催化剂在生物质水热碳化过程中的应用研究进展

在追求废弃物资源化利用的过程中,生物质转化技术受到广泛关注。水热碳化法目前被认为是将高含水率生物质转化为生物炭的最有效技术之一,其与传统的热解炭相比,获得的水热炭具有灰分低、热值高、比表面积大、吸附能力强等特点。然而,生物质原料的差异需要更高的能耗优化,以此提高水热炭产率和性能。添加催化剂可以克服这一问题,对提高原料的反应速率及水热炭热稳定性具有重要意义,但少有文献归纳总结催化剂在生物质水热碳化过程中的应用。将催化剂分为盐类、酸类、金属氧化物、沸石和组合催化5种类型,探讨添加催化剂对水热炭产率和理化性质的影响,分析各类催化剂的催化反应机理,总结其在水热碳化中的催化特点,并讨论了催化剂在生物质水热碳化中未来重点研究方向。     

漓江沉积柱芯有机氯农药垂向分布特征与来源

用GC/ECD内标法定量法首次测定了广西桂林漓江沉积柱中19种有机氯农药(OCPs)的含量,结果表明:漓江沉积柱芯中OCPs浓度范围为4.75～489.4ng/g(均值43.26ng/g),在国内处于中等污染水平。OCPs、HCHs表现出下游污染程度高于上游,但DDTs则相反,这是由于上游的取样点蚂蟥洲附近有大量餐饮业造成的。沉积柱垂直分布表明,漓江近期受到人为污染影响。总体上漓江沉积物中HCHs污染大于DDTs,符合当地的农药使用历史。同分异构体比值表明研究区DDT主要是历史使用农药残留并得到了较好的降解,且以厌氧生物降解为主,当地在使用三氯杀螨醇可能性不大;沉积物中工业六六六尚未降解完全,同时周围可能有林丹输入。     

钦州湾水体中磺胺类抗生素污染特征与生态风险

利用高效液相色谱-串联质谱(HPLC-MS/MS),研究了钦州湾近海及汇海河流磺胺类抗生素浓度和分布特征.结果表明:4种磺胺类抗生素(SAs)和甲氧苄氨嘧啶(TMP)在钦州湾近海及汇海河流均有不同程度的检出,其浓度范围为n.d.~12ng/L.其中,磺胺甲基异恶唑(SMX)在近海的检出率和平均浓度最高,分别为100%和4.1ng/L;其次为TMP(检出率87%,平均浓度1.0ng/L).与国内外其他水域相比,钦州湾磺胺类抗生素浓度处于较低水平.钦州湾近海抗生素浓度分布呈现以下趋势:茅尾海(8.4ng/L)>钦州外湾(1.9ng/L)>三娘湾(1.4ng/L).磺胺类抗生素在钦州湾的海水养殖区均呈现出较高的浓度水平,说明高密度水产养殖是钦州湾水体中抗生素的重要污染源.生态风险评价结果表明,钦州湾水体中残留的磺胺甲基异恶唑(SMX)对相应的敏感物种存在中等生态毒性风险,需引起相关部门的重视.     

邕江南宁市区段表层沉积物典型抗生素污染特征

利用超声提取、固相萃取和HPLC-MS/MS分析方法对邕江南宁市区段沉积物典型抗生素污染进行研究,结果表明,大环内酯类、磺胺类和甲氧苄氨嘧啶10种抗生素中共检出9种,抗生素总浓度范围为1.08~30.84ng/g(均值5.84ng/g).大环内酯类抗生素检出率达100%,为邕江的主要抗生素污染物,平均含量为1.14ng/g,分布上呈现邕江下游>中游>上游的趋势;磺胺和甲氧苄氨嘧啶类抗生素检出率为43%.其中磺胺类抗生素平均含量低于0.06ng/g,甲氧苄氨嘧啶(TMP)平均含量为1.00ng/g,分布上则为上游>下游>中游.来源分析表明生活污水及医疗废水的排放是下游沉积物大环内酯类抗生素含量较高的主要原因,而畜禽和水产养殖则是上游磺胺和甲氧苄氨嘧啶污染的主要来源.总体来说,与国内外河流相比,邕江抗生素含量尚处于较低水平,但抗生素抗性基因污染不容忽视.     

漓江桂林市区段表层沉积物有机氯农药分布特征

对漓江桂林市区段沉积物中有机氯农药分析结果表明,沉积物中总OCPs为0.94~56.68ng/g(平均值13.77ng/g),在国内处于中等水平.上游蚂蝗洲附近和下游瓦窑受有机氯农药污染最为严重,中游河段污染较轻.18种检出的有机氯农药中,六氯苯含量最高,其次为HCHs,这与当地使用历史有关.(DDE＋DDD)/DDT比值(平均值为2.79)表明DDT降解比较完全,DDE/DDD比值说明沉积物降解主要发生在厌氧条件下.同分异构体比例分析说明漓江市区河段HCH类农药以历史残留为主,而蚂蝗洲附近有大量林丹输入,需引起相关部门重视.     

我国桂林毛村地下河重金属健康风险评价

对桂林岩溶地区毛村地下河的重金属进行了检测,并应用水环境健康风险评价模型对其进行了健康风险的初步评价.结果表明,地下河表层水中Cr未检出,Cu、Pb、Zn及Cd的平均浓度分别为68.90μg·1-1、58.63μg·1-1、23.73μg·1-1和0.11μg·1-1,Cd、Cr、Cu和Zn未超过我国生活饮用水卫生标准(GB5749-2006)的限值,Pb严重超标.5种重金属对人体健康危害的年总风险为2.36×10-6a-1,其中致癌污染物Cd通过饮水途径所引起的平均个人年风险平均值为3.11 ×10-7 a-1;非致癌污染物Pb、Cu和Zn所引起的平均个人年风险在所有采样点均表现为Pb>Cu>Zn.在本次研究中,Cd是主要的风险污染物,其次为Pb.     

不同钝化剂对土壤有效态铅和镉含量的影响

通过向土壤中添加蚕沙、熟石灰和磷酸二氢钾,研究不同钝化处理对土壤有效态重金属含量、pH值及有机质含量的影响。结果表明:添加蚕沙和熟石灰都能使土壤中高植物有效性的有效态Pb和有效态Cd大幅下降;其中以单施蚕沙处理效果最优,其对Pb和Cd的钝化效率分别达到36.5%和39.2%,而蚕沙+熟石灰处理钝化效果次之,分别为24.3%和26.9%。磷酸二氢钾的钝化作用不明显。添加熟石灰对土壤pH值影响最大,而蚕沙大幅增加了土壤中有机质含量。经统计分析,土壤pH值、有机质含量都与土壤有效态Pb、Cd含量之间呈负相关,说明通过提高土壤pH值及有机质含量,降低土壤重金属活性是土壤重金属钝化的主要机理。     

钦州湾及其入海河流表层沉积物中重金属分布及污染特征分析

分析了钦州湾及其入海河流表层沉积物中重金属(Cu、Zn、As、Pb和Cd)含量的分布特征,并采用潜在生态危害指数法对表层沉积物中重金属污染进行了潜在生态危害评价。结果表明:钦州湾及其入海河流表层沉积物中重金属Zn、As、Pb和Cd的含量均低于国家一类标准值,仅个别采样点Cu的含量高于国家一类标准值;重金属污染较重的区域包括茅尾海东部、钦州港附近海域及入海河流;钦州港两大工业园区和4条河流是其重金属的主要污染源;钦州湾及其入海河流表层沉积物中重金属潜在生态危害达到中度程度,其中Cd为主要污染物,应作为重点防预对象。     

土壤-水环境系统有机氯农药地球化学特征

为探索有机氯农药在扩散迁移、水-土界面作用等表生地球化学过程中的组成变化规律,对经济作物基地有机氯农药研究发现:土壤和水介质中17种有机氯农药均有检出,主要污染物为HCHs、DDTs和硫丹硫酸盐。土壤中有机氯农药含量(3.47～544.22ng/g)远高于水体中有机氯农药含量(2.55～4.06ng/L),水体中有机氯农药有随深度而降低的趋势。通过等值线图描述HCHs和DDTs在土壤表层(0～5cm)和土壤下层(5～20cm)中的空间分布,反映了人类使用农药的历史。统计分析显示有机氯农药组分间的相关性较强(相关系数R为0.63～0.84(P<0.01,N=23)),这与农药来源相对稳定(即主要是早期使用残留)有关。     

南宁市市郊农业土壤中重金属元素含量的多元统计分析

以南宁市市郊表层农业土壤为研究对象,采集并测定了367个农业土壤样品中Pb、Zn、Cd、Cr、Cu、Ni、As、Hg 8种重金属的含量,利用多元统计方法对研究区农业土壤中8种重金属元素含量的空间分布特征和来源进行了分析,并对研究区农业土壤的环境质量进行了综合评价。结果表明:研究区农业土壤中重金属元素Pb、Zn、Cd、Cr、Cu、Ni、As、Hg污染并不严重,平均含量分别为23.46mg/kg、50.72mg/kg、0.16mg/kg、56.93mg/kg、19.74mg/kg、15.61mg/kg、11.52mg/kg、0.10mg/kg,均低于国家《土壤环境质量标准》;与南宁市土壤背景值相比,Cd污染突出,点位超标率达62.94%;运用主成分分析(PCA)共提取3个主成分,第一主成分包括Pb、Cr、Ni、As,主要为工业和交通源,第二主成分包括Zn、Cd、Cu,主要为农业活动源,第三主成分为Hg,主要为大气沉降源;风险评价结果表明研究区农业土壤环境质量整体处于中度污染水平。