典型行业再利用土壤重金属含量分布、来源解析及生态风险评价

为深入探究典型行业再利用土壤重金属污染特征及生态风险状况,基于上海市嘉定区49个地块315个不同深度剖面土壤样品数据,采用地累积指数和潜在生态风险指数评估Cd、Pb、Cu、Zn、Ni、Hg和As这7种重金属含量特征和潜在生态风险程度,并利用源解析受体模型（APCS-MLR）和正定矩阵因子分解模型（PMF）解析其污染来源.结果表明：①研究区土壤中除As外,其余重金属均不同程度超过上海市土壤背景值,表层土壤中Cd、Pb、Cu、Zn、Ni和Hg含量分别是背景值的3.54、2.34、2.91、1.20、3.75和4.40倍;7种重金属含量随着土壤垂直剖面深度的增加逐渐降低,重金属在表层土壤中存在一定程度的富集,人类活动影响了重金属在土壤中的分布规律.②研究区内APCS-MLR和PMF两种受体模型均识别出土壤重金属4种主要来源,源1（Cu、Zn和Pb）为金属制品和汽车制造混合源,源2（Ni和Cd）为电镀企业来源,源3（Hg）主要为化工企业来源,源4（As）为自然源,两种受体模型结合运用,进一步提高源解析的精准度和可信度.③地累积指数由大到小表现为：Hg（1.54）>Ni（1.32）>Cd（1.21）>Cu（0.96）>Pb（0.64）>Zn（-0.33）>As（-1.02）;潜在生态风险指数结果显示,研究区综合潜在生态风险指数RI值在32.50~4 910.97,均值为321.40,整体呈现较强潜在生态风险,再开发利用工业场地土壤中重金属Hg、Ni和Cd的污染值得进一步关注.     

高效钙钛矿型H2-SCR催化剂的制备与研究

用溶胶凝胶法合成了3种不同B位的钙钛矿催化剂,同时用X射线衍射(XRD)、比表面积分析(BET)、扫描电镜(SEM)、程序升温化学吸附(TPR)4种手段对催化剂进行了物理化学表征.从经济性和实际性考虑,本研究使用了清洁无二次污染的H2作为SCR的还原剂,同时控制了H2的加入比例,在小NO/H2比(1∶1、1∶5、1∶10)情况下,考察了3种催化剂的催化效率.由于实际燃煤烟气中含有大量的O2,因此,同时考察了高O2(O2/NO=100∶1)的加入对氧化还原反应的影响.从考察结果我们得知,在NO/H2为1∶1时,LaCoO3和LaNiO3的催化活性优于LaMnO3,达到80％.而在高H2/NO比时,则是LaMnO3的催化活性最高,达95％以上.O2的加入对氧化还原反应影响较大,温度高于250℃时,O2出现竞争性反应,消耗了大部分的还原剂,使得NO脱除率降低,而在250℃以下,O2的影响较小.     

基于蛋黄-蛋壳结构的Fe/FeS@SiO2材料去除水中三氯乙烯

针对硫化纳米零价铁(Fe/FeS)颗粒间的团聚以及环境适应性差的问题,用正硅酸乙酯(TEOS)为原料制备中空介孔氧化硅球,再通过化学反应在壳内形成大尺寸核的方法制备具有蛋黄-蛋壳结构的Fe/FeS@SiO_2材料以防止Fe/FeS的团聚并提高其活性,并将该材料用于三氯乙烯(TCE)的去除中;采用SEM和TEM观察、红外线光谱分析(FTIR)、X射线衍射分析(XRD)、X射线光电子能谱分析(XPS)等分析方法对材料进行了表征。结果表明,在Fe/FeS@SiO_2材料还原降解TCE的实验中,Fe/FeS@SiO_2去除TCE的最佳铁与硫的摩尔比(铁硫比)为30,并且在TCE初始浓度10 mg·L~(-1)溶液中投加含有0.1 g Fe~0、铁硫比为30的Fe/FeS@SiO_2材料下,反应180 min后,TCE的去除率为90.75%,与未包裹氧化硅壳时的去除率(66.06%)相比,去除效果明显提高。介孔氧化硅壳阻止了Fe/FeS的团聚,其表面上的孔道使得材料具有更大的比表面积,加强了对TCE的吸附,同时材料中的空腔使得核与污染物的接触增加,提高了TCE的去除率。表征结果表明,Fe/FeS@SiO_2材料具有特殊的结构,包括中心核、空腔以及介孔壳,可以防止Fe/FeS的团聚。     

电絮凝处理三次采油废水

采用电絮凝技术对含PAM的三次采油废水进行处理,研究了不同极板、pH、电流密度、极板间距、搅拌速度、反应时间以及极性交换周期对大庆三次采油废水处理效果的影响。通过处理效果和成本分析,铝作为极板时处理效果要优于铁板,最佳实验条件下COD去除率达到了94.6%。同时对三次采油废水的主要性质和电絮凝处理三次采油废水的作用机理进行了分析,发现COD主要通过絮凝沉降作用去除,而电化学氧化作用和气浮作用对COD的去除效果并不显著。与普通化学混凝法相比,电絮凝处理三次采油废水在处理效果和成本方面有着独特的优势。     

P204-P507-HCl体系回收废FCC催化剂中稀土的优化

针对废流化催化裂化(FCC)催化剂的资源化利用问题,采用溶剂萃取法从废FCC催化剂中高效回收稀土。对无机酸浸出过程、二(2-乙基己基)磷酸(P204)和2-乙基己基膦酸单2-乙基己基酯(P507)单独萃取稀土过程以及P204-P507复合萃取稀土过程分别进行了研究。结果表明,盐酸为最佳浸出剂,在最佳浸出条件(4 mol·L⁻¹盐酸溶液、浸出时间为4 h、60 ℃、固液比为1∶15)下,Ce和La的浸出率分别为99.7%和97.7%。萃取过程的最佳条件为萃取剂浓度1.5 mol·L⁻¹、浸出液初始pH=2.5,P204和P507对Ce和La的萃取率均较高,而P507对杂质铝的萃取率远低于P204。P204-P507复合萃取体系中P507体积比为0.2时,Ce和La的回收率分别达到80.4%和75.3%,略低于纯P204萃取体系,而杂质铝的回收率小于10.0%。P204-P507复合萃取体系能有效降低回收稀土中杂质铝的萃取量。本研究可为从废FCC催化剂中回收高纯度稀土提供参考。     

典型涂料制造企业VOCs排放量核算与排放特征分析

采集了上海地区8家不同类型的涂料制造企业中不同生产环节有组织排放的废气样本,分析其VOCs组分特征和活性VOCs物种,并应用3种实际排放量核算方法计算企业的VOCs年排放量,分析了其与排污许可排放量的关系。结果表明：1)涂料制造行业排放废气的特征组分为芳香烃、OVOCs、卤代烃,占全部VOCs质量浓度的56.2%~99.1%,乙酸乙酯、乙酸丁酯、4-乙基甲苯、间/对二甲苯、甲苯、甲乙酮是涂料制造行业VOCs排放的典型物种;2)基于MIR值法的计算结果,芳香烃和OVOCs是涂料制造行业排放VOCs的主要活性组分,累计OFP贡献率达36.0%~99.8%,其中,4-乙基甲苯(52.1%)、氯乙烯(48.1%)、乙酸丁酯(47.9%)、乙酸乙酯(42.6%)、间/对二甲苯(41.3%)是各类涂料工艺废气中OFP贡献率最高的物质,除苯系物、乙酸酯类化合物外,氯乙烯、甲乙酮、四氢呋喃也是涂料制造过程中值得关注的活性物质;3)涂料制造企业车间的有组织废气VOCs排放量占全厂VOCs排放量的75.0%以上,其次是实验室废气,VOCs排放量为3.5%~16.8%。在VOCs实际排放量核算中,使用实测法的核算结果与物料衡算法接近,且计算简便,在正常运行时均低于许可排放限值;而产污系数法所核算数值较许可排放限值更高,在现阶段可作为一项惩罚性计算方法。     

原位热处理技术修复重质非水相液体污染场地研究进展

重质非水相液体(DNAPLs)是土壤及地下水中广泛存在的有机污染物,原位热处理技术是目前修复受DNAPLs污染土壤及地下水的最具潜力的技术之一。综述了国内外常用原位热处理技术的基本原理及其影响因素,介绍了相关现场应用实例,并展望了该技术未来的应用前景和发展趋势,以期为中国污染土壤及地下水的原位修复提供有益借鉴。     

杭州湾北岸36种挥发性有机物污染特征及来源解析

为研究杭州湾北岸VOCs (挥发性有机物)的浓度水平、组成特征、反应活性和潜在来源,采用GC-FID在线监测系统对杭州湾北岸环境大气中的36种VOCs开展了为期1 a (2017年12月—2018年11月)的连续观测,采用L^OH(VOCs的·OH消耗速率)和OFP (O₃生成潜势)2种方法估算了大气VOCs的反应活性,并利用PMF (正定矩阵因子分解)和CPF (条件概率函数)模型分析其来源.结果表明:①φ(VOCs)小时平均值在冬季(26.47×10^-9)最高,夏季(9.76×10^-9)最低;全年φ(VOCs)小时平均值为21.24×10^-9,其中烷烃、烯烃+炔烃、芳香烃、卤代烃的贡献率分别为33.24%、34.13%、15.63%、17.00%;φ(烷烃)、φ(芳香烃)和φ(卤代烃)呈较明显的昼夜变化特征,φ(烯烃)和φ(炔烃)无明显昼夜变化趋势.②大气VOCs的总L^OH和OFP分别为9.39s^-1和220.57μg/m^...     

环境浓度下邻苯二甲酸二乙酯对秀丽隐杆线虫的生态毒理效应

DEP (diethyl phthalate,邻苯二甲酸二乙酯)是一种在环境中普遍存在的具有潜在神经和生殖毒性的增塑剂,其会干扰环境生物的发育水平、运动行为及生化水平.以秀丽隐杆线虫的体长、体宽、头部摆动频率及生化指标作为测试终点,评估环境中DEP对秀丽隐杆线虫的生态毒理效应.在不同环境浓度(0、0.000 2、0.002、0.02、0.2、2 mg/L)的DEP溶液中,对秀丽隐杆线虫进行不同时间(24 h、72 h和10 d)的暴露试验.结果表明:①在不同浓度DEP溶液中暴露24 h后,秀丽隐杆线虫的发育水平均未受到显著影响(P>0.05).②在不同浓度DEP溶液中暴露72 h后,秀丽隐杆线虫的发育水平受到干扰.与对照组相比,在DEP浓度最高(2 mg/L)时,秀丽隐杆线虫体长下降了3.21%(P < 0.05);在DEP浓度为0.000 2 mg/L时,秀丽隐杆线虫的体宽呈上升趋势,且头部摆动频率明显加快了5.52%(P < 0.01),秀丽隐杆线虫的发育水平受到显著抑制.③在不同浓度DEP溶液中暴露10 d后,与对照组相比,秀丽隐杆线虫的体长、体宽和头摆频率均出现下降;在DEP浓度为2 mg/L时,秀丽隐杆线虫体内活性氧自由基、脂褐素和细胞凋亡水平累积均增长显著,出现氧化应激损伤.研究显示,不同环境浓度的DEP溶液会对秀丽隐杆线虫产生一定的毒性影响,且不同暴露时间和暴露浓度产生的毒性影响也存在一定差异.      

重金属污染土壤旋流洗脱设备的设计及性能评估

针对高浓度重金属污染土壤,尤其是污染负荷较高的黏土土壤,传统的物化方法难以实现其高效的洗脱。利用旋流场中土壤颗粒高速自转/公转,实现土壤颗粒污染物的强化快速脱附。土壤旋流洗脱实验分为旋流器的分离性能和单一/复合污染物的脱附性能2部分。在土壤-水体系下,旋流器的最优操作条件为：进口流量0.7 m3·h-1,分流比0.12,固液比为1:20。对于Pb污染物,底流脱附效率均能达到近85%,溢流也能够达到70%。对于Cu污染物,底流和溢流脱附均能达到90%左右。对于Cr(VI)污染物,底流脱附最高能达到60%左右,但溢流洗脱效率极低。复合污染能够在单次通过后脱除Pb、Cu、Cr(VI)等多种重金属污染,且洗脱效果与单一污染洗脱时基本一致。对实际的场地修复具有指导意义。