不同水分条件下活性污泥对土壤中DOM产生及DDT降解的影响

采用盆钵实验,通过控制淹水、田间最大持水量和60%相对含水量3种水分条件系统研究施用活性污泥(AS)对不同质地土壤中DOM的产生消长规律及DDT降解的影响,旨在为农药污染土壤修复及农产品清洁生产提供理论依据。结果表明:1)不同水分条件下AS均能提高土壤中DOM的含量,且随添加比例增加而增加;2)不同水分条件下AS均能促进土壤中p,p'-DDT降解,淹水条件下添加1%~3%的AS使粘土、壤土和砂土中p,p'-DDT的降解率分别提高4.0%~45.0%、2.7%~48.9%和2.2%~35.4%;最大持水量条件下粘土、壤土和砂土中p,p'-DDT的降解率分别提高2.9%~40.9%、1.9%~46.9%和2.1%~34.3%;60%相对含水量条件下粘土、壤土和砂土中p,p'-DDT的降解率分别提高3.0%~40.9%、2.1%~45.0%和1.7%~31.6%;3)不同水分条件下,不同质地土壤中添加AS后DOC含量与p,p'-DDT含量呈显著正相关。上述结果表明不同水分条件下AS对p,p'-DDT降解的促进效果表现为淹水条件最大持水量60%相对含水量,p,p'-DDT在不同质地土壤中的降解速度表现为壤土粘土砂土。     

太湖湖泊缓冲带不同类型草林复合系统中氮、磷的溶出与沉降特征

以太湖竺山湾缓冲带中湿地岸带、支浜岸带、人工防护林3种主要类型的草林复合系统为研究对象,分别对其自身氮、磷溶出及沉降特征进行了研究,从而揭示缓冲带本身对地表径流和地下渗流的影响。结果表明,3种样地中总氮的溶出率在0.3%~2.5%,平均溶出率表现为人工防护林支浜岸带湿地岸带;总磷的溶出率在0.8%~4.0%,平均溶出率表现为支浜岸带湿地岸带人工防护林。氮、磷在向下沉降的过程中表现出不同的规律。各样地不同深度土壤渗透液中总氮浓度的变化趋势不一,基本表现为随深度增加而增加,总氮浓度为湿地岸带人工防护林支浜岸带;总磷浓度的变化趋势也不尽相同,与总氮相比,总磷的沉降效果不显著。综合来看,3种草林复合系统对污染物的沉降效果为湿地岸带人工防护林支浜岸带。     

土壤理化性质对Fe0还原硝基苯的影响

采用零价铁(Fe0)还原降解土壤中的硝基苯,考察土壤理化性质对还原效果的影响。结果显示,当2 g土壤中NB含量约为2.5 ×10-6mol/g,铁粉用量为50 mg,土壤含水量为75％时,控温25℃条件下反应1 h,硝基苯在松砂土和中壤土中的还原率分别可达到82.9％和91.1％。硝基苯在2种土壤中的还原率表现出中壤土...     

功能微生物对污染农田土壤中铅锌的溶出实验

用微生物修复重金属污染的土壤是当今的研究热点之一。试图寻找一类可以增加土壤中重金属铅、锌的可溶态的功能微生物,并研究该微生物在不同土壤含水率和不同投菌比条件下对铅、锌溶出作用的影响。最终筛选出符合条件的菌JK3,并发现当土壤含水率为35%,投菌比为0.15 mL/g土(菌液OD=1)时,土壤中铅和锌的可溶态增加量最多。其中,可溶态铅的含量由原来的0.49 mg/kg增加到了5.04 mg/kg,可溶态锌的含量由原来的2.23 mg/kg增加到了22.44mg/kg。该方法为后续用植物提取或化学淋洗等方法将土壤中的重金属彻底去除提供了可能。     

不同土地利用方式下土壤养分和重金属元素垂直分布特征

为探讨不同土地利用方式下土壤养分和重金属元素垂直分布特征,对2种母质的自然土壤、耕作土壤、休耕土壤养分和重金属元素垂直分布状况进行了比较研究。结果表明：不同土地利用方式下土壤表层养分元素含量总体表现为休耕土壤＞耕作土壤＞自然土壤,土壤表层重金属含量总体表现为农田土壤（耕作土壤和休耕土壤）＞自然土壤,耕作土壤与休耕土壤差异较小,土壤淀积层到母质层养分和重金属元素差异逐渐减小;土壤养分元素和Cu、Zn、Pb、Cd随土层深度的增加而减小,而Cr表现出相反的趋势;农田土壤耕作层有效钾含量最高可达215.6 mg·kg-1;耕作层Cd含量最高可达0.74 mg·kg-1。3种土地利用方式中,休耕土壤养分和重金属含量相对较高,建议在休耕期间种植伴矿景天等重金属高积累植物进行植物修复。     

表面活性剂在北京碱性土壤中的吸附行为研究

通过静态吸附实验,研究了北京碱性土壤对阴离子表面活性剂SDS、阳离子表面活性剂CTAB和非离子表面活性剂Tween80的吸附行为,考察了温度对表面活性剂吸附的影响.结果表明:7种不同土样对SDS、CTAB和Tween80的吸附等温线均较好地符合Langmuir吸附模式,其吸附能力的大小顺序为2号轻壤土》轻粘土》中壤土》砂壤土》5号轻壤土》重壤土》紧砂土,这主要是由于7种土样的pH、有机质含量和机械组成不同的缘故;同一土壤中,CTAB的吸附量》Tween80的吸附量》SDS的吸附量;温度的升高,不利于SDS和CTAB在土壤中的吸附,而有利于Tween80的吸附.     

土壤理化性质对Fe~0还原硝基苯的影响

采用零价铁（Fe0）还原降解土壤中的硝基苯,考察土壤理化性质对还原效果的影响。结果显示,当2 g土壤中NB含量约为2.5×10-6mol/g,铁粉用量为50 mg,土壤含水量为75%时,控温25℃条件下反应1 h,硝基苯在松砂土和中壤土中的还原率分别可达到82.9%和91.1%。硝基苯在2种土壤中的还原率表现出中壤土〉松砂土的规律;土壤微生物和土壤有机质含量升高有利于反应进行;粒径偏小的中壤土中硝基苯还原较彻底。NB在土壤中的老化时间对Fe0还原效果影响较小。     

煤矸石中氧化铝溶出的实验研究

煤矸石是主要的煤系固废,其中氧化铝的含量占到25%左右,又是一种可以利用的资源.本实验以山西潞安煤矿的煤矸石为原料,采用正交试验的方法,研究了盐酸作为酸浸介质浸取煤矸石中氧化铝.主要影响因素为煅烧温度、酸量、固液比及酸浸时间,最佳工艺条件为:煅烧温度为650℃,酸量为225mL(按照煤矸石中氧化铝和盐酸反应的摩尔比为1:6计)、固液比为1:3、酸浸时间为3 h,单因素重复试验结果和正交实验的结果相符,在最佳条件下,氧化铝的溶出实验验证结果表明,三氧化二铝溶出率为71.49%.本研究对实现煤矸石的资源化综合利用具有重要的意义.     

温度和表面活性剂对菲在土壤中吸附的影响

通过静态吸附实验,研究了北京地区土壤对菲的吸附行为,考察了温度和表面活性剂对菲吸附的影响.结果表明,6种土样对菲的吸附等温线均较好地符合Freundlich吸附模式,其吸附能力的大小顺序为:轻壤土>轻粘土>砂壤土>中壤土>重壤土>紧砂土;温度升高不利于菲在土壤中的吸附;十二烷基苯磺酸钠(LAS)和十六烷基三甲基澳化铵(CTAB)均利于菲在土壤表面的解吸,LAS和CTAB对菲的解吸率最高可达66.2%和31.8%,且LAS的解吸效果更好.     

废印制电路板在硝酸浸提液中的金属溶出规律

以电子元器件脱落为反应终点,研究了摩尔浓度分别为1.11、1.60、2.19、2.73、3.30、4.55 mol/L的硝酸浸提液中废印制电路板上Cu、Sn、Pb、Fe等金属的溶出规律。结果表明:(1)电子元器件脱落时间随硝酸浓度增大而缩短。(2)当硝酸摩尔浓度小于2.73 mol/L时,废印制电路板中Cu几乎不溶出。(3)废印制电路板中Sn和Pb总体随硝酸浓度增大溶出速率加快,反应初期溶出速率都较快,反应后期溶出速率变慢。(4)当硝酸摩尔浓度大于2.73 mol/L时,反应起始Fe迅速溶出达到一个较稳定的值,随着Sn和Pb的耗尽又一次迅速溶出,后一个迅速溶出规律与Cu一致。(5)在硝酸各浓度下,Sn、Pb溶出率一直高于80%且保持很好的一致性。Ni溶出率随着硝酸浓度的增大总体呈直线升高趋势,最终达到95%以上。当硝酸摩尔浓度小于3.30 mol/L时,Cu、Fe、Zn溶出率均为2%~3%;当硝酸摩尔浓度大于3.30 mol/L时,Cu、Fe、Zn溶出率最终分别约为50%、80%和93%。     

污水污泥中重金属污染物的溶出过程研究

污水污泥中污染物尤其是重金属的水体浸出作为重要的二次污染途径备受关注。为了探讨污水污泥中重金属的溶出规律,对上海7个污水处理厂的污水污泥进行了重金属总量分析,并采用水平振荡法对上述污水污泥中重金属进行了溶出动力学研究。结果表明,污水污泥中Cu、Cr和Zn的含量均较高,之后依次是Pb、As、Cd和Hg;污水污泥中重金属溶出动力学过程分为快速反应和慢速反应两个过程,可以用Elovich方程进行模拟;污水污泥中各重金属的溶出负荷差异较大,Cu、Cr和Zn的溶出负荷较大,其他较小,但各重金属相对于污水污泥中重金属总量的溶出百分比差异不大,基本处于10%以下。     

模拟根系分泌有机酸对焚烧炉渣重金属的溶出特征

为了解焚烧炉渣应用于潜流园林湿地污水处理系统的可行性,采用苹果酸、柠檬酸和腐殖酸模拟根系分泌的有机酸,考察了其对焚烧炉渣中重金属的溶出特征。结果表明：有机酸对炉渣中重金属Cu、Cr、Cd、Pb、Zn溶出具有促进作用,苹果酸略强于柠檬酸,腐殖酸作用弱;重金属Cu、Cr、Cd、Pb、Zn溶出量与其碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态含量显著相关,炉排渣（PZ）中重金属溶出量大于流化床炉渣（LZ）;炉渣中Cu、Cr、Pb、Zn在有机酸作用下的溶出率低于4%,仅PZ中Cd溶出率高达40%左右,为LZ的6～11倍。重金属初始含量、有机酸种类对炉渣中重金属溶出有显著影响,柠檬酸、苹果酸对LZ中重金属溶出率的影响无显著性差异,与腐殖酸的影响存在显著差异,炉排渣无此特征。流化床炉渣具有潜在可应用性。     

碱熔预处理对粉煤灰溶解规律的影响及其动力学

在用粉煤灰合成沸石分子筛的过程中,粉煤灰在碱液中的溶解影响到合成反应的速率以及合成分子筛的性能。采用碱熔的方法处理粉煤灰,研究了粉煤灰在碱液中的溶解机理以及碱熔预处理对粉煤灰溶解规律的影响,并采用Noyes-Whitney方程分析其溶解动力学。结果表明,经过碱熔预处理的粉煤灰有36．11％的SiO2和16．33％的Al2O3转化为水溶性成分,剩余的非水溶性部分在碱液中的溶解速率也有大幅提高,硅铝离子达到平衡浓度的时间缩短,铝离子的平衡浓度有较大提升。Noyes-Whitney方程对粉煤灰在碱液中的溶解规律适用,相关系数都达到0．979以上。     

湿法脱硫中石灰石溶解特性的模型及实验研究

在石灰石-石膏湿法烟气脱硫中,石灰石的溶解影响到浆液吸收SO2的能力及吸收塔持浆池的大小.根据传质及化学离子平衡理论,建立了石灰石的溶解模型,并通过实验对模型进行了验证,结果表明,模拟结果与实验值基本一致,模型较好地反映出石灰石的溶解过程;在浆液pH较低的情况下,通过增强搅拌强度,可以明显提高石灰石的溶解速率,而在浆液...     

二氧化碳水合物储气特性的实验研究

利用二氧化碳水合物小型实验装置分别在恒容和恒压条件下,研究了机械搅拌对二氧化碳气体溶解的影响以及温度与水-气比对二氧化碳水合物形成和储气密度的影响。通过实验结果发现,机械搅拌对二氧化碳的溶解有非常明显的促进作用,可以在3 min内完成溶解过程,促进溶解作用好于添加剂SDS。研究还发现,反应温度越低,二氧化碳水合物的生成速率越快,总的储气量越大,而水-气比越大,储气密度越小。在实验压力3 MPa、反应温度273.55 K的条件下,1体积的水生成水合物后可储存157体积的二氧化碳。     

化工污泥焚烧灰渣基功能材料中Cr的溶出

研究自制稳定剂对化工污泥焚烧灰渣制备环保功能材料过程中Cr的物理封闭效应和化学稳定效应的影响,并通过BCR修正法和XRD对灰渣基功能材料中Cr形态进行了分析。结果表明,投加自制稳定剂并经高温处理后,Cr的残渣态含量高达98%,ZMN稳定剂加强了功能材料体系对重金属的物理封闭作用和对酸环境、氧化环境的缓冲能力,有助于保持重金属的稳定性,功能材料中生成了钙铬磷酸盐、镁尖晶石和钠钙长石等新物质,有利于降低Cr的溶出。     

石灰石中微量杂质对其脱硫活性的影响研究

石灰石的活性对湿法烟气脱硫工艺具有重要意义。采用间歇式硫酸消溶的方法,分别研究了石灰石中各微量杂质浓度对石灰石活性的影响,就其影响结果及其影响机理进行了理论分析,并用拟合曲线的方法预测各种杂质成分的影响程度。结果表明,二氧化硅和氧化铁的含量在一定范围内能提高石灰石的活性,超过此范围将使其活性降低,而氧化镁的存在能大幅提高石灰石的活性,氧化铝对石灰石活性影响不大。     

A three-layer diffusion-cell to examine bio-enhanced dissolution of chloroethene dense non-aqueous phase liquid

Microbial reductive dechlorination of trichloroethene (TCE) and perchloroethene (PCE) in the vicinity of their dense non-aqueous phase liquid (DNAPL) has been shown to accelerate DNAPL dissolution. A three-layer diffusion-cell was developed to quantify this bio-enhanced dissolution and to measure the conditions near the DNAPL interface. The 12 cm long diffusion-cell setup consists of a 5.5 cm central porous layer (sand), a lower 3.5 cm DNAPL layer and a top 3 cm water layer. The water layer is frequently refreshed to remove chloroethenes at the upper boundary of the porous layer, while the DNAPL layer maintains the saturated chloroethene concentration at the lower boundary. Two abiotic and two biotic diffusion-cells with TCE DNAPL were tested. In the abiotic diffusion-cells, a linear steady state TCE concentration profile between the DNAPL and the water layer developed beyond 21 d. In the biotic diffusion-cells, TCE was completely converted into cis-dichloroethene (cis-DCE) at 2.5 cm distance of the DNAPL. Dechlorination was likely inhibited up to a distance of 1.5 cm from the DNAPL, as in this part the TCE concentration exceeded the culture’s maximum tolerable concentration (2.5 mM). The DNAPL dissolution fluxes were calculated from the TCE concentration gradient, measured at the interface of the DNAPL layer and the porous layer. Biotic fluxes were a factor 2.4 (standard deviation 0.2) larger than abiotic dissolution fluxes. This diffusion-cell setup can be used to study the factors affecting the bio-enhanced dissolution of DNAPL and to assess bioaugmentation, pH buffer addition and donor delivery strategies for source zones.     

Transport of Sr2+ and SrEDTA2- in partially-saturated and heterogeneous sediments

Strontium-90 has migrated deep into the unsaturated subsurface beneath leaking storage tanks in the Waste Management Areas (WMA) at the U.S. Department of Energy's (DOE) Hanford Reservation. Faster than expected transport of contaminants in the vadose zone is typically attributed to either physical hydrologic processes such as development of preferential flow pathways, or to geochemical processes such as the formation of stable, anionic complexes with organic chelates, e.g., ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA). The goal of this paper is to determine whether hydrological processes in the Hanford sediments can influence the geochemistry of the system and hence control transport of Sr(2+) and SrEDTA(2-). The study used batch isotherms, saturated packed column experiments, and an unsaturated transport experiment in an undisturbed core. Isotherms and repacked column experiments suggested that the SrEDTA(2-) complex was unstable in the presence of Hanford sediments, resulting in dissociation and transport of Sr(2+) as a divalent cation. A decrease in sorption with increasing solid:solution ratio for Sr(2+) and SrEDTA(2-) suggested mineral dissolution resulted in competition for sorption sites and the formation of stable aqueous complexes. This was confirmed by detection of MgEDTA(2-), MnEDTA(2-), PbEDTA(2-), and unidentified Sr and Ca complexes. Displacement of Sr(2+) through a partially-saturated undisturbed core resulted in less retardation and more irreversible sorption than was observed in the saturated repacked columns, and model results suggested a significant reservoir (49%) of immobile water was present during transport through the heterogeneous layered sediments. The undisturbed core was subsequently disassembled along distinct bedding planes and subjected to sequential extractions. Strontium was unequally distributed between carbonates (49%), ion exchange sites (37%), and the oxide (14%) fraction. An inverse relationship between mass wetness and Sr suggested that sandy sediments of low water content constituted the immobile flow regime. Our results suggested that the sequestration of Sr(2+) in partially-saturated, heterogeneous sediments was most likely due to the formation of immobile water in drier regions having low hydraulic conductivities.