活性炭涂层电极电吸附除盐性能研究

构造了简易的电容去离子(CDI)反应装置,以活性炭粉末为吸附材料,聚偏氟乙烯(PVDF)为黏结剂,石墨粉为导电剂。这3种物质的质量比为8∶1∶1。采用涂覆分解法制备活性炭电极,研究其电吸附除盐性能。利用扫描电子显微镜(SEM)对电极的表观形态进行分析,利用电化学工作站对电极材料的电化学性能进行分析,并估算单位质量电极的电容。通过单因素试验得到电容去离子试验的最佳反应条件:端电压为1.6 V,流量为10 L/min,极板间距为2 mm。此条件下离子去除率可达47.9%。吸附达平衡后断开电源,进行电极可再生性研究。结果表明,电极在短时间内即可再生。     

新鲜和老化生物炭对土壤氮淋失及油菜氮吸收的影响

粮食需求日益增加,为了实现增产,大量氮肥被施入土壤,而氮肥利用率较低导致土壤氮淋失严重,造成水体污染. 生物炭施入土壤被认为是减少土壤氮淋失的有效措施. 本文通过室内土柱模拟淋溶试验,共设置5个处理——对照(仅施氮肥,B₀)、氮肥+1%新鲜生物炭(B₁)、氮肥+4%新鲜生物炭(B₄)、氮肥+1%老化生物炭(Ba₁)、氮肥+4%老化生物炭(Ba₄). 在植物-土壤-淋溶液系统内探究不同施加量的新鲜和老化生物炭对土壤氮淋失和油菜氮吸收的影响,并通过物质守恒定律来探究其对气态氮损失的影响. 结果表明:与对照相比,添加1%和4%新鲜生物炭时土壤氮素含量分别提高4.63%和9.68%,淋溶液氮素含量分别降低33.91%和61.18%,油菜氮素含量分别增加40.70%和129.65%;添加1%和4%老化生物炭时土壤氮素含量分别提高7.46%和13.30%,淋溶液氮素含量分别降低53.68%和72.05%,油菜氮素含量分别增加78.20%和185.76%;气态损失的氮量随生物炭老化和施加量的增加而减少. 研究显示,土壤中施加生物炭对于提高土壤氮素固持能力、减少氮素淋失、促进油菜氮吸收和减少气态氮损失均具有显著效果,且施加老化生物炭的促进效果优于新鲜生物炭,证明生物炭减少土壤氮淋失的效应具有长期性.      

环境评价Petri网理论可移植性的方法学研究

从复杂系统、开放式巨系统仿真的角度分析,环境影响评价工程分析项目的系统属性为离散事件动态系统,而污染物的产生、排放过程属于随机过程,所以,需要采用复杂系统分析的方法对现有的环评工程分析理论进行改进。Petri网理论是分析离散事件动态系统的方法之一,其特点也非常适合对现今的环评工程分析方法进行改进。将Petri网的基础理论与环评理论相融合,使Petri网理论拥有了系统的环评学释义,进而为将Petri网理论引入环评科学开辟了道路。     

强化电容去离子脱盐的吸附机理研究

采用活性炭作为电极材料,通过涂层方法制备了活性炭电极,并构建了简易的电容去离子(CDI)反应装置。从吸附热力学(吸附等温线、热力学参数等)和吸附动力学角度,对所制备的CDI用活性炭涂层电极电容去离子脱盐的吸附理论进行分析,试图揭示提高CDI脱盐效率的吸附机制。结果表明:Na Cl溶液在活性炭涂层电极上的吸附符合准一级动力学模型;活性炭涂层电极吸附Na Cl的过程以物理吸附为主,也进一步证明了活性炭电极对离子的吸附主要通过电场的静电引力作用,而非电化学氧化还原作用;CDI过程活性炭涂层电极电吸附Na Cl符合Langmuir吸附等温线,属于单分子层吸附。     

污染防治最佳可行技术的评估及应用研究

污染防治最佳可行技术（BAT）是污染综合防治与控制工作中的一个重要组成部分,对实现污染减排目标以及从整体上实现高水平的环境保护具有重要作用。介绍了BAT在污染物排放限值制定中的应用,以及国内外选择和确立BAT的程序及方法。由于基于技术的选择涉及多方面因素,在技术评估过程中尚有许多问题有待解决。针对BAT技术评估过程中技术的最佳组合难以确定,以及经济可行性难以量化这两方面问题,介绍了国内外学者的相关研究。     

生物炭添加对土壤温室气体排放影响的长短期效应研究进展

人类活动引起的大气温室气体浓度增加是气候变暖的主要原因,全球变暖已经成为了当今人类社会所面临的严峻挑战,应对气候变暖的关键是减少温室气体排放和增加生态系统碳汇,由于生物炭特有的理化和生物学特性,将其施入土壤被认为是一种有前景的减排增汇措施.因此进行生物炭对土壤温室气体排放的影响研究对于减缓温室效应和实现“碳中和”具有重要意义.通过综述生物炭对土壤温室气体排放影响的长短期效应及其影响机制,发现生物炭添加对土壤温室气体排放的影响因生物炭原料类型、热解温度、添加量、土壤和植被类型的不同而不同.此外,因老化时间、老化方式和培养方法的不同,老化生物炭对土壤温室气体的减排效应可能增强或减弱甚至消失.同时,在总结现有研究不足的基础上,对未来生物炭影响土壤温室气体排放研究的方向和重点进行了分析和展望,提出了今后应加强CO₂、 N₂O和CH₄排放影响的同步研究、减排与固碳效应的同步研究、不同老化方式生物炭和不同培养方法的联合研究和利用¹³C和¹⁵N示踪技术从过程层次上揭示影响机制.     

基于GMS的抚顺西露天矿地下水涌水量模拟

以抚顺西露天矿为研究区，利用GMS （groundwater modeling system）数值模拟软件在分析矿区及其周边区域地质及水文地质条件的基础上，针对地层岩性和地质构造特点，建立数学模型；结合工作区地质勘探资料及对充水因素的分析，建立水文地质模型，对涌水量作出预测，提出平衡状态时排水井的布置方案。结果表明:根据矿坑的地形特点分别在南北两侧安置5口深度为100 m，长度为100 m，排水量为10~20 m3/d的水平井，并且在模拟区矿坑最低处按照100 m的间距安置4口深70~100 m，排水量为20 m3/d的竖井时，矿坑中不会有水溢出。     

磁性壳聚糖衍生物对阴离子染料的吸附行为

以自制的阳离子磁性壳聚糖季铵盐(CS/EPTAC/Fe3O4)为吸附剂,采用静态法研究了其对酸性红1、二甲酚橙的吸附行为.结果表明,在25℃,p H=3.0的条件下,两种酸性染料的吸附等温线由Langmiur方程拟合的吸附量分别为781.55 mg·g-1和537.40 mg·g-1;由Frendlich方程得到的n值分别为1.71和1.92,说明染料吸附为优惠吸附;Temkin方程说明吸附剂的非均匀表面为主要吸附位.两种染料的吸附动力学符合拟二级动力学模型,说明吸附过程以化学吸附为主.与粉末活性炭相比,CS/EPTAC/Fe3O4体现出吸附性能优良,快速分离和容易再生的优点.     

基于响应面法的改性玉米芯吸附水中Zn~(2+)的工艺条件优化及机理研究

运用玉米芯作为生物吸附剂去除水溶液中Zn~(2+)。以单因素控制变量法考察了玉米芯用量、吸附时间、改性盐浓度和摇床转速对吸附性能的影响,并运用响应面法对吸附条件进行优化,通过吸附等温线、吸附动力学和热力学研究来探讨吸附机理。结果表明,当Zn~(2+)初始浓度为50 mg/L、改性盐浓度为0.26%、玉米芯用量为20 g/L、转速为203 r/min,于30℃的恒温振荡器中振荡吸附反应35 min后,吸附率可达80.40%。玉米芯对水溶液中Zn~(2+)的吸附是一个自发的吸附过程,其吸附行为符合二级反应速率方程和Langmuir吸附等温式,具有一定的应用前景。     

全氟化合物及其替代品的处理技术

全氟化合物(PFCs)及其替代品是具有污染持久性、生物毒性和累积性的氟烃类化合物,严重威胁生态系统乃至人类健康.已有PFCs及其替代品的处理技术主要包括吸附、电化学氧化等,各技术的去除效果和适用范围不尽相同.目前我国缺少针对PFCs及其替代品处理技术的系统总结和对比研究.为了选择适合且有效的技术去除PFCs及其替代品污染物,本文详细介绍了近年来处理该类污染物的常用技术,从去除效果、去除机理及适用性等方面对比不同技术的优势与不足,并展望不同技术的发展趋势,为我国PFCs及其替代品的有效治理与控制提供科学依据.