菌株Desulfovibrio sp. CMX的DNRA性能和影响因素

微生物的硝酸盐异化还原为铵(DNRA)过程对自然界中铵根离子的存在和转化具有重要影响,然而关于SRB菌株DNRA过程影响和机制尚未探明.本文考察了实验室筛选的SRB菌株Desulfovibrio sp.CMX的DNRA能力、影响因素及其影响机制.结果表明,无外加氮源的情况下,分别以10 mmol·L-1NO_3~-和NO_2~-作为唯一电子受体,菌株Desulfovibrio sp.CMX最终NH_4~+生成率分别达到85.8%和97.3%,且无N2和N2O等副产物产生.实验探究了不同外加氮源、不同初始浓度的SO_4~(2-)、S~(2-)对菌株DNRA过程的影响.酵母浸粉作为外加氮源可促进菌株的生长和代谢从而促进菌株DNRA过程;SO_4~(2-)对于NO_3~-还原为NO_2~-阶段起促进作用,而对NO_2~-还原为NH_4~+阶段起抑制作用,综合两方面影响,最终表现出对菌株DNRA过程的抑制作用;S~(2-)对菌株生长及DNRA过程都表现出抑制作用,且S~(2-)浓度越高抑制作用越强,当S~(2-)浓度达到6 mmol·L-1后,S~(2-)对于NO_3~-还原为NO_2~-阶段的抑制作用强于NO_2~-还原为NH_4~+阶段的抑制作用,NO_3~-还原为NO_2~-速率低于NO_2~-还原为NH_4~+速率,此时体系中不再有NO_2~-的积累.     

放射示踪法研究O2存在时14CS2与OH的光化学反应

用放射示踪法研究~(14)CS_2和OH的光化学反应,指出氧对反应有促进作用,在反应体系中(~(14)CS_2-H_2O_2-C_3H_8-N_2-O_2)主要产物为O~(14)CS,~(14)CO及少量~(14)CO_2。O~(14)CS和~(14)CO有相似的动力学曲线,~(14)CO_2则是另一种情况。总反应速率常数随氧压增加而增大,在氧压为33330Pa时,~(14)CS_2消失的总速率常数可高达3.4×10~(-12)cm~3mol~(-1)S~(-1)。在实验中观察到~(14)CS_2能在室温下转变为~(14)CO_2的现象。讨论了光化学反应的历程。     

磷肥厂附近土壤的氟污染

氟化物在地壳中分布广泛,约占岩石圈上层总重量的0.06％到0.09％,在岩浆岩和沉积岩中都可能有含氟矿物存在,主要的含氟矿物有萤石(CaF_2)、冰晶石(Na_3AlF_6)和氟磷灰石[Ca_(10)F_2(Po_4)_6]等,此外,水化云母和奥陶纪斑脱土也含氟,由于成土母质中有含氟矿物,自然土壤中一般就含有氟,但是,土壤中多数的含氟矿物溶解度小,通常不容易被植物吸收而造成危害。     

含氟废水的处理方法及其动向

含氟废水产生于制铝、磷酸工业、煤火力发电以及玻璃陶瓷、电子产品和化学工业等部门中.在处理的废水中,一般总有大量的多种其它离子与氟共存.因此,能有效地单把氟从废水中去除显得非常重要.此外氟易与各种金属络合,在废水中常以siF_6~(2-),AIFF_6~(3-)、BF_4~- 等络离子状态存在,对这些络离子也必须处理.从废水中去除或回收氟化物的技术过去是以氟化学工业和铝冶炼工业的公害治理技术得以发展的,已确立的技术方法有气体吸收及凝聚沉降法等.但随着电子工业的蓬勃     

富里酸-膨润土复合体对氟的吸附特性

采用共沉淀法制备了富里酸-膨润土复合体(FA-BENT),研究了FA-BENT的基本性质及其在不同环境条件下对氟的吸附特性.XRD分析显示,FA-BENT中蒙脱石的(001)面衍射峰强度有所减弱,但其层间距没有明显变化,表明FA-BENT中富里酸主要包被在膨润土外表面.FTIR结果表明,FA-BENT膨润土的矿物组分主要与富里酸表面C=O、—OH等官能团结合,配位体交换、表面络合作用是其主要作用机制.低p H范围内,升高反应体系的初始p H有利于FA-BENT对氟的吸附;当初始p H上升至4.50以后,吸附量随p H升高而降低;FA-BENT对氟的吸附也受离子强度的影响,其主要原因可能是"极性"效应;FA-BENT对氟的动力学吸附过程遵循拟二级动力学机制,受化学过程控制(R~2=0.999 2);与Freundlich模型相比,Langmuir模型对氟在FA-BENT上的吸附数据具有较高的拟合优度(R~20.994 9).热力学参数表明,FA-BENT对氟的吸附属于熵驱动的自发吸热反应过程[ΔH为32.57 k J·mol~(-1),ΔS为112.31 J·(mol·K)~(-1),ΔG为-0.65~-1.76 k J·mol~(-1)].     

氟化物与健康

氟是自然界中固有的化学物质,它是地球表面分布最广的元素之一。水、土壤、岩石、动、植物和人体内都含有氟。土壤和岩石中的氟多以磷灰石[3Ga_3(PO_4)_2·GaF]、萤石(GaF_2)、冰晶石(Na_3AlF_6)等形式存在。当地下水流经含氟地层时,氟可溶于其中,主要是氟化钙,而使地下水含氟量增高。氟在自然界中分布情况如表一所示。     

水锰矿氧化水溶性硫化物过程及其影响因素

作为表生环境中易生成且分布广泛的氧化锰矿物,水锰矿参与水溶性硫化物的氧化反应,影响其迁移、转化和归趋.本研究考察了水锰矿氧化水溶性硫化物(S~(2-))的过程与产物,探讨了初始pH、氧气对反应速率与中间产物的影响,X-射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和透射电镜(TEM)表征水锰矿与水溶性硫化物反应固相产物晶体结构、组分和微观形貌;分光光度计、高效液相色谱仪和离子色谱仪分析S~(2-)及其氧化物的浓度与变化趋势.结果表明水锰矿氧化S~(2-)产物主要为单质S,起始pH降低可加速S~(2-)的初始氧化反应,对产物组成并无显著影响;有氧环境中单质S会进一步氧化生成S_2O_3~(2-),且水锰矿表现出良好的催化作用与化学稳定性,反应约10 h,晶体结构保持稳定.     

满江红对不同形态铀的吸附行为

首先采用Visual MINTEQ 3.1软件模拟了不同pH及不同浓度的碳酸盐或磷酸盐溶液中不同形态铀所占的比例;随后根据模拟结果,配制了5种分别含有UO_2~(2+)、(UO_2)_3(OH)_5~+、UO_2(OH)_3~-、UO_2(CO_3)_3~(4-)和UO_2PO_4~-的铀溶液;最后通过水培实验研究了满江红对这5种不同形态铀的吸附行为.结果表明,这5种不同形态铀对满江红的生长抑制率有显著差异,UO_2~(2+)、(UO_2)_3(OH)_5~+、UO_2(OH)_3~-及UO_2(CO_3)_3~(4-)均能抑制满江红的生长,其中,UO_2~(2+)对满江红的生长抑制率最高,而UO_2PO_4~-则可以促进满江红的生长,但满江红对UO_2~(2+)和(UO_2)_3(OH)_5~+的吸附效率相对较高.当溶液中铀的浓度为2 mg·L~(-1)时,UO_2~(2+)对满江红的富集量和富集系数分别达到了3831 mg·kg~(-1)和1916,(UO_2)_3(OH)_5~+对满江红的富集量和富集系数分别达到了3057 mg·kg~(-1)和1529.可见,要提高满江红对水中铀的去除率和富集量,应将溶液中铀的形态调控为以UO_2~(2+)或(UO_2)_3(OH)_5~+为主,同时要降低溶液中碳酸盐和磷酸盐的含量.     

药剂—电凝聚法对饮用水除氟的研究

一、前言氟元素广泛分布在自然界,当地下水流经高氟地层时(如磷灰石3Ca_3(PO_4)_2,CaF_2、冰晶石 Na_3AlF_6、萤石 CaF_2)氟被溶解,并以F~-、HF、HF_2~-形式存在于水中。许多调查资料表明,长期饮用含氟大于1.0毫克/升的水将导致氟中毒,表现在牙齿方面的病变为斑釉,发黑、珐琅脱落、早期脱牙;在骨骼方面的病变为氟骨症,轻者表现为腰腿痛、肢体关节强直、功能障碍,重者造成瘫痪。地方性氟中毒大多是饮水引起的,在我国山东、宁夏、黑龙江、吉林、云南、内蒙古、河北、北京、天津等地均有发现。目前,饮用水除氟的方法有铝盐混凝沉淀     

活性氧化铝对溶液中氟离子的吸附研究

一、前言对于含氟废水,目前常采用混凝沉淀法处理,但较难达标。由于活性氧化铝对氟表现出很强的吸附能力,因而可用于含氟废水的后级净化处理。有关以活性氧化铝作为载体,浸渍金属盐溶液制备催化剂,国内外已有大量的研究成果,但用以去除溶液中氟离子吸附研究的报道,则不多见。本文研究了氟离子的吸附等温线、溶液pH值、氧化铝粒径以及SO_4~(2-)、PO_4~(3-)、Fe~(3+)等离子与氟离子共存时对吸附的影响,并对吸附机理进行了探讨。二、实验部分 (一)仪器与试剂用HDF氟离子选择性电极、232饱和甘汞电极和PHS-2型精密酸度计,测定溶液中氟离子浓度。总离子强度调节缓冲剂(TISAB),按文献[2]配制。     

大气中氟化物污染与植物的关系

大气中的氯化物是一种危害农林、园艺和人体健康的主要污染质之一。凡是在生产过程中使用冰晶石、含氟的磷矿石和萤石等的工业企业如铝厂、磷肥厂、玻璃厂、窑厂、搪瓷厂以及使用氢氟酸和氢氟酸铵为主要成份的腐蚀液蚀刻玻璃时,都有含氟气体散入空中。煤碳里也含有40～300ppm的氟,在煤碳的燃烧过程中也会有少量的氟放出。一座年产4～5万吨钙镁磷肥的高炉每小时排出含氟废气约3.5万立方米,其中氟的含量达50多公斤。这些含氟废气中的氟化物大多以氟化氢(HF)、四氟化硅(SiF_4)和氟硅酸(H_2SiF_6)等形态存在,而以氟化氢最普遍(从烟囱中排出的大多是氟化氢),危害性最强,影响也最大。含氟废气的散放数量和分布范围虽然不如二氧化硫那么广,但它的毒性却大大超过二氧化硫。拿对人体的危害来说,氟比二氧化硫大     

平度市高氟地下水的季节变化及成因分析

基于2014年10月(丰水期)和2015年6月(枯水期)对平度市南部地下水和土壤的采样调查,分析了不同季节地下水中氟化物的分布特征及影响因素。结果表明:调查区域地下中水氟化物浓度变化范围为0.68~16.54 mg/L,平均值为6.78 mg/L,超标率为90%;不同季节氟化物的超标区域分布基本相似,从东北向西南逐渐增加,高值区主要分布在西南部的北胶莱河沿岸。与枯水期相比,丰水期地下水中氟化物含量显著增加,明村镇的东南部、万家镇的南部、蓝底镇南部氟化物含量均超过10 mg/L,地下水类型以HCO_3~-·Cl·Na和Cl·SO_4·Na·Mg型为主。氟化物超标区域均在p H值为7.01~8.87的碱性水环境中,但并不都表现出随pH值的增大氟含量升高的变化趋势。不同季节地下水中氟化物的含量与水中的Cl~-、Ca~(2+)、SO_4~(2-)、HCO_3~-均有一定的相关性。干旱的气候、相对封闭的地下水环境、土壤中含氟矿物的溶解是形成平度市西南部高氟地下水的主要原因。     

向日葵秸秆生物炭强化Fe(Ⅲ)/S2O82-体系降解苯甲酸

二价铁离子活化过硫酸盐(PS)产生自由基可降解有机污染物,但体系中Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)循环速率较慢,成为制约降解效率的关键因素之一.为提高反应体系效率,制备向日葵秸秆生物炭(SFBC),以苯甲酸(BA)为目标污染物,探究SFBC强化Fe(Ⅲ)/S_2O~(2-)_8体系降解BA的效果.SFBC表征结果说明其具有孔隙结构,由无定形炭组成,表面有丰富的官能团及持久性自由基(PFRs).考察了反应条件(pH、PS浓度和SFBC投加量)对降解的影响,结果表明,SFBC/Fe(Ⅲ)/S_2O~(2-)_8体系对BA降解效率明显高于Fe(Ⅲ)/S_2O~(2-)_8及SFBC体系,在SFBC=2.0 g·L~(-1)、BA=10.0mg·L~(-1)、PS=2.0mmol·L~(-1)、Fe(Ⅲ)=1.0mmol·L~(-1)和pH=3.0条件下, 90 min时BA降解率达100.00%;自由基猝灭实验及电子顺磁共振光谱(EPR)实验表明,SO~-_4·和·OH共同参与BA降解并以SO~-_4·为主导;循环实验及实际水体影响说明SFBC具有较好地循环稳定性及实际应用性.机制分析阐明PFRs和—OH给出电子还原Fe(Ⅲ)生成Fe(Ⅱ),进而由Fe(Ⅱ)活化PS高效降解BA.     

水中亚硫酸根、硫离子和硫代硫酸根离子的高速液相色谱分析

工业废水和污水中普遍存在着含硫化合物。S~(2-)的测定普遍采用碘量滴定法,但SO_3~(2-)、S_2O_3~(2-)及多种有机物的存在使测定受到干扰。SO_3~(2-)的测定常采用碘化钾-碘酸钾滴定法,而S~(2-)及其他可氧化物又会使滴定结果偏高。为了在共存状态下分别测定这三者的量,必须将S~(2-)以锌盐或镉盐的形式沉淀下来,从滤渣中测定S~(2-)的含量,在滤液中再分别测定SO_3~(2-)、S_2O_3~(2-)的总量和S_2O_3~(2-)的分量,过程十分繁杂。用亚甲基兰比色法测定S~(2-),条件要求严格,且硫代硫酸盐浓度高于10 mg/l时会阻碍显色,当硫化物自身     

N_2O微电极法测定污水生物处理系统中的羟胺

羟胺(NH_2OH)是一种重要的硝化中间产物,其与污水生物处理系统氧化亚氮(N_2O)的产生密切相关,但目前仍缺乏一种可以简便、快速测定污水生物处理系统NH_2OH的方法。该研究在酸性条件下,以Fe~(3+)为氧化剂,通过将NH_2OH氧化为N_2O,采用N_2O微电极对N_2O浓度进行测定,进而间接测定污水生物处理系统的NH2OH浓度,并研究了亚硝酸根(NO_2~-)对测定结果的干扰以及干扰的消除方法。研究结果表明:(1)NO_2~-会干扰N_2O微电极法的NH_2OH测定结果。由于NO_2~-在酸性条件下会生成N_2O,将导致测定结果偏大;(2)当样品中NO_2~--N浓度低于10 mg/L时,向样品中加入0.1 m L 40 g/L的磺胺溶液,可以消除NO_2~-对测定结果的干扰。该方法可以快速、准确地测定污水生物处理系统的NH2OH浓度,对揭示污水生物处理系统NH_2OH对N_2O产生过程的作用机制有重要意义。     

掺铜介孔碳活化过硫酸氢盐高效降解双酚A

采用蒸发诱导自组装的方法制备了掺铜有序介孔碳复合催化剂(Cu-OMC),开展了Cu-OMC活化过硫酸氢钾(PMS)氧化降解双酚A研究.研究结果显示,Cu-OMC可高效活化PMS进而有效降解双酚A,在催化剂投加量0.1g/L、PMS浓度0.5mmol/L的反应条件下,60min内对20mg/L的双酚A去除率可达91%.在pH=3~11范围内,双酚A均可有效降解,阴离子(Cl-、SO_4~(2-)、HCO_3~-和PO_4~(3-))的存在对双酚A降解影响较小.利用自由基猝灭实验和电子顺磁共振(EPR)对反应过程中产生的活性氧自由基(ROS)进行了分析,结果表明除了硫酸根自由基(SO4·-)和羟基自由基(·OH),单线态氧(~1O_2)在双酚A的降解过程中起着重要作用.     

几种常用除氟方法对煤层气气井排水中氟的去除试验研究

煤层气开采过程中产生了大量的高氟废水,对区域水环境和水生态安全造成了巨大风险。为解决煤层气气井含氟废水超标排放对环境造成的影响,有必要选择一种成本低、效果好且易操作的煤层气气井排水脱氟方法。分别采用工程实践中最常用的几种除氟方法,即化学沉淀法(钙盐、钙盐-磷酸盐)、絮凝沉淀法(活性铝盐)、絮凝-化学沉淀法(钙盐-磷酸盐-活性铝盐)和吸附法(树脂),开展了煤层气气井排水中氟的去除试验,对比研究了不同除氟方法对煤层气气井排水中氟的去除效率和脱氟机理。结果表明:铝盐絮凝沉淀法脱氟技术能使气井排水中氟浓度达到农田灌溉用水标准;絮凝-化学沉淀法脱氟技术能使气井排水中氟浓度达到地下水Ⅲ类水质标准;树脂吸附法脱氟技术对气井排水中氟具有最高的去除效率,氟的去除率达到了97.5%,但存在吸附穿透时间短的缺点。     

桂东地区地热水中氟的分布及其富集过程研究

为查明桂东地区地热水中氟的分布规律及其富集过程,对桂东地区典型高氟地热水分布区27件地热水样品进行水化学特征及其水文地球化学作用分析.结果表明:高氟地热水主要分布在桂东地区东北部区域,F浓度(指质量浓度)最高可达17.1 mg/L;高氟地热水以Ca-HCO3型或Na-HCO3型偏碱性水为主,水温为26.7～83.4℃,平均水温为46.0℃,TDS普遍低于1 g/L,属于低矿化度低温地热水;地热水中高浓度F-主要来源于花岗岩中萤石、铝硅酸盐等含氟矿物的溶解;利用PHREEQC软件模拟计算地热水中萤石(CaF2)和方解石(CaCO3)矿物饱和指数结果表明,地热水中CaCO3全为过饱和状态,而CaF2饱和指数随地热水中F含量的增加而逐渐升高,由不饱和逐渐达到过饱和状态,当水温较高时,含氟矿物溶解释放F-进入水相中,同时溶解进入地热水中的Ca2+与围岩表面吸附的Na+发生了离子交换作用,使地热水中Na+大量富集,并降低水相中Ca2+含量,从而促使CaF2矿物的溶解,增加地热水中F-含量,形成高氟地热水.     

HPLC-安培检测测定废水中NO2-和S2-

采用反相离子对色谱法-电化学检测测定了废水中的NO_2~-和S~(2-)。对影响分离测定的诸因素进行了研究,建立了最佳色谱分离条件,方法具有快速、灵敏、选择性高等优点。     

微生物燃料电池处理含S2-/NH4+废水的研究

以除硫硝化微生物燃料电池(Microbial Fuel Cell,MFC)处理含S~(2-)/NH_4~+的模拟无机废水,研究了不同进水S~(2-)浓度下MFC的产电性能、污染物去除效果和阳极室硫累积情况.结果表明,除硫硝化MFC可实现同步阳极除硫和阴极硝化,并通过非生物电化学作用和生物电化学作用共同产电.进水S~(2-)浓度为(60.8±2.9)、(131.7±2.4)、(161.7±4.5)和(198.1±3.1)mg·L~(-1)时,最佳阳极碳刷清洗周期分别为3、3、3、4个换水周期,前3个进水浓度下的换水周期可分别缩短为6、8和8 h.MFC阴极硝化完全,不受进水S~(2-)浓度影响,但氧从阴极向阳极的渗漏导致阳极库仑效率较低(40%).适当增加进水S~(2-)浓度可增强MFC的产电性能并提高S~(2-)去除负荷和颗粒硫累积比.除硫硝化MFC适宜的进水S~(2-)浓度为(161.7±4.5)mg·L~(-1),相应的最大功率密度为5.77 W·m~(-3),周期产电量为(141.0±5.2)C,S~(2-)去除负荷为(0.31±0.00)g·L~(-1)·d~(-1),颗粒硫累积比达58%.阳极碳纤维丝上沉积有粒径约100 nm的颗粒硫.阳极悬浮物与沉积物相比,悬浮物中S0含量比例较高,而S6+含量比例较低.