多孔介质中轻非水相液体污染物多相流体系的电阻率特性试验研究

目前,对于多孔介质中轻非水相液体(LNAPL)污染物的电阻率特性存在2种截然相反的观点,影响了LNAPL污染场地电阻率资料的解释结果。为此,通过自行设计的装置进行试验,重点探讨电阻率与砂样颗粒粒径、含水量和LNAPL饱和度等参数之间的变化关系。结果发现,在砂样被LNAPL饱和过程中,砂样的颗粒粒径和含水量对其电阻率相对值的变化有重大影响,含水量低的砂样电阻率相对值变化幅度很小,而含水量高的砂样电阻率相对值变化幅度很大,粗粒径的砂样电阻率相对值的变化明显高于细颗粒砂样。对于"水-油-气"三相体系和"水-油"二相体系,电阻率和含水量的关系曲线均可用Archie公式很好拟合。该试验结果对于提高LNAPL污染场地电阻率资料的解释结果的准确度具有重要的意义,在确定相关的参数如渗透系数、LNAPL饱和度等方面具有重要的实际应用价值。     

含水层介质对Cr(VI)的吸附特征

结合天津典型地质和Cr(VI)污染情况,选择细砂、中砂、粗砂这3种含水层介质作为研究对象,研究其对Cr(VI)的吸附动力学实验和等温吸附实验。研究结果表明:3种含水层介质对Cr(VI)的吸附均包括2个阶段——快速吸附阶段和缓慢吸附阶段,并在2 h时达到吸附平衡,符合Elovich型吸附动力学。含水层介质对Cr(VI)的等温吸附模型符合Freundlich模型,表明吸附过程以不均匀吸附为主。含水层介质对Cr(VI)的吸附能力由大到小的顺序依次为细砂、中砂、粗砂;且当Cr(VI)溶液的初始浓度为0.1 mg/L,含水层介质为10 g细砂时,达到最大吸附率22.67%,吸附率很低,表明这3种含水层介质不易吸附Cr(VI),也就说明Cr(VI)进入地下水后不易被含水层介质吸附截留,而是在地下水中随之流动,造成远距离污染。     

抽水对含水层中污染物迁移影响的试验研究

为探究抽水对含水层中污染羽形态及迁移速率的影响,开展了抽水条件下污染物在不同含水层迁移的示踪试验。结果表明,抽水会改变均质含水层(含水层1)中污染羽的形态,但对含砾石及粉细砂夹层的非均质含水层(含水层2)及含砾石通道的非均质含水层(含水层3)中污染羽形态影响不大。与不抽水相比,抽水速率为300mL/min时,含水层1、2、3中污染物的平均迁移速率分别增大了1.570、1.480、3.050cm/min,迁移60cm所用时间分别缩短了36、35、48min。可见,抽水对不同含水层中污染物迁移速率影响程度由大到小分别为含砾石通道的非均质含水层、均质含水层、含砾石与粉细砂夹层的非均质含水层。     

苯并(a)芘的环境多介质迁移和归宿模拟

利用Level Ⅲ逸度模型,模拟分析了苯并(a)芘在天津地区气、水、土和沉积物多介质相间的浓度分布、迁移通量和累积趋势,结果表明:气、水相的平流输入是该区域苯并(a)芘的主要来源,土壤和沉积物是其最大的储库,占总残留量的99.38%;在气、水、土和沉积相中的浓度分别为1.96×10-10 mol/m3、3.26×10-6 mol/m3、1.34×10-3 mol/m3和7.74×10-3 mol/m3时,模型估测结果与同期实测浓度吻合较好,验证了模型的可靠性,并通过灵敏度分析,确定了模型的关键参数.     

石油醚为油相的乳状液膜稳定性研究

以石油醚为油相,以聚异丁烯单丁二酰亚胺(T151)、聚异丁烯多丁二酰亚胺(T155)为表面活性剂,制备了W/O(W代表水相,O代表油相,下同)单重乳液和W/O/W多重乳液,并进行了乳状液膜稳定性的研究.以破乳率、泄漏率和表观溶胀率为衡量指标,考察了表面活性剂种类和用量、油水比(油相体积与内水相体积的比)、乳水比(W/O单重乳液的体积与外水相体积的比)、制乳转速等参数对乳状液膜稳定性的影响.结果表明,表面活性剂的用量、油水比、乳水比和制乳转速均存在最佳值,即:(a)T151体积分数6%,油水比1:1,一次制乳转速3 000 r/min,乳水比为1:6,二次制乳转速300 r/min;(b)T155体积分数4%,油水比1:1,一次制乳转速4 000 r/min,乳水比为1:8,二次制乳转速400 r/min,此时的W/O/W多重乳液乳状液膜最稳定.     

非均质多孔介质对水平潜流人工湿地水力效率的影响

对比以不同粒径(4～9、8～12、11～17mm)非均质多孔介质(玻璃珠)作为基质的水平潜流人工湿地(以有机玻璃板材模拟)的水力效率、水力停留时间等参数,并参照其流态变化进行分析。结果表明:(1)均以上端为进水口、下端为出水口,水流流经不同粒径玻璃珠的水平潜流人工湿地会产生不同的流态。(2)玻璃珠粒径小(4～9mm)的水平潜流人工湿地中,染料在其中运动并最终能够迁移到出水口的有效空间最大,空间利用率最大,则有效体积比最大,染料流经区域面积最大;转角处染料呈圆角流过,死区范围小。(3)当玻璃珠粒径为4～9mm时,水平潜流人工湿地具有最长的平均水力停留时间(0.437 8h)和最小的水流散度(标准方差为0.052 5),使得水平潜流人工湿地的有效体积比最高(0.495 7),水力效率也最高(0.469 6)。随着粒径的增大,平均水力停留时间缩短,水流散度增大,而有效体积比和水力效率均呈减小趋势。(4)合理的水力停留时间分布能够提高有效体积比,而有效体积比越高,即污水在水平潜流人工湿地中运动并最终能够迁移到出水口的有效空间越大,污染物与基质以及附着在基质上的微生物的接触越充分,从而提高污染物的去除率。     

表面活性剂冲洗修复多氯联苯污染土壤多相流研究

多氯联苯(PCBs)是一种具有持久性、抗生物降解性、脂肪溶性和明显的生物毒性等特性的持久性有机污染物,PCBs在土壤中难于准确定位、难被分解和强烈吸附,去除土壤中PCBs比较困难.表面活性剂冲洗法可以通过提高PCBs溶解度和降低水-PCBs界面张力来实现PCBs从土壤中去除;表面活性剂冲洗PCBs污染土壤涉及气相、水相、NAPLs相和固相等物质,是多相共存并相互发生作用的过程,发生相对渗透率、饱和度和毛细压力的变化;另外,为研究表面活性剂冲洗土壤中PCBs的去除机理,并降低PCBs对研究人员的危害,采用微观孔隙结构网络模型是一种较新颖的和效果显著的研究方法.开展表面活性剂冲洗PCBs污染土壤多相流研究,可以为PCBs污染场地修复提供理论基础和实验支持,并促进我国POPs履约工作的顺利进行.     

一种新型可见光响应催化剂改性PATFC膜的制备及其抗污染性能

以AgI、氧化石墨烯(GO)和超薄g-C₃N₄(UCN)为前驱体,通过超声结合化学沉淀法合成可见光响应AgI@GO@UCN(AGU)光催化剂,然后采用氮气压滤与界面聚合结合,将AGU负载于支撑基底聚酰胺膜(PATFC膜)表面,得到AGU改性PATFC膜,并对其制备条件及其抗污染性能进行研究。结果表明：改性膜最佳制备条件为：AGU投加量30 mg,间二胺(MPD)水相溶液质量分数1.0‰,MPD浸泡时间2 min,均苯三甲酰氯(TMC)有机相溶液质量分数0.25‰,TMC浸泡时间45 s;在最佳制备条件下,改性膜纯水通量为21.84 L·(m²·h)^-1(抽吸压力0.2 MPa),对刚果红(CR)截留率可达97.80%;亲水性能显著改善,水接触角由57.1°(PATFC原膜)降至40.7°(AGU改性膜);可见光吸收性能提高显著,改性膜最大光吸收边带由原膜的387 nm红移至488 nm;改性膜抗污染性能很好,其比通量由PATFC膜的69.54%提升至92.75%;改性膜具有良好的光催化自清洁特性,光...     

活性炭和沸石分子筛处理非稳定排放VOCs气体的性能比较

通过对活性炭和沸石分子筛的表征和动态吸附/脱附实验,探索2类吸附材料固定床工艺用于非连续、非稳定类型的大风量、低浓度挥发性有机物(VOCs)排放控制的应用前景。结果表明:沸石分子筛孔径分布较为集中,约在0.8 nm,比表面积为393.76 m~2·g~(-1);活性炭孔径分布具有广谱性,微孔集中在1~2 nm之间,比表面积为1 026.71 m~2·g~(-1)。活性炭对二甲苯的平衡吸附量总体高于沸石分子筛,其平衡吸附容量随气相平衡浓度和温度的波动要大于沸石分子筛。动态吸附穿透实验结果显示沸石分子筛单位传质区长度的平均传质速率是活性炭的约1.42~1.66倍。相同吸附和脱附温度条件下,活性炭的工作容量要大于沸石分子筛。沸石分子筛在210℃时基本脱附彻底,且可得到48倍以上的浓缩脱附气体。50次的吸附、脱附重复实验对沸石分子筛的性能影响不大。沸石分子筛作为吸附材料脱附单位质量的二甲苯所需能耗是活性炭的2.9~4.2倍。活性炭和沸石分子筛可采用不同的工艺方式应用于低浓度、大风量、非稳定排放的VOCs气体的净化。     

非活体生物质对水中活性艳红X-3B的吸附研究

研究了4种非活体生物质(米酒糟、花生壳、柚子皮、稻草秸秆)对模拟废水中活性艳红X-3B的吸附条件及吸附机理。结果表明,活性艳红X-3B初始浓度为100 mg/L、pH为1.0~2.0、吸附剂浓度为10 mg/L时,4种吸附剂对活性艳红X-3B的吸附率可达到80%。吸附在60 min左右达平衡后最大吸附量的顺序为:米酒糟(58.8 mg/g)花生壳(28.0mg/g)柚子皮(23.6 mg/g)稻草秸秆(19.5 mg/g)。在达最大吸附率时,米酒糟的用量可减少一半、pH范围可宽为1.0~6.0,且吸附量是另三者的2倍以上。综合比较,米酒糟具有较强的吸附废水中活性艳红X-3B的能力,可作为废水中活性染料的吸附剂使用。而花生壳、柚子皮和稻草秸秆的吸附能力相对较弱,不是理想的吸附材料。数学模型模拟表明,米酒糟和柚子皮的吸附过程更符合Freundlich方程,而花生壳和稻草秸秆更符合Langmuir方程;动力学研究表明4种吸附剂的吸附拟合更符合拟二级动力学方程。     

南海湖非冰封期浮游植物群落生态特征及其与环境因子关系

分别于2017、2018年的非冰封期(5—10月)对南海湖的浮游植物群落和环境因子进行了调查。共发现浮游植物7门80属157种(含变种),其中绿藻门种数最多,其次是硅藻门和蓝藻门,时间上7月最多、10月最少,空间上呈东高西低、南高北低的趋势。浮游植物密度为23.35×10~6～126.00×10~6个/L,平均值为66.78×10~6个/L。主要优势种有微小平裂藻(Merismopedia tenuissima)、水华束丝藻(Aphanizomenon flosaquae)和螺旋弓形藻(Schroederia spiralis)。南海湖水质总体处于中污染状态。冗余分析表明,TN、TP、pH和温度是影响浮游植物分布的主要环境因子,绿藻门与TN关系密切,蓝藻门与TP、温度关系密切,硅藻门与pH关系密切。     

醋酸纤维素包埋非水溶性介体催化强化生物反硝化特性

利用醋酸纤维素包埋法固定非水溶性醌类介体,研究其催化强化Paracoccus versutus菌株GW1的反硝化作用。结果表明,醌浓度在26.7 mmol/L时,固定化蒽醌(AQ)、1-氯蒽醌(1-AQ)、2-氯蒽醌(2-AQ)、1,5-二氯蒽醌(1,5-AQ)、1,8-二氯蒽醌(1,8-AQ)和1,4,5,8-四氯蒽醌(1,4,5,8-AQ)催化反硝化效率依次为:1,5-AQ1,8-AQ1,4,5,8-AQAQ1-AQ空白对照2-AQ。反应10 h时,1,5-AQ可使硝酸盐去除率比空白对照提高1.84倍;硝酸盐氮反硝化动力学拟合为零级反应,其速率常数Kx随1,5-AQ浓度的增加均呈线性增加(Kx=0.1885C1,5-AQ+8.378);水中溶解氧会降低GW1菌反硝化的效果;投加1,5-AQ的反硝化体系中亚硝酸盐积累的最大值比不投加介体的低48.3%;醋酸纤维素介体小球经过4次的重复利用,催化效果始终是空白对照的1.5倍以上。醋酸纤维素固定化非水溶性醌可以有效加速生物反硝化,表明其是一种较优的醌固定化方法,具有良好的应用价值。     

热解吸对土壤中POPs农药的去除及土壤理化性质的影响

为探索土壤热解吸修复技术对POPs污染土壤的修复效果及修复后土壤可耕作性,选择北京某农药厂旧址的POPs农药污染土壤,研究了不同温度下热解吸处理后土壤中滴滴涕(DDTs)和六六六(HCHs)各组分的去除率以及土壤理化性质的变化。结果表明,热解吸修复技术可有效去除土壤中POPs农药,其中,p,p’-DDE与α-HCH组分去除率受热解吸温度的影响比其他组分更为明显。∑HCH与∑DDT在310℃、340℃时分别达到97%、99%的去除率,且此时土壤中的污染物含量低于我国《展览会用地土壤环境质量评价标准》,此后去除率受温度的影响不明显。热解吸温度对修复后土壤的理化性质有一定的影响,不同温度影响的程度各不相同,其中,有机质含量与全氮含量分别由0.78%、0.0352%降至0.14%、0.0107%;pH波动幅度较小,由7.80变至8.25;阳离子交换量变化存在波动,但呈整体下降趋势,由7.87 mg/kg降至5.00mg/kg;土壤中速效磷显著增加,由7.59 mg/kg升至21.8 mg/kg。而在最优温度条件下,土壤理化性质受热解吸温度的影响较小。由此可以说明,热解吸技术可以用于POPs污染土壤的修复,选择适当的热解吸温度对土壤的可耕作性影响有限,因而是一种潜在的绿色修复技术。     

基于MODIS数据的中国地区气溶胶光学厚度时空变化特征

利用2007—2017年的MODIS/AQUA C6版MYD08_M3气溶胶产品数据资料,从时间和空间角度分析中国气溶胶光学厚度(AOD)变化特征。结果表明:(1)2007—2017年中国AOD年均值在0.40～0.55波动,平均值为0.48,11年间中国AOD年均值降低0.06;(2)中国AOD高值区集中在长江中下游、华北平原、珠江三角洲以及新疆的塔里木盆地,而川西、滇西北与青藏高原交界的地区为低值区,东北及内蒙古北部的AOD也相对较低。(3)地势对AOD分布具有一定影响,一般地,AOD高值区总体分布在低海拔地区,而AOD较低的区域主要位于高海拔区。(4)中国AOD表现出一定的季节变化特征,总体上呈春夏季高峰,秋季最低,冬季至次年春季逐步回升的趋势,此外采暖期内AOD整体上低于非采暖期。     

非灭菌光发酵嗜硫原始红藻高效去除工业废水中铵根的补糖模式优化

使用高氨氮工业废水配制混养培养基,在5L光发酵罐中对嗜硫原始红藻(Galdieria sulphuraria)进行非灭菌条件下的分批和补料分批培养,通过比较间歇补糖和连续流加补糖模式,优化确定了生物量高产率、高NH4+去除速率的补糖模式.结果表明,2种模式均能促进生物量生产和NH4+的去除,其中C/N为2.5～5.0的...     

贵金属催化剂活性组分分布对催化湿式氧化处理非达霉素提炼废水的影响

采用均匀型和蛋白型Ru/TiO_2催化剂为湿式氧化催化剂,应用于催化湿式氧化非达霉素提炼废水,以出水COD和TOC去除率作为指标来评价2种催化剂的催化活性差异;采用实验室连续评价装置对柱状颗粒催化剂在不同pH、不同废水流量和不同温度下处理非达霉素提炼废水进行了优化评价。结果表明:在265℃、pH=4.1、废水流量为10 mL·h~(-1)时,催化剂的催化活性最高,故确定此条件为该废水处理的最优条件;同时对比均匀型和蛋白型2种催化剂,蛋白型催化剂具有更高的催化效率;结合SEM及N_(2~-)物理吸附结果,推断蛋白型催化剂活性组分集中分布在催化剂颗粒的较浅层,有利于降低反应过程中的扩散阻力,提高贵金属活性组分的利用率,进而提高催化剂的催化活性。以上结果对开发高效湿式氧化催化剂,充分利用贵金属活性组分降低催化剂成本具有十分重要的意义。     

应用Meta分析研究中国不同区域PM2.5污染与人群非意外总死亡率的关系

大部分研究在进行空气污染健康危险度评价工作时,较少考虑中国空气污染的区域差异性。通过搜索多个数据库,以"PM_(2.5)"、"死亡"等为关键词,收集了2003—2017年发表的所有符合研究设定要求的文献,筛选出15篇文献中的21组数据,使用Stata 12.0软件进行Meta分析,利用固定或随机效应模型合并效应值,并对结果进行敏感性分析和发表性偏倚检验。结果显示,PM_(2.5)的日均质量浓度每上升10μg/m~3,京津冀、长三角、珠三角以及中国居民每日非意外总死亡率分别上升0.433%(95%置信区间(CI):0.317%～0.550%),0.344%(95%CI:0.195%～0.493%),1.347%(95%CI:1.000%～1.695%)和0.730%(95%CI:0.575%～0.886%)。PM_(2.5)日均质量浓度对人群死亡健康效应的影响不是简单线性关系,具有较大的区域性差异特点。因此,在进行地区性大气污染相关的健康危险度评价工作时,要充分考虑地区差异性问题。