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Wenjuan Liao Hao-Jie Cui Yaqi Ning Cong Wu Wei Peng Dong Cheng Lichu Yin Weijun Zhou 《环境科学学报(英文版)》2023,35(2):688-698
It has been documented that organic contaminants can be degraded by hydroxyl radicals ( • OH) produced by the activation of H2 O2 by Fe(II)-bearing clay. However, the interfacial electron transfer reactions between structural Fe(II) and H 2 O 2 for • OH generation and its effects on contaminant remediation are unclear. In this study, we first investigated the relation between • OH generation sites and sulfamethoxazole (SMX) degradation by activating H2O2 using nontronite with different reduction extents. SMX (5.2–16.9 μmol/L) degradation first increased and then decreased with an increase in the reduction extent of nontronite from 22% to 62%, while the • OH production increased continually. Passivization treatment of edge sites and structural variation results revealed that interfacial electron transfer reactions between Fe(II) and H 2 O 2 occur at both the edge and basal plane. The enhancement on basal plane interfacial electron transfer reactions in a high reduction extent rNAu-2 leads to the enhancement on utilization efficiencies of structural Fe(II) and H 2 O 2 for • OH generation.However, the • OH produced at the basal planes is less efficient in oxidizing SMX than that of at edge sites. Oxidation of SMX could be sustainable in the H 2 O 2 /rNAu-2 system through chemically reduction. The results of this study show the importance role of • OH generation sites on antibiotic degradation and provide guidance and potential strategies for antibiotic degradation by Fe(II)-bearing clay minerals in H 2 O 2 -based treatments. 相似文献
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构建电凝聚臭氧化耦合工艺对城市污水处理厂二级出水进行深度处理,研究了不同初始pH值、臭氧投加量和电流密度对二级出水处理效果的影响.结果表明,当初始pH值为5、臭氧投加量为1.5 mg·mg-1、电流密度为15 mA·cm-2时,该工艺处理效果达到最佳,二级出水中溶解性有机物的去除率可达到58.6%.与单独电絮凝和臭氧氧化工艺相比,耦合工艺对有机物有更好的去除效果.由于金属盐水解产物可以作为臭氧化的催化剂,为了甄别其活性点位,将磷酸盐引入体系中,结果表明磷酸盐占据了混凝剂水解产物表面的羟基,从而阻碍了臭氧与水解铝盐混凝剂之间的反应,使得有机物的去除率降低,傅立叶红外(FT-IR)分析的结果进一步证明表面羟基是产生的铝盐混凝剂催化臭氧化的活性点位.为了进一步明确该耦合工艺去除溶解性有机物的机理,选择对氯苯甲酸(pCBA)探针法间接证明和电子顺磁共振(EPR)实验直接证明体系中羟基自由基(·OH)的存在,结果表明,电凝聚臭氧化耦合工艺较单独臭氧氧化工艺产生了更多的·OH,说明电絮凝产生的铝盐混凝剂水解产物可以作为催化剂催化臭氧产生·OH,提升体系对有机物的去除效率. 相似文献
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Homogeneous formation of polychlorinated dibenzothiophenes/thianthrenes(PCDT/TAs),sulfurated compounds analogous to polychlorinated dibenzo-p-dioxin/dibenzofurans(PCDD/Fs), has been well-documented to occur via radical–radical coupling reactions from chlorinated thiophenol precursors. However, the current understanding of the formation mechanism of PCDT/TAs is exclusively limited to the inherent point of view that chlorothiophenoxy radicals act as the only required intermediates for PCDT/TAs. This study investigates reaction pathways for the formation of PCDT/TAs involving two new types of radical species, i.e., substituted phenyl radicals and substituted thiophenoxyl diradicals. Taking 2-chlorothiophenol(2-CTP) as a model compound for chlorothiophenols,we found that apart from the mostly discussed chlorothiophenoxy radicals, substituted phenyl radicals and substituted thiophenoxyl diradicals could also be readily formed via the reaction of 2-CTP with H radicals. Furthermore, direct self-and cross-coupling of these radicals can result in the formation of PCDT/TAs, including 1-monochlorothianthrene(1-MCTA), 1,6-dichlorothianthrene(1,6-DCTA), 4,6-dichlorodibenzothiophene(4,6-DCDT)and 1,6-dichlorodibenzothiophene(1,6-DCDT). The pathways proposed in this work are proven to be both thermodynamically and kinetically favorable. Particularly, comparisons were made between the formation mechanisms of sulfurated and oxygenated dioxin systems from an energetic point view, showing that replacing oxygen with sulfur atoms greatly reduces the activation barriers of the rate-controlling steps involved in the PCDT/TA formation processes compared with those involved for PCDD/Fs. The calculated results in this work may improve our understanding of the formation mechanism of PCDT/TAs from chlorothiophenol precursors and should be informative to environmental scientists. 相似文献
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采用O3/H2O2法对嘧啶废水进行处理,考察了不同反应条件对嘧啶和COD去除率的影响,并对O3/H2O2降解嘧啶的反应机制和动力学进行了初步探讨.实验结果表明,在pH值为11,反应时间为70 min,O3流量为4g/h,H2O2投加量为50 mmol/L的条件下,废水的嘧啶和COD的去除率分别达到86.46%和74.9... 相似文献
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通过FT-IR和GC—MS检测分析,表明了压裂废水中有机物主要以苯环结构为主的芳香类化合物和其他杂环化合物,苯环及杂环上的主要官能团包括酮、酯、羧酸、醛、酚、氨基等。同时,压裂废水中的粘度为常规水粘度的2~3倍。针对压裂废水高粘度和高COD污染水质特征,实验研究了压裂废水二氧化锰臭氧催化氧化处理特性以及粘度对处理效果的影响,研究结果表明,在粘度较高(2.2×10-3 Pa·s)压裂废水中,投加的化学药剂很难扩散,羟基自由基·OH的利用效率较低,处理效果较差。通过投加过硫酸钾(5g/L)降粘后,可在很大程度上提高二氧化锰臭氧催化氧化的处理效果。通过对压裂废水中有机物分子量分布、FT-IR分析以及GC—MS分析可知,二氧化锰臭氧催化氧化处理压裂废水是通过激发羟基自由基,破坏水中有机物极性和有机物化学构造,将复杂长链有机物转变为简单有机物,其出水COD可达到国家污水综合排放标准中的二级排放标准。 相似文献
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静电场和聚乙二醇等处理对大豆种子抗吸胀冷害的促进作用的比较 总被引:1,自引:0,他引:1
用正、负高压静电场(HVEF),聚乙二醇(PEG),氯化钙(CaCl2)和二甲基亚矾(DMSO)等方法预处理大豆种子,比较种子抗低温吸胀冷害的能力结果表明:负高压静电场处理能促进膜相转变或损伤修复,并能在低温吸胀时减少无机离子,有机大分子物质的外渗;还能提高种子内自由基清除酶系的活性,促进糖原和贮存蛋白的代谢及生长调节物质的水平比较几种处理方法的效果表明:高压静电场处理主要提高自由基清除酶系和基础代谢酶的活性,而对吸胀时的膜损伤修复的促进效果较小;聚乙二醇和氯化钙则在促进种子吸胀时的睦相转变和膜损伤修复方面有显著作用所有的处理方法均在不同程度上抑制羟自由基(HO)的产生,从而减轻膜脂质过氧化的伤害. 相似文献
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通过FT-IR和GC-MS检测分析,表明了压裂废水中有机物主要以苯环结构为主的芳香类化合物和其他杂环化合物,苯环及杂环上的主要官能团包括酮、酯、羧酸、醛、酚、氨基等。同时,压裂废水中的粘度为常规水粘度的2~3倍。针对压裂废水高粘度和高COD污染水质特征,实验研究了压裂废水二氧化锰臭氧催化氧化处理特性以及粘度对处理效果的影响,研究结果表明,在粘度较高(2.2×10-3Pa·s)压裂废水中,投加的化学药剂很难扩散,羟基自由基·OH的利用效率较低,处理效果较差。通过投加过硫酸钾(5 g/L)降粘后,可在很大程度上提高二氧化锰臭氧催化氧化的处理效果。通过对压裂废水中有机物分子量分布、FT-IR分析以及GC-MS分析可知,二氧化锰臭氧催化氧化处理压裂废水是通过激发羟基自由基,破坏水中有机物极性和有机物化学构造,将复杂长链有机物转变为简单有机物,其出水COD可达到国家污水综合排放标准中的二级排放标准。 相似文献
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超声、过硫酸钾协同去除水中诺氟沙星的效果 总被引:1,自引:1,他引:0
过硫酸钾活化可产生强氧化性硫酸根自由基(SO-4·),采用超声/过硫酸钾体系氧化降解诺氟沙星,考察了过硫酸钾浓度、诺氟沙星初始浓度、溶液初始p H值及自由基淬灭剂甲醇、叔丁醇对降解效果的影响.结果表明,超声/过硫酸钾体系能够显著降解和矿化诺氟沙星,与单独过硫酸钾、超声相比,超声/过硫酸钾对诺氟沙星的去除率分别提高了3.2和8.9倍,降解过程符合一级反应动力学.诺氟沙星的去除率随过硫酸钾浓度的增加趋于平缓.p H对诺氟沙星的降解影响较大,这是因为随p H的升高,体系中的氧化性物种由SO-4·转化为以SO-4·/HO·为主.TOC去除和大肠杆菌抗菌实验表明,反应180 min,超声/过硫酸钾能够实现49.12%的诺氟沙星矿化,且对大肠杆菌的抑菌圈直径由45 mm减小到14 mm(滤纸直径),完全去除其抗菌性.结果表明超声/过硫酸钾能够有效用于诺氟沙星废水处理. 相似文献