砷污染土壤磷酸盐淋洗修复技术研究

淋洗修复技术是治理砷污染土壤的一种高效快速方法.本研究通过砷污染土壤批量振荡淋洗实验,筛选出环境友好且高效的淋洗剂磷酸钾,系统分析液固比、淋洗时间、淋洗液浓度、p H对土壤中砷的去除效果的影响,确定磷酸钾的最佳淋洗条件.进一步以磷酸钾为基本淋洗剂,采用不同试剂和磷酸钾进行组合二步淋洗,探究最佳复合淋洗组合.结果表明,磷酸钾在浓度为0.5 mol·L-1、液固比为4 m L·g-1、淋洗时间为8 h及p H为4.3的淋洗条件下,单独使用磷酸钾进行淋洗时,土壤砷的去除率达到74.03%.当采用0.5 mol·L-1Na OH+0.5 mol·L-1KH2PO4进行复合二步淋洗时,可使土壤中砷的去除率提高到82.60%.     

矿化度作为蒙新高原湖泊营养物基准影响指标的可行性

基于蒙新高原湖区多年综合调查资料及现场监测数据分析,结果显示蒙新湖区存在咸化趋势.多元逐步回归分析表明总磷、矿化度是影响蒙新湖区初级生产力的重要因子.相关性分析显示,蒙新高原湖区湖泊矿化度与溶解氧、pH值、总氮、叶绿素a及透明度相关,其中,溶解氧、pH值与矿化度呈极显著负相关(P<0.01);总氮、叶绿素a与矿化度呈极显著正相关(P<0.01);透明度与矿化度呈显著负相关(P<0.05).通过矿化度与国际公认的营养物基准指标[原因变量(TP、TN)和反应变量(Chl-a、SD)]之间的线性关系研究表明,矿化度应成为蒙新高原湖区湖泊营养物基准影响指标之一,研究结果为确定蒙新高原湖区湖泊营养物基准的候选变量和指标提供了理论依据.     

抗生素对好氧污泥氧摄取速率单独和联合抑制效果

为研究4种抗生素(四环素、土霉素、磺胺甲恶唑和磺胺甲基嘧啶)对好氧污泥活性的单独作用及相互作用关系,以氧摄取速率(OUR)作为衡量指标,设计正交试验,测定4种抗生素对好氧污泥的单独和联合抑制效果.结果表明,4种抗生素单独使用对好氧污泥OUR抑制大小顺序为四环素>土霉素>磺胺甲恶唑>磺胺甲基嘧啶;其中四环素和土霉素毒性较高;联合作用下,对好氧污泥OUR影响最大的因素是四环素,之后依次是土霉素、磺胺甲恶唑和磺胺甲基嘧啶,4种抗生素对好氧污泥OUR抑制作用大小顺序与单独抑制作用大小顺序基本相同.其中四环素表现出显著抑制作用(p<0.05).四环素类抗生素和磺胺类抗生素联合使用表现出一定的相加关系,对目标微生物存在一定的竞争;两种磺胺类抗生素一级交互作用为拮抗关系.     

某典型农业活动区土壤与地下水有机氯农药污染健康风险评价

以长江三角洲某农业活动区为目标研究区域,分别采集研究区O～20 cm、20～40 cm、40～60 cm深度土壤样与浅层地下水样,分析该区有机氯农药六六六(HCHs)与滴滴涕(DDTs)在不同深度土壤至潜水含水层中的残留分布特征,并应用美国RBCA模型对研究区HCHs和DDTs进行健康风险评价.结果表明:在表层、第二层、第三层3个土层中β-HCH与DDE最大检出水平分别为50.28 μg· kg-1与60.35μg·kg-1、30.25μg·kg-1与30.29μg·kg-1、3.54 μg· kg-1与7.63 μg· kg-1,检出率分别为76.5％与69.8％、75.2％与65.2％、40.3％与30.5％,而该区浅层地下水中农药残留未检出.基于RBCA健康风险评价模型计算该农业活动区中HCHs和DDTs累加致癌风险值为4.7×10-5,致癌风险较小;HCHs和DDTs的平均浓度值和最大浓度值对应的非致癌健康风险均未超出US EPA安全阈值1.0,风险较低.     

Spatial distribution of polychlorinated biphenyls in soil around a municipal solid waste incinerator

The impact of a typical municipal solid waste incinerator (MSWI) on polychlorinated biphenyl (PCB) concentrations in the surrounding soil was studied. Six stack gas samples were taken from the MSWI and 21 soil samples were collected from sampling sites between 300 and 1700 m from the MSWI stack. The total (∑PCB) concentrations of dioxin-like (dl) PCBs and indicator PCBs in the stack gas samples were between 3.41 and 34.3 ng/m3, and the corresponding toxic equivalents (TEQs) ranged from 4.45 to 66.9 pg WHO-TEQ/m3, with a mean of 28.6 pg WHO-TEQ/m3. A total of 2.43 g WHO-TEQ of PCBs per year was calculated to be released into the environment from MSWIs in China. The ∑PCB concentrations in the soil samples ranged from 28.0 to 264.4 pg/g, with mean and median values of 127.6 and 127.7 pg/g, respectively, while the TEQ values were between 0.020 and 0.18 pg WHO-TEQ/g, with mean and median values of 0.074 and 0.062 pg WHO-TEQ/g, respectively. Comparing this study with other studies performed around the world suggest that PCB emission from incinerators has a critical influence on PCB concentrations in the surrounding soil. An exponential function equation is proposed, which indicates a clear decline in ∑PCB concentrations with increasing distance from the stack. A contour map created using an ordinary kriging interpolation technique showed that a limited area (1250 m radius) from the stack was clearly influenced by PCB emission from the MSWI.     

超燃冲压发动机凹腔内补氧的强化点火试验

在超燃冲压发动机扩张型燃烧室中,对凹腔内局部补氧的点火强化方法进行了试验研究。采用高速摄影手段研究了不同的补氧方式对凹腔内火焰分布特征和燃烧强度的影响,并针对并联双凹腔燃烧室构型,研究了在单侧凹腔补氧条件下向异侧凹腔的火焰传播过程。试验结果表明,采用凹腔内补氧的方式能调节凹腔内的燃料浓度分布、改善凹腔内的燃烧过程,控制燃烧放热强度;稳态燃烧情况下,观察到凹腔驻留火焰的两种存在特征,分别表现为:由回流区热量反馈机制作用下的凹腔局部驻留火焰和燃烧室全局压力反馈影响下的凹腔剪切层火焰。只有在单侧凹腔燃烧建立了全局压力反馈的条件下才能实现凹腔火焰的异侧传播。      

一次沙尘事件对沿海及海洋大气气溶胶中金属粒径分布的影响

于2016年3~4月在青岛、东海及西北太平洋连续采集了气溶胶分级样品,测定了样品中Al、Na、Fe、Mg、K、Cu、Pb、Cd等金属元素的浓度,分析了沙尘事件下气溶胶中金属元素的粒径分布特征,并初步讨论了气溶胶中金属来源及影响因素.结果表明,受此次沙尘事件影响青岛近岸样品中Al、Fe、K、Na、Cu、Pb的浓度增加了85%~1400%,而金属Cd浓度降低8%;海洋样品中Al、Fe、K、Cu、Pb、Cd浓度增加了163%~4580%,而Na浓度降低62%.沙尘对气溶胶中金属元素的粒径分布影响显著,青岛近岸和海洋气溶胶中K由双模态分布变为粗模态分布;Pb、Cd由细模态分布变为双模态分布;Cu仍呈双模态分布,但粗颗粒上的占比增加;Al、Fe、Mg、Na则保持粗模态分布.沙尘事件对近岸与海洋样品的影响不同,青岛近岸沙尘气溶胶中Al、Fe、Mg、Na、K的峰值粒径位于2.1~3.3 μm,而海洋样品的峰值向粗粒径移动至3.3~4.7 μm;沙尘影响下近岸气溶胶中Al、Fe、Mg、Na、K、Pb、Cd在粗颗粒上的占比下降了1%~35%,而东海样品中这些金属的粗粒子占比上升了4%~33%,可能与吸湿增长以及沙尘的传输路径和高度有关.     

金属有机框架MIL-53(Fe)可见光催化还原水中U(Ⅵ)

U（Ⅵ）是放射性废液中铀的主要存在形式.将可溶的U（Ⅵ）还原为难溶的U（Ⅳ）是治理铀污染的有效方法.以溶剂热法合成了铁基金属有机框架材料MIL-53（Fe）.在表征了材料的结构及光响应特性基础上,开展了MIL-53（Fe）在可见光下催化还原水中U（Ⅵ）的研究.探究了空穴捕获剂种类、空穴捕获剂浓度、反应体系pH及催化剂用量等对U（Ⅵ）光催化还原的影响.结果表明,空穴捕获剂甲酸的加入可有效提高光催化反应的电荷分离效率.当甲酸浓度为1 mmol·L^-1时,400 mg·L^-1的MIL-53（Fe）在可见光下,2 h内对初始浓度为50 mg·L^-1的U（Ⅵ）去除率达到80%;光电子能谱检测结果显示反应中有U（Ⅳ）生成,推测其主要反应机制是甲酸与MIL-53（Fe）的光生空穴反应产生强还原性的·COO^-,将U（Ⅵ）还原为U（Ⅳ）,从而实现对水中U（Ⅵ）的光催化去除.     

深圳土壤稀土元素的背景含量和影响因素研究

为研究深圳市土壤稀土元素的环境背景含量和空间分布特征,以不受或很少受人类活动影响的基本生态控制线区域作为调查范围,在深圳布设450个土壤表层点位、50个典型剖面点位,应用决策单元－多点增量采样方法采集土壤表层样品500个、土壤剖面样品100个.研究结果表明,深圳市表层土壤稀土元素的环境背景含量范围为23.66~1246.26mg/kg,算术平均值285.99mg/kg,高于中国土壤和广东省土壤;轻稀土元素相对于重稀土元素富集,稀土元素的环境背景含量在空间分布上呈现西高东低的特征.深圳市不同土类中稀土元素环境背景含量的95%分位值高低依次为赤红壤 > 红壤 > 黄壤.不同成土母质发育的土壤稀土元素环境背景含量95%分位值大小顺序为变质岩 > 花岗岩 > 片麻岩 > 凝灰熔岩 > 砂砾页岩 > 灰色灰岩.不同剖面层次的土壤稀土元素环境背景含量的95%分位值大小顺序为底层 > 中层 > 表层;随着深度的增加,深圳市土壤稀土元素的环境背景含量也逐渐增加,呈现底聚型特征.成土母质是影响土壤稀土元素环境背景含量的首要因素,花岗岩发育的土壤稀土元素环境背景含量要明显高于砂砾页岩;不同土类也会影响土壤稀土元素的环境背景含量分布,同一成土母质发育的赤红壤稀土元素环境背景含量要高于红壤.典型相关性分析表明,土壤铁、铝等元素与轻稀土元素,以及锰与重稀土元素的背景含量均呈现较强的正相关关系,土壤pH值、黏粒与稀土元素背景含量存在弱正相关,这也侧面反映了土壤稀土元素对成土母质的继承性.     

Bi/BiVO4/NiFe-LDH heterostructures with enhanced photoelectrochemical performance for streptomycin detection

Streptomycin (STR) plays an essential role in bacterial infection treatments. Selectivity and sensitivity of photoelectrochemical (PEC) sensors are the two most important parameters, which can be measured using the photosensitivity of its active material. We prepared a novel PEC sensor to detect STR using Bi/BiVO₄/LDH (layered double hydroxides) heterostructures as an active material, which is photoactive in the visible light wavelength range. The simultaneous presence of LDH and Bi/BiVO₄ enhanced the material photocurrent response, which was linear to the STR concentrations in the 0.01–500 nmol/L range. The STR detection limit by this sensor was 0.0042 nmol/L. Our novel PEC-based sensing strategy includes using an ultra-sensitive and highly selective sensor for STR detection. Additionally, the two-pot synthesis of Bi/BiVO₄/LDH developed in this work is environmentally friendly.