一体式部分亚硝化-厌氧氨氧化工艺污泥膨胀发生和恢复过程中胞外聚合物变化特征

胞外聚合物（Extracellular Polymeric Substances， EPS）对污泥沉降具有重要作用.以一体式部分亚硝化-厌氧氨氧化工艺为对象，针对出现的污泥膨胀问题，通过停止投加乙酸钠、调整SRT和曝停比等措施控制了污泥膨胀，并考察整个过程中胞外聚合物变化特征.结果表明，阶段I~II（0~77 d），SVI升至215.86 mL?g^-1，TN去除率仍稳定在60.88%；阶段III（78~109 d），SVI维持在210.16 mL?g^-1，TN去除率下降至32.19%； 阶段IV（110~140 d），SVI下降至107.53 mL?g^-1，TN去除率也恢复至54.55%，AOB、NOB和ANAMMOX活性分别恢复至0.42、0.06、0.20 g?g^-1?d^-1.污泥膨胀得到控制以后，溶解性EPS （Solubility EPS， S-EPS）、溶解性蛋白（Solubility PN， S-PN）从243.15、213.25 mg?g^-1分别下降至110.97、49.52 mg?g^-1.三维荧光光谱分析表明，投加乙酸钠PN含量呈上升趋势，PS含量下降.PICRUSt2对蛋白质（PN）、多糖（PS）代谢分析也表明，停止投加乙酸钠以后，氨基酸代谢基因丰度降低，疏水性增强，PS更多地转为内源性有机物供微生物利用.     

基于QAR数据的中国民航飞行排放清单估计研究

近年来中国民用航空迅速发展，产生了大量的排放物，需要准确的排放清单来评估民航行业对环境的影响.针对现有的研究在估算精度与覆盖范围上存在的不足，本文利用了飞机QAR数据构建了估算单次飞行燃油消耗量与包括HC、CO、NOx、PM、SO2以及CO2在内的排放物生成量的方法，并采用自下而上的方法，对2018年1月—2021年11月在中国国内民航活动产生的排放物进行了统计.在估算时考虑了机型、起飞机场和降落机场对飞行各阶段持续时间的影响.从排放模式来看，不同机场的飞行在LTO阶段的平均排放量存在差异，总的来说，机场规模越大，单次飞行排放量越多，大多数排放物在CCD阶段排放且该阶段的排放量与飞行时间存在明显的线性关系.2018年和2019年的排放量保持了上升，CO2排放量分别为73.17 ×10⁶ t和76.85 ×10⁶ t，但自从2019年12月受到新冠疫情影响后，排放量与航班量随疫情控制情况波动，2020年和2021年1月—11月CO2排放量分别为61.51 ×10⁶ t和60.08 ×10⁶ t.为了探究新冠疫情对排放物的影响，采用差分整合移动平均自回归模型对无疫情时2019年12月之后的排放量进行了估计，结果表明新冠疫情爆发后，到2021年11月为止各种排放物的排放量减少了20%左右.     

磁改性羊粪衍生ZVI-生物炭的制备及其活化过一硫酸盐降解AO7特性研究

以羊粪为原料，制备磁改性羊粪衍生ZVI-生物炭复合材料 （SMF₈₀₀），通过BET、SEM、XRD、N₂吸附-脱附等温线等对其表面形貌及晶体结构进行表征，并采用序批实验考查活化剂和过一硫酸盐 （PMS） 投加量、温度、溶液初始pH、无机阴离子等因素对AO7降解效率影响.结果表明，SMF₈₀₀拥有高度石墨化及多孔结构，在最佳条件下 （PMS=0.8 g·L^-1、SMF₈₀₀=0.5 g·L^-1、AO7=20 mg·L^-1、T=25 ℃），40 min内AO7能被完全降解，在弱酸条件下有利于脱色，且活化剂经过3次循环使用后仍具有良好的活化效率.猝灭实验和XPS测试结果表明，自由基 （SO4- ?、·OH、O₂^·- ） 和非自由基途径 （¹O₂） 协同作用于AO7的降解，其中以Fe⁰还原PMS产生SO4- ?的自由基途径占主导地位，以Fe⁰诱导碳电子、生物炭表面含氧官能团 （C-OH 和COOH） 激活PMS产生¹O₂为辅，而SMF₈₀₀石墨化及大量的sp²-C结构为电子转移提供良好的场所.综上，本研究设计制备了一种新型的生物炭基ZVI活化剂，以期为有机废水高效、低成本的处理方法提供新的技术支撑，同时也为粪源资源化利用提供新的途径.     

外源Cd（Ⅱ）胁迫Alcaligenes faecalis过程中阴离子对 EPS产量及其特性的影响

微生物产生EPS受多种因素影响，其中重金属阳离子的作用较为明显，但其对应的阴离子的作用仍不明确.研究了SO₄^2-、NO₃^-和Cl^-对应的3种Cd（Ⅱ）化合物胁迫/诱导下Alcaligenes faecalis EPS的产量、组分变化及其吸附性能.结果表明，20 mg·L^-1 Cd（NO₃）₂的胁迫效果最为明显，EPS产量达到109.17 mg·g^-1，其中蛋白质含量达到89.46 mg·g^-1，较Control-EPS提高50%以上.在此条件下，Cd（NO₃）₂-EPS对Cd（Ⅱ）吸附量最高，达到300.20 mg·g^-1，较胁迫前增加41.83%.三维荧光（3D-EEM）、红外光谱（FTIR）和X射线光电子能谱（XPS）分析表明，胁迫后的EPS，尤其是Cd（NO₃）₂-EPS中C?O、C-O/C-N含量增幅明显，在吸附Cd（Ⅱ）中发挥了重要作用.实验结果表明，在Cd（NO₃）₂胁迫/诱导下，Alcaligenes faecalis可产生特异EPS，具有优异的吸附性能.本文为制备生物制剂以处理含重金属废水提供了重要理论指导.     

橡胶坝对河流沉积物氮转化功能基因丰度和营养盐的影响

沉积物氮转化功能微生物是河流脱氮和水体净化的重要生物因素.为探讨橡胶坝对沉积物氮转化功能基因丰度及氮营养盐的影响，本研究以沂河沂水城区蓄水段为研究对象，从橡胶坝前不同距离采集沉积物，利用实时荧光定量PCR（qPCR）方法研究了沉积物的反硝化功能基因（nirS、nirK、nosZ）、厌氧氨氧化功能基因（AMX）和反硝化型甲烷厌氧氧化功能基因（pmoA）的丰度及沉积物营养盐特征.结果表明：橡胶坝促进了沉积物中nirK、nirS、nosZ和pmoA基因的聚集，反硝化功能基因nirK、nirS、nosZ丰度在坝前120 ~330 m范围内较高；橡胶坝促进了沉积物NH4+、NO3-、TN、TP、TOC、有机质（OM）等营养盐的滞留，主要在120 ~360 m区域聚集，多元线性回归模型拟合度较高.相关分析表明，16S rRNA、nirK、nirS、nosZ、pmoA基因丰度与环境因子NH4+、NO3-、TN、OM、TOC、孔隙度呈正相关；PCA分析结果表明，随着沉积物环境因子主成分的增长，氮转化功能基因丰度主成分呈升高趋势.橡胶坝可促进沂河沉积物氮素等营养盐的滞留和氮转化功能微生物的聚集.     

塔克拉玛干沙漠和青藏高原地区沙尘气溶胶光学特性及其加热率的时空分布特征

沙尘不同的垂直分布对大气的加热作用不同，通过卫星观测结合数值模拟，可以更清楚地了解沙尘辐射加热作用，有利于理解沙尘对该地区大气热结构的影响机制.因此，本研究利用CALIPSO气溶胶产品和SBDART模式，分析了2007—2020年塔克拉玛干沙漠和青藏高原沙尘气溶胶及其短波加热率的时空分布特征.结果表明，塔克拉玛干沙漠和青藏高原的年平均沙尘气溶胶光学厚度（DAOD，532 nm）分别为0.300~0.350和0.086~0.108，平均值分别为0.328和0.097.塔克拉玛干沙漠季节平均DAOD的最大、最小值分别出现在春季和冬季，而青藏高原的 最大、最小值分别出现在夏季和秋季.塔克拉玛干沙漠和青藏高原的沙尘消光系数（σD）最大值分别出现在春季和夏季.2007—2020年，两地的σD在春季均呈增加趋势，而在秋季则呈减小趋势.春季和夏季的短波沙尘加热率（SW DHR）均大于其它两个季节，其中春季最大，塔克拉玛干沙漠上空冬季最弱，青藏高原上空秋季最弱.春夏季，青藏高原北坡存在较强沙尘加热层，其顶部高于5 km，其强度及高值区从春季到冬季 逐渐减小.从年变化来看，春季短波加热率呈加强趋势，秋季呈减弱趋势.柴达木盆地是青藏高原上空沙尘加热率（DHR）最高的区域，对高原沙尘输送和辐射加热有重要作用.     

高锰酸钾凝胶缓释剂的制备及其缓释去除水中三氯乙烯

本研究开发一种结合原位化学氧化和二氧化硅溶胶-凝胶的可控氧化剂释放技术，制备出一种高锰酸钾（KMnO₄）凝胶缓释剂（SRPG）.优化SPRG的制备条件和探究影响其在水中缓释效率的因素，并考察其对不同氯代烃的降解效果.结果表明：二氧化硅溶胶的质量分数、KMnO₄的含量及pH对SRPG凝胶化过程有显著的影响；提高缓释剂中KMnO₄的含量和降低二氧化硅溶胶质量分数，可有效提高SRPG中KMnO₄的释放速率，当KMnO₄质量分数为6.51‰，二氧化硅溶胶质量分数为40%，KMnO₄的释放符合拟一阶动力学，释放速率kobs=0.83 h^-1（R²=0.9750），且12 h后KMnO₄释放率为82.7%；SRPG可有效降解水中氯代烃污染物，其中对三氯乙烯（TCE）的去除效果最佳，反应24 h可去除水中98%的TCE.因此，SRPG在原位化学氧化修复土壤和地下水中氯代烃的实际工程中具有良好的应用前景.     

不同配比农业废物堆肥过程中堆肥的阴阳离子和大分子对种子发芽的影响

为揭示不同配比农业废物堆肥过程中阴阳离子和大分子对植物毒性的影响机理，开展了以鸡粪和猪粪为主料，稻草秸秆为辅料的条垛堆肥试验，设置的试验处理包括：等质量的鸡粪+稻草秸秆+包菜（1∶1∶1）处理（T1）、鸡粪+稻草秸秆（1∶1）处理（T2）、大量猪粪+少量稻草秸秆（85∶15）处理（T3）.测定了各处理的堆温、堆肥的水溶性无机阴阳离子和有机大分子变化，以及对大白菜（Brassica rapa L.）和水堇（Lepidium sativum. L.）种子发芽指数（Germination Index， GI）等指标变化的影响.试验结果表明，T3处理堆肥的高温（>55 ℃）持续期最长，杀灭病原微生物和杂草种子的能力最好，且其堆肥的Cl^-、SO42-、K⁺、Na⁺、Ca²⁺和Mg²⁺浓度最低；T2处理堆肥的NH4+ 浓度最低.T1和T2处理堆肥过程中堆肥的脂肪烃可转化为稳定的芳香烃.T3处理堆肥对大白菜和水堇的种子发芽指数大于80%.堆肥中抑制种子发芽的阴阳离子及大分子浓度分别为：Ca²⁺浓度>0.98 mmol·L^-1，Mg²⁺浓度>0.92 mmol·L^-1，NH4+浓度均>5.75 mmol·L^-1，芳香C/多糖比值>0.33，羧基C/多糖比值>0.30.堆肥中脂肪族大分子增加、多糖类大分子减少可抑制种子发芽.综上所述，猪粪与稻草秸秆的质量配比为85∶15、初始C/N比为25、初始水分含量为60%、 堆肥期周为35 d是条垛式堆肥处理猪粪和稻草秸秆的最佳工艺参数.大白菜比水堇种子更能准确反映农业废物堆肥的植物毒性.本研究可为优化不同畜禽粪便与农作物秸秆的条垛堆肥工艺参数、减少土地利用的风险提供重要的决策支持.     

Chemical and olfactive impacts of organic matters on odor emission patterns from the simulated construction and demolition waste landfills

The explosive increase of construction and demolition waste (CDW) caused the insufficient source separation and emergency disposal at domestic waste landfills in many developing countries. Some organic fractions were introduced to the CDW landfill process and resulted in serious odor pollution. To comprehensively explore the impacts of organic matters on odor emission patterns, five CDW landfills (OIL), with organic matters/ inert CDW components (O/I) from 5% to 30%, and the control group only with inert components (IL) or organics (OL) were simulated at the laboratory. The chemical and olfactive characters of odors were evaluated using the emission rate of 94 odorants content (ER_total), theory odor concentration (TOC_total), and e-nose concentration (ER_ENC), and their correlations with waste properties were also analyzed. It was found that the main contributors to ER_total (IL: 93.0% NH₃; OIL: 41.6% sulfides, 31.0% NH₃, 25.9% oxygenated compounds) and TOC total (IL: 64.1% CH₃SH, 28.2% NH₃; OIL: 71.7% CH₃SH, 24.8% H₂S) changed significantly. With the rise of O/I, ER_total, TOC_total, and ER_ENC increased by 10.9, 20.6, and 2.1 times, respectively. And the organics content in CDW should be less than 10% (i.e., DOC<101.3 mg/L). The good regressions between waste properties (DOC, DN, pH) and ${\mathrm{ER}}_{\stackrel{?}{\mathrm{ENC}}}$ (r=0.86, 0.86, -0.88, p<0.05), ${\mathrm{TOC}}_{\stackrel{?}{\mathrm{total}}}$ (r=0.82, 0.79, -0.82, p<0.05) implied that the carbon sources and acidic substances relating to organics degradation might result in that increase. Besides, the correlation analysis results (${\mathrm{ER}}_{\stackrel{?}{\mathrm{ENC}}}$ vs. ${\mathrm{TOC}}_{\stackrel{?}{\mathrm{total}}}$, r=0.96, p<0.01; vs. ${\mathrm{ER}}_{\stackrel{?}{\mathrm{total}}}$, r=0.86, p<0.05) indicated that e-nose perhaps was a reliable odor continuous monitoring tool for CDW landfills.     

Competitive role of nitrogen functionalities of N doped GO and sensitizing effect of Bi2O3 QDs on TiO2 for water remediation

The promising solar irradiated photocatalyst by pairing of bismuth oxide quantum dots (BQDs) doped TiO₂ with nitrogen doped graphene oxide (NGO) nanocomposite (NGO/BQDs-TiO₂) was fabricated. It was used for degradation of organic pollutants like 2,4-dichlorophenol (2,4-DCP) and stable dyes, i.e. Rhodamine B and Congo Red. X-ray diffraction (XRD) profile of NGO showed reduction in oxygenic functional groups and restoring of graphitic crystal structure. The characteristic diffraction peaks of TiO₂ and its composites showed crystalline anatase TiO₂. Morphological images represent spherical shaped TiO₂ evenly covered with BQDs spread on NGO sheet. The surface linkages of $\text{NO}?\mathrm{O}?\text{Ti}$, $\mathrm{C}?\mathrm{O}?\text{Ti}$, $\mathrm{B}\mathrm{i}?\mathrm{O}?\text{Ti}$ and vibrational modes are observed by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and Raman studies. BQDs and NGO modified TiO₂ results into red shifting in visible region as studied in diffused reflectance spectroscopy (DRS). NGO and BQDs in TiO₂ are linked with defect centers which reduced the recombination of free charge carriers by quenching of photoluminescence (PL) intensities. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) shows that no peak related to $\mathrm{C}?\mathrm{O}$ in NGO/BQDs-TiO₂ is observed. This indicated that doping of nitrogen into GO has reduced some oxygen functional groups. Nitrogen functionalities in NGO and photosensitizing effect of BQDs in ternary composite have improved photocatalytic activity against organic pollutants. Intermediate byproducts during photo degradation process of 2,4-DCP were studied through high performance liquid chromatography (HPLC). Study of radical scavengers indicated that ${\mathrm{O}}_2^{·?}$ has significant role for degradation of 2,4-DCP. Our investigations propose that fabricated nanohybrid architecture has potential for degradation of environmental pollutions.     

Enhanced phosphate removal using zirconium hydroxide encapsulated in quaternized cellulose

Zirconium-based materials are efficient adsorbent for aqueous phosphate removal. However, current zirconium-based materials still show unsatisfied performance on adsorption capacity and selectivity. Here, we demonstrate a zirconium hydroxide encapsulated in quaternized cellulose (QC–Zr) for the selective phosphate removal. Zirconium hydroxide nanoparticles were simultaneously generated in situ with the QC framework and firmly anchored in the three-dimensional (3D) cross-linked cellulose chains. The maximum P adsorption capacity of QC–Zr was 83.6 mg P/g. Furthermore, the QC–Zr shows high P adsorption performance in a wide pH range, generally due to the electrostatic effects of quaternized cellulose. The enhanced adsorption of P was also achieved in the presence of competing anions (including Cl^?, NO₃^?, ${\text{SO}}_4^{2?}$, ${\text{SO}}_4^{\mathrm{4}?}$) and humic acid (HA) even at a molar ratio up to 20 levels. The column adsorption capacity of QC–Zr reached 4000 bed volumes (BV) at EBCT = 0.5 min as the P concentration decreased from 2.5 to 0.5 mg/L. Mechanism study revealed that both –N⁺(CH₃)₃ groups and zirconium hydroxide were involved in phosphate adsorption via electrostatic interactions between –N⁺(CH₃)₃ and phosphate, and the formation of zirconium hydrogen phosphate (Zr(HPO₄)x). The ³¹P nuclear magnetic resonance (NMR) study implied that P surface–precipitated and inner–sphere complexed with zirconium hydroxide at a ratio of 3:1.     

产脲酶菌株Sporosarcina ureilytica ML-2诱导方解石沉淀矿化Pb（II）、Cd（II）和Cr（VI）研究

微生物诱导方解石沉淀（MICP）作为一种新兴的重金属生物治理技术已逐渐成为研究热点.基于脲酶作为MICP反应的核心驱动力,本研究筛选获得1株拥有致密胞外聚合物,且产脲酶活性和菌体Zeta电位强于产脲酶代表性菌株Sporosarcina pasteurii的MICP功能菌株Sporosarcina ureilytica ML-2.在生物矿化50 mg·L^-1 Pb（II）、Cd（II）和Cr（VI）离子实验中,Cd（II）较Pb（II）和Cr（VI）对菌株ML-2产脲酶代谢活性存在显著性抑制（p<0.01）,实验组仅24 h和48 h即可去除全部的Pb（II）和Cd（II）,而96 h时仅能去除约12.14%的Cr（VI）.生物沉淀SEM形貌显示不同类型重金属可通过影响生物矿化过程无机晶体成核生长方向,从而改变沉淀形貌;EDS表征证实菌株ML-2可通过诱导方解石沉淀有效固定Pb（II）和Cd（II）,而对Cr（VI）无法实现有效固定;FTIR表征则证实羧基、羟基、胺基和烷基等功能基团共同参与重金属的矿化固定.结合天然方解石吸附初始浓度为200 mg·L^-1的Pb（II）、Cd（II）和Cr（VI）离子实验及对应沉淀的XRD图谱,再一次证实Pb（II）以方解石钙位点替代形式被矿化成白铅矿（PbCO₃）,Cd（II）的目标矿化产物菱镉矿（CdCO₃）可能因质量分数过低等原因虽未被检出,但依然实现了高效固定,并再次确认MICP无法有效固定Cr（VI）.最后,MICP矿化固定Pb（II）和Cd（II）污染的过程模型被构建,将为后续的扩大应用提供理论指导.     

Pb（II）对好氧颗粒污泥系统的生物效应及其迁移转化机制

Pb（II）会随工业的应用而残留在各类水体中,对人类和水生态构成潜在风险.以好氧颗粒污泥（Aerobic Granular Sludge, AGS）为接种污泥,在序批式反应器中研究Pb（II）对AGS的生物毒性及其迁移转化特性,同时探讨AGS对Pb（II）的吸附行为与机制.结果表明,Pb（II）会破坏AGS的三维结构,致使污泥生物量下降和沉降性能恶化.同时促进微生物分泌胞外聚合物（Extracellular Polymeric Substances, EPS）,但由于污泥内部孔道堵塞使得微生物以EPS为碳源,且Pb（II）的持续毒性超过EPS保护阈值,最终导致EPS含量由对照组的（295.90±6.22） mg·g^-1 最低降至（217.23±7.35） mg·g^-1.在20 mg·L^-1 Pb（II）的长期暴露下,AGS同步硝化反硝化作用明显削弱,导致TN去除率由对照组的97.15%大幅下降至70.04%.高通量结果表明,Exiguobacterium和Candidatus_Competibacter菌属在高浓度Pb（II）的胁迫下成为优势菌属,而与脱氮相关的Pseudomonas菌群相对丰度锐减至6.87%.此外,当Pb（II）进水浓度为1 mg·L^-1时,AGS可对其实现99.15%的高效去除.整个过程的吸附动力学可以用准二级模型充分解释,且由多种扩散机制调控.使用Freundlich等温线模型可以较好地描述Pb（II）的吸附,Temkin模型也进一步证实化学吸附可在去除过程中起主导作用.结合扫描电子显微镜、X射线能谱仪和红外光谱表征结果,确定AGS对Pb（II）的吸附机制是以表面络合和沉淀反应为关键途径,并伴有离子交换和静电吸附.     

木质纤维素/火山灰基地聚合物表征及对Pb（II）的吸附性能

地聚合物（Geopolymer,简称GP）是一种具有三维立体网状结构的无机聚合物,对重金属有良好的吸附性能.以火山灰掺杂木质纤维素为原料制备了木质纤维素/火山灰基地聚合物,考察了投加量、pH、时间、温度和初始离子浓度等因素对掺杂木质纤维素前后的GP吸附Pb（II）的影响,通过对比说明掺杂对吸附性能的提升作用.结果表明,在55 ℃,pH=5、投加量为0.6 g·L^-1、Pb（II）初始浓度为400 mg·L^-1时,掺杂木质纤维素得到的GP（简称L-GP）对Pb（II）最大吸附量可达460.83 mg·g^-1,远优于仅用火山灰所得的GP的223.21 mg·g^-1.两种GP对Pb（II）的吸附均很好地符合二级动力学规律和Langmuir方程,且反应过程都是熵增吸热的过程.通过XRD等分析表明,木质纤维素掺杂火山灰作为原料而制备所得的复合材料保留了GP的结构特点,而且能够利用木质纤维素上丰富的官能团从而提升GP的吸附量,是一种优良高效的吸附剂.本文对利用火山灰和木质纤维素制备高性能GP及其潜在应用具有重要指导意义.     

硫脲修饰超高交联聚苯乙烯树脂吸附Cr（Ⅵ）

以氯甲基聚苯乙烯树脂（CMPS）为前体,经后交联反应合成超高交联树脂（J-2）,再经硫脲胺基改性得到硫脲修饰超高交联聚苯乙烯树脂（TU-PS）.通过BET、FTIR等对树脂结构进行表征,并考察了pH、吸附温度、接触时间等因素对TU-PS改性树脂吸附Cr（Ⅵ）性能的影响.结果表明,改性树脂（TU-PS）对Cr（Ⅵ）吸附的最佳条件为：Cr（Ⅵ）初始浓度为500 mg·L^-1、初始pH值为2、树脂用量为2.5 g·L^-1、吸附温度为45 ℃、吸附时间为6 h.在此最佳条件下,TU-PS树脂对Cr（Ⅵ）的最大吸附量为140.00 mg·g^-1,去除率为70.18%.吸附过程符合Langmuir等温吸附模型和 准二级动力学模型,吸附过程以单分子层化学吸附为主.TU-PS树脂对Cr（Ⅵ）的吸附是静电吸附和化学吸附共同作用的结果.     

CTAB改性地聚合物同时去除Cu(II)和Cr(VI)

地聚合物（Geopolymer,简称GP）是由含硅铝酸盐的偏高岭土（Metakaolin,简称MK）或固体废料（如粉煤灰）经碱性激活制备的立体网状结构无机聚合物,对大部分重金属阳离子有良好的吸附作用,但对以阴离子形态存在的重金属吸附效果很差.本研究以偏高岭土为主要原料制备GP,同时用CTAB进行改性,研究其化学组成变化及对典型以阴、阳离子形态存在的重金属Cr（VI）和Cu（II）的同时吸附作用.结果表明,pH为5、吸附时间为24 h、初始浓度为50 mg·L^-1、吸附剂投加量为1 g·L^-1时,CTAB-GP对Cu（II）的去除率达到98.6%,Cr（VI）的最高去除率为25.6%,同时还发现溶液中Cu（II）的存在对吸附Cr（VI）有较大促进作用.整体来看,两种金属混合吸附时很好地符合二级动力学规律,单溶质吸附很好地符合Langmuir和Freundlich等温式,Cu（II）和Cr（VI）的理论最大吸附量分别为147.1 mg·g^-1和63.1 mg·g^-1.XRD、FTIR和BET表征分析结果表明,CTAB-GP中即使存在季铵盐阳离子,但依然属于地聚合物.CTAB-GP可以不牺牲对重金属阳离子吸附性能的同时吸附阴离子,优于常规地聚合物,鉴于CTAB-GP的这种特性,其在重金属污染防治中显示出极大的应用前景.     

施氏矿物协同Cu（II）活化过硫酸盐去除水中土霉素的效果

畜禽粪污排放致使水体遭受土霉素（OTC）及重金属污染已成为环境领域的热点问题.本研究考察了施氏矿物协同Cu（II）活化过硫酸盐去除水中OTC的效果及施氏矿物循环利用效果.结果表明,在施氏矿物（Sch）加入量为0.8 g·L^-1,过硫酸钠（PS）浓度为180 μmol·L^-1,Cu（II）浓度为40 mmol·L^-1的条件下作用3 h,水中OTC（60 μmol·L^-1）去除率为74.3%.当用100 W功率紫外灯照射OTC+Cu（II）+PS+Sch处理体系,OTC在3 h时的去除率为98.5%,TOC去除率达到78.2%.施氏矿物循环第4批与首批结果相比较,体系OTC与TOC去除率无明显差异,OTC+ Cu（II）+PS+Sch体系在暗反应条件下首批与循环利用第4批对OTC的去除率分别为74.3%、78.4%,相应TOC的去除率分别为39.1%、39.8%;当用100 W功率紫外灯照射该体系,首批与循环第4批对OTC的去除率分别为98.5%、98.6%,相应TOC的去除率分别为78.2%、80.7%.本研究结果可为含有抗生素及铜离子废水的高级氧化处理提供一定的参数支撑.     

纳米活性氧化铝负载磁性纳米零价铁对不同重金属的吸附机理

采用液相还原法将纳米零价铁（nZVI）均匀负载在纳米活性氧化铝（γ-Al₂O₃）表面和孔道内壁上,制备出磁性纳米零价铁/活性氧化铝复合材料（nZVI/γ-Al₂O₃）并对其进行了表征,模拟了5种典型重金属离子Zn（Ⅱ）、Cu（Ⅱ）、Cd（Ⅱ）、Cr（Ⅲ）、Mn（Ⅱ）在nZVI/γ-Al₂O₃上的吸附等温线和动力学,并研究了多元重金属离子体系中竞争吸附和协同吸附行为.结果表明,磁性纳米零价铁负载在纳米活性氧化铝上,不仅克服了因体积效应和表面界面效应所导致的nZVI颗粒团聚,而且使nZVI仍处于稳定的高表面能状态.nZVI/γ-Al₂O₃复合材料兼具高表面积、高还原性和高表面活性,其对Zn（Ⅱ）、Cu（Ⅱ）、Cd（Ⅱ）、Cr（Ⅲ）、Mn（Ⅱ）离子表现出了良好的吸附性能,单一重金属离子的饱和吸附容量分别为53.0、74.9、114.7、99.1、42.9 mg·g^-1.在多元重金属离子体系中5种重金属离子存在竞争吸附和协同吸附作用.当pH为6.67,吸附剂投加量为0.5 g·L^-1,各重金属离子初始浓度为10 mg·L^-1时,300 min内Cr（Ⅲ）、Cu（Ⅱ）、Zn（Ⅱ）、Mn（Ⅱ）的去除率分别高达99.9%、99.9%、99.9%、81.7%,处理后Cr（Ⅲ）、Cu（Ⅱ）、Zn（Ⅱ）平衡浓度均低于检出限,Mn（Ⅱ）和Cd（Ⅱ）平衡浓度分别为1.9 mg·L^-1和6.4 mg·L^-1;在多元体系下Zn（Ⅱ）与其他金属离子存在协同吸附,但Cd（Ⅱ）与其他重金属离子存在竞争吸附,其去除率仅为37.7%.因此,nZVI/γ-Al₂O₃复合吸附材料用于去除废水中典型重金属具有良好的应用前景.     

AMD铁絮体改性生物炭对重金属吸附机理研究 ——以Pb(II)为例

以酸性矿山废水生成的铁絮体和秸秆生物炭为原料,采用化学改性和紫外辐射联用技术制备改性生物炭,并通过正交试验确定最佳改性条件,同时利用FTIR、SEM和BET等方法对吸附材料的形貌特征、孔隙结构及其表面化学性质进行表征.结果表明,通过改性使吸附材料比表面积增大,吸附位点增多,在25℃、pH为7时,吸附材料改性后比表面积为295.71 m²·g^-1,对Pb（II）的拟合吸附量可达278 mg·g^-1.改性材料对Pb（II）的吸附过程符合Langmuir吸附等温线模型和准二级动力学模型,主要为单分子层吸附,受化学吸附控制.     

FeS2/生物炭复合材料对As(Ⅲ)吸附和氧化去除的性能研究

为解决水体As（Ⅲ）污染问题，本实验采用炭化沼渣废物耦合水热反应开发了一种新型生物炭基FeS₂复合材料（FeS₂/BC）。应用场发射扫描电子显微镜（FESEM），X射线衍射技术（XRD）和比表面积分析仪对FeS₂/BC进行表征；探究了不同FeS₂/BC质量比，反应时间，As（Ⅲ）初始浓度以及过硫酸盐（PS）剂量等对As（Ⅲ）吸附和氧化去除的影响。结果表明FeS₂成功地负载于沼渣BC上；在相同As（Ⅲ）吸附条件下，含FeS₂较多的复合材料（FeS₂/BC（1∶1））具有最大的As（Ⅲ）吸附性能（84.5%），该吸附过程兼具单层和多层化学吸附；FeS₂/BC（1∶1）复合材料活化PS氧化去除As（Ⅲ）的最佳PS剂量为200 μmol/L；在PS存在条件下，FeS₂/BC（1∶1）在短时间内（30 min）去除As（Ⅲ）的速率为0.083 5 min^-1，即实现了"1+1>2"的聚力效应，又缩短了As（Ⅲ）修复进程。因此，基于沼渣制备的FeS₂/BC复合材料在水体As（Ⅲ）吸附和氧化去除上效果明显，是一种有前景的As（Ⅲ）修复材料。