纳米铁的合成、性质及其在环境修复领域的应用

由于纳米铁的特殊性质,它在环境修复领域中的应用日渐增加。本文主要介绍了纳米铁的合成、性质以及在环境修复领域的应用情况。文章归纳了目前常用的几种纳米铁合成的物理方法和化学方法;介绍了纳米铁微粒重要的理化性质;并总结了纳米铁用于修复含氯有机物污染、重金属污染和其他无机物污染场地的应用情况。     

曝气强度对膜生物反应器处理石化废水工艺运行特征的影响

采用膜生物反应器(Membrane Bioreactor,MBR)处理石化废水,研究曝气强度分别为1.50,3.00 m3/(m2·h)的条件下,MBR对石化废水中主要污染物的去除特征、跨膜压差(Trans Membrane Pressure,TMP)和混合液性质的变化特征。结果表明:在两种曝气强度条件下MBR对COD、NH+4-N及挥发酚等污染物的平均去除率分别为80.74%、80.23%、96.79%和97.55%、99.34%、98.84%,即在不同曝气条件下,曝气强度的变化对MBR的污染物去除性能无显著影响。但随着曝气强度由1.50 m3/(m2·h)增加到3.00 m3/(m2·h),MBR达到设定的最大跨膜压差(TMPMax=25k Pa)的运行时间由11.8 d增加到31.4 d,TMP上升速率降低。通过活性污泥颗粒粒径分析发现:增加曝气强度后,对膜污染影响显著的活性污泥颗粒粒径范围(0~2μm)所占体积比由2.10%减小到1.78%;并且混合液中溶解性微生物产物(soluble microbial product,SMP)和胞外聚合物(extracellular polymeric substance,EPS)质量浓度分别由24.07 mg/L和15.66 mg/g减小到15.14 mg/L和9.81 mg/g,从而降低了膜污染速率。     

硅胶表面壬基酚印迹材料的制备及其固相萃取应用

采用表面分子印迹技术,以壬基酚为模板分子,4-乙烯吡啶为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,通过溶胶凝胶法在无定型硅胶表面合成了壬基酚分子印迹聚合物。通过扫描电镜和红外光谱表征证明成功在硅胶表面合成了表面印迹聚合物。对印迹聚合物吸附性能考察的结果表明,该印迹聚合物对壬基酚仅15 min左右达到吸附平衡,去除率达75.13%,具有明显的快速吸附性和良好的选择吸附性。与C18柱相比,该分子印迹聚合物为填料的固相萃取柱对纺织品中的壬基酚具有显著的选择性分离和富集的能力,对壬基酚的加标回收率为86.4%~95.3%,相对标准偏差为2.8%~4.9%,表现出较高的回收率和准确性。     

表面活性剂Burkholderia xenoborans LB400体系对低氯代PCBs的好氧强化降解

增强多氯联苯(PCBs)的水溶性是强化PCBs微生物降解的主要控制因素之一,本研究选取了PCB5(2,3-CB)和PCB31(2,4',5-CB)作为低氯代PCBs的典型代表,以曲拉通100(TX-100)、吐温80(Tween 80)、鼠李糖脂粗提物(RL crude)3种表面活性剂和β-环糊精( HPCD)联合Burkholderia xenoνorans LB400构建PCBs好氧降解体系,测试了它们对PCB5和PCB31的溶出率及微生物生长的影响.结果表明,TX-100(CMC＝194 mg·L-1)、 Tween 80(CMC＝13.1 mg·L-1)、 RL crude(CMC＝50 mg·L-1)浓度在1~7 CMC 时和 HPCD 浓度在500~1500 mg·L-1时对 PCB5和 PCB31溶出率分别达到54.7％~100％、59.8％~100％;10.5％~40.8％、6.8％~31.6％;10.3％~19.9％、3.3％~11.6％和19.5％~34.2％、4.2％~10.7％. TX-100浓度在1~7 CMC时对B. xenoνorans LB400生长的抑制率达到30.3％~45.8％,而Tween 80浓度在0.1~1 CMC时对其生长的抑制率为10.0％~15.4％; RL crude 本身能作为底物促进 LB400的生长,而 HPCD 对其生长无明显影响. B. xenoνorans LB400对PCB31(5 mg·L-1)的降解效率在添加表面活性剂后有不同程度的提高：TX-100,23.7％~65.5％; Tween 80,14.6％~44.3％;RL crude,9.6％~27.2％;HPCD,15.3％~20.7％;而表面活性剂对PCB5(10 mg·L-1)的降解效率则无明显影响.表面活性剂主要通过增大溶液中PCBs-表面活性剂的胶束浓度来提高LB400对PCBs的降解效率,在水溶液培养体系中当设置TX-100和Tween 80浓度分别在1和7 CMC时,PCB31的降解效率达到100％和81.7％,而此时B. xenoνorans LB400生长的抑制率为30.3％和5.4％.     

老化的生物质炭性质变化及对菲吸持的影响

将稻壳分别在350℃和550℃热解温度下制备成生物质炭,避光条件下恒温培养300 d,通过傅里叶变换红外光谱、扫描电镜和核磁共振等技术手段及平衡吸附实验,探究生物质炭老化前后的动态结构变化及对菲吸持作用的影响.结果表明,生物质炭老化过程中氧含量增加,含氧基团增多,对菲的非线性吸附行为显著增强.热解温度的不同决定了生物质炭老化过程中性质变化的差异,350℃热解的生物质炭,老化后极性增强,芳香性减弱,而550℃热解的生物质炭,老化后脂肪族碳类物质增加,羧基减少,芳香性增强,Langmiur预测的菲在350℃热解的生物质炭上老化前后的最大吸附量分别为3.57 mg·g-1、2.35mg·g-1,主要是老化后性质变化抑制了表面吸附作用,而550℃热解的生物质炭上老化前后的最大吸附量分别为0.42mg·g-1、4.17 mg·g-1,老化后吸附量的显著增加主要是生物质炭性质变化促进了对菲的分配作用与表面吸附作用.研究生物质炭在自然环境中的老化行为对环境污染物固定的稳定性有着重要意义.     

改性氢氧化镁制备及其去除地下水中Cr3+性能研究

氢氧化镁作为一种可缓慢释放OH-的碱,能使多数重金属离子转换为沉淀,而且不会引起太大的pH变化.但氢氧化镁难溶于水,在含水层中的迁移能力很差.若要用于地下水重金属污染修复,需要对氢氧化镁进行改性.因此,本文利用表面活性剂对氢氧化镁粉末进行改性,合成了氢氧化镁胶体,并对改性氢氧化镁的稳定性、粒度及其对Cr3+的稳定化效果进行了分析.结果表明,复配表面活性剂改性的氢氧化镁悬浮液稳定性好,粒径小,0.6~8.4μm的颗粒占82.41%.利用改性氢氧化镁对Cr3+污染地下水进行处理,其对Cr3+的去除机理主要为沉淀反应,氢氧化镁和Cr3+反应的质量比约为1.333∶1,氢氧化镁和初始Cr3+浓度对Cr3+的去除效果都有较大的影响.     

万山汞矿区稻田土壤甲基汞的分布特征及其影响因素分析

运用等温气相色谱冷原子荧光技术(GC-CVAFS)对贵州万山汞矿区主要河流范围内稻田土壤甲基汞(MeHg)等含量进行了测定,并从区域层面对土壤甲基汞(MeHg)的分布特征及影响因素进行了研究。结果表明:万山汞矿区稻田土壤MeHg和总汞(THg)含量范围分别为0.72~6.70ng/g和0.49~188.00μg/g,甲基化率范围为0.002%~0.470%;在水平空间分布上,6个检测区域的土壤MeHg含量均随着远离汞矿核心区而降低,但是不同区域之间的降低变化程度不尽相同。通过对稻田土壤SiO2、Al2O3、Fe2O3、TS、TP、TN、有机质、pH等土壤性质与土壤MeHg以及甲基化率进行相关性分析发现,MeHg与THg、TS、TP、TN、有机质存在显著的正相关关系,与SiO2表现出显著性负相关,表明土壤甲基汞不但和总汞含量有关,还受到土壤其它理化因子,尤其是一些营养因子所控制。     

家用洗涤剂中特征污染物的检测及潜在风险研究

家用洗涤剂的特征污染物磷与表面活性剂随废水排入环境水体造成水体溶解氧下降、富营养化,破坏水生生态环境。从北京市三个具有代表性的市场购买洗衣液、洗衣粉、洗衣皂和洗洁精四种形态的家用洗涤剂共40个样本,并对其中磷与阴离子表面活性剂(LAS)含量进行检测。结果显示,所有衣用洗涤剂总P2O5含量均小于1.1%,符合无磷洗涤剂国家标准(GB/T 13171.2-2009);而LAS含量差异较大,范围为6.9%~31.4%,基本趋势是洗洁精洗衣液洗衣粉;经估算,洗涤等量衣物,洗衣液的LAS排放量比洗衣粉高49.1%,北京市每年家用洗涤剂LAS产生量至少为1.23万吨;经检测蓟运河北京段水样,61.5%的样点水样中LAS含量达到III类水质标准,但局部地区污染仍较为严重,污染风险不可忽视。     

非-阴离子表面活性剂对PAHs的增溶作用及无机盐的强化效果研究

文章研究了几种非离子和阴离子表面活性剂在单一或混合条件下对多环芳烃(PAHs)萘和菲的增溶作用,并分析了无机盐对表面活性剂増溶PAHs的强化效果。结果表明,在相同浓度条件下,非离子表面活性剂对菲和萘的增溶效果均高于阴离子表面活性剂,其增溶能力大小顺序为:Tween 80TX-100Tween 20SDSSDBS。将非离子与阴离子表面活性剂混合后,对萘和菲的增溶作用大于单一阴离子表面活性剂而小于单一非离子表面活性剂,且增溶效果随着非离子表面活性剂比例的增加而增大。低浓度(0.03 mol/L)的NaCl和Na2SO4可大幅度促进表面活性剂对萘和菲的增溶效果,但随着无机盐浓度的提高,对增溶效果的促进作用不明显。     

阴离子表面活性剂检测分析

阴离子表面活性剂是广泛应用的一种表面活性剂,但是它进入水体或者土壤中会产生严重的环境污染,本文通过实验的方法确定了监测阴离子表面活性剂的最佳条件。