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小麦秸秆生物质炭对碱性土壤中油菜生长和镉吸收的影响

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农业资源与环境学报 2021年第1期38卷 119-126页

作者：任心豪陈乔李锦贺飞吴思沛郭军康陕西科技大学环境科学与工程学院西安710021

为探讨小麦秸秆生物质炭对镉(Cd)污染碱性土壤的修复效果,采用序批式吸附试验和Cd污染土壤盆栽试验,研究了小麦秸秆生物质炭施用(1%,m/m)对碱性土壤吸附Cd的影响,以及对Cd污染土壤中油菜生长和Cd吸收的影响。结果表明:Cd在生物质炭上的... 详细信息

为探讨小麦秸秆生物质炭对镉(Cd)污染碱性土壤的修复效果,采用序批式吸附试验和Cd污染土壤盆栽试验,研究了小麦秸秆生物质炭施用(1%,m/m)对碱性土壤吸附Cd的影响,以及对Cd污染土壤中油菜生长和Cd吸收的影响。结果表明:Cd在生物质炭上的吸附等温线非线性较强,生物质炭对Cd的表面吸附起主导作用,Cd在生物质炭上的分配系数(Kd)是在土壤上的1.5~3.0倍。生物质炭施用可促进土壤对低浓度Cd的吸附,0.1 mg·L^-1平衡浓度下Kd值提高了19.5%;生物质炭施用可抑制土壤对高浓度Cd的吸附,在10 mg·L^-1条件下Kd值降低了37.2%。生物质炭施用对土壤pH值影响不显著,但缓解了Cd污染对油菜生长的抑制作用,油菜生物量最高提高了45.0%,也抑制了油菜对Cd的富集,油菜富集Cd的量最高降低了40.6%;CaCl2、Mg(NO3)2、NH4OAC、HCl、DTPA和BCR1作为提取剂提取出土壤中Cd的量与油菜地上部分吸收Cd的量相关性较强(线性回归方程决定系数R2>0.8),而Mg(NO3)2萃取出土壤中Cd的量更能预测油菜地上部分吸收Cd的量。研究表明,小麦秸秆生物质炭有利于降低碱性土壤中Cd的生物有效性,但并非通过提高土壤pH值和吸附能力来实现。

关键词：生物质炭碱性土壤镉油菜

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定量分析秸秆和猪粪生物炭对镉的吸附作用

农业环境科学学报 2021年第3期40卷 668-676页

作者：陈乔任心豪贺飞杨淑媛郭军康陕西科技大学环境科学与工程学院西安710021

为定量研究生物炭对镉(Cd)的吸附作用,以灰分含量不同的小麦秸秆(W)和猪粪(P)为原材料,分别在300℃和700℃下热解制备4种生物炭(WBC300、WBC700、PBC300和PBC700),定量分析了生物炭对Cd的吸附作用。结果表明:除灰后生物炭对Cd的吸附能... 详细信息

为定量研究生物炭对镉(Cd)的吸附作用,以灰分含量不同的小麦秸秆(W)和猪粪(P)为原材料,分别在300℃和700℃下热解制备4种生物炭(WBC300、WBC700、PBC300和PBC700),定量分析了生物炭对Cd的吸附作用。结果表明:除灰后生物炭对Cd的吸附能力显著下降38.5%~83.0%,且除灰处理对BC700影响较BC300大。生物炭无机组分主要通过沉淀作用和离子交换作用吸附溶液中的Cd,有机组分主要通过含氧官能团的络合作用吸附Cd。在pH 5.0、Cd初始浓度为200 mg·L^(-1)条件下,沉淀作用、离子交换作用和络合作用在PBC300吸附Cd的过程中贡献率分别为52.1%、32.2%和15.5%,PBC700分别为91.9%、5.10%和2.96%,WBC300分别为23.9%、36.2%和39.9%,WBC700分别为63.5%、21.8%和14.7%。研究表明,随着生物炭热解温度的升高,沉淀作用在生物炭吸附Cd的过程中贡献率升高,而离子交换作用和络合作用贡献率下降;无机沉淀作用和离子交换作用为灰分含量较高的生物炭吸附Cd的主要机理。

关键词：秸秆猪粪生物炭镉吸附机理定量分析

不同年限设施菜地番茄细胞壁果胶Cd累积的研究

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农业环境科学学报 2018年第1期37卷 45-51页

作者：郭军康周冉任心豪魏婷徐慧荟李艳萍吕欣陕西科技大学环境科学与工程学院西安710021

为探讨不同种植年限和设施菜地番茄细胞壁果胶Cd累积的关系,以种植年限为2年和14年设施菜地番茄为研究对象,测定了不同种植年限下番茄茎、叶细胞壁果胶含量,并对细胞壁果胶含量、果胶甲酯酶(PME)活性与种植年限及Cd累积量之间的相关性... 详细信息

为探讨不同种植年限和设施菜地番茄细胞壁果胶Cd累积的关系,以种植年限为2年和14年设施菜地番茄为研究对象,测定了不同种植年限下番茄茎、叶细胞壁果胶含量,并对细胞壁果胶含量、果胶甲酯酶(PME)活性与种植年限及Cd累积量之间的相关性进行了分析。结果表明,随着种植年限的增加,番茄植株各器官Cd累积量均有所增加;种植14年设施菜地番茄茎中Cd累积量比种植2年的增加了24.55%,叶片中Cd累积量增加了45.96%;种植14年设施菜地番茄茎细胞壁Cd累积量增加了61.86%,叶片细胞壁Cd累积量增加了57.46%;不同种植年限设施菜地番茄茎和叶细胞壁果胶Cd含量也存在极显著差异(P<0.05)。另外,随着种植年限的增加,番茄茎、叶细胞壁果胶含量和PME活性随之升高:与种植2年相比,种植14年设施菜地番茄茎中果胶含量提高了104.51%,叶片果胶含量提高了127.45%;种植14年设施菜地番茄茎中PME活性提高了10.56%,叶片PME活性提高了9.39%。果胶含量及PME活性和细胞壁Cd累积量呈正相关。研究发现不同年限设施菜地土壤全Cd和有效Cd含量有所不同,影响着番茄不同器官果胶含量及PME活性,说明细胞壁果胶在缓解番茄Cd毒害中起着一定的作用。

关键词：设施菜地番茄细胞壁果胶果胶甲酯酶镉

吸水树脂的制备及其对Cd^(2+)的吸附解吸作用研究

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陕西科技大学学报 2023年第5期41卷 24-31,41页

作者：任心豪徐跃男张明何佳怡陈煜陕西科技大学环境科学与工程学院陕西西安710021

以丙烯酸、丙烯酰胺为原料,以过硫酸钾为引发剂,N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂合成了吸水树脂(SAP).考察了合成条件对SAP的吸水倍率和吸附Cd^(2+)性能的影响,并探究了水化条件对SAP上Cd^(2+)吸附解吸的影响及机理.结果表明交联剂和引发... 详细信息

以丙烯酸、丙烯酰胺为原料,以过硫酸钾为引发剂,N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂合成了吸水树脂(SAP).考察了合成条件对SAP的吸水倍率和吸附Cd^(2+)性能的影响,并探究了水化条件对SAP上Cd^(2+)吸附解吸的影响及机理.结果表明交联剂和引发剂用量以及丙烯酸中和度和合成温度均能影响SAP的吸水性和对Cd^(2+)的吸附性能,其中交联剂用量影响最大,随着交联剂用量的增大,SAP吸水性降低而对Cd^(2+)的吸附性能增加.Cd^(2+)在SAP上的吸附符合准二级动力学和Langmuir模型,在180 min内可达到吸附平衡,最大吸附量可达414.83 mg·g^(-1).共存Ca^(2+)和溶解性有机质(DOM)均可抑制Cd^(2+)在SAP上的吸附,且随着Ca^(2+)和DOM浓度增加而增强.解吸实验结果表明,Ca^(2+)和有机酸(草酸和苹果酸)均能促进SAP上Cd^(2+)的解吸,其中草酸促进Cd^(2+)解吸作用较强.在中浓度解吸液浓度下(10 mmol·L^(-1)),Cd^(2+)的解吸率为20%左右,因此,Cd^(2+)在SAP上的吸附以不可逆吸附为主,表明合成的SAP是一种较好的潜在土壤钝化剂.

关键词：吸水树脂 Cd^(2+) 吸附解吸

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小麦根系溶液活化生物炭吸附态Cd的机制研究

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陕西科技大学学报 2021年第5期39卷 26-30,38页

作者：任心豪杨淑媛陈乔何佳怡张明陕西科技大学环境科学与工程学院陕西西安710021

为探究根系环境对生物炭吸附态Cd的影响,制备和选取了对Cd吸附机理较为单一的生物炭,并添加到Cd污染的酸性和碱性土壤中,得到生物炭吸附态Cd,研究小麦根系溶液及有机酸(草酸和苹果酸)对生物炭上吸附态Cd的解吸作用.研究结果显示,小麦和... 详细信息

为探究根系环境对生物炭吸附态Cd的影响,制备和选取了对Cd吸附机理较为单一的生物炭,并添加到Cd污染的酸性和碱性土壤中,得到生物炭吸附态Cd,研究小麦根系溶液及有机酸(草酸和苹果酸)对生物炭上吸附态Cd的解吸作用.研究结果显示,小麦和猪粪在700℃制备的生物炭(WBC700和PBC700)添加到酸性土壤中约有11.7%和9.2%的Cd迁移到WBC700和PBC700上,高于碱性土壤中Cd向WBC700和PBC700上的迁移率,并且高于Cd向小麦在300℃制备的生物炭(WBC300)上的迁移率.与CaCl_(2)溶液相比,小麦根系分泌物可促进WBC300上Cd的解吸,但对BC700上Cd的解吸影响不显著.草酸和苹果酸均能促进三种生物炭上Cd的解吸,其中对WBC700和PBC700上Cd的解吸影响较大.苹果酸作用下,WBC700和PBC700上Cd的解吸率从35%分别提高到了85%和50%.草酸作用下,WBC700上Cd的解吸率从35%提高到了42%,但抑制了PBC700上Cd的解吸.结合三种生物炭吸附Cd的机理,有机酸可通过溶解和络合作用促进生物炭上Cd的释放,同时低浓度草酸可吸附在生物炭上进而抑制Cd的解吸.

关键词：根系溶液苹果酸草酸生物炭镉解吸

关于理工类专业课程开展课程思政教育的探索与实践研究

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当代教育实践与教学研究 2020年第3期 203-204页

作者：朱超张莎任心豪李广明陕西科技大学

思想政治教育是教育过程中十分重要的一部分,应当贯穿于学生的学习生涯之中。传统理工类专业课程教学中往往专注理论知识教学,忽视了思政教育的渗透,导致一些学生的成长不全面。本文从理工类专业的专业课程渗透思政教育入手,分析专业课... 详细信息

思想政治教育是教育过程中十分重要的一部分,应当贯穿于学生的学习生涯之中。传统理工类专业课程教学中往往专注理论知识教学,忽视了思政教育的渗透,导致一些学生的成长不全面。本文从理工类专业的专业课程渗透思政教育入手,分析专业课渗透思政教育的主要内容和主要方式,探讨理工类专业课中思政教育效果的考核方式,为理工类专业学生综合培养提供一些思路。

关键词：理工类专业课程课程思政教育探索实践

酸化膨润土对镉及多元体系重金属吸附性能的影响

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陕西科技大学学报 2021年第2期39卷 23-29页

作者：王磊郭军康刘甜于生慧任心豪王敏陕西科技大学环境科学与工程学院陕西西安710021

以不同浓度的盐酸、硝酸、硫酸和磷酸对膨润土进行改性,以提高膨润土对重金属离子的吸附性能.借助扫描电镜和X射线衍射分析,研究了不同酸浓度对膨润土微观结构的影响;对比经不同酸浓度改性前后膨润土对单一重金属离子Cd^(2+)及Cd-Zn-Pb... 详细信息

以不同浓度的盐酸、硝酸、硫酸和磷酸对膨润土进行改性,以提高膨润土对重金属离子的吸附性能.借助扫描电镜和X射线衍射分析,研究了不同酸浓度对膨润土微观结构的影响;对比经不同酸浓度改性前后膨润土对单一重金属离子Cd^(2+)及Cd-Zn-Pb-Cu四元复合体系的吸附效果.结果表明:膨润土进行不同酸浓度改性处理时,对膨润土的微观结构及重金属吸附性能具有显著影响.经过酸改性处理均会导致膨润土对Cd^(2+)的吸附能力出现不同程度的降低,其中,经10%盐酸处理后,膨润土对Cd^(2+)的吸附容量从原来的23.13 mg/g骤降至1.13 mg/g.同时,酸化膨润土在四元复合吸附体系中对重金属的吸附性能存在较大差异,其中对Pb^(2+)、Cu^(2+)的吸附能力随着酸浓度的增加均出现不同程度的降低.而浓度为0.5%、1%的酸改性有利于Cd^(2+)和Zn^(2+)的吸附,以0.5%硫酸改性膨润土效果最为显著;浓度为10%的酸改性膨润土不利于重金属离子的吸附.

关键词：膨润土酸改性酸浓度重金属吸附