In order to solve the problems of mineral condensation and algae removal technology,such as asynchronously remove nitrogen and phosphorus,easy loss of minerals,a ldge amount of sediment,and short duration of removal effect.The adsorption and removal properties of NH4+-N,TP,Chl-a and TUB by 11 mineral materials were determined and screened.Five types of unburned green zeolite based composite materials(NGZC)were prepared based on green zeolite with the optimal NH4+-N adsorption effect.The NGZC surface structure was observed,the influences of the amount of foaming agent and cement,the material ratio of green zeolite and the other minerals on the water purification performance were discussed and the effects of factors such as amount of NGZC dosage,reaction temperature and time of water treatment on the removal of multiple pollutants from river sewage were also discussed.The results showed that under the set curing conditions,the optimal preparation conditions were as follows:10%-15%cement,0.25%-0.5%foaming agent,mass ratio of green zeolite and oyster shell,convex clay,active clay,hydrotalatite,red jade soil for 8∶2,4∶6,6∶4,4∶6,4∶6.The optimal water treatment conditions were as follows:adding 4 g NGZC in 200 mL polluted river water at 25℃,and the best treating time was 3 d.This study can provide low-cost composite water purification materials and new technologies for the pollution remediation of algal eutrophic water bodies,the resource utilization of non-metallic minerals,and water and soil conservation,etc.

以粉煤灰、污泥、牡蛎壳为基础原料,掺入相应的无机矿物材料,制得2种具有去除高锰酸盐指数(CODMn)和氨氮(NH4+-N)双重功能的新型类芬顿复合材料(SFM),分别记作硅藻土型(CD)、绿沸石型(CGZ),使用SEM扫描电镜对SFM表面形貌以及成分进行了表征,对比研究了这2种SFM在类芬顿体系下对废水中的CODMn和NH4+-N的吸附去除效果,并采用动力学和吸附等温模型分析其吸附特性.结果表明:CGZ对CODMn和NH4+-N去除率高于CD,在处理5d后,CGZ对 CODMn和NH4+-N的去除率分别为74.96％和91.2％;CGZ最优制备条件是:基础原料∶绿沸石为2∶8,煅烧温度450℃,煅烧时间100min;最佳使用条件是:20℃,pH=3.5,用量CGZ∶H2O2为2.5g∶1.5mL.2种SFM材料对NH4+-N的吸附过程均符合准二级动力学,且符合Freundlich吸附等温方程.研究结果对废弃物的资源化利用、以及类芬顿复合材料新功能的拓展等具有重要的理论意义和实践指导价值.

鉴于量广面大的餐饮废水大多无序排放,且导致水体富营养化等问题,选用陶粒、黑火山石、绿沸石和海泡石等4种矿物基吸附材料为研究对象,采用准一级/准二级动力学模型与Langmuir/Freundlich等温吸附的方法研究了这4种材料的吸附特性,并比较和分析了这4种材料对餐饮废水中氮磷的吸附效果.结果表明:4种材料对氮、磷的吸附符合准二级动力学模型,且用Freundlich等溫线比Langmuir等温线更适合描述其吸附过程,4种材料对氨氮的吸附量由强到弱依次为绿沸石＞海泡石＞陶粒＞黑火山石,其中绿沸石除氨氮能力最好,去除率达86.35％;4种材料对磷的吸附量由强到弱依次为黑火山石＞海泡石＞陶粒＞绿沸石,其中黑火山石的除磷能力最好,去除率为64.45％.研究结果能为矿物基吸附材料在餐饮废水处理中的应用提供科学依据.

为研究第四类脲酶抑制剂(4th UI)与尿素不同配施方式对结球白菜生长及其部分品质指标的影响,利用室外盆栽方法,以结球白菜的鲜重、株高、叶长、叶宽、叶绿素含量、可溶性糖、根系活力为检测对象,在施肥量相同的情况下,4th UI掺入尿素的3种不同配施方式均能显著提高结球白菜产量、品质指标和养分指标.其中,在B组方式中,1％的抑制剂用量效果最佳,能增产32.82％;在C组方式中,0.2％的抑制剂用量效果最佳,能增产80.49％,株高提高17.34％,结球白菜的总氮和总磷含量分别提高61.36％和78.85％,根系活力提高26.61％;在D组方式中,0.2％的抑制剂用量效果最佳,能增产50.01％.在同一配施方式下,中低浓度的脲酶抑制剂掺量对作物增产效果最佳;在抑制剂浓度相同的3种不同配施方式下,以C组方式及其在此种配施方式下掺入尿素含量0.2％的4th UI分别为最佳抑制剂配施方式和最佳抑制剂用量.

传统尿素肥料的利用率低,造成严重的农业资源浪费和面源污染,同时水资源不足也是限制我国农业发展的重要因素之一.因此,保水型包膜缓释尿素的应用已成为土壤养分资源优化施用和节水型农业发展的必然趋势.但现有的保水型包膜缓释尿素成本过高,限制其在农业上的推广应用.因此,开发高效廉价且有保水功能的缓释肥料是目前的研究重点.利用转鼓包衣技术,以大颗粒尿素为内核载体、混合料(凹凸棒:粉煤灰=8:2)为内层、聚丙烯酸树脂为中层、高吸水性树脂为外层,研制出新型保水型包膜缓释尿素(WRCU)肥料,并探讨WRCU的最佳组分比例,及其在土壤介质中的养分释放特性.WRCU中各成分的最佳质量比为内层∶中层∶外层∶内核=20∶11∶3∶66.WRCU的抗压强度为81.59 N,最大吸水倍率为641 g/g,土柱中1 d总氮溶出率为12.25％,30 d内的总氮和尿素氮的养分浸出率分别为81.27％和47.62％;而未包衣的大颗粒尿素在1 d内的总氮和尿素氮的养分浸出已达86.38％和 83.26％.

潜水式生态介质箱是一种集成化综合治理技术装置.以苦草(Vallisneria natans)为受试植物,利用静态水培试验,探究种植方式对苦草生长生理形态特征和水体修复效果的影响.结果表明:河泥组(苦草植入河泥中)的株高、单株鲜质量、根系活力和叶绿素a+b含量均高于其他两种种植方式,而相对电导率和丙二醛低于其他两种种植方式;种植方式对高锰酸盐指数的去除率无明显差异,其中混合组(苦草植入混合河泥(河泥和基质)中)对水体中的TP、TN、氨氮的去除率均优于其他两种种植方式.这说明,仅用河泥种植虽有利于苦草的生长,但对水体修复效果并不明显;同时使用河泥和基质种植对苦草的生长虽有一定的损害,但却有利于水体修复效果的提升.因此,混合组更能充分发挥潜水式生态介质箱的修复性能.

鉴于江河湖库有害藻华现象频发,目前较多使用的是高效絮凝剂与天然粘土矿物联合除藻,但存在着用量大、淤泥多、使底泥增厚、沉下去的藻类仍会伺机爆发等缺点,无法达到令人满意的除藻效果.本文使用轻质漂浮矿物浮石作为载体,制备一种不产生底泥的壳聚糖/浮石浮上式复合除藻材料,以铜绿微囊藻为受试对象,研究了物料配比、投加量、藻悬液pH、反应时间等因素对其絮凝除藻性能的影响,对复合除藻材料的表面形貌及成分进行了SEM和XRF表征,并通过Zeta电位方法探讨了该材料的除藻机制.结果表明:其最佳制备和使用条件为:壳聚糖/浮石配比为10:1,当藻悬液pH为7,100 mL藻悬液中投加复合除藻材料6 g,反应时间180 min时,复合材料对浊度(NTU)去除率最高为94％,对叶绿素Chlorophyll a(Chl-a)的去除率可达98％;其性能优良的原因在于,该材料的表面凹凸不平,表面积大,且其Zeta电位为正值,极易与带负电的藻发生吸附絮凝和电荷中和,使藻细胞不断聚集形成大絮体,表现出良好的除藻效果.

以粉煤灰、活性污泥、牡蛎壳等固体废弃物为基础原料(FDO),掺入活性白土或绿沸石等无机矿物材料,采用高温煅烧法制得了2种类芬顿复合材料(SFM),分别记作活性白土型(CAC/FDO)、绿沸石型(CGZ/FDO).使用扫描电镜(SEM)和X射线荧光光谱(XRF)对其进行表征,并对比研究它们对垃圾渗滤液的处理效果.结果表明:CAC/FDO的最佳制备条件为FDO:活性白土(质量比,下同)=5:5,400℃煅烧120 min;CGZ/FDO的最佳制备条件为FDO:绿沸石=2:8,450℃下煅烧100 min.CAC/FDO、CGZ/FDO对应的最佳水处理条件:SFM的投加量分别为1.0、2.5 g,H2 O2的投加量分别为0.2、1.5 mL,pH均为3.5和6.5.处理垃圾渗滤液时,CAC/FDO+H2O2、CGZ/FDO+H2O2和传统芬顿法(FeSO4+H2O2)对化学需氧量(COD)的去除率分别为92.31％、87.47％、79.16％,对氨氮的去除率分别为78.51％、85.49％、76.30％,CGZ/FDO+H2 O2、CAC/FDO+H2 O2对垃圾渗滤液的处理效果均优于传统芬顿法.

为实现废弃物资源化及去除废水中污染物,将粉煤灰、干化污泥、牡蛎壳等3种原料按照一定比例混合为基础原料(FDO),掺入2种膨润土基无机矿物材料,制得具有去除氨氮(NH4+-N)和高锰酸盐指数(IMn)双重功能的2种新型类芬顿复合材料(SFM),分别记作活性白土型(ATC/FDO)、膨润土型(BT/FDO).使用SEM和BET对SFM的表面形貌、孔径结构进行了表征,对比研究了2种SFM在类芬顿体系下对废水中的IMn和NH4+-N的吸附去除效果,并采用动力学和吸附等温模型分析其吸附特性.结果表明,ATC/FDO对IMn和NH4+-N的去除效果优于BT/FDO,处理5天后,相应的去除率分别高达95.76％和99.65％;ATC/FDO最优制备条件是:FDO:ATC的质量比为5:5,煅烧温度400℃,煅烧时间120 min;最佳使用条件是:20℃、pH=6.5,ATC/FDO:H2O2用量比为5 g/L:1 mL/L.2种SFM对NH4+-N的吸附过程均符合准二级动力学,且符合Freundlich吸附等温方程.研究结果能为废弃物的资源化利用和水处理领域提供新技术和新材料.

与人类生活密切相关的小微水体,不断地受到人类活动的干扰,使其黑臭现象日趋严重,已成为河湖库等水体的污染来源和死角.而现有的修复和治理技术存在着各自不同的技术弊端和技术瓶颈,使其处理效果不能持续,治标不治本,常规的市政污水处理工艺也难用于此.综述了黑臭小微水体的物理、化学和生物等技术和综合治理技术的研究现状,并对黑臭小微水体治理新技术及其发展趋势进行了展望,以期为各地正在开展的黑臭小微水体的综合整治提供有意义的参考.

第一代潜水式生态介质箱(装置组)能修复深层黑臭水体,但其对下层水体溶解氧的增加能力有限.本文在现有第一代生态介质箱的基础上增设水下深层化学增氧器并更换环境矿物基质,视为第二代生态介质箱(联合组),分别以未经任何处理的水样(空白组)、将沉水植物种植在底泥上(苦草组)作为对照,比较了联合组、装置组、苦草组修复黑臭水体的效果,及其对苦草生长生理的影响.结果表明,装置组和联合组的各项水质指标远优于空白组和苦草组,联合组的DO含量略低于装置组,两组的CODMn去除率无明显差异,而联合组的TN、NH4+-N和TP的去除效果均优于装置组,说明装置组内更换的环境矿物材料和深层化学增氧器有利于水体的净化;此外,以苦草组里的苦草长势最佳,但装置组、联合组、苦草组里的苦草均无叶片发黄和死亡现象发生,其中联合组中苦草的叶绿素a+b和丙二醛(MDA)含量略高于装置组中的,而质膜透性则无明显差异,说明矿物基质和增氧器的更换对苦草的生长影响不大.综上所述,尽管联合组和装置组中的矿物基质对苦草有胁迫作用,但不影响苦草的正常生长,反而有利于水体修复效果的提升,且联合组克服了装置组能耗高、扰动大、水体深层增氧效果差等缺点.以上研究结果可为潜水式生态介质箱的优化及黑臭水体的深层修复等提供技术支持.

以隔油池为基础,融入生物接触氧化工艺,设计了一体式隔油-生物滤池装置,用于处理餐饮废水.结果表明,当O区DO为3～4 mg/L,水温为20～28℃,最佳HRT为8 h,此时餐饮废水中的油脂、COD和SS去除率分别达到98.14％、91.57％和93.71％,出水优于《污水排入城镇下水道水质标准》控制项目限值B级即纳管排放标准.除此以外,装置中粗滤室对油脂的去除贡献率占整个系统中油脂总去除率的55.55％,A区对COD的去除贡献率占整个系统中COD总去除率的62.02％,对SS的去除贡献率占整个系统中SS总去除率的50.81％;该装置内填料单位COD污泥产率(以MLSS计)为0.028 g/g,低于传统工艺的污泥产率系数,污泥减量效果显著;该装置还具有脱氮除磷功能,最佳条件下,其对NH3-N、TN和TP的平均去除率分别为80.03％、67.22％和60.87％.

脲酶活性的抑制剂调控技术是提高尿素利用率最有效的生物化学方法之一.采用分步合成法在室温下合成一种含有Schiff碱的Cooper(Ⅱ)配合物型脲酶抑制剂(C15H14N302SClCu,简称FTU1),利用熔点仪、红外光谱仪、同步热差分析仪进行表征,比较FTUI与市售常用的第2类脲酶抑制剂(乙酰氧肟酸,简称AHA)的抑制脲酶活性,探讨FTUI对脲酶活性和土壤微生物多样性的影响,揭示其微生物效应.结果表明:FTUI抑制脲酶的活性比AHA高,在FTUI为尿素用量的0.1％～1.0％范围内就可高效抑制土壤脲酶活性,且抑制作用随浓度增大而增强,1.0％时达到最高抑制率71.20％;FTUI对土壤细菌、放线菌和真菌的生长都具有一定的促进作用,最高增长率分别达到60.30％、71.70％和1 592.85％,对土壤真菌的影响更为敏感.FTUI对刀豆脲酶和土壤脲酶有良好的抑制作用,且能促进土壤微生物的生长,浓度为1.0％时效果最显著.

为了得到一种新型脲酶抑制剂,以5-氯水杨醛和2-氨甲基哌啶合成Schiff碱配体,再与硝酸铜反应合成了一种Schiff碱Cu(Ⅱ)配合物.分别采用元素分析,单晶衍射、红外光谱测试技术对其进行表征,采用热重分析法探讨其对热稳定性,采用酚红法测定该配合物抑制脲酶活性的大小,采用Lineweaver-Burk模型研究其抑制脲酶的动力学机理,通过分子对接技术探讨配合物与脲酶的作用方式,并对其抑制机理进行分析.结果表明,目标配合物属于单斜晶系,P21/n空间群,四方形结构,它通过氢键、疏水键与脲酶形成稳定的结合模式;抑制脲酶活性的机制属于竞争性和非竞争性混合型抑制机制,其竞争性抑制作用大于非竞争性抑制作用.配合物对刀豆脲酶的IC50为10.03μmol·L-1,远低于常规脲酶抑制剂(45.06μmol·L-1),从理论上解释了体外抑制脲酶活性的实验结果.

机械增氧作为一种常规增氧技术曾得到广泛应用,但其能耗高、扰动大、影响水运和自然美观,且对水下增氧能力有限.为了提高水下溶解氧(DO)水平,本文利用自行设计的一种兼有脱氮除磷作用的便捷式水下化学增氧器来探讨其最优增氧条件,并对比了水下化学增氧器(装置组)、机械增氧曝气机(曝气组)和未增氧水体(空白组)的水质情况.结果表明:装置组在30％H2O2、25 g Na2CO3、放置深度为60 cm、增氧器中混合矿物材料质量为2.4 kg的最优条件下,对受试水体经过18 d的处理,水下溶解氧(DO)能维持在3 mg·L?1左右,对受试水体中的总氮(TN)、总磷(TP)、氨氮(?-N)和高锰酸盐指数的去除率分别为55.86％、71.45％、61.70％和82.04％,表现出较好的净水效果.但装置组的DO浓度低于曝气组,这可能与最优条件下控制了液体增氧剂的滴速,以延缓DO的释放速度,提高O2利用率,减少对土著微生物的扰动破坏有关.本研究为充分发挥水下化学增氧器的增氧作用,为黑臭水体的修复实践提供了一种新技术和新装备.

目前,含藻水体中藻类的常用处理方法有化学法、物理法以及生物法.化学法能够快速杀藻,但对水环境的毒副作用及藻毒素释放限制了其在自然水体中的应用;物理法一般只适用于小范围藻类水体的控制,效率较低且无法从根本上解决藻类污染;生物法虽然能够达到控制藻类生长的目的 ,但周期较长,不适于突发性水华的治理.因此选用切实可行的除藻新技术对于藻华去除及富营养化水体的治理至关重要.综述了几种除藻技术的应用现状及优缺点,指出了未来除藻技术的发展方向.

研究不同浓度第四类新型Schiff碱配合物型脲酶抑制剂对油菜生长及其对土壤氮素转化的影响,旨在为此类新型脲酶抑制剂在农业上的推广应用提供依据。采用室外盆栽方法,比较新型脲酶抑制剂（SU）和市售脲酶抑制剂乙酰氧肟酸（AHA）对油菜产量、品质、生长状况、氮素吸收利用和土壤表观硝化率等指标的影响。结果表明:SU和AHA均能提高油菜产量,提高油菜品质指标和养分指标,其中SU对油菜增产和养分增效的效果比AHA明显;SU平均提高油菜产量28.0%,显著降低油菜硝酸盐含量28.8%～50.8%,同时促进油菜对氮、磷的吸收,使氮肥利用率平均提高68.0%,在一定程度也能降低土壤表观硝化率,平均降低35.2%。不同浓度新型抑制剂处理的油菜指标和抑制尿素水解效果不同,表现为低中浓度的抑制剂对油菜增产和养分增效效果优于高浓度,其中抑制剂用量为纯氮施入量的1%时对尿素水解抑制的效果最好,因此施入纯氮量的1%为此类抑制剂的最佳用量。

The widespread presence of urease in agricultural settings places enormous pressure on the soil environment. Urease inhibitors have been used as promising biochemical methods in reducing urease efficiency to ensure food security and agricultural sustainability. Compared with metal salts, organic products and plant extracts, complex-type urease inhibitors are low toxic, highly inhibitory and stable.They have become a hot topic of research for domestic and foreign scholars. This article reviews the status of research into complex-type urease inhibitors, expounds their dynamic and thermodynamic mechanisms and summarizes the mechanistic research carried out to date. Some prospects for and disadvantages of using complex-type urease inhibitors have been proposed.

[目的]研究第四类脲酶抑制剂对土壤微生物的影响,揭示此类脲酶抑制剂的微生物学效应,为农业生产中施用含Schiff碱配合物型脲酶抑制剂缓控释尿素的安全性评价提供理论依据.[方法]采用室内恒温恒湿培养的方法,测定在不同浓度(按尿素施用量的0.1％,0.5％,1％)新型Schiff碱铜配合物型脲酶抑制剂作用下土壤脲酶活性以及土壤细菌、真菌和放线菌微生物量指标.[结果]①当抑制剂施用浓度为0.1％和0.5％时对土壤脲酶活性影响不显著,当施用浓度为1％时,对土壤脲酶活性抑制效果最好,最大抑制率达40.8％,起到了适度调控的目的;②土壤细菌、真菌和放线菌对尿素水解的敏感程度不同,其中放线菌和真菌比较敏感,尿素水解对其最大抑制率分别为46.4％和89.7％.与此相反,尿素的水解反而会促进细菌生长,最大促进率达83.6％;③第四类脲酶抑制能够促进土壤细菌、放线菌和真菌的生长,其对细菌、放线菌和真菌的最大促进率分别为86.2％,31.9％和83.6％.因此第四类脲酶抑制剂对土壤放线菌生长的促进作用较小,对土壤细菌和真菌生长的促进作用较大.[结论]第四类脲酶抑制剂对土壤脲酶活性有很好地抑制作用且能促进土壤细菌、真菌和放线菌的生长,施用抑制剂浓度为1％时效果最显著,即1％为其最佳用量.

Four kinds of Schiff base Cu(II) complexes (the fourth type of novel urease inhibition) were synthesized by the coordination of transition metal Cu(II) ions with aldehyde amine type Schiff base ligands, they were aqua-(5-methoxy-2-(((pyridin-2-yl)methyl)imino)methyl)phenolato-N,N',O)-(nitrato-O)-copper(II) (1), catena-[(mu 2-Isothiocyanato-N,S)-(4-chloro-2-(((Pyridin-2-yl)methylimino)methyl)phenolato-N,N',O)-copper(II)methanol solvate] (2), di-mu-bromobis[1-({[2-(piperidin-1-yl)ethyl]imin o}methyl)naphthalen-2-olato]-di-copper (II)(3) and tetrakis(m-bromo)-bis(m-4-chloro-2-((2-(piper idin-1-yl)ethyl)carbonoimidoyl)phenolato)-tri-copper(II) (4), respectively. The structural characterization of four complexes was performed by Infrared spectrum, Thermogravimetric analysis and X-ray diffraction. The inhibitory effect of complexes on Jack bean urease was studied by phenol red method, the kinetic mechanism of complexes inhibition of urease was investigated by Lineweaver-Burk plot of reciprocal, and the interaction mechanism between complex and urease was discussed by molecular docking. The results showed that IC50 values of four complexes inhibit Jack bean urease are 5.36 mu M, 8.01 mu M, 2.25 mu M and 1.00 mu M, respectively, which are much lower than that of the acetohydroxamic acid (27.7 mu M) coassayed as a standard urease inhibitor. It has a strong urease inhibitory activity and is a promising urease inhibitor. The inhibitory mechanism of complex 1 and complex 2 on the Jack bean urease belonged to mixed-type inhibition, and the complex 3 and complex 4 is anti-competitive inhibition. Molecular simulation docking calculations show that complexes 3, 4 can form a more stable urease inhibition binding model than complexes 1 and 2 through salt bridges with amino acids, which also theoretically explains the results of experiments on inhibition of urease activity in vitro.