低温等离子体协同催化降解废气污染物的研究进展

阐述了低温等离子体协同催化工艺流程与反应机理,探讨了反应温度、废气进口组分、废气中水蒸气含量、气体流速、气溶胶等因素对降解效果的影响。分析认为:一段式低温等离子体协同催化可改变低温等离子体特征及催化剂催化特性,但尚未解决尾气臭氧逃逸、副产物产生及放电稳定性等问题;两段式低温等离子体协同催化可提高污染物分子降解效率并减少尾气臭氧逃逸,但未能有效利用等离子体的能量,气体中的水蒸气、粉尘及反应过程中产生的气溶胶均能影响后置催化剂的催化性能;两段式低温等离子体协同催化已具备工程应用条件,还需配套高效预处理单元以降低废气中水蒸气、粉尘等对催化剂的影响。     

MgO低温催化臭氧降解氨氮的机制研究

研究了低温条件下单独臭氧及MgO催化臭氧化降解水中氨氮的效率和特征,并对其反应机制分别进行了探讨.结果表明,pH是影响臭氧和催化臭氧化除氨的重要因素,不仅影响溶液中NH_3与NH~+_4的比例和臭氧氧化氨氮的速率,还影响氧化产物种类,从而影响脱氮效果.10℃时,单独臭氧对水中氨氮的氧化降解效率随pH的升高而增大,pH≤9时整体降解效率不高,pH=9时仅为16.39%,而pH=10时达到41.77%.臭氧和·OH共同参与降解氨氮的过程.单独臭氧氧化氨氮生成氮气的选择性具有pH依赖性,并与Cl~-密切相关.pH低(≤9)时,氨氮多以NH~+_4形态存在,O_3与Cl~-反应生成ClO~-_x(x=1、3),再氧化NH~+_4,从而生成气态产物N_2或N_2O.MgO在低温条件下具有很强的催化臭氧化降解氨氮的能力且温度升高有利于反应的进行,0、10、20℃时,MgO催化臭氧化氨氮的效率分别为77.53%、80.17%、91.26%.此过程中,·OH参与反应的程度低,一部分氨氮降解依靠ClO~-_x氧化NH~+_4,而氨氮降解的主要途径为O_3对NH_3的直接氧化.     

构树修复对重金属污染土壤环境质量的影响

通过温室盆栽试验,研究构树（Broussonetia papyrifera）生长对重金属污染土壤酶活性和微生物群落结构的影响.结果表明,构树修复污染土壤中酶活性和微生物多样性明显提高.经270d培养后,构树生长土壤中蔗糖酶和酸性磷酸酶活性与种植土壤相比分别显著（P<0.05）提高3.12倍和2.29倍;土壤脱氢酶与有效态As、Cd、Pb、Zn和Cu含量,蔗糖酶与有效态Cd含量,以及磷酸酶与有效态Cd和Cu含量之间呈显著负相关（P<0.05）.根据16S和18S rDNA PCR-DGGE分析表明,构树修复可提高污染土壤中细菌和丛枝菌根真菌多样性.上述结果表明,构树修复可有效改善重金属污染土壤的环境质量.然而,污染土壤中重金属有效态含量下降不明显,必须辅助物理和化学措施来强化构树对重金属污染土壤的生态修复潜力.     

普伐他汀的光催化降解性能及机理研究

通过水热法合成Bi₂WO₆,并利用XPS,XRD,BET,UV-Vis和SEM等方法对样品进行了表征;通过光催化性能实验考察了Bi₂WO₆投加量,溶液pH值对普伐他汀（PR）降解效果的影响;通过自由基捕获实验及中间产物的鉴定探明了Bi₂WO₆光催化降解PR过程的主要活性自由基,中间产物及降解机理,并采用发光细菌急性毒性试验评估了PR降解前后的毒性.结果表明,所制备的Bi₂WO₆是由大量纳米片组成的正交晶系花瓣状微球,各元素物质的量比为Bi：W：O=2.5：1：6.7,比表面积为26.67m²/g,带隙能为2.74eV;光催化性能结果表明,对于10mg/L PR,当溶液pH=6.5,Bi₂WO₆投加量为0.4g/L时降解效果最佳,降解率可达80.6%,矿化度为40.2%;自由基捕获实验结果表明降解过程中h⁺起主要的氧化作用,·OH和·O₂^-的氧化起辅助作用.基于活性自由基和中间产物的鉴别结果提出了Bi₂WO₆光催化降解PR的机理,即以h⁺为主,·OH和·O₂^-为辅联合攻击PR分子中C－C键,C＝C双键,酯键等化学键,进而将其分解为易降解小分子有机物.另外,毒性测试结果表明PR经光催化降解后的小分子产物与PR原液相比毒性并没有增强.     

海洋环境低水位加速腐蚀研究进展

以海洋环境中一个非常重要的局部腐蚀形式——低水位加速腐蚀(ALWC)为对象,自其检测、发生原因、防护三个方面就国内外的文献报告进行综述分析。在检测方面,首先介绍了常用的宏观观察这一被动形式,并突出其特征,然后介绍了利用海水中可溶性无机氮含量作为ALWC发生概率预测这一主动形式,分析其优势与不足。在发生原因方面,在对将ALWC认定为一种典型的微生物腐蚀(MIC)形式的认知过程进行介绍之后,重点分析了微生物对ALWC作用机制不清晰的原因,并建议在后续研究中突出动态演变过程,结合高通量测序等分子生物学技术,确定在不同的阶段影响ALWC的关键微生物,且进一步在大气-海水体系下研究典型菌株及其协同作用的影响,提出微生物对ALWC的作用机制。在防护方面,根据新建和已建钢结构设施分别对传统和针对ALWC所具有的MIC与局部腐蚀特性的新型高效防护方法进行了介绍,并分析了防护方法的优缺点。     

水稻土中五氯酚的降解转化动态及其对微生物群落的影响

采用室内培养实验,研究厌氧条件下水稻土中五氯酚(Pentachlorophenol,PCP)的还原转化与微生物群落组成变化。结果表明,室内培养实验条件下,PCP在水稻土样品中降解比较迅速,在反应17 d时,实验添加的PCP能够完全被还原转化。高通量测序结果显示PCP的添加明显改变了水稻土壤的微生物群落结构,其微生物多样性显著下降,在PCP降解完之后逐渐恢复。原始土壤以及添加PCP的土壤样品中其优势微生物主要分布在变形菌门(Proteobacteria)。PCP添加刺激了水稻土中伯克氏菌科(Burkholderiaceae)、丛毛单胞菌科(Comamonadaceae)、地杆菌科(Geobacteraceae)、红环菌科(Rhodocyclaceae)和假单胞菌科(Pseudomonadaceae)等脱氯相关的微生物菌群繁殖,成为PCP降解过程中的优势菌群,有利于PCP还原降解。本研究结果可为水稻土中有机氯农药污染物的微生物降解脱毒提供理论依据。     

Microbiological characteristics in a zero-valent iron reactive barrier

Zero-valent iron (Fe⁰)-based permeable reactive barriertreatment has been generating great interest for passivegroundwater remediation, yet few studies have paid particularattention to the microbial activity and characteristics withinand in the vicinity of the Fe⁰-barrier matrix. The presentstudy was undertaken to evaluate the microbial population andcommunity composition in the reducing zone of influence byFe⁰ corrosion in the barrier at the Oak Ridge Y-12 Plantsite. Both phospholipid fatty acids and DNA analyses were usedto determine the total microbial population and microbialfunctional groups, including sulfate-reducing bacteria,denitrifying bacteria, and methanogens, in groundwater andsoil/iron core samples. A diverse microbial community wasidentified in the strongly reducing Fe⁰ environment despitea relatively high pH condition within the Fe⁰ barrier (up topH 10). In comparison with those found in the backgroundsoil/groundwater samples, the enhanced microbial populationranged from 1 to 3 orders of magnitude and appeared to increase from upgradient of the barrier to downgradient soil. Inaddition, microbial community composition appeared to change overtime, and the bacterial types of microorganismsincreased consistently as the barrier aged. DNA analysisindicated the presence of sulfate-reducing and denitrifyingbacteria in the barrier and its surrounding soil. However, theactivity of methanogens was found to be relatively low,presumably as a result of the competition by sulfate/metal-reducing bacteria and denitrifying bacteria because of the unlimited availability of sulfate and nitrate in the site groundwater. Results of this study provide evidenceof a diverse microbial population within and in the vicinity ofthe iron barrier, although the important roles of microbial activity, either beneficially or detrimentally, on the longevityand enduring efficiency of the Fe⁰ barriers are yet to be evaluated.     

空气细颗粒物(PM2.5)污染特征及其毒性机制的研究进展

细颗粒物(PM2.5)是指空气动力学直径≤2.5μm的颗粒物,其表面吸附大量的有毒有害物质,并可通过呼吸沉积在肺泡,甚至可通过肺换气到达其他器官.由于细颗粒物的重要性,美国EPA已经于1997年颁布了细颗粒物的空气质量标准,年均值为0.015mg/m3,日均值为0.065mg/m3,然而我国至今仍未制定细颗粒物空气质量标准.颗粒物上吸附的化学组分主要可分成自然来源及燃煤或燃油等人为污染来源两大类,特别是来自工业性和居住区燃煤及汽车燃油尾气.空气细颗粒物污染表现为形态各异、成分复杂等特征.细颗粒物有明显的毒性作用,可引起机体呼吸系统、免疫系统等较为广泛的损害.细颗粒物与心肺疾病密切相关,如增加入院率、急诊次数、呼吸疾病及症状增加、肺功能下降,甚至于过早死亡.简要概述了细颗粒物的污染特征及其毒性机制研究进展.     

赤潮研究的现状与展望

赤潮已成为一种严重的海洋灾害 ,引起沿海国家和地区的重视 ,并成为研究的热点。文章从赤潮发生的机理、赤潮管理与减灾等方面论述了赤潮研究的现状 ,并提出今后研究的重点。     

Time dependent influx and efflux of phenol by immobilized microbial consortium

Phenol, like many other organic solvents, is toxic to micro-organisms even at low concentrations. However, some micro-organisms can withstand this toxicity to a certain concentration. To observe the uptake mechanism of phenol, bacteria were isolatedfrom a petroleum refinery effluent and identified. Study was carried out to understand the effect of varying sub-lethal concentrations of phenol, on all the isolated individual bacterial cultures. Out of the bacteria isolated, Serratia liquefaciens was found to tolerate phenol concentration up to 1500 mg l^-1. A microbial consortium of the isolated bacteriawas formulated and immobilized. Individual cultures were also immobilized and uptake of phenol by the immobilized micro-organisms was observed in a nutrient-rich and nutrient-stressed medium containing phenol as a sole source of carbon. A time-dependent uptake of phenol was exhibited by the micro-organismsin nutrient-stressed medium, after which a sudden increase in phenol concentration occurred in the extracellular medium, till it reached back to the initial concentration. This was attributedto an active efflux mechanism adopted by the micro-organisms to withstand the toxic shock.