速率和能力;(2)去除Cr(Ⅵ)的主要机制是通过还原和沉淀反应;(3)在pH值2~10范围内,pH值对去除Cr(Ⅵ)有显著影响,温度影响较小;(4)SO_(2-)_(4)的存在促进了Cr(Ⅵ)的去除,而HCO^(-)_(3)、 NO^(-)_(3)、Ca^(2+)、Mg^(2+)和腐殖酸对Cr(Ⅵ)的去除均有不同程度的抑制作用。这些结果表明,CMC-nZVI@BC可以作为有效去除Cr(Ⅵ)的原位修复药剂,为nZVI在地下水原位修复的应用提供了依据。 展开更多
关键词 地下水修复 纳米零价铁 生物炭 羧甲基纤维素 六价铬
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碳球负载纳米零价铁活化过硫酸盐降解水中恩诺沙星的性能研究 被引量：2
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作者 赵乐依 朱雪强 +1 位作者 刘健 路平 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期757-770,共14页
恩诺沙星(ENR)属于氟喹诺酮类抗生素,具有稳定性强、难分解、易富集等特性,常用于水产养殖、畜禽养殖等,其在环境中总体浓度较低,但长期低剂量暴露可能对人体健康和生态环境带来极大风险。采用碳球(CS)负载纳米零价铁(nZVI)活化过硫酸盐... 恩诺沙星(ENR)属于氟喹诺酮类抗生素,具有稳定性强、难分解、易富集等特性,常用于水产养殖、畜禽养殖等,其在环境中总体浓度较低,但长期低剂量暴露可能对人体健康和生态环境带来极大风险。采用碳球(CS)负载纳米零价铁(nZVI)活化过硫酸盐(PS)去除水体中的ENR。应用两步碳热还原法制备了碳球负载纳米零价铁(Fe@C),采用单因素实验研究了Fe@C投加量、PS浓度、ENR初始浓度和pH值对ENR降解的影响及降解动力学,通过自由基及降解产物分析推测了Fe@C活化PS降解ENR的反应机制与降解路径。结果表明,ENR的降解符合准一级动力学,在温度为25℃、Fe@C投加量为0.3 g∙L^(-1)、PS浓度为1 mmol∙L^(-1)、ENR初始质量浓度为10 mg∙L^(-1)、pH值为3的条件下,ENR降解率最高达98.6%。ENR降解率随着腐植酸(HA)、氨氮(NH3-N)、碳酸氢根离子(HCO3-)浓度的升高而降低。氯离子(Cl-)在低浓度时对ENR的降解有微弱的促进作用,高浓度时有抑制作用。自由基淬灭实验表明SO4-∙是ENR降解的主要自由基。根据ENR的降解产物,推测哌嗪环的裂解、喹诺酮环的分解及脱氟为ENR主要降解途径。碳球负载纳米零价铁活化PS高级氧化工艺可作为一种高效去除水中ENR的工艺。 展开更多
关键词 恩诺沙星 碳球负载纳米零价铁 过硫酸盐 降解途径 活化 降解动力学
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木材气凝胶负载纳米零价铁的绿色合成及应用研究 被引量：1
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作者 杨昆 齐华春 +2 位作者 王岩 李冰 庞久寅 《林产工业》 北大核心 2024年第9期20-24,31,共6页
植物提取物还原制备绿色纳米零价铁因环境友好、反应条件温和、形貌可控等优势成为当前的研究热点。以生物质资源木材气凝胶为载体,以落叶松单宁为多功能反应平台,成功制备了一种可高效去除亚甲基蓝的木材气凝胶负载纳米零价铁复合材料... 植物提取物还原制备绿色纳米零价铁因环境友好、反应条件温和、形貌可控等优势成为当前的研究热点。以生物质资源木材气凝胶为载体,以落叶松单宁为多功能反应平台,成功制备了一种可高效去除亚甲基蓝的木材气凝胶负载纳米零价铁复合材料,并探究了铁盐种类、pH值等对亚甲基蓝去除效果的影响。采用扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)对木材气凝胶负载纳米零价铁复合材料进行了表征。结果表明:该复合材料在4次重复使用后对亚甲基蓝仍具有85%以上的去除率,且该方法在多种农林废弃物基材上都具有适用性,是一种绿色、环保、高效的通用型方法。 展开更多
关键词 木材气凝胶 落叶松单宁 纳米零价铁 亚甲基蓝 绿色合成
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生物炭负载纳米零价铁催化降解亚甲基蓝性能研究及机理分析 被引量：3
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作者 闫敏琪 韩玉 +1 位作者 杨淳轲 史惠祥 《浙江大学学报（理学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期355-369,共15页
为提升纳米零价铁在类芬顿反应体系中的催化能力,减少团聚现象,采用液相还原法制备了生物炭负载纳米零价铁材料(nZVI@BC)。通过表征、亚甲基蓝降解实验,探究材料性能、降解最佳条件及作用机理。结果表明,纳米零价铁(nZVI)均匀分布于生... 为提升纳米零价铁在类芬顿反应体系中的催化能力,减少团聚现象,采用液相还原法制备了生物炭负载纳米零价铁材料(nZVI@BC)。通过表征、亚甲基蓝降解实验,探究材料性能、降解最佳条件及作用机理。结果表明,纳米零价铁(nZVI)均匀分布于生物炭表面,且材料纯度较高、稳定性较好。在降解实验中,降解100 mg·L^(-1)亚甲基蓝溶液的最佳反应条件为25℃、初始pH=3、nZVI@BC投加量30 mg·L^(-1)、H2O2投加浓度4 mmol·L^(-1),10 min内几乎完全降解。在降解过程中,·OH起主要作用,发色官能团首先断裂,随后芳环结构被破坏,最终彻底降解。且nZVI@BC循环使用性能较好,3次循环后亚甲基蓝去除率仍达85%以上。在印染废水处理实验中,nZVI@BC处理效果良好,当H2O2投加浓度为0.9 mmol·L^(-1)、nZVI@BC投加量为60 mg·L^(-1)、pH≤4.5时,出水化学需氧量(CODcr)可降至50 mg·L^(-1)以下,达到回用水标准。 展开更多
关键词 纳米零价铁 类芬顿反应 亚甲基蓝 生物炭负载纳米零价铁
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