铜藻基载铁活性炭的制备及其对亚甲基蓝的吸附特性研究

以一种大型海藻——铜藻为原料,Fe Cl3·6H2O为活化剂,采用超声浸渍-原位合成法制备了铜藻基载铁活性炭(Fe/SAC),并以活性炭得率和亚甲基蓝吸附值为指标,通过正交法考察了活化温度、活化时间和浸渍比的影响.同时,采用X射线衍射、扫描电镜和比表面积分析仪对最优结果进行表征,并考察了Fe/SAC吸附亚甲基蓝的热力学与动力学特性.结果表明,Fe/SAC的最优制备工艺条件为活化温度600℃、活化时间1 h、浸渍比1∶1,此时的活性炭得率为39.5%,亚甲基蓝吸附值为255.67 mg·g~(-1);最优工艺条件下制得的Fe/SAC比表面积为558.31 m2·g~(-1),其负载的铁组分主要为Fe3O4和Fe O;亚甲基蓝在Fe/SAC上的吸附过程符合准二级动力学模型,Langmuir等温吸附模型能够很好地描述吸附平衡过程,该吸附是熵增加的自发吸热(ΔS0、ΔG0、ΔH0)过程,升温有利于吸附.     

中国西南喀斯特森林土壤有机碳空间变化及影响因素

喀斯特地区土壤碳储量及其影响因素的认识是评估我国陆地土壤生态系统碳汇能力不可或缺的内容。本文通过对中国西南北起秦岭北坡南至中越边境一条剖面上土壤有机碳的分析,研究了喀斯特森林0~10cm土壤有机碳空间变化及其控制因素。研究发现西南地区土壤有机碳含量和碳密度平均为32.3 g/kg和33.1t/hm2。无论是在整个西南区还是其省市范围内,二者均低于非喀斯特森林土壤。通径分析表明,影响喀斯特表层土壤碳含量和密度的主要因素有土壤容重、地形海拔和有机质C/N;粘粒含量和年平均气温的影响很小,而降水量仅在地处最北部的陕西省构成了土壤碳密度的影响因素。此现象与世界许多地区特别是高纬度地区形成鲜明对比。本研究结果表明,不同区域/气候带土壤碳库的主要影响因素会存在很大差异,这对认识气候变化背景下土壤碳库的反馈作用具有重要意义。     

煤矸石堆场Fe、Mn迁移累积效应研究

通过对贵州织金典型煤矿区矸石堆场周边地表水体及耕地进行调查与采样分析,探讨了煤矸石堆场Fe、Mn元素迁移对周边地表水体及耕地累积效应的影响。研究结果表明:受煤矸石堆场酸性排水的影响,煤矸石堆场周边溪沟水Fe、Mn含量分别达0.81~32.14mg/L、1.17~8.42mg/L,超过"集中式生活饮用水地表水源地标准"限值的3~107、12~84倍。堆场周边旱作土中Fe、Mn含量分别达63 530~85 990mg/kg、243.1~910.1mg/kg,水稻土达46 940~75 810mg/kg、144.5~409.1mg/kg,Fe、Mn累积指数旱作土分别达1.61、2.97,水稻土分别达1.24、1.33。随着与堆场距离的增大,水稻土Fe、Mn含量逐步降低,在500m范围内Fe降低了35%,Mn降低了61%,而旱作土变化规律不明显。     

炼油行业泄漏检测与修复技术实践研究

炼油行业排放的大气污染物主要是挥发性有机物,是形成二次污染物的重要前体物,也是引发大气环境问题的重要污染物.以天津某炼油企业泄漏检测与修复技术的工作实践为例,结合炼油行业生产装置的工艺特点,介绍在该行业开展泄漏检测与修复技术时的工作流程,包括设备和管线组件密封点位的建档、检测、泄漏点位的修复、复测以及泄漏量核算方法,对炼油行业开展泄漏检测与修复工作减少挥发性有机物无组织的排放起到借鉴作用.     

露天采矿过程粉尘产生环节及污染治理措施分析研究

粉尘是露天采矿过程的主要污染物之一,露天采矿中粉尘要达到环保要求,需要从生产过程中的凿岩、爆破、装卸、运输、堆存各环节进行污染控制.采用对上述各生产环节中的粉尘产生原理进行分析的方法,找出各个生产环节粉尘的主要产生点,通过对比前人在各个生产环节粉尘控制的研究成果,找出控制粉尘产生的主要影响因素,总结出露天采矿中各个环节上技术经济上最有效的粉尘防治措施,为露天矿山开采污染防治提供系统的解决方案.通过对前人研究成果的总结,汇总形成一套完善的粉尘控制方案.     

A new process to improve short-chain fatty acids and bio-methane generation from waste activated sludge

As an important intermediate product, short-chain fatty acids(SCFAs) can be generated after hydrolysis and acidification from waste activated sludge, and then can be transformed to methane during anaerobic digestion process. In order to obtain more SCFA and methane,most studies in literatures were centered on enhancing the hydrolysis of sludge anaerobic digestion which was proved as un-efficient. Though the alkaline pretreatment in our previous study increased both the hydrolysis and acidification processes, it had a vast chemical cost which was considered uneconomical. In this paper, a low energy consumption pretreatment method, i.e. enhanced the whole three stages of the anaerobic fermentation processes at the same time, was reported, by which hydrolysis and acidification were both enhanced, and the SCFA and methane generation can be significantly improved with a small quantity of chemical input. Firstly, the effect of different pretreated temperatures and pretreatment time on sludge hydrolyzation was compared. It was found that sludge pretreated at 100°C for 60 min can achieve the maximal hydrolyzation. Further, effects of different initial p Hs on acidification of the thermal pretreated sludge were investigated and the highest SCFA was observed at initial p H 9.0with fermentation time of 6 d, the production of which was 348.63 mg COD/g VSS(6.8 times higher than the blank test) and the acetic acid was dominant acid. Then, the mechanisms for this new pretreatment significantly improving SCFA production were discussed. Finally,the effect of this low energy consumption pretreatment on methane generation was investigated.     

Advanced treatment of wet-spun acrylic fiber manufacturing wastewater using three-dimensional electrochemical oxidation

A three-dimensional electrochemical oxidation(3D-EC) reactor with introduction of activated carbon(AC) as particle micro-electrodes was applied for the advanced treatment of secondary wastewater effluent of a wet-spun acrylic fiber manufacturing plant. Under the optimized conditions(current density of 500 A/m~2, circulation rate of 5 mL/min, AC dosage of 50 g, and chloride concentration of 1.0 g/L), the average removal efficiencies of chemical oxygen demand(COD_(cr)), NH3–N, total organic carbon(TOC), and ultraviolet absorption at 254 nm(UV_(254)) of the 3D-EC reactor were 64.5%, 60.8%, 46.4%, and 64.8%, respectively; while the corresponding effluent concentrations of COD_(cr), NH_3–N, TOC, and UV_(254) were 76.6, 20.1, and42.5 mg/L, and 0.08 Abs/cm, respectively. The effluent concentration of COD_(cr) was less than 100 mg/L, which showed that the treated wastewater satisfied the demand of the integrated wastewater discharge standard(GB 8978-1996). The 3D-EC process remarkably improved the treatment efficiencies with synergistic effects for COD_(cr), NH_3–N, TOC, and UV_(254) during the stable stage of 44.5%, 38.8%, 27.2%, and 10.9%, respectively, as compared with the sum of the efficiencies of a two-dimensional electrochemical oxidation(2D-EC) reactor and an AC adsorption process, which was ascribed to the numerous micro-electrodes of AC in the 3D-EC reactor. Gas chromatography mass spectrometry(GC–MS) analysis revealed that electrochemical treatment did not generate more toxic organics, and it was proved that the increase in acute biotoxicity was caused primarily by the production of free chlorine.     

基于卫星观测的2005—2015年京津冀地区NO2柱浓度分布及变化趋势

为更好地了解京津冀地区NO₂浓度的长期时空分布变化特征,对2005—2015年京津冀地区对流层NO₂柱浓度数据进行了统计分析.结果表明,京津冀地区对流层NO₂柱浓度在2005—2010年增加明显,年均复合增长率为6.8%,并在2010年达到峰值,为1 329.07×1013 mol/cm2;2010—2013年保持相对稳定;2013—2015年显著下降,降幅达26.2%.2015年NO₂柱浓度为964.43×1013 mol/cm2,基本与2005年的浓度水平持平.北京地区NO₂柱浓度最先开始下降并保持降低趋势,其中北京市城区降幅远大于郊区,并在2015年达到最低值,为1 647.38×1013 mol/cm2;天津市城、郊区NO₂柱浓度变化相近,总体上均呈先增后减的趋势,并且均在2010年达到峰值,分别为2 686.96×1013、2 019.36×1013 mol/cm2;而河北省西南部(石家庄、邢台、邯郸市)在近两年降幅最为明显,均在35.0%以上.京津冀对流层NO₂柱浓度呈由南向北递减的空间分布趋势,高值区主要分布于京津唐一带以及河北省南部沿太行山一带.研究显示,虽然近年来京津冀地区NO₂柱浓度降幅明显,但相比于周边地区仍面临较大的减排压力.      

岩溶地下河反硝化作用的有限性——一个碳酸盐岩管道的实验研究

反硝化作用是公认的去除水体中硝酸盐的路径,但相比于多孔介质,岩溶地下河中反硝化效果具有不确定性.为更好地认识岩溶地下河中反硝化效果,本研究利用天然碳酸盐岩管道几何模型,以乙醇为可利用电子供体(碳源),示踪了控制流速条件下管道流中反硝化作用,并辅以多孔介质流实验进行对比.反应示踪、地球化学印迹和微生物检测结果表明:当碳源缺乏时,反硝化作用没有明显启动的迹象;一旦补充了碳源,溶解氧、硝酸盐浓度和质量都出现了明显衰减,并且有中间产物亚硝酸盐产生,水体碱度增加.然而,即使在碳源充足情况下,管道流中反硝化强度却明显比多孔介质流中强度低,两者硝酸盐生物去除率分别为39.4%和大于99%,生物降解速率分别为0.113和10.8 mg·L~(-1)·h~(-1).推测其原因,一是碳酸盐岩管道内固体表面积与水体积比值低,固体吸着条件不利于微生物生长与发育,降低了硝酸盐去除率;二是管道富含的溶解氧可能延迟了反硝化作用启动,溶解氧降至3.0 mg·L~(-1)左右时硝酸盐浓度才有明显衰减.相比之下,其它环境因素如p H值和温度没有出现明显变化.该研究意义在于:岩溶管道流反硝化去除硝酸盐的潜能是存在的,但即使可利用碳源充足仍具有明显的局限性,这可能意味着岩溶地下河一旦遭受硝酸盐污染,其作为饮用水源的安全风险更大.     

哈尔滨市大气主要污染物浓度变化与城市发展因素影响分析研究

采用Daniel趋势检验法对哈尔滨市近年来SO2、NO2和PM10年均浓度变化趋势分析,并对城市总人口与经济、产业结构、民用汽车保有量和能源状况五个城市发展因素进行数据统计分析,用SPSS探究城市发展过程中影响大气污染的因素及相关性.结果表明:浓度变化趋势是SO2明显上升;NO2缓慢上升;PM10整体明显下降,但在2013年点突增至了0.119 mg/m3.SO2与NO2显著相关,相关系数为0.533.经统计,哈尔滨人口经济发展、产业结构调整较为缓慢,全市民用汽车保有量增加并未对NO2浓度影响显著,能源结构依然以煤为主,虽然能源强度提升,但也存在着煤质、散煤的问题.哈尔滨市各城市发展因素与污染物浓度关联度不显著.