二氧化锰基纳米材料对重金属离子的去除及机理研究进展

重金属离子对人类健康和环境安全产生了严重威胁,因此重金属废水高效处理成为了环境领域最具挑战性的热点问题之一.二氧化锰(MnO_2)是一种环境友好型金属氧化物,具有来源广泛、成本低廉、形貌多样、晶型丰富、结构稳定、粒径可控等优异的性质,在重金属离子的去除应用上展现出巨大的潜力.近年来,人们利用MnO_2基纳米材料在重金属离子的有效治理方面开展了大量的研究.本文综述了MnO_2基纳米材料在重金属离子环境修复方面取得的研究进展,包括MnO_2的制备和改性方法,MnO_2基纳米材料在水溶液重金属离子去除中的应用及吸附作用机制,并对研究方向进行了总结和展望,旨在为进一步设计合成对重金属离子的吸附去除具有实际应用价值的MnO_2基纳米材料提供参考.     

A fractal derivative model to quantify bed-load transport along a heterogeneous sand bed

Environmental Fluid Mechanics - Bed-load transport is a complex process exhibiting anomalous dynamics, which cannot be efficiently described using the traditional advection–diffusion...     

硫化锰纳米颗粒高效去除重金属镉

中国镉污染问题日益严峻,开发高效的镉吸附剂,是解决环境镉污染问题的重要技术手段。采用共沉淀方法合成了硫化锰纳米颗粒,研究了其对重金属镉的吸附行为,并采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、高分辨透射电镜(HR-TEM)、比表面积(BET)等技术手段探究了硫化锰纳米颗粒的形貌、化学组分以及镉的去除机制。结果表明,MnS纳米颗粒呈球状,平均粒径100 nm,比表面积30.56 m~2·g~(-1)。MnS纳米颗粒对Cd~(2+)的吸附动力学数据较好地符合伪二级动力学模型;吸附等温线数据较好地符合Langmuir模型,说明MnS对Cd2+的吸附是以化学吸附为主的单分子层吸附。使用Langmuir拟合的MnS饱和最大镉吸附量为349.6 mg·g~(-1),在众多镉吸附材料中处于前列。对于模拟工厂重金属废水的处理,MnS纳米颗粒可以在5 h内使镉的浓度由60 mg·L~(-1)降至国家规定排放线以下(0.1 mg·L~(-1)),且吸附过程中水体pH稳定,对水体干扰小。在多种重金属离子共存的情况下,仍可以达到接近100%的Cd~(2+)去除率。硫化锰相对稳定,在空气中放置30 d仍有80%的镉去除率。较高的离子交换量形成CdS沉淀是MnS高效去除镉的主要原因。     

动态校准仪臭氧间接传递技术

对5台主流动态校准仪开展臭氧间接传递技术研究,对动态校准仪的准确性、可靠性、稳定性及臭氧传递的线性方程等性能参数进行了实验室考察。总体而言,发生型动态校准仪和分析型动态校准仪均可用于臭氧传递工作中。分析型动态校准仪可直接进行臭氧传递,发生型动态校准仪在臭氧传递前必须进行预校准。建议至少每3个月对发生型动态校准仪进行1次臭氧传递,每6个月对分析型动态校准仪进行1次臭氧传递。     

快速城市化背景下的思雅河流域水环境分析

通过对思雅河流域连续3年的水环境质量监测,结合遥感影像获得其土地利用类型变化,据此研究城市化对水环境的影响。结果表明:2012—2014年间思雅河流域自然、农业景观面积占比减少,而建设用地面积持续增加;研究期间除TDS年均值略微下降外,其余水质指标的年均值几乎均呈递增趋势,尤以TSS和COD增加最显著;TSS、COD、NH 3-N和TP的相对标准偏差均>0.1,显著高于其余参数,说明其波动程度较大。主成分分析表明水环境变化最主要的影响因子为第一主成分(TSS、COD、NH 3-N和TP)。贵安新区大学城建设活动加重了思雅河流域水体污染趋势。     

响应面法优化预氧化强化混凝处理铁锰地下水

以KMnO_4为氧化剂,Al_2(SO_4)_3·18H_2O为混凝剂,含铁锰离子地下水为模拟用水,考察预氧化强化混凝法的效果。利用响应面设计试验,分析氧化剂投加量、混凝剂投加量和pH值对铁锰去除的交互作用。模型优化结果显示,在氧化剂投加量4.16 mg/L,混凝剂投加量263.68 mg/L,pH值为7.54的最佳工艺参数下,铁锰去除率分别可达98.22%和97.49%。     

成都典型工业园多环芳烃污染源区识别及风险评估

筛选识别成都市多环芳烃（PAHs）污染重点源和区域,采集57个土壤样品,利用人体暴露风险模型对16种PAHs的健康风险进行评价。结果表明：青白江工业集中发展区与新都工业集中发展区连片区局部有PAHs潜在渗漏风险,污染源主要为工业企业和交通源,农业面源、生活污染源等不直接产生PAHs;土壤PAHs主要来源途径为企业VOCs排放与沉降、汽车尾气与大气中PAHs沉降、废矿物油泄漏入渗;PAHs主要离去途径为入渗地下水、冲淋径流进入地表水、植物吸收;智能设备制造、化工用地存在PAHs人体健康及环境生态风险。     

海洋碳汇渔业绿色发展空间外溢效应评价研究

海洋碳汇渔业绿色发展空间关联性及其外溢效应对于海水养殖业的有效协调和区域海洋环境的有效保护具有重要意义,科学估算沿海各省(自治区)海水养殖渔业碳汇量并探讨其空间相关性特征是制定差异化渔业碳汇发展政策的重要基础。根据2006—2016年中国大陆沿海9个省(自治区)的碳汇渔业资源清查数据,在检验和比较省域空间渔业碳汇总量相关性特征的基础上,运用空间计量模型分析了渔业碳汇的外溢效应及其影响因素。结果表明:①中国海水养殖渔业碳汇量整体上呈现上升趋势,但各省渔业碳汇量也存在明显差异。②研究期内的Moran's I指数整体呈现为"V"型的波动变化特征,渔业碳汇在省域空间分布上的差异性并不是随机的,而是具备显著的空间相关性。③海水养殖渔业碳汇存在明显的空间外溢效应,通过随机效应的杜宾模型分解后得出渔业产值、劳动力投入的直接效应为正,而渔业受灾面积和科研项目经费投入的直接效应为负;从间接效应来看,渔业产值在各省域间存在竞争与依存关系,海水养殖业劳动力投入和渔业技术推广的项目经费投入在各省域间存在互补关系。因此,中国沿海各省份在发挥海洋水产养殖业生态功能时,应当考虑省域区位因素,合理制定兼具差异化和协调性的海洋碳汇渔业发展政策。     

基于事故逆向再现的车辆追尾事故仿真分析研究

为认定车辆碰撞事故的性质及责任,动态还原事故发生过程。提出1种逆向事故分析再现方法,经过坐标系旋转后构建确定方程组的车辆碰撞瞬间解析计算模型,并经过实车碰撞实验数据验证其计算精度与三维再现的准确性。利用Crashview软件对1起车辆追尾事故进行仿真分析,解析计算得出车辆碰撞瞬间车速和碰撞前行驶车速,实现事故二维过程重构和三维模拟再现。结果表明:计算分析车速与VDR记录车速误差在5%以内,模拟再现轨迹与事故现场实测痕迹基本吻合,所构建的方法可有效用于车辆追尾碰撞事故辅助分析鉴定,为事故过程分析提供理论依据。