岩溶地区水体沉积物对铜在不同类型上覆水中迁移的影响

为研究岩溶地区河流湖库在底泥疏浚前后水体沉积物对外源性重金属污染物环境行为的影响,以重金属铜为例模拟沉积物存在或缺失条件下重金属在岩溶地区常见水体中的迁移试验,结果表明:在富碳酸氢盐水(supercarbonate-rich water, SCRW)、富营养化水(eutrophic water, ETW)、对照(去离子水,de-ionized water, DIW)3种上覆水体与水体沉积物存在或缺失构成的6个系统中,沉积物的有无对铜从上覆水中迁出量具有显著影响,表现为[沉积物+DIW]>[SCRW]>[沉积物+ETW]>[沉积物+SCRW]>[ETW]>[DIW].使用Langmuir扩展方程对浓度-时间函数进行拟合后考察其一阶导数研究沉积物对重金属迁出速率的影响,结果表明:不同的[沉积物+上覆水]系统对铜的迁移速率的影响存在明显差异,具体表现为:在0~1.8 h内, 铜在[沉积物+SCRW]系统中的迁出速率最高,在1.8~42 h内,铜在[沉积物+DIW]中的迁出速率最高,在42 h后各个系统中的迁出速率均较低不具有显著性差异(p>0.05),直至240 h均保持稳定.说明在外来重金属的输入没有得到有效控制的情况下,沉积物的存在可使水体对外来重金属具有更好的缓冲能力且可有效加快上覆水中重金属(铜)初期(0~48 h)的迁出速率,因此现有的岩溶地区水体沉积物疏浚工程环境风险评价体系需要进行修正.     

不同氧化还原环境对煤矸石污染物质释放的影响

为评价不同氧化还原环境对煤矸石污染物质释放的影响,设置处理1(充氧饱和的曝气去离子水,Eh=229mV)、处理2(煮沸30min的去离子水,Eh=250mV)两种氧化环境及处理3(添加富含有机质的过滤养殖废水,Eh=14mV)一种还原环境的水溶液做浸提剂,对煤矸石进行0～9d的连续振荡浸提试验.结果表明:在浸提初期(0～1d内),煤矸石表面已形成的氧化产物迅速溶出,使得两种氧化环境和还原环境下的煤矸石浸出液pH都迅速降低,EC、Eh及多种溶出离子浓度迅速升高,但还原环境下煤矸石浸出液中Cu、F-浓度变化不显著,且还原环境下浸出液中其他离子虽有上升但显著低于氧化环境下.随浸提时间延长(1～9d),两种氧化环境下煤矸石浸出液pH继续降低,浸出液中Fe、Mn、Cu、Zn和SO2-4、F-多种污染物质溶出数量明显增加并呈现典型的持续氧化产酸过程;而还原环境下煤矸石浸出液的pH随时间延长降低不明显,Fe、Mn、Zn等污染物质溶出数量显著低于两种氧化环境下,Cu和SO2-4的释放也受到明显抑制.说明还原环境能有效抑制煤矸石氧化产酸及多种污染物质的溶出,且显著低于氧化环境.因此,在煤矸石堆场投加有机质形成还原(厌氧)环境可进行矸石污染的原位控制及治理.     

芳香型偶氮污染物紫外光谱量子力学指认及不同共轭态偶氮键电子激发研究

偶氮化合物是重要的工业化学品,也是常见的环境污染物,其紫外激发特征及"分子结构-紫外吸收"的构效关系暂未完全明确.本研究借助量子化学计算,通过对波函数与激发态"电子-空穴"的分析,描述偶氮化合物紫外吸收光谱和激发态特征.结果表明:反式偶氮苯实验紫外光谱的第一主要吸收峰应指认为π→π^*跃迁,对应其S₀→S₂激发,电子从最高占据轨道(HOMO)跃迁到最低未占据轨道(LUMO);它的第一激发过程(S₀→S₁)振子强度很小(f=0.031),对光谱贡献可以忽略.反式偶氮苯吸收峰位置与顺式相比普遍红移,表明反式结构中偶氮键通过"桥接效应"形成全局共轭,降低了激发能,对偶氮化合物的紫外吸收产生显著影响;在水溶液中,钠离子对偶氮键的电荷分布存在显著扰动,因此,孤立阴离子模型计算得到的甲基橙光谱与实验存在较大误差."推拉"电子官能团促使甲基橙分子高度极化,与钠离子和水分子作用较强,正确处理偶氮键附近的阳离子扰动是建立预测模型的关键.通过量子化学计算指认偶氮污染物紫外可见吸收光谱能为污染修复、环境工程技术开发、光学材料合成提供理论依据,具有重要意义.