磁性纳米复合物对水中亚甲基蓝的吸附及其机理

利用正硅酸乙酯水解在磁性纳米锰锌铁氧体表面包裹SiO₂,制备了一种新型“核/壳”结构磁性纳米复合物材料Si-Fe-MNCs.采用N₂-吸附脱附法、透射电子显微镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)和傅利叶变换红外技术(FT-IR)分别对Si-Fe-MNCs的织构性能、形貌和磁性能进行了表征.结果表明,该磁性材料对亚甲基蓝表现出良好的吸附性能,318K时平衡吸附量在40.31~184.1mg/g之间,120min可达吸附平衡,符合准二级动力学方程.吸附过程符合Langmuir等温吸附模型,热力学计算结果表明Si-Fe-MNCs对亚甲基蓝的吸附是以表面物理吸附为主的自发吸热过程,红外结果表明氢键是Si-Fe-MNCs表面官能团与亚甲基蓝之间的主要作用力.Si-Fe-MNCs采用H₂O₂进行再生,5次循环使用后,对MB的平衡吸附量仍可维持在93.64mg/g.     

陆域形成对胶州湾及前湾海洋环境的影响预测Ⅰ.对水动力环境的影响

采用三角形网格的分步杂交方法,建立胶州湾及邻近海域和前湾海域的二维潮流数值模型,模拟了研究海域的潮流场.根据<青岛港前湾港区港口总体规划(2004年)>,预测了前湾港规划的陆域形成项目对海洋环境的影响,计算了项目建成后导致的流速、流向、纳潮量等海洋动力条件的变化.并结合规划项目的建设进度,探讨了项目协同作用对海洋环境的影响.研究成果可为青岛市环境规划与管理、海洋环境保护及经济发展战略的调整提供科学依据.     

锰锌铁氧体/SiO_2复合磁性材料的制备和表征

以正硅酸乙酯(TEOS)作为包覆材料,对锰锌铁氧体纳米颗粒进行SiO2包覆,制备出锰锌铁氧体/SiO_2复合磁性材料。利用FTIR,XRD,SEM等技术对其进行了表征,并研究了其对模拟亚甲基蓝废水的吸附脱色效果。实验结果表明:当SiO_2质量分数为40%1时,采用先将锰锌铁氧体在柠檬酸溶液中搅拌分散3 h后,加人氨水调节溶液pH,再继续搅拌分散3 h的分段分散方法制备的复合磁性材料对亚甲基蓝废水的处理效果更好,处理亚甲基蓝质量浓度为50 mg/L、COD为160 mg/L的废水,废水脱色率为97.2%,COD去除率为19.3%。表征结果显示:复合磁性材料锰锌铁氧体/SiO_2为球形颗粒,平均粒径为100 nm;SiO_2包覆前后锰锌铁氧体的晶型均为尖晶石型结构,在复合磁性材料中SiO_2以无定型的形态存在。     

二壬基萘磺酸反胶团萃取模拟废水中的铅

以二壬基萘磺酸（DNNSA）反胶团煤油溶液萃取模拟含铅废水中的铅。在萃取前水相中铅离子浓度为3×10-4 mol/L、DNNSA浓度为0.010 mol/L、油水比为1∶20、模拟含铅废水pH为6、萃取温度为303 K、萃取时间为40 min的条件下,萃取后水相中铅离子浓度为0.845×10-4 mol/L,有机相中铅离子浓度为4.517×10-3 mol/L,铅萃取率为71.83%。DNNSA反胶团萃取铅离子萃取容量为1 188.62 mg/g,热力学焓变为2.595 kJ/mol。     

磁性壳聚糖凝胶微球固定反硝化菌去除地下水中硝酸盐氮

本研究从活性污泥中分离出氢自养反硝化细菌,在厌氧条件下利用氢气作为电子受体,将硝酸盐氮污染物彻底还原为氮气.通过原位共沉淀/柠檬酸钠交联法制备了一种磁性壳聚糖微球,将氢自养反硝化菌固定于磁性壳聚糖微球上组成固定化微生物反硝化体系.利用16SrDNA菌种鉴定、扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)对固定化前后的材料进行了表征,并与游离的氢自养反硝化菌进行对比,同时进行静态批实验考察了在不同影响因素下硝酸盐去除效果.结果表明,分离出的氢自养反硝化菌属于陶厄氏菌属(MK928401),且被成功固定在磁性壳聚糖微球上;相同时间内,固定化氢自养反硝化菌对硝酸盐氮去除率高出游离细菌59%,说明固定化菌克服了由于游离菌易团聚而限制反硝化速率的缺点;磁性壳聚糖微球的加入,在一定程度上拓宽了氢自养反硝化菌对硝酸盐氮浓度的适应范围,同时拓宽了氢自养反硝化菌对pH的耐受范围;固定化氢自养反硝化菌经5次重复利用后,仍能高效还原硝酸盐氮,相比于游离细菌具有可回收和循环利用性.以上结果得出,以磁性壳聚糖微球固定氢自养反硝化菌,为高效去除地下水中的硝酸盐氮提供了一种更有效的途径.     

磁性吸附剂CeO2/MZFS去除水中盐酸四环素

利用废碱性电池制备得到尖晶石结构的锰锌铁氧体Mn_0.6Zn_0.4Fe₂O₄（MZF）,利用原位聚合制备得到硅包覆的磁性纳米复合物MZF@SiO₂（MZFS）,采用浸渍法制备得到集磁分离、吸附与类Fenton催化活性于一体的CeO₂/MZFS磁性吸附剂,并对其形貌和磁性能等进行了表征.结果表明,CeO₂/MZFS对水中盐酸四环素（TH）表现出良好的吸附性能,160 min吸附过程可达平衡,TH的去除率达到95%.吸附过程可用准二级动力学方程描述,化学吸附为速控步骤;Freundlich等温吸附模型能较好地描述该吸附过程,热力学计算结果表明,CeO₂/MZFS对TH的吸附是以物理吸附为主的自发吸热过程;利用红外光谱初步揭示了吸附机制.吸附TH后的CeO₂/MZFS可利用其非均相类Fenton催化活性以H₂O₂作为再生剂进行原位再生,6次循环使用后,CeO₂/MZFS对TH仍能保持较高的平衡吸附量.研究结果可为抗生素废水的治理提供理论指导和技术支持.     

磁性纳米复合物非均相类Fenton反应催化降解罗丹明B

以锰锌铁氧体Mn0.6Zn0.4Fe2O4(Fe-MNPs)为磁核,利用正硅酸乙酯(TEOS)水解制备得到可磁分离的"核-壳"结构纳米复合物Mn0.6Zn0.4Fe2O4@Si O2(Si-Fe-MNCs),并采用X射线衍射(XRD)、N2吸附-脱附、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)和振动样品磁强计(VSM)对Si-Fe-MNCs进行了表征.同时,以难生物降解染料罗丹明B(Rh B)为目标污染物,利用Si-Fe-MNCs催化过氧化氢降解Rh B,考察了不同体系、过氧化氢用量、催化剂投加量及温度等对催化活性的影响.结果表明,当温度为303 K,催化剂用量为0.5 g·L-1,过氧化氢(质量分数15%)加入量为4 m L,Rh B(20 mg·L~(-1))加入量为50 m L时,H2O2利用率为81.3%,罗丹明B降解率为95%,CODC r去除率为98.0%;自由基验证实验及XPS表征结果表明,Rh B与Si-Fe-MNCs催化H2O2产生的·OH反应而得以降解,该反应为固液界面催化反应,FeMNPs中存在的氧空位对催化反应起到协同强化作用.     

海洋保护区生态补偿标准的初步探讨——以厦门海洋珍稀物种国家级自然保护区为例

海洋保护区生态补偿标准是建立海洋保护区生态补偿机制的基础。本文以厦门海洋珍稀物种国家级自然保护区的中华白海豚为例,根据保护区管理层次的划分及海域特点,将海域划分为西港海域、同安湾口、九龙江河口、西南海域、东部海域、同安湾、大噔海域7个区域,采用专家调查法,估算不同海域对海洋保护区价值的贡献率与单位面积海域的价值,以及各海域中填海造地、港池/锚地、桥梁建设、采矿、修船/造船、旅游娱乐、海底工程、排污、航道、施工10大类人类活动对海洋保护区的损害程度,建立了生态损害补偿标准估算模型。以填海造地活动为例,计算了该活动对厦门海洋保护区不同区域的生态损害补偿标准。这一研究成果填补了我国目前海洋保护区生态补偿标准问题的空白。     

部分半硝化AGS-SBR工艺的启动及其种群结构分析

采用序批式污泥反应器(SBR),接种好氧颗粒污泥(AGS),以人工模拟低COD/N废水为进水水质,在pH 7.5~8.5,温度为30℃,DO浓度约为0.8 mg·L-1的条件下,通过逐步提高进水氨氮浓度的策略启动部分半硝化工艺.结果表明,通过逐步提高进水氨氮浓度方法,可在60 d内初步形成部分半硝化工艺.部分半硝化工艺运行期间,系统对NO_2~--N的积累率基本维系在80%以上,对TN的去除率平均为64.54%,出水亚硝态氮和氨氮(NO_2~--N/NH_4~+-N)比值平均达到1.16,符合厌氧氨氧化(ANAMMOX)反应进水要求.同时,基于高通量测序技术分析了部分半硝化工艺启动后微生物种群结构组成,其主要优势菌属有:Candidate-division-TM7-norank(相对丰度68.63%)、Saprospiraceae-uncultured(8.26%)、Thauera(4.63%)、Denitratisoma(3.16%)、Anaerolineaceae-uncultured(1.63%)和Anaerovorax(1.39%).部分半硝化AGS-SBR系统中与脱氮功能相关的主要菌属为:Nitrosomonas、Thauera、Denitratisoma和Bacillus,该系统中存在自养脱氮、反硝化和厌氧氨氧化的多种脱氮途径.