Preliminary studies on potential remediation of acid mine drainage‐impacted soils by amendment with drinking‐water treatment residuals

Mining operations result in a wide range of environmental impacts: acid mine drainage (AMD) and acid sulfate soils being among the most common. Due to their acidic pH and high soluble metal concentrations, both AMD and acid sulfate soils can severely damage the local ecosystems. Proper post‐mining management practices are necessary to control AMD‐related environmental issues. Current AMD‐impacted soil treatment technologies are rather expensive and typically not environmentally sustainable. We conducted a 60‐day bench‐scale study to evaluate the potential of a cost‐effective and environment‐friendly technology in treating AMD‐impacted soils. The metal binding and acid‐neutralizing capacity of an industrial by‐product, drinking water treatment residuals (WTRs) were used for AMD remediation. Two types of locally generated WTRs, an aluminum‐based WTR (Al‐WTR) and a lime‐based WTR (Ca‐WTR) were used. Highly acidic AMD‐impacted soil containing very high concentrations of metals and metalloids, such as iron, nickel, and arsenic, was collected from the Tab‐Simco coal mine in Carbondale, Illinois. Soil amendment using a 1:1 Al‐ and Ca‐WTR mix, applied at 5 and 10 percent rates significantly lowered the soluble and exchangeable fractions of metals in the AMD‐impacted soil, thus lowering potential metal toxicity. Soil pH increased from an extremely acidic 2.69 to a near‐neutral 6.86 standard units over the 60‐day study period. Results from this preliminary study suggest the possibility of a successful scale‐up of this innovative, cost‐effective, and environmentally sustainable technology for remediating AMD‐impacted acid sulfate soils.     

Subcritical water oxidation of propham by H2O2 using response surface methodology (RSM)

This study was conducted to investigate the degradation of propham, which is a compound that pollutes water and seriously threatens human health, by subcritical water oxidation and using H₂O₂ as an oxidising agent. The maximum total organic carbon removal rate of propham was obtained as 73.65% at 40 min of treatment time and 60 mM of H₂O₂ concentration and 373 K of temperature. In addition, response surface method based on the Box-Behnken design was applied to design the degradation experiments of propham for determination of the combined effects of process variables, namely temperature, concentration of oxidising agent and treatment time. The proposed quadratic model of propham degradation, which was examined with the analysis of variance, was used for navigating the design space. The R² and adjusted R² values of the model were determined as 0.9921 and 0.9819 respectively. It was shown that propham was effectively degraded, thus could be removed from the water by using an environmentally friendly method.     

三峡库区消落带农用坡地磷素径流流失特征

消落带是三峡库区重要的生态交错带，但自发农用和无序开发可能会造成更多的氮磷流失，进而加剧三峡库区水体富营养化。通过对库区连续3 a的定位监测（2011~2013年），研究了三峡库区消落带农用坡地的磷素流失特征。结果表明：次降雨事件中常规施肥处理的地表径流、壤中流总磷平均浓度分别为0.848±0.153、0.140±0.006 mg/L，其中地表径流中磷的形态以颗粒态为主，壤中流以溶解态的生物可利用磷为主。常规施肥下，地表径流、壤中流磷素年均流失通量分别为0.236±0.004、0.100±0.003 kg·hm 2，地表径流、壤中流磷素流失通量分别占总流失通量的70.2%、29.8%，地表径流是坡地磷素流失的主要途径，但壤中流也是不可忽视的重要途径。与常规施肥处理相比，减量施肥处理地表径流、壤中流磷素流失量分别降低了45.3%、40.0%。建议采取减量施肥的方式，以降低营养盐负荷，保护水环境。     

近15a江苏省水源涵养功能时空变化与影响因素探析

定量评估生态系统服务功能是合理利用自然资源、促进人地关系与可持续发展的基础。以江苏省为研究区，基于InVEST模型产水模块，定量分析了江苏省2000~2015年产水功能和水源涵养功能的时空变化特征，并采用回归分析和主成分分析法评估了水源涵养功能与社会经济要素之间的关系。结果表明：（1）江苏省多年平均产水量为571×108 m³/a，水源涵养总量78.39×108 m³/a；（2）2000~2010年江苏省水源涵养功能呈下降趋势，2010~2015年有所回升，考虑到降水因素，江苏省实际水源涵养功能持续降低；（3）土地利用变化使15a来水源涵养功能下降15.2×108 m³，降低幅度为16.9%；（4）流域尺度上水源涵养功能与江苏社会经济因素相关关系不显著。研究结果可以为土地利用优化、流域水资源管理提供科学参考和支持。     

高效液相色谱-串联质谱法同时检测地表水中13种药物及个人护理品

采用高效液相色谱-串联质谱(HPLC-MS/MS)检测,建立了地表水中13种药物及个人护理品的测定方法。水样用盐酸与氢氧化钠溶液调p H值至7.0左右,过固相萃取小柱进行富集,用14 m L甲醇洗脱。以C18柱为分离柱,0.01%甲酸的甲醇-0.01%甲酸水溶液为流动相,目标物在10 min内分离,在0.50~250μg/L范围内,13种化合物峰面积与内标物质峰面积之比与质量浓度的线性关系良好(0.99),检出限在0.05~0.5 ng/L范围内。基质加标实验结果表明,13种化合物在水中的回收率分别在56.2%~123.2%之间(加标水平5 ng/m L)和58.0%~107.8%(加标水平50 ng/m L),相对标准偏差在1.60%~19.9%(n=6)之间。应用该方法测定了从2条纳污河流采集的10份水样,结果表明,除美托诺尔和普洛萘尔未被检出外,其余11药物的检出频率在30%~100%之间。在13种目标物质中,咖啡因的检测浓度最高达287.5ng/L,舒必利次之,为277.5 ng/L。本方法快速、准确,适用于地表水中PPCPs类的快速测定。     

响应面法优化黄粉虫幼虫处理餐厨垃圾饲养条件的研究

研究了黄粉虫幼虫处理餐厨垃圾的方法.首先在饲养温度、饲料含水量和饲养密度等条件下进行单因素实验,然后,以利用率为指标,运用响应面法优化了黄粉虫幼虫处理餐厨垃圾的饲养条件,结果表明,最佳饲养条件为饲养温度26.7℃、饲料含水量14.5％、饲养密度4.1头/cm2.在此饲养条件下,黄粉虫对餐厨垃圾利用率理论值为38.72％,实际餐厨垃圾利用率为38.88％,相对误差为0.41％,说明利用黄粉虫幼虫处理餐厨垃圾具有较好的效果.     

新制备生物炭的特性表征及其对石油烃污染土壤的吸附效果

生物炭作为一种绿色环保的功能材料因其在污水处理和污染土壤修复方面具有显著效果而受到极大关注.采用红外光谱、元素分析仪及微孔分析对不同温度(200、300、400、500和600℃)条件下制备的木屑和麦秆生物炭进行特性表征,并采用制备的生物炭净化石油污染土壤,分别考察了污染物性质、生物质原料和热解温度对其净化效果的影响.结果表明,随着热解温度的增高,生物炭芳香化程度增加,极性降低,微孔结构逐渐发育,表面积增大.加入生物炭33 d后,污染土壤中总石油烃及其组分烷烃的浓度比对照略有降低,而PAHs浓度下降显著.随着热解温度升高,2种生物炭对PAHs的吸附强度均逐渐增大,芳香度增高、表面积增大是强吸附的主要原因.2种生物炭在400℃及以下温度制备时对PAHs的吸附强度为:木屑生物炭＞麦秆生物炭;而400℃以上温度制备的生物炭吸附强度则相反,即麦秆生物炭＞木屑生物炭,说明生物炭原料对其吸附强度也具有显著影响.     

美国加州南岸地区空气质量监测系统运行管理与借鉴

借鉴加州南岸空气质量监测管理经验（特别是运行管理模式）对于现阶段我国城市环境空气质量监测管理具有极高的参考价值。简要介绍了加州南岸空气质量管理局（ SCAQMD）的空气质量监测现状、监测网络布局、颗粒物采样方法和相关质量管理体系。对现行的环境空气质量指数、管理架构和PM2?5考核方法进行了综合比较，建议从4个方面借鉴SCAQMD经验：试行“空气质量管理区”模式；开展专项研究网络建设；逐步开展手工监测采样和颗粒物化学组分分析；提升数据挖掘水平，服务管理决策。     

环境空气质量新标准对郑州和开封空气质量评价的影响

利用河南省环境空气质量新标准实施一期城市(郑州、开封)2013年的环境空气自动监测数据,分析了实施《环境空气质量标准》(GB 3095—2012)对这2个城市空气质量评价的影响。研究发现,若采用新标准,郑州、开封污染物年均浓度超标情况加重;城市空气质量达标率从51%、71%下降到35%和31%,下降了16和40个百分点;PM2.5的纳入是空气质量达标率下降的最主要原因,大于NO2标准的收严和CO、O3纳入评价指标的影响,其超标率分别为58%(郑州)和63%(开封);且PM2.5取代PM10成为郑州、开封的首要污染物,其作为首要污染物的比例均大于70%。     

固相萃取-高效液相色谱法测定废水中的酚类化合物

建立了Supelclean ENVI-Chrom P柱固相萃取-高效液相色谱法测定废水中11种酚类化合物的分析方法,并对固相萃取条件和液相色谱条件进行了讨论。该方法分离效果良好,净化效果明显,方法检出限为2×10-3~2×10-2mg/L,平行分析(n=6)的RSD为2.7%~16.4%,废水加标回收率除2,4-二硝基酚偏低以外,其他化合物的回收率为61.4%~115.8%。