高铁-光催化氧化协同去除藻毒素的研究

研究了高铁-光催化氧化体系去除水中藻毒素的效能.结果表明,通过投加10mg/L的高铁到光催化体系中,由于高铁的强氧化性及其还原产物可作为电子捕获剂的特点,可将光催化效率从63%提高到100%,实现快速完全去除藻毒素的目的.同时对照研究了高铁、光催化、Fe³⁺-光催化、高铁-光催化4种不同反应体系对藻毒素去除的效能.结果显示,单纯的高铁或光催化都可以降解一部分藻毒素,但去除率低,分别为54%和63%,且需大剂量的高铁投加或大大延长光照时间.而在Fe³⁺-光催化、高铁-光催化体系中,只需投加10mg/L的三价铁或高铁,就可以将藻毒素去除率提高到73%和100%,但采用高铁协同光催化体系比三价铁协同光催化体系更有效.也就是说在本体系中,高铁具有十分重要的作用,明显存在着高铁与TiO₂光催化的协同效应.     

长江重点江段水体中多环芳烃及其衍生物的分布及健康风险

研究了长江攀枝花、宜宾、泸州、重庆、涪陵、三峡、岳阳、武汉、九江和南京共计10个重点江段枯水期和丰水期表层水中19种多环芳烃(PAHs)及其15种衍生物(SPAHs)的分布和来源,评估了长江PAHs类污染的健康风险及时空差异.结果表明,长江表层水中∑PAHs、∑SPAHs平均浓度分别为(147.3±59.8)、(73.2±29.7) ng·L^-1,检出率分别为82.9%、69.5%,其中2~3环(S)PAHs所占比例为79%.在SPAHs中,∑NPAHs(硝基取代PAHs)、∑MPAHs(甲基取代PAHs)、∑OPAHs(氧化PAHs)的平均浓度分别为(27.0±4.5)、(24.7±15.5)、(17.1±11.9) ng·L^-1.根据分子比值法及主成分分析可知,长江重点江段PAHs主要来源于生物质、化石及液体燃料燃烧,SPAHs主要来源于燃烧源和光化学转化,SPAHs及PAHs通过大气沉降汇入水体.采用毒性当量因子浓度计算对长江重点江段PAHs进行健康风险评估,结果表明在枯水期具有致癌性PAHs的∑TEQ_BaP值(苯并芘毒性当量)较高,其中岳阳、武汉江段的BaP毒性当量浓度高于我国地表水规定阈值,应当高度重视长江流域PAHs在枯水期引起的健康风险.     

天津主要纳污及入海河流中有机氯农药的污染现状及特征

对天津地区永定新河、北排污河和大沽排污河表层水、悬浮物、间隙水样品中的六六六、滴滴涕、七氯等13种有机氯农药进行了分析检测.结果表明,河流中有机氯农药的高污染区主要为天津几大化工厂附近河段,而纪庄子污水处理厂的出水对大沽排污河中的七氯等有机氯农药的含量有所贡献.样品t检验分析表明,秋季和冬季河流中有机氯农药的来源不存在重大差异.不同介质中有机氯农药的组成特征不同,表层水中主要以溶解性较大的六六六为主,而悬浮物中则以滴滴涕、七氯、环氧七氯和异狄氏剂为主.3条河流中的4种不同HCHs异构体以β-HCH的比例最大,说明河流中的HCHs的存在主要是来自于历史遗留;而DDT/DDE和DDT/∑DDTs的比值高于0.5说明近期存在新的DDT使用.     

铁铜双金属有机骨架MIL-101(Fe,Cu)活化双氧水降解染料性能

针对非均相芬顿传质效率低和Fe(Ⅲ)→Fe(Ⅱ)转化慢导致活性低等问题,采用溶剂热法制备铁铜双金属有机骨架材料[MIL-101(Fe,Cu)],并研究了材料界面性质、催化降解染料(亚甲基蓝)性能以及活化催化机制.结果表明,MIL-101(Fe,Cu)晶体结构完整且呈三维八面体形状;比表面积和平均孔径分别为667.2 m²·g^-1和1.9 nm,可充分暴露反应活性位点.MIL-101(Fe,Cu)在广谱p H范围可活化H₂O₂高效降解亚甲基蓝.当p H=5、反应20 min,MIL-101(Fe,Cu)/H₂O₂对20mg·L^-1亚甲基蓝的去除率为100%,较MIL-101(Fe)/H₂O₂和单独H₂O₂分别提高43.1%和88.9%.自由基猝灭实验与反应前后铁和铜价态变化结果表明,羟基自由基(·OH)是MIL-101(Fe,Cu)/H_2<...     

河岸过滤中氨氮的削减及其浓度对细菌与氨氧化微生物的影响

通过小试滤柱模拟河岸过滤,结合荧光定量PCR和高通量测序等手段研究了河岸过滤对氨氮的削减效能和进水氨氮浓度对细菌与氨氧化微生物的影响.结果表明,低浓度(0.2 mg·L^-1)氨氮未被削减,较高浓度(1.0 mg·L^-1和2.0 mg·L^-1)氨氮的削减率可达70%.进水处细菌丰度随氨氮浓度升高而增加,细菌群落组成随氨氮浓度升高发生规律性变化.出水处氨氧化古菌(Ammonia oxidizing archaea,AOA)丰度与氨氮浓度呈负相关,氨氧化细菌(Ammonia oxidizing bacteria,AOB)丰度与氨氮浓度无显著相关关系;进水处AOA-α多样性与氨氮浓度呈正相关,但AOB-α多样性与氨氮浓度呈负相关;进水处AOA群落组成受氨氮浓度影响,而进、出水处AOB群落组成均受氨氮浓度影响.可见,进水氨氮浓度会影响河岸过滤对氨氮的削减效能,还会影响细菌、氨氧化微生物的丰度及群落结构,AOB对氨氮浓度的变化比AOA更敏感.     

锰砂催化电化学方法对染料K2G脱色效果的研究

研究了锰砂催化电化学方法对偶氮染料K2G的脱色效果 .结果表明 ,锰砂中的主要成份MnOOH对电化学过程具有催化作用 ,可有效地提高染料的脱色效率 .对锰砂的X光衍射实验证明 ,反应过程中MnOOH的含量无较大变化 .染料溶液的起始pH值对其脱色率没有明显的影响 .在最佳电流密度di 为 0 2 6A·dm- 2 ,Na2 SO4 浓度为0 0 1mol·l- 1时 ,电解 70min ,浓度为 1 0 0mg·l- 1的染料K2G的脱色率能达到 99% .     

富营养化水体中微囊藻细胞碎屑对氨氮的吸附特性

以微囊藻细胞碎屑作为水体有机质颗粒悬浮物的代表,模拟研究了有机质颗粒悬浮物对无机氮的吸附行为及吸附特性.实验表明,细胞碎屑颗粒对氨氮的吸附在30min内即可接近吸附平衡,吸附符合Henry吸附模式,在吸附剂浓度为10mg·l-1,氨氮初始浓度为1.0mg·l-1,pH7.0的实验条件下,吸附分配系数高达30426L·kg-1.碎屑浓度、pH值和盐度对吸附具有一定的影响.     

不同管材水管与静态自来水水质间的相互影响

对比了铝塑复合管(PAP)、铜管、不锈钢管和镀锌铁管对静态自来水的总有机碳(TOC)、溶解氧(DO)、浊度、细菌总数和大肠菌群等水质指标的影响。实验结果表明,铜管对自来水水质指标影响最小,且具有良好的卫生性能。同时,通过场发射扫描电子显微镜(FESEM)的观察,对比分析了铜管和铝塑复合管在浸泡实验前后其内表面形态特征的变化,结果显示自来水中浸泡10个月以后,铜管内表面密集地分布着块状的孔雀石晶体,而铝塑复合管内表面已严重变形,产生很多褶皱。     

高铁氧化去除饮用水中邻氯苯酚的研究

采用自制的固体高铁酸钾作为氧化剂，研究高铁对水中微量邻氯苯酚的去除效果及主要影响因素。结果表明，当水中邻氯苯酚的含量为4mg/L时，加入60mg/L的K2FeO4氧化处理10min，对邻氯苯酚的去除率可达99．3％。取得高铁酸钾对邻氯苯酚的最佳氧化去除效果的pH范围为9－10，高铁氧化邻氯苯酚近似的二级动力学反应。     

微生物种间相互作用产生锰氧化的普适性及其潜在应用

锰氧化微生物的催化作用能将二价锰的氧化速率提高几个数量级,影响自然界锰元素的价态变化和归趋.以往研究大都关注锰氧化单一菌株,而笔者前期研究揭示了两株细菌(Sphingopyxis sp. QXT-31和Arthrobacter sp. QXT-31)的种间相互作用能够触发Arthrobacter sp. QXT-31产生锰氧化活性.为了进一步揭示其发生的普适性、机制及潜在工程应用,以另外3种Sphingopyxis菌株为研究对象,采用纯培养、比较基因组学和转录组分析等研究手段,发现其中1株菌也能触发Arthrobacter sp. QXT-31产生锰氧化活性,表明微生物种间相互作用触发锰氧化具有一定的广泛性.进一步筛选了可能参与菌株相互作用的基因,发现Sphingopyxis的抗生素合成基因转录水平普遍上升,表明其可能参与了触发Arthrobacter sp. QXT-31产生锰氧化活性.基于以上发现,最终在反应器中验证了利用微生物种间相互作用强化二价锰氧化去除的可行性.