生活垃圾初期降解过程中污染物释放及恶臭污染研究

生活垃圾初期降解主要发生在生活垃圾产生到被妥善处置之前,初期降解过程中伴随产生的气态和液态污染物可直接进入环境,影响居民生活环境. 为了明确生活垃圾初期降解过程中的污染情况,结合我国生活垃圾基本组成开展实验室模拟试验,分析生活垃圾初期降解过程中不同途径产生的污染物的释放特征及其恶臭污染的影响. 结果表明:生活垃圾中约20%的氮元素和硫元素在初期降解过程以气体或渗滤液的形式释放到环境中. 其中,CO₂是生活垃圾初期降解过程中最主要的气态污染物,约占总累积产气量的43%;挥发性有机物(volatile organic compounds, VOCs)产生量较少,但种类复杂,其中乙醇的体积分数最大,约占VOCs总体积分数的85%. 渗滤液产生率较低(约30.94 mL/kg,以湿垃圾计),但其中化学需氧量、氨氮和硫酸盐的浓度远超GB 8978—1996《污水排放综合标准》限值. 生活垃圾初期降解过程中理论臭气浓度达205.14,甲硫醚和乙醇是重要的典型恶臭物质. 研究显示,生活垃圾初期降解过程产生的气态污染物主要包括CO₂和VOCs,渗滤液中污染物浓度远超相关污染排放限值,由VOCs导致的恶臭污染达到3级臭气强度. 因此,为了降低生活垃圾初期降解过程中的环境污染,建议缩短生活垃圾清运的时间,并重点关注乙醇和甲硫醚等恶臭物质.      

铁基材料活化过硫酸盐降解水中抗生素的研究进展

抗生素广泛应用于医药和养殖行业,排入水体中的抗生素严重威胁了生态安全和人体健康.目前,常规污水处理过程对抗生素降解效率较低,基于硫酸根自由基(SO₄^·-)的高级氧化技术逐渐成为水处理领域的研究热点之一.铁基材料廉价易得,在活化过硫酸盐（PS）降解水中抗生素领域展现出一定的应用前景.本文重点综述了几种典型铁基材料在活化PS降解水中抗生素的研究进展,分析了pH、重复使用性等影响铁基材料实际处理效果的因素,并对铁基材料活化PS的发展前景进行了展望,旨在为拓展铁基材料环境应用和阐明PS活化机制提供重要参考.结果表明:铁（氢）氧化物、零价铁（ZVI）和铁硫化物等铁基材料活化PS产生的SO₄^·-和羟基自由基（HO·）对抗生素降解起关键作用.与传统铁基材料相比,复合型铁基材料表现出更加优异的催化性能和稳定性.此外,高价铁和单线态氧也被证明对铁基体系催化降解抗生素起重要作用.现阶段缺乏考察铁基材料/PS体系降解实际水体中抗生素性能和机理的研究;同时,单原子铁催化剂等新型铁基材料活化PS降解抗生素的性能及机制也有待进...     

挥发性有机物(VOCs)吸附材料的研究进展

目前,我国面临严重的挥发性有机物（VOCs）污染问题。吸附法是研究与应用最为广泛的VOCs治理技术。主要介绍了吸附净化VOCs原理和几种常见的VOCs吸附材料,包括活性炭、新型多孔炭材料、沸石分子筛、黏土基吸附剂、金属有机框架和介孔硅。详述了各吸附材料的VOCs吸附能力和优缺点,判断了其应用价值,并指出了为提升大规模工业化应用潜力,后续研发的VOCs吸附材料应满足高吸附量、高疏水性、高热稳定性和再生能力强4个特征。     

MOFs基多孔材料吸附去除VOCs的研究进展

大气中挥发性有机物（VOCs）严重威胁生态环境和人类健康,其治理迫在眉睫。吸附法因操作简单、效率高、能耗低等优势成为目前处理VOCs最经济有效的方法之一。但传统吸附材料如分子筛、活性炭、硅藻土等存在吸附容量小、易堵塞、选择性低且再生困难等问题。因此,发展高效稳定的VOCs吸附材料仍是目前的研究热点。金属有机框架材料（metal-organic frameworks,MOFs）是一种比表面积高、孔道结构丰富的新型多孔材料,在VOCs吸附净化方面具有良好的应用潜力。针对近10年MOFs基多孔材料吸附去除VOCs的研究,从MOFs的结构和特点出发,详述MOFs的分类及其复合材料的类型,基于MOFs基多孔材料吸附VOCs过程中的影响因素和机制,对其在VOCs吸附应用方面的研究进展进行总结,并对其在该领域的未来发展进行展望。     

废弃物基活性炭对VOCs废气的治理

研究了废弃物基活性炭在对VOCs吸附过程中的主要影响因素。结果表明废弃物基活性炭完全可用于VOCs的净化治理工艺。     

新烟碱类农药在土壤中环境行为的研究进展

目前新烟碱类农药已占据了世界最大的杀虫剂市场份额,同时土壤是该类农药进入环境系统的源头,厘清其在土壤中的环境行为对探索新烟碱类农药的环境归趋和生态评价均具有重要的意义.本文总结并梳理了新烟碱类农药在土壤中主要环境行为的研究现状,包括吸附、解吸及降解行为;分析了农药本身性质、土壤成分及类型、pH值、温度、含水量等因子对该类农药吸附和解吸的影响机制;同时探讨了降解土壤新烟碱类农药的微生物菌群、光解和水解机理,并对新烟碱类农药未来的研究重点和方向提出了展望.     

木质素降解酶及其调控机理研究的进展

近年来有关木质素降解微生物和木质素降解酶的产与调控机理的研究表明，腐霉和细菌在木质自然降解中起着重要作用，腐霉的降解作用发生在次级代谢阶段，而细菌发生在初级代谢阶段，影响木质素降解酶的产生酶活力高低的因素有碳氮的选择与限制；诱导物的添加；表面活性剂的使用；某些金属离子浓度水平的改变；菌丝的固定化，温度和摇床转速的变换等。     

微生物对芳香烃的降解作用

综述了微生物对芳香烃的降解作用，重点论述了在有氧和厌氧条件下，微生物对芳香烃的降解途径、作用机理及降解动力学；分析了微生物技术在环境治理中的应用前景。     

海洋沉积物中PAHs和PCBs的来源与微生物降解

作为典型的持久性有机污染物的多环芳烃(PAHs)和多氯联苯(PCBs),其在环境中的累积及对环境和生物的危害已经引起了广泛地关注.本文系统地论述了海洋沉积环境中PAHs和PCBs的来源、分布、微生物降解过程及其控制因素.已有的结果表明,PAHs和PCBs的分布受输入源、季节因素、沉积物的粒度和沉积物中总有机碳含量的影响.其中,输入源是决定沉积物中PAHs和PCBs含量高低的最重要的因素.通常情况下,沉积物中PAHs和PCBs的浓度在夏季丰水期比冬季枯水期低.沉积环境中的PAHs和PCBs的含量与沉积物颗粒粒径和总有机碳含量具有一定的相关性.微生物降解过程受其化学结构、其它碳源、能源以及环境条件的影响,低分子量和化学结构简单的化合物容易被微生物降解,外加葡萄糖或乙酸盐,降解程度加深,外加氮源降解程度较差,如果仅以PAHs作为碳源,微生物降解作用几乎不发生;环境的温度和pH值影响降解的方式、程度和速率.由于海洋环境的复杂性以及PAHs和PCBs的多变特征,海洋沉积物中PAHs和PCBs的行为机制远未搞清,PAHs和PCBs与海洋碳循环的关系至今尚未涉及,这些复杂的过程将是海洋沉积物中PAHs和PCBs进一步研究的方向.     

碳载铁基双金属活化过硫酸盐降解有机污染物

过硫酸盐高级氧化技术因具有氧化性强、稳定性高、药剂易于运输等特点,被广泛应用于有机污染场地的修复中,在环境治理领域具有广阔的应用前景。通常过硫酸盐需要激活才能有效地去除有机物,碳载铁基双金属材料因碳材料的多孔结构和高比表面积可以提高金属的分散性,而且还可以吸附目标污染物,是一种能够高效活化过硫酸盐降解有机污染物的激活剂。该研究在关注碳载铁基双金属的制备方法的基础上,分析了碳载双金属活化过硫酸盐氧化体系的主要机制,探讨了影响碳载铁基双金属活化过硫酸盐体系降解效率的主要影响因素及碳载铁基双金属材料的稳定性,并进一步展望了碳载铁基双金属活化过硫酸盐体系降解有机污染物的研究方向和发展趋势。     

用于有机磷农药固相萃取的吸附材料的研究进展

有机磷农药由于在环境中相对于有机氯农药容易降解,而成为全球范围内使用最广泛的杀虫剂。尽管有机磷农药已经被证实了低环境持久性,但由于具有生物毒性、高毒性、再生毒性、免疫毒性和基因毒性,造成的残留仍能对人类健康产生危害。样品前处理是有机磷农药残留分析过程的重要步骤,该过程耗费时间,其好坏直接影响整个分析结果的准确性。固相萃取相对液-液萃取由于具有诸如快速、简单和绿色环保的特点及较强的选择吸附性,是目前应用最广泛的农药残留分析样品前处理技术。吸附材料是决定固相萃取过程效能的关键因素。文章介绍了常见的硅吸附材料、碳吸附材料、分子印迹吸附材料及磁性吸附材料在有机磷农药固相萃取领域的研究应用现状,同时对未来研究方向进行了展望。     

光催化处理含酚废水研究进展

含酚废水主要来源于煤化工、石油化工和以苯酚或酚醛为原料的生产过程,毒性高、难降解,对所有生物个体都有毒害作用。高浓度的含酚废水可回收利用,而目前对低浓度含酚废水还没有理想的处理方法。文章阐述了半导体光催化材料光催化降解机理和光催化剂的研究进展,重点讨论了光催化材料在处理含酚废水中的应用,并对光催化材料应用的发展前景进行了展望。     

介孔氮化碳光催化降解诺氟沙星的动力学机制

采用一种简单高效的制备方法,利用SiO₂为模板制备出具有更高催化活性的介孔氮化碳材料（mpg-C₃N₄）,并通过透视电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、氮气吸脱附测试（BET）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、光电子能谱（XPS）对mpg-C₃N₄的形貌、组成结构进行表征.结果显示,mpg-C₃N₄表面存在大量直径约12nm的孔状结构,与g-C₃N₄相比,比表面积大幅度增大,并因此提供了更多的活性位点从而提高其光催化活性.使用紫外可见漫反射光谱（UV-vis DRS）和荧光光谱（PL）对其光电化学性能进行测试.结果表明介孔材料的引入使得氮化碳的吸收光谱发生红移,并降低了光生电子-空穴对复合率,从而提高对可见光利用效率.通过对诺氟沙星（NOR）的降解与吸附实验研究表明,NOR的光催化降解过程符合一级动力学和Langmuir-Hinshelwood动力学模型,而mpg-C₃N₄对NOR的吸附符合二级动力学,表明NOR的光催化降解主要发生在催化材料的表面且以化学吸附为主.吸附实验表明mpg-C₃N₄在30min内可以吸附56.78%的NOR,降解实验显示,光解1.5h后,超过90%的NOR可被降解.相比体相g-C₃N₄,mpg-C₃N₄表现出良好的吸附性能和光催化性能.pH值影响实验表明pH值约为7.41时达到最佳降解效果,主要归因于药物形态与材料表面电荷作用.淬灭实验表明O₂^·-和h⁺是降解体系中的主要活性物质.     

氨基酸指示海洋中有机物降解行为的研究进展

氨基酸是海洋中重要的生源有机质,它在有机碳和有机氮的生物地球化学循环中起着非常重要的作用。氨基酸作为海洋有机物中的活性组分,在有机物降解过程中会被异养细菌选择性的去除,是指示海洋中有机物降解程度的灵敏指示因子。本论文首先介绍了海水中氨基酸的分类,总结了溶解游离氨基酸（DFAA）、溶解结合氨基酸（DCAA）、颗粒氨基酸（PAA）和细菌标志物D-型氨基酸的来源及生物学活性。同时归纳了有机物降解过程中氨基酸变化可归结为选择性保存、产生或者富集细菌源的物质和细菌的转化三种机理。最后本文综述了基于氨基酸的6种降解因子:溶解态氨基酸（THAA）对有机碳或有机氮贡献率（THAA-C%或THAA-N%）、降解因子（degradation index）、活性因子（reactivity index）、个体氨基酸的D/L比值、天门冬氨酸/β-丙氨酸或谷氨酸/γ-氨基丁酸比值（Asp/β-Ala或Glu/γ-Aba）以及细菌源有机物的贡献率,它们各自的特点、适用的降解阶段以及具体的应用。     

人粪便好氧堆肥过程中典型抗生素的消减特性

以人粪便和锯末为试验材料,进行3种不同温度(55℃、35℃和无温控)控制条件下的好氧堆肥试验,对比温度对堆肥过程中4种人们大量应用的抗生素(四环素、金霉素、磺胺嘧啶和环丙沙星)消减特性的影响.同时分别对抗生素在水环境、锯末载体和人粪便加锯末堆肥中的降解进行针对性试验,分析人粪便好氧堆肥中影响抗生素降解的主要因素或作用,并对其贡献进行了评价.结果表明,4种抗生素在高温堆肥中的去除效果最好,其去除率都在90%以上.相比磺胺嘧啶和环丙沙星,金霉素和四环素的降解对堆肥温度依赖更强.四环素和金霉素在堆肥中的去除主要为水解作用导致的去除,而磺胺嘧啶和环丙沙星的去除则主要归因于锯末有机质对其吸附的影响.与其它3种抗生素不同,微生物作用对堆肥中环丙沙星降解的影响是重要的,贡献率接近20%.     

模型化合物在天然有机质相关研究中的应用

该文介绍了常用的几种天然有机质模型化合物,以及模型化合物在天然有机质的吸附、降解、结构等方面的应用。对模型化合物的分子结构、官能团和自由基等角度进行分析,比较了模型化合物在不同吸附剂上的吸附表现及其原因;探讨了模型化合物在光化学降解和生物降解过程中所起到的作用。总结了模型化合物在天然有机质相关研究中的作用,展望了模型化合物作为一种有效的工具在天然有机质相关研究中的应用方向。     

土壤中石油污染物微生物降解过程中各石油烃组分的演变规律

设计了一组实验，将7个石油烃生物降解的主要影响因素迫近在预实验中所得的最佳水平上，探索了石油烃中正构烷烃、异构烷烃、环烷烃、烯烃等不同组分在生物修复过程中各自的降解模式和降解速度。研究发现：碳数的多少是影响石油烃组分降解速度的最大因素；C23烷的降解速度近似于石油烃的总体降解速度；碳数越大，降解越难进行；当碳数相同时，不同类石油烃组分的降解速度由其官能团所决定。     

好氧生化污水处理厂化学品暴露预测模型构建

污水处理厂是化学品进入环境的重要中转站,污水处理厂中的暴露预测是化学品环境风险评估的重要内容.以污水处理厂中最简单的传统活性污泥法为基础工艺,基于我国新化学物质登记要求的基础数据(分子量、吸附/解吸附系数、蒸气压、水溶解度、快速或固有生物降解性)、我国的环境条件(温度=283K、风速=2 m·s~(-1))和污水处理厂典型场景参数(日处理量=3.5万m~3·d~(-1)、进水BOD_5=0.15 g·L~(-1)、进水SS=0.2 kg·m~(-3)、出水SS=0.02 kg·m~(-3)、曝气池BOD_5去除率=90%、污泥密度(dw)=1.6 kg·L~(-3)、污泥有机碳含量为0.18~0.19),根据化学品的线性吸附、一级动力学降解、Whitman双阻力挥发机制以及逸度理论,建立了包含空气、水、悬浮颗粒和沉积污泥9箱质量守恒方程的污水处理厂化学品暴露预测模型CSTP(O),同时确定了快速或固有生物降解性结果外推获得STP降解速率的标准.模型验证结果表明,C-STP(O)模型对已有研究中26种化学品预测准确率为81%,对5种酚类化学品,模型预测与实测去除率绝对差值为2.5%~6.3%,C-STP(O)能准确预测具有快速或固有生物降解性的有机化学品在污水处理厂中挥发、吸附、降解、二级出水的分布比例.所建模型可为研究化学品在STP中的归趋及化学品暴露评估提供技术工具.     

rGO@nZVI-BC修饰的PRB增强糖皮质激素还原转化性能研究

为制备环境功能材料rGO@nZVI-BC,以此材料构建可渗透反应墙(PRB)实现对地下水中含氟糖皮质激素(FGCs)的有效阻控.结果表明,阻控过程可用改进Yoon-Nelson模型描述,在rGO@nZVI-BC和土壤系统中吸附速率和生物降解速率常数分别为0.485和0.035d^-1、0.233和0.029d^-1.提升阻控效能的主要机理是强化吸附和生物降解功能.其中运行初期以吸附作用占主导,贡献比为76.12%左右.生物强化机制主要为nZVI为GCs还原提供了电子供体,从而增强了还原脱氟功能,该部分贡献比约为87.06%,并伴随着脱羟基、氧化侧链降解和开环等降解.此外具有还原性脱卤属的功能性微生物(Xanthomonadaceae,Desulfuromonas和Sphingomonadaceae)物种丰度的增加进一步索证了功能材料rGO@nZVI-BC的效能.本研究为地下水中GCs的污染阻控提供了一种有效的方法.     

活性炭吸附挥发性有机化合物的研究进展

由于挥发性有机化合物(VOCs)对人类健康和生态环境的危害巨大,因此VOCs控制技术的研究显得尤为重要。活性炭吸附法具有技术成熟、操作简单、净化效率高、能耗低以及可回收等优势,是净化VOCs最经济、有效的方法之一。主要综述了活性炭在脱除VOCs方面的研究进展,包括活性炭的制备和改性技术及其对VOCs的吸附性能、活性炭吸附VOCs的影响因素以及活性炭在实际工业中的应用。通过探究不同制备及改性方法对活性炭孔结构、表面化学性质、比表面积的改变与VOCs吸附效果之间的联系,并结合实际应用实例,对活性炭吸附技术在实际应用中的发展方向提出了一些合理见解。