伴矿景天汁液中重金属形态及絮凝沉淀效果优化

超积累植物伴矿景天在镉污染土壤修复方面展现出广泛的应用前景,而收获后鲜样的快速脱水处置是目前急需解决的问题。采用连续浸提法研究了伴矿景天植株中重金属浓度及形态,正交实验探讨了汁液在絮凝沉淀过程中重金属及化学需氧量(COD)的去除效果及其影响因素,Cd离子选择电极测定了汁液处理前后镉形态变化。结果表明,伴矿景天植株中Cd、Pb主要以活性较低的盐提取态和酸提取态存在,Zn主要以活性较高的乙醇提取态和去离子水提取态存在;汁液中离子态Cd约占总浓度的20%,其余主要为非离子态;絮凝沉淀可有效去除汁液COD和重金属,优选条件pH为10,聚合氯化铝(PAC)投加量2%,搅拌速度为400 r·min~(-1),该条件下汁液Cd、Pb、Zn和COD去除率分别为81.9%、77.0%、76.4%和55.0%。汁液经絮凝沉淀后,Cd总浓度降低到0.23 mg·L~(-1),且主要为非离子态。伴矿景天汁液中重金属的形态对汁液的絮凝沉淀效果有较大影响,有机螯合态重金属难以通过絮凝沉淀彻底去除,而离子态重金属在絮凝沉淀中更容易被去除。     

降解纤维素产甲烷的四菌复合系

自然环境中通常是微生物群落协同完成纤维素的降解,构建可降解纤维素的混菌体系是认识微生物相互作用的关键.利用富集培养法,结合变性梯度凝胶电泳(DGGE)指纹检测技术以及厌氧滚管技术,建立了一种筛选简单降解纤维素产甲烷复合菌系的方法.利用此方法从青藏高原若尔盖高寒湿地分离到一个由4株菌构成的降解纤维素产甲烷的稳定菌系.结果表明,该复合菌系由纤维素水解菌Clostridium glycolicum、非纤维素水解菌Trichococcus flocculiformis和Parabacteroides merdae、产甲烷古菌Methanobacterium subterraneum等具有不同功能的4种菌株组成,且在这4株菌的共同作用下可将纤维素直接转化为CH4.该简单复合系的获得为今后纤维素转化甲烷复合菌系的代谢控制和遗传改造提供了一个平台.     

LNG泄漏扩散与抑制技术研究

分析了液化天然气(LNG)泄漏的危害、扩散过程及影响因素,总结了国内外相关LNG标准中涉及的泄漏扩散抑制技术及针对LNG泄漏扩散开展的抑制实验研究,分析了强制水幕、防护堤设置和高倍数泡沫等抑制技术的优缺点,为有效控制LNG泄漏扩散提供参考和指导.     

磺化石墨烯对小麦幼苗生长及生理生化指标的影响

随着石墨烯生产量和使用量的不断增大,其对生态环境的风险逐渐引起了环境学家的关注。采用水培试验,探究了磺化石墨烯(SGO)对小麦幼苗的生长、抗氧化酶活性及脂质过氧化的影响。结果表明:在培养10 d后,低浓度磺化石墨烯对小麦根系的生长有显著促进作用(P0.05),200 mg·L-1浓度处理与对照处理相比提高了84.3%,随着浓度增加促进作用逐渐减弱,1 000 mg·L-1时与对照相比提高了19.9%。但对小麦地上部的生长没有影响。磺化石墨烯处理的小麦幼苗根系和叶片组织中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)及丙二醛(MDA)都呈现先下降后上升的趋势。当磺化石墨烯浓度低于200 mg·L-1时,处理组小麦抗氧化酶的活性及MDA含量相对于对照处理大都有所降低,说明低浓度时磺化石墨烯没有对小麦的生长产生氧化胁迫,这与磺化石墨烯可能具有一定的抗氧化能力有关,而高浓度时由于产生氧化胁迫使各项生理生化指标逐渐上升。本实验结果为石墨烯材料对植物的毒理学研究提供了基础数据。     

健康风险评估方法在中国重金属污染中的应用及暴露评估模型的研究进展

经济的快速发展导致中国环境质量日趋恶化.随着健康意识的增强,人们越来越重视污染物暴露人群的健康风险评估.与其他污染物相比,重金属污染区域广,重金属暴露人群多且集中.为了研究重金属暴露条件下人群的健康风险,USEPA 模型、统计模型、地理信息系统、可给性研究的方法已被中国不同学者应用.暴露评估模型作为污染物暴露人群健康风险评估的主要环节,国外的研究已经比较成熟,但相关研究在中国还处于空白阶段.对中国近年来在城市表层土壤（灰尘）、矿区土壤、膳食、地下水和饮用水、大气颗粒物进行重金属风险评估中应用的健康风险评估方法,进行了归纳和评述,并对欧美常用暴露评估模型：环境暴露评估模型、膳食暴露评估模型进行了介绍.中国健康风险评估工作起步晚,在评估的各环节均存在很大缺陷.随着新技术的发展以及人群对环境健康风险认识的深化,健康风险评估将成为中国热门研究领域之一.污染的环境行为、剂量一效应关系、模型、风险信息等方面,将是未来中国健康风险评估研究的重点.     

流动搅动法研究针铁矿对亚砷酸盐的吸附特征

采用流动搅动法,在溶液p H、浓度和温度影响条件下,研究针铁矿对亚砷酸盐吸附的特征.结果表明,在不同条件下,亚砷酸盐的吸附过程分为快反应和慢反应这2个阶段.随溶液p H的升高,砷的吸附量逐渐降低,表观吸附速率常数(k')逐渐增大,半反应时间(t1/2)也就越小,砷的吸附反应达到平衡时间就越短,且砷的扩散速率常数b值也逐渐降低.溶液p H 3.0和p H7.0时,砷最大吸附量分别为246.9 mg·kg~(-1)和99.8 mg·kg~(-1).随着砷浓度的升高,针铁矿对砷的吸附量增加,表观吸附速率常数(k')逐渐增大;砷浓度为0.10 mg·L~(-1)和1.00 mg·L~(-1)时,砷的最大吸附量分别为96.5 mg·kg~(-1)和249.1 mg·kg~(-1).Freundlich方程中吸附常数Kf值随着时间的延长逐渐降低,其吸附能力是逐渐减弱的.Langmuir方程分配因子RL在0~1之间,表现为针铁矿上砷的吸附为优惠吸附.随着温度的升高,针铁矿对砷的吸附量增加,表观吸附速率常数k'值也逐渐升高.温度为298K和313 K时,砷最大吸附量分别为241.1 mg·kg~(-1)和315.6 mg·kg~(-1).用抛物线扩散方程b值来计算扩散过程的伪热力学常数,砷吸附反应的活化能(E*a)为14.60 k J·mol~(-1).砷扩散活化焓变(ΔHθ)随着温度的升高有所降低,ΔHθ均为正值,扩散过程为吸热反应,升高温度有利于砷的吸附;活化自由能变(ΔGθ)随着温度的上升而升高,升高温度有利于加快扩散过程;ΔSθ值均为负,说明吸附反应使体系有序度增加.     

固体和液体危险化学品仓库火灾风险分析方法探讨

固体和液体化学品仓库火灾是企业安全面临的经常性威胁之一,需考虑火灾中毒性燃烧产物释放和非燃烧产生的毒性物质释放。结合火灾风险分析方法,阐述火灾场景中各要素及相互关系,主要包括火灾场景、物质、燃烧速率、源项、毒性、扩散、概率和风险之间的关系,火灾场景考虑持续时间、面积和通风率的影响,物质中考虑平均结构式和燃烧方程,源项中考虑形成的产物、燃烧物质每千克的散发和活性物质百分比,毒性中考虑HCl,NO2,SO2和非燃烧产生的物质。基于储存物质平均结构式,建立燃烧关系方程。燃烧速率计算取决于可用的氧气量和需要的氧气量,分为面积受限的燃烧速率和氧气受限的燃烧速率。最后给出毒性燃烧产物HCl,NO2,SO2释放量和非燃烧产生的毒性物质释放量的计算方法,同时以毒性燃烧产物释放场景后果模拟为例说明仓库发生火灾的后果严重性,为仓库火灾风险分析提供借鉴。     

潮土中磷锌交互作用机制探讨及磷对锌吸附-解吸的影响

采用室内培养和吸附解吸两种方法,探讨了潮土中磷、锌交互作用机制。结果表明：土壤中DTPA提取态锌质量分数随添加锌量的增加而增加,低磷质量分数处理可提高土壤锌有效性,但高磷质量分数处理却降低了土壤锌的有效性;土壤速效磷质量分数均随锌添加量的增加而有所降低。在施锌25 mg.kg-1背景下,土壤中DTPA提取态锌质量分数随施磷质量分数的增加呈先增加后降低趋势,在添加磷量小于180 mg.kg-1时,土壤DTPA提取态锌质量分数显著地高于其他处理,但随添加磷量的增加,土壤DTPA提取态锌质量分数显著降低,当磷添加量大于540 mg.kg-1时,土壤DTPA提取态锌质量分数明显低于其他磷处理,说明当添加磷量小于180 mg.kg-1时,磷提高土壤中锌有效性的主要机制是二者竞争吸附土壤胶体表面吸附点位的竞争机制;当添加磷量大小540 mg.kg-1时,磷影响锌有效性的主要机制为沉淀作用。在土壤施磷量为180 mg.kg-1时,随添加锌质量分数的提高,土壤中速效磷质量分数呈先升高后降低趋势。吸附-解吸研究表明,随土壤中速效磷质量分数的提高（27.60~2773.86 mg.kg-1）,土壤对锌的吸附量先降低再增加,而KCl解吸的锌量却是先增加再降低。因此潮土中磷锌交互作用机制为,土壤中磷和锌质量分数均较低时,磷与锌有效性呈协同作用;当磷或锌质量分数过高时,协同作用减弱;磷和锌质量分数再增加二者的有效性将出现拮抗作用。     

水上LNG加注站外部安全距离确定方法研究

为了确定水上LNG加注站与周边建(构)筑物的外部安全距离,对LNG储罐泄漏后果进行数值模拟计算。利用FLACS软件,计算不同泄漏场景LNG气云扩散影响范围,采用自主研发的LNG火灾计算工具LNGFHR计算LNG储罐池火热辐射强度的影响范围。结果表明:LNG泄漏时间、泄漏量、风速、风向和大气稳定度等均会对LNG气云的扩散距离和LNG池火热辐射范围产生影响;根据计算结果,确定水上LNG加注站与重要公共建筑物、铁路、大桥、码头等的外部安全距离为150 m,与民用建筑物的外部安全距离为100~108 m,与生产厂房、库房和甲、乙、丙类液体储罐的外部安全距离为105~110 m。     

液化烃球罐泄漏温度场及材料适应性研究

针对高压储存的液化烃一旦发生泄漏,会迅速气化并吸热,使得球罐温度降低,严重时温度可能低于标准中允许的球罐材质最低适应温度的问题,建立球罐三维物理模型,基于CFD模拟的方法,采用雷诺时均的Navier-Stokes方程和k-ε湍流模型,分析球罐管线发生泄漏时球罐本体及周围环境的温度分布情况,探讨了不同泄漏孔径对球罐温度的影响。研究结果表明球罐发生泄漏时,球罐外部温度会明显降低,由于保温层的存在,球罐本体温度降幅不大。但在泄漏孔附近会形成较小的低温区,超过了16MnR材质的低温承受能力,存在较大的风险。