Environmental security control of resource utilization of shale gas’ drilling cuttings containing heavy metals

Environmental Science and Pollution Research - The overall objective of this research project was to investigate the heavy metals environmental security control of resource utilization of shale...     

Worm-like分子筛负载磷钨酸催化剂的制备及光降解甲基橙的性能研究

以Worm-like分子筛为载体,采用浸渍法制备不同磷钨酸负载量的负载型催化剂,并采用傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)和N2吸附/脱附等手段对负载型磷钨酸催化剂进行表征。结果表明,磷钨酸成功负载在Worm-like分子筛上,且随着磷钨酸负载量的增加,FT-IR、XRD和N2吸附/脱附结果呈规律性变化。将该系列催化剂用于光催化降解甲基橙实验,结果表明,甲基橙质量浓度为20mg/L,磷钨酸负载量为70%(质量分数)时,甲基橙降解率为87.2%;回收催化剂并重复使用3次,甲基橙降解率仍达75%以上。     

臭氧对饮用水中氯化消毒副产物生成的影响

以北京市某水厂砂滤池出水为实验原水,研究了臭氧曝气时间对实验原水中天然有机物(NOM)性质、结构及氯化消毒副产物生成的影响。通过高效凝胶色谱、三维荧光光谱、红外光谱等检测分析方法对水中NOM进行表征后发现,经臭氧作用后水样DOC浓度升高、亲水性增加、芳香性及重均分子量下降。有机物中羟基、碳碳双键或碳氮双键及其共轭体系、脱质子羧基官能团与氯反应活性较强。综合考虑臭氧作用后NOM性质、结构变化及氯化消毒副产物生成量的改变,选择最佳臭氧接触时间为12 min。     

酚类化合物臭氧氧化速率的神经网络研究

酚类化合物(BP)是重要的工业原料或中间体,但工业废水含有的酚类化合物会对环境造成污染。为建立酚类化合物臭氧氧化速率的QSPR(quantitative structure-property relationship)预测模型,分析了23种酚的分子结构与臭氧氧化速率之间的相关关系,计算了这些酚的分子连接性指数和分子形状指数,优化筛选了连接性指数的1χ和2χ、分子形状指数的K1和K2共4种参数,将其作为BP神经网络的输入层变量,臭氧氧化速率作为输出层变量,采用4:2:1的网络结构,获得了令人满意的QSPR神经网络预测模型,模型总相关系数r为0.976,计算得到的臭氧氧化速率的预测值与实验值较为吻合,平均残差仅为0.05;为检验结构参数建立模型的普适性,同样方法建立对酚类化合物的辛醇-水分配系数的预测模型,模型总相关系数r达到0.993,辛醇-水分配系数的预测值与实验值吻合度较为理想,结果表明,本法建构的神经网络模型具有良好的稳健性和预测能力。     

不适宜生长条件对混茵降解苯胺的影响

分别从台州和衢州某化工厂的好氧池中分离筛选得到2株苯胺降解菌TZl和JH1，经16SrDNA测序鉴定为Comamonassp．TZ1和Pseudomonassp．JH1，均具有较强的苯胺降解能力，培养24h后，可使初始浓度为800mg／L的苯胺去除率达到96．4％～98．4％。在此基础上，按体积比l：1将2株菌液进行混合构建了混合菌体系，进而对比考察了苯胺初始浓度、pH、盐度和重金属等环境因子对单一菌和混合菌生长量及降解苯胺效果的影响，重点探讨混合菌对不适宜生长环境的适应性及其对苯胺的降解特性。通过单一菌和混合菌对比实验发现，在适宜苯胺初始浓度、pH和盐度条件下，混合菌的生长量略高于单一菌；在不适宜生长的高浓度苯胺、pH和盐度条件下，混合菌也表现出了更强的适应性和苯胺矿化能力。Zn2＋和Cr6＋耐受实验则表明，对于Cr6＋混合菌表现出了更强的耐受能力，而对于zn2＋并没有表现出更强的耐受能力。     

啶酰菌胺在斑马鱼体内的富集特性及其对SDH和复合物Ⅱ活性的抑制

为进一步探索啶酰菌胺对水生生物的毒性,选择斑马鱼为供试生物,采用半静态法,研究了啶酰菌胺在斑马鱼体内的富集与消除规律及对其肝脏和鳃的毒性作用。结果表明,斑马鱼暴露于0.08、0.32 mg·L~(-1)中,14 d后均达到富集平衡,28 d生物富集系数(BCF_(28 d))分别为35.50和36.72。在0.16、0.32 mg·L~(-1)浓度下,斑马鱼的比肝重(HSI)和比鳃重(BSI)均明显高于对照组,而肝脏和鳃中琥珀酸脱氢酶(SDH)和线粒体呼吸链复合物II活性均明显低于对照组,浓度低于0.08 mg·L~(-1)时,对斑马鱼无明显影响。由此可知,啶酰菌胺对斑马鱼为中等富集性,并对其肝脏和鳃有一定毒性作用。     

光催化降解内分泌干扰物双酚A的响应面分析与优化

对光催化降解内分泌干扰物双酚A进行了研究,使用响应面方法(RSM)结合中心组合设计(CCD),对光催化过程中的影响因素(光强、Ti O2浓度、初始双酚A浓度)进行了探讨和分析,构建响应面模型,并对反应条件进行了优化。此响应面模型能够较好地模拟实验结果,可以用于探索设计空间。优化的最佳反应条件为:Ti O2浓度1.80 g/L、初始双酚A浓度41.08 mg/L、UV光强6.61 m W/cm2,预测和实验最大双酚A去除率分别为81.5%和82.3%,数值比较接近,说明此响应面模型能够有效描述光催化反应过程,优化光催化反应条件,为光催化技术工程应用和光反应器设计提供技术参考。     

机械淋滤-厌氧生物组合工艺处理有机生活垃圾中试研究

采用机械淋滤/厌氧生物组合工艺,充分发挥机械淋滤反应器的水解酸化功能和厌氧生物反应器的产甲烷功能,对有机生活垃圾进行了中试规模处理。厌氧生物反应器经过接种,15 d驯化完成。厌氧反应器出水回流淋洗水量对机械淋滤反应器运行特征有较大影响,当回流淋洗水量为3.0 m3/d时,淋滤液COD、VFA第8天时浓度分别为41 000 kg/L和2 000 kg/L。对机械淋滤反应器/厌氧反应器组合工艺进行了多批次实验,每吨有机生活垃圾平均产生沼气87.2 m3,甲烷含量稳定在75%,平均产沼系数为0.46 m3/kg COD,厌氧生物反应器出水COD平均值为560 mg/L,在对有机生活垃圾处理的同时实现有机生活垃圾资源化利用。