基于碳氮同位素的澜沧江水库TOC来源差异性分析

水库建设所导致的生态问题正引发前所未有的深度思考,梯级水库在时间和空间尺度上的影响效应更加值得探究.为揭示新老水库有机碳分布特征及其沉积物TOC来源的差异,于2017年11月采集了苗尾、功果桥和大朝山这3个不同时期建设的水库的水样和沉积物样柱.测定了水体的温度(T)、溶解氧(DO)、总有机碳含量(TOC)、沉积物总有机碳(TOC)、氧化还原电位(ORP)、总氮(TN)和总磷(TP)等指标,并利用15N和13C同位素,结合Iso Source软件,解析沉积物中TOC来源及其来源物质对相应水库沉积物中TOC的贡献量,从而探究其内在的碳循环机制和梯级水库演进模式.结果表明,苗尾、功果桥和大朝山水库水体有机碳质量浓度平均值分别为0. 95、1. 97和4. 64 mg·L-1.对应水库沉积物中有机碳含量变化范围分别为4. 41～81. 63、18. 30～28. 42和9. 16～14. 46 g·kg-1.水库的梯级建设,使得新老水库的沉积物来源,周围补给等出现差异,使得新老水库TOC出现巨大差异.对于水体TOC,水体热力学状态和溶解氧的差异从而间接影响了水体中TOC的分布趋势.沉积物中主要考虑生源要素的影响,即沉积环境对有机质的保存能力是造成DCS、MV和GGQ沉积物垂向分布有差异的主要原因.而梯级水库的演进模式中,MV时空尺度上处于第一级段,是以累积上游来流TOC为主; GGQ处于第二级段,是以主要消耗分解上游来流TOC; DCS处于第三级段,是以主要积累水库周边TOC来源.     

东湖总有机碳时空分布及其影响因素

于2011年4月至2012年3月每个月调查了东湖总有机碳(TOC)的时空分布,并对TOC和主要环境因子进行相关性分析。结果表明,东湖TOC的浓度范围为0.493~9.962 mg/L,年平均值为2.671 mg/L,夏季(6-8月)、秋季(9-11月)、春季(3-5月)、冬季(12-2月)TOC浓度呈现由大变小的趋势。东湖5个湖区TOC值在空间上存在差异,庙湖和水果湖TOC浓度较高,汤菱湖TOC浓度适中,菱角湖和郭郑湖呈现季节性高浓度的TOC值。相关分析表明,TOC与总磷、溶解氧、电导率显著负相关,与叶绿素a负相关但不显著,与温度显著正相关,与pH相关性不显著。研究发现,东湖TOC主要来源有污水、含油废水的排放,降雨带来地表径流以及生物活动,而TOC浓度的时空分布与降雨、污水排放、施工、旅游活动、生物活动等因素有关。     

等离子体废水处理装置能量利用效率的评价方法

等离子体废水处理装置类型多样,对不同装置处理废水的性能加以比较有利于促进反应装置的进一步开发与完善. 目前广泛采用的等离子体水处理装置的评价指标为G₅₀(能量利用效率)和E_TOC(去除TOC的能量利用效率),通过对二者的特点及其之间的关系研究发现,现有指标在评价等离子体水处理装置能效方面存在对反应影响因素考虑不全面、反应目标物质不明确、评价参数选择不尽合理等缺陷;并且2种评价指标相关性差(R2＜0.1),无法准确衡量装置效能. 在综合考虑污染物类型、处理时间等条件下,提出了以E_T(标准能量利用效率)作为考查等离子体水处理装置能量利用效率的指标,明确了以TOC(建议以苯酚作为目标污染物)作为基本参数,以TOC降解50%时,单位输入能耗可降解TOC的量表征装置的处理性能,以便在同一标准下对不同的等离子体废水处理装置的性能进行比较.      

高浓度乳化废水处理中铜系催化剂催化活性比较

研究了几种铜系列催化剂在高浓度乳化废水进行湿式氧化(WAO)和催化湿式氧化(CWAO)处理中的效果。在160～240℃反应温度条件下,以CODcr,和TOC为参数,系统考查了均相/多相催化剂的催化性能,筛选出具有优良催化性能的过渡金属多相催化剂。结果表明,在温度200℃和初始氧分压P。1.2MPa条件下,控制氧化反应2h,无催化剂存在时,乳化废水的CODcr去除率为75％,TOC去除率为66%;均相催化剂[Cu(NO3)2]具有很好的氧化催化能力;当使用Cu/Alumina或Mn-Ce/Alumina催化剂时,CODcr去除率分别89.5％和84.2％,TOC去除率则分别达到了81.7％和81.2％;与WAO同等CODcr及TOC去除率水平相比,借助Cu/Alumina催化剂,CWAO反应温度可降低30℃左右。初步探讨了湿式氧化出水的可生化性。     

低温下生物强化SBR工艺处理苯胺废水的研究

采用生物强化的方法,将实验室筛选出的高效低温苯胺降解菌(菌群)投加到SBR反应系统中,考察高效菌低温生物强化对苯胺去除能力提高的效果,以及反应过程中TOC、TN、MLSS、MLVSS、SV、OUR、TOC等相关指标的变化.结果表明,维持反应器内温度为12℃、摇床转速160r/min、pH值为7、反应周期为48h等条件,3个强化系统(单菌系统、混菌系统、单菌加混菌强化系统)均可以提高苯胺的降解能力,苯胺降解率为74.2%~100%,TOC的去除率为83%~88.8%.由于高浓度苯胺的存在以及环境温度过低,导致硝化细菌活性受到严重抑制,因此TN没有得到较好地去除.     

光-Fenton技术处理废纸制浆废水的动力学模型研究

在氙灯照射下,采用光-Fenton工艺对废纸制浆废水进行了处理,并对其反应过程进行了动力学模型的研究.实验结果表明:光-Fenton反应可有效矿化废纸制浆废水中的有机物,且其矿化过程符合一级反应动力学,速率常数与H2O2、FeSO4和温度有关,实验验证表明,动力学模型能很好反映光-Fenton工艺对废纸制浆废水TOC的去除.在本实验条件范围内,光-Fenton工艺处理废纸制浆废水的动力学方程为:-d[TOC/TOC0]/dt=1.7726×104exp(-40.10/RT)[Fe(Ⅱ)-0.6.51[H2O2]0.6080[TOC/TOC0].     

六种有机物在亚/超临界水中氧化的反应动力学研究

为了给超临界水氧化设备工业化应用提供指导思路,本文设计制作了一套连续化的超临界水氧化仿工业化装置(压力为24MPa,H2O2过氧量倍数为3倍),选取甲基红、靛红、苯磺酸、对氨基苯磺酸、对二甲氨基苯甲醛、2,4-二硝基苯肼6种芳香烃化合物进行了从亚临界过渡到超临界状态下的水氧化试验,并以总有机碳(TOC)为表征研究了6种化合物的去除效果,以幂指数方程描述了6种化合物从亚临界到超临界的反应动力学参数。结果表明:6种有机物在亚临界至超临界点时间段内,反应物TOC的浓度随时间的变化呈现良好的线性下降趋势,且在亚临界状态下,足够的反应停留时间就能取得较好的TOC去除效果,而在超临界状态下,反应过程十分迅速,在较短的反应时间内也会取得较好的TOC去除效果,但随着反应时间的增加,在几分钟之内,TOC的去除率随时间的变化还是较为明显;6种有机物的反应活化能介于26.2～54.341kJ/mol之间,表明不同结构化合物SCWO反应的温度升高效应不同。     

芬顿-混凝反应对藻类胞外有机物去除机制研究

文章探究不同反应条件下芬顿-混凝反应与铁盐(Fe2(SO4)3)混凝反应对铜绿微囊藻胞外有机物(EOM)的去除效果。结果表明,在室温,pH=3,Fe2+/H2O2摩尔比为1∶1时,EOM的去除率达到最佳。Fe2+投加量为5 mmol/L时,TOC、UV254去除率分别达到70%、34%。通过三维荧光(EEM)与分子量分布(HPSEC)分析表明,藻类EOM中主要成分是亲水性大分子多糖和蛋白质,其次是疏水性类腐殖酸物质。单独的铁盐混凝反应表明混凝过程促进了芬顿反应对EOM的去除,EOM中亲水性大分子量物质的去除率很大程度是由Fe2+氧化为Fe3+通过混凝过程贡献。此外,在芬顿反应处理EOM过程中不同时间点絮体粒径受Fe2+投加量影响较大,形成的絮体粒径越小,TOC去除率越高。     

高敏感的总有机碳测定装置

日本从美国引进一种高敏感的总有机碳(TOC)测定装置.它用于测定水中的有机碳量.由于该装置有过氧化硫酸盐注入器(可选择)及高敏感检出器,所以能测定特别微量的TOC,就是超级纯水亦能用它来测定.美国已把它用于半导体、原子能、制药、自来水等工业.     

阳澄湖水体PI、BOD5与TOC的相关性

采集阳澄湖中湖网围养殖区的下层水样,测定高锰酸指数(PI)、生化需氧量(BOD5)及总有机碳含量(TOC)等水质检测指标,对TOC分别与PI、BOD5的相关性进行分析;并用BOD5/TOC比值作为废水可生化性判定指标,对阳澄湖中湖的水质污染有机物状况进行综合评价.结果显示,阳澄湖水体的TOC与PI、BOD5存在显著的相...     

Ti/Ti4O7阳极电化学氧化降解水中的美托洛尔

等离子喷涂法制备了钛基亚氧化钛电极(Ti/Ti_4O_7),以该电极为阳极,研究了电化学氧化法对水中美托洛尔的去除效果.考察了电流密度(5~25 mA·cm~(-2))、极板间距(5~25 mm)和初始浓度(3~50 mg·L~(-1))对美托洛尔电化学降解效率的影响;分析美托洛尔电化学降解过程中溶液总有机碳(TOC)和毒性的变化,鉴别反应中间产物并计算其毒性.研究表明:Ti/Ti_4O_7阳极电化学降解美托洛尔反应符合一级反应动力学规律(R20.95),降解效率随电流密度的增大而增大,随极板间距和初始浓度的增大而减小;TOC去除率在反应40 min后可达56.5%;反应过程中产生了质合比为266、250、223和207的中间产物,造成美托洛尔溶液的生物毒性在电化学反应过程中先升高后下降.     

Fenton氧化法处理有机污染物的降解规律探讨

为了预测新生或缺乏试验数据的含有机污染物废水的治理效果,本文通过试验对Fenton氧化法降解芳烃类、卤代物、杂环类等28种有机污染物的规律进行了研究。结果表明:在Fenton反应初始阶段,氧化反应剧烈,反应过程基本符合一级动力学方程,但随着时间的延长,反应趋于平缓;28种有机污染物色度平均去除率(Rcolor)为80.8±30.3%,TOC平均去除率(RTOC)为39.8±30.3%,约为色度平均去除率的0.44倍;以色度为表征的一级反应动力学常数(Kcolor)均大于对应的以TOC为表征的一级反应动力学常数(KTOC),且色度去除效率更高;Fenton氧化法对不同有机污染物的去除效果有显著差异,分子结构对称性强、水溶性较差的有机污染物如偶氮苯、蒽醌等的降解效果相对较差,而苯酚、苯胺等水溶性较好的有机污染物的降解效果相对较好,表明水溶性是影响有机污染物降解效果的重要因素。     

滇池外海水体的化学需氧量和总有机碳的相关关系比较

于2016年8月—2017年7月,对滇池外海的12个点位进行采样,测定了化学需氧量(COD_(Cr))和总有机碳(TOC),用最小二乘法对COD_(Cr)-TOC进行线性回归,得到回归方程。结果表明,滇池外海同一点位不同时期的COD_(Cr)、TOC差异较大,不同点位之间,COD_(Cr)、TOC差异也较大;不同点位的COD_(Cr)和TOC之间,都存在显著的线性相关,但是相关系数之间的差异较大,在0.472~0.986。     

化学合成施氏矿物与H2O2共存体系下光化学处理垃圾渗滤液的研究

选择高效快速的处理方法来降解垃圾渗滤液中高浓度有机污染物具有重要的实际意义.本研究采用化学合成施氏矿物/H2O2/UV法,探究了施氏矿物添加量、V(H2O2)/m(施氏矿物)等对垃圾渗滤液色度、TOC、COD去除效果的影响.结果表明,渗滤液色度、TOC、COD去除率随施氏矿物添加量的增加均呈先显著上升后逐渐稳定的趋势,在最佳添加量12 g·L-1时,色度、TOC去除率随着V(H2O2)/m(施氏矿物)的增大均有所提高,而当V(H2O2)/m(施氏矿物)大于2时,COD去除率受H2O2影响反而呈下降趋势,最佳去除率为44.9%;另外,高强度紫外光更有利于施氏矿物/H2O2光化学氧化污染物,在500 W条件下,最佳起始pH=2.5的渗滤液光化学处理2.5 h后,色度、TOC和COD去除率分别为90.0%、78.8%和52.6%;同时,研究发现常温条件更有利于施氏矿物/H2O2/UV法处理垃圾渗滤液,当温度大于25℃时,COD去除率呈逐渐下降趋势.对照试验表明,与传统均相Fenton反应相比,施氏矿物/H2O2法有利于渗滤液色度的去除.     

水质自动监测系统中TOC与COD相关性的研究

总有机碳(TOC)相对于化学需氧量(COD)能够更全面地反映水体中有机物的污染程度,而且TOC测定仪操作简单,数据准确,用TOC监测代替COD监测有利于实现监测仪器化、自动化。通过对地表水中有机污染物的COD与TOC监测数据的相关性研究,建立了二者之间的线性回归方程和理论值范围方程,为地表水的TOC监测代替COD监测提供了数据依据。     

大庆水质自动监测TOC与高锰酸盐指数(CODMn)的相关性分析

总有机碳(TOC)相对于高锰酸盐指数能够更全面地反映水体中有机物的污染程度,用TOC监测代替高锰酸盐指数(CODMn)监测有利于实现监测仪器化,自动化.通过对地表水体中有机污染物的高锰酸盐指数(CODMn)与TOC监测数据的相关性分析,建立了二者之间的线性回归方程和理论值范围方程,为地表水体的TOC监测代替高锰酸盐指数(CODMn)监测提供了实践依据.     

三峡库区消落带草本植物碳氮磷释放及影响因素

以三峡库区消落带优势草本植物狗牙根(Cynodon dactylon)、牛鞭草(Hemarthriaaltissima)、稗草(Echinochloacrusgalli)、狗尾草(Setariaviridis)和马唐(Digitariasanguinalis)为试验植物,在室内进行了为期60 d的淹水模拟试验,并对消落带优势草本植物淹水后TOC、TN和TP的释放特征及影响因素进行了研究. 结果表明:5种优势草本植物淹水后均可导致水中pH降低,TOC、TN和TP的U_max(最大单位累积释放量)分别为21.03~43.65、0.50~3.23和0.54~2.69 mg/g,U_max出现在淹水第15~20天,并且TOC、TN和TP的R(释放速率)差异显著;水体中微生物、水体温度和上覆水中ρ(TOC)、ρ(TN)、ρ(TP)对植物淹水后TOC、TN和TP的释放均有一定影响. 在对消落带植被调查研究的基础上,根据淹水试验植物的U_max,对蓄水后三峡库区消落带植被TOC、TN、TP的释放量进行了估算,在蓄水后20 d内,消落带植被可向水体释放大量的TOC、TN和TP,蓄水初期可能会引起库区局部水域水质恶化,影响水库的水环境安全.      

盐城滨海湿地表层沉积物有机碳特征

对比研究盐城滨海湿地表层沉积物总有机碳(TOC)含量及其时空分布,揭示不同季节,不同植被覆盖对滨海湿地TOC分布的影响。结果表明,盐城滨海湿地表层沉积物TOC含量为0.69~10.34 g/kg,平均值4.55 g/kg。TOC含量的季节变化表现为:光滩呈单峰型分布,最高值出现在秋季(0.86±0.11 g/kg),除光滩外,TOC含量峰值均出现在冬季,即植被非生长季。TOC含量的空间变化表现为:互花米草滩(10.34±2.42 g/kg)>芦苇滩(3.90±1.11 g/kg)>盐蒿滩(3.28±1.86 g/kg)>光滩(0.69±0.16 g/kg);不同生态带内TOC 含量差异显著,光滩空间变异性最小(0.06),芦苇滩最大(0.14)。此外,湿地表层沉积物中TOC含量与总氮(TN, g/kg)、含水量(WFPS,%)、平均粒径(Φ)、分选系数以及C/N均呈显著正相关。通过研究发现,互花米草相对于其他植被类型由于其对有机碳很好的富集能力,可以有效增强滨海湿地生态系统土壤的固碳潜力。     

废液晶显示器偏光片水热法降解的实验研究

利用管式间歇反应器对废液晶显示器中的偏光片进行水热降解实验研究,考察了反应温度、反应时间、水的用量和氧化剂对液相有机碳和偏光片分解率的影响,并对反应后的液相产物进行HPLC分析。结果表明,反应温度、反应时间和氧化剂的投加量均对偏光片的分解率具有显著影响;液相产物中的TOC随着反应温度、反应时间、用水量和氧化剂投加量的增加都存在一个先增加后减少的趋势,当反应温度为300℃,反应时间为5 min,H2O(230%)的投加量为0.2 mL时,TOC高达14 586 mg/L,此时,偏光片中的碳元素向水相转化的迁移量最多,液相产物中有乙二酸、乳酸、乙酸、马来酸、富马酸、丙烯酸等有机酸以及甘油醛和5-羟甲基-2-糠醛(HMF)生成,最有利于废弃偏光片后续水热资源化处理的开展。     

γ-射线辐照-H2O2联合技术降解3-氯酚的研究

利用60Coγ-射线辐照3-氯酚(3-CP)水溶液,研究了其辐射降解特性.通过测量辐射后3-氯酚的去除率、紫外-可见光谱、脱氯率、总有机碳(TOC)去除率等,探讨了吸收剂量、氯酚初始浓度、H2O2加入对氯酚降解效果的影响,并初步探讨了氯酚降解动力学特性.结果表明,当3-氯酚浓度为10 mg.L-1,辐射剂量为2 kGy时,脱氯率可达100%,TOC去除率达53%;当辐射剂量提高到8 kGy时,3-氯酚可完全矿化,TOC去除率达100%.3-氯酚的辐照降解过程可用一级反应动力学方程拟合.氯酚单独γ-辐射以及辐照/H2O2联合处理的一级反应动力学常数k分别为0.279 h-1和0.542 h-1.