生物炭/铁复合材料的制备及其在环境修复中的应用研究进展

生物炭/铁复合材料(比如生物炭/纳米零价铁(nZVI),生物炭/硫化亚铁和生物炭/氧化铁),由于其优异的理化性质而被广泛应用于环境污染修复.本文首先总结了生物炭/铁复合材料的制备方法和表征手段,制备方法主要有热解法,水热碳化,沉淀和球磨法等.其次,通过综述生物炭/铁复合材料在有机污染和无机污染修复中的应用,阐明生物炭/铁复合材料的在环境修复中的应用机制以及复合材料中铁与生物炭的协同作用机理.总体而言,由于铁和生物炭之间的协同作用,提高了复合材料的比表面积,官能团和电子传递效率,从而增强生物炭/铁复合材料的性能.最后,提出了未来生物炭/铁复合材料的研究方向,进一步推动生物炭/铁复合材料在环境修复中的应用.     

生物炭尺寸效应对土壤污染修复的差异调控

生物炭是一种富含碳的材料,可以由各种有机废物原料制备,例如木材废料、农业废物和城市污水污泥.生物炭因其碳含量高、阳离子交换容量高、比表面积大、结构稳定等特性而受到越来越多的关注.本文系统地分析和总结了生物炭的原料来源与性质及在污染土壤修复方面的应用.基于生物炭的理化性质差异,重点阐明了生物炭尺寸效应对土壤污染物的作用机理,并对其修复土壤污染物和改善土壤质量进行了深入讨论.此外,在将生物炭实际应用于环境修复时,应更加关注生物炭老化后性能的改变.综上所述,生物炭在环境修复中具有广阔的应用前景,尺寸效应差异调控土壤污染物的作用机理需要更深一步的研究.     

热解温度对生物炭循环伏安曲线特性的影响

随着生物炭在农业和环境领域的应用逐渐增多,生物炭对环境中生物化学过程的影响也日益加深.本文利用循环伏安曲线,探究了不同热解温度下生物炭的电子传递方式.结果发现,在热解温度为400℃时,生物炭的电导率较低,而循环伏安曲线上存在明显的氧化还原峰,这表明生物炭的电子传递方式以官能团的氧化还原反应过程为主.随着热解温度升高,以含氧官能团为主的氧化还原活性物质含量降低,氧化还原峰的峰电流降低;同时,生物炭比表面积增大、导电性增强,循环伏安曲线形状逐渐变为梭形,响应电流也逐渐增大;这表明生物炭的电子传递方式逐渐转变为主要依靠生物炭导电性的方式.总之,循环伏安曲线可以定性地分析生物炭的电子传递方式,为探究生物炭不同电子传递方式对生物化学过程的影响提供了一定的研究基础.     

生物炭理化性质对其反应活性的影响

生物炭作为一种富炭材料,由于其具有固碳、增强土壤肥力、促进植物生长等特性,在固碳减排及土壤改良方面的应用价值受到广泛关注.同时,生物炭具有较大的比表面积和较高的孔隙率,常被作为吸附剂用于污染物的去除.研究发现生物炭在吸附有机污染物的过程中可降解有机污染物,因此生物炭的反应活性成为近年来研究的热点.生物炭的反应活性主要由其制备过程中生成的环境持久性自由基(EPFRs)和自身的氧化还原能力贡献.生物炭的EPFRs活性与官能团种类、过渡金属含量和EPFRs种类有关,其中官能团和过渡金属通过影响EPFRs的生成及稳定从而影响EPFRs的浓度和种类,进而影响EPFRs活性,而EPFRs种类直接影响EPFRs活性.生物炭的氧化还原活性与官能团、芳香性和导电性有关,其中官能团影响氧化还原活性基团(RAMs)的生成,芳香性和导电性影响基质电导(EC_(BC))结构的生成及导电活性,从而影响氧化还原活性.本文总结了生物炭的反应活性机理和影响因素,旨在为生物炭处理有机物污染物等方面的应用提供理论支撑和技术参考.     

滇池沉积物生物炭的热稳定性及化学稳定性特征

在200和500℃制备滇池沉积物(泥炭土和草海底泥)生物炭,采用热重分析法和氧化剂氧化法,分别研究其热稳定性和化学稳定性,为判断沉积物生物炭的寿命、指导其应用提供数据和理论基础.研究显示,泥炭土和草海底泥中有机组分的损失主要发生在500℃烧制过程(分别为40%和30%);泥炭土和草海底泥热解后灰分含量分别从44.35%、58.25%升高到58.78%、70.05%(500℃),且脂肪性减弱而芳香性增强.随烧制温度提高,碳结构更加致密,沉积物生物炭热稳定性显著提高.不同温度生物炭的化学稳定性未表现出明显差异,是因为大量的灰分对有机组分提供了较强的保护作用,致使原料和低温生物炭也具有较强的化学稳定性.草海底泥及其生物炭因为灰分含量较高、芳香性较强,热稳定性高于泥炭土.本研究指出,沉积物生物炭稳定性规律不同于传统生物质生物炭,灰分可以明显提高生物炭抵抗环境老化的能力.     

生物炭添加对土壤中抗生素和抗性基因的环境行为影响研究进展

近年来,土壤抗生素和抗性基因污染已成为我国新兴的环境问题,生物炭作为土壤改良剂施用到土壤后会影响抗生素和抗性基因的环境行为.本文从我国土壤中抗生素和抗性基因污染现状和潜在风险出发,概述了生物炭添加土壤对抗生素的吸附、解吸及老化的影响,分析了生物炭特性、土壤类型、抗生素种类,和温度、pH值、共存物质等吸附条件对生物炭添加土壤吸附抗生素的影响,阐述了生物炭添加对土壤中抗生素和抗性基因迁移、消散、生物有效性,以及酶和微生物的影响,并对生物炭控制土壤中抗生素和抗性基因的研究前景进行了展望,拟为土壤中生物炭调控技术的发展提供参考.     

生物炭对土壤生境及植物生长影响的研究进展

生物炭是指由含碳量丰富的生物质在无氧或限氧的条件下低温热解而得到的一种细粒度、多孔性的碳质材料。近年来,生物炭作为一类新型环境功能材料引起广泛关注,其在土壤改良、温室气体减排以及受污染环境修复等方面都展现出应用潜力,已成为当前的研究热点。综述了生物炭对土壤生境以及植物生长方面的影响机制,并指出未来研究的主要方向。国内外最新的研究表明:生物炭的高孔隙度和表面面积,可以增加砂性土壤的田间持水量,但这种增加效应是有限度的;生物炭的碱性属性使其能够提高酸性土壤的pH值,这对喜碱作物的生长具有积极意义;生物炭能够抑制土壤氮磷养分淋失,提高肥料利用率;生物炭的添加会增加土壤微生物量,改变土壤微生物群落结构组成和土壤酶活性;生物炭的添加改善了土壤性质、养分状况以及土壤微生物性质,进而促进了植物生长。但生物炭对土壤生境和植物生长的影响效应要取决于土壤肥力和性质、植物种类、以及生物炭的特性和施用量等因素。因此,必须根据不同土壤的主要障碍因子,选择合适的生物炭,以期得到较好的土壤改良效果。今后应加强生物炭在林地土壤改良以及林木生长方面的研究与应用,进一步探索生物炭在土壤中发生的生物和化学反应机理,并且要对生物炭的施用效果进行野外长期定位研究。     

生物炭对土壤硝化反硝化微生物群落的影响研究进展

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.     

老化作用对水稻秸秆生物炭吸附Cd(Ⅱ)能力的影响

环境变化使生物炭材料发生老化作用,老化后的生物炭是否仍具有较强的吸附能力是评价生物炭对Cd修复的长期稳定性的重要指标.本文采用自然老化(Spontaneous aging,SPON),冻融循环老化(Freeze-thaw cycles aging,FTC)和高温老化(High temperature aging,HT)的方法对水稻秸秆生物炭进行2个月的人工加速老化,运用扫描电镜(SEM-EDS)、元素分析仪、傅里叶红外光谱分析仪(FTIR)研究老化作用对秸秆生物炭材料的影响,再通过等温吸附实验研究生物炭老化前后对Cd吸附性能特征的变化.结果表明,老化作用使生物炭材料局部发生破碎,增加了生物炭表面O/C比.老化作用显著影响秸秆生物炭表面的官能团,降低了生物炭表面—OH的数量,增加了CO、—COOH和Si—O—Si的数量,出现了C≡C键,可为Cd提供更多的吸附位点.等温吸附试验进一步证明了老化后的生物炭提高了对Cd(Ⅱ)的吸附性能.与生物炭原样相比,冻融循环老化、高温老化、自然老化使生物炭的Cd最大吸附量分别达到了26.49、33.30、23.40 mg·g~(-1),增加了27.8%,60.7%,12.9%.本研究表明老化作用改变了生物炭材料的表观结构和官能团,增强了对Cd(Ⅱ)的吸附能力,因此生物炭对Cd的修复具有一定的长期稳定性.     

生物炭吸附有机污染物的研究进展

生物炭(biochar)是指生物质在缺氧条件下热裂解产生的一种产物.由于其精致的孔隙结构和独特的表面化学性质,对环境介质中的有机污染物有超强的吸附能力,进而影响污染物的迁移与归宿.近年来生物炭对有机污染物的吸附特性及机理研究已成为环境科学领域的研究热点之一.本文从生物炭的典型性状、吸附有机污染物的机理、影响因素以及对土壤中有机污染物生物可给性的影响等方面进行了综述,并提出生物炭吸附有机污染物未来的研究方向.     

城市环境功能区环境功能评估方法

本文提出利用环境功能指数对城市环境功能区的环境功能进行评估，设计了相应的评估方法，以马鞍山市七个环境功能区为例进行了实例分析，讨论了各功能区的环境功能变化趋势，并提出了相应的对策与建议。     

环境质量分析的数理统计方法

我们掌握的环境数据都是从环境总体抽样出来的样本，必须有一个科学方法去处理样本才能获得对环境总体的正确认识，正确指导环境决策，才能从样本中获取尽可能多的信息。     

环甲基硅氧烷的环境分布、行为与效应研究进展

近年来,挥发性环甲基硅氧烷(cVMS)在生产和生活过程中的广泛使用导致其环境和人体暴露风险日益增加,由于其具有持久性、潜在的生物积累性和毒性而被受关注。目前,人们对cVMS在全球各种环境介质中的赋存、行为及效应有一定的了解。排入环境中的cVMS大部分进入大气,在水体、沉积物、土壤和生物体中也有一定的含量。研究表明,希腊室内空气降尘中总的环硅氧烷含量中位数最高(1 380 ng?g-1),其次为中国(362 ng?g-1);中国污水处理厂总的硅氧烷年人均通量(10 g?y-1)低于英国(D4~D6 48.3 g?y-1)和美国(D4~D6 93.5 g?y-1),其中大连市一家采用CWSBR工艺的污水处理厂进水中cVMS的总浓度(1.05 μg?L-1)普遍低于希腊(5.14 μg?L-1)、西班牙(9.2 μg?L-1)、加拿大(44 μg?L-1)和一些北欧国家(17 μg?L-1);我国大部分废水处理厂污泥中甲基硅氧烷的含量(0.1~l μg?g-1 dw)比一些北欧国家(26 μg?g-1 dw)、希腊(20 μg?g-1 dw)和加拿大(64 μg?g-1 dw)等要低得多。中国普通居民吸入+摄食D4~D6的PELs中位数(173 ng?d-1)远低于中国普通人群的皮肤暴露(中位数18.5 μg?d-1),更低于英国成人日暴露量(1.875 mg?d-1)和美国妇女对总硅氧烷的日暴露量(307 mg?d-1)。环境中cVMS的行为和效应取决于其理化性质和具体的环境条件。进入大气的cVMS会与?NO3、O3和?OH反应,而与?OH反应脱去甲基生成硅醇是其主要的消除机制。污水处理过程中,大部分cVMS被污泥吸附固定,D6吸附污泥的能力最强,其次为D5和D4。挥发、吸附和非生物降解是cVMS在土壤中主要的环境行为。D4和D5可能存在生物放大作用。评估cVMS的TMF(trophic magnification factor)研究结果相互矛盾,且与BCF、BMF和BSAF的评估结果相反。总之,国内外对污水处理过程中cVMS的赋存状态和迁移、转化行为的研究比较多,且以进、出水和剩余污泥为主,而对整个工艺流程中具体变化的细化研究很少,对其生物积累特征、降解机制和降解产物更缺乏深入研究。因此,今后需要补充对其他环境介质、尤其是和人们居住、工作密切相关环境中cVMS分布规律的研究,深入探索其在实际环境中的降解过程,包括其降解产物或中间产物的环境行为,进一步评估其生态环境效应和人类健康风险。     

我国开发区环境问题及对策

本文概要地价绍了我国开发区建设中存在的主要环境问题，并提出了加强宣传提高全民环境意识，强化政府的环境管理职能，统一规划，积极推行清洁生产等环境保护对策。     

环甲基硅氧烷的环境分布、行为与效应研究进展

近年来,挥发性环甲基硅氧烷(cVMS)在生产和生活过程中的广泛使用导致其环境和人体暴露风险日益增加,由于其具有持久性、潜在的生物积累性和毒性而被受关注。目前,人们对cVMS在全球各种环境介质中的赋存、行为及效应有一定的了解。排入环境中的cVMS大部分进入大气,在水体、沉积物、土壤和生物体中也有一定的含量。研究表明,希腊室内空气降尘中总的环硅氧烷含量中位数最高(1 380 ng·g~(-1)),其次为中国(362 ng·g~(-1));中国污水处理厂总的硅氧烷年人均通量(10 g·y~(-1))低于英国(D4~D6 48.3 g·y~(-1))和美国(D4~D6 93.5 g·y~(-1)),其中大连市一家采用CWSBR工艺的污水处理厂进水中cVMS的总浓度(1.05μg·L~(-1))普遍低于希腊(5.14μg·L~(-1))、西班牙(9.2μg·L~(-1))、加拿大(44μg·L~(-1))和一些北欧国家(17μg·L~(-1));我国大部分废水处理厂污泥中甲基硅氧烷的含量(0.1~lμg·g~(-1)dw)比一些北欧国家(26μg·g~(-1)dw)、希腊(20μg·g~(-1)dw)和加拿大(64μg·g~(-1)dw)等要低得多。中国普通居民吸入+摄食D4~D6的PELs中位数(173 ng·d~(-1))远低于中国普通人群的皮肤暴露(中位数18.5μg·d~(-1)),更低于英国成人日暴露量(1.875 mg·d~(-1))和美国妇女对总硅氧烷的日暴露量(307 mg·d~(-1))。环境中cVMS的行为和效应取决于其理化性质和具体的环境条件。进入大气的cVMS会与·NO_3、O_3和·OH反应,而与·OH反应脱去甲基生成硅醇是其主要的消除机制。污水处理过程中,大部分cVMS被污泥吸附固定,D6吸附污泥的能力最强,其次为D5和D4。挥发、吸附和非生物降解是cVMS在土壤中主要的环境行为。D4和D5可能存在生物放大作用。评估cVMS的TMF(trophic magnification factor)研究结果相互矛盾,且与BCF、BMF和BSAF的评估结果相反。总之,国内外对污水处理过程中cVMS的赋存状态和迁移、转化行为的研究比较多,且以进、出水和剩余污泥为主,而对整个工艺流程中具体变化的细化研究很少,对其生物积累特征、降解机制和降解产物更缺乏深入研究。因此,今后需要补充对其他环境介质、尤其是和人们居住、工作密切相关环境中cVMS分布规律的研究,深入探索其在实际环境中的降解过程,包括其降解产物或中间产物的环境行为,进一步评估其生态环境效应和人类健康风险。     

环境侵权诉讼原告资格之探讨

环境侵权诉讼原告资格的问题是环境法中重要而又热点的问题．实践和理论界中对此问题关注较多，本文拟就从我国环境侵权诉讼原告资格的规定入手，讨论扩大原告资格之必要性以及提出扩大原告资格的新构想，以期给我国的环境法修订工作带来思考，并引起理论界的共鸣．     

A training model for environmental educators and interpreters employed in Greek protected areas and ecotourism settings

In Greece, environmental interpretation is in its infancy as an academic field. In particular, there are no nature guides or specific conservation objectives, and no professional training for non-formal environmental educators and/or interpreters. In view of the United Nations Decade of Education for Sustainable Development, this paper develops and recommends a training model for environmental educator/interpreter guides in protected areas and sensitive ecotourism settings in Greece. An investigation was undertaken into training programmes in developed and less developed ecotourism countries, where environmental interpretation is practiced in the sustainable management of sensitive areas. The proposed model is based mainly on interpretive training programmes of other developed and less developed countries. This model introduces the art of environmental interpretation as a form of non-formal environmental education, integrated in strategic communication in protected areas and sensitive ecotourism areas in Greece. The developed model takes into consideration the special social settings and biophysical environments of Greece. Moreover, a professional environmental interpreter group is recommended to support the role of management authorities in protected areas.     

辽宁中部城市群环境保护治理规则

辽宁中部城市群是由以沈阳为中心，包括沈阳，鞍山、抚顺、本溪、辽阳、铁岭六个市。本文分三部分，辽宁中部城市不境质量现状基本概况，辽宁中部城市九环境保护治理，辽宁中部城市群环境保护政策措施。     

论我国环境公众参与制度的问题

环境公众参与制度在目前中国基本上是一片空白,笔者从“公众参与“的范畴界定及理论分析着手,分析了我国在此方面的现状,并提出了对建立我国未来环境公众参与制度的几点框架性建议,旨在通过推进环境民主化进程来实现真正对环境的有效保护.     

Higher education in urban environmental management: a new programme at the Asian Institute of Technology,Bangkok

Environmental management and planning is now considered as a new field of professional expertise. There are even professional associations for interested professionals. To date, urban environmental management has been regarded as a subdiscipline of environmental management, but since the Rio Conference in 1992, with the new focus of urban management on environmental problems, it can itself be considered as a professional field. This paper traces the emergence of the field and tries to identify the new skills required for it. The question of formal training, in higher education, for a new type of professional is raised and discussed. It refers at length to an initiative taken by the Asian Institute of Technology (Bangkok) to propose and offer a new graduate programme in this discipline, and draws on the author's experience of an Asian workshop (Bangkok, May 1993) aimed at defining the need for such a new profession in Asia.