不同形态磺胺类药物在根-土界面的空间分布及毒性评价

采用化学分析和发光细菌检测相结合的方法,研究了磺胺类药物在作物根-土界面的形态分布及生态毒性.结果表明,磺胺类药物在根际土壤中主要以水溶态的形式存在,远根区则以有机溶剂可提取态为主要形态.3种形态磺胺类药物对明亮发光细菌的相对发光抑制率均小于30%,表现为低毒性.不同形态磺胺类药物对明亮发光菌表现的生态毒性不同,有机溶剂可提取态对明亮发光细菌的毒性最大,水溶态次之,结合态毒性最小.根际区水溶态的含量及其对明亮发光细菌的相对毒性抑制率大于远根区,而有机溶剂可提取态和结合态的含量及其对明亮发光细菌的相对毒性抑制率则小于远根区.     

沸石在废水处理中的应用研究进展

摘要：沸石资源分布广泛、储量大,廉价易得,而且可以通过再生重复利用。沸石结构上的独特性和资源上的分布优势及其可循环利用的特点使其已成为废水处理工艺中常用的水处理剂之一,沸石具有物理吸附和离子交换特性,广泛应用于废水中氨氮、重金属、有机物和放射性物质的去除,是常用水处理剂之一。本文就其在水处理方面的应用、吸附机理、改性方法及再生方法的国内外研究进展进行了综述、分析,对沸石今后的研究工作进行了展望。     

天然沸石的加工技术及其在水处理中的应用

论述了天然沸石的吸附、离子交换和催化性能,介绍了沸石的超细粉碎、选矿提纯、化学增白、改性或改型、人工合成和再生等加工技术．从去除有机污染物、去除氨氮、降低氟含量、去除重金属离子、作污水滤料、消除放射性物质等方面回顾了沸石在水处理中的应用．并对应用前景和未来发展进行了展望。     

磺胺类药物在土壤中的形态转化及降解研究

采用批量平衡试验法研究了磺胺嘧啶和磺胺甲恶唑在添加模拟根系分泌物处理和对照中的形态转化及降解规律.结果表明,有机溶剂提取态、水溶态和结合态含量占总量的比例分别为86.5%~98.5%、0.6%~7.3%和0.1%~12.5%,有机溶剂提取态是2种药物在土壤中的主要存在形态.结合态所占比例随时间的增加而增高,添加模拟根系分泌物有利于土壤中磺胺嘧啶和磺胺甲恶唑结合态的形成,对水溶态和有机溶剂提取态形成的影响较小.土壤中磺胺嘧啶和磺胺甲恶唑的降解遵循一级反应动力学,可决系数为0.9273~0.9963.2种药物在添加模拟根系分泌物处理中的降解速率大于在对照的降解速率.     

松花江哈尔滨段及阿什河抗生素的分布规律与生态风险评估

利用固相萃取、高效液相色谱-质谱串联法检测分析松花江流域哈尔滨段及支流阿什河中磺胺类、氟喹诺酮类和大环内酯类这3类10种抗生素分布规律,分析了抗生素浓度与水质指标的相关性,并评估其生态风险.结果表明,10种抗生素中在松花江哈尔滨城区入境断面仅检测到6种抗生素并且检测浓度相对较低,但在出境断面检测出 9种抗生素仅磺胺甲嘧...     

Antibiotics along an alpine river and in the receiving lake with a catchment dominated by grazing husbandry

The livestock breeding industries face overuse of antibiotics, which has been intensively studied in recent years. However, the occurrence and fate of antibiotics as well as their potential threats to the aquatic environments in alpine and arid regions remain unclear. This study investigated the relationship of the occurrence and concentrations of antibiotics between the Kaidu River and Bosten Lake in a typical alpine basin in China. Hot spots with antibiotic pollution source were explored. The antibiotic concentrations in river water and suspended sediment (SPS) were 2.20-99.4 ng/L and 1.03-176 ng/g. The dominant antibiotics were tetracyclines, sulphacetamide, and ofloxacin in river water and sulfonamides, clarithromycin, roxithromycin, and ofloxacin in SPS. The apparent differences in pollution sources and landscapes in different reaches led to the obvious spatial patterns of antibiotics in the Kaidu River. Higher partition coefficient of antibiotic between SPS and water phases for sulfonamides than tetracyclines was because that tetracyclines strongly responded to clay contents while sulfonamides significantly responded to organic carbon contents in SPS. There were significant differences in detected antibiotic categories between the river and the lake. Fluoroquinolones (especially ciprofloxacin and enrofloxacin) were detected in the lake while sulphacetamide was only detected in the river. Therefore, the surrounding husbandry and aquaculture around the Bosten Lake was an important antibiotic pollution source in addition to inputs from the Kaidu River. This research suggested that alpine lakes could be an important sink of antibiotics in alpine dry regions, and thus impose greater threats to the aquatic ecosystem.     

活性炭微波辅助溶剂再生研究

采用微波辅助溶剂再生的方法,对吸附邻硝基苯酚的粒状活性炭的再生过程进行了研究。结果表明:当以乙醇为再生剂时,达吸附平衡的活性炭可在累计数分钟的微波辐照下完成再生,再生率达96%以上。再生时,活性炭局部表面形成的“电弧”,使活性炭再生损失增加,但远低于传统热再生;比表面积、微孔容积和平均孔径增大,提高了再生炭的吸附和传质能力。     

挥发性有机物(VOCs)吸附材料的研究进展

目前,我国面临严重的挥发性有机物（VOCs）污染问题。吸附法是研究与应用最为广泛的VOCs治理技术。主要介绍了吸附净化VOCs原理和几种常见的VOCs吸附材料,包括活性炭、新型多孔炭材料、沸石分子筛、黏土基吸附剂、金属有机框架和介孔硅。详述了各吸附材料的VOCs吸附能力和优缺点,判断了其应用价值,并指出了为提升大规模工业化应用潜力,后续研发的VOCs吸附材料应满足高吸附量、高疏水性、高热稳定性和再生能力强4个特征。     

光照对畜禽粪便中抗生素降解和微生物的影响

为研究光照对粪便发酵降解抗生素的影响,采用固态发酵试验,对比避光和光照培养后不同猪鸡粪中主要残留抗生素浓度和细菌群落组成差异.结果表明,光照促进发酵后粪便的抗生素残留总量下降,在猪粪样品中尤为显著,最高下降23.8％.猪粪中四环素类、氟喹诺酮类和磺胺类抗生素在光培养下的降解总体高于避光培养,且光照降低猪粪中磺胺耐药细菌...     

离子液体负载型人造沸石的制备研究

采用物理浸渍法将室温离子液体1-丁基3-甲基咪唑六氟磷酸盐负载到无机多孔材料人造沸石上,研究了分散溶剂的种类、离子液体加入量、振荡反应时间、振荡强度等条件对离子液体负载率的影响,并采用SEM、EDX和XRD的方法对离子液体负载型人造沸石进行表征.研究结果表明:采用浸渍振荡法负载离子液体时,以二氯甲烷为分散溶剂、离子液体...     

铝污泥酸化提取液改性沸石的除磷特性及机制

为了提高沸石的除磷能力并降低改性成本,以给水厂铝污泥为铝源,采用酸化提取液合成层状双氢氧化物(LDHs)覆膜于沸石表面制备改性沸石,分别测定原沸石、Al-Zn改性沸石及铝污泥改性沸石的表面特性和化学组分,分析等温吸附及吸附动力学特性,探讨铝污泥改性沸石的除磷性能及除磷机制.结果表明,最佳酸化提取条件为60 min、150 r·min~(-1)和p H1. 0,该条件下1 g铝污泥(干重)可提取77 mg的铝;改性沸石的饱和吸附容量和解吸性能较原沸石显著提高,尤其是铝污泥改性沸石,其理论最大吸附量从30. 24 mg·kg~(-1)提升至170. 40 mg·kg~(-1);改性使得沸石对磷酸盐的主要吸附类型由物理吸附向化学吸附转变.以铝污泥为铝源改性沸石能有效地提高其对磷酸盐的吸附能力及再生能力,在降低磷浓度过高引发的水体富营养化风险的同时,实现以废治废的目的.     

Effect of preparation methods on the performance of CuFe-SSZ-13 catalysts for selective catalytic reduction of NOx with NH3

CuFe-SSZ-13 catalyst showed excellent performance in the selective catalytic reduction of NO_x with NH₃ (NH₃-SCR) for diesel engine exhaust purification. To investigate the effect of preparation methods on NH₃-SCR performance, Fe was loaded into one-pot synthesized Cu-SSZ-13 catalysts through solid-state ion-exchange (SSIE), homogeneous deposition precipitation (HDP) and liquid ion-exchange (IE), respectively. Three CuFe-SSZ-13 catalysts showed similar SO₂ resistance, which was better than that of Cu-SSZ-13. The improvement was attributed to the protection of Fe species. Hydrothermal stability of three CuFe-SSZ-13 catalysts was significantly different, which was attributed to the state of active species caused by different preparation methods. Compared with the other two catalysts, more active species existed inside the zeolite pores of CuFe-SSZ-13_SSIE. During hydrothermal aging, the aggregation of these active species in the pores caused the collapse of catalyst structure, ultimately leading to the deactivation of CuFe-SSZ-13_SSIE. In contrast, Fe species was dispersed better on the surface over CuFe-SSZ-13_IE, enhancing the hydrothermal stability of catalysts. Consequently, Fe loading effectively improved the resistance of SO₂ and H₂O over Cu-SSZ-13. For CuFe-SSZ-13, large amounts of active species located inside the zeolite pores are not beneficial for the hydrothermal stability.     

O3/TiO2催化氧化工艺对饮用水中AOC的影响

以陶粒、硅胶和沸石为载体,分别负载二氧化钛（TiO₂）进行臭氧催化氧化去除硝基苯的实验,并对饮用水中生物可同化有机碳（AOC）所代表的小分子有机物(酮、醛、醇和羧酸类物质)的生成情况进行了研究.发现臭氧催化氧化比单纯的臭氧氧化能更彻底地将部分大分子有机物氧化成小分子中间产物,陶粒、硅胶和沸石负载TiO₂ 3种催化剂分别将AOC从大约300　μg·L^-1增加到 674.1　μg·L^-1、847.2　μg·L^-1和882.1　μg·L^-1,并且分别使AOC/TOC从原水的4.68%升高到30.5%、33.21%和46.04%,大大地提高了水中有机物的可生物降解性.如果增加臭氧投量,催化氧化可使小分子有机物部分被氧化,致使水样AOC又略有回降.在这一过程中,AOC-NOX所代表的羧酸类物质急剧增加,达到总AOC的90％以上,取代AOC-P17成为了AOC的主体组成部分.     

磁性氧化石墨处理乳化含油废水及磁致增强效应

以高铁酸钾为氧化剂,基于改进Hummers法制备了新型磁性氧化石墨材料,在SEM、FTIR、氮气吸脱附和表面接触角表征基础上,探究了该材料处理乳化含油废水的效果及磁致增强效应.结果表明：相较于石墨,磁性氧化石墨比表面积增大,表面有卷曲结构并负载着Fe₃O₄颗粒,具有含氧官能团,存在疏水性较强的微观孔隙结构.在外加磁场条件下,磁性氧化石墨团聚,形成疏水性宏观孔隙结构,利于乳化油滴的吸附和附着.磁性氧化石墨处理乳化含油废水的能力远好于石墨与粉末活性炭,且处理效率与磁场强度成正相关,COD去除率可达95%以上.使用后的磁性氧化石墨进行溶剂萃取或热处理,可以循环使用.磁性氧化石墨经过4次循环使用,热再生效率为92%,溶剂萃取再生效率为86%.以上研究为乳化含油废水的处理提供了一种有效的方法.     

高效舱室空气净化可再生介微孔吸附材料

目的针对目前舰船舱室内空气封闭性强、污染物来源多、成分复杂且高温、高湿的特点,研发高效可再生介微孔吸附材料,以解决目前吸附法存在的选择性及再生困难问题。方法研究选取SBA-15为载体,并将金属氧化物催化剂负载在SBA-15上制备介微孔吸附材料,以甲醛、甲苯和醇类有机物为处理对象评价材料性能。结果在催化剂质量分数为0.12%时,负载催化剂的介微孔材料的有机物容量达到最高,112.3 mg苯/g催化剂,119.7 mg甲苯/g催化剂,147.3 mg甲醛/g催化剂,184.l mg乙醇/g催化剂,为活性炭吸附容量的1.5倍以上。吸附饱和再生30 min后有机物容量为,98.6 mg苯/g催化剂,106.3 mg甲苯/g催化剂,132 mg甲醛/g催化剂,169.7mg乙醇/g催化剂,说明其具有良好的再生性能。结论能够在广泛进气浓度和停留时间条件下使得处理后的污染物浓度低于严格的《民用建筑工程室内环境污染控制规范(GB 50325—2001)》所允许的浓度,并且在高温高湿条件下可以高效再生、重复使用。     

天然沸石生物再生途径机理研究

在模拟沸石床系统中,对比探讨了曝气、异养菌和硝化细菌3个因素单独或共同作用对沸石再生效果的影响.结果表明,在本试验条件下,曝气作用、异养菌代谢和硝化作用分别可将沸石的再生效率提高0.5%~1.0%、20.9%~31.1%和120%~180%,3个因素影响大小依次为硝化细菌＞异养菌＞曝气吹脱.当异养菌与硝化细菌共存时具有协同再生作用,不仅可提高系统的再生效率(接近100%),而且还可提高沸石的再生率(约10%).离子交换、曝气和异养菌单独或共同作用下沸石的再生过程可用y =1-e-kx方程模拟;存在硝化细菌作用时沸石的再生过程前、后段分别用线性方程y =kx和Monod方程拟合(R2＞0.99).结合沸石再生前后表观形态变化的观测,探讨了沸石的再生机理.     

改性沸石对含铅废水的处理研究

在不同时间下用不同浓度的盐酸对沸石进行系列的改性试验,结果表明经优化改性后的沸石对含铅废水有很好的去除效果,并用酸或蒸馏水对沸石再生,吸附量下降较平缓,沸石再生性稳定,可重复使用。     

华东地区某水源水中13种磺胺类抗生素的分布特征及人体健康风险评价

饮用水源水中残留微量抗生素对人体健康的潜在威胁日益引起广泛关注.采用固相萃取、高效液相串联质谱方法分析了13种磺胺类抗生素在华东地区某水源水中的分布特征.结果表明,13种磺胺类抗生素在水源水中均有不同程度检出,总浓度为10.5~238.5 ng·L~(-1).其中磺胺甲唑(SMX)和磺胺(SAM)的检出频率为100%,检出浓度分别高达107.0 ng·L~(-1)和43.1 ng·L~(-1).水源地入水口磺胺类抗生素污染水平高于出水口,SMX在水源地不同位置浓度变化不明显.磺胺类抗生素呈现季节变化特征,冬季和春季浓度为110.8~117.9 ng·L~(-1),是夏、秋季浓度的3.6~3.8倍.基于风险熵的方法评价水源水中残留的磺胺类抗生素对不同年龄段人群的健康风险,结果显示磺胺类抗生素风险值均远小于1,甲氧苄啶(TMP)对0~3个月的婴儿健康风险最大(0.001).该水源水中磺胺类抗生素对人体健康尚不构成直接威胁,但长期和综合风险值得关注.     

微孔模拟物Stöber二氧化硅与有机质相互作用的实验研究

地球环境中普遍存在的纳米孔与有机质的相互作用对资源和环境领域许多重要科学问题(如有机质的吸附与保存、油气的赋存与采收以及二氧化碳的地质封存等)起着关键作用。然而,目前关于纳米孔特别是微孔(<2 nm)与有机质作用的系统研究还比较少。本文选择实验室合成的Stber二氧化硅作为模拟矿物微孔,采用热红联用技术(TG/DSC-FTIR)来研究其与系列有机溶剂(乙醇、正丙醇、正丁醇、正庚醇)作用后的热化学性质。结果表明,乙醇和正丙醇较易进入Stber二氧化硅微孔(孔径0.8 nm)。在NH_3催化作用下,醇与孔内外硅羟基发生烷氧基化作用,孔外烷氧基的脱除温度随着溶剂碳链增加而降低,放热效应逐渐增强;相反,孔内烷氧基的脱除温度随碳链增加而增加,放热效应逐渐减弱。在无NH_3存在条件下,由于烷氧基化作用减弱,乙醇与正丙醇能在孔内游离存在,孔内烷氧基的脱除温度随溶剂碳链增加呈下降趋势。Stber二氧化硅的微孔结构直接影响了醇类有机质在不同气氛下的热解行为,甲烷、乙烯、丙醛等分子的逸出也为纳米孔隙结构束缚下的有机质的深部热行为提供了参考。     

基于生物沸石复合滤料的间歇式脱氮水处理

以粒径0.15～0.18 mm的天然沸石粉为主要原料,水泥为黏结剂,制备出粒径4～8 mm的沸石复合滤料（ZCF）.对制备的材料进行了空隙率、表观密度、强度等性能测试.优化出复合滤料中m（沸石粉）：m（水泥）=7：3,自然条件下养护15 d.利用该ZCF装填实验柱,完成硝化微生物挂膜培养,然后进行间歇式脱氮水处理动态实验,间歇式运行周期分为吸附、生物再生、淋洗共3个阶段.采用上流式进水吸附脱氮,以NH4＋-N浓度低于2 mg·L-1为出水标准,出水超标后,排空实验柱中水,鼓风生物再生,用水淋洗滤料后重复沸石吸附-生物再生循环,淋洗液单独进行反硝化处理.结果表明,在模拟实验条件下间歇式运行最佳的周期为：吸附5 d,鼓风生物再生24 h,NH4＋-N平均去除率为87.7%,TN平均去除率达51.2%.