高岭土负载纳米Fe/Ni同时去除水中Cu2+和NO3-

工业废水常含有不同污染物如重金属离子和无机阴离子,而如何有效去除复合污染物就成为环境科学前沿研究的挑战性课题.这些污染物因化学性质不同而导致去除机理和途径也不同.本文采用合成高岭土负载纳米双金属Fe/Ni(K-Fe/Ni)同步去除水中Cu2+和NO-3.结果表明K-Fe/Ni能有效去除水中Cu2+和NO-3,但它们的去除效果却会相互受到影响.在Cu2+浓度为200mg·L-1时,NO-3的去除率达到42.5%;而未加入Cu2+时,NO-3的去除率仅有26.9%,说明Cu2+的存在提高了NO-3降解效率.同样,水中NO-3的存在也影响Cu2+的去除(Cu2+去除率从99.7%降到96.5%).但NO-3浓度对去除Cu2+的影响小于Cu2+浓度对NO-3的影响.通过BET比表面积、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线能量散射(EDS)和X射线光电分析(XPS)对K-Fe/Ni表征的结果显示,反应后K-Fe/Ni的表面存在铁的氧化物、Ni0和被还原的Cu0.基于以上结果,我们发现K-Fe/Ni同步去除水中Cu2+和NO-3的机理是:高岭土负载下的纳米Fe0作为还原剂,在Ni0的催化产氢作用下将Cu2+还原成Cu0并沉积在K-Fe/Ni上而形成纳米Fe/Ni/Cu三金属催化剂,从而加速催化水中NO-3降解.     

沉积物中雌激素及壬基酚、辛基酚、双酚A的测定

近些年来雌激素及烷基酚类化合物由于其对水生生物的内分泌干扰作用越来越受到广泛关注.沉积物作为环境中有机污染物的重要储存库,研究目标物在其中的浓度分布对于探明此类物质在环境中的迁移转化具有重要意义.但沉积物中基质组成复杂而雌激素又痕量存在,这增加了前处理的难度.本研究从雌激素及烷基酚类化合物的理化性质入手,采用碱液提取、液液萃取和LC-MS/MS分析测定沉积物样品中的雌激素及壬基酚、辛基酚、双酚A.结果表明,经过优化的方法对7种目标物的回收率介于61.9%～93.7%之间.该方法能有效去除沉积物中那些不溶于强碱和既溶于酸又溶于碱的有机污染物,同时操作简单、成本低,但回收率高、检出限低,可广泛适用于河流沉积物样品及土壤样品的前处理.     

单光子/光电子在线质谱实时分析聚氯乙烯热分解/燃烧产物

实验室研制了低能光电子磁场增强电离(MEPEI)和单光子电离(SPI)复合电离源,该电离源具有电离化合物范围宽、碎片离子少、质谱图简单等优点,结合飞行时间质谱(TOF-MS)实现了聚氯乙烯(PVC)热分解/燃烧产物的在线分析.针对不同的目标化合物,MEPEI/SPI复合电离源通过调节电离区电场强度,可以快速在SPI和SPI-MEPEI之间切换.PVC热分解/燃烧产物中电离能大于光子能量(10.60 eV)的HCl和CO2(12.74 eV、13.77 eV)利用MEPEI模式电离;而烯烃、二氯乙烯、苯系物、氯苯、苯乙烯、茚满及萘系物等可通过SPI-MEPEI复合模式电离.通过实时监测PVC主要燃烧产物的信号强度随温度的变化趋势可推断出,PVC燃烧产物主要是通过两种机制生成:①250～370℃时,PVC发生脱氯及分子内环化反应,产生大量的HCl、苯和萘;②380～510℃时,PVC发生分子间交联反应,生成烷基芳烃,如甲苯和二甲苯/乙苯等.实验结果表明,SPI/SPI-MEPEI复合离子源TOF-MS分析速度快,应用范围广,在在线分析中具有广泛的应用前景.     

氨对垃圾焚烧飞灰浸出特性的影响及地球化学模拟

垃圾焚烧飞灰可能因为选择性非催化还原法(SNCR)脱硝过程中氨泄漏、垃圾携带的渗滤液受热挥发等原因而吸附氨.本研究中采用人为添加氨水,在pH为3.66～12.44范围内,研究氨对飞灰中溶解性有机碳(DOC)和重金属浸出的影响,并利用地球化学模拟软件Visual MINTEQ从金属化学形态分布上分析氨对飞灰浸出的影响机制.结果表明,DOC在pH>9和有高浓度氨(≥1 357 mg·L-1)存在时,其浸出量大幅增加,而在浸出液中氨的水平不高于537 mg·L-1时则受氨的影响很小;在pH<6时,飞灰中各金属主要以自由态的金属离子和金属-氯络离子形态大量溶出,且受氨的影响较小;而在pH为8～12的碱性环境中和氨浓度较高时(≥3 253 mg·L-1),氨与金属生成了可溶性的金属-氨配合物,能显著增加Cd、Cu、Ni、Zn的浸出,且在pH=9附近时浸出量达到最大值,但氨对Al和Pb的浸出影响甚微;在pH>12时,Cd、Cu、Ni、Zn主要以羟基金属离子形式存在.在氨浓度为3 253 mg·L-1时,通过利用Visual MINTEQ模拟浸出值与试验数据的对比,发现Al、Pb、Zn的浸出主要由溶解/沉淀模型控制,而Cd、Cu、Ni由溶解/沉淀模型和表面吸附反应模型同时控制,且Visual MINTEQ模型能较好地预测飞灰中Al、Cu、Pb、Zn的浸出特性.     

Simultaneous preconcentration of cadmium and lead in water samples with silica gel and determination by flame atomic absorption spectrometry

A new method that utilizes pretreated silica gel as an adsorbent has been developed for simultaneous preconcentration of trace Cd(II) and Pb(II) prior to the measurement by flame atomic absorption spectrometry. The effects of pH, the shaking time, the elution condition and the coexisting ions on the separation/preconcentration conditions of analytes were investigated. Under optimized conditions, the static adsorption capacity of Cd(II) and Pb(II) were 45.5 and 27.1mg/g, the relative standard deviations were 3.2% and 1.7% (for n = 11), and the limits of detection obtained were 4.25 and 0.60 ng/mL, respectively. The method was validated by analyzing the certified reference materials GBW 07304a (stream sediment) and successfully applied to the analysis of various treated wastewater samples with satisfactory results.     

新颖性染料脱色菌株的筛选及脱色效果研究

文章首次尝试以新颖筛选方法对台湾及大陆两岸当地微生物自然生态中,以非偶氮染料脱色作为优势筛选条件,以筛选出可有效电子传递于非偶氮染料RB198脱色的混菌,再进行优势纯化分离,以得到可对非偶氮染料具有强电子传递脱色能力的菌株。再藉此特性来研究其对偶氮染料电子传递生物脱色的特性。结果表明,通过脱色测试及蛋白质电泳初步筛选出4种对非偶氮染料RB198具有较优异脱色能力的菌株,并进行16S rRNA分析,此4株纯菌分别为Microvirgula aerodenitrificans,Acinetobacter guillouiae,Pseudomonas sp.,Rahnella aquatilis。其中Rahnella aquatilis DX2b,Microvirgula aerodenitrificans SH7b为脱色新菌株,文章首度发表其具有脱色性能,对非偶氮染料RB198及偶氮染料RB160,OrangeⅠ有优异脱色能力。     

降雨对华北土石山区侧柏林土壤呼吸的影响

采用碱液吸收法(AA法)对北京西部山区不同降雨处理的典型侧柏林的土壤呼吸速率做了测定。同时测定了土壤呼吸测定点的土壤温度、土壤水分及气温和湿度等气象因子。结果表明5 mm、10 mm、20 mm降雨处理对侧柏林土壤呼吸都有促进作用,而50 mm降雨处理以及50 mm频率降雨对土壤呼吸的促进作用不明显。研究发现降雨导致土壤含水量升高并造成土壤呼吸的温度敏感性降低,Q10为1.1左右。通径分析的结果表明7 cm土壤温度、空气温度、大气相对湿度对各降雨处理的土壤呼吸速率的直接效应是最为显著的,其中对土壤呼吸影响最大的因素是温度。     

循环清洗技术在MBR离线化学清洗中的应用

文章针对MBR工艺膜组器离线化学清洗效率较低的问题,探索采用离线循环化学清洗方式,并开展了工程试验研究。试验结果表明,与传统静置浸泡清洗方式相比,循环清洗能够加快药液和污染物的反应速率,有效提高清洗效率和效果,减少药液消耗,清洗时间缩短1/2;清洗时适量间歇曝气能将膜丝表面附着颗粒污泥吹落,提高清洗效率,曝气强度选择20N m3/(m.2h)为宜;加热药液至25℃有助于提高清洗效果,增强膜的透水性能;通过在线监测pH值,可自动控制次氯酸钠、柠檬酸的补药量,减少粗放投加造成的药剂浪费。     

浸提条件对土壤中阴离子浓度的影响

文章通过测定青海省民和县中川乡中度盐碱条件下土壤水溶性氯离子和硫酸根离子浓度,分析浸提时间和浸提时的水土比对测定结果的影响。旨在明确浸提条件对离子色谱法测定土壤中水溶性氯离子和硫酸根离子的影响。结果表明,水土比为20∶1时,浸提时间60 min测定的氯离子和硫酸根离子浓度最高,而水土比为10∶1时,浸提30 min测定的浓度最高。     

高锰酸盐指数测定方法的现状及研究动态

较为全面地论述了高锰酸盐指数测定方法的发展及研究现状,指出研究试剂用量少、分析速度快、省时节能、简单易行,能同时测定多个样品的CODMn测定方法具有极为重要的意义,而研究与应用适应性强、污染少、运行可靠、性价比高的高锰酸盐指数在线监测仪则是CODMn监测的发展趋势。