臭氧催化氧化含AOX染料废水的效能与风险评估

针对染料废水生物处理效率低、容易经氧化处理生成可吸附有机卤素(AOX)使得出水毒性升高等问题,采用臭氧(催化)氧化工艺处理难降解染料废水生物处理出水,考察工艺对染料废水的处理效能,并通过蛋白核小球藻和青海弧菌Q67评估不同工艺出水生物毒性。结果发现,MnO_x-GAC/O₃/H₂O₂工艺对总有机碳(TOC)去除效果最佳,去除率可达67.6%,较O₃工艺提高了39.8%;向O₃和O₃/H₂O₂体系加入MnO_x-GAC不利于去除卤代有机物,而向O₃和MnO_x-GAC/O₃体系加入H₂O₂能增强对卤代有机物去除效果。通过对物质定性分析,发现MnO_x-GAC/O₃和MnO_x-GAC/O₃     

浸渍液溶剂对负载型MnOx/MCM-41结构及其催化氧化甲苯性能的影响

以MCM-41为载体,用水、乙醇和乙二醇作为浸渍液溶剂制备了3种负载型催化剂MnO_x/MCM-41,采用XRD、TEM、H₂-TPR、O₂-TPD和XPS等对催化剂进行了表征,探究了浸渍液溶剂(水、乙醇、乙二醇)对MnO_x/MCM-41的结构及催化氧化甲苯性能的影响.结果表明,乙二醇作浸渍液溶剂可提高锰氧化物的分散度、氧化还原性和表面吸附氧的含量.因而,在相同的质量空速下(WHSV=50000 mL·g^-1·h^-1),相比于水溶液浸渍法制备的MnO_x/M-W(T₉₀=289℃)和乙醇溶液浸渍法制备的MnO_x/M-ET(T₉₀=277℃),乙二醇共浸渍法制备的MnO_x/M-EG具有最强的催化活性(T90=268℃);20 h的稳定性评价实验结果表明,MnO_x/M-EG具有较好的稳定性.     

福建省PM2.5-O3双高特征与天气形势影响分析

为理清福建省天气形势对PM_2.5与O₃演变的影响,识别二者的不同趋势与特点,揭示双高过程的气象场特征,利用2015-2021年PM_2.5与O₃连续观测资料,采用统计合成、天气学诊断等方法,探究PM_2.5与O₃变化趋势、污染状况及其与主导天气形势的关系,阐明气象因素对PM_2.5与O₃(简称“PM_2.5-O₃”)双高过程的协同作用。结果表明：2015-2021年福建省PM_2.5质量浓度年均值呈明显下降趋势,超标天数从5.6 d(2015年)下降到0.3 d(2021年)。O₃日最大8 h平均(简写为O₃-8h)质量浓度的年均值呈先上升后略下降的趋势,2018年O₃超标天数为2016年的8倍以上。天气形势对PM_2.5与O₃的影响存在一致性特征,也...     

以NH2-MIL-53(Al)为前驱体制备多孔掺碳Al2O3吸附剂及其对水中Cr(Ⅵ)的吸附性能

铬是污染性金属元素,铬含量是水质污染控制的一项重要指标,其中Cr(Ⅵ)的毒性最大,且易被人体吸收.本研究以水中的Cr(Ⅵ)吸附传质分离为目标,利用以铝为金属源水热法合成的铝基MOFs为前驱体,600℃煅烧后制备了多孔掺碳Al₂O₃吸附材料,利用现代分析技术对其进行微观结构表征,探究了其吸附作用能力与机制.研究结果表明,XRD、SEM、BET等表征手段证明了NH₂-MIL-53(Al)与多孔掺碳Al₂O₃结构的成功合成.前驱体NH₂-MIL-53(Al)和煅烧后的衍生物多孔掺碳Al₂O₃,在形貌上相似,且多孔掺碳Al₂O₃材料(180.24 m²·g^-1)的比表面积要大于NH₂-MIL-53(Al)(116.73 m²·g^-1).多孔掺碳Al₂     

羊粪炭对水体氮磷吸附条件的响应面优化及吸附机理研究

为缓解水体富营养化,通过经济高效的方法降低水体氮磷含量,同时解决羊粪资源化利用问题,以羊粪球为原料在600℃下热解制备生物炭(YF600),利用Box-Behnken设计实验,研究浸渍比、pH、温度对YF600吸附水中NH₄⁺-N、NO₃^--N、PO₄^3--P效果的影响,运用响应面优化法确定最佳吸附条件。用吸附等温线中的Langmuir方程、Freundlich方程和吸附动力学的准一级方程、准二级方程对3种污染物的吸附过程进行拟合,并通过BET、FTIR、SEM-EDS、XRD、元素分析仪分析其理化性质和吸附机理。结果表明,对YF600吸附NH₄⁺-N、PO₄^3--P的影响显著性大小为:浸渍比>pH>温度,吸附NO₃^--N为:浸渍比>pH(温度影响不显著)。拟合出最佳吸附条件为浸渍比0.004,温度26.2℃...     

我国半干旱区滴灌水肥一体化马铃薯田土壤NH3挥发特征和强度及影响因素

氨(NH₃)挥发是农业生态系统氮肥损失的重要途经,然而,北方干旱半干旱地区水肥耦合马铃薯田土壤NH₃挥发规律缺少数据支撑.该研究利用通气法田间原位观测我国西北滴灌水肥一体化和传统沟灌施肥马铃薯田水肥耦合土壤NH₃挥发特征,设置滴灌施肥500 kg·hm^-2(DDF)、滴灌施肥1000 kg·hm^-2(DGF)、滴灌不施肥(DCK)、沟灌施肥500 kg·hm^-2(FDF)、沟灌施肥1000 kg·hm^-2(FGF)、沟灌不施肥(FCK)6个处理.结果表明,NH₃挥发速率峰值出现在施用氮肥后1—2周,不同水肥处理土壤NH₃挥发存在显著差异(P<0.01).2018年DDF、DGF、DCK、FDF、FGF、FCK土壤NH₃累积挥发量分别为21.50、28.14、7.20、37.06、66.25、11.88 kg·hm^-2;2019年,分别为9.42、15.25、7.24、34.73、76.81、8.56 kg·hm^-2.2018年和2019年,沟灌FDF处理的NH₃挥发损失率分别是滴灌DDF处理的1.76倍和11.89倍;沟灌FGF处理分别是滴灌DGF的2.60倍和8.54倍.滴灌DGF处理NH₃挥发强度比滴灌DDF处理分别增加27.03%和52.94%,沟灌FGF处理比沟灌FDF处理分别增加76.04%和118.37%.随施肥量增加,传统沟灌马铃薯田土壤NH₃挥发损失率和NH₃挥发强度的增量高于滴灌水肥一体化模式.NH₃挥发速率与土壤体积含水量、NH₄⁺-N和NO₃^--N呈极显著相关(P<0.01).和传统沟灌比较,滴灌水肥一体化技术降低马铃薯田土壤NH₃挥发损失率,减轻NH₃挥发强度,提高马铃薯水肥利用率,减轻环境污染.     

沈阳市臭氧污染特征及其影响因素

近年来中国城市O₃污染问题日益突出,近地面O₃已成为沈阳市的主要空气污染物之一。基于沈阳市2019年近地面臭氧(O₃)及其前体物(VOCs和NO₂)的逐时数据,结合同期气象观测资料,研究了2019年沈阳大气O₃的季节变化特征,分析了VOCs和NO₂以及气象条件对O₃生成的影响;利用最大增量反应活性法(MIR)估算了沈阳大气VOCs的臭氧生成潜势(OFP),并运用正交矩阵因子分解法(PMF)进行了沈阳夏季VOCs的来源解析。结果表明：2019年沈阳市O₃平均质量浓度夏季最高,其次是春季和秋季,冬季最低;四季O₃日变化特征均表现为单峰型,质量浓度峰值出现在14:00左右,谷值出现在07:00左右。沈阳市O₃质量浓度与温度、风速均呈现正相关关系(P=0.001,P=0.005),与相对湿度呈负相关关系(P=0.005);当温度达到30.0℃以上,O₃质量...     

表面活性剂(十六烷基三甲基溴化铵)辅助合成Bi2MoO6光催化剂协同PMS降解AO7

采用CTAB辅助水热法合成钼酸铋(Bi₂MoO₆,BMO)微球,并将其用于活化过一硫酸盐(PMS),在可见光下降解废水中的偶氮染料金橙Ⅱ(AO7).利用X射线衍射(XRD),傅里叶红外光谱仪(FT-IR),扫描电子显微镜(SEM),X射线能谱(XPS),透射电子显微镜(TEM)和紫外-可见漫反射光谱(UV-vis)对催化剂进行了表征,并通过降解实验测试其催化性能.结果表明,合成的催化剂具有良好的吸附、催化降解AO7的性能.在中性条件下,催化剂投加量0.3 g·L^-1,AO7浓度0.1 mmol·L^-1,PMS浓度1 mmol·L^-1,可以在30 min内完全降解AO7.研究了催化剂含量、pH、共存阴离子等对AO7降解效果的影响.通过自由基消除实验,探索了0.10CTAB-BMO/光/PMS体系中存在的活性物种(h⁺、·O₂^-、¹O₂、·OH和SO₄...     

Fe3O4/MoS2强化过氧化单硫酸盐活化去除2,4-二氯苯氧乙酸

以MoS₂为载体,通过水热法合成Fe₃O₄/MoS₂催化剂,采用X射线衍射、透射电子显微镜和X射线光电子能谱分析对材料进行表征,研究了Fe₃O₄/MoS₂/PMS体系中2,4-二氯苯氧基乙酸（2,4-D）的降解效率并探究了其反应机理.结果表明,以Fe₃O₄、MoS₂和Fe₃O₄/MoS₂为催化剂,30 min内2,4-D的去除率分别为31%、 20%和89%.表征结果发现,在MoS₂的存在下,Fe₃O₄表面的Fe（Ⅲ）还原为Fe（Ⅱ）,Mo（Ⅳ）被氧化为Mo（Ⅵ）,Fe₃O₄和MoS₂间的协同作用加强了PMS分解,提高了2,4-D去除效率.自由基淬灭实验表明,·OH、 SO<...     

2022年夏季高温干旱对四川盆地污染物浓度变化的影响分析

2022年夏季高温干旱严重影响中国长江流域,臭氧(O₃)等污染物也出现明显异常,为研究高温干旱对污染物的影响,利用2015-2022年夏季逐小时地面空气质量和气象监测数据以及气象再分析资料,分析了夏季高温干旱特征以及对O₃和细颗粒物(PM_2.5)浓度的影响。结果表明：2022年夏季受高原暖高压和西太平洋副热带高压西伸北抬的影响,中国长江流域出现极端高温干旱天气事件,持续时间长,影响范围广,其中四川盆地和长三角地区地面温度明显偏高,相对湿度和降水量偏低,对近地面O₃和PM_2.5浓度造成了一定的影响。7-8月高温干旱对四川盆地产生的影响尤其严重。异常的高温干旱增强了大气光化学反应能力,对O₃和二次气溶胶生成有贡献,且降水对污染物的湿清除作用大大减弱,导致四川盆地O₃浓度和超标天数明显增加,PM_2.5浓度也有所升高,甚至造成持续十多天的高温热浪和O₃污染复合事件,其中对成都平原O₃     

2017—2019年安庆市O3污染特征及与气象参数的关系

本文利用2017—2019年安庆市4个国控环境空气质量自动监测站的臭氧(O₃)监测数据,研究安庆市区O₃污染特征及其与气象参数的关系。结果表明：安庆市O₃污染程度逐年加重,O₃作为首要污染物其超标天数显著增多,2019年O_{3-8 h}第90百分位首次超出《环境空气质量标准》(GB 3095—2012)规定的二级标准浓度限值,年平均增长率为15.7%。2017—2019年O₃超标时具有持续性,持续时间2～9 d不等;O₃浓度季节差异较大,冬季最低,夏秋季最高,年际分析发现,O₃污染防控逐年向后延迟,秋季将成为防控重点;日变化呈现较为典型的单峰型特征,早8:00后快速升高,下午3:00左右出现峰值,而后逐渐下降。空间上,安庆大学、环科院点位浓度最高,马山宾馆浓度最低,整体呈现出城区中心低于郊区,近郊低于远郊的分布特征。气象因素与O₃浓度有一定的相关性,温度与O₃浓度呈正相关,...     

疫情管控对关中城市群大气污染特征及颗粒物化学组成的影响

新冠肺炎疫情的暴发对生产生活模式产生了重大影响,进而改变了大气污染现状和规律,是一次极限减排的“大气实验”.本研究以中国典型大气污染控制区的关中城市群为研究对象,考察该地区疫情管控下大气污染物污染特征、来源和形成机制,解析了大气细颗粒物(PM_2.5)中化学组分的浓度变化特征.结果显示,除O₃外,其余大气污染物浓度的整体变化趋势均表现为管控前>管控后,与全国趋势一致、但程度不同.新冠肺炎疫情的社会隔离措施大幅度削减了各类排放源,西安市、咸阳市、铜川市、宝鸡市、渭南市等5个城市PM₁₀、PM_2.5、NO₂和CO浓度值明显降低,其中PM₁₀、SO₂、NO₂、CO在疫情期间的浓度达到近5年来历史最低.O₃浓度在封城期间却有显著上升的现象,表明大气氧化性可能在燃烧排放减少的背景下由于NO₂滴定效应减小而得到强化.对西安市PM_2.5中水溶性阴阳离子浓度对...     

臭氧浓度升高及暴露时间延长对樱桃萝卜生长及生理的影响

近地层臭氧(O₃)浓度升高对植物的不良影响随着暴露时间的延长如何变化？国内外研究还很少.选取樱桃萝卜(Raphanus sativus var. radculus)为对象,采用开顶式气室(OTC),设置4个O₃熏蒸浓度(NF：环境O₃浓度;NF40:NF+40 nmol/mol;NF80:NF+80 nmol/mol;NF120:NF+120 nmol/mol),通过建立O₃暴露剂量AOT40与各指标的剂量响应关系模型,研究O₃浓度升高和暴露时间延长对樱桃萝卜生长发育和生理生化指标的响应及变化规律.结果表明：(1)随着暴露时间的延长,高浓度O₃熏蒸下叶片褪绿和黄化程度加重.O₃浓度升高,受害叶片占比增大,叶面积减小.(2)O₃浓度升高,樱桃萝卜叶片内叶绿素(Chl)、类胡萝卜素(Car)及可溶性蛋白(SP)含量显著降低(P <0.01),丙二醛(MDA)、可溶性糖(SS)、还原型抗坏血酸(ASC)、还原型谷...     

不同添加剂对鸡粪堆肥中氨气和温室气体排放的影响

堆肥是将畜禽粪污进行资源化的有效手段之一,但是氮素的流失会造成堆肥产品质量的降低,堆肥过程排放的氨气(NH₃)和温室气体(N₂O、CH₄、CO₂)会加剧空气污染和温室效应。减少堆肥过程中这些气体的排放,不仅可以提高堆肥产物的氮素含量,还可以减缓空气污染和温室效应。前期研究表明,加入添加剂(沸石、过磷酸钙和硫酸亚铁的混合物)或添加剂与菌株联用可以显著减少NH₃和N₂O的排放、实现堆肥产物保氮。为了进一步明确这3种添加剂对于堆肥中NH₃和温室气体的排放影响,选用鸡粪作为原料,将沸石、过磷酸钙、硫酸亚铁进行配伍组合,共设置8个试验处理进行室内模拟堆肥。结果表明,添加过磷酸钙和硫酸亚铁的处理(GL)对于NH₃的减排效果最好,为39.00%;添加沸石和过磷酸钙的处理(FG)对N₂O的减排效果最好,为7.19%;通过数据比较发现,堆肥氮损失中主要是由于NH₃的排放。CO_2...     

以TiO2为载体的锰铈系低温SCR脱硝催化剂抗硫抗水性能研究进展

开发具有低温、高活性、高抗硫抗水性的NH₃-SCR脱硝催化剂成为目前广大学者的主要研究方向。锰铈催化剂因为其优异的低温活性而具有广阔的应用前景,但反应气氛中的SO₂和H₂O会使催化剂中毒。本文分析了以TiO₂为载体的锰铈基催化剂在低温氨选择性催化还原过程中SO₂和H₂O的中毒机理,重点从添加助剂和改变催化剂形貌两方面介绍了提高锰铈催化剂抗硫抗水性的研究进展。最后针对目前锰铈催化剂存在的问题对其研究方向进行了展望。     

Pd/TiO2催化水体中四溴双酚A的电催化还原脱溴

以TiO₂、Al₂O₃、CeO₂和SiO₂为载体，采用浸渍法制备Pd基催化剂，并通过透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)等手段对催化剂的结构进行了详细表征.以Pd/TiO₂为催化剂，研究四溴双酚A(TBBPA)在阴极池的电催化还原.结果表明，悬浮体系中Pd基催化剂的催化活性远高于固定体系；与其他载体相比，Pd/TiO₂的电催化还原活性最高；反应过程符合Langmuir-Hinshelwood模型，受控于TBBPA在催化剂表面的吸附过程；随着恒定电流和Pd负载量的增大，TBBPA电催化还原反应的初活性呈现火山型变化规律；经过5次循环使用，Pd/TiO₂催化剂仍能够完全去除TBBPA，具有良好的稳定性.     

极端高温形势下福州市臭氧浓度异常升高及影响因素分析

2022年7月中下旬,福建省出现了1次大范围、持续性的高温过程,24日福州市日最高气温达41.9℃,打破1961年以来的历史记录。与此同时,福建省沿海地区出现了2次臭氧(O₃)污染过程(7月11—17日和7月22—31日),省会福州市在第1个污染过程中出现4 d O₃超标,在第2个过程中因重大社会活动保障期间实施了2 d二级和3 d一级的管控措施,但O₃质量浓度仍维持在高位并出现1 d超标。利用环境监测、气象观测及气象再分析资料等,采用合成对比、天气学诊断、相关分析、后向轨迹模拟等方法,详细分析了2022年7月中下旬福州市O₃质量浓度异常升高及其影响因素,以期为进一步开展中国东南沿海区域夏季O₃污染防治、预警预报及与周边地区联防联控提供技术支撑。结果表明：2022年7月中下旬福州市O₃日最大8 h滑动平均值异常升高达到141.2μg·m^-3是多年平均值(84.8μg·m^-3)的1.7倍。O₃...     

O3氧化-SBBR组合工艺深度脱除生化尾水TN的效能及机制研究

采用臭氧(O₃)-序批式膜生物反应器(SBBR)组合工艺深度处理印染工业园生化尾水,运用控制变量法和对比研究法探究O₃-SBBR组合工艺的脱氮特性和机理。结果表明：1)碳源种类、碳氮比(C/N)、水力停留时间(HRT)和曝气强度是影响O₃-SBBR组合工艺效能的关键因素;当以乙酸钠为外加碳源、C/N≥5、HRT 2～4 h、曝气强度20～40 mL/min时,组合工艺对生化尾水中TN的去除率可达46%以上,N负荷达到0.018 kg/(m³·d)。2)组合工艺处理生化尾水的主要步骤为：O₃先将尾水中残留的难生物降解有机物转化为小分子物质,提高废水的可生化性;在适当投加碳源的条件下,由SBBR完成去碳和脱氮,脱氮主要由SBBR生物膜中的微生物进行同步硝化反硝化(SND)过程来完成。     

过硫酸钠氧化脱色罗丹明B——影响因素和机理

采用过硫酸钠(PDS)直接氧化和催化活化氧化脱色罗丹明B(RhB),分别考察了PDS剂量、pH、催化剂、Cl-浓度对RhB脱色的影响.结果表明,PDS在无外加催化剂下能够有效脱色RhB,pH越低,脱色率越高;当pH 2.4,PDS用量为3.5 g·L^-1,在120 min内RhB的脱色率可达92%;自由基淬灭实验表明,酸性条件下主要为PDS直接氧化脱色RhB,并存在小部分硫酸根自由基(SO₄4·-)作用.在pH 5.6、pH 8.0条件下,外加活性炭纤维(ACF)、四氧化三铁(Fe₃O₄4)、Fe₃O₄4负载型催化剂(ACF/Fe3O₄4)可促进PDS对RhB脱色;在pH 2.4条件下,外加ACF对RhB脱色的促进作用较小,Fe₃O₄4、ACF/Fe₃O₄4对RhB脱色有一定抑制作用.不同pH和催化剂处理下,低浓度Cl-(0.01、0.04 mO₄l·L^-1)对RhB脱色速率都呈现抑制作用,高浓度Cl-(0.08 mO₄l·L^-1)相对于低浓度Cl-处理都呈促进作用.不同浓度Cl-处理在反应前60 min RhB脱色速率差异较大,而反应120 min后脱色率差异较小.提出Cl-通过调控SO₄4·-脱色RhB途径来影响RhB脱色速率的机理,Cl-竞争消耗SO₄4·-降低RhB脱色速率,但经一系列反应生成的Cl2·-能与RhB快速反应而提高RhB脱色速率;Cl-对RhB的脱色反应速率的影响存在抑制-促进双重机制,且与Cl-浓度相关.研究结果为基于PDS直接氧化和催化氧化处理含盐染料废水的研究和应用提供了一定的理论依据.     

Fe3O4@SA/Ce微球的表征及对染料的吸附特性

以天然高分子化合物海藻酸钠(sodium alginate,SA)为骨架,结合磁性Fe₃O₄和稀土铈离子Ce(Ⅲ)通过溶液反应制备出一种新型的磁性海藻酸铈复合微球(Fe₃O₄@SA;Ce).采用X射线衍射(XRD)、孔结构比表面积分析(BET)、扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)及振动样品强磁计(VSM)对Fe₃O₄@SA;Ce的结构进行了表征,并以直接桃红12B(direct red 12B,DR 12B)和直接橙S(direct orange S,DO S)两种染料为吸附对象,探讨了Fe₃O₄@SA;Ce的吸附剂性能、吸附动力学和热力学.结果表明,Fe₃O₄@SA;Ce对室温下自然pH染料溶液中DR 12B和DO S均表现出良好的吸附效果,吸附量分别可达464 mg·g^-1和730 mg·g^-1.在不同温度下(298、313、328 K),Fe₃O₄@SA;Ce对DR 12B和DO S的吸附过程均可用拟二级吸附动力学方程准确描述.通过等温吸附研究,发现Fe₃O₄@SA;Ce对两种染料的等温吸附较好地符合Freundlich模型.各种表征结果表明,SA与Ce(Ⅲ)和Fe₃O₄交联反应后生成的Fe₃O₄@SA;Ce凝胶球表面有大量深浅不一的褶皱沟纹,形貌发生了显著变化.作为一种绿色环保、制备方法简单、可高效吸附的磁性高分子复合吸附剂,Fe₃O₄@SA;Ce对高浓度染料具有很好的吸附效果,期望能够在染料废水处理中得到广泛应用.