CuxS纳米团簇磁性吸附剂的制备及其对Hg2+的吸附性能与机理

燃煤、有色冶金等作业排放的含Hg2+废水对人类健康和生态环境构成重大威胁。该研究开发了一种CuxS/PDA@Fe3O4磁性纳米吸附剂,该吸附剂在去除废水中Hg2+方面展现出高效和可持续的优势。通过聚多巴胺(PDA)对Fe3O4纳米颗粒进行改性,并采用液相化学沉积方法将CuxS纳米团簇稳固锚定于带正电的PDA@Fe3O4表面,形成了结构稳定的CuxS/PDA@Fe3O4磁性纳米吸附剂。该吸附剂在120 min内即可达到1394.61 mg·g−1的Hg2+吸附容量,且在复杂环境中保持对Hg2+的高选择性吸附。优化研究表明,最佳制备条件为CuCl2投加量0.04 mol·L−1、合成温度20 ℃及pH值3.0。采用HCl溶液成功实现了吸附剂的解吸再生,循环使用性能优异。同时,吸附剂的磁性便于吸附后的快速分离回收。该吸附剂制备成本低,工艺简单高效,在汞面源污染治理和重金属废水处理领域具有广阔的应用前景。     

地下水循环井强化过硫酸盐在低渗透含水层中的方向性迁移

原位化学修复技术在地下水环境中存在注入困难、扩散速度缓慢、扩散范围有限、扩散方向性不明等问题,很大程度上限制了其在实际修复工程中的效能。地下水循环井 (GCW) 作为一种人为水力调控技术在耦合强化原位化学注入技术的修复效率方面具有潜力。采用一维砂柱实验、二维砂箱实验和数值模拟相结合的方法,探讨了GCW驱动下修复剂的迁移过程。选用过硫酸盐 (PS) 作为修复剂,研究了修复剂浓度和循环井工艺参数 (循环模式和循环流速) 、低渗透介质 (高岭石和伊利石) 对GCW增强修复剂迁移的影响。结果表明,正向循环模式有利于PS实现均匀分布,能显著提升PS的迁移速率,而逆向循环模式能使PS相对集中于靠近循环井的位置;提升循环流速有助于提升PS在横向及垂向上的迁移速率,但高循环流速会导致PS浓度分布变化幅度较大,也增加了修复过程的不稳定性;初始浓度越高,有效扩散系数越大,越有利于过硫酸盐由高浓度向低浓度扩散;循环井能形成一个与低渗透区域正交的水力梯度以减弱低渗透介质对PS迁移的阻碍,其产生的流量能促使PS沿垂直于低渗透介质的方向发生垂向迁移。研究成果为受污染低渗透区域的原位高效修复提供了新的解决方案。     

稀土铈基材料在机动车尾气催化消除中的研究进展

机动车尾气污染物造成了严重的生态环境问题,而催化净化是控制尾气排放、减少污染最有效的手段. 铈基材料具有优良的储释氧性能和氧化还原能力,是机动车尾气催化消除领域必不可少的组分之一. 自上世纪七十年代被用于催化消除机动车尾气以来,铈基催化材料得到了广泛关注和研究. 对铈基材料在尾气催化消除领域所起到的作用进行梳理,有助于对现有催化剂进行结构优化,同时能够将铈基材料的应用范围扩大到相关领域. 本文对铈基材料在机动车催化后处理不同环节中的研究和应用进行了归纳,并对其在机动车尾气后处理过程中的反应过程进行了总结. 最后,基于尾气处理行业的发展前景,本文对铈基催化材料未来的发展方向提出了展望.     

基于LEAP模型的临港新片区中长期碳排放预测及减排潜力分析

基于上海临港新片区现有统计数据,结合其未来社会经济发展、产业结构和技术进步等,构建了LEAP-临港模型,分析了基准情景、低碳情景和强化低碳情景下新片区的能源需求和碳排放演化趋势.为增强模型的预测精准度,采用Logistic人口生长模型对临港未来人口数据进行预测,并利用学习曲线模型模拟相关减碳技术的成本发展趋势.同时,构建了碳减排技术的经济性评价模型,通过绘制边际减排成本曲线对典型减碳技术的经济成本及减排潜力进行评估.结果表明,强化低碳情景下,2060年临港新片区一次能源消费中可再生能源占比达69%,电能在终端能源需求中占比达91%;临港新片区可在2030年实现碳达峰,且2060年碳排放量相较基准情景下降94%.就减排贡献度而言,清洁能源替代、产业结构优化和终端能效提升对临港碳减排起到关键作用,中期（至2035年）分别贡献35.1%、27.3%和16.2%的碳减排量,长期（至2060年）分别贡献50.6%、8.75%和7.7%的碳减排量.就具体减碳技术而言,氢能发电、电解水制氢及碳捕获和利用与封存（CCUS）技术对实现净零排放意义重大,但减排成本相对较高.研究成果可为临港及相关地区的低碳绿色发展提供思路和借鉴.     

预浓缩-GC-MSD/ECD测定环境空气中痕量卤代烃

作为消耗臭氧层物质的氟氯烃（CFCs）、氢氟氯烃（HCFCs）、氯代烃、溴代烃和作为温室气体的氢氟烃（HFCs）长期受到广泛关注,而同时准确测定多种受控痕量卤代烃是一项挑战性工作。本研究利用自主搭建的预浓缩-气相色谱-质谱检测器/电子捕获检测器系统（GC-MSD/ECD）,建立了高效的痕量卤代烃检测方法,在单次少量进样后可同时测定环境空气中17种受控痕量卤代烃。实验结果表明,17种受控卤代烃分离效果好且峰型对称;标准曲线相关系数在0.996—1.000之间;方法检出限在2—21 pmol·mol⁻¹之间,均低于全球背景值;精密度在0.7%—5.3%之间;加标回收率在90.8%—110%之间,表明本方法适用于准确检测背景地区的受控痕量卤代烃。通过实际样品检测,发现近年来广州市区环境空气中CFCs浓度呈下降趋势,但仍是该区域主要的受控卤代烃物种;HFCs与HCFCs浓度明显高于大气背景值,表明该区域HFCs和HCFCs的使用与排放量较高;实际样品检测结果与我国履约减排措施和前期研究结果相符,证明本检测方法准确可靠。     

奥炉协同处置废印刷电路板排放的二噁英浓度和组成

利用奥炉协同处置废印刷电路板,是资源化利用有价元素铜的一种方式。为了解该过程中氯代/溴代二噁英的产生及危害,本文通过对环境空气及废旧印刷电路板（WPCB）预处理破碎生产线、奥炉进料口、排放烟气口、降尘、飞灰及出渣等处采样监测,分析氯代/溴代二噁英的浓度及各组分的分布情况,评价作业场所的暴露风险,以期为WPCB资源化过程中的污染控制与职业卫生防护提供相关参考。对大冶有色奥炉周边的大气及其中所含固相中的氯代二噁英（PCDD/Fs）和溴代二噁英（PBDD/Fs）的污染水平、同系物分布特征以及气固两相分布进行了系统的分析。研究结果显示,3个气相取样点中,∑₁₇ PCDD/Fs最高的是排烟口29.12 pg·m⁻³,毒性当量浓度(W-TEQ)为3.45 pgTEQ·Nm⁻³;最低的是环境空气2.32 pg·m⁻³,毒性当量浓度为0.16 pgTEQ·Nm⁻³,奥炉进料口浓度为17.28 pg·m⁻³,毒性当量浓度为0.78 pgTEQ·Nm⁻³。排烟口、奥炉进料口采样∑₁₇ PCDD/Fs总浓度分别是环境空气的13倍和7倍、W-TEQ(PCDD/Fs)分别是22倍、4倍;3个气相取样点∑₁₁ PBDD/Fs最高的是排烟口484.95 pg·m⁻³,W-TEQ为42.67 pgTEQ·Nm⁻³,最低的是环境空气0.045 pg·m⁻³,毒性当量浓度为0.0019 pgTEQ·Nm⁻³,奥炉进口的∑₁₁ PBDD/Fs为3.21 pg·m⁻³,W-TEQ(PBDD/Fs)为0.068 pgTEQ·Nm⁻³;排烟口和奥炉进料口的∑₁₁ PBDD/Fs总浓度分别是环境空气的10777倍和71倍, W-TEQ(PBDD/Fs)分别是22458倍、36倍,低于贵屿、龙塘镇和二次铜铝处理厂周边大气中二噁英的浓度水平,与浙江台州的电子垃圾拆解地空气中二噁英质量浓度水平相当。对环境空气中二噁英类物质进行暴露风险评估,其对成人、儿童的暴露量分别为0.364 pgTEQ·kg⁻¹·d⁻¹、0.617 pgTEQ·kg⁻¹·d⁻¹,符合世界卫生组织（WHO）规定的PCDD/Fs日容许摄入量（TDI）1—4 pgTEQ·kg⁻¹·d⁻¹标准。     

有机磷酸酯在岷江干流鱼体中的分布

有机磷酸酯（organophosphate esters,OPEs）进入水环境中后,可通过生物富集放大最终对人体健康带来威胁。然而目前对OPEs在各流域生物体内的赋存及生物富集效应报道甚少。本文定量测定了岷江干流新津、宜宾和乐山3个站点不同种鱼体的鳃、肝脏、肾脏和肌肉等组织中6种OPEs的含量,包括磷酸丁酯（TnBP）、磷酸三异辛酯（TEHP）、磷酸三丁氧乙酯（TBEP）、磷酸三苯酯（TPhP）、磷酸三氯乙酯（TCEP）和磷酸三氯丙酯（TCPP）。结果表明,位于中下游（乐山和宜宾）的鱼体肌肉中∑₆OPEs的含量高于岷江上游的新津。鱼体各组织中∑₆OPEs的浓度占全鱼中总浓度的比例依次为肾脏（16%~53%,平均值37%）>肝脏（23%~50%,32%）>鳃（7%~29%,20%）>肌肉（5%~21%,11%）。TBEP和TCPP是岷江鱼体中的优势单体。岷江干流有持续的OPEs输入,其潜在的生态风险值得关注。     

珊瑚碎屑颗粒内孔隙特性微观试验研究∗

珊瑚碎屑是一种特殊的岩土材料,其显著特征是存在大量的内孔隙。为了深入揭示珊瑚碎屑内孔隙特性,通过电镜扫描(SEM)和压汞试验(MIP),分别定性和定量化地分析了珊瑚碎屑颗粒表面及内部孔隙形态特征和分布规律。结果表明:珊瑚碎屑存在由珊瑚虫生长和微生物共生形成的两类大小、形态及分布不同的内孔隙;珊瑚碎屑的整体孔隙度为9%～25%,由珊瑚虫生长而形成的孔隙等效直径为10～200μm;由微生物形成的孔隙面孔隙度低,孔隙直径多为4μm以下,且等轴或不等轴孔隙占绝大部分。     

钢结构梁柱节点抗火性能研究进展与展望∗

钢结构不耐火,在一定程度上制约了钢结构的应用和发展。为了探明钢结构在火灾下的工作性能,对钢结构基本构件的抗火性能进行了大量研究,提出了相应的设计理论与方法。梁柱节点是钢结构中十分关键的部位,在火灾下的可靠连接是保证钢结构火灾安全的重要前提。为了全面了解钢结构梁柱节点在火灾下的受力性能和破坏机理,从试验研究、有限元模拟和组件分析法三个方面系统地梳理了国内外关于节点抗火性能的研究进展。比较了高温下不同类型节点的力学性能,探讨了多种关键参数对节点在火灾下工作性能的影响规律,介绍了不同类型节点的高温组件分析模型以及弯矩―转角曲线数学模型。分析表明:节点构造形式对钢框架火灾安全有较大影响;通过设置柱腹板加劲肋、提高螺栓强度等级以及增加连接件的厚度等可以有效地提高节点的抗火性能。最后剖析了钢结构梁柱节点抗火研究中存在的不足,对未来值得关注和重视的关键问题提出展望。