微波Sol-Gel制备TiO2的研究及其对活性艳红X-3B的降解

采用微波Sol-Gel法在石英表面制备了负载型TiO2光催化剂,通过紫外吸收光谱和X衍射分析表征了TiO2溶胶的变化过程及锐钛型TiO2的生成。以活性艳红X-3B为模拟污染物进行光催化降解,探讨了微波功率、反应温度和反应时间对微波Sol-Gel法制备TiO2光催化活性的影响。由因素试验确定了最佳工艺条件:微波功率400W,反应温度90℃,反应时间2min。在此条件下制备的TiO2催化剂对活性艳红X-3B溶液进行光催化降解,反应30 min的脱色率达93%,TOC去除率为55%。采用中空纤维膜三相液相微萃取-毛细管电泳(HF-LLLME-CE)联用技术对降解生成的小分子有机物进行了测定。     

异相Fenton试剂-光协同催化降解五氯酚钠的研究

在Fenton试剂-光催化氧化降解五氯酚钠过程中,由于Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)水解,导致光效率降低,五氯苯酚分析困难,并在废水处理过程中引入了新的污染.为了解决这些问题,将Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)分别固载到LS-5000螯合树脂上,与H2O2一起构成异相Fenton试剂,进行五氯酚钠的Fenton试剂-光协同催化氧化降解研究.单因素试验表明,光照时间、H2O2质量浓度、载Fe(Ⅱ)/Fe(Ⅲ)螯合树脂用量、PCP-Na初始浓度对五氯酚钠降解率均有影响.正交试验获得降解五氯酚钠的最佳工艺条件为: 0.2 g载铁(Ⅱ)螯合树脂、24 μg/mL H2O2、16 μg/mL五氯酚钠以及150 min紫外光光照.影响降解的因素按强度由大到小的次序为光照时间、载铁(Ⅱ)螯合树脂质量、五氯酚钠初始质量浓度和H2O2质量浓度.Na+、K+、Mg2+、Cl-和SO2-4等50倍于五氯酚钠质量浓度时,五氯酚钠降解率变化值小于等于±5%.     

多环芳烃光动力降解产物的细胞毒性检验

对多环芳烃的光动力降解产物进行细胞毒性评价,将8种多环芳烃(菲、蒽、萘、■、荧蒽、苯并[a]芘、苯并[k]荧蒽和苯并[a]蒽)水溶液分为对照组和光动力试验组,分别与小鼠成纤维细胞L929细胞系共培养一段时间,通过倒置显微镜观察细胞形态的变化,磺酰罗丹明B试验计算细胞存活率,根据细胞核染色和Annexin V-FITC/PI染色配合流式细胞仪分析细胞凋亡情况来综合评价多环芳烃的光动力降解产物的细胞毒性。结果表明：经倒置显微镜观察,光动力试验组的死细胞数量变少;在25.0 ng/mL、12.5 ng/mL、3.1 ng/mL和1.6 ng/mL下,细胞存活率较之对照组分别增高了21.35%、20.22%、20.22%和20.23%;经细胞核染色发现,在50.0 ng/mL和25.0 ng/mL下,光动力试验组的细胞凋亡率分别为40%和14%,较之对照组明显降低;经Annexin V-FITC/PI染色及流式细胞仪分析,在50.0 ng/mL下,光动力试验组的细胞凋亡率比对照组降低了32.67%。试验结果证实了多环芳烃的光动力降解产物较之未降解的多环芳烃的细胞毒性降低。     

电化学氧化降解苯胺的研究

以Ti/SnO2 - Sb2O5为阳极,石墨为阴极研究了苯胺的电化学氧化降解.在阳极氧化的基础上,通过外加Fe2+实现了阳极氧化与电Fenton氧化协同降解苯胺.结果表明,不存在Fe2+时,中性介质和高阳极电位有利于提高苯胺去除率.苯胺被阳极氧化降解的同时,-0.65 V和酸性介质条件下石墨阴极具有良好的还原O2生成H2O2的性能.在pH=3.0和-0.65 V阴极电位条件下,电化学反应600min,H2O2的累计质量浓度达到110 mg·L-1.引入Fe2+后,苯胺降解效果和电流效率得到大幅度提高.在阴极电位为-0.65 V,pH值为3.0,初始Fe2浓度为0.50 mmol· L-的条件下,处理180 mg·L-1苯胺水溶液(Na2SO4为支持电解质)600 min,苯胺去除率达100％,COD去除率为78％.因此,使用恰当的电极材料,控制合理的电极电位,可以实现双极电化学氧化降解水中有机物,并且获得较高的电流效率.     

CTMAB改性沸石及其对对硝基苯酚吸附效果的研究

为提高沸石对水体中有机污染物的吸附效果,采用酸热活化-十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)改性沸石,研究了改性沸石吸附对硝基苯酚的能力,探讨了改性条件对沸石吸附能力的影响和改性沸石吸附对硝基苯酚的适宜条件.结果表明,改性溶液中CTMAB的量低于沸石阳离子交换量时,沸石负载表面活性剂的量越大,所得到的有机沸石对对硝基苯酚的吸附能力越强; 改性溶液pH值增大,所获得的有机沸石吸附对硝基苯酚的能力也增强.CTMAB溶液的质量分数为1.1%,改性时间为2 h所制备的有机沸石对对硝基苯酚有较高的去除率.在利用已制备的有机沸石处理污水中对硝基苯酚的实际应用中,有机沸石投加量为25 g/L,对硝基苯酚溶液在pH值为6,振荡50 min的条件下,有机沸石对对硝基苯酚的去除率可达98.3%.     

表面活性剂用量对有机膨润土稳定性的影响

为研究有机膨润土的稳定性,通过添加不同用量的表面活性剂(十六烷基三甲基溴化铵)对有机膨润土进行改性处理.将制成的有机膨润土加入清水中,通过不同振荡时间、振荡强度、超声处理时间、温度、pH值及不同浓度盐溶液的处理后,测定离心得到的上清液中总有机碳(TOC)的含量.结果表明,相同处理条件下(超声处理除外),有机膨润土的稳定性均随着改性时表面活性剂用量的增加而逐渐降低.当表面活性剂用量小于或等于膨润土阳离子交换量(CEC)时,制备的有机膨润土比较稳定.振荡时间、振荡强度及反应温度对有机膨润土稳定性的影响不明显;增加超声波处理时间、pH值过高或过低均会降低有机膨润土的稳定性;提高处理溶液中的NaCl、CaCl2浓度.可增加有机膨膨润土尤其是高表面活性剂用量的改性有机膨润土的稳定性.因此,为避免有机膨润土的二次污染,在利用表面活性剂制造有机膨润土时,应根据膨润土的阳离子交换量确定适宜的表面活性剂用量,并使溶液pH值处于中性范围.     

超高效液相色谱串联质谱法对水体中全氟化合物的测定

采用超高效液相色谱串联质谱技术建立了水样中11种全氟化合物的检测方法.方法以ACQUITY UPLC BEH C18为分析柱,甲醇和2 mmol/L 5％甲醇乙酸铵溶液为梯度淋洗液,全氟己酸、全氟庚酸、全氟辛酸、全氟壬酸、全氟癸酸、全氟十一烷酸、全氟十二烷酸、全氟十四烷酸、全氟辛烷磺酸、全氟己基磺酸钾和全氟丁基磺酸钾可以在6min内分离,外标法定量.采用固相萃取作为前处理方法,对比研究了两种淋洗液、3种洗脱液在不同pH值下的添加回收率.在试验条件下,所选取的全氟化合物的最低检测质量浓度为0.011～0.089pg/mL,这些化合物除全氟十四烷酸外,在水样中的平均回收率为72.6％～144.7％,相对标准偏差为1.2％～9.2％.实际样品的检测显示,全氟丁基磺酸钾、全氟辛酸与全氟辛烷磺酸在所测污水中质量浓度较高.     

石油降解菌的筛选、降解特性及其与基因的相关性研究

以Bush-hass培养基为筛选培养基,从3种不同来源的石油污染土壤中富集、分离、筛选获得16株可以以石油烃为唯一碳源的菌株。对菌株的生理生化性质、石油烃降解效果、菌株种属和菌株所含石油烃降解基因进行了检测。结果表明,筛选出的16株菌分属于铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)、施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri)和不能确定种名的假单胞菌属(Pseudomonas)、不动杆菌属(Acinetobacter)、芽孢杆菌属(Bacillus)、黄杆菌属(Flavobacteriaceae)、埃希氏菌属(Escherichia)和无色杆菌属(Achromobacter)的细菌。其中7株菌株对水相中石油烃的降解率在降解时间为20 d时可达到31.5%~54.7%。对菌株的降解基因检测结果表明,当降解菌中同时含有双加氧酶和单加氧酶控制基因时,菌株对石油烃显示出较强的降解能力。     

g-C3N4制备及其协同PDS可见光催化降解布洛芬的研究

以尿素为主要原料,采用热聚合法在不同条件下制备了光催化剂g-C3N4(石墨相碳化氮),通过改变尿素在马弗炉中加热的温度(350℃、400℃、450℃、500℃)和时间(0.5 h、1 h、1.5 h),得到不同烧结温度和时间的光催化剂,并对其进行X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶红外光谱分析仪(FT-IR)、紫外可见漫反射光(UV-Vis)表征,并通过可见光光催化降解布洛芬试验,探究了制备温度、时间对g-C3N4光催化性能的影响;并在溶液中加入PDS(过硫酸钾),联合g-C3N4在可见光下光催化降解布洛芬。结果表明,当烧结温度为500℃、烧结时间为1.5 h时,制备的g-C3N4在可见光区有较强吸收且具有较大的比表面积,以致其表现出最佳的光催化性能;PDS的存在对布洛芬的降解有促进作用,且加快了g-C3N4对布洛芬的光催化降解,相比于纯g-C3N4,4 h内布洛芬的降解率由63%提升为90.5%。以异丙醇、甲醇、对苯醌、草酸钠、重铬酸钾、甲醇分别为羟基自由基(·OH)、·OH和硫酸根自由基(SO4^-·)、超氧自由基(·O2-)、空穴(h+)、电子(e^-)的捕获剂。通过对反应过程的活性物种鉴定,·OH、SO4^-·、h+、e^-均参与了布洛芬的光催化降解,其中h+在反应中的贡献率达到了82.9%,在降解布洛芬过程中起主导作用;在反应体系中添加PDS后,催化剂g-C3N4的荧光强度变小,即加入PDS能够有效降低g-C3N4的光生空穴与电子的复合率,提高g-C3N4的光催化性能。     

在用车尾气检测方法的研究进展

总结了当前使用的汽车尾气检测法(怠速法、双怠速法、ASM法、IM240/IM 195、VMAS法)的检测原理,重点介绍了ASM法和VMAS法的检测设备及检测方法.分析了各种检测方法的优缺点,以寻求适合于当前汽车尾气检测的最优检测方法.简述了国内外汽车尾气检测技术(CAN总线技术、虚拟仪器技术、脉内光谱检测技术、光腔衰荡光谱技术、模糊补偿技术等)的最新研究.最后提出了尾气检测法的进一步研究方向.     

三相流化床中人苍白杆菌与硝化菌对苯胺废水的共基质降解

将人苍白杆菌(Ochrobactrum anthropi)降解苯胺的过程与硝化反应相结合,在三重环流三相流化床中实现共基质降解,充分降低废水中的苯胺和苯胺降解过程中产生的NH4 -N.以自行研制的聚氨酯填料为载体,研究了流化床内苯胺、DO以及NaHCO3等对该共基质降解过程的影响.挂膜过程中苯胺质量浓度下降和NH4 质量浓度上升,证明了此过程中人苍白杆菌生物膜优先形成,而且NH4 质量浓度先增后降反映了人苍白杆菌生物膜的形成为硝化菌生物膜的形成创造了条件.通过苯胺对硝化菌的抑制性实验发现,苯胺质量浓度从100 mg/L下降到4 mg/L的过程中,其对硝化菌的抑制作用由强变弱.当苯胺质量浓度小于4 mg/L时,对硝化菌无抑制作用.其中亚硝化细菌比硝化细菌活性恢复更快,表明硝化菌比亚硝化菌对苯胺的毒性抑制更为敏感.流化床高效的传氧能力可以改善硝化细菌摄O2的条件.DO 2～3 mg/L,pH=7.5～8.5及适当的NaHCO3添加量是苯胺与NH4 -N共基质降解的适合条件.此条件下进水COD和苯胺质量浓度分别为540 mg/L及210 mg/L左右时,出水能够达到国家一级排放标准.     

生物表面活性剂产生菌处理水体石油污染物的研究

为研究水体石油污染物的生物处理方法,通过富集培养、蓝色凝胶平板分离初筛、摇瓶复筛等方法从长期被石油污染的油泥中筛选生物表面活性剂产生菌.采用薄层层析显色法和红外光谱法鉴定该菌所产表面活性剂种类,测定表面活性剂的乳化性能、表面张力和临界胶束浓度等性能,并对菌株降解水体石油污染物的影响因素及效果进行了研究.结果表明,筛选出的生物表面活性剂高产菌株LJ2所产表面活性剂为糖脂,其乳化指数为33％,25℃下可将水的表面张力从71.14 mN/m降至27.22 mN/m,临界胶束质量浓度为5 mg/L;当表面活性剂水溶液质量浓度为100 mg/L时,其乳化指数可达50％.温度、降解时间以及NaCl质量分数对菌株LJ2处理水体石油污染效果影响很大.在34℃条件下处理5d,菌株LJ2对质量浓度为2 g/L的水体石油污染物的降解率高达99.5％.研究表明,生物表面活性剂产生菌L J2对水体石油污染物有良好的降解效果,而且该菌还对水体中较高浓度的NaCl有一定的耐受性.     

微藻热化学转化制取生物质油催化剂的研究进展

微藻生物质能源被认为是可以有效解决能源危机的第三代生物质能源。以微藻为原料,通过热化学转化的方法制取生物质油是微藻能源利用的研究热点。综述了微藻热化学转化中催化剂的研究进展,包括碱金属盐催化剂、分子筛催化剂、过渡金属催化剂等,并提出了该研究的发展方向。     

上海松江泖港地区蟹种养殖对水质的影响

为了探究河蟹蟹种养殖模式对水环境的影响,于2012年6-10月,对上海松江泖港地区蟹种池塘和水源的水质进行了监测.结果表明,在整个养殖周期中,蟹种池CODMn不断增长,水源水的变化趋势为先增后减.在多数时段,水源水亚硝酸盐质量浓度高于蟹种池,但6月26日蟹种池反而显著高于水源水(p＜0.05).在整个监测过程中,水源水硝酸盐质量浓度均显著高于蟹种养殖池(p＜0.05).养殖前期,水源水磷酸盐质量浓度高于蟹种池;养殖后期蟹种池高于水源水,但均无显著差异(p＞0.05).台风过境后,水源水氨氮质量浓度达2.21 mg/L,磷酸盐质量浓度达0.467 mg/L,表明农田化肥水和地表径流可能是导致水源水体富营养化的重要原因.     

紫外分光光度法对苯酚、苯胺和苯甲酸的同时测定方法的研究

利用紫外分光光度法的吸光度加和性原理,对苯酚、苯胺和苯甲酸的同时测定方法进行了研究.通过调整待测物质溶液的pH值,可以使其分光光度法的吸收峰发生红移(或蓝移),从而有利于确定该物质的最佳吸收波长.对苯酚、苯胺和苯甲酸的分析测定表明,在碱性介质中该系列化合物的吸光度具有较好的加和性,其相对误差在10%～15%之间,适于多组分同时测定.本方法的苯酚、苯胺和苯甲酸的线性范围均为0～70 mg/L;加标回收率分别为95.8%～107.8%,97.6%～117%和93.7%～108.5%,测定2组水样时的相对标准偏差分别为1.84%、3.20%,2.71%、1.06%和2.61%、5.10%.     

跨界水污染事故危害实时判定方法的建立

针对跨界突发性水污染事故特点,基于压力-状态-响应模型(PSR)构建了跨界水污染事故预警指标体系,并确立了各指标的分级标准。采用AHP(层次分析法)-综合模糊评价法建立了事故危害实时判定方法。     

基于数据驱动的石化装置静态报警抑制策略研究

由生产状态变化引起的误报警频发,为解决现有针对基于状态报警的抑制方法缺乏完整性与定量分析的问题,提出了新的报警抑制策略。通过分析报警记录等数据库,对引起报警的生产条件进行结构化整定并量化,利用分类筛选与数据过滤找出基于状态的报警,再结合关联性分析和概率判断,建立了基于数据驱动的静态报警抑制策略。使用现场数据的试验证明了该方法的有效性。     

固定化微生物吸附剂对Cr3+的吸附特性研究

从皮革铬鞣、复鞣污泥等处分离、纯化出4株菌株TP、XB、MY和TQ,采用海藻酸钠悬滴法并添加膨润土制成微生物固定化吸附剂,研究该吸附剂对低质量浓度Cr3+的吸附特性。结果表明,4种固定化颗粒对低质量浓度Cr3+有较好的吸附作用。实验室条件下,当吸附温度为30℃时,6 h后固定化吸附剂进入缓慢吸附和平衡吸附阶段。吸附等温曲线拟合研究表明,不同温度下吸附剂适合不同的等温模型。4种微生物吸附剂均与Lagrange拟二级动力学模型拟合最佳,且吸附量从高到低为TQ、TP、XB、MY。颗粒内扩散模型研究表明,20℃下XB和MY对Cr3+的吸附分为快速吸附和缓慢吸附阶段;30℃和40℃下固定化颗粒均呈现表面吸附—缓慢吸附—平衡吸附过程。热力学研究表明,吸附反应均属于自发进行的吸热过程,并且均是化学吸附。     

基于铅同位素解析技术的土壤铅污染来源研究

通过分析耕层土壤铅污染的程度,分析耕层土壤铅污染的来源,解析各污染源对土壤铅污染的相对贡献率.以陕西某工业区为研究区域,采集大气降尘、耕层土壤(0 ～ 20 cm)和背景土壤样品,用ICP-MS测定铅元素质量比及同位素比率(206pb/207 pb和208pb/206pb),分析耕层土壤铅污染的来源,结合二元混合模型计算各污染源对耕层土壤铅的贡献率.结果表明,耕层土壤铅质量比范围为21.8 ～ 40.0mg/kg,平均值为27.1 mg/kg;背景土壤铅质量比范围为19.1 ～22.1mg/kg,平均值为21.4 mg/kg;大气降尘铅质量比范围为570.2 ～2 221.7 mg/kg,平均值为1 062.36 mg/kg.该区域铅锌冶炼活动对耕层土壤铅的贡献率约为18.43％,焦化厂燃煤对耕层土壤铅的贡献率约为9.36％,热电厂燃煤对耕层土壤铅的贡献率约为19.71％,背景土壤对耕层土壤的贡献率约为52.5％.背景土壤是耕层土壤铅污染的主要来源.