水体中阿特拉津去除技术研究进展

在阐述了阿特拉津的污染现状和危害基础上,探讨了国内外常规生物处理技术及深度处理:膜处理、高级氧化、催化还原、吸附等技术对阿特拉津的去除研究进展,并总结对比了各种处理技术的优缺点。     

Co@AC的包埋固定及其对农药阿特拉津的去除机制

阿特拉津作为一种常用的除草剂,已被国际癌症研究机构列为具有致癌风险的2B组类别,这意味着阿特拉津对人类和生态环境有极大的影响.为实现对水中阿特拉津的高效去除,该研究采用包埋固定化技术(EI)将钴改性活性炭粉末(Co@AC)进行包埋固定,制备新型环境功能材料“EI-Co@AC”.当海藻酸钠为2.5%、氯化钙为4.0%、Co@AC为1.0%、膨润土为2.0%时,制备的EI-Co@AC小球具有最优的机械强度和传质性能,且小球内部具有较高的孔隙率、致密的网状结构以及大量的官能团.当EI-Co@AC投加量为16 g·L^-1、溶液pH为3.0、温度为25℃时,10 h内小球对50 mL、5.0 mg·L^-1的阿特拉津去除率可达92.3%,机理研究表明小球对阿特拉津的去除主要是化学吸附和多分子层吸附.此外,经过5次重复实验后,EI-Co@AC对阿特拉津的去除率仍在75%以上,且小球结构完整,表明EI-Co@AC具有良好的重复使用性能.综上,该研究制备的EI-Co@AC是一种无毒、经济、可重复利用的环境功能材料,可用于水环境中的阿特拉津及其他有机污染物的去除...     

阿特拉津及其代谢物在砂质壤土中的吸附

采用批量平衡法研究了阿特拉津（AT）及其主要代谢物脱乙基阿特拉津（DEA）和脱异丙基阿特拉津（DIA）在砂质壤土中的吸附行为,讨论了离子强度和温度对吸附的影响.结果表明,3种化合物的吸附24h基本达到平衡,吸附量大小顺序为AT > DIA > DEA;二级动力学模型可以很好地预估平衡吸附容量和初始吸附速率常数,颗粒内扩散方程表明颗粒扩散不是唯一的控速手段,Elovich方程拟合所得AT、DEA和DIA的瞬时吸附占各自吸附总量的53%、85%和80%;Freundlich方程能很好地描述3种化合物在供试土壤中的吸附特性,吸附系数（K_f）范围为0.7992~1.3201mg^1-1/n·mL^1/n/kg,经验常数1/n范围为0.7440~0.7530.溶液的离子强度和温度影响土壤对化合物的吸附,温度升高,K_f值降低;CaCl₂从0~0.01mol/L,K_f值增大,再继续增加,吸附系数有降低的趋势.     

碳纳米管对阿特拉津的吸附/解吸特性

采用批量实验研究了不同溶液条件下阿特拉津(AT)在单壁碳纳米管(SWNT)和多壁碳纳米管(MWNT)上的吸附/解吸行为.实验结果显示,离子强度对AT在SWNT和MWNT上的吸附没有显著影响,但随着pH值的增大,AT在2种碳纳米材料上的吸附量显著增加;这表明,AT在溶液中的存在状态是吸附的主要影响因素.在本实验的研究条件下,AT从SWNT和MWNT上的解吸行为不存在明显的滞后效应.碳纳米管对AT较高的吸附容量和吸附的可逆性表明,碳纳米管的大规模应用将可能带来一定的环境和健康风险.     

狼尾草根系分泌物对黑土吸附阿特拉津的影响研究

采用批量平衡试验方法,研究狼尾草根系分泌物对黑土吸附阿特拉津的影响.结果用Evolich方程(R2>0.97)和准二级动力学模型(R2>0.99)进行拟合,两者都表现出较好拟合度.用Langmuir和Freundlich等温吸附方程描述土壤吸附阿特拉津的过程,其中,Freundlich方程拟合结果较好(R2>0.91),而Langmuir方程中R2<0.60,加入狼尾草根系分泌物后,吸附平衡常数Kf明显减小,参数1/n增大到1左右,属于较难吸附,表明狼尾草根系分泌物对阿特拉津可能有抑制作用,且根系分泌物浓度不同,影响程度不同.     

阿特拉津污染水体净化技术与降解机理

阿特拉津污染水体对动物、植物和人类的影响具有全球性。阐述了受阿特拉津污染水体的几种净化技术及其近期研究进展,包括物理吸附、光解、高级氧化技术以及多种技术的协同与联用。并根据上述净化技术对阿特拉津降解中间产物的鉴定结果,分析并总结了阿特拉津的多种降解途径与降解机理。最后指出现今阿特拉津污染水体净化技术的不足之处及其未来发展方向。     

纳米SiO2和纳米高岭土对阿特拉津的吸附

随着纳米材料的广泛应用,其生态环境效应及其在环境中对有机污染物迁移转化过程的影响逐渐引起人们的重视.应用振荡平衡法研究了纳米SiO2 和纳米高岭土对阿特拉津(AT)的吸附,并讨论了离子强度、吸附剂浓度和pH值对吸附过程的影响.结果表明,纳米SiO2 和纳米高岭土对AT的吸附量都随离子强度的增大而减小.在离子强度 0.001～0.1 mol. L-1 范围内,纳米SiO2 吸附 AT 的 Freundlich 系数 (Kf)由25.55降低到18.35,而纳米高岭土则由85.85降至20.57.不同浓度纳米SiO2:对AT吸附量的影响不明显,而随吸附剂浓度的增高,纳米高岭土吸附AT的Kf由5g·L-1,的71.55降低至20g·L-1 的37.22,浓度效应显著.随着溶液碱性的增强,AT在2种纳米吸附剂上的吸附量明显呈下降趋势. AT的存在形态对其在2种纳米颗粒上的吸附起主导作用.     

砂质壤土中农药阿特拉津阻滞因子的研究

采用批量平衡法和流动平衡法对农药阿特拉津在砂质壤土中的吸附特性进行了研究 ,获得表征其在水 土间分配的吸附常数 ,计算出阿特拉津在该质地土壤中运移的阻滞因子 ;同时 ,由易混合置换实验中测定的阿特拉津出流动态 ,通过求解对流 弥散方程的反问题 ,获得了砂质壤土对该农药的吸附特性参数 .此外 ,还利用阿特拉津的若干物化参数 ,求取了它的阻滞因子 .研究表明 ,实验方法与理论计算的结果具有较好的一致性     

我国西北黄土对阿特拉津的吸附行为及影响因素

为了探讨ATZ(阿特拉津)在黄土中的吸附/解吸行为及主要影响因素,以我国西北黄土为供试土样,采用批量试验法研究了黄土对ATZ的吸附动力学和热力学行为特征. 结果表明:黄土对ATZ的吸附动力学过程更符合准二级动力学模型,吸附热力学过程更符合线性分配的Henry吸附模型(R2>0.90),吸附过程中ΔGθ(吉布斯自由能)及ΔHθ(焓变)均小于0、ΔSθ(熵变)大于0,25～45 ℃温度范围内E(吸附平均自由能)为0.86～1.30 kJ/mol,表明黄土对ATZ的吸附过程以物理吸附为主,属于自发放热过程且导致吸附体系混乱度增加. 黄土对ATZ的吸附影响因素分析结果显示,随着系统温度的升高,ATZ在黄土中的饱和吸附量下降;pH在2～10范围内变化时,ATZ在黄土中的饱和吸附量随pH的增加呈明显降低趋势;初始ρ(ATZ)从2.5 mg/L增至10.0 mg/L时,黄土对ATZ的饱和吸附量也相应地从0.082 5 mg/g增至0.621 0 mg/g. 结果显示,ATZ在黄土中的吸附速率受内部扩散、表面吸附和液膜扩散的共同影响,并且吸附过程主要受到土壤有机质疏水性分配作用的影响.      

功能化材料Zr@AC对水中难降解农药阿特拉津的去除特征

我国农药阿特拉津的污染十分严重,对生态系统造成了非常不利的影响. 为了实现对水环境中阿特拉津的高效去除和吸附剂的重复利用,该研究通过溶液浸渍和高温煅烧技术将金属锆负载到活性炭上,制备出功能化材料Zr@AC,使用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外吸收光谱仪(FTIR)和比表面及孔径分析仪(BET)对材料的形貌和组成进行了表征,并考察了Zr@AC对水中阿特拉津的去除效果. 结果表明:①当浸渍液锆离子的质量分数为7.0%、浸渍时间为9.0 h、煅烧温度为500 ℃和煅烧时间为5.0 h时,制备的Zr@AC具有较大的比表面积、较多的中孔和微孔以及丰富的活性位点. ②对阿特拉津的去除研究表明,当溶液pH为4.0、温度为25 ℃、Zr@AC投加量为60.0 mg/L时,经过90 min的反应,Zr@AC对阿特拉津的吸附容量最大,达到93.8 mg/g. ③动力学模拟研究表明,该吸附过程遵循拟二级动力学模型,且Freundlich等温吸附模型的拟合结果要优于Langmuir等温吸附模型,说明Zr@AC对阿特拉津的吸附存在化学吸附和多分子层吸附的双重作用. ④经过5次重复试验后,Zr@AC对阿特拉津的去除率仍有83.9%. 研究显示,Zr@AC可作为水中去除阿特拉津的吸附剂,是一种很有前途、可重复多次使用的材料.      

硫酸亚铁还原法除地下水中六价铬

研究了受铬污染地下水的治理方法和技术，发现地下水中六价铬在中性条件下很容易用亚铁除去，Ｆｅ（Ⅱ）／Ｃｒ（Ⅵ）（摩尔比）为３，六价铬去率达１００％，反应速度快，可数分钟内完成，Ｆｅ（Ⅱ）还原Ｃｒ（Ⅵ）可采用接触过滤，不需反应池，投资少，运行费用低。     

生物炭吸附水中磷酸盐的研究进展

生物炭作为1种环境友好型吸附材料,可有效去除并回收水体中的磷,由此也成为当前的研究热点之一。综述了目前国内外生物炭吸附磷酸盐及磷素回收研究现状,主要总结了控制生物炭吸附磷酸盐的4种主要机制,阐述了影响生物炭吸附除磷过程中的主要影响因素,介绍了目前应用研究的方向并提出生物炭在实际应用中所面临的问题并对未来研究方向进行了展望,以期为未来研究及推广应用提供理论支撑。     

膨胀石墨负载氧化铜活化过硫酸盐用于降解盐酸四环素

通过浸渍加焙烧制备出膨胀石墨（EG）负载CuO复合材料（CuO/EG）,并通过X射线衍射和扫描电镜对催化剂的晶体结构和表面形貌进行表征分析。将复合材料用于活化过硫酸盐（过氧单磺酸钾,PMS）降解盐酸四环素（TC）,在焙烧温度为500℃,负载量为1:4,催化剂投加量为0.2 g/L,PMS投加量为0.2 g/L的条件下,CuO/EG/PMS体系在20 min内即可将TC完全降解。同时,研究发现该复合催化体系在较广pH范围（3~9）内,以及无机阴离子共存的条件下均保持高效的催化性能。催化剂循环使用5次后,仍具有较高的催化活性。捕获实验表明,催化降解体系中起主要作用的是SO₄-·。此外,CuO/EG/PMS体系对于染料罗丹明B和酸性红G同样具有优异的降解效果,表明催化剂具有较好的普遍适用性。     

碳素纤维去除富营养化水体氮磷的动力学研究

以碳素纤维(CF)为生物膜载体,研究了CF微生物附着特征以及CF和生物碳素纤维(BCF)去除污水氮磷的动力学特征,并考察了曝气量、pH和水力停留时间(HRT)对污水氮磷去除效果的影响。结果表明:CF具有良好的微生物附着特性,挂膜启动快,附着生物量大且生物膜较薄,更有利于生物膜的传质。CF和BCF对氮磷均有较好的去除效果,其中BCF对TP的去除率大于90%,且BCF氮磷去除稳定时间比CF快。CF和BCF氮磷去除规律比较符合指数型,磷的指数拟合度(R2)要优于氮。增加曝气量有利于氮磷的去除,但超过0.15 L/min时TN、NH+4-N的去除率反而降低。弱碱性条件有利于氮磷的去除,最佳HRT为6h。     

水中有机物臭氧化去除反应机理

随着臭氧化在水处理技术中应用日益增多,研究臭氧化去除水中有机物的机理日显重要。本文在介绍了决定水中臭氧化反应速率的二种反应,即直接反应和间接反应的基础上,着重讨论了芳族化合物、烯烃化合物、环状烯烃化合物,苯酚、苯、苯胺、硝基芳烃、喹啉、二甲基4氯酚氧基醋酸、油酸、有机硫磷化合物,甲醇、甲醛、甲酸和马拉硫磷等与臭氧的反应机理。      

沉淀混凝法处理含硫气田水

本文介绍用沉淀混凝法处理含硫气田水的室内试验及现场试验情况。用三氯化铁、聚合氯化铝及ＳＷ－Ⅰ处理含硫气田水，能有效地去除硫化物，而且处理后水不会因三氯化铁过量而发黄。该方法的特点是工艺简单，处理效果显著，能很好地解决含硫污水的污染问题。     

载溴竹炭的脱汞特性研究

为获得脱汞性能高的烟气汞吸附剂,采用化学浸渍法对廉价的生物质竹炭进行溴化学改性,并在小型实验台架上考察了载溴竹炭的脱汞性能。对改性前后的样品进行了BET和XPS表征分析以研究表面官能团在改性过程中的转化规律和脱汞机理。结果表明:改性后竹炭具有超强的脱汞能力,特别是在140℃时,其脱汞效率仍保持在100%。改性后竹炭具有更多的利于脱汞的官能团,其主要靠化学吸附脱汞。烟气中低浓度的SO2与NO对汞的脱除有一定的抑制作用,在相同的实验条件下,SO2对吸附剂脱汞的抑制作用更加明显。     

电化学辅助白云岩沉淀除氟法试验研究

利用天然地质材料为电解材料,采用电化学辅助去除水中过量氟离子以使出水的氟浓度达到GB 5749—2006《生活饮用水卫生标准》,通过测定不同电压条件下各时间节点的各离子浓度,考察了电压及电解材料对除氟效果的影响并探讨了其反应机理。结果表明:出水pH稳定在6~10.8,电压为36 V与48 V时,除氟效率高达90%以上,且不会使水体中总硬度超标。电场作用下F-的离子迁移与CaF_2、MgF_2的沉淀反应是阴极出水氟浓度降低的主要原因。在36 V电压下白云岩除氟装置的启动时间最短,经济效益最高。相同电压下灰岩除氟装置的除氟效果略高于白云岩除氟装置。     

载镁活化天然沸石处理高氟水实验研究

为了提高沸石对氟的吸附能力,采用氯化镁对活化天然沸石进行改性,分析了除氟剂的性能,确定了除氟剂改性的最佳条件:10%氯化镁溶液,固液比1∶4,pH=7.0,室温以300 r/min的速度振荡改性3h。最佳除氟条件:pH=7.0,室温以300 r/min的速度搅拌反应1.5 h。吸附剂对F-的吸附过程符合Langmuir及Freundlich等温线方程,由D-R模型拟合可知,除氟剂对氟的吸附为物理吸附过程。在最佳反应条件下,水样中氟浓度由2 mg/L降低到0.78 mg/L,符合GB5949-2006《生活饮用水卫生标准》(≤1 mg/L)。     

天然锰砂去除工业冷却水中的锰、铁污染

采用天然锰砂滤料接触氧化法对去除工业冷却水中锰、铁的工艺条件进行了研究。滤料粒径０５ｍｍ～１０ｍｍ，滤床高８００ｍｍ，滤速１０ｍ／ｈ～１２ｍ／ｈ，工作周期９６ｈ，反冲洗强度１３Ｌ／ｍ２·ｓ，反冲洗时间５ｍｉｎ～７ｍｉｎ。出水Ｍｎ２＋浓度达００４ｍｇ／Ｌ以下。锰去除率８０％以上，总铁浓度可达检验不出的水平。