大冶冶炼厂对周边土壤重金属贡献机制研究

为摸清国家级重金属防治区大冶市重金属空间分布及来源贡献状况,作者依据主风向东南风,放射状采集大冶有色金属冶炼厂周边土壤样品,采样点位以铁山矿区和冶炼厂为中心,分布在主风向及垂直于主风向的方向上,并将研究区分为冶炼厂西北部的铁山地区和冶炼厂东南部的东西港地区。测定地区主要污染元素As、Cd、Hg、Pb、Zn含量,铁山地区5种重金属含量均值分别为64.5、6.59、0.217、351.7、815 mg/kg;东西港地区5种重金属含量均值分别为29.97、2.83、0.082、59.87、131.13 mg/kg。采用污染指数法对土壤重金属污染状况进行评价。通过主成分分析法发现,大冶有色金属冶炼厂是研究区主要的污染源。冶炼厂通过废气排放对处于主风向下风向的西北方地区产生Cd、As、Hg、Pb的气型污染贡献。处于冶炼厂上风向的东南方东西港地区则主要是受到大冶有色金属冶炼厂通过污废水排放的Cd、As的水型污染贡献。从空间关系上重金属污染物的来源主要为水输入,而非气输入。结果显示,以大冶有色金属冶炼厂为污染源,不同的污染模式导致周边土壤中不同的污染元素特征,即体现出不同的重金属贡献机制。     

弱磁场强化氧化石墨烯负载纳米零价铁(GO-nFe0/WMF)对水中Cr(Ⅵ)的去除特性及机制

利用共沉淀法成功制备出绿色、高效且具有较强重复利用性和抗氧化性能的介孔磁性材料氧化石墨烯负载纳米零价铁(GO-nFe~0).通过场发射扫描电镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)、傅立叶红外光谱仪(FTIR)、比表面积测试仪(BET)、X射线衍射仪(XRD)以及X射线光电子能谱分析(XPS)等表征手段对GO-nFe~0的形貌、结构以及元素价态进行分析.研究了弱磁场(WMF)协同GO-nFe~0体系(GO-nFe~0/WMF)处理水体中Cr(Ⅵ)的特性和机制,并且考察了不同反应条件对体系去除Cr(Ⅵ)的影响.结果表明,当氧化石墨烯(GO)与纳米零价铁(nFe~0)的负载质量比为1∶10且在20 mT弱磁感应强度的最佳条件下,GO-nFe~0/WMF能够在30 min内完全去除浓度为10mg·L~(-1)的Cr(Ⅵ).随着体系初始pH值的降低和材料投加量的增加,Cr(Ⅵ)的去除效率显著提高.无机阴离子(Cl~-,SO_4~(2-))对Cr(Ⅵ)的去除表现出促进作用,而ClO~-_4和CO_3~(2-)则分别表现出无明显影响和抑制效果.GO-nFe~0在循环利用5次以及暴露空气中30 d仍能保持较高的反应活性.通过XRD、XPS以及邻菲啰啉掩蔽实验证明:GO-nFe~0/WMF体系具有潜在的协同作用,GO可以提高WMF促进nFe~0的腐蚀速率并提高电子转移速率,从而释放更多的Fe~(2+).     

江汉平原中部表层土壤中有机氯农药分布及来源

以GC/ECD测定江汉平原中部24个表层土壤中25种有机氯农药的含量。所有有机氯农药均有检出,其中含量最高的是DDT类农药,HCHs类农药含量规律为δ-HCH>α-HCH>β-HCH>γ-HCH。研究区域农药含量较国内其他地方来说污染较低。通过成分的不同含量比较,发现该地区农药除了早期污染外,近期也有新的污染源。     

不同裂解条件对生物炭稳定性的影响

在300⁵00℃温度下热裂解水稻秸秆、玉米秸秆制备生物炭,并采用红外光谱(FTIR)和元素分析的方法,以生物炭表面官能团和元素组成为主要考察指标,研究了不同裂解温度、不同保留时间对生物炭稳定性的影响。生物炭红外光谱图结果显示,生物质原材料经过裂解炭化过程,原材料分子结构中所含醚键(C-O-C)、羰基(C=O)等基团消失。随着裂解温度升高,生物炭中甲基(-CH3)和亚甲基(-CH2)也逐渐消失,而芳环结构增加,生物炭芳香化程度增强。延长生物炭制备过程中的保留时间亦有相同结果。生物炭元素组成的结果显示,裂解温度升高及保留时间延长均能使生物炭的H/C比下降,同时裂解温度对生物炭H/C的影响更加显著。相比水稻秸秆生物炭,玉米秸秆生物炭的芳环骨架更加明显,芳香化程度更高。     

SPME-G C法测试TCE、PCE条件的正交优化试验研究

运用正交设计方法对SPME-GC法测试三氯乙烯、四氯乙烯的固相微萃取条件进行优化。首先选择样品量、NaCl用量、萃取温度、萃取时间、解析温度等因素,设计5因素3水平正交试验方案。分析数据得到优化条件为NaCl用量30 g/L,萃取温度25℃,解析温度210℃,同时得出样品量与萃取时间是对试验结果具有显著意义的影响因素,采用二次回归正交组合设计试验对其进一步优化,并对结果进行回归分析,得到最优条件为样品量为5.5 mL,萃取时间为20.13 min。     

NaClO氧化水中As(Ⅲ)的实验研究

利用氧化剂将水中的As(Ⅲ)氧化成As(Ⅴ),既可提高去除效果,又可降低毒性。文章以NaClO作为氧化剂进行了氧化As(Ⅲ)的相关实验,实验结果表明:pH在4~11的范围内对NaClO氧化As(Ⅲ)的影响不大,As(Ⅲ)的氧化率随着NaClO的投加量和氧化反应时间的增加而增大,其氧化过程更符合一级动力学过程。结论:NaClO氧化As(Ⅲ)迅速,氧化率基本可达到100%,氧化效果明显。     

调水工程生态补偿的分阶段推进战略

水质安全是调水工程顺利实施的关键,为此调水区背负巨大的调水工程的外部经济成本和社会发展代价,必须通过生态补偿政策进行内部化,然而调水工程涉及的范围广、时间长、利益主体多、资金投入大,难以通过一种手段或者现有某种方式建立长效的生态补偿机制。文章从调水工程生态补偿政策建立的目标、标准、责任分担与利益共享、补偿方式角度分析了生态补偿现状及存在的问题,提出了调水工程生态补偿的分阶段推进战略总体思路与实施构想,重点分析了各阶段生态补偿政策的制定标准和要求,为中线调水工程生态补偿政策制定提供了技术支持。     

UASB+SBR工艺处理皂素生产废水的快速启动研究

皂素生产废水为难处理高浓度酸性含硫有机废水.其中高含量的硫酸盐在厌氧条件下产生大量的H2S,造成了对厌氧微生物的抑制作用,严重影响厌氧生物处理的效果,甚至使厌氧消化完全失败,使该类废水的处理较为困难.为了有效解除硫酸盐对生物处理设施中微生物的抑制,找出皂素生产废水的快速启动运行的方法,本文选用了UASB SBR组合工艺进行了2个月左右的动态连续流实验,对硫酸盐抑制的解除方法进行了研究,提出了相应的解除硫酸抑制厌氧消化的方法,找到了UASB快速启动的有效方法.小试连续运行实验结果表明,在UASB中加入适量铁屑和活性炭颗粒,以生活污水处理厂剩余污泥为种泥可以成功实现UASB SBR处理系统的快速启动,消除DO2-4对生物处理系统的影响,并在较短的时间内(21 d左右)培养出了厌氧颗粒污泥.UASB启动后,在进水COD质量浓度34 000mg/L左右时,COD的去除率一直保持在95%以上,出水COD质量浓度维持在1 300 mg/L左右.厌氧出水经过SBR处理后,出水水质达到了<综合污水排放标准>中的二级排放标准要求.该快速启动方法可供类似酸性高浓度有机废水处理和调试参考.     

武汉市地表水-地下水交互带识别与变化模拟

地表水-地下水交互带是地表水与地下水混合交换的重要区域，该混合特性也是识别其范围的难点。为确定地表水-地下水交互带的识别方法与变化特征，选取地表水-地下水相互作用明显的武汉市汉江-府河河间地块冲湖积平原为研究区，构建了研究区内的地下水数值模型，得到了研究区内地下水流场轨迹，分析了研究区区域和局部的水流系统，总结了地表水-地下水交互作用模式，并结合MODPATH模块追踪地下水流运动轨迹，识别地表水-地下水交互带及其变化特征。结果表明：研究区地表水-地下水完全混合交互带的范围在汉江顺流方向由40 m不断拓宽至180 m,沿长江流向地表水-地下水交互带范围整体缩小但保持在70～100 m范围内；粒子运动轨迹分析结果显示，影响地表水-地下水交互带范围与交互作用强度的因素主要有地形、地表水形态、含水层水文地质条件。该研究结果可为确认地表水-地下水交互带范围及其动态变化特征提供依据。     

土酸化学刺激剂提高花岗岩渗透率的试验研究

增强型地热系统(EGS)是通过人工形成地热储层而从低渗透性岩体中经济地采出热能的地热系统。为了提高热储层的渗透率,需要对热储层实施化学刺激,增加深部岩体中地热能的采收率。以采自青海共和盆地的花岗岩样品(与盆地基底干热岩体的岩性相同)为研究对象,选用10%HCl+3%HF的土酸为化学刺激剂,在不同温度和试验时间反应条件下开展了花岗岩化学刺激试验,研究了土酸化学刺激剂对实际EGS储层的化学刺激效果以及溶蚀特征。结果表明:土酸刺激后花岗岩的渗透率明显提高,且其渗透率的提高倍数随温度的升高和时间的延长而增大;化学刺激试验中发现花岗岩化学组成中石英和长石发生溶蚀,而且还生成了氟铝酸钾、氟硅酸钾和石英蚀变矿物。