科研产出
壳聚糖-果胶凝胶珠吸附剂的改性及其去除藻蓝蛋白中Pb(Ⅱ)的应用
《食品工业科技 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：壳聚糖-果胶凝胶珠(Chitosan-pectin gel beads,CPB)吸附去除食品中重金属具有较高的潜力,为提高其稳定性、再生利用性及吸附能力,本文采用明胶(Gel)和羧甲基纤维素钠(CMC)对CPB进行改性,利用扫描电镜(SEM)、比表面积与孔隙度分析(BET)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热重分析(TG)、Zeta电位仪、X射线光电子能谱(XPS)及等技术表征其结构特性,优化吸附解析条件,并评估其对藻蓝蛋白中Pb(Ⅱ)的实际去除效果.结果显示,与CPB和Gel-CPB相比,CMC改性的CPB(CMC-CPB)热稳定性高、表面粗糙多孔、比表面积大(20.28±1.35 m2/g)及Zeta电位低,对金属离子吸附能力强,且解析再生利用率高.FTIR图谱分析显示改性前后CPB官能团结构未发生明显变化,其主要结构官能团为羧基、羟基和氨基.TG分析表明改性前后的CMC-CPB的热稳定性显著高于CPB和Gel-CPB(P<0.05).XPS光谱分析表明三种吸附剂成功吸附了Pb(Ⅱ),其中CMC-CPB对Pb(Ⅱ)的吸收峰最强.三种吸附剂(CPB、Gel-CPB和CMC-CPB)去除Pb(Ⅱ)的最佳 pH和温度分别为 6.0和 60℃,对 Pb(Ⅱ)的吸附过程均符合 Langmuir吸附等温模型(R2=0.9543~0.9811)和准二级动力学模型(R2=0.9963~0.9991),该吸附属于单分子层化学吸附,即-COO、-OH、-CO-NH与Pb(Ⅱ)之间的络合作用.根据Langmuir模型曲线评估,CMC-CPB对Pb(Ⅱ)的最大吸附容量qmax为69.37 mg/g,显著高于Gel-CPB和CPB(P<0.05).综合在藻蓝蛋白中的应用效果,CMC-CPB低成本高效安全地去除藻类和藻蓝蛋白食品中Pb(Ⅱ)具有更广阔的前景.
关键词： 壳聚糖-果胶凝胶珠 改性 吸附 藻蓝蛋白 Pb(Ⅱ)
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长期施用猪粪和化肥对稻田土壤Cu、Zn和Cd含量及有效性的影响
《农业环境科学学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：为研究有机肥与化肥处理下稻田土壤Cu、Zn、Cd含量之间的差异,并探明关键影响因子,本研究利用持续了35 a的长期定位试验,分析了土壤重金属全量及有效态、土壤理化性质和水稻产量,并利用多种统计分析方法研究了猪粪组和化肥组土壤Cu、Zn和Cd与土壤理化指标之间的关系.结果表明:与对照(不施肥)相比,长期施用猪粪使土壤Cu、Zn、Cd全量和有效态含量分别提高了134%~239%、57%~124%、58%~171%和191%~380%、285%~811%、61%~184%,并显著提升了土壤有机质(SOM)、阳离子交换量(CEC)及氮磷养分含量;而化肥处理对土壤重金属全量及有效态含量无显著影响,对土壤理化指标的提升相对较小.冗余分析(RDA)发现,猪粪组土壤全氮(TN)、CEC和速效磷(AP)分别解释了重金属方差变异的89.1%、6.4%和2.0%,化肥组土壤pH和全磷(TP)分别解释了方差变异的45.0%和22.2%,达到显著水平.进一步通过偏最小二乘路径模型(PLS-PM)分析发现,猪粪对重金属有效态的贡献远大于化肥,主要通过影响土壤重金属全量和CEC从而影响重金属有效性,其路径系数分别为0.6217和0.2953,均达到显著水平.猪粪组土壤重金属与理化指标之间由于"同源"关系呈显著正相关,而化肥组两者的关系受水稻生长活动等因素影响较大.研究表明,长期施肥可以通过调控土壤理化指标等影响重金属有效性,施用猪粪进行稻田土壤培肥的同时,需要注意土壤重金属的累积风险.
关键词： 长期施肥 稻田 铜 锌 镉 有效性 偏最小二乘路径模型(PLS-PM)分析
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锌对镉胁迫下水稻幼苗镉吸收转运及根系形态的影响
《广东农业科学 》 2017
摘要：以湘晚籼12号为材料,采用水培试验,研究了0.4mmol/L锌对镉胁迫下水稻镉吸收转运及根系形态的影响。结果表明:镉胁迫下,水稻幼苗根系生长受到极显著抑制,根系鲜重、根系总长、根表面积、根体积明显下降,随胁迫浓度增加和处理时间延长,抑制程度加重;0.4mmol/L锌对镉胁迫有一定缓解作用,可不同程度减轻对水稻幼苗的毒害,促进根系各指标的增加,与不同程度镉胁迫处理相比,锌对水稻幼苗根系鲜重、根系总长、根表面积、根体积分别增加1.8%~38.8%、-0.04%~25.0%、-0.05%~29.9%、-0.06%~28.3%;Zn能减少镉胁迫下水稻对Cd的吸收积累量,在短期(3d)内,加Zn处理较10、20、50μmol/LCd胁迫处理,水稻幼苗总积累量分别减少28.4%、24.9%、8.3%,差异显著,但长期(6d、9d)情况下,降Cd处理效果不显著;加Zn处理极显著促进了胁迫情况下Cd向地上部运输,转运系数达0.21~0.28,较单纯Cd胁迫处理差异极显著,Cd在水稻幼苗体内的再分配差异显著。
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生物质电厂底渣对水溶液中Cu~(2+)的吸附特性
《环境化学 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：本实验选用安徽某生物质发电厂燃烧炉底渣,通过研究吸附等温线、吸附时间以及电厂灰投加量和溶液初始p H对生物质灰吸附Cu2+的影响,以确定其对水溶液中Cu2+的吸附特性.结果表明,Cu2+初始浓度在50—100 mg·L~(-1)范围内,Langmuir模型能很好地描述生物质电厂底渣对Cu2+的等温吸附规律,其理论饱和吸附量为20 mg·g~(-1),非常接近实际饱和吸附量19.45 mg·g~(-1).溶液初始p H值在2—6范围时,Cu2+的去除率随p H值的升高而增加,当p H在6附近时去除率最佳,接近100%.溶液Cu2+初始浓度为100 mg·L~(-1),体积为50 m L时,随生物质电厂底渣投加量增加,其对Cu2+的去除率上升,但去除效率下降,0.2 g左右可能是达到最佳去除效率和去除率的用量.溶液中Cu2+的去除率随吸附时间的增加而升高,用量越大达到吸附平衡的时间越短,但90 min左右时各个用量的去除率均趋于稳定.
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长期施用猪粪红壤稻田土壤Cu、Zn累积规律
《生态学报 》 2015 北大核心 CSCD
摘要：为揭示长期施用猪粪红壤稻田土壤Cu、Zn累积规律,以设立于1981年的红壤稻田有机肥定位试验为载体,选取PM1(早稻施猪粪和紫云英)、PM2(早稻施紫云英+晚稻施猪粪)、GMS(早稻施紫云英+晚稻秸秆还田)和NPK(早稻施化肥)等处理为对象,分析了不同试验年限土壤全量和有效态Cu、Zn含量。结果表明:长期施用猪粪显著提高了土壤Cu、Zn含量;连续施用猪粪30 a后,土壤全量Cu、Zn含量分别增加了7.69—9.52 mg/kg和22.42—35.46 mg/kg;生物有效性显著增加,有效态Cu、Zn含量占全量Cu、Zn的比例分别由15%和5%增加到51%和27%。猪粪年度内的施用时间对土壤Cu的累积没有显著影响,早稻施用猪粪加剧了土壤Zn的累积。土壤铜、锌累积分为两个差异显著的阶段,1981—2002年为缓慢增长期,2002—2010年为快速增长期,这可能与2002年后施用的猪粪中Cu、Zn含量增高有关。以研究的结果推算,红壤稻田鲜猪粪施用量在9.5 t hm-2a-1以下,50 a内不会造成土壤Cu、Zn含量超标。
关键词： Cu Zn 累积规律 猪粪 长期定位试验 红壤稻田
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不同基因型水稻锌积累动态过程的比较
《江西农业学报 》 2015
摘要：通过大田栽培试验,比较分析了两个常规籼型水稻品种("IR68144"和"黄华占")在全生育期和籽粒发育期各器官的锌(Zn)积累动态。结果表明:在整个生长发育期间,两个品种各器官的Zn含量均表现为茎>颖壳>根>穗轴>叶>糙米,且IR68144各器官(穗轴除外)的Zn积累量一般高于黄华占相应器官的;根、叶和颖壳中Zn的动态积累过程在两种基因型水稻间相似;在籽粒发育前期,两个品种糙米Zn的积累量均快速增加,两者差异较小,然而在籽粒发育后期,IR68144糙米Zn的积累量稳步增加,而黄华占则增长很少,使得它们糙米Zn的最终积累量差异明显。
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镉锰互作对水稻幼苗镉和矿物质积累的影响
《江西农业学报 》 2015
摘要：研究了镉(Cadmium,Cd)、锰(Manganese,Mn)互作对两个水稻品种‘黄华占’和‘IR68144’幼苗镉和矿物质积累的影响。结果表明:随着营养液Cd含量的上升,两个品种Cd积累量大幅提高;添加10μmol/L Mn明显促进水稻根系对Cd的吸收,但100μmol/L Mn的促进作用减弱,甚至转变为抑制作用;不同浓度的Mn对水稻地上部Cd的积累都表现为促进作用;两个品种的Mn积累量都随着营养液Mn浓度的提高而急剧升高;Cd对黄华占中Mn的积累在0~10μmol/L Mn条件下表现为促进作用,而在100μmol/L Mn下转变为抑制作用;Cd对IR68144中Mn的积累主要表现为抑制作用;营养液Cd或Mn浓度的增加都对水稻Fe和Zn的吸收和积累表现出强烈的抑制作用,但中等浓度(10μmol/L)Mn与Cd的互作能缓解对Fe积累的抑制作用,而Cd×Mn互作对Zn积累的抑制作用进一步加强。
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冶炼厂周边区域夏季大气Cu和Cd沉降特征
《中国环境监测 》 2014 北大核心 CSCD
摘要：为了解贵溪冶炼厂周边农田区域夏季大气重金属沉降状况,于2012年6—8月及2013年6—8月(夏季),设置8个监测点,共收集大气干湿混合样品48个,采用原子吸收分光光度法分析了Cu、Cd。结果发现,冶炼厂周边区域2012年夏季Cu、Cd沉降通量分别为42.5~421、1.01~5.06 mg/m2,平均值149、2.02 mg/m2;2013年夏季Cu、Cd沉降通量分别为40.6~94.3、0.12~0.44 mg/m2,平均值59.4、0.26 mg/m2。同1月份不同监测点Cu、Cd沉降量存在一定差异性,风向为造成该差异性的主要气象因素;不同监测点Cu、Cd月沉降通量与风向频率均具有显著相关性(r均大于0.60)。降雨量影响Cu、Cd月沉降量,Cu、Cd平均月沉降量与降雨量均呈显著相关关系(r=0.91、r=0.87,P<0.05)。
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水稻子粒铁、锌和铜含量的基因型差异分析
《作物杂志 》 2014 北大核心 CSCD
摘要：筛选子粒富铁(Iron,Fe)和锌(Zinc,Zn)及铜(Copper,Cu)含量较低的水稻种质资源,为水稻富铁、锌和耐铜新品种的选育提供资源基础,笔者于江西省德兴铜矿附近重金属污染较重农田中种植了153份基因型各异的水稻品种(品系,组合),分析其子粒的铁、锌和铜含量,结果表明,收获的149份有效材料子粒铁、锌和铜含量的基因型差异都很大,变化范围分别为9.26~48.65mg/kg、13.08~36.08mg/kg和2.02~6.71mg/kg,平均值分别为16.46、22.67和3.53mg/kg,锌和铜含量都在国家规定的限量标准之下,各基因型糙米铁、锌和铜含量都呈正态分布规律;5类水稻材料间铁、锌和铜含量差异都非常明显,其铁含量大小顺序为常规粳稻>籼型两系杂交稻>常规籼稻>籼型三系杂交稻>常规糯稻;铜含量大小顺序为常规粳稻>常规籼稻>籼型两系杂交稻>常规糯稻>籼型三系杂交稻;常规稻的锌含量较接近,但显著高于杂交稻。
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磷灰石和石灰联合巨菌草对重金属污染土壤的改良修复
《农业环境科学学报 》 2013 北大核心 CSCD
摘要：通过盆栽试验,研究了不同剂量磷灰石(0.6%和1.2%)和石灰(0.2%和0.4%)对Cu/Cd污染土壤的修复效果。结果表明,石灰和磷灰石处理均显著提高了土壤溶液和土壤pH,且均表现为0.4%石灰>0.2%石灰>1.2%磷灰石>0.6%磷灰石>对照;同时,土壤溶液和土壤有效态Cu/Cd含量随着磷灰石和石灰的添加而显著降低,且降幅均表现为随材料剂量增加而增加。石灰和磷灰石的添加显著增加了巨菌草的生物量,降低了巨菌草对重金属的吸收,其中0.4%石灰处理巨菌草生物量最高,地上和根生物量分别为:61.45g和10.31g。与石灰相比,磷灰石在维持较低活性Cu/Cd的能力方面具有更好的稳定性,但是高剂量的石灰更能有效地通过巨菌草转移土壤中的重金属。
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