生物炭添加对猪粪堆肥过程碳素转化与损失的影响

堆肥是最合适的处理农业废弃物的技术之一,但在堆肥过程中,碳素的损失及温室气体的大量排放引起越来越多的关注.因此,如何减少堆肥过程中碳素损失成为堆肥面临的重要问题.本研究以猪粪等为原料,利用强制通风反应箱研究了生物炭添加对堆肥过程中碳素转化及碳素损失的影响.结果表明,在堆肥过程中总有机碳呈下降趋势,添加生物炭处理的总有机碳含量提高了6.69%~20.60%;可溶性有机碳的变化规律与总有机碳相似.腐殖质碳含量呈先下降后上升的变化趋势,添加生物炭处理的腐殖质碳含量下降了0.39%~14.97%;腐殖化系数(胡敏酸/富里酸)与生物炭添加量成正比,说明生物炭添加有利于堆肥的腐熟.至堆肥结束,堆料干物质失重率为23.51%~30.91%,碳素损失率为20.71%~28.85%,添加3%生物炭的处理干物质失重率与碳损失率均最高,添加9%生物炭处理均最低.     

无排泥条件下的膜-生物反应器系统处理焦化废水可行性研究

小试规模浸没式厌氧/缺氧/好氧-膜-生物反应器(A1/A2/O-MBR)系统用于处理实际焦化废水,在无排泥条件下连续运行160 d.考察了长期运行条件下系统对不同污染物的去除性能,并通过亲疏水组分分离和三维荧光光谱法,对进出水焦化废水中溶解性有机物(DOMs)特征进行分析.结果表明,A1/A2/O-MBR系统能稳定去除88.0%±1.6%的COD,99.9%的挥发酚,99.4%±0.2%的浊度和98.3%±1.9%的NH4+-N,相应的平均出水浓度分别为249 mg/L±44 mg/L、0.18 mg/L±0.05 mg/L、1.0NTU±0.2 NTU和4.1 mg/L±4.3 mg/L;最大TN去除率可达到74.9%.在系统160 d运行过程中,MLVSS/MLSS维持在90.2%±1.0%,没有出现无机物的积累;污泥的表观产率(MLVSS/COD)逐渐降低并最终稳定在0.035 kg/kg.在焦化废水DOMs的疏水酸性、疏水中性、疏水碱性和亲水物4种组分中,疏水酸性物是进出水中最主要的溶解性有机碳(DOC)和色度组分,分别占进出水总DOC的70%和67%,总色度的75%和76%.三维荧光光谱分析表明腐殖质类物质是系统出水中残留的主要难降解有机物和致色物质.     

三价铁及其络合物光化学行为的研究进展

天然水体中,铁在氧化态与还原态、颗粒态与溶解态之间的循环有很重要的环境意义,对于天然水相的光化学氧化还原具有重要贡献。铁及其络合物具有很好的光化学反应活性,加速了天然水体环境中污染物的迁移转化速率。     

长期石油污染土壤腐殖质组成的研究

选择1口开采约20a的废弃油井,在距离井口0.5、1.5、2.5、3.5、4.5、5.5、6.5、7.5和10.5 m处进行多点采样,应用腐殖质组成修改法和Simon-Kumada法,分别研究了上述长期不同程度石油污染土壤的全土及不同结合形态腐殖质组成.结果表明,土壤石油含量随距井口距离加大而降低,最远处(10.5 m)和最近处(0.5 m)分别为0.08 g/kg和153.3 g/kg.随石油含量增加,土壤有机碳和水溶性有机碳含量增加;全土腐殖质中,可提取腐殖质(HE)含量和胡敏酸(HA)含量下降而胡敏素(HM)含量增加, HA/HE的百分比(PQ 72.0%～8.05%)下降而HM/HE(31.4～76.7)增加;不同结合形态腐殖质中,松、稳结合态腐殖质(HⅠ、HⅡ)的含量呈下降趋势而紧结合态腐殖质(HⅢ)的含量增加, HⅠ/HⅡ(0.19～0.39)呈增加趋势,而HⅠ/HⅢ(0.032～0.003)和HⅡ/HⅢ(0.096～0.009)下降, HⅠ、HⅡ的PQ(3.21%～1.42%、58.1%～35.5%)也下降,并且HⅠ的PQ变化幅度小于HⅡ;水溶性有机质(WSOM)的色调系数(△logk)下降而HA则变化不大.以上结果说明,随石油污染程度增加,土壤HM的形成增强而HA形成减弱,对HA形成的影响主要表现为对稳结合态HA形成的抑制作用, WSOM分子结构趋于复杂而HA没有明显变化.     

膜分离腐殖质前后晚期渗滤液可生化性的变化

晚期渗滤液由于含有大量难降解有机物腐殖质,可生化性差,较难处理。采用特定分子量的超滤膜对晚期渗滤液中的腐殖质进行有效的分离,研究了膜分离腐殖质前后渗滤液的可生化性的变化：渗滤液中腐殖质类物质去除率为90．7％,BOD5/COD值提高了6倍,可生物降解的有机物在总有机物中所占比率提高了约4倍。结果表明,分离腐殖质可提高渗滤液的可生化性。     

不同粒径黄河沉积物中可提取腐殖质的含量分布及光谱特性

测定了黄河表层沉积物3种粒径组分（Ⅰ：100～300 μm;Ⅱ: 63～100 μm;Ⅲ: <63 μm）中总有机碳和可提取腐殖质的含量,分析了可提取腐殖质的紫外-可见吸收光谱、红外光谱和三维荧光光谱特征,探讨了不同粒径组分沉积物中可提取腐殖质含量分布及其化学组成特性.结果表明,沉积物有机质主要为粘土矿物吸附的天然腐殖质成分,总有机碳中可提取腐殖质的比例随沉积物有机质与矿物质相互作用的增强而降低,顺序为Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ.3种粒径组分沉积物中可提取腐殖质的紫外-可见吸收光谱相似但相对峰强不同;红外光谱主要有5个吸收峰,各吸收峰面积百分含量的计算结果表明酚、醇及羧酸类官能团为主要的活性官能团,占可提取腐殖质组成的75%以上;三维荧光光谱主要有3个荧光峰,除了典型的类腐殖质荧光峰（峰A和峰C）外,还有源于小分子类蛋白或酚类物质的荧光峰（峰T′）.比较3种粒径组分沉积物中可提取腐殖质的紫外-可见、红外及三维荧光光谱的特征参数,发现Ⅰ、Ⅱ组分沉积物中可提取腐殖质的芳香度高,脂肪族和芳香族含量高于Ⅲ组分,而Ⅲ组分沉积物可提取腐殖质中酚、醇及羧酸类活性基团含量相对较高.     

磷酸钙沉淀法同步去除污泥水中磷和腐殖质的优化研究

以含有腐殖质(HS)的含磷污水为处理对象,开展了磷酸钙结晶同步去除磷和HS的优化研究.通过响应面法考察了HS浓度、p H和Ca/P摩尔比(Ca/P)对正磷和HS去除效果的单独和联合效应,利用X射线衍射表征固体产物.结果表明,磷酸钙结晶法可同步去除磷和HS,HS的存在降低了除磷效率.p H对磷去除率有显著性影响,而Ca/P和HS浓度对HS去除率有显著性影响.三因素联合效应中Ca/P和HS浓度联合效应对HS去除率有显著性影响.提高反应p H有助于减小HS对磷酸钙除磷的影响,固体产物结晶度增强,但固体纯度降低.     

风化煤提取的不溶腐殖质对铅的吸附性能及应用潜力

以不同絮凝方法从风化煤中提取的不溶性腐殖质为研究对象,表征其理化性质和表观形态结构,通过吸附和钝化试验探究不溶性腐殖质对铅（Pb）的吸附、钝化性能.结果表明,传统“碱溶酸析”法制备的腐殖质（记为HA）具有较低pH和灰分含量,较高的碳和羧基含量;碱性条件下采用CaCl₂和CaCl₂-阳离子聚丙烯酰胺（CPAM）絮凝制备的腐殖质（分别记为Ca-HA和Ca-CPAM-HA）具有较高pH和灰分含量,较低的碳和羧基含量. HA、Ca-HA和Ca-CPAM-HA对铅离子（Pb2+）的吸附分别在6、3、6 h达到吸附-解吸平衡,吸附量随着Pb²⁺浓度增加而增大.准二级动力学方程较好地描述整个动力学吸附过程,结合傅立叶变换红外吸收光谱谱图（FTIR）,表明吸附过程以化学吸附为主且羧基是主要作用官能团.采用热力学方程对吸附数据进行拟合发现,HA、Ca-HA和Ca-CPAM-HA对Pb²⁺的吸附方式存在差异.利用Langmuir方程对数据拟合量化,表明HA、Ca-HA和Ca-CPAM-HA对Pb²⁺     

南京秋季大气PM2.5中类腐殖质的光学性质与来源分析

类腐殖质(humic-like substances, HULIS)是水溶性有机碳(WSOC)中具有吸光特性的重要组分,对空气质量、气候变化和人体健康均有重要影响.尽管目前对HULIS的研究很多,但不同方法分离机理不同,对于HULIS的分离与测定仍然缺乏统一的标准,针对HULIS分离方法的研究很少.固相萃取法(solid phase extraction, SPE)因其操作简单、分离效果较好而被广泛应用,但对于低浓度样品仍存在检出限较高、回收率较低的问题,且很少有人关注提纯过程中流程空白所包含的含碳组分及其吸光能力.本研究通过调整活化溶液(0.01 mol·L^-1 HCl溶液+甲醇+2%NH₃H₂O/MeOH)与洗脱溶液(2%NH₃H₂O/MeOH)用量的比例对提纯方法进行优化.结果表明,应用优化后的方法对流程空白进行测量时,检出限(MDL)降低到0.035 mg·L^-1以下,精密度RSD <5.41%(n=20),标准品回收率达到95%,在保证回收率的情况下减少了流程空白,提高了样品的精密度,使测定浓度较低的HULIS含量成为可能.为了探究生物质燃烧期间含碳组分的光学特性和来源特征,本研究对2017年10月6日至11月9日南京北郊秋季大气气溶胶样品进行采集.采样期间PM_2.5的浓度为(87.9±43.7)μg·m^-3,WSOC和类腐殖质碳(HULIS-C)的浓度分别为(4.2±2.3)μg·m^-3和(3.6±2.0)μg·m^-3,HULIS-C占WSOC的比例为47.3%,是WSOC中的重要组成部分.本研究还对HULIS在330—400 nm波段的吸光进行测定,使用Angstrom指数(absorption angstrom exponent,AAE)进行表征,得到采样期间AAE的值为2—7,说明HULIS污染主要来自二次转化.后向轨迹结果表明,重污染期间污染物来源为本地生物质燃烧和区域或者长距离气团的输送.