腐殖酸对高锰酸钾氧化苯酚的影响及其作用机制

以黄腐酸和黑腐酸为代表,研究了腐殖酸对高锰酸钾氧化苯酚的影响;采用Stevenson腐殖酸为模型,探讨了腐殖酸中不同官能团对高锰酸钾氧化苯酚动力学的影响,并通过光谱表征手段探讨了腐殖酸影响高锰酸钾氧化苯酚的作用机制.结果表明,黑腐酸对高锰酸钾氧化苯酚的促进作用明显高于黄腐酸,二者最高可将苯酚去除率从54.6%提高至95.3%和79.0%.腐殖酸中的醌基、酚基基团对氧化都有促进作用;而芳香族脂肪酸、葡萄糖和氨基酸基团则对氧化速率无影响.红外光谱分析表明,黑腐酸比黄腐酸含有更多的醌基和酚基结构,因此黑腐酸对高锰酸钾氧化苯酚动力学的促进程度更大.     

钨矿区尾矿及周围土壤中砷的形态与释放特征研究

为了考察赣南某钨矿尾矿砂及其周围土壤中砷的赋存状态及释放特征,通过二乙基二硫代氨基甲酸银分光光度法对尾矿砂和矿区周围土壤中的砷进行了全量分析,同时采用Tessier连续提取法和静态释放试验对不同形态的砷进行提取与分析。结果表明:尾矿砂中砷的质量比达到63.2 mg/kg,主要以残渣态的形式存在,残渣态砷占总砷的39.4%;周边土壤中砷的平均质量比达到83.83 mg/kg,已受到了严重的砷污染,土壤中砷主要以铁锰氧化物结合态的形式存在,占总砷的36.13%~38.63%;而且离尾矿砂堆越近,土壤中砷的富集越明显。尾矿砂和土壤中砷的释放能力受外界条件和体系pH值等因素的影响。经振荡处理后,尾矿砂和土壤中砷的释放量有明显提高;砷在酸性条件下的释放能力小于碱性条件下的释放能力,而且在一定范围内释放量会随pH值升高而增加。     

微气泡曝气对生物膜反应器启动运行性能影响

比较了微气泡曝气(MB)与传统气泡曝气(CB)流化床生物膜反应器启动运行性能,以及生物膜形成过程与组成特性.结果表明,启动运行中,MB反应器的COD、NH4+-N和TN平均去除率分别达到90.3%、92.7%和43.4%,而CB反应器的COD、NH4+-N和TN平均去除率分别为79.4%、86.3%和29.3%,MB反应器污染物去除性能优于CB反应器.同时,MB反应器的氧利用率高达94.3%,显著高于CB反应器.MB反应器中生物膜形成速率和稳定生物膜生物量均高于CB反应器,并且所形成的生物膜VSS/SS比值较高而EPS含量较低.因此,微气泡曝气能够加速生物膜形成并获得更高的活性生物量,从而提高生物膜反应器的启动运行性能.     

煤矿硫化氢异常富集主控因素的广义灰色关联分析

为了探究煤矿硫化氢异常富集主控因素,以陕西彬长小庄矿4#煤层为研究对象,通过分析煤层热演化温度、吸附特性、孔隙特征、全硫含量以及还原性指数等影响煤体自身物化性质的主控因素,并运用灰色系统理论构建广义灰色关联度评价模型,以定量的方式确定各因素的广义关联度大小。结果表明:当煤层硫化氢浓度由08×10-6升高至6×10-6时,对应热演化温度、吸附常数、BET比面积、全硫含量以及还原性指数变化范围分别为:96~113 ℃,288~362,0412 5 ~0986 4 m2·g-1,021%~088%,31~85,主控因素综合关联度排序为:还原性指数＞吸附常数＞全硫含量＞热演化温度＞BET比表面积。     

强化高锰酸钾氧化体系中自由基的产生与利用研究进展

高锰酸钾在水处理行业中的应用已趋于成熟,但与臭氧、芬顿及其他高级氧化技术相比,高锰酸钾与难降解有机污染物的反应速率较低,需要与其它方法联用来强化自身的氧化能力.近年来随着对强化高锰酸钾氧化机理研究的不断深入,人们发现该体系中产生的自由基对有机污染物的降解有显著的促进作用.为此本文综述了强化高锰酸钾氧化体系中各类无机与有机自由基的产生路径和促进有机污染物降解的机制,提出了后续的研究展望,以期为强化高锰酸钾氧化技术的进一步推广提供理论依据.     

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 m.2g-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.     

QSAR技术对高关注化学物质生态环境毒理风险预测

将国外先进的QSAR技术应用于高关注化学物质(SVHC)的生态环境毒理风险预测中,以促进QSAR技术在生态环境毒理学领域的发展和应用. 采用国外先进的经科学验证的ECOSAR预测模型,对欧洲化学品管理署(ECHA)于2008年10月28日正式公布的15种SVHC的生态环境毒理风险进行了预测. 结果显示,对于蒽,4,4′-二氨基二苯甲烷和邻苯二甲酸二丁酯等9种化学物质,ECOSAR模型的预测结果与试验结果较为接近. 危害性分级标准预测结果显示,这9种化学物质为极高风险化学物质,这与ECHA将它们列为SVHC的结论一致. 对于另外6种化学物质(二水合重铬酸钠、三乙基砷酸酯、二氯化钴、五氧化二砷、三氧化二砷和砷酸氢铅),ECOSAR模型预测结果可信度不高. 对于15种SVHC和ECOSAR的预测结果准确率达到60%. ECOSAR预测模型在一定程度上能够提供与试验结果接近的化学物质生态环境毒理风险评价结果,作为一种重要的非试验科学技术手段,能够在一定程度上满足化学品管理的需要.      

不同植物废物对垃圾堆肥过程VSCs释放的影响

选取黄豆杆、红薯藤、菠萝蜜果核和紫檀树叶4种植物废物,分别与生活垃圾混合进行堆肥处理,考察堆肥过程中甲硫醇、甲硫醚、二甲基二硫醚3种含硫类可挥发性有机物(VSCs)释放量与植物废物性质之间的关系.结果表明,各工况下,3种VSCs释放均集中在堆肥初期(前6d),甲硫醇均为主要的恶臭贡献者.不同工况的3种VSCs释放浓度差异显著.其中,以红薯藤为堆肥配料的工况下3种VSCs累积释放浓度均最高,以黄豆杆和紫檀树叶分别为堆肥配料的工况相对较低,累积释放浓度仅为前者的16.0%~74.3%,并低于生活垃圾单独堆肥. VSCs释放水平与混合原料的易降解有机物含量呈正比,与其植物多酚的含量呈反比.     

几种多环芳烃在不同类型稻田土壤中的降解行为

为揭示我国不同类型稻田土壤中多环芳烃(PAHs)的降解率,采集了8个地区的稻田土壤,分别加入菲、荧蒽和苯并[a]蒽进行室内培养试验,分析不同类型稻田土壤中PAHs降解速率的差异及其与土壤理化性质的关系。结果表明,不同类型稻田土壤中PAHs降解能力由大到小依次为四川石灰性紫色土、黑龙江黑土、重庆中性紫色土、山西褐土、北京潮土、安徽黄褐土、河南潮土和湖南黄壤。不同类型稻田土壤中PAHs降解率在培养7 d时均可达51.5%,28 d后降解率大于80%。土壤中PAHs易降解程度由高到低依次为菲、荧蒽和苯并[a]蒽。除四川石灰性紫色土和重庆中性紫色土外,PAHs能显著增加其他类型土壤中总细菌数量和菲降解过程中的双加氧酶功能基因phnAc数量。冗余分析结果表明,土壤中菲和荧蒽降解速率与土壤中NH_4~+-N和有机质含量呈显著正相关(P0.05),与pH值和含水量呈负相关。土壤中苯并[a]蒽降解速率与土壤理化性质均无显著相关性(P0.05)。不同类型稻田土壤中PAHs自然降解速率和留存时间有所差异,可通过在土壤中添加氮肥等营养物质促进PAHs的降解。     

南亚热带森林群落演替过程中结构多样性与碳储量的变化

选择鼎湖山处于演替初期的马尾松林(Pine massoniana forest,PF)、演替中期的针阔混交林(Pine massoniana and broadleaved mixed forest,MF)及演替顶级的南亚热带常绿阔叶林(Evergreen broad-leaved forest in South China,BF)为研究对象,以样地每木调查为基础,分析群落演替过程中物种、结构多样性及碳储量的动态变化规律,旨在全面评估南亚热带森林演替过程中群落结构及碳汇功能的协同变化,指导区域低质马尾松人工林近自然改造。结果表明,(1)物种丰富度、群落结构多样性指数及碳储量随群落正向演替而增加,物种丰富度较碳储量的增加幅度大。(2)3种不同胸径(diameter at breast height,DBH)等级:小(1 cm≤DBH10 cm)、中(10 cm≤DBH30 cm)和大(DBH≥30 cm)径级个体的碳储量随群落演替的变化:从PF演替至MF过程中的共有种,各径级的个体数比例和碳储量比例均呈下降趋势;从MF演替至BF过程中的共有种,小径级个体数比例下降,而大径级个体数比例(由MF的2.1%上升至BF的33.4%)与碳储量比例均上升(由MF的7.3%上升至BF的64.4%)。(3)南亚热带森林演替过程中共有种的重要值、个体数量及占群落碳储量的比例均呈现由前一个演替阶段向后一个演替阶段下降的趋势;而新增种呈相反的变化趋势,随演替的正向进行,重要值、个体数量及占群落碳储量的比例呈增加的趋势。锥栗(Castanopsis chinensis)、荷木(Schima superba)是MF发展至BF过程中主要的共有种,二者对MF及BF碳储量的贡献之和分别为MF的76.3%,BF的50.5%,远大于其他种群,表明在马尾松低质人工林改造中可以引入区域常见阔叶树种锥栗、荷木,以达到提高群落的物种多样性、优化群落结构、提升植被碳储量的目的。