The performance of nitrate-reducing Fe(II) oxidation processes under variable initial Fe/N ratios: The fate of nitrogen and iron species

•Bacterially-mediated coupled N and Fe processes examined in incubation experiments. •NO₃⁻ reduction was considerably inhibited as initial Fe/N ratio increased. •The maximum production of N₂ occurred at an initial Fe/N molar ratio of 6. •Fe minerals produced at Fe/N ratios of 1–2 were mainly easily reducible oxides. The Fe/N ratio is an important control on nitrate-reducing Fe(II) oxidation processes that occur both in the aquatic environment and in wastewater treatment systems. The response of nitrate reduction, Fe oxidation, and mineral production to different initial Fe/N molar ratios in the presence of Paracoccus denitrificans was investigated in 132 h incubation experiments. A decrease in the nitrate reduction rate at 12 h occurred as the Fe/N ratio increased. Accumulated nitrite concentration at Fe/N ratios of 2–10 peaked at 12–84 h, and then decreased continuously to less than 0.1 mmol/L at the end of incubation. N₂O emission was promoted by high Fe/N ratios. Maximum production of N₂ occurred at a Fe/N ratio of 6, in parallel with the highest mole proportion of N₂ resulting from the reduction of nitrate (81.2%). XRD analysis and sequential extraction demonstrated that the main Fe minerals obtained from Fe(II) oxidation were easily reducible oxides such as ferrihydrite (at Fe/N ratios of 1–2), and easily reducible oxides and reducible oxides (at Fe/N ratios of 3–10). The results suggest that Fe/N ratio potentially plays a critical role in regulating N₂, N₂O emissions and Fe mineral formation in nitrate-reducing Fe(II) oxidation processes.     

磁性生物膜载体的规模化制备、表征和应用

利用机械力化学表面改性原理设计了卧式双旋搅拌混合反应设备,通过磁铁矿粉和适量浓硫酸的球磨混合反应制备得到磁性生物膜载体,其XRD、IR、SEM和BET表征分析结果表明,磁性生物膜载体表层生成了多羟基硫酸铁为主的活性组分.进而在膜生物反应器实验装置中投加磁性生物膜载体进行了中试实验,结果表明,磁性生物膜载体能与活性污泥中的微生物聚合形成稳定的菌胶团,活性污泥SV30从实验初期89％降到了稳定期的39％,此外,磁性生物膜载体还具有稳定膜生物反应池出水COD,强化脱氮除磷的能力.     

不同植被恢复模式对土壤有机碳分子结构及其稳定性的影响

为揭示不同植被恢复模式对土壤有机碳分子结构及其稳定性的影响机理,分别在浙江凤阳山国家级自然保护区的石梁岙和凤阳湖设置样地,采用13C核磁共振技术分析常绿阔叶林与杉木林、柳杉林与针阔混交林全土和不同粒级(0~0.5、0.5~2.0、2.0~5.0、5.0 mm)土壤团聚体中有机碳的质量分数及其分子结构特征.结果表明:1常绿阔叶林0~20 cm层全土w(有机碳)(12.84 g/kg)显著高于杉木林(9.98 g/kg),柳杉林(13.93 g/kg)显著高于针阔混交林(11.54 g/kg)(P0.05).不同植被恢复模式下,土壤团聚体w(有机碳)总体上均随着粒径的增大呈降低趋势.2与杉木林相比,常绿阔叶林全土有机碳中w(烷氧碳)较高,w(烷基碳)、w(芳香碳)、w(烷基碳)/w(烷氧碳)、w(疏水碳)/w(亲水碳)则较低,显示常绿阔叶林全土有机碳稳定性较差;与针阔混交林相比,柳杉林全土有机碳中w(烷基碳)、w(烷基碳)/w(烷氧碳)、w(疏水碳)/w(亲水碳)较高,w(烷氧碳)则较低,显示柳杉林全土有机碳稳定性较好.与0~20 cm层相比,不同植被恢复模式下20~40 cm层全土w(烷氧碳)均明显降低,w(烷基碳)、w(烷基碳)/w(烷氧碳)、w(疏水碳)/w(亲水碳)均明显升高,有机碳稳定性变好.3随着粒径的增大,不同植被恢复模式下土壤团聚体的w(烷基碳)、w(烷基碳)/w(烷氧碳)、w(疏水碳)/w(亲水碳)均呈降低趋势,w(烷氧碳)均呈升高趋势,说明团聚体结合的有机碳稳定性逐渐变差.研究显示,不同植被恢复模式下的不同树种组成是影响土壤有机碳质量分数及其分子结构、稳定性差异的主要因素.     

对核磁共振成像仪建设项目环境影响评价的研究

核磁共振作为一种分析手段广泛应用于物理、化学、生物、医疗等领域.本文从核磁共振原理出发,分析核磁共振成像仪主要环境影响,结合环评现状,分析环评管理存在的主要问题,结合相关法规条文,查找存在这些问题的主要原因,结合目前核磁共振仪的建设情况和使用条件,从切合实际角度出发,提出核磁共振成像仪建设项目环评管理建议.     

磁性生物炭负载Mg-Fe水滑石的制备及其吸附水中Cd（Ⅱ）和Ni（Ⅱ）的性能

合成了一种高吸附容量的磁性生物炭负载Mg-Fe水滑石复合材料（L-BC）,并用于去除水中的Cd²⁺和Ni²⁺。表征结果表明,采用浸渍联合热解法成功制备了磁性生物炭（M-BC）,水热合成法成功地将Mg-Fe水滑石负载在M-BC上。动力学研究结果表明,Cd²⁺和Ni²⁺吸附符合伪二级动力学模型,化学吸附为速率控制步骤。等温吸附研究结果表明,L-BC对Cd²⁺和Ni²⁺的吸附符合Langmuir模型,为单分子层化学吸附,最大吸附量分别为263.156 mg/g和43.291 mg/g。吸附机理主要为Mg-Fe水滑石层间CO₃^2-和表面羟基与Cd²⁺和Ni²⁺产生表面共沉淀。L-BC具有良好的吸附和重复利用性能,是一种很有前景的去除Cd²⁺和Ni²⁺的吸附材料。     

微磁场条件下pH冲击对微氧活性污泥表面性质的影响

研究了微磁场条件下pH冲击对处理低负荷葡萄糖废水的微氧活性污泥表面性质的影响。在pH=6.0和9.0的条件下对添加磁粉和无磁粉反应器微氧活性污泥进行15 d的冲击,而后调整pH=7.5进行5 d的恢复实验。对pH冲击下污泥絮凝能力FA、疏水性RH和表面电荷SC的变化情况进行考察,结果表明,有磁粉反应器的各项指标均优于无磁粉反应器。经过5 d的恢复实验,添加磁粉反应器污泥的各指标均能恢复到接近初始值,而无磁粉反应器污泥难以恢复到接近初始值。     

磁载纳米TiO2复合光催化材料的研究进展

磁载纳米TiO2复合光催化剂是一种无污染,制备成本低,催化活性高,在外加磁场下可迅速分离回收和重复使用的光催化材料,在废水的光催化降解中有着诱人的应用前景.本文综述了不同类型磁载纳米TiO2复合光催化材料的制备方法和光催化性能,总结了其在染料、农药、芳香烃及其衍生物、有害无机离子和有毒气体等各种环境污染物处理中的应用,并展望了磁载纳米TiO2复合光催化剂的发展方向.     

气相色谱-高分辨双聚焦磁质谱测定水中超痕量多氯萘

采用固相萃取法处理水样，气相色谱-高分辨双聚焦磁质谱法测定水中超痕量多氯萘，同位素内标法定量，并对样品前处理条件和仪器条件进行优化。试验表明：方法在0．500 ng/L～500 ng/L范围内线性良好；当取样体积为1 L时，方法检出限为0．005 ng/L～0．01 ng/L；对实际水样进行2个质量浓度水平的加标回收试验，平行测定6次的 RSD为2．7％～8．7％，回收率为70．2％～110％。方法适用性试验表明，水样中复杂的基质对测定无影响。     

Preconcentration of cadmium and copper ions on magnetic core–shell nanoparticles for determination by flame atomic absorption

Magnetic core–shell nanoparticles modified by (3-aminopropyl) trimethoxy silane were prepared and used as adsorbent for the extraction and preconcentration of cadmium and copper ions. The ions were desorbed with nitric acid followed by determination with flame atomic absorption spectrometry. The extraction conditions were investigated systematically. The method was applied for the determination of Cd(II) and Cu(II) ions in different water samples. The accuracy was also evaluated through analysis of certified reference material.     

羟基磷灰石-四氧化三铁-沸石复合材料制备及去除水中刚果红研究

采用可溶性磷酸盐、钙离子、二价铁离子、三价铁离子和天然沸石等材料制备了羟基磷灰石-四氧化三铁-沸石(HAPFe3O4-沸石)复合材料,对该复合材料进行了表征,并考察了该复合材料对水中刚果红的吸附作用.结果表明,HAP-Fe3O4-沸石复合材料对水中的刚果红具备良好的吸附能力.当pH由3增加到4或由7增加到11时,HAP-Fe3O4-沸石复合材料对水中刚果红的去除能力下降;当pH由4增加到7时,对刚果红的吸附能力基本保持不变.HAP-Fe3O4-沸石复合材料对水中刚果红的去除率随吸附剂投加量的增加而增加,而对水中刚果红的单位吸附量则随吸附剂投加量的增加而降低.HAP-Fe3O4-沸石复合材料对水中刚果红的吸附动力学过程可以较好地采用准二级动力学模型加以描述,对刚果红的吸附平衡数据可以采用Langmuir和Freundlich等温吸附模型加以描述.根据Langmuir模型确定的最大吸附容量为117 mg·g-1.(pH 7和303 K).HAP-Fe3O4-沸石复合材料对水中刚果红的吸附是自发吸热并伴随熵增加的过程.当pH为7时,HAP-Fe3O4-沸石复合材料吸附水中刚果红的主要机制包括表面配位作用、氢键作用以及路易斯酸碱反应.采用热再生的方法可以使吸附刚果红后的HAP-Fe3O4-沸石复合材料得到再生,热再生后的复合材料可以循环使用并且对水中刚果红的吸附性能良好.X射线衍射分析结果表明HAP-Fe3O4-沸石复合材料含Fe3O4,磁滞回线结果表明HAP-Fe3O4-沸石复合材料具备较高的磁饱和强度,复合材料吸附刚果红后可以很容易地通过外加磁场的作用快速地与水溶液分离.结果表明,HAP-Fe3O4-沸石复合材料适合作为一种吸附剂去除废水中的刚果红.