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题名风化煤固定化微生物材料对铅的吸附特性及机理
被引量：1
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作者
焦子乐
李建华
陈潇晶
卢晋晶
郜春花
徐明岗
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机构
山西农业大学生态环境产业技术研究院/土壤环境与养分资源山西省重点实验室
山西农业大学资源环境学院
山西大学黄土高原研究所
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出处
《山西农业科学》
2024年第1期94-100,共7页
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基金
国家重点研发项目(2020YFC1806504-03)
山西省自然科学基金面上项目(202103021224137)
+1 种基金
山西省博士来晋奖励项目(SXBYKY2021089)
山西农业大学博士科研启动项目(2021BQ48,2021BQ49)。
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文摘
风化煤固定化微生物材料较游离微生物能更好地钝化重金属。研究旨在探究风化煤固定化微生物材料的铅吸附性能及机理,为其污染场地应用提供理论指导和依据。以风化煤固定化微生物材料为对象,通过批量吸附试验系统研究材料的用量、pH、吸附时间和铅溶液质量浓度对其吸附性能的影响,并采用动力学、热力学模型拟合的方式描述铅吸附过程,结合扫描电镜和红外光谱技术对吸附机理进行探究。结果表明,风化煤固定化微生物材料用量为0.4 g/L、pH值为4、吸附时间大于12 h时,在200 mg/L铅溶液中吸附性能最优,最大吸附量达到338 mg/g;拟二级动力学模型和Langmuir模型显示,该吸附过程以化学吸附为主,且铅离子以单分子层的形式排列;热力学分析表明,该反应是自发的吸热反应,温度升高会促进反应的发生。材料表面钙、钠等元素的离子交换作用及羟基、羧基、羰基、酰胺基等活性基团的络合沉淀作用,促进了风化煤固定化微生物材料的铅吸附作用。在铅质量浓度为200 mg/L,材料用量为0.4 g/L、pH值为4、吸附时间大于12 h时,可实现材料吸附性能的最大化。材料表面的Ca、Na等元素与铅的离子交换作用以及羟基、羧基、羰基、酰胺基与铅的络合沉淀作用是其主要作用机制。
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关键词
铅污染修复
固定化微生物材料
吸附特性
动力学模型
热力学模型
吸附机制
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Keywords
lead pollution remediation
immobilized microbial materials
adsorption characteristics
kinetic models
thermo⁃dynamic models
adsorption mechanism
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分类号
X53
[环境科学与工程—环境工程]
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题名解磷真菌驱动磷灰石固定重金属铅的地球化学模拟研究
被引量：1
- 2
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作者
郑君仪
蒋柳
胡云潇
郭辰萌
唐凌逸
李真
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机构
南京农业大学资源与环境科学学院
江苏省固体有机废弃物资源化高技术研究重点实验室
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出处
《农业资源与环境学报》
CAS
北大核心
2019年第2期198-205,共8页
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基金
江苏省自然科学基金(BK20150683)
国家重点基础研究发展计划(973计划)重大专项(2015CB150504)
+2 种基金
中央高校基本业务费重点项目(KYTZ201712)
江苏省双创博士计划
南京市留学回国人员科技活动择优项目~~
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文摘
结合磷灰石和解磷菌进行农业土壤铅修复是环境修复领域的新兴技术。然而仅靠实验很难全面解析修复过程中的详细反应过程和铅的成矿机制,特别是难以解释目标稳定矿物氟基磷酸铅为何不是主要产物。本文主要利用GWB软件中的React和Act2两个程序模块,基于前人实验数据设置模拟参数,对这一科学问题进行探究。首先用React程序模块的滴定模式(Titration)来研究黑曲霉复合氟基磷灰石的除铅过程,即通过向反应体系中逐步滴加草酸来模拟黑曲霉分泌草酸的过程。反应体系中Pb^(2+)初始浓度为8.4 mmol·L^(-1),草酸总添加量为2.0 g·L^(-1),氟基磷灰石总添加量为8.3 g,其中草酸和氟基磷灰石分为100步添加到体系中。React模拟过程终止后,可得到体系pH值、主要离子浓度(Pb^(2+)、Ca^(2+)、H_2PO-_4^-、F^-和C_2O_4^(2-))以及生成产物随着草酸和氟基磷灰石添加的变化曲线。然后将黑曲霉与氟基磷灰石培养后的浸出液与Pb(NO-_3)_2溶液混合后,用Act2模块模拟其草酸和F^-浓度变化对铅矿物形态的影响。模拟结果表明:草酸引起的pH值变化是影响铅矿化结果的最重要参数,体系中的Pb^(2+)主要以草酸铅形式沉淀,和原实验结果吻合。此外,只有在弱酸或碱性环境下,且溶液中氟离子浓度大于27 mmol·L^(-1)时,体系中才会生成氟基磷酸铅。该结果为利用磷酸盐矿物材料进行土壤铅修复提供了理论指导。
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关键词
铅污染修复
解磷真菌
黑曲霉
氟基磷灰石
GWB
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Keywords
Pb remediation
phosphate solubilizing fungi
Aspergillus niger
fluorapatite
GWB
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分类号
X53
[环境科学与工程—环境工程]
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