纳米Fe2O3与纳米SiO2对石英砂表面改性的制备工艺优化研究

以普通石英砂滤料为原材料,纳米Fe2O3、纳米SiO2为改性剂,环氧树脂为粘结剂,表面负载量和附着强度为评价指标,通过正交试验与固定因素不同水平连续性试验等方法,制备了两种纳米氧化物改性石英砂(Nano-oxide coated sand,Nano-OCS).同时,研究了不同制备因素对Nano-OCS表面氧化铁负载量和附着强度的影响,并探讨Nano-OCS制备工艺的最佳优化条件.结果表明,水浴加热过程对改性剂和粘结剂进行慢速搅拌,最佳转速为50r·min-1,时间为45min,烘干时间1h,温度(120±5)℃,纳米Fe2O3(65.8g·L-1)与未改性石英砂(RQS)的最佳投加比(体积质量比,下同)为C=0.23mL·g-1,改性剂环氧树脂(99%)溶液与RQS的最佳投加比为C1=0.035mL·g-1,纳米SiO2(10g·L-1)与RQS的最佳投加比为C2=0.17mL·g-1,在最优条件下制备的样品负载量和有机物吸附率均达到92%.投加过量时,有机物吸附率明显减小.与传统的低温碱性沉积法或高温煅烧制得的Nano-OCS相比,加入了粘结剂环氧树脂,用低温水浴固化的方法所制得的Nano-OCS,负载量提高了约8倍,脱附率降低70%以上.本法采用无添加剂的粘结剂,表面改性后不会对水体产生二次污染.     

我国直辖市畜禽养殖排放类固醇激素特征及其潜在污染风险

通过对北京、天津、重庆及上海4个直辖市畜禽养殖的统计分析,借鉴英美等发达国家的相关研究,估算了各直辖市畜禽养殖业类固醇雌激素和雄激素的年排放量,并初步探讨了各市单位耕地面积的类固醇雌激素承载量及类固醇雌激素对地表水体的潜在污染风险.结果表明,4个直辖中,重庆市的雌激素和雄激素年排放量处于4个直辖市之首,2008年两类激素的排放量分别达到1283.0和136.1 kg.北京和上海市类固醇激素总排放量均较10年前有所减少,尤其是上海市,10年间类固醇激素排放量减少了1/3.相反,天津市和重庆市的畜禽养殖业类固醇激素排放量却在增长.北京市单位耕地面积畜禽粪便类固醇雌激素的承载量最大,且明显增大,2008年达到839.1 mg·hm-2,是1998年的1.5倍.根据英国环保署(Environment Agency,United Kingdom)建议的最低可观测效应浓度10 ng·L-1,北京市和天津市的畜禽养殖排泄物有可能对当地地表水系统产生生态危害.在3种类固醇雌激素中,雌酮的排放对耕地承载的贡献最大.因此,各直辖市尤其是北京市和天津市亟需加强规模化养殖业管理,加强畜禽养殖业排污中类固醇激素的去除,保障城市的耕地及地表水生态安全.     

芦苇根系对土壤中石油污染物纵向迁移转化的影响

对大庆油田受到落地原油污染的土壤剖面进行取样测定,研究了芦苇根系对石油类污染物质在土壤中纵向分布特征及迁移转化的影响.结果表明,芦苇根系的存在能够促进土壤中石油类物质的降解转化和向下迁移,导致土壤中的含油量纵向分布特征有别于无植物土壤:10cm深度处的有植物土壤含油量显著低于无植物土壤,而70cm深度上则相反.芦苇根系对烷烃组分迁移降解的促进作用最大,其中对碳原子数为23～27的正构烷烃的作用最为明显.     

我国北方某地区居民饮水暴露参数研究

饮水率是决定人体对水中污染物暴露和健康风险评估准确性的关键暴露参数之一,但我国至今没有其公开的调查结果,更未发布过与其相关的参数手册.采用问卷调查和实际测量的方法,对我国北方某地区城、乡2 500名居民的夏、秋季节直接饮水和食物间接饮水的特征进行了研究,并与国外情况进行了对比分析.结果表明:该地区男性、女性和全体被调查者饮水率平均值分别为2 852.8,2 586.4和2 720.5 mL/d,各年龄段居民的食物间接饮水率都明显大于直接饮水率,在总饮水率中间接饮水率所占比例平均值达到62.4%;全体被调查者直接饮水率比美国和日本分别高36.0%和54.0%.开展饮水健康风险评价时,应考虑城、乡人群的差异,且不可忽略间接饮用水的影响,采用国外的饮水率将可能增加风险的不确定性.      

Selected dark sides of biomass-derived biochars as environmental amendments

With the rapid increase in the application of biochars as amendments, studies are needed to clarify the possible environmental risks derived from biochars to use safely the biomass resources. This work reported selected dark sides of maize straw-and swine manurederived biochars pyrolyzed at 300 and 500°C. During the pyrolysis processes, total heavy metals in the biochars were enriched greatly accompanying with considerable emission of the heavy metals into atmosphere and the trends became increasingly obvious with pyrolysis temperature. Meanwhile, the biochars showed distinctly decreased available heavy metals compared with raw feedstocks, which could be mainly attributed to the sorption by the inorganics in the biochars. The water-and acid-washing treatments significantly increased the releasing risks of heavy metals from biochars into the environments. Electron paramagnetic resonance analysis indicated that persistent free radicals, emerged strongly in the biochars as a function of the aromatization of biomass feedstocks, were free from the influence of water-, acid-, or organic-washing of the biochars and could remain stable even after aged in soils for 30 days. Dissolved biochars, highly produced during pyrolysis processes, showed distinct properties including lower molecular weight distribution while higher aromaticity compared with soil dissolved organic carbon.The results of this study provide important perspectives on the safe usage of biochars as agricultural/environmental amendments.     

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.     

武汉东湖高新技术开发区土壤重金属污染状况及影响因素

在武汉市东湖高新技术开发区采集土壤样本136个,测定Cd、Cu、Ni、Pb、Zn和Cr的含量,发现Cd平均含量超过湖北省背景值,并且在研究区大片区域都超过了国家环境质量二级标准.Cu平均含量接近背景值,而其它元素均低于背景值,但部分区域仍有富集.地统计分析显示6种重金属自相关性较弱,重金属含量高值主要分布于研究区中部以及西北部.从空间分布看,Cd、Cu、Ni和Cr的富集可能主要来源于区内企业生产排放.Pb和Zn含量主要由自然因素决定,外界基本没有输入,部分区域富集的Pb可能由交通因素造成,Zn的局部累积可能来自于农业措施.综合污染指数显示区内整体存在污染,需要采取必要的措施进行治理.     

气液混合放电对水中阿特拉津的降解

采用气液混合放电降解水溶液中的阿特拉津,考察了放电输出功率、溶液pH值和Fe2 浓度对阿特拉津降解的影响,并初步探讨了其降解动力学.结果表明,提高放电输出功率、降低溶液pH值均能提高阿特拉津的降解率.相同实验条件下,添加Fe2 显著提高了阿特拉津的降解率,在Fe2 添加量分别为0.2,0.6,2.0 mmol·1-1时,随着Fe2 浓度的升高阿特拉津的降解率也不断提高.阿特拉津在气液混合放电反应器中的降解符合一级反应动力学.阿特拉津降解过程中的中间产物主要通过以下4种途径产生:脱烷基作用、烷基氧化作用、脱氯羟化作用和脱氯羟化-氧化作用.     

生化-调碱后垃圾渗滤液的Fenton深度处理效果

针对上海老港垃圾填埋场经过厌氧-曝气塘处理后的渗滤液难进一步处理的问题,对其采用厌氧滤池-好氧接触法、氧化钙2种方式预处理,在此预处理基础上,考察了Fenton法深度处理的效果,探讨了H2O2/Fe2+投加比、初始pH、H2O2投加量、反应时间和Fenton试剂投加方式对渗滤液COD去除效果的影响。研究发现:经过生物预处理后,渗滤液的COD和TP分别降低了24%和25%;氧化钙调碱可以进一步使COD和TP去除率分别达到42%和96%;后续Fenton深度氧化的最佳条件为:初始pH为2,H2O2投加量为2.4 g/L,H2O2/Fe2+摩尔比为5∶1,Fenton试剂一次投加,反应时间为2 h。在此条件下,渗滤液的COD从1 340 mg/L降到198 mg/L,总COD去除率达到85%。     

典型废酸油渣中54种VOCs和16种P AHs的分布特征研究

通过运用GC-MS方法对3家润滑油生产企业废酸油渣中的54种挥发性有机物(VOCs)和16种多环芳烃(PAHs)进行定性及定量分析.结果表明,54种VOCs有12种被检出,检出率为22.2％,其中1,2,4-三甲苯在75个样品中均有检出,检出率为100％.54种VOCs质量分数为ND～12.5 mg/kg,其中质量分数...