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内生菌-植物联合修复污染土壤研究进展 被引量:18
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作者 张玮川 李剑 +4 位作者 王志宇 杨航 刘庆辉 李艳 严文浩 《农业资源与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期355-364,共10页
环境污染对生态系统及人类健康造成严重威胁。近年来,许多学者研究发现内生菌联合植物修复体系对修复自然环境中的重金属和有机物具有巨大的潜力。本文主要从内生菌联合植物进行污染修复的机理和应用两方面入手,介绍了内生菌接种宿主植... 环境污染对生态系统及人类健康造成严重威胁。近年来,许多学者研究发现内生菌联合植物修复体系对修复自然环境中的重金属和有机物具有巨大的潜力。本文主要从内生菌联合植物进行污染修复的机理和应用两方面入手,介绍了内生菌接种宿主植物根、茎、叶部的几种方法及定殖的检测方法,总结了污染土壤中内生菌在植物组织内的定殖动态,以及内生菌-植物联合体系强化有机物污染和重金属污染修复效果的应用,并从内生菌调节生长因子、生物固氮和溶磷、在宿主植物体内的共代谢有机物、产生特异性酶降解有机物、提升植物对重金属抗性和降低重金属毒性几个方面解释了内生菌和植物的联合修复机理。最后指出,虽然已经有许多对于内生菌联合植物修复体系的研究,但是目前两者相互作用机理尚未完全清楚,对于多种内生菌组合体系以及处理水体和大气污染的研究并不完善,这些都将成为今后的研究重点。 展开更多
关键词 内生菌 植物修复 定殖 土壤 有机污染物 重金属
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壳聚糖-生物铁锰氧化物去除水体中锑的性能及机理研究 被引量:2
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作者 侯冬梅 张兰 +3 位作者 李春成 陈露童 王盼盼 邹建平 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2023年第10期1842-1853,共12页
锑作为一种强致畸致癌的重金属元素,广泛存在于自然水体环境之中,对人体健康和生态环境造成了一定程度的威胁。利用壳聚糖包埋生物质铁锰氧化物,制备出一种绿色环保、循环利用率高的生物质吸附材料(CH-BFMO)。采用批量吸附实验研究了该... 锑作为一种强致畸致癌的重金属元素,广泛存在于自然水体环境之中,对人体健康和生态环境造成了一定程度的威胁。利用壳聚糖包埋生物质铁锰氧化物,制备出一种绿色环保、循环利用率高的生物质吸附材料(CH-BFMO)。采用批量吸附实验研究了该复合材料对水体中三价锑和五价锑的吸附性能。基于动力学和吸附等温线分析,并借助FTIR和XPS等表征方法,探究了CH-BFMO对水体中Sb(III)和Sb(V)的吸附机制。其结果表明:负载壳聚糖后,CH-BFMO的形貌结构并未发生明显改变,仍为无定型结构,但其比表面积由79.2 m^(2)·g^(-1)增加到91.3 m^(2)·g^(-1),更加有利于对物质的吸附。批次实验表明,CH-BFMO对Sb(III)和Sb(V)的最大吸附容量分别为37.6 mg·L^(-1)(pH 4)和24.8 mg·L^(-1)(pH 6),二者的吸附动力学过程更接近准二级动力学方程,说明CH-BFMO对Sb(III)和Sb(V)均以化学吸附为主。Sb(III)和Sb(V)的吸附等温曲线都符合Langmuir等温模型,说明该过程均为单层吸附。FTIR及XPS分析表明:CH-BFMO表面含有的丰富的含氧官能团(C=O、C=C、O–H),有利于CH-BFMO对Sb(III)和Sb(V)的吸附去除。对于Sb(V)来说,主要是依靠与CH-BFMO发生化学吸附而实现去除。而对于Sb(III)的来说,其去除过程则可能涉及化学吸附和氧化的共同作用。SO_(4)^(2-)、CO_(3)^(2-)对CH-BFMO吸附Sb(III)和Sb(V)的影响较小,但PO_(4)^(3-)会抑制材料对Sb(III)和Sb(V)的吸附去除。5次循环后,CH-BFMO对Sb(III)与Sb(V)的吸附量仍能保持在92%以上,说明CH-BFMO循环性能优良,是一种潜在的去除水体中锑污染的吸附材料。 展开更多
关键词 壳聚糖 生物质吸附剂 三价锑 五价锑 吸附去除 机理研究
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全有机S型异质结PDI-Ala/S-C_(3)N_(4)光催化剂增强光催化性能 被引量:16
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作者 李喜宝 刘积有 +5 位作者 黄军同 何朝政 冯志军 陈智 万里鹰 邓芳 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2021年第6期157-170,共14页
有机光催化剂以其适宜的氧化还原能带、低成本、高化学稳定性、分子结构和电子结构的可调控性而备受关注。PDI-Ala(N,N’-二(丙酸)-苝-3,4,9,10-四羧酸二亚胺)是一种新型的有机光催化剂,具有较强的可见光响应、低价带位置、强氧化能力... 有机光催化剂以其适宜的氧化还原能带、低成本、高化学稳定性、分子结构和电子结构的可调控性而备受关注。PDI-Ala(N,N’-二(丙酸)-苝-3,4,9,10-四羧酸二亚胺)是一种新型的有机光催化剂,具有较强的可见光响应、低价带位置、强氧化能力等特点。然而,低的光生电荷转移速率和高的载流子复合率限制了它的应用。由于g-C_(3)N_(4)存在芳香杂环结构且PDI-Ala的刚性平面结构存在着离域大π键,g-C_(3)N_(4)和PDI-Ala可以通过π–π相互作用和N―C键紧密结合。通过硫掺杂g-C_(3)N_(4)合成了S-C_(3)N_(4),其能带结构相比于g-C_(3)N_(4)更能与PDI-Ala相匹配。电子离域效应、内建电场和新形成的界面化学键共同促进了PDI-Ala与S-C_(3)N_(4)之间光生载流子的分离与迁移。因此,采用原位自组装的方法制备了一种由有机半导体PDI-Ala和S-C_(3)N_(4)组成的S型(阶梯型)异质结光催化剂。在制备过程中,PDI-Ala通过横向氢键和纵向π–π堆积自组装成超分子。采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、能谱仪(EDS)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见漫反射光谱(UVVis-DRS)、电化学阻抗谱(EIS)、Mott-Schottky曲线(MS)等多种表征方法,对PDI-Ala/S-C_(3)N_(4)光催化剂的晶体结构、形貌、价态、光学性能、稳定性和能带结构进行了系统的分析和研究;利用密度泛函理论(DFT)计算了材料的功函数和界面耦合特性。研究了合成的光催化剂在H2O2生产中的光催化活性以及在可见光照射下对四环素(TC)和对硝基苯酚(PNP)的降解作用。该S型异质结具有能带匹配和紧密的界面结合,加速了分子间的电子转移,拓宽了异质结的可见光响应范围。此外,在PDI-Ala/S-C_(3)N_(4)光催化降解反应过程中,产生并积累了多种活性物种(h^(+)、·O^(-)_(2)和H_(2)O_(2))。因此,PDI-Ala/SC_(3)N_(4)异质结在降解TC、PNP和H_(2)O_(2)生产方面表现出更强的光催化性能。在可见光照射下,30%PDI-Ala/S-C_(3)N_(4)样品在90 min内去除了90%的TC,H_(2)O_(2)的产率为28.3μmol·h^(-1)·g^(-1),分别是PDI-Ala的2.9倍和S-C_(3)N_(4)的1.6倍。结果表明,由苝二酰亚胺(PDIs)基超分子和S-C_(3)N_(4)组成的全有机光催化剂可有效地用于降解有机污染物和生产H_(2)O_(2)。本研究不仅为全有机S型异质结的设计提供了一种新的策略,而且为理解具有有效界面键合的异质结构催化剂的构效关系提供了新的见解和参考。 展开更多
关键词 可见光光催化 S型异质结 C_(3)N_(4) Π-Π相互作用 H_(2)O_(2)
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全绿吊兰茎叶系统净化室内甲醛及其生理指标变化 被引量:5
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作者 钟娇婵 李剑 +4 位作者 占婷 刘庆辉 杨航 郭谍 颜流水 《环境科学研究》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期341-348,共8页
为了对全绿吊兰盆栽茎叶系统净化室内空气甲醛污染的效率及其叶片各生理指标的变化特征进行全面研究,采用动态熏蒸系统在甲醛环境下对全绿吊兰进行长达7 d的熏蒸处理,分析盆栽茎叶系统在不同时间段内对空气中甲醛的去除率及熏蒸后叶片... 为了对全绿吊兰盆栽茎叶系统净化室内空气甲醛污染的效率及其叶片各生理指标的变化特征进行全面研究,采用动态熏蒸系统在甲醛环境下对全绿吊兰进行长达7 d的熏蒸处理,分析盆栽茎叶系统在不同时间段内对空气中甲醛的去除率及熏蒸后叶片的生理变化特性.结果表明,全绿吊兰盆栽茎叶系统在φ(甲醛)为1×10^-6、5×10^-6及8×10^-6时对空气中甲醛的平均去除率分别为54.4%、48.2%和30.7%,并且白天的去除率(71.1%±0.2%)明显高于夜间(36.2%±0.2%),下午的去除率(60.0%±0.0%)高于上午(50.7%±0.1%),熏蒸后期的去除率(57.0%±0.2%)高于前期(51.9%±0.3%).对熏蒸后全绿吊兰盆栽叶片的生理指标测定结果表明,与对照组相比,除了叶片中w(叶绿素)和CAT活性下降外,其余生理指标均表现为上升,其中,电导率和H_2O_2含量的变化最大,φ(甲醛)为8×10^-6时分别提高了165.8%和522.2%,而抗氧化酶总活性的增强有效地清除了积累的氧化物,维持了全绿吊兰盆栽的正常生长.另外,经过8×10^-6的甲醛熏蒸后,与对照组相比,叶片表面气孔形态变得更加细小狭长甚至完全闭合,但是全绿吊兰盆栽的茎叶外观并无明显受损症状,而且叶片中MDA含量与T-AOC活性在熏蒸后15 d时基本能恢复至正常水平.研究显示,全绿吊兰盆栽对甲醛具有较高的去除能力且有较强的抗耐性及自愈能力,其叶片中各项生理指标的变化则反映了全绿吊兰盆栽与甲醛之间的相互反应机制. 展开更多
关键词 室内甲醛 全绿吊兰盆栽 去除率 生理特征 恢复期
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高效苯酚降解菌Bacillus sp. L5-1的分离及其降解特性 被引量:7
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作者 刘庆辉 李剑 +6 位作者 杨航 王志宇 李艳 张玮川 贾银娟 张秋根 罗旭彪 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期2441-2448,共8页
从污水处理厂活性污泥中分离筛选出一株高效苯酚降解菌L5-1,经菌落形态观察和16S rDNA基因测序,结果表明菌株L5-1为蜡样芽胞杆菌(Bacillus cereus),美国国家生物信息中心(NCBI)的注册号为MN784421.将苯酚设置为唯一碳源,对其生长和苯酚... 从污水处理厂活性污泥中分离筛选出一株高效苯酚降解菌L5-1,经菌落形态观察和16S rDNA基因测序,结果表明菌株L5-1为蜡样芽胞杆菌(Bacillus cereus),美国国家生物信息中心(NCBI)的注册号为MN784421.将苯酚设置为唯一碳源,对其生长和苯酚降解特性展开研究.结果表明:菌株L5-1在10%接种量、温度30~35℃、pH值7~8的条件下,均能高效降解培养基中苯酚(培养基体积为100mL,初始苯酚浓度为500mg/L,14h时降解率>93%).而在最优降解条件下(10%接种量,培养温度为35℃,pH值7.0,NaCl浓度为1%),初始苯酚浓度为500mg/L,菌株在14h内的苯酚降解率可达97.1%;而当初始苯酚浓度为1000mg/L,菌株也可在46h内达到97.71%的降解率.运用Haldance方程动力学模拟菌株在不同浓度苯酚下的生长过程,其最大比生长速率为0.355h^(-1),半饱合常数104.27mg/L,抑制常数为322.83mg/L,R^(2)=0.997.菌株L5-1为目前已报道的Bacillus菌属中降解苯酚能力较强的菌株,为实际处理含酚废水中提供理论参考. 展开更多
关键词 Bacillus cereus 苯酚 生物降解 动力学
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