穿透式碳纳米管电极的制备及其高效降解水中抗生素的性能和机理

为实现水中四环素类抗生素的高效降解,本文设计开发了一种基于电活性碳纳米管(CNT)电极的穿透式电芬顿系统,采用水热法制得纳米铁和二硫化钼共修饰的CNT阴极材料(Fe-MoS₂@CNT),分析不同因素对电芬顿催化降解四环素性能的影响. 结果表明:基于改性CNT电极的穿透式电芬顿系统对四环素表现出良好的去除性能,电压和流速等对四环素的降解动力学具有显著影响. 该系统的最优试验条件:Fe掺杂量为0.3 mmol/L、外加电压为-2.5 V、流速为0.85 cm3/(min·cm2). 在最优试验条件下,反应60 min内四环素的降解率可达到95%,羟基自由基为主导的活性物种. 连续运行240 min后,该系统对四环素的降解率仍保持在85%以上,且在实际湖水环境水基质中对四环素降解率也可达到87.2%. 研究显示,Fe-MoS₂@CNT膜电极具有优异的催化性能及可重复利用性,可以高效降解水中四环素类抗生素.      

铁炭微电解强化水解酸化反应器高效处理聚乙烯醇废水

以聚乙烯醇(PVA)退浆废水为研究对象,构建了铁炭微电解强化厌氧生物处理的废水处理系统,对比研究了不同负荷条件下常规水解酸化反应器(R1,无铁炭材料)和铁炭耦合厌氧水解酸化反应器(R2,有铁炭材料)对PVA退浆废水的去除效果、颗粒污泥特性(胞外聚合物(EPS))、挥发性脂肪酸(VFAs)组成及微生物群落结构的差异。结果表明:R2出水平均COD去除率和平均PVA去除率分别稳定在86.8%和75.8%,均优于R1;添加铁炭材料可促进丙酸、丁酸转化成乙酸,提高了乙酸产量;R2颗粒污泥紧密黏附EPS(TB-EPS)、松散附着EPS(LB-EPS)含量较R1有所增加,颗粒污泥结构得到优化。高通量测序结果表明,添加铁炭对水解酸化菌群有显著影响,Propionibacteriaceae、Clostridium sensu stricto 12在PVA的降解中起重要作用。综合上述结果,铁炭微电解可有效强化水解酸化反应器对PVA退浆废水的处理效果,研究结果可为厌氧生物法处理PVA退浆废水提供参考。     

城市河道表层水及沉积物中微塑料的污染现状与污染行为

河流是微塑料从陆地向海洋传输的关键路径,在近年来得到了越来越多的研究重视.但实际上,目前关于城市不同区域河道表层水及沉积物中微塑料的污染现状及污染行为研究仍十分有限,相关问题依然不甚清晰.本文以上海市中心城区及郊区城镇区域的8条河道作为研究对象,共采集16个河道表层水及沉积物样品,采用高速摄像仪和傅立叶红外变换光谱仪鉴定样品中微塑料的丰度、尺寸、颜色、形状和类型等特征.结果表明,上海市城市河道表层水中微塑料的平均丰度为(7.5±2.8)个·L~(-1),而沉积物中微塑料的平均丰度(以湿重计)则达到了(1 575.5±758.4)个·kg~(-1).微塑料尺寸越小丰度越高.其中,低于500μm、纤维状、透明色和聚酯类的微塑料始终在上海市城市河道中占据主导地位,但沉积物中的微塑料分布更具多样性.相对于国内外其他城市河道中的微塑料污染,上海市城市河道中的微塑料污染较为严重.不同城市河道中,微塑料的形状和聚合物类型分布受到来源(主要为洗衣废水、个人护理产品和塑料废弃物等)、水动力学条件和本身理化性质等各种因素的较大影响.还进一步讨论了城市河道中微塑料的污染行为(来源、传输与归趋),并解析了各种环境因子对其造成的潜在影响.     

印染末端废水中全氟化合物的污染特征、影响因素及风险评价

全氟化合物（Perfluorinated compounds,PFCs）常被作为织物整理剂和表面活性剂应用于纺织印染行业,通过末端处理排放进入水体环境,对生态安全产生直接影响.本研究采集我国长三角地区58家纺织印染厂的调节池原水和末端排放尾水样品,建立固相萃取-超高效液相色谱串联质谱法（SPE-UPLC-MS/MS）对8种短中链全氟化合物（C4~C8）进行分析,探明印染废水PFCs的污染特征.结果表明,8种目标化合物在废水样本中检出率为38.9%~100.0%,原水中PFCs浓度为29.37~4518.27 ng·L^-1,末端尾水中PFCs浓度为8.82~3995.76 ng·L^-1,其中PFOA是首要的污染物.传统的废水处理工艺对短中链全氟化合物有一定去除作用,去除率最高可达79.9%.Kruskal-Wallis检验发现PFOA、PFHpA及PFHxA在以化纤为原料的生产过程中残留水平显著高于其他材料.Spearman相关性分析及主成分分析显示,官能团结构、碳链长度和前体物质降解是影响其来源的主要因素.生态风险分析结果表明,PFOA和PFOS的风险商值均小于1,尚未达到对生态环境和水生生物具有风险的水平.     

纺织工业产排污特征与水污染治理技术进展

纺织工业在我国国民经济中发挥着重要的作用,但其水污染防治问题也一直是环境治理的重点与难点.随着生态文明建设理念的提升,纺织工业将面临愈加严格的排放标准和环境管理要求.为更清晰地了解纺织工业水污染治理技术的现状和发展趋势,首先对纺织生产过程进行梳理,分析及总结了行业中纺织和染整两个主要加工过程的产排污特点;其次,分别对物化、生物以及深度处理技术进行分析与汇总,提出了基于废水分质处理和再生回用的可行技术体系;最后,结合我国环境管理制度的发展,根据未来纺织工业技术的发展趋势对行业水污染治理的发展方向进行展望.研究显示:完善末端处理技术、提高废水回用率、推行清洁生产是我国未来纺织废水治理的发展方向;同时也亟需推进工业聚集区的设立,确立以排污许可为核心的管理制度,加强对纺织企业废水污染排放的监督.      

Ag/AgCl改性碳纳米管薄膜连续流光催化去除水中亚甲基蓝

为了探究Ag/AgCl光催化薄膜在连续流状态下对有机污染物的光催化性能,采用连续沉积方法制备了Ag/AgCl改性碳纳米管(CNTs)薄膜,以亚甲基蓝为目标污染物,利用光化学过滤器对亚甲基蓝的光催化脱色效果进行了探究。结果表明,在900μW·cm-2光强下,Ag/AgCl-CNTs复合薄膜在连续流光催化体系中对10 mg·L-1的亚甲基蓝去除率可达90%,比传统序批式反应体系高出70%以上,说明连续流体系的对流传质效果明显优于序批式体系的扩散传质效果。同时,Ag/AgCl的沉积显著改善了CNTs薄膜的光催化脱色性能。在最佳实验条件下,Ag/AgCl改性后,复合薄膜的光催化脱色效果比CNTs薄膜提高了40%。Ag/AgCl-CNTs多功能复合薄膜体系具有光催化降解和膜分离以及减缓膜污染等多重特性。     

微塑料在淀山湖水环境的污染分布、组成特征和生态风险

河流和湖泊是微塑料从陆地向海洋传输的重要渠道,是受人类活动和物质运输影响的重要区域.为研究微塑料在淀山湖地表水中的赋存特征和潜在风险,对淀山湖18个采样点表层水的微塑料丰度、形态、粒径、颜色和聚合物类型进行分析.结果显示,表层水中微塑料的丰度为575～5375 n·m^-3,平均为（1960±1085）n·m^-3.位于近生活区采样点的微塑料丰度(（2490±1260）n·m^-3)显著高于风景区(（1540±1280）n·m^-3)和农田区(（1170±430）n·m^-3),另外,出湖口采样点的微塑料丰度(（3570±2160）n·m^-3)显著高于入湖口(（2120±580）n·m^-3)及其他位置(（1500±730）n·m^-3),表现出明显的空间分布差异.纤维是最常见的微塑料形态（88.04%）;小粒径（<0.5 mm）及黑色微塑料占据主导地位,分别占比56.42%及57.86%;聚对苯二甲酸乙二醇酯（Poly...     

低强度超声波对残留H2O2的去除

化学需氧量(COD)会受到来自众多高级氧化技术中添加的过氧化氢(H_2O_2)的干扰。为了评估低强度超声波辐射结合清除剂(Na_2CO_3或Na HCO_3)分解水样中残留H_2O_2的可行性,对去离子水、葡萄糖模拟废水和印染废水二级处理出水进行超声(超声波频率为39 k Hz,功率分别为75 W、112.5 W和150 W)处理,H_2O_2质量浓度为20 mg/L,时间为60 min或80 min,清除剂用量为50 g/L。以20 min的间隔测定H_2O_2质量浓度和COD。结果表明,COD与H_2O_2质量浓度的比值取决于废水的性质,去离子水、葡萄糖模拟废水和印染废水二级处理出水的比值分别为0.262 6 mg COD/mg H_2O_2、0.209 9 mg COD/mg H_2O_2、0.401 3 mg COD/mg H_2O_2。超声辐照对去除H_2O_2有一定的影响,但在去离子水中超声功率为150 W、60 min时的去除率最高,仅为18.1%。超声辐照联合清除剂Na_2CO_3或Na HCO_3的效果更显著。对于印染废水二次处理出水,加入Na HCO_3作为羟自由基清除剂,80 min时H_2O_2去除率达到97.3%。然而,由于Na HCO_3和H_2O_2形成的高度氧化的超氧离子能降解废水中的有机物质,水样的实际COD降低。用超声辐射结合Na_2CO_3处理80 min,将COD的测定值与通过COD、H_2O_2质量浓度比值得到的计算值进行比较,以确认经超声波联合Na_2CO_3处理的印染废水二级处理出水中的有机物未降解。研究表明,超声波照射与Na_2CO_3结合去除水样中的低浓度H_2O_2是可行的。     

利用层叠苯环π—π相互作用改善废水处理中酞菁催化剂的自氧化弊端

提出以聚苯乙烯树脂为载体的四磺酸酞菁钴催化剂固载化方法,通过聚苯乙烯聚合物中的苯环与酞菁分子上的18π电子大环体发生π-π相互作用,改善四磺酸酞菁钴在过氧化氢存在条件下易自氧化降解的弊端.结果表明,由D201大孔强碱性阴离子交换树脂负载的四磺酸酞菁钴催化剂催化过氧化氢氧化50mg/L的染料C.I.Acid Blue 25的去除效率可达99%以上,并且循环套用后去除效率保持稳定,有效提高了四磺酸酞菁钴的催化活性与催化寿命.