强化的零价铁PRB技术对PCBs污染地下水的修复

本实验强化了零价铁可渗透反应墙（Permeable Reactive Barrier,PRB）技术,分别用还原铁粉、还原铁粉＋锌粉、还原铁粉＋活性炭为主要的反应介质,以Arcolor1242为靶污染物,对强化的零价铁PRB技术治理多氯联苯污染的地下水的可行性和有效性进行了模拟研究。实验结果表明：在温度10℃,有效孔隙率为61%~67%,水的渗透速度为0.7~0.8 m.d-1的条件下,3个反应柱稳定期对PCBs的去除率分别达到94%、85%、79%,pH值从6.87升高到8.78、10.2、7.93;氧化还原电位从-48.6 mV降到-135、-107、-86.4 mV;出水铁离子的平均质量浓度为0.241、0.129和0.201 mg.L-1,脱氯率平均值为49.6%、72.6%、58.6%。综合考虑处理效果与成本,用零价铁PRB技术治理PCBs污染的地下水是可行的。     

生物与化学表面活性剂对多氯联苯的协同增溶作用

采用室内序批试验比较研究了单一的生物/非离子化学表面活性剂(SAA)与生物-非离子混合表面活性剂对商业用多氯联苯(PCBs)Aroclor1242的增溶作用.结果表明,生物表面活性剂鼠李糖脂(RL)对Aroclor1242的增溶作用要高于三种非离子SAA,三种非离子SAA对Aroclor1242的增溶作用顺序为POE(6)＞POE(10)＞Brij35,与其亲水亲油平衡值(HLB)呈负相关;鼠李糖脂与非离子SAA对Aroclor1242的增溶存在协同效应,混合表面活性剂溶液中Aroclor1242的摩尔增溶比(MSR)、胶束相/水相间的分配系数(Kmc)均大于对应的单一表面活性剂,其协同增溶作用顺序为RL-Brij35＞RL-POE(10)＞RL-POE(6),协同增溶作用的大小与其中的非离子表面活性剂的HLB值呈正相关.     

中国东海抹香鲸体内多氯联苯的组成特征及毒性当量

用气相色谱-质谱联用仪测定了一只中国东海海域抹香鲸(Physeter macrocephalus)皮脂24种多氯联苯(PCBs)同系物的含量,并分析了其组成特征以及国际毒性当量.结果表明,东海海域抹香鲸皮脂PCBs的湿重含量为1.12μg.g-1;PCBs同族体中以含6和5个氯原子的化合物为主,高氯代PCBs占总量的92.10%;PCBs同系物中以PCB153、PCB138、PCB101和PCB149居多,分别占到PCBs总量的21.28%、15.97%、10.29%和10.23%;抹香鲸皮脂的TEQs含量为1663.07 pg.g-1,其毒性主要来自PCB126,其次是PCB123和PCB118;初步推断中国东海海域的抹香鲸受PCBs污染程度较轻.     

水平球磨机械化学法处置多氯联苯污染土壤的试验

采用中试试验台的水平滚动式球磨机,对高浓度多氯联苯(PCBs)污染土壤进行机械化学法处置.以氧化钙(Ca O)为主要添加剂成分,对比有无石英砂(SiO_2)助剂,混合球磨PCBs污染土壤.使用高分辨气相色谱/质谱联用仪(HRGC/MS)检测,分析球磨机械化学反应前后土壤中PCBs的去除率和二英(PCDD/Fs)的合成率.结果表明,采用水平滚动式球磨机对土壤进行20 h研磨后,对于单一Ca O添加球磨工况,PCBs总量和毒性当量(WHO-TEQ)分别减少了65%和73%;添加石英砂助剂后(Ca O-SiO_2工况),PCBs总量和WHOTEQ的去除率分别达到了74%和78%,证实水平滚动式低速球磨能有效降解PCBs,且SiO_2有助于Ca O添加剂机械化学去除土壤中PCBs.对球磨处理前后的PCDD/Fs生成量进行比较,结果表明,在反应初期的5 h内,部分PCBs氧化为高氯代的PCDFs,导致PCDD/Fs总量和毒性当量(I-TEQ)有所上升;球磨超过5 h后,PCDD/Fs开始发生降解反应.在保证充足的球磨反应时间条件下,机械化学处理PCBs可以克服传统PCBs热处置的首要缺陷——PCDD/Fs的二次合成问题.     

MnO2-r-GO修饰阴极对沉积型微生物燃料电池（MFC）产电性能的影响

考察了MnO2-石墨烯(r-GO)修饰阴极对沉积型微生物燃料电池(SMFC)的产电性能和体系有机质去除率的影响.实验结果表明,采用MnO2和r-GO对SMFC阴极进行复合修饰,运行稳定后,MnO2-r-GO修饰阴极体系与空白阴极体系相比,最高产电电压从65.2 mV增大到325.7 mV;最大功率密度由0.28 mW.m-2增大到17.4 mW.m-2,并且体系的内阻由1157Ω显著降低到159Ω;空白阴极体系和MnO2-r-GO修饰阴极体系的COD去除率和氨氮(NH4+-N)去除率分别由25.8%和27.3%增大到37.0%和32.7%.     

北京市西三环地区大气中多氯联苯的污染特征和气粒分配

以北京市西三环地区北京工商大学作为采样点,在2017年3—5月共采集气相、颗粒相(PM_(2.5)、PM_(10)、TSP)样品54个,对样品中28种PCBs单体进行定性定量分析,研究大气中多氯联苯(PCBs)的污染特征、在不同粒径颗粒物(PM_(2.5)、PM_(10)、TSP)中的分布规律和气粒分配行为.结果表明,北京市西三环地区大气中PCBs总浓度为144—859 pg·m~(-3),在国内外处于中等水平.其中,气相样品中PCBs浓度为131—814 pg·m~(-3),平均浓度为495 pg·m~(-3),占大气中PCBs总浓度的94.95%;颗粒相样品中PCBs浓度为12.3—48.9 pg·m~(-3),平均浓度为26.3 pg·m~(-3),占大气中PCBs总浓度的5.05%.低氯代PCBs更多地分布在气相上,高氯代PCBs更多地分布在颗粒相上.对不同粒径颗粒物(≤2.5μm、2.5—10μm、10μm)中PCBs的分析表明,PCBs主要分布在≤2.5μm的颗粒物中.不同粒径颗粒物中所含PCBs同系物的组成比例接近,以三氯至七氯为主,占颗粒物中PCBs总含量的88%以上.用过冷饱和蒸气压P0L(Pa)和分配系数Kp来描述PCBs的气粒分配行为,lg Kp-lg P0L的斜率为-0.3653,说明北京西三环地区大气中PCBs的气粒分配未达到平衡状态,在气粒分配过程中以吸收机制为主.     

深圳市大气中多氯联苯污染水平

为了解深圳市大气中多氯联苯(PCBs),包括类二噁英类多氯联苯(Dioxin-Like PCB,DL-PCB)和指示性多氯联苯(indicator PCBs)的污染水平和分布特征,利用大流量空气采样器分别采集6个采样点的空气样品,每个采样点采集两个平行样品.通过高分辨气相色谱-高分辨双聚焦磁式质谱仪(HRGC/HRMS)对大气样品中12种二噁英类多氯联苯和6种指示性的PCBs单体进行了定性和定量分析.结果显示,∑PCBs的浓度为25.70—66.65pg.m-3,平均值为44.97 pg.m-3.DL-PCBs总毒性当量为2.50—19.55 fg(TEQ).m-3,平均值为10.8 fg(TEQ).m-3.深圳市成人每天呼吸进入体内的DL-PCBs平均为1.81 fg WHO-TEQ.kg-1BW.d-1;在指示性PCBs单体中,PCB28是浓度最高的单体,贡献率分别为71.6%—87.8%,其次是PCB52,占总浓度的11.8%—19.2%.DL-PCBs单体中PCB118的浓度最高,占总浓度的27.1%—50.7%,其次是PCB77和PCB105.PCB126是毒性当量浓度的主要贡献者,其平均贡献率为94.6%,其次为PCB169,其平均贡献率为2.17%.指示性多氯联苯浓度和DL-PCBs浓度显示了良好的一致性和相关性.深圳市大气样品中PCBs的浓度水平明显低于韩国京畿道以及我国台州的水平,大气中的多氯联苯TEQ浓度水平与横滨、曼彻斯特的浓度水平接近,略低于1998年日本城市均值和我国的北京市.     

不同交通状况下大气颗粒物中多氯联苯的污染特征

采集了北京市北四环附近典型交通路口不同交通状况下大气颗粒物(TSP、PM_(10)、PM_(2.5))样品,利用高分辨率气相色谱/高分辨率质谱(HRGC/HRMS),按照US EPA 1668A方法,对19种多氯联苯(PCBs)浓度水平、组成特征和粒径分布规律进行了监测分析,并评估了交通控制对大气颗粒物中PCBs的影响.结果表明, PM_(2.5)、PM_(10)和TSP中19种PCBs的质量浓度和毒性当量(TEQ)变化范围分别为567—2481 fg·m~(-3)和0.33—1.42 fg WHO-TEQ·m~(-3)、875—2845 fg·m~(-3)和0.34—1.71 fg WHO-TEQ·m~(-3)、1118—3922 fg·m~(-3)和0.46—2.09 fg WHO-TEQ·m~(-3),北京市大气颗粒物中PCBs处于较低水平,且主要富集在PM_(2.5)上,占51%—87%;3个采样期PCBs单体组成模式没有明显不同,说明释放源和转化过程是相似的;对总浓度贡献最大的是PCB-209和PCB-28,两者的贡献率为52%—77%,而对总TEQ贡献最大的是PCB-126,占86%—92%(平均值89%),其次是PCB-169,占6%—11%(平均值8%);交通限行期间PCBs的污染水平明显低于限行前,约降低69%—77%(平均值72%),临时交通控制措施的实施对PCBs污染水平降低具有积极的影响.     

液液萃取-固相萃取-气质联用测定指甲中的多溴联苯醚与多氯联苯

利用液液萃取(LLE)与固相萃取法(SPE)提取和净化人体指甲中的多溴联苯醚(PBDEs)和多氯联苯(PCBs),经浓硫酸除脂后,利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)测定PBDEs和PCBs.对提取溶剂比例、净化柱类型(复合硅胶柱与固相萃取柱)、固相萃取条件(洗脱溶剂及体积)以及脂肪的去除方法进行了优化,加标回收率较前人基础上均有明显提高.加标回收试验结果显示,PBDEs和PCBs平均基质加标回收率分别为90%—110%和71%—102%,空白加标回收率分别为70%—110%和60%—100%之间,仪器检出限(IDL)分别为0.034—0.120μg·L~(-1)和0.032—0.392μg·L~(-1).本方法快速、简单、高效,能够满足指甲中PBDEs和PCBs的分析.同时本研究利用该方法对电子垃圾拆解地区居民的指甲样品进行测定,PBDEs和PCBs平均浓度分别为623 ng·g~(-1)和148 ng·g~(-1),BDE(-154、-153、-183、-209)和PCB(-8、-28、-52、-66、-101、-77、-118、-153、-187)在所有样品中均检出,女性指甲中PBDEs与PCBs的浓度普遍高于男性.     

液质联用代谢组学研究多氯联苯和二噁英对大鼠毒性作用

采用基于液质联用(LC-MS)的代谢组学方法研究多氯联苯(PCBs)和2,3,7,8-四氯二苯并-p-二噁英(TCDD)及联合染毒对大鼠生化代谢的影响.对雄性Sprague-Dawley大鼠连续3 d分别灌胃TCDD(10μg.kg-1)、PCBs(Aroclor 1254,10 mg.kg-1)及其混合溶液(10μg.kg-1 TCDD和10 mg.kg-1 Aroclor1254),采用液质联用法在尿液和血浆样本中分别检测出749个和343个色谱峰.PCBs、TCDD及其联合染毒后引起大鼠生化代谢的显著变化.多变量分析结果表明,毒性的大小是:联合染毒>TCDD>PCBs.采用标准物对照、准确质量数、多级质谱碎片离子图和数据库检索的方法,分别在尿液和血浆样本中鉴定出8个和20个生物标记物,表明PCBs和TCDD能导致免疫系统、肝脏和神经系统障碍、干扰脂代谢.     

利用新型可渗透反应格栅技术对垃圾渗滤液污染地下水过程作用研究

以垃圾渗滤液污染地下水为研究对象,选择沸石、无烟煤、陶粒、活性炭、炉渣、粉煤灰、零价铁、石英砂作为填充材料,设计7种地下可渗透反应格栅（PRB）,分别为反应器1、2、3、4、5、6和7。通过连续实验模拟,对PRB技术治理污染地下水的可行性和有效性进行研究,监测反应器处理效果,分别7种反应器内流速、EC、Cl-的变化及对污染物去除效果及其影响进行分析,探索污染物去除机理。结果显示,反应器水渗流速度在80-150 cm.d-1情况下,对COD去除率为82.22%-88.88%,对Cl-去除率为-0.20%-1.68%,对色度去除率为36.38%-71.86%,表明利用新型PRB技术防控渗滤液污染地下水是可行的,但仍有些技术问题有待深入研究。     

典型灌区稻田多氯联苯残留特征及生态风险评估

以南方典型小灌区的两块稻田为试验小区,采用GC-ECD对其田间水体和土壤中EPA优控14种多氯联苯（PCBs）进行了检测和定量分析。结果表明,14种PCBs同系物有不同程度检出,优势残留物主要以3氯和5氯取代PCBs为主,水和土壤占PCBs总量的88.24%、90.13%。水中∑PCBs质量浓度为24.09～310.34ng·L^-1,其中地表水均值为245.84ng·L^-1,地下水均值为96.46ng·L^-1;土壤中∑PCBs质量分数为10.01～54.63ng·g^-1,均值为33.92ng·g^-1。稻田地表水中的PCBs质量浓度远高于地下水,垂向迁移明显但速度较慢;稻田地表及地下水中PCBs质量浓度有随时间衰减的趋势,可能与水稻的生育周期有关;淹灌处理稻田PCBs质量分数高于节水灌溉。研究区毒性当量TEQ在2.65×10^-2～7.54×10^-2pg·g^-1之间,生态风险处于中等水平。地表及地下水均遭到污染,再加上PCBs具有生态累积效应,危害不容忽视。     

不同垃圾焚烧炉产生的PCDD/Fs和PCBs同类物的分布

要应用高分辨气相色谱一质谱联用技术，测定了3种垃圾焚烧炉产生的飞灰中17种PCDD／Fs和12种共平面PCBs的浓度及毒性当量，比较了PCDD／Fs和PCBs同类物分布的差异．结果表明，流化床焚烧炉和炉排焚烧炉产生的PCDD／Fs多于PCBs，而气化熔融焚烧炉产生的PCBs多于PCDD／Fs；产生的PCBs对总毒性当量的贡献都比较小；3种焚烧炉产生的PCDD／Fs同类物具有相似的浓度分布；流化床焚烧炉和炉排焚烧炉产生的PCBs同类物具有相似的浓度分布，而气化熔融焚烧炉产生的PCBs同类物分布与其他两种焚烧炉差别较大．     

两种改性剂对多氯联苯污染土壤协同热脱附影响研究

采用热脱附技术处理多氯联苯污染土壤已经成为了一种主要的场地修复方式。为提高热脱附效率,降低能耗,以典型电力电容器污染土壤为对象,采用2种改性剂(零价纳米铁和氢氧化钠)研究协同热脱附下多氯联苯的去除效率、分布特性及毒性当量。结果表明纳米铁和NaOH存在的条件下,有效提高了多氯联苯和毒性当量的去除效率,在较低温度下尤其显著,因此添加改性剂能够有效地促进热脱附过程。纳米铁的协同热脱附机理为显著强化了热脱附过程的传质传热,同时伴有一定的脱氯降解。NaOH的添加在较低温度下实现了较强的脱氯降解作用,加氢脱氯机理可用来解释协同热脱附过程中多氯联苯的脱氯反应过程。上述研究结果为多氯联苯污染土壤的场地修复提供理论基础。     

生物表面活性剂鼠李糖脂对PCBs污染土壤的修复作用研究

利用生物表面活性鼠李糖脂（RL）洗脱土壤,再通过紫外光预照射与生物降解协同去除洗脱液中的PCBs的组合方法对多氯联苯（PCBs）污染土壤进行修复,旨在研究RL在修复PCBs污染土壤中的作用及其机理。结果表明,RL对PCBs的洗脱具有显著的促进作用,PCBs的总洗脱率与RL的质量浓度呈正相关。当洗脱液中加入2 000 mg.L-1的RL,在3次批洗脱后,人工污染土样和陈化土样的PCBs总洗脱率分别达到了90.1%和47.1%。PCBs降解菌P.LB400在以RL或联苯为碳源的驯化培养基中均能够快速生长。当土壤洗脱液中的PCBs被P.LB400的生长细胞菌液降解时,RL对PCBs的生物降解具有显著的促进作用;而在P.LB400的休眠细胞降解体系中,RL对PCBs的生物降解有一定的抑制作用。紫外光预照射对土壤洗脱液中PCBs的生物降解有一定的促进作用。紫外光预照射和生物降解的耦合有利于提高PCBs的降解速率。     

PCDD/DFs and coplanar PCBs in fly ash samples from various types of incinerators in Taiwan

Polychlorinated dibenzo‐p‐dioxins and dibenzofurans (PCDD/DFs) and coplanar polychlorinated biphenyls (Co‐PCBs) were determined in fly ash samples from municipal solid waste (MSW), medical waste (MW), and electricity power plant incinerators in Taiwan. The average concentrations of PCDD/DFs and Co‐PCBs are 7.02 ng‐TEQ/g and 1.06 ng‐TEQ/g, respectively. The contributions to total TEQ are 24% from PCDDs, 64% from PCDFs, and 12% from Co‐PCBs, indicating that PCDFs generate the highest environmental impact and MSW and MW incinerators are potential Co‐PCBs contaminating sources. The levels of PCDD/DFs and Co‐PCBs found in ash samples increase from petroleum‐fired, coal‐fired, large municipal solid waste, small medical waste, to small municipal solid waste incinerators, and are generally lower than those from incinerators built earlier. All fly ash samples analyzed in this study were considered hazardous materials. More research is suggested to establish the relationship between the amounts of PCDD/DFs and Co‐PCBs in fly ash and in flue gas.     

Kinetics of hexavalent chromium reduction by iron metal

The kinetics of Cr(VI) reduction to Cr(III) by metallic iron (Fe⁰) was studied in batch reactors for a range of reactant concentrations, pH and temperatures. Nearly 86.8% removal efficiency for Cr(VI) was achieved when Fe⁰ concentration was 6 g/L (using commercial iron powder (< 200 mesh) in 120 min). The reduction of hexavalent chromium took place on the surface of the iron particles following pseudo-first order kinetics. The rate of Cr(VI) reduction increased with increasing Fe⁰ addition and temperature but inversely with initial pH. The pseudo-first-order rate coefficients (k _obs) were determined as 0.0024, 0.010, 0.0268 and 0.062 8 min^?1 when iron powder dosages were 2, 6, 10 and 14 g/L at 25°C and pH 5.5, respectively. According to the Arrehenius equation, the apparent activation energy of 26.5 kJ/mol and pre-exponential factor of 3 330 min^?1 were obtained at the temperature range of 288–308 K. Different Fe⁰ types were compared in this study. The reactivity was in the order starch-stabilized Fe⁰ nanoparticles > Fe⁰ nanoparticles > Fe⁰ powder > Fe⁰ filings. Electrochemical analysis of the reaction process showed that Cr(III) and Fe(III) hydroxides should be the dominant final products.     

纳米Fe~0协同微生物对PCB77的降解研究

研究了纳米零价铁协同微生物降解水溶液中的PCB77。从污染土样中分离出一株多氯联苯（PCBs）降解菌,对其进行革兰氏染色形态观察,并用降解菌降解PCB77。结果表明：培养温度30℃、溶液pH 7.0、微生物接种量109 cfu·mL-1、PCB77初始质量浓度1.0 mg·L-1时,降解菌对PCB77的降解率为58.63%。纳米零价铁对PCB77的降解是一个还原脱氯过程,7 d时的降解率为82.99%。采用纳米零价铁/微生物联合体系降解水溶液中PCB77,降解率显著高于微生物和纳米零价铁单一体系,降解率可达93.30%。研究结果将为环境中PCBs残留提供了一种高效去除的方法,并为PCBs污染土壤的修复提供理论依据。     

华南滨海小流域降雨入渗对地下水的补给分析

以华南滨海小流域——中山大学滨海水循环试验基地（试验基地）作为研究区,在对该流域地下水和雨水分别进行采样、实验分析的基础上,利用氯量平衡法（CMB）与地下水动态法计算了该流域的降雨入渗补给系数与给水度。研究发现,试验基地地下水主要受降雨补给,地下水埋深在雨季（4—9月）、旱季（10—3月）的变动范围大致为0～1.5 m与0～0.5 m。根据CMB计算结果,补给区、中间区雨季降雨入渗补给系数分别为旱季的1.3～1.6倍和1.3～2.0倍,且补给区大于中间区（M5井除外）。利用地下水动态法计算次降雨入渗补给系数,所得雨季、旱季的均值（7.6%和4.6%）与CMB计算结果（7.7%和5.3%）较为接近。给水度、雨强与入渗补给系数均存在一定的线性关系。将地下水埋深分别与降雨入渗补给量及潜水蒸发量进行多项式拟合对比,发现降雨入渗对地下水的最大入渗补给埋深约为2.3 m,当埋深为3.1 m时,地下水可获得最大净补给量。