微塑料对融冰过程中典型污染因子释放的影响研究

为探究融冰过程中微塑料赋存对岱海典型污染因子释放规律的影响,采用室内模拟的方式,通过设置不同冻结条件(冰体厚度、初始温度及方式、初始浓度)探究各典型污染因子在融冰过程中的释放规律,并采用融出比例(E)表征污染因子融冰过程中的释放能力.结果表明,微塑料的赋存与初始条件的改变会影响污染因子的分布规律,从而对污染因子在融冰过程中的初期释放量造成一定影响,但并不能改变污染因子初期大量释放,随后少量均匀释放的释放规律;而相同初始条件下微塑料赋存使污染因子在融冰初期的释放量增加,使融出比例E下降2.59%～5.02%,这表明微塑料在冻融过程中不仅会将部分污染因子携带到冰体中,还对融冰过程中污染因子的释放起到一定的滞后作用;此外融冰过程中微塑料对于污染因子释放规律的影响可以从冰体微观结构与冰体融化机理两方面得到解释.     

环渤海盐碱地区模拟生活污水冷冻处理试验

为了探索环渤海地区污水资源化的过程,基于冷冻技术,通过模拟生活污水人工冷冻试验,研究了冷冻温度、污染物初始浓度、机械搅拌等因素对环渤海盐碱地区生活污水冰融水水质的影响,同时考察了人工冷冻试验对含盐生活污水中COD_Cr与NH₃-N处理效果的影响. 结果表明:在-11~-2 ℃的室内人工低温环境中,冷冻法可使污水中COD_Cr与NH₃-N的去除率分别达到80%和85%以上;冷冻温度越低,污水冷冻速率越快,COD_Cr和NH₃-N的去除率越低;污染物浓度越高,污水冰融水水质越差;机械搅拌对污水处理效果的影响不很明显.      

板材甲醛释放实验及其释放参数的测定

采用1m3的小型环境模拟舱,测试了不同温度和装载度条件下胶合板、密度板、细木工板和复合地板中甲醛释放规律.研究发现:甲醛浓度在初始阶段(0~3h)均迅速增大,随后速度慢慢减小,最后浓度趋于恒定值;温度升高会促进板材内甲醛释放,温度每升高5 ℃,甲醛释放量会增加10%~30%;而装载度增大则会减少单位体积板材内甲醛的释放量.利用不同装载度条件下板材在密闭环境舱散发过程和平衡状态浓度,求解了影响板材释放特性的关键释放参数:可散发初始浓度Cm,0、扩散系数Dm和分配系数K;模拟计算的浓度结果与实验测试数据吻合良好,为研究板材甲醛释放规律提供了一种有效手段.     

板材甲醛释放实验及其释放参数的测定

采用1m3的小型环境模拟舱,测试了不同温度和装载度条件下胶合板、密度板、细木工板和复合地板中甲醛释放规律.研究发现:甲醛浓度在初始阶段(0~3h)均迅速增大,随后速度慢慢减小,最后浓度趋于恒定值;温度升高会促进板材内甲醛释放,温度每升高5℃,甲醛释放量会增加10%~30%;而装载度增大则会减少单位体积板材内甲醛的释放量.利用不同装载度条件下板材在密闭环境舱散发过程和平衡状态浓度,求解了影响板材释放特性的关键释放参数:可散发初始浓度Cm,0、扩散系数Dm和分配系数K;模拟计算的浓度结果与实验测试数据吻合良好,为研究板材甲醛释放规律提供了一种有效手段.     

嗜酸性氧化亚铁硫杆菌对高砷尾矿生物氧化行为影响的研究

含砷尾矿在生物氧化作用下会产生大量含砷(As)酸性矿山废水，从而对周围生态环境造成严重危害，亟需系统性明晰含砷尾矿生物氧化过程中As的迁移转化规律.探究含砷尾矿生物氧化行为的影响因素有利于揭示As的迁移转化规律.以高砷尾矿(As含量>20%)为研究对象，考察了不同初始pH条件(1.2～2.8)和固体浓度(2.0～10.0 g·L^-1)对嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)生物氧化行为的影响.结果表明：As的生物氧化受初始pH值和固体浓度的显著影响.As的生物氧化效率随着初始pH或固体浓度的升高呈先升高后下降的趋势；在初始pH值2.0时，观察到As的浸出率(高达92.94%)比其他初始pH条件高.在固体浓度8.0 g·L^-1时具有最优的As浸出率(高达93.24%).在所有初始pH和固体浓度条件下可以发现生物浸出前期As的浸出效率快速上升，而生物氧化中期维持相对稳定并在生物氧化后期出现下降趋势，这与微生物活性变化和黄钾铁矾的形成有关.XRD和SEM分析结果显示在生物氧化过程中微生物氧化释放的...     

白洋淀铁锰的分布水平及迁移特征

为确定白洋淀的铁锰分布水平,在白洋淀国控点采集上覆水和沉积物进行监测分析,并通过潜在迁移指数评价了铁锰的潜在风险。结果表明:白洋淀上覆水中铁锰含量平均值分别为0.10mg/L、0.41mg/L,其中铁能够达到地表水水质标准,锰超标。沉积物中铁含量平均值为2.49mg/kg;锰含量在府河入淀口南刘庄浓度达到2260mg/kg,明显高于其他采样点,其余几个采样点的平均值为95mg/kg。铁的存在形态浓度从大到小依次为:残渣态酸溶态可还原态可氧化态;锰的存在形态浓度顺序为:酸溶态残渣态可还原态可氧化态。沉积物中铁、锰的潜在迁移指数平均值分别为46.95%、62.23%。说明锰的潜在迁移可能性大于铁,更易形成二次污染。     

相对湿度、温度对胶合板甲醛释放的影响

测试了不同相对湿度、温度条件下密闭环境舱中胶合板释放的甲醛浓度,研究了相对湿度和温度对胶合板甲醛释放的影响规律.结果发现:开始3h内密闭舱内甲醛浓度迅速增加,之后7~8h甲醛浓度趋于平衡;相对湿度升高20%,密闭舱内甲醛平衡浓度增加了1.1~1.3倍;温度升高5℃,甲醛平衡浓度增加了1.3~2.5倍;利用变装载度法,求解了胶合板甲醛初始可释放浓度C_m,0、扩散系数D_m和界面气固分配系数K,探讨了相对湿度、温度对各释放参数的影响,构建了相对湿度与温度影响参数模型,模型预测了不同环境条件下的胶合板甲醛释放参数,预测值与实验结果吻合良好.     

X型粉煤灰沸石吸附丙酮及其动力学研究

文章采用碱熔融水热法合成了X型粉煤灰沸石,通过XRD、XRF、SEM、氮气吸附等手段研究了该沸石的结构组成特点,考察了初始浓度、吸附温度和空速对X型粉煤灰沸石吸附丙酮的影响机制,在此基础上,进一步研究了X型粉煤灰沸石对丙酮的吸附动力学及吸附机理。结果表明：合成的X型粉煤灰沸石品质较高,平均粒径为0.83μm,平均孔径为3.2 nm,比表面积为165.8 m²/g,总孔容积为0.133 8 cm2/g,总孔容积为0.133 8 cm³/g;X型粉煤灰沸石吸附丙酮的过程中,初始浓度、空速和温度越高,穿透时间和饱和时间越短;在实验范围内,升高温度会导致吸附量显著降低,增加空速会使吸附量略有下降,而增加初始浓度会使吸附量明显增加,当温度为40℃,初始浓度为777.9 mg/m3/g;X型粉煤灰沸石吸附丙酮的过程中,初始浓度、空速和温度越高,穿透时间和饱和时间越短;在实验范围内,升高温度会导致吸附量显著降低,增加空速会使吸附量略有下降,而增加初始浓度会使吸附量明显增加,当温度为40℃,初始浓度为777.9 mg/m³,空速为75 h3,空速为75 h^(-1)时,X型粉煤灰沸石对丙酮具有最高的吸附量;Bangham模型和准一阶模型能更好地拟合丙酮在X型粉煤灰沸石上的吸附过程,说明丙酮在X型粉煤灰沸石表面的吸附更符合以物理吸附为主的孔道吸附。     

模拟淹水条件下紫色土镉的释放特征及影响因素

研究了在模拟淹水条件下紫色土镉的释放迁移特征及影响因素 .结果表明 ,土壤初始镉污染水平、水体初始酸度和有机酸组成显著影响土壤镉向水体的迁移释放 .土壤初始镉浓度每增加 1mg·kg-1,淹水平衡后水体中镉的浓度增加 0 0 0 6—0 0 0 7mg·L-1.当水体初始pH <6时 ,镉的释放量随pH的降低呈线性增加 ,每降低一个pH单位 ,水中镉浓度平均将增加 0 0 6mg·L-1.水体中多种有机物共存时对土壤重金属的释放存在复杂的交互作用 .草酸、柠檬酸、EDTA以及草酸、柠檬酸、富里酸、EDTA共存时显著促进土壤镉的释放 ;而草酸、柠檬酸、富里酸共存时 ,反而抑制了土壤镉的释放 .讨论了淹水过程中镉的释放与体系pH、Eh 变化之间的关系 .     

混合煤矿酸性水中金属元素的迁移行为

煤矿酸性水在与其它矿井水混合的过程中,pH由2.76升至3.85,高浓度的Fe离子形成新的胶体沉淀,并与悬浮颗粒物共同影响煤矿酸性水中金属离子的迁移特性。在煤矿酸性水混合实验中,Fe、Cr和Pb离子最终浓度比理论平均浓度分别降低了45%、38%和28%,比实验初始浓度分别降低了3.2%、3.8%和52.4%;而Al、Mn、Cu、Zn、As、Cd、Co、Ni和Cs离子最终浓度均高于理论平均浓度和实验初始浓度。实验结果表明:酸性矿井水中的悬浮颗粒物在溶液离子强度降低时向混合溶液中释放了Al、Mn、Cu、Zn、As、Cd、Co、Ni和Cs;然而悬浮颗粒物和新生成的Fe胶体对Cr和Pb具有强烈地吸附作用。     

Adsorptive removal of iron and manganese ions from aqueous solutions with microporous chitosan/polyethylene glycol blend membrane

Microporous chitosan (CS) membranes were directly prepared by extraction of poly(ethylene glycol) (PEG) from CS/PEG blend membrane and were examined for iron and manganese ions removal from aqueous solutions. The different variables affecting the adsorption capacity of the membranes such as contact time, pH of the sorption medium, and initial metal ion concentration in the feed solution were investigated on a batch adsorption basis. The affinity of CS/PEG blend membrane to adsorb Fe(II) ions is higher than that of Mn(II) ions, with adsorption equilibrium achieved after 60 min for Fe(II) and Mn(II) ions. By increasing CS/PEG ratio in the blend membrane the adsorption capacity of metal ions increased. Among all parameters, pH has the most significant effect on the adsorption capacity, particularly in the range of 2.9-5.9. The increase in CS/PEG ratio was found to enhance the adsorption capacity of the membranes. The effects of initial concentration of metal ions on the extent of metal ions removal were investigated in detail. The experimental data were better fitted to Freundlich equation than Langmuir. In addition, it was found that the iron and manganese ions adsorbed on the membranes can be effectively desorbed in 0.1 mol/L HCl solution (up to 98% desorption efficiency) and the blend membranes can be reused almost without loss of the adsorption capacity for iron and manganese ions.     

南方泛黑水库Fe、Mn及硫化物的迁移规律研究:以南宁天雹水库为例

Fe和Mn是氧化还原敏感元素，厌氧与有氧均会造成Fe、Mn及硫化物沉积物释放和形态转化，导致水质恶化，目前鲜有研究将泛黑与Fe、Mn及硫化物迁移规律耦合。选取广西壮族自治区南宁天雹水库为研究对象，于2018年3-12月对水库不同深度进行采样，分析水库水质的季节性变化特征以及对Fe、Mn、硫化物迁移转化规律的影响。结果表明:热分层结构主要受气温变化影响，分层期温跃层形成导致垂向理化性质差异，形成底部低温厌氧环境。独特的红土壤结构使Fe和Mn具有更强的内源释放能力，在降雨冲刷及长期厌氧影响下Fe和Mn底层大量释放，浓度达到0.76，1.47 mg/L，高浓度Fe抑制了硫化物释放（0.005 mg/L）。泛黑期分层破坏引发垂向对流混合，复氧使Fe、Mn及硫化物形态转化，向上迁移同步产生FeS、MnS等致黑物质，触发表层产生泛黑现象，后续开展黑水触发机制与物质甄别研究是解决泛黑问题的关键。     

碳酸钙诱导结晶动力学影响因素研究

碳酸钙诱导结晶速率受到水中多种因素的影响,采用pH-stat法对pH值、过饱和度、钙和镁离子活度和金属离子（铁、锰）等因素对碳酸钙诱导结晶速率的影响进行研究.结果表明,当pH值在8.0~10.0之间,过饱和度在1.4~4.03之间时,碳酸钙诱导结晶速率随着pH值的增大或者过饱和度的增大而增大,当钙离子和镁离子活度在0~1.18之间时,碳酸钙的结晶速率随着镁离子的增多而降低.碳酸钙结晶速率介于1.0×10^-10m/s~5.0×10^-10m/s.铁离子和锰离子的存在会促进碳酸钙的诱导结晶过程,且铁离子和锰离子同时存在时碳酸钙结晶速率高于其单独存在时碳酸钙的结晶速率.通过深入研究不同因素对碳酸钙诱导结晶动力学的影响,为碳酸钙结晶造粒工艺提供数据支持.     

微塑料对结冰过程中环境因子迁移的影响

为探究结冰过程中微塑料赋存对典型环境因子(总氮、总磷、盐度、化学需氧量、悬浮物)等分布及迁移规律的影响,采用室内模拟的方式研究不同条件下(结冰比例、结冰温度及方式、初始浓度)各典型环境因子在冰-水相间的分布及迁移规律,采用物质分配系数(K)表征环境因子的迁移能力。结果表明,结冰过程中冰体对环境因子具有排斥作用,不同条件下微塑料赋存对环境因子的分布规律均有一定程度的影响,由于微塑料自身特性致使原本应迁移至冰下水体中的环境因子部分滞留于冰体中,导致冰体中环境因子浓度的提高,为对照组冰体中环境因子浓度的1.13~1.49倍;同时使冰下水体中环境因子浓度下降,为对照组冰下水体中环境因子浓度的0.73~0.93倍;微塑料的赋存同时导致环境因子分配系数K值提高0.04~0.18,致使环境因子向冰下水体迁移的能力下降,但微塑料的赋存并未改变结冰过程中环境因子由冰体向冰下水体迁移的趋势,微塑料对于环境因子的携带作用小于冰体对环境因子的排斥作用;同时不同条件下结冰过程中微塑料对环境因子分布与迁移机理的影响均可以从结晶学角度与共晶理论得到解释。     

缅甸皎漂农村地区饮用水源地土壤金属释放特征及水质安全策略

缅甸皎漂农村地区以水塘水为主要饮用水水源,此类水源普遍存在金属离子超标的问题.针对该问题,选取拟新建水塘选址地内不同深度的土壤样品,并对其进行理化指标、金属含量测定,同时对其进行浸泡及金属元素赋存形态提取实验.结果表明,土壤中除Ni元素含量超过农用地土壤污染风险筛选值外,其他金属元素含量均低于筛选值,且在垂直尺度空间上分布较均匀.通过浸泡实验发现,不同土层的浸泡液中Al、Fe、Mn、Ni元素浓度均超过了我国饮用水标准,其中,中层土（1.2~2.4 m）释放的金属离子浓度最高,释放速率最快,而深层土（>2.4 m）释放的Al、Fe、Ni离子较少.比较浸泡前后金属赋存形态发现,不同深度土壤中金属离子的释放与弱酸态、可氧化态含量变化有关,深层土中弱酸态Al、Fe、Ni释放量较少,同时通过弱酸态、可氧化态释放的金属离子被铁锰氧化物大量吸附转化为可还原态,所以其释放量低于浅层土（0~1.2 m）和中层土.Mn主要以弱酸态和可氧化态赋存于不同深度的土壤中,因此具有较高的迁移性.本文提出了以释放金属离子少的深层土作为水塘内壁的分质用土方案,以减少饮用水源金属离子释放风险,保障皎漂农村地区饮用水安全,并可为其他有类似饮用水问题的国家和地区提供参考.     

金盆水库沉积物铁锰释放规律

针对分层型水库周期性厌氧问题,金盆水库利用人工强制混合充氧技术补充底部水体溶解氧,抑制沉积物中还原性污染物的释放.但受水库地形地貌的影响,人工强制混合充氧效率存在一定差异性,在曝气系统运行结束后部分较深区域上覆水体溶解氧迅速耗竭,导致污染物的再次释放.为探究铁锰在该条件下的释放规律及扩散强度,选取主库区代表性采样点,对沉积物间隙水及上覆水溶解态铁锰浓度分布进行测定,并计算沉积物-水界面处溶解态铁锰的扩散通量.结果表明,人工强制混合充氧结束后地势较低区域底部水体迅速进入厌氧状态,导致大量溶解态锰释放进入上覆水体,浓度最高达0.42mg·L~(-1);而地势较高区域底部水体短暂进入缺氧状态,之后溶解氧浓度迅速回升,因此底部溶解态锰浓度升高幅度较小,浓度最高为0.17mg·L~(-1).沉积物间隙水-上覆水铁锰浓度分布结果表明,由于铁锰氧化还原电位的差异,溶解态锰相较于铁在厌氧条件下更容易释放进入上覆水体,且不断在表层沉积物及上覆水体中积聚,而溶解态铁的释放不仅受溶解氧的抑制,还受锰氧化物等其他氧化剂的抑制.由扩散通量计算可知,人工强制混合充氧结束后溶解态锰的扩散通量有降低趋势.由质量平衡计算可知,溶解态锰在厌氧层中的积聚不仅与扩散通量有关,还与沉降通量、厌氧层厚度有关,因此厌氧层中铁锰的生物地球化学循环作用有待进一步的研究.     

降雨条件下岩溶地下水微量元素变化特征及其环境意义

对降雨期间青木关岩溶地下河水的化学特征进行连续监测,获取了Ba、Sr、Fe、Mn、Al这5种微量元素及其他常量元素质量浓度的高分辨率数据.运用相关性分析和浓度变化曲线分析微量元素来源及其迁移路径,并结合流域地质背景探讨地下河微量元素变化特征的形成过程.研究发现,Ba和Sr元素为碳酸盐岩溶解的产物,储存于岩石裂隙、孔隙等介质中,经扩散作用进入地下河,质量浓度变化较小;而Fe、Mn、Al均来源于土壤,其中Fe、Al元素主要通过落水洞直接进入地下河,而Mn则通过土壤-岩石多孔介质补给地下河,三者浓度变化很大,对降雨响应强烈.结果表明,5种微量元素质量浓度均低于1 mg·L-1,Fe、Mn、Al元素最高质量浓度均超过饮用水限值.地下河Al、Fe元素质量浓度变化在一定程度上指示着水土流失和水质变化状况,因此有必要加强落水洞附近的环境保护和治理,从源头控制污染源.     

酿酒酵母吸附Zn(Ⅱ)过程中阳离子(K+，Mg2+，Na+，Ca2+)的变化分析

研究了酿酒酵母无缓冲溶液体系吸附Zn(Ⅱ)的过程中各种阳离子的变化情况.研究结果表明,当Zn(Ⅱ)的初始浓度是0.08～0.8 mmol·L^-1,酵母浓度约1 g·L^-1,初始pH为5.65,反应38h内,酵母的Zn(Ⅱ)吸附量为74.8～654.8μmol·g^-1,去除率达到76.4%～92.8%,pH值升高0.55～1.28.吸附过程中酵母首先快速释放大量K⁺,其次是Mg²⁺和Na⁺,Ca²⁺的释放量较少,数量级一般可分别达到几百、几十和几个μmol·g^-1.以离子交换为基础计算的各阳离子释放量总和一般超过Zn(Ⅱ)的吸附量,证明酵母吸附Zn(Ⅱ)的机理之一是离子交换,但不唯一.无缓冲溶液体系酵母吸附Zn(Ⅱ)的过程中溶液pH值升高,H⁺被吸收,K⁺等阳离子释放,是生物体细胞的本质属性,与Zn(Ⅱ)是否存在无关,但是Zn(Ⅱ)可以促进阳离子的释放以及降低酵母对H+的吸收,也反映出Zn(Ⅱ)与H⁺之间可以竞争细胞表面吸附位.死酵母的吸附量低于未处理酵母,与阳离子交换能力关系不大,可能与细胞表面变形导致Zn(Ⅱ)吸附困难有关.     

Pb(Ⅱ) biosorption using chitosan and chitosan derivatives beads: Equilibrium, ion exchange and mechamsm studies

The study examined the adsorption of Pb(Ⅱ) ions from aqueous solution onto chitosan, chitosan-GLA and chitosan-alginate beads.Several important parameters influencing the adsorption of Pb(Ⅱ) ions such as initial pH, adsorbent dosage and different initial concentration of Pb(Ⅱ) ions were evaluated. The mechanism involved during the adsorption process was explored based on ion exchange study and using spectroscopic techniques. The adsorption capacities obtained based on non-linear Langmuir isotherm for chitosan, chitosan-GLA and chitosan-alginate beads in single metal system were 34.98, 14.24 and 60.27 mg/g, respectively. However,the adsorption capacity of Pb(Ⅱ) ions were reduced in the binary metal system due to the competitive adsorption between Pb(Ⅱ) and Cu(Ⅱ) ions. Based on the ion exchange study, the release of Ca~(2+), Mg~(2+), K~+ and Na~+ ions played an important role in the adsorption of Pb(Ⅱ) ions by all three adsorbents but only at lower concentrations of Pb(Ⅱ) ions. Infrared spectra showed that the binding between Pb(Ⅱ) ions and the adsorbents involved mostly the nitrogen and oxygen atoms. All three adsorbents showed satisfactory adsorption capacities and can be considered as an efficient adsorbent for the removal of Pb(Ⅱ) ions from aqueous solutions.