复合型高锰酸钾缓释体的制备及其缓释性能研究

采用熔化成型法,以环境友好型材料石蜡和硅砂为复合材料制备复合型高锰酸钾缓释体,研究其在水中和TCE溶液中的缓释性能及缓释过程.研究结果表明:当固定高锰酸钾含量为6 9,蜡砂比在1:4 ～1:6之间时,复合型高锰酸钾缓释体成型度适中,高锰酸钾的缓释量随着时间的延长逐渐增大,13 d高锰酸钾累积释放百分数分别为28.3％和58.8％,可以作为缓释材料,实现高锰酸钾的持续可控释放当固定蜡砂比,释放速率随着高锰酸钾百分含量的增大而增大.SEM分析结果表明,复合型高锰酸钾缓释体在水中和TCE溶液中的释放机理:首先表层外露的高锰酸钾晶体遇水快速溶解留下一些孔洞和缝隙,然后水分子通过这些孔洞进入缓释体内部溶解高锰酸钾,最后由浓度梯度差将高锰酸钾扩散到水相中,与溶液中TCE发生氧化降鳃反应.蜡砂比为1:4和1:6的缓释体4h对TCE的去除率分别为90％和100％;实际的高锰酸钾释放量分别约为理论所需高锰酸钾总量的1.7倍和2.6倍,说明该法制备得复合型高锰酸钾缓释体可通过控制蜡砂比来持续释放高锰酸钾,用于氯代烃的去除.     

基于沉积物磷释放的WASP水质模型改进研究

沉积物释放是水体磷污染的重要来源之一.鉴于一般水质模型对沉积物释放项的模拟过于简单,无法充分体现实际河道污染物迁移转化等情况.本研究通过静态和动态相结合的室内沉积物释放模拟实验探讨不同水动力条件下磷释放规律,以此修正现有的水质模型,使沉积物在不同水动力条件下的释放项对河道水质的影响在模型中得到体现,并将其应用于太湖苕溪入湖口的水质模拟中.研究结果表明,在不同水动力条件下,沉积物释放速率与流速呈现指数增长关系.而采用动态底泥释放修正后的水质模拟效果要比采用模型默认值的水质模拟效果好,从而验证了改进模型的合理性,也表明水动力对沉积物释放的影响是水质模拟中不可忽略的因素.     

固体气溶胶灭火剂的锥形量热仪分析

利用锥形量热仪对固体气溶胶灭火剂（EBM灭火剂）进行了研究。对于气溶灭火剂在燃烧过程中所产生的CO、CO2,以及烟比率、释放速率和耗氧状况作了定性及定量分析。证实燃烧过程中产生的CO、CO2及空气中氧含量对人体无害。     

不同pH条件下As还原对砷释放的影响实验研究

通过考察不同pH条件下Fe(Ⅲ)-A(sⅤ)体系和Fe(Ⅲ)-As(Ⅲ)体系各Fe形态、As形态、以及体系ORP的变化,考察不同pH条件下As还原对砷释放的影响。实验结果表明:在pH为3⁵左右范围内,Fe(Ⅲ)-A(sⅤ)体系和Fe(Ⅲ)-A(sⅢ)体系中的Fe(Ⅲ)均发生部分絮凝沉淀,在水样pH为65左右范围内,Fe(Ⅲ)-A(sⅤ)体系和Fe(Ⅲ)-A(sⅢ)体系中的Fe(Ⅲ)均发生部分絮凝沉淀,在水样pH为6¹0范围内,Fe(Ⅲ)-As(Ⅲ)体系中Fe(Ⅲ)的絮凝沉淀较Fe(Ⅲ)-As(Ⅴ)体系明显。Fe(Ⅲ)-As(Ⅴ)体系与Fe(Ⅲ)-A(sⅢ)体系中As总随pH的变化趋势基本一致,但是Fe(Ⅲ)-A(sⅢ)体系As总的浓度水平要比Fe(Ⅲ)-A(sⅤ)体系的浓度水平要高。结果表明:同等pH环境条件下,如果A(sⅤ)被还原成A(sⅢ),则Fe(Ⅲ)-As体系中就会出现As的释放,且不同pH条件下对应的As总的差值即可反映出当A(sⅤ)还原成A(sⅢ)时Fe(Ⅲ)-As体系中所释放的砷的量。     

武汉庙湖沉积物中氮释放化学行为的模拟研究

采用实验室模拟释放的方法对沉积物氮释放过程进行研究,运用正交实验设计,探讨了环境条件的变化对庙湖底泥中氮释放行为的影响。此次实验的结果表明:升高温度有利于加速氮释放过程的进行;底泥释氮过程在酸性或碱性条件下受到抑制,中性条件下最有利于释放;底泥总氮释放量随溶解氧增加而减少,从不同形态的氮来看,厌氧条件下氨氮释放量增加,好氧条件下硝酸盐氮释放量增加。运用回归分析,分别推求出在不同温度、pH、溶解氧水平下庙湖底泥平均释氮强度公式,通过释氮模型预测不同环境条件下底泥释氮强度,从而采取适宜措施抑制氮释放,控制内源污染。     

巢湖十五里河沉积物磷平衡浓度对外源碳的响应及释放风险

2017年7月至2018年5月,在巢湖十五里河干流的城乡梯度方向,按照每两个月采样1次的频率,采集5个点位的表层沉积物样,分析沉积物磷形态,解析磷平衡浓度及对外源碳(乙酸钠)的响应,并对沉积物磷释放风险进行评估.结果表明,十五里河水体磷素污染严重,沉积物总磷含量平均为915. 04～1 205. 31 mg·kg~(-1),且沿城乡梯度方向缓慢下降,而生物有效性磷含量则保持稳定;外源碳降低了沉积物EPC_0值(下降约29%),也改变了各采样点EPC_0值大小排序;上覆水SRP浓度高于EPC_0值所占比例为66. 7%,而且磷吸附解吸平衡饱和度EPC_(sat)-20%所占比例约60. 0%,表明十五里河沉积物以磷吸附占优势,即沉积物总体上处于磷"汇"状态;外源碳的输入使得EPC_(sat)-20%所占比例由60. 0%上升为73. 3%,降低了沉积物磷释放风险水平.     

Added-value from innovative value chains by establishing nutrient cycles via struvite

The establishment of nutrient cycles has been widely proposed as a strategy for an efficient management of nutrients such as phosphorus (P). Global reserves of phosphate rocks are limited and are being increasingly depleted. At the same time, P is disposed of via various substance-streams in wastewater treatment. Establishing nutrient cycles may solve these problems and lead to innovative added-value chains with a higher added-value. The objective of this paper is to assess the added-value of P-recovery from sewage sludge via struvite precipitation and its application as fertilizer in Berlin-Brandenburg (Germany). The added-value from struvite precipitation was determined by performing a cost/benefit analysis based on data from standardized questionnaires and interviews with operators of wastewater treatment facilities. Surveys of 146 farmers were used to ascertain what crops were cultivated in the study area and to gauge the willingness of farmers to substitute struvite for conventional mineral P-fertilizer. Benefits from using struvite were found by calculating the fertilizer costs when struvite is substituted for conventional mineral fertilizer. The results indicate that the precipitation of struvite and its use as fertilizer generates added-value gains for wastewater treatment facilities (416,000 €) and for crop producers (35,000 €). In wastewater treatment, struvite precipitation reduces operating costs and yields additional revenues through struvite sales. In crop production, fertilization costs are reduced by substituting struvite for mineral P-, N- and Ca-fertilizers. The distribution of the added-value in the struvite value chain is determined by the marketing strategy of struvite. Farmers may obtain a higher share of added-value if struvite is marketed via direct sale.     

草酸对砖红壤的还原-溶解及其与磷素释放的耦合关系

砖红壤中铁、铝氧化物对P素的强烈吸附和包蔽是这类土壤P素生物有效性低的主要原因,P素释放与土壤的还原-溶解过程关系极其密切. 通过研究草酸对砖红壤的还原-溶解反应,以揭示溶液中c(Fe),c(Al)和c(P)以及pH的动态变化规律,阐明溶液pH条件以及2种陪伴金属阳离子(铝离子和铜离子)对Fe,Al和P释放数量的影响. 结果表明,在所研究的24 h反应时间内,溶液c(总Fe)在第12小时达到最大值后逐渐下降,pH在第12小时达到最大值后则保持不变;溶液c(Al)逐渐升高,而c(P)则表现出下降趋势. 这说明溶液中c(Fe),c(Al)和c(P)以及pH主要受土壤固相还原-溶解反应与离子表面吸附反应的相对强弱控制. 低pH条件有利于土壤还原-溶解反应的进行,促进Fe,Al和P释放到土壤溶液. 此外,溶液中c(Al)和c(P)差异明显,而c〔Fe(Ⅱ)〕和c(P)之间差异较小,表明草酸还原-溶解砖红壤过程中,Fe(Ⅱ)和P释放基本同步进行. 铝离子或铜离子对草酸还原-溶解砖红壤过程有抑制作用,可降低平衡溶液中c(P)和c〔Fe(Ⅱ)〕.      

洱海湖滨带挺水植物残体腐解特征及其环境效应初探

采用试验模拟的方法,研究洱海4种主要挺水植物茭草(Zizania caduciflora)、香蒲(Typha latifolia)、水葱(Scirpus validus)和芦苇(Phragnites australis)在水体中的腐解特征. 结果表明:在21 d的腐解试验中,水葱腐解速率最快,茭草和香蒲其次,芦苇最慢; 挺水植物单位干物质TN释放量表现为水葱>茭草≈香蒲>芦苇,TP释放量表现为水葱>茭草>香蒲>芦苇; 4种植物TP释放率均高于TN,腐解出的TP进入水体的比例也明显高于TN. 水体中ρ(TN),ρ(TP)及ρ(COD_Cr)均在腐解初期(1～3 d)快速上升,pH和ρ(DO)快速下降; 随后,ρ(TN),ρ(TP)及ρ(COD_Cr)均缓慢下降,pH和ρ(DO)则缓慢回升. 结合洱海湖滨带挺水植物空间分布的调查结果,估算全湖湖滨带4种挺水植物中TN和TP的总质量分别为17.622和2.870 t,其中茭草和香蒲中的TN和TP分别占91%和95%,对茭草和香蒲进行适时、适宜的收割对改善湖滨带的水质具有重要的意义.      

北京六湖泊表层底泥磷吸附容量及潜在释放风险

利用沉积物磷吸附指数(PSI)和磷吸附饱和度(DPS)研究了北京前海(QH)、青年湖(QNH)、昆明湖(KMH)、紫竹院湖(ZZYH)、陶然亭湖(TRTH)、红领巾湖(HLJH)表层沉积物的磷吸附容量,分析了沉积物中磷的吸附饱和度(DPS)与其他指标的相关关系,并讨论了不同城市湖泊沉积物中磷的潜在释放风险.结果表明:6湖沉积物的PSI为14.9~83.3 (mg×L)/(100g·μmol),平均值为34.6 (mg×L)/(100g·μmol);DPS为7.97 %~50.5 %,平均值28.9 %,PSI与DPS显著负相关.PSI与草酸铵提取的磷、铝(Pox,Alox)含量均为显著负相关,草酸铵提取的铁(Feox)是影响PSI的主导因素.DPS与沉积物中草酸铵提取的磷(Pox)含量显著正相关,主要受沉积物中原有吸附态磷的影响.此外,磷释放风险指数(ERI)计算结果表明QH、QNH、ZZYH、TRTH中的表层沉积物磷潜在释放诱发富营养化的风险均为高度风险.