不同质地土壤对核素Sr-90阻滞及迁移的影响

为了给放射性废物填埋场选址、设计、建造和安全评估提供科学支撑,选择3种代表性质地的土壤(砂土、粉质壤土、黏土),采用室内动态土柱法,通过3个土柱体剖面Sr-90的浓度分布曲线和浓度峰迁移距离,研究Sr-90在不同质地土壤介质中的吸附特性和迁移规律。砂土、粉质壤土、黏土的喷淋量分别为60 m L/d、52 m L/d、60 m L/d,试验时间分别为102 d、390 d、390 d。试验结束后Sr-90浓度峰在砂土、粉质壤土、黏土中垂直向下迁移了46.2 cm、3.0 cm、1.2 cm。Sr-90在砂土柱剖面的浓度分布曲线存在明显的不对称性和拖尾,即Sr-90从源层上洗脱下来后,受到砂土介质的吸附作用,待浓度峰值通过后,更多的Sr-90从之前的砂土介质中解吸出来,使得很长时间段内土柱体中保持相对较高的浓度,该现象在粉质壤土和黏土不明显。应用HYDRUS-1D软件建立平衡吸附、非平衡吸附两种模式下的核素迁移数值模型,发现砂土柱中两种模式的计算结果差别较大,粉质壤土、黏土柱两种模式的计算结果却逐渐接近,非平衡吸附模式考虑一级速率系数β能更好地描述浓度分布曲线的"拖尾"。Sr-90在砂土、粉质壤土、黏土中的一级速率系数β分别为0.56 d-1、13.2 d-1、42.0 d-1,随β增大,吸附、解吸速率加快,越容易达到平衡。     

氢氧自由基与长链烷烃反应产物的气相色谱质谱检测初探

利用烟雾箱系统,以H_2O_2的紫外光解作为OH自由基来源,模拟OH与正十五烷和2,6,10-三甲基十二烷的反应,采用长链烷烃与OH自由基反应产物的Tenax管吸附采样-自动热解析-气相色谱-质谱联用(GC-MS)法分析,获得长链烷烃与OH反应的氧化产物信息,并对长链烷烃与OH的反应机制作初步探讨。     

臭氧氧化法处理焦化废水生化出水的反应动力学

对臭氧氧化去除焦化废水生化出水COD的反应动力学及其影响因素进行了实验研究，结果表明，在臭氧投加量为8．50mg／min，反应温度为20＇E和初始pH为10．61条件下，对COD的降解符合表观一级反应动力学模型，其相关系数R。=0．9991，表观反应速率常数k。。=1．01×10^-3s-1。该条件下，臭氧氧化对COD的降解主要来源于高活性羟基自由基的强氧化作用。在不同的臭氧投加量（4．25～12．75mg／min）、不同的反应温度（10～40℃）和不同的初始pH（3．76～12．53）下，COD的降解也同样遵循一级反应动力学规律。随着臭氧投加量的增大，COD降解的表观反应速率常数从（0．554×10^-3）s-1增加到（1．06×10＆-3）s-1；随着反应温度的升高，表观反应速率常数从（0．427×10^-3）s-1增加到（1．40×10-3）s-1，温度越高反应速率提高的幅度却越小；在初始pH3．76～10．61范围内，表观反应速率常数从（0．218×10^-3）s-1增加到（1．01×10^-3）s-1，在初始pH为12．53时表观反应速率常数下降到（0．857×10^-3）s-1。     

有机胺调控的CO2吸附材料的研究进展

当前,CO_2排放量急剧增加,空气中CO_2浓度正逐年增大.利用固体材料进行CO_2吸附可以实现CO_2减排的目的.CO_2吸附剂中,有机胺调控的固体材料因具有吸附量较大、对设备腐蚀性较小等特点而备受关注.然而,目前所报道的大部分有机胺调控的固体材料中N原子利用率较低,吸附速率较慢.在CO_2吸附体系中引入水分,使其参与CO_2捕集,有利于提高CO_2与氨基的反应摩尔比,增大N原子利用率,提高CO_2吸附性能.将含羟基的聚合物引入至有机胺调控的CO_2吸附材料之中,也可以获得相似的效果.本文综述了近年来有机胺调控的CO_2吸附材料的设计及"构-效"关系,具体包括有机胺调控的氧化物、多孔碳材料、硅基分子筛和金属-有机框架材料的合成及CO_2吸附机理.同时,展望了有机胺调控的CO_2吸附材料面临的科学挑战及发展机遇.     

废旧锂电池正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2中钴的回收

随着新能源汽车工业的快速发展,废旧三元动力锂电池的量在不断地增加。三元动力锂电池中含有丰富的Co、Mn、Li和Ni资源,回收三元动力锂电池是防止环境污染和回收贵重金属的理想选择。利用抗坏血酸(C6H8O6)的酸性和还原性对废旧三元锂电池正极材料进行浸出,KMnO_4的强氧化性回收浸出液中的Co制备β-CoC_2O_4·2H_2O,采用浓度为1.3 mol·L~(-1)的C_6H_8O_6,在60℃的条件下对正极材料浸出20 min,向浸出夜中加入1 mol·L-1的H_2SO_4反应20 min后加入KMnO_4继续反应1 h,制得β-CoC_2O_4·2H_2O。实验结果表明,Co的回收率达91%,Li的浸出率可达96.4%,Mn和Ni完全浸出,可实现简单环保地浸出有价金属并回收Co。     

近十年来中国粮食内部种植结构调整对水土资源利用的影响分析

2004-2013年中国粮食实现连续十年增产。粮食内部种植结构调整、高产作物对低产作物的种植替代,成为促进粮食持续增产不可忽视的重要因素。然而,由于不同粮食作物单位产量的耗水和耗地程度不同,在推动粮食总产增长的同时,这种结构调整也会影响我国粮食生产的水土资源消耗。本文系统测算了粮食"十连增"对我国水土资源利用的影响,并重点讨论了粮食内部种植结构调整在其中所发挥的作用。结果表明,过去十年来,结构调整共为我国粮食生产节省了10 150万亩的播种面积和310.6亿m3的水资源消耗。分区域来看,结构调整在东北、华北、华中、西南和西北地区发挥了较好的"节地又节水"作用,但在东南地区则体现为"节地但耗水"。粮食生产重心北移,北方高产但单位质量耗水量相对较低的玉米等粮食作物播种面积和比例的持续扩大,除推动全国粮食总产量增加以外,也一定程度缓解了北方地区水资源消耗的负担。但尽管如此,粮食"十连增"总体上仍进一步加剧了全国水土资源短缺的严峻形势。未来水土资源的刚性约束,使得我国粮食增产的压力持续扩大,且面临巨大的生态环境成本;而粮食生产结构调整的深入则会加剧不同粮食作物间供求不平衡的矛盾,同时也面临着国际市场贸易环境变化及国内外粮价相互传导所带来的诸多不确定性,因此,今后依靠结构调整进一步促进粮食增产且发挥节地节水作用的空间将会十分有限。综合来看,为实现中国粮食总量安全与结构平衡,一方面应当立足国内生产,提高水土资源的利用效率,挖掘低产粮食作物的单产潜力;另一方面也应考虑适度利用国际粮食市场,调剂与平衡国内农产品供需,以更好地保障国家粮食安全。     

钙基固定剂对制氢和污染性气体减排的影响

在未来相当长的一段时间内,煤气化仍是大规模制取氢气的主要途径。目前,常规煤气化过程得到的是H2、CO和CO2为主的混合气,需要通过净化、变换和分离工艺才能得到洁净的氢气,工艺过程复杂。采用连续式超临界水反应装置,以质量分数为20%的水煤浆为反应原料,考察了Ca/C摩尔比和温度对褐煤制氢系统的影响。试验结果表明：Ca（OH）2不仅可以很好地固定气相中的CO2和硫化物,而且对煤气化过程也表现出较好的催化作用。反应温度600℃,压力为25MPa的条件下,与未加Ca（OH）2相比,Ca/C摩尔比为0.45时,气体中CO2的体积分数由50.7%降至1.0%,趋于完全固定;硫化物浓度由10 878mg/m3降至807mg/m3;H2的体积分数由32.4%增至73.3%。Ca（OH）2对煤气化的催化作用在高温下更加明显。     

过硫酸钾去除水中的TCE

以地水中的氯代烃污染物三氯乙烯(TCE)为目标污染物,以过硫酸钾溶液为氧化剂,探讨了不同条件下过硫酸钾对TCE的去除效果。实验结果表明,在40℃,过硫酸钾初始浓度为2.43 g/L条件下,反应2 h后,TCE的去除率就可达到96.8%;过硫酸钾对TCE的去除符合一级反应动力学方程,速率常数(K)为1.3364 h-1,半衰期(t1/2)为0.51 h;过硫酸钾对TCE的去除速率在pH为中性附近时最大,其后无论pH升高或降低去除速率均减小;受温度和pH影响较明显,并且反应温度越高,受pH的影响越明显;随离子强度的增加而减小;反应活化能为119.6 kJ/mol;过硫酸钾溶于水生成过硫酸根离子(S2O28-),S2O28-会进一步生成硫酸根自由基(SO4-.),在碱性条件下,SO4-.与OH-反应会进一步生成羟基自由基(.OH)。过硫酸钾对于TCE的去除主要源自SO4-.和.OH的强氧化性。     

制度化变革——环境·保护·法

策划人语:《环境保护法》,是上期《绿叶》特集关注之所在。这里的环境·保护·法,似奇实正,内里与本辑专题的三个侧重点同声呼应:环境是环境管理体制机构,保护是共同参与的利益诸方,法则是落实到环境领域的各项规章条款。探索这三者的共通点,我们就不得不回到     

复合沸石滤床修复北方景观水体的实验研究

以天然矿物质沸石、细砂及煤渣取代传统滤料构建复合基质生态床，表面种植景观植物，采用下向流-上向流运行方式修复北方景观水体。分别进行静态实验及不同循环速率下的动态实验，考察对水体污染物去除过程。结果表明，2种运行方式下对水体NH⁺₄-N去除率都在85%以上，其中以1 h为循环周期的运行方式去除率达97%，较静态提高12.8%；TN去除率最高为84%；TP去除不稳定，过程缓慢。煤渣层对NH⁺₄-N的去除效果差，硝化作用不彻底与反硝化作用的加强使下层出水NH⁺₄-N 、NO^-₂-N及NO^-₃-N浓度均高于上层。提高循环速率有利于对氮的去除。