非常规多水源双膜工艺处理后浓缩水的水质特性

利用常规和非常规多水源经RO处理后作为新水源,与非常规单一城市污水厂水源比较,多水源双膜处理工艺产生的浓水水质有所不同。浓水水质检测主要指标包括无机盐(Cl-、SO42-、TDS、全盐量)、有机物(BOD、COD)、氮营养物(NH4+-N、TN)、碱度、硬度等。通过实际工程运行水质动态监测,初步探讨了RO浓水的水质规律及其影响因素,为RO浓水处理处置技术深入研究奠定了基础。     

花生壳对刚果红的吸附性能

采用静态吸附法研究了花生壳用量、粒径,刚果红溶液pH值、初始浓度,吸附时间,温度6个因素对花生壳吸附刚果红的影响.结果表明,花生壳对刚果红的吸附能力随其粒径的减小而增加;随着吸附时间的延长,花生壳对刚果红的去除率增加,90 min时基本达到吸附平衡;在常温下,溶液pH为7.54时,花生壳对刚果红的吸附去除率可达91.2%;花生壳对刚果红的等温吸附较符合Freundlich方程.花生壳可作为吸附去除刚果红的理想功能材料.     

藻菌生物膜胞外聚合物(EPS)与Al3+的配位作用机理

利用三维荧光光谱(3DEEM)和傅立叶转换红外光谱(FTIR)研究了藻菌生物膜EPS与Al3+的相互作用机理.3DEEM结果表明,生物膜EPS含有3个荧光峰.其中,峰A(Ex/Em=225～235 nm/300～330 nm)和峰B(Ex/Em=275～280nm/325～330 nm)荧光较强,属类蛋白峰,峰C(Ex/Em=335 nm/432～434 nm)荧光较弱,属类腐殖酸峰.峰A和峰B都能不同程度地被Al3+猝灭,它们的条件稳定常数(logK)分别为5.89和6.95.Al3+-EPS体系的峰A和峰B荧光强度明显受溶液pH值的影响.在pH为2～4之间时,荧光强度随pH的增大而增大,在4～7之间随pH的增大而减小,在7～11之间随pH增大而增大.FTIR光谱网分析表明,Al3+主要与EPS中所含的-NH-、C=O等发生强的配位作用.     

改性活性炭对氨和三甲胺的吸附特性研究

由于活性炭的吸附性能对不同的化合物有很大的差异,使用普通的活性炭,对成份复杂、浓度极低的恶臭污染的去除这不到很好的净化效果,因此,对活性炭提出了化学改性的要求.本文选取常见恶臭污染物中的氨气和三甲胺,用改性活性炭对其吸附性能进行了试验,并且研究了氨气浓度、床层高度对穿透时间的影响.结果表明,用亚铁盐和铜盐配方改性处理的活性炭对氢气和三甲胺有较好的吸附性能.     

pDADMAC改性活性炭对水中硝酸盐的吸附特性

相对于生化反硝化,吸附法对${fbox{}}{rm{NO}}_3^{-} $的去除速率更快. 自然胶体对${rm{NO}}_3^{-} $的吸附能力有限,研发高效、低成本、制备流程简便的${rm{NO}}_3^{-} $吸附剂具有重要价值. 用聚二烯丙基二甲基氯化铵（pDADMAC）改性活性炭（GAC）,提升其Zeta电位,实现对${rm{NO}}_3^{-} $的高效吸附,并通过改性前后材料的形貌表征,探究其对水中${rm{NO}}_3^{-} $的吸附机制. 结果表明,pDADMAC负载到了活性炭表面,pDADMAC-GAC表面Zeta电位在pH=4—12范围内都得到了提升,因此在较宽的pH范围内对${rm{NO}}_3^{-} $都有良好的吸附效果. pDADMAC改性后的活性炭（pDADMAC-GAC）对${rm{NO}}_3^{-} $的吸附量明显提高,约为改性前的3.36—5.06倍. pDADMAC-GAC对${rm{NO}}_3^{-} $的吸附动力学过程符合准二级动力学,吸附过程以化学吸附为主;在25 ℃、 pH=6、初始${rm{NO}}_3^{-} $浓度为15 mg∙L^-1条件下,准二级动力学模型计算得到的pDADMAC-GAC对硝酸盐的最大吸附量为3.26 mg∙g^-1. Langmuir吸附等温线拟合效果最好,表明其主要是单分子层吸附. 重复性和干扰性实验表明,pDADMAC-GAC具有可重复利用性,水中共存的${rm{SO}}_4^{2-} $、${rm{H}}_2 {rm{PO}}_4^- $和Cl⁻ 阴离子对${rm{NO}}_3^{-} $吸附有一定干扰. 综上,pDADMAC-GAC具有作为优良的${rm{NO}}_3^{-} $阴离子吸附剂的潜力.     

改性活性炭的表面特性及其对金属离子的吸附性能

本文主要研究了改性对活性炭的表面物理化学特征和对其吸附金属离子性能的影响。研究发现,硝酸氧化可显著增加活性炭表面酸性基团的含量,提高活性炭的表面亲水性,降低pHpzc值,并造成活性炭的结构塌陷和比表面积的减少,因而对活性炭吸附性能产生明显影响,可明显提高对Pb^2 等金属离子的吸附容量。     

改性污泥活性炭对苯乙烯的吸附

以城市污泥为原料制备活性炭,对其进行改性,研究了改性前后的比表面积、表面酸碱基团、对苯乙烯的静态吸附容量、吸附穿透曲线、脱附活化能等吸附性能.结果表明,硫酸铜溶液浸渍改性后可使污泥活性炭比表面积明显提高,其中0.1 mol·L-1硫酸铜溶液浸渍改性的污泥活性炭较改性前的比表面积提高了32%(达704.7 m2·g-1).硫酸铝溶液和硫酸铜溶液浸渍改性可以使污泥活性炭表面酸性基团含量提高、表面碱性基团含量减少;对苯乙烯的静态吸附容量提高到改性前的两倍以上(分别达211.4 mg·g-1和178.8 mg·g-1)、对苯乙烯的动态吸附穿透时间由2 min提高到10 min以上、脱附活化能由2.94 kJ·mol-1提高到6 kJ·mol-1以上.改性后活性污泥炭的吸附性能得到明显提高.     

改性活性炭对有机物的吸附性能

研究了表面改性对活性炭吸附各种有机物性能的影响。研究发现,硝酸氧化可显着增加活性炭表面酸性基团的含量,提高了活性炭的表面亲水性,降低pHPZC值,并造成活性炭的结构塌陷和比表面积的减少,因而对活性炭吸附水中的苯酚、苯胺、腐殖酸、氯仿、四氯化碳等有机物的性能产生明显影响。以去除水中有机污染物为目的的活性炭表面改性的方向应为：减少表面内酯基及羧基等含氧官能团的含量,增加活性炭表面的疏水性。     

活性炭纤维对水中敌草隆的吸附性能

探讨了活性炭纤维对水中敌草隆的吸附.结果表明,在pH=2.9时,吸附量最大;活性炭纤维的吸附能力随着温度的升高而升高;Redlich-Peterson方程更适合描述敌草隆的吸附行为;Gibbs自由能(ΔG0)值小于零,说明此吸附过程是自发进行的吸附过程;假二级方程更适用于描述活性炭纤维对水中敌草隆的吸附动力学过程.     

用三维荧光和红外技术分析好氧颗粒污泥形成初期胞外聚合物的变化

为了研究聚合氯化铝(PAC)的投加在好氧颗粒污泥培养初期的作用,本研究分别在污泥培养的第1-7天(R1)和第8-14天(R2)投加PAC,并采用三维荧光光谱(3D-EEM)和傅立叶红外光谱(FTIR)技术分析好氧颗粒污泥形成初期胞外聚合物(EPS)各组分的含量及变化规律.结果表明,PAC投加时间推迟后,污泥沉降性能良好,且反应器中胞外聚合物和蛋白质含量明显增多,松散附着的EPS(LB-EPS)中蛋白含量变化趋势明显,多糖含量保持在较小范围内波动,与溶解性胞外聚合物(S-EPS)和紧密黏附的胞外聚合物(TB-EPS)相比较,LB-EPS和污泥颗粒化有密切关系;三维荧光光谱分析结果显示,R2中荧光类蛋白物质(峰A和峰B)强度均大于R1,而腐殖酸类物质(峰C)强度小于R1,说明A和B这两种荧光类蛋白物质在微生物聚集体形成过程中的作用更加重要;红外光谱表明,1636 cm-1、1654 cm-1分别属于蛋白质二级结构中CO伸长振动引起的,分别存在于S-EPS和LB-EPS、TB-EPS中,且在投加PAC的时间推迟后1654 cm-1处的吸收峰吸收较弱,和三维荧光分析共同表明LB-EPS中的蛋白类物质是好氧颗粒污泥形成初期加入PAC进行强化造粒的核心原因之一.     

北京市部分地区降雪中溶解性有机物的光谱性能表征

为了解降雪中溶解性有机物（DOM）的特征,采集了北京市不同地区两场降雪,对降雪样品中的DOM进行了紫外-可见光谱、三维荧光光谱、同步荧光光谱表征.结果表明,不同区域降雪中溶解性有机碳（DOC）浓度变化规律不同,这可能与降雪所在区域的下垫面性质不同有关;降雪样品中DOM的芳香性和分子量较低,含有类色氨酸、类富里酸和类蛋白质类物质,腐殖化程度较低,受生物过程影响较大;同步荧光光谱表明,DOM为类蛋白类物质和芳香性化合物,其中存在苯环和具有共轭系统的多环芳烃,含有少量胡敏酸类物质.研究降雪中DOM光谱性质将有助于进一步研究DOM与共存污染物之间的相互作用,为有效利用降雪提供基础性数据.     

基于傅里叶变换红外光谱技术分析壬基酚和双酚A对斑马鱼胚胎的影响

壬基酚(4-NP)和双酚A (BPA)是2种在环境中普遍检出的雌激素物质,已经在地表水中广泛检出,且浓度很高。壬基酚和双酚A在地表水中检测浓度最高分别达到了644 μg·L^-1和12 μg·L^-1。目前有大量研究表明壬基酚和双酚A具有环境内分泌干扰效应,但是较少研究利用傅里叶变换红外光谱技术分析这2种物质对斑马鱼胚胎生理生化的影响。傅里叶变换红外光谱作为一种基于官能团和极性键振动结构分析技术,已广泛用于大分子化合物结构分析以及蛋白质的二级结构解析,是获取分子结构信息的有力工具,经常用于毒理学领域。本研究基于傅里叶变换红外光谱技术,分析了壬基酚和双酚A对斑马鱼胚胎的毒性。结果表明,当壬基酚≥ 322 μg·L^-1时,斑马鱼胚胎72 hpf孵化率分别只有33%、5%、0%、0%和0%;同时,暴露96 h时,可显著降低斑马鱼胚胎的存活率和增加致畸指数,且呈浓度依赖特征。特别是849.5 μg·L^-1和1 038.5 μg·L^-1壬基酚暴露后,斑马鱼胚胎全部死亡。类似地,当双酚A≥5.55 mg·L^-1时,斑马鱼胚胎72 hpf孵化率分别只有30%、0%、0%和0%;暴露96 h时,双酚A≥7.5 mg·L^-1也导致斑马鱼胚胎的存活率显著下降和增加致畸指数,并随着浓度升高毒性增大。以胚胎死亡率和致畸形指数作为效应终点,壬基酚对斑马鱼胚胎的96 h-LC₅₀和EC₅₀分别为481.7 μg·L^-1和362.6 μg·L^-1;双酚A对斑马鱼胚胎的96 h-LC₅₀和EC₅₀为8.8 mg·L^-1和7.9 mg·L^-1。红外光谱分析显示,当壬基酚≥158.5 μg·L^-1时,对酰胺Ⅱ、脂质、蛋白磷酸化等波数有显著影响;当双酚A≥1.75 mg·L^-1时,对酰胺Ⅰ、酰胺Ⅱ、脂质和碳水化合物等波数有显著影响。上述研究结果显示壬基酚和双酚A对斑马鱼存活率、畸形率以及生理生化均有显著的影响。     

焦化废水生物出水溶解性有机物特性光谱表征

利用非离子型DAX-8树脂和离子型交换树脂对某焦化废水二级生物出水溶解性有机物(DOM)进行组分分离,从溶解性有机碳(DOC)、紫外-可见光谱、三维荧光光谱、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)等4个方面对组分进行光谱学分析与特征识别.结果显示,疏水性酸性物质(HoA)、亲水性酸性物质(HiA)和亲水性中性物质(HiN)为DOM的主要组分,其DOC含量占总DOC的39.88%、20.85%、25.38%;DOM主要含有单环芳香族化合物或共轭双键类化合物成分,类腐殖质物质和类富里酸物质是DOM的特征有机物;低分子量有机物在亲水性物质组分(HIS)中含量最高,E254/E365=3.89,E445/E665=1.91,SR=0.926均证明了这一点;亲水性碱性组分(HiB)组分UV254占比为32%,SUVA值为49.94 L·mg-1·cm-1,不饱和物质和芳香性物质含量最高,芳香化程度最高;HoA的E300/E400值为2.58,腐化程度最高,组分中含有类富里酸物质.DOM光谱分析能够提供组分中亲疏水性物质的比例、芳香性高低、分子量、发色团及有机基团等信息,可以作为判断废水特征的参考依据.     

磺胺甲噁唑对绿藻的生长抑制作用及其潜在毒理学机制

磺胺甲噁唑(sulfamethoxazole, SMX)常用于动物和人类疾病治疗,导致其在多种环境介质中广泛检出。绿藻作为水生生态系统中的初级生产者,因其灵敏度较高而常用作毒性评估的模式生物。然而,目前关于SMX对绿藻的毒性研究普遍以传统毒性测试为主,缺乏对其生物大分子水平毒性效应的深入认识。本研究结合藻类生长抑制实验和傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy, FTIR)分析深入探究SMX对绿藻生物大分子水平的毒性作用机制。藻类生长抑制实验结果表明,SMX对3株绿藻的EC₅₀(置信度95%)依次为斜生栅藻(8.53 mg·L^-1) < 四尾栅藻(14.30 mg·L^-1) < 尖细栅藻(90.45 mg·L^-1)。基于FTIR分析发现,SMX暴露引起绿藻生物大分子发生变化且存在明显的剂量效应关系。脂质水平上,脂质发生过氧化、改变脂肪酸烷基链长度,进而影响细胞膜的流动性和通透性。蛋白质水平上,酰胺Ⅰ和酰胺Ⅱ的变化揭示蛋白质二级结构发生变化。DNA水平上,DNA构型发生变化,由常见的B-DNA型转换为能抵御外界干扰A-DNA型。3株绿藻在生物大分子水平对SMX暴露的响应差异可能与其细胞壁结构组成差异有关。     

4-硝基苯胺与人血清白蛋白相互作用的研究

通过荧光和紫外光谱法研究了4-硝基苯胺与人血清白蛋白(HSA)的作用.结果表明,4-硝基苯胺对HSA的内源荧光具有强烈的猝灭作用.猝灭机理为静态猝灭,同时伴随有非辐射能量转移的发生.根据双对数方程计算其结合常数和结合位点数.确定4-硝基苯胺与HSA有一类结合部位.根据热力学参数得出4-硝基苯胺与HSA之间的主要作用力为氢键和疏水作用力.同步荧光的结果表明,作用点位靠近色氨酸,并且使色氨酸的疏水环境增强.     

城市污水厂剩余污泥中腐殖酸化学组成与结构特征

采用元素分析、傅里叶红外光谱、固体13C核磁共振以及三维荧光光谱技术,对不同污水处理厂剩余污泥中腐殖酸的化学组成和结构特征进行对比分析.结果表明,不同腐殖酸的化学组成极其相似,但在结构特征上存在明显差异.元素分析计算结果发现,不同腐殖酸的H/C、O/C和C/N的比值存在差异,说明其结构存在差异.荧光光谱显示各个腐殖酸均存在两个明显的特征峰.荧光指数表明各个腐殖酸均为生物源腐殖酸,与元素分析测得的H/C结论一致.傅里叶红外分析显示A厂腐殖酸的各个官能团吸收峰最大、即各个官能团含量最多,C厂含有最少的含氧官能团.13C-NMR结果表明,A厂腐殖酸含有最多的脂肪碳和芳香碳结构,而D厂腐殖酸与之相反.     

导数恒能量同步荧光法同时分析咔唑、苯并(a)芘、苝和2,3-苯并蒽

建立了咔唑、苯并(a)芘、苝和2,3-苯并蒽四组分同时测定的导数恒能量同步荧光分析法,该法简便快速,无需对混合物进行分离,只需一次扫描,就可实现四组分的同时鉴别和定量测定.该方法用于海水、自来水和大气飘尘的分析,取得了良好的效果,回收率分别为94%—104%,91.7%—104%和82.3%—112.5%.     

用荧光光谱研究腐殖酸与金属离子Al^3＋的配合作用

用同步荧光法对两种来源不同的腐殖酸与金属离子Ａｌ＾３＋的配合作用进行了研究,采用非线性回归分析,用荧光强度变化数据,拟合出金属配合物（１：１）的条件稳定常数Ｋ,在配合滴定进行的同时,探讨了溶液在５００ｎｍ处的瑞利散射现象。     

某实际染整废水深度处理过程中无机组分与溶解性有机物的变化

近年来超滤（UF）-反渗透（RO）组合工艺逐渐在印染废水深度处理中得到推广应用,但目前对实际染整废水深度处理过程中无机与有机组分变化特征的研究仍有不足。研究考察了某实际染整废水的UF-RO深度处理工艺过程中无机离子、溶解性有机物（DOM）组分特征与来源解析。结果表明,实际染整废水深度处理工艺过程中,UF-RO工艺对常规污染物去除显著,但RO出水中仍存在有机氮;该工艺可显著去除染整废水中高芳香度、高分子量、疏水性的DOM,而陆源输入、腐殖化程度相对较低的DOM可透过RO膜。染整废水中主要阳离子为Na、Ca和K,阴离子为$ {mathrm{C}mathrm{l}}^{-} $、$ {mathrm{S}mathrm{O}}_{4}^{2-} $ 和$ {mathrm{H}mathrm{C}mathrm{O}}_{3}^{-} $,RO单元对Fe、Si和Al的去除率为55.4%—83.6%,对K、Ca、Na、Mg的去除率达到96.3%—100%;RO膜对Mg的浓缩倍数最高,RO膜上 Fe和Al相比Ca和Si更难被洗脱。UF单元可显著截留富里酸类DOM,RO出水则仅存在色氨酸类（Ex/Em=235/335 nm）和酪氨酸类（Ex/Em=225/285 nm）荧光峰,其中Ex/Em=235/335 nm峰为染料相关的荧光峰。除RO出水外,其它水样DOM均以内源输入为主,RO出水则兼具自生源输入和陆源输入特征。这些研究结果可以为人们进一步了解实际染整废水深度处理过程中水质变化特征及RO膜性能提供参考价值。