狗牙根、野古草对萘和蒽污染土壤的修复

通过盆栽试验研究了狗牙根和野古草对萘(Nap)和蒽(Ant)污染土壤的修复作用。结果表明,90 d后,狗牙根和野古草对污染土壤中Nap和Ant有明显的去除效果,狗牙根对萘和蒽的去除率分别为46.9%~74.6%、52.1%~77.6%,野古草对萘和蒽的去除率分别为51.8%~81.4%、47.6%~79.6%。植物去除土壤中萘和蒽的效率与生物量无明显关系。两种植物对萘和蒽的累积质量比随土壤中萘和蒽质量比增大而增大,且根部对萘和蒽的累积质量比高于茎叶。萘和蒽在两种植物中的生物浓缩系数(BCFs)随萘和蒽初始质量比增大而下降,在同等条件下,萘和蒽在野古草中的BCFs比在狗牙根中高,野古草对萘和蒽污染土壤的修复效果优于狗牙根。植物-微生物联合作用是降解土壤中萘或蒽的主要机制。     

六叉河农业小流域多水塘沉积物中HCHs的历史分布和残留

采集六叉河流域多水塘沉积物,利用沉积物年代学方法,建立未受扰动水塘沉积物年代序列,分析有机氯农药HCHs在江淮地区典型农业流域多水塘沉积物中的残留特征和降解过程,评估农药残留的生态风险.结果表明,过去几十年的农业集约化中农药的投入,是导致农药残留主要因素.HCH的历史投入量约为18400kg,多水塘沉积物中残留的HCH为0.177 kg,HcH残留量已经不再显著.对于HCHs4种异构体,a-HCH在所有样品中均未检出;β-HCH与γ-HCH的检出率为6.98％,β-HCH最高残留质量比为7.88ng/g,γ-HCH为9.51 ng/g;δ-HCH检出率为3.49％,最高残留质量比为5.07ng/g.表明流域水塘沉积物中累积的HCHs在过去几十年基本已经被降解,流域存在较低的HCHs残留风险.在空间分布上看,不同类型的水塘由于其下垫面土地利用类型差别,其沉积物中HCH残留存在明显差异,γ-HCH(林丹)仅在河塘中被检出(检出率为20.7％),表层沉积物质量比9.51 ng/g.研究表明,六叉河流域的HCH已经基本全都降解,不存在HCH农药残留风险,但流域尺度上可能存在新的HCH输入来源.     

黑麦草对TCP污染土壤的修复研究

通过生物盆栽试验研究了黑麦草(Lolium multiflorun L)对2,4,6-三氯酚(TCP)污染土壤的修复作用及其对污染土壤中微生物生物量碳、多酚氧化酶和过氧化氢酶活性的影响.结果表明,培养75 d后土壤中TCP的可提取态质量比随着时间延长而逐渐减少,黑麦草加快了土壤中可提取态TCP质量比的下降.在TCP质量比为1mg·kg-1、10 mg·kg-1、100 mg·kg-1的处理中,种植黑麦草的去除率分别为92.5%、78.2%、55.6%,无植物处理的去除率分别为56.3%、49.2%、37.5%.黑麦草在TCP各质量比处理的污染土壤中能够存活,状态良好.种植植物士壤中的微生物生物量碳以及多酚氧化酶和过氧化氢酶的活性都存在增加的趋势,明显高于对照土壤(p＜0.05),提高了土壤植物和微生物对污染物的降解能力.同时,高质量比处理对酶的活性也有一定的抑制作用.由于土壤自身具有修复TCP污染的自然本能,种植黑麦草具有强化TCP污染土壤的修复作用,可以通过促进黑麦草生长,增加土壤酶的活性,增强土壤微生物活性,提高黑麦草修复TCP污染土壤的能力.     

氧烛中Co_2O_3对NaClO_3热解的催化特性研究

为探究氧烛成分中的催化剂对其产氧速率与稳定性是否具有影响,以Co_2O_3为研究对象,在其质量分数分别为0%,2%,3%,4%,5%下,将其与NaClO_3进行二元TG-DTG联合热重分析,通过对比各混合物的热解始末温度及其他特征温度,探究了Co_2O_3对NaClO_3热解的催化效果、速率及稳定性的影响。研究结果表明:Co_2O_3对NaClO_3热解的催化效果随其质量分数增加而增强,并在4%时达到最佳;少量Co_2O_3(0%~2%)可使得NaClO_3热解过程出现多阶梯,热解变得不稳定,但适量Co_2O_3(3%~5%)却可在不影响NaClO_3热解稳定性的情况下,使其热解温度区间变宽,热解速率变慢。     

不同水生植物对水体β-HCH净化效果的研究

植物修复有机农药污染水体并不多见,但具有良好的应用前景。本文选取美人蕉、再力花和菖蒲等3种常见水生植物为供试植物,通过静态水培试验研究了3种水生植物对不同浓度的β-HCH污染水体的净化效果。结果表明,3种受试水生植物在β-HCH不同处理浓度的水体中长势良好无病变,β-HCH主要富集在根部和叶部。美人蕉、再力花、菖蒲对5μg/Lβ-HCH的去除率分别为56. 57%、46. 17%和40. 30%,而对10μg/Lβ-HCH的去除率则分别为51. 30%、27. 28%和22. 44%。可见,3种水生植物对β-HCH均具有一定的去除效果,其中具有密集根系及茂密叶片的美人蕉的净化效果最好,其次为再力花及菖蒲。     

超声波强化电动法修复铜污染土壤的室内研究

采用超声波强化电动法对铜污染土壤进行室内修复研究,探讨了超声波强化电动法修复铜污染土壤的可行性,并对其影响机理进行初步探讨.结果表明,超声波可以强化铜污染土壤的电动修复效果,提高Cu2+的迁移和富集效率.在试验开始后连续施加频率为50 kHz的超声波3 h时,随着超声波声强的增大,修复效果增强.当声强(以超声波电压表示)达到150 V时,阴极附近的Cu2+富集质量比 C/C0 比未施加超声波时提高了43%.土壤含水量对试验结果的影响较大,在超声波作用下,含水量为14%时,土壤的修复效果较好;含水量增加到16%时,修复效果无明显提高.增加超声波辐照时间也可以提高土壤修复效果,但当辐照时间超过5 h后,土壤修复效果无明显增加.研究表明,施加超声波可以强化电动法修复铜污染土壤的效果.     

新农药硫肟醚在土壤中降解的影响因子研究

在实验室条件下对新农药硫肟醚(O(3苯氧苄基)2甲硫基1(4氯苯基)丙基酮肟醚)在土壤中降解的影响因子进行了研究.结果表明,在20 d的培养时间内,随着土壤含水量的增加,硫肟醚的降解速率加快.当土壤含水量增加到80%(质量分数)时,其降解率达到最大(46.73%),然后随土壤含水量增加反而下降.随着土壤温度的升高,硫肟醚在土壤中的降解速率增加.30 ℃时降解速率达到最大(47.83%),以后温度继续升高,其降解速率呈现出下降趋势.在5～100 mg/kg的质量比范围内硫肟醚在土壤中的降解速率随其质量比的增加而提高;但当质量比继续增加时,硫肟醚的降解速率表现出下降趋势.硫肟醚在土壤中的降解遵循一级动力学方程,其在非灭菌与灭菌土壤中的降解速率常数k分别为8.106×10-3和1.63×10-3;半衰期分别为85.5 d和425.2 d.微生物对硫肟醚在土壤中的降解具有显著的影响.     

页岩气井场土壤石油类污染特性及对理化性质的影响

为了解页岩气开采过程中的石油烃污染情况及其对土壤理化性质的影响,选择四川4个典型页岩气井场周围土壤为研究样地,采集石油烃污染土壤样品并测定土壤污染特征和理化性质,进一步利用SPSS分析了石油烃质量比与各类理化因子的相关性。结果表明:1)页岩气开发过程井场周围土壤受到不同程度的石油烃污染,质量比为0.022~15.6 g/kg,15个样点中有11个点土壤石油烃质量比超过500 mg/kg的临界值,石油烃萃取物GC-MS组分分析表明,污染物以大分子的直链烷烃和支链烷烃为主,占污染组分的90%以上;2)土壤受到石油烃污染后,土壤有机质显著增加,使含水率和p H值明显降低,还使发光细菌的半致死率EC50显著降低,即提高了土壤水浸液的毒性等级;3)土壤含油量对营养素全磷和全氮无显著影响,污染土壤中C、N、P比例严重失调,因此在进行烃污染土壤修复时需要适当补充N、P营养盐,可增强土壤中微生物的活性,加速石油烃的分解;4)相关性检验(LSD)结果显示,受烃污染土壤中的石油烃质量比与含水率和有机质呈极显著相关,与p H值和生物毒性EC50呈显著相关,与电导率、TN和TP无显著相关关系。     

混凝沉淀法处理锑离子的影响因素及动力学研究

研究了聚合硫酸铁(PFS)对含锑(Sb)废水的处理效果,探讨了pH值、初始质量浓度、沉淀时间、石灰乳投加量及温度对PFS处理含锑废水的影响。结果表明,pH值对锑离子的去除有重要影响,碱性条件有利于锑离子的去除,当pH=9时,去除率达到96.81%。在PFS和石灰乳投加量一定的情况下,去除率随着初始质量浓度的升高而下降。沉淀时间对锑离子的去除有一定影响,随着时间的延长,去除率增大,当沉淀时间为90min时,水中锑离子基本沉降完全。石灰由于质优价廉,常被用来调节废水pH值,但大量石灰加入水中会引起沉渣过多,使得二次处理困难,因此选择用NaOH和HCl调节废水pH值,并定量投加石灰的方法处理废水。对初始质量浓度为5.0 mg/L的含锑废水,PFS和石灰乳投加量均为500.0 mg/L时去除率可达98.0%。温度对PFS处理含锑废水的效果影响不大,随着废水初始质量浓度的升高,温度的影响逐渐显著,温度升高导致去除率增大。PFS去除锑离子的过程符合二级线性动力学方程。     

污泥热解残渣对废水中Cr(VI)去除作用的研究

为探索污泥热解残渣的资源化利用途径,研究污泥热解残渣直接用作吸附剂去除废水中Cr(VI)的可行性,分析热解温度、时间以及吸附时间、溶液pH值和吸附剂用量等因素对污泥残渣吸附性能的影响.结果表明,在700 ℃下热解1.0 h的污泥残渣的吸附性能最佳,吸附过程可以用准二级反应动力学方程描述;污泥残渣对Cr(VI)的吸附受多种过程(如化学吸附、颗粒内扩散等)反应速度的影响;Langmuir模型和Freundlich模型均能很好地对试验数据进行拟合,相对而言,吸附行为更符合Langmuir模型;当吸附时间为24.0 h,初始溶液pH=4.0,吸附剂质量浓度为20 g/L时,污泥残渣对Cr(VI)的最大吸附质量比qmax为13.87 mg/g.研究表明,将污泥热解残渣作为廉价吸附剂处理含Cr(VI)废水有一定的应用前景.     

外源微生物对土壤中烟嘧磺隆的降解作用研究

为了探索外源微生物N80(Serratia marcecens)对烟嘧磺隆污染土壤生物修复的可行性,在实验室条件下,分析了温度、土壤pH值、接菌量、农药初始质量比等因素对N80降解烟嘧磺隆效果的影响.同时以小白菜、甜菜、菠菜为供试作物,采用室内盆栽试验法处理污染土壤,液相色谱仪(UVD)测定土壤中烟嘧磺降残留量.结果表明:1)向污染土壤中添加外源微生物菌株N80可以促进土壤中烟嘧磺隆的降解,第30d时,最高降解率可达79.7％;2)N80降解污染土壤中烟嘧磺隆的最适宜条件为25℃,pH=7.0,接种量108 cfu/g,初始质量比10mg/kg.研究表明,向污染土壤中接种一定量的外源微生物菌株N80可以有效降低土壤中烟嘧磺隆的残留量,减轻烟嘧磺隆对敏感作物的药害,达到了预期的生物修复效果.     

粉煤灰合成沸石对铬污染土壤中Cr(Ⅲ)的吸附稳定化效果及机制研究

为解决Cr(Ⅲ)对土壤的污染问题,采用碱熔水热法制取粉煤灰合成沸石,研究沸石掺量、反应时间、水分质量分数、初始pH值和Cr(Ⅲ)初始质量比等因素对合成沸石吸附稳定化铬污染土壤中Cr(Ⅲ)效果的影响,建立吸附等温线模型和吸附动力学方程,并进行微观表征和吸附稳定化机制分析.结果表明,粉煤灰合成沸石对污染土中Cr(Ⅲ)有良好的吸附稳定化效果.当沸石掺量为15％、水分质量分数为26％、pH值为5～9时,对Cr(Ⅲ)进行稳定化修复效果好.Cr(Ⅲ)的毒性浸出随Cr(Ⅲ)初始质量比增加而增大,随反应时间延长先逐渐减小而后趋于稳定.动力学及热力学拟合结果表明,准二级动力学模型及Langmuir等温模型可以解释Cr(Ⅲ)在合成沸石上的吸附行为,其中影响吸附速率的主要因素为膜扩散.SEM、XRD等微观分析结果显示粉煤灰合成沸石后,其结构发生明显变化,比表面积增大,有利于对Cr(Ⅲ)吸附稳定化.合成沸石吸附稳定化污染土中Cr(Ⅲ)的机制是离子交换、静电引力、沉淀等物理及化学吸附作用综合的结果.     

磷酸改性油茶壳活性炭吸附水中的氨氮研究

水体中氨氮的过量容易导致水体富营养化,对自然环境造成极大的破坏。以磷酸为活化剂,按照不同的实验条件改性制备了油茶壳活性炭,利用所制备的油茶壳活性炭对水体中的氨氮进行了吸附,探讨了活化温度、活化剂浓度、吸附时间、氨氮初始浓度对吸附效果的影响,并进行了吸附热力学和动力学分析。结果表明:活化温度550℃,磷酸质量浓度50%时制备的油茶壳活性炭吸附水中氨氮的效果最佳。吸附过程在6 h左右时达到平衡,符合准二级动力学模型。吸附过程符合Langmuir等温吸附模型,对氨氮的实际最大吸附量可达到12.51 mg/g。0.1 g的磷酸改性油茶壳活性炭对初始质量浓度为4 mg/L的氨氮废水中氨氮的去除率可以达到90.5%,吸附效果良好。     

电催化氧化降解水中磺胺嘧啶的研究

为了解并优化电化学方法对水体中磺胺类药物的去除效果,以Ir O2-Ru O2/Ti为阳极,不锈钢为阴极,Na2SO4为电解质,电催化氧化降解模拟废水中的磺胺嘧啶(Sulfadiazine,SD),反应时间为240min。探讨了SD初始质量浓度、电流密度、p H值、电解质浓度及电极板间距对电催化降解SD效率的影响,并利用HPLC-MS分析降解产物。结果表明,电催化氧化可有效去除水中的SD。升高初始质量浓度、电流密度、极板间距可提高SD降解速率,初始质量浓度由15 mg/L升高到50 mg/L时,去除率降低了9.2%;电流密度从5 m A/cm2升高到15 m A/cm2,去除率增加了38.1%,电流密度大于15 m A/cm2时其对去除率的影响不明显;极板间距由2 cm增加到4 cm,去除率增加了12.2%;酸性条件降解效果最好,碱性对SD去除率略有抑制,p H值为1和13相比于p H值为7时去除率分别增加9.9%及降低4%;电解质浓度(≤0.05 mol/L)与SD降解速率呈负相关,电解质浓度大于0.05 mol/L时,对去除率影响不明显。降解主要基于·OH的氧化过程,生成4-(2-氨基嘧啶-l(2H)-基)苯胺中间产物,过程遵循一级反应动力学模型。     

热脱附尾气中DDTs在模拟水泥窑中的去除效果

为了降低滴滴涕(DDTs)污染土壤热脱附修复的成本,分析了水泥窑技术去除污染土壤热脱附尾气中DDTs的可行性。主要考察了处理温度、停留时间、氧气体积分数对DDTs去除的影响。结果表明:随处理温度升高和停留时间延长,DDTs的去除率逐渐升高,当处理温度为900℃、停留时间为2 s时,其去除率为99.46%;模拟水泥窑处理后尾气中p,p'-DDT的比例降低,p,p'-DDE成为尾气中DDTs的主要成分;DDTs的降解产物有1,1-双(对氯苯)-2-氯乙烯、2,4'-二氯苯甲酮、二苯甲烷、苯甲酮和二苯甲醇,其最大质量浓度分别为0.08μg/m~3、0.24μg/m~3、1.07μg/m~3、2.56μg/m~3和0.52μg/m~3;处理过程中伴有少量的二噁英产生,但二噁英的质量浓度满足GB30485—2013《水泥窑协同处置固体废物污染物控制标准》的要求。研究表明,水泥窑工艺可以有效去除污染土壤热脱附尾气中的DDTs。     

油污染场地土壤热解终温试验研究

目前,含油污染场地土壤处理中对终温影响的研究不够。采用固定反应床对该类污染土壤进行热解处理终温模拟试验。在升温速率、终温时间及真空度(20℃/min、30 min和70 k Pa)不变的条件下,考察了不同热解终温下热解残渣的含油率,并利用GC-MS对不同热解温度下含油土壤热解油进行了分析。结果表明:随热解终温不断提高,各试验土壤样品热解残渣的含油率均逐渐降低,0~260℃范围内热解残渣的含油率下降最快,其中260℃下热解速率分别为2.93mg/min、1.99 mg/min、1.57 mg/min、1.39 mg/min、1.15 mg/min,之后下降速率减缓,到300℃后基本保持不变;含油土壤最宜热解终温为260℃,此时含油土壤中石油烃质量比低于3 000 mg/kg(初始质量比为17 438~42 656 mg/kg);热解油中高分子碳氢化合物含量随热解终温不断提高而逐渐升高。     

两种电动修复的对比性研究

在自主研发的电动力学装置中,分别采用脉冲电源和直流电源两种供电方式对相同污染浓度的镉污染土壤进行修复,对比分析脉冲电动修复和恒直流电动修复的修复效果和能耗。实验结果表明:与恒直流电动修复相比,在相同的修复时间内,脉冲电动修复处理之后的土壤中镉的去除率提高29.6%~31.0%;在达到相同修复效果(即脉冲电动修复处理和恒直流电动修复处理过程中阴极电导率均为1285μs/cm时),脉冲电动修复的能耗可节省60.8%。     

改性柚皮对水溶液中Cr(Ⅵ)的吸附性能研究

以柚子皮为原料,经乙醇处理,得到改性柚皮吸附剂,并将其用于对水溶液中Cr(Ⅵ)的吸附,研究了吸附剂用量、温度、水样初始p H值、Cr(Ⅵ)初始质量浓度、吸附时间等对水溶液中Cr(Ⅵ)吸附效果的影响。结果表明,各因素中p H值对改性柚皮吸附Cr(Ⅵ)的影响较大。对初始质量浓度为20 mg/L的Cr(Ⅵ)溶液,改性柚皮投加量为20 g/L、温度为25℃、水样初始p H=1时,吸附420 min后,Cr(Ⅵ)的去除率达99%以上。Freundlich吸附等温模型和二级吸附动力学模型可以很好地对改性柚皮的吸附过程进行线性拟合,决定系数R2分别为0.975 1和0.996 6。     

典型热塑性聚合物热解行为研究

利用热失重分析仪采用不同的加热速率对典型热塑性聚合物PP(聚丙烯)、PE(聚乙烯)和PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)在空气氛围中的热解行为进行了研究,通过热失重TG和微商热失重DTG分析了三种聚合物的热解过程及加热速率对热解过程的影响,通过Coats-Redfern方法建立了聚合物的热解动力学模型,并分析讨论了聚合物的热解机理和氧气对热解的影响,最后通过计算曲线和实验曲线的比较,验证了该文聚合物热解动力学模型的可靠性。     

沸石强化热处理对土壤中铜和锌的固定作用

为研究热处理对土壤中重金属的固定作用,从甘肃白银采集铜和锌污染土壤,研究了好氧和厌氧热处理法及沸石强化热处理法对土壤中铜和锌形态变化的影响。结果表明,与好氧热处理相比,厌氧热处理对土壤中的铜和锌有更好的固定效果,且温度越高固定效果越好。在500℃时,厌氧热处理可使土壤中铜和锌的可氧化态和残渣态之和分别由原土样的31.7%和31.3%提高到93.3%和89.4%。在好氧条件下,在200~450℃范围内,是否添加沸石对土壤中铜和锌的固定效果并无明显影响;而在500℃时,添加沸石处理对重金属铜、锌的固定效果明显提高。在500℃时,与好氧热处理相比,添加沸石强化好氧热处理下铜和锌的弱酸可提取态质量比下降了12.7%和12.1%,而残渣态质量比增加了8.6%和12%。