周丹丹
- 作品数：25 被引量：195H指数：9
- 供职机构：昆明理工大学环境科学与工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金云南省教育厅科学研究基金云南省应用基础研究基金更多>>
- 相关领域：环境科学与工程农业科学理学化学工程更多>>
- 生物炭对土壤硝化反硝化微生物群落的影响研究进展被引量：13
- 2018年
- 生物炭因具有发达的孔隙结构、丰富的表面官能团和无机矿物等特性,在控制农业面源污染和温室气体排放方面有着良好的应用前景.生物炭对氮循环微生物群落特征的影响是生物炭能否有效控制面源污染和改良土壤的核心问题.围绕生物炭对土壤氮循环微生物群落特征的影响,从生物炭的多元性、添加量和环境条件3个方面综述生物炭对土壤硝化和反硝化微生物的影响研究进展.高温热解生物炭对土壤氮循环微生物的积极作用要比低温热解生物炭效果好;生物炭原料来源、添加量对土壤氮循环微生物群落的影响存在较大差异;添加有机肥料要比常规化肥更能提高氮循环微生物碳源的利用能力及其活性;环境中的污染物如多环芳烃（PAHs）、酚类化合物（PHCs）和重金属等的存在不利于氮循环微生物的生存.随着分子生物技术的进步,未来应结合多种分子生态学技术和稳定同位素探针技术等手段研究生物炭对土壤氮循环微生物的影响机制,生物炭热解温度和添加量对土壤氮循环微生物的影响不容忽视,在长期的田间试验中应注意老化生物炭对污染物和氮循环微生物的影响.
- 张军周丹丹吴敏储刚常兆峰李芳芳李顺有
- 关键词：生物炭硝化作用反硝化作用硝化细菌反硝化细菌
- 响应面法优化美人蕉净化硝态氮条件的研究
- 2024年
- 研究旨在优化人工湿地中美人蕉净化硝态氮的最佳组合条件。该研究采用单因素实验考察湿地系统中甲醇浓度(A)、硝酸盐浓度(B)及处理时间(C)对美人蕉吸收硝态氮的影响,在此基础上,利用Design-Expert软件并采用CCD设计三因素五水平的响应面分析法,对美人蕉净化硝态氮条件进行优化。研究表明当甲醇预处理浓度为2.75mM,预处理时间4 h,硝酸根离子浓度为38mg/L时,美人蕉吸收硝酸根离子的效率可达最大,最大吸收效率为0.062mg/(L·g)FW。在实际应用中,可依据试验结果对种植美人蕉的湿地系统施用甲醇,调整系统中硝态氮的浓度,以促进美人蕉对湿地系统中硝态氮的吸收。
- 吴文卫吴文卫周丹丹
- 关键词：美人蕉甲醇人工湿地硝态氮响应面法
- 生物炭中可溶性组分对其吸附镉的影响被引量：4
- 2022年
- 为研究生物炭中可溶性组分对生物炭吸附重金属的影响,以玉米秸秆和松木屑为原材料,采用限氧升温炭化法,分别于200、400和600℃下制备生物炭,并通过批量吸附实验研究生物炭对镉的吸附特性及去除可溶性组分对其吸附Cd^(2+)的影响。研究结果表明,随热解温度升高,生物炭的碳化程度增加,pH值增大,比表面积逐渐增大,含氧官能团数量减少,矿物组分不断富集,溶解性矿物离子K^(+)、Ca^(2+)、Mg^(2+)和PO_(4)^(3−)含量降低;去除可溶性组分后生物炭的pH值下降,溶解性矿物离子含量明显降低。LM模型更适合于对松木生物炭和200、400℃下制备的玉米秸秆生物炭吸附Cd^(2+)的数据进行拟合,而FM模型更适合于拟合600℃下制备的玉米秸秆生物炭对Cd^(2+)的吸附数据。玉米秸秆生物炭对Cd^(2+)的吸附量(29.58—12.21 mg·g^(−1))高于松木生物炭(1.72—4.14 mg·g^(−1)),这与玉米秸秆生物炭中的矿物组分含量明显高于松木生物炭,从而有利于发生共沉淀和离子交换作用有关。去除可溶性组分后,玉米秸秆和松木生物炭对Cd^(2+)的吸附量分别降低25%—42%和15%—40%。共沉淀和离子交换作用是低温生物炭(≤400℃)吸附Cd^(2+)的主要机制;而高温生物炭(>400℃)吸附Cd^(2+)的主要机制是阳离子–π作用。溶解性矿物离子的含量降低使得Cd^(2+)与生物炭之间的共沉淀和离子交换作用减弱,从而降低生物炭对Cd^(2+)的吸附量。研究结果有助于认识可溶性组分在生物炭对重金属吸附机制中的作用,也将为生物炭在土壤修复中的应用提供科学参考。
- 赵超凡周丹丹孙建财钱坤鹏李芳芳
- 关键词：生物炭镉水洗矿物组分
- 生物炭中溶解性有机质与Cu(Ⅱ)的络合机制研究被引量：2
- 2021年
- 生物炭是废弃生物质在厌氧条件下热解产生的固体产物,因其具有多孔、含氧官能团、比表面积较大及矿物质较为丰富等优点而在重金属污染土壤修复方面具有良好的应用前景。生物炭对重金属迁移性的影响因素有重金属特性、生物炭固体颗粒及其所含溶解性有机质(DOM)的特性。生物炭进入环境后,生物炭中的DOM易随环境介质发生迁移转化且DOM含有较丰富的含氧官能团,其与重金属的相互作用对重金属的迁移转化有重要影响。然而,生物炭DOM的特性受生物炭母质来源和热解温度的影响,不同源生物炭中DOM与重金属相互作用机制尚不明确。因此,深入研究生物炭DOM与重金属之间的相互作用机制对评估生物炭对重金属的迁移影响至关重要。本研究采用多种光谱技术,探讨了生物炭中DOM的组成及其与Cu(Ⅱ)的络合特性。结果表明,SUVA_(254) DOM和SUVA_(260) DOM属于芳香性很低的亲水性材料,且玉米秸秆生物炭DOM(MDOM)浓度高于松木生物炭DOM(PDOM)浓度;三维荧光光谱鉴定出DOM主要由类腐殖酸和类富里酸构成;与PDOM相比,MDOM中含有更多的荧光物质(类富里酸和类腐殖酸),为其与Cu(Ⅱ)的络合提供了结合位点,因此其络合稳定常数高于PDOM;^(1)H-NMR证明DOM中酚羟基官能团与Cu(Ⅱ)发生了明显的络合作用。本研究将为生物炭作为功能性材料在环境修复中的应用提供筛选依据以减低其环境风险。
- 张军王薇储刚储刚赵婧周丹丹李芳芳
- 关键词：生物炭荧光淬灭
- 小分子有机酸对生物炭吸附Cu(Ⅱ)的影响被引量：4
- 2016年
- 采用室内实验方法,研究了两种低分子有机酸(草酸和柠檬酸)对生物炭(热解温度200、300、400、500℃)吸附Cu(Ⅱ)的影响。结果表明:柠檬酸浓度在10 mg·L^(-1)以下时,其在生物炭表面的吸附为Cu(Ⅱ)提供了更多的吸附位点,从而促进了Cu(Ⅱ)吸附;柠檬酸浓度增大以后,堵塞生物炭的内部孔隙,从而抑制了Cu(Ⅱ)在生物炭上的吸附。草酸浓度在0.5~50 mg·L^(-1)范围内,对生物炭吸附Cu(Ⅱ)始终为抑制作用,这与液相中的草酸与Cu(Ⅱ)的强络合、固相吸附的草酸竞争Cu(Ⅱ)吸附位点(比如占据含氧官能团、生物炭内部孔隙)有关。
- 周丹丹梁妮李浩张迪吴敏潘波
- 关键词：生物炭草酸柠檬酸
- 氧氟沙星和诺氟沙星在磷酸改性生物炭上的等温吸附行为被引量：9
- 2018年
- 本研究考察了不同制备温度下(200℃、350℃、500℃、650℃),磷酸改性前后生物炭的理化性质,及其对氧氟沙星(OFL)和诺氟沙星(NOR)的等温吸附行为.采用N2物理吸附、扫描电镜、热重及元素分析等表征,对离子型抗生素在磷酸改性的生物炭上的等温吸附行为进行了研究.结果表明,随着制备温度的增加,改性生物炭的总孔体积不断增大,孔隙结构广泛形成,比表面积急剧增加.磷酸改性有助于提高生物炭的产率以及保留生物炭的极性官能团.OFL和NOR在改性生物炭上的吸附显著高于原始生物炭,且350℃下制备的改性生物炭具有最大吸附量,其吸附机制归因于吸附剂的大比表面积和孔隙填充作用.由于孔隙的利用率降低和炭的疏水性增强,OFL和NOR在更高温度改性生物炭上的吸附量逐渐降低.因此,在处理以上两种污染物时,350℃可作为磷酸改性生物炭的最佳裂解温度,且有利于减少能耗,节约资源.
- 储刚赵婧刘洋吴敏周丹丹李燕燕
- 关键词：磷酸孔隙结构氧氟沙星诺氟沙星
- 安徽省农业面源污染现状及防治对策被引量：11
- 2019年
- 以安徽省为例,利用2017年农业统计数据对安徽省农药、化肥及农膜使用和秸秆与畜禽粪便产生量现状进行了分析,并对农村农业面源污染提出了防治措施,以期为我国类似地区开展农业面源污染防治提供参考依据。
- 陈小娇周丹丹赵海光
- 关键词：农业面源污染
- 植物根际分泌有机酸对生物炭吸附Pb(Ⅱ)的影响被引量：7
- 2019年
- 本研究采用室内模拟实验的方法,考察了生物炭(热解温度200,300,400,500℃)对Pb(Ⅱ)的吸附行为,并以草酸和柠檬酸为代表,探讨有机酸对生物炭吸附Pb(Ⅱ)的影响.结果表明:Langmuir模型较Freundlich模型更适合于对两类生物炭(花生壳生物炭、松木生物炭)吸附Pb(Ⅱ)的数据进行拟合,200℃制备的花生壳生物炭对Pb(Ⅱ)的吸附容量最大;生物炭吸附Pb(Ⅱ)的过程为自发过程,且花生壳生物炭强于松木生物炭,低温生物炭强于高温生物炭;柠檬酸浓度为2.60×10^(-2)mmol/L及草酸浓度为7.65×10^(-2)mmol/L以下时,其在生物炭表面的吸附为Pb(Ⅱ)提供了更多的吸附位点,从而促进了Pb(Ⅱ)吸附;有机酸浓度增大以后,占据生物炭的内部孔隙,竞争重金属吸附位点,从而抑制了Pb(Ⅱ)在生物炭上的吸附.本研究将为系统认识生物炭的环境效应提供重要的基础信息,有助于全面评估有机酸影响下生物炭在环境修复中的功能.
- 周丹丹屈芳舟吴敏储刚吴文卫
- 关键词：生物炭草酸
- 生物炭中溶解性有机质对污染物环境行为的影响被引量：10
- 2019年
- 生物炭的广阔应用前景吸引了研究者的广泛关注。生物炭中具有显著流动性的溶解性有机质(Biochar-derived dissolved organic matter,BDOM)作为一种高效的吸附载体,对污染物迁移的影响显著,是了解生物炭环境效应的关键。然而,原料来源及热解温度与BDOM的特性之间的关联性,以及BDOM与污染物相互作用的机制尚未明确。因此,文章通过综述原料及热解温度对BDOM特性的影响,以明确BDOM影响污染物环境行为机制的研究现状。有关研究表明:(1)生物质原料中木质素含量越高,BDOM C含量越高,官能团种类更加丰富,芳香性更强,而产率则越低;(2)随热解温度的升高,BDOM中C含量增加、芳香性增强,而产率及含氧官能团种类降低;(3)BDOM与疏水性有机污染物形成致密的类胶体结构,使疏水性有机污染物的溶解度提高,从而使疏水性有机污染物更容易被降解;(4)BDOM通过增加土壤中溶解性有机质的含量,从而形成新的吸附位点(如羧基官能团),以促进土壤对重金属或有机污染物的固持;(5)BDOM与重金属发生络合或氧化还原作用,影响重金属形态,从而改变土壤中重金属的毒性和生物有效性。该文可为全面评估生物炭在土壤污染修复应用中的功能提供参考。
- 周丹丹王薇张军张军杨迪
- 关键词：生物炭溶解性有机质有机污染物重金属
- 生物炭老化及其对重金属吸附的影响机制被引量：24
- 2019年
- 生物炭具有丰富含氧官能团、多孔结构、阳离子交换量、芳香性结构等使其对重金属具有良好的固持作用,进而在重金属污染土壤修复中具有良好的应用前景。生物炭施入土壤中在与土壤接触过程中受物理、化学和生物作用而发生老化现象,致使生物炭特性发生改变。本文综述了原料来源、热解温度和老化方法对老化生物炭特性的影响,以及老化生物炭对重金属吸附的影响机制。老化作用对生物炭特性的改变主要体现在灰分、表面元素组成、含氧官能团、pH、形貌特征、孔隙结构及比表面积。老化生物炭表面含氧官能团、负电荷和CEC含量增加会促进其对重金属的吸附;而比表面积和pH的降低、酚羟基和芳香醚含量增加以及羧基数量减少则抑制其对重金属的吸附。
- 吴文卫周丹丹
- 关键词：生物炭重金属
