紫菜制备生物炭对对二甲苯的吸附性能研究

文章选用舟山海域的红藻——紫菜作为原材料,在800℃的条件下热解活化制备具有高比表面积及丰富孔隙结构的紫菜基生物炭,并研究其对对二甲苯(PX)的吸附性能。通过扫描电子电镜及比表面积和孔径分析表征可以看出,紫菜制备的生物炭具有较好表面吸附空间结构,比表面积测定为1 878.35 m²/g。红外光谱对紫菜基生物炭分析发现其含有醚类、醇或者酚类等氧化物并存在金属离子、卤素元素等,说明热解活化后的紫菜基生物炭表面存在着大量的有机活性基团。在初始浓度为100 mg/L,投加量为0.2 g/L,中性pH,20℃条件下吸附2 h后紫菜基生物炭对PX的去除率达到86.4%。伪二级动力学方程能很好地拟合紫菜基生物炭对PX的吸附过程。同时,通过吸附等温线模型得出紫菜基生物炭对PX的吸附符合Langmuir吸附等温线,属于单层表面吸附。通过实际废水应用实验,表明紫菜基生物炭是一种有潜力用于高浓度含PX废水的处理的有效材料。     

经济快速发展地区土地利用结构的时空演变——以苏锡常地区为例

利用1996～2007年苏锡常地区土地利用变更数据,从土地利用变化幅度、动态度、变化强度、相对变化率及景观生态学角度,对区域土地利用结构的动态变化及区域差异进行分析。研究结果表明：近十多年来,由于区域经济快速发展,工业用地扩展迅猛,城镇加速蔓延,从而导致区内耕地面积锐减,居民点及工矿用地、交通用地所占比例则逐年上升,交通用地的变化幅度及动态度最大;各用地类型的变化强度在此期间呈一定波动,除牧草地外,交通用地历年的变化强度之和最大,其次为园地、居民点及工矿用地、水利设施用地、耕地、其他农用地、林地、未利用地;区域土地利用结构逐渐向均衡状态发展,用地结构的均质性逐渐增强,地区土地利用结构渐趋稳定;各市耕地、居民点及工矿用地、其他农用地的变化幅度及相对变化率差别不大,而园地、林地、牧草地、交通用地、水利设施用地及未利用地的变化幅度及相对变化率区域差异较大,且三市园地、牧草地及未利用地的变化方向不一致。     

氧氟沙星敏化光解磺胺甲恶唑

抗生素是环境中广泛存在的一类新兴污染物,因其可诱导细菌抗药性及产生抗性基因而备受关注.本研究发现氟喹诺酮类抗生素具有的光化学活性,可能影响共存的磺胺类抗生素（SAs）的转化.系统考察了一种典型的氟喹诺酮类抗生素—氧氟沙星（OFLO）对磺胺甲恶唑（SMX）的光化学转化.结果表明,在365 nm紫外光照条件下,OFLO可以有效敏化光解SMX.激发三重态（³OFLO^*）是促进SMX光解的主要活性物质.密度泛函理论（DFT）计算结合高分辨率质谱（HRMS）分析表明,³OFLO^*将SMX分子中的氨基氮氧化成一个自由基阳离子（R-NH₂^?+）.该自由基阳离子可水解生成羟胺衍生物,并进一步氧化生成亚硝化和硝化产物.此外,它们也可以二聚生成偶氮产物.光反应过程中,敏化剂OFLO也发生了降解.但OFLO的光解产物均保留了核心喹诺酮结构,因此也保留了OFLO分子的光敏活性.该研究有助于进一步了解抗生素复合污染情况下的环境行为,具有重要的环境意义.     

嘉兴市南湖生态环境修复工程的系统构建与效果评价

为改善嘉兴南湖水体质量,恢复湖区生态系统,实现南湖水质、生态及景观的全面提升,在分析南湖水质问题和水体浑浊成因的基础上,采取外源污染控制、内源污染清除和原位生态修复的方法,构建了南湖水下生态系统,并对南湖的生态修复效果进行评价分析。结果表明：南湖主要水质指标(COD、NH₃-N、TP)基本达到地表水Ⅲ类(湖泊标准),湖区大部分区域水体透明度达到80 cm以上,水体颜色由黄色变为浅绿色;超磁分离一体化设备可以显著去除水体中的TP(去除率为92.61%),对NH₃-N(去除率为37.94%)也有一定的去除作用,但是对TN、COD等的去除不明显;以“沉水植物”为主体的水下森林生态系统对悬浮型颗粒物具有明显的去除作用,沉水植物种植区域悬浮物下降值为42.09%;环保绞吸疏浚与土工管袋干化相结合的技术,减少了疏浚过程中的底泥再悬浮,土工管袋干化后的尾水采用超磁分离一体化设备二次处理,悬浮物SS指标均不超过4 mg·L⁻¹,实现了疏浚土尾水的达标排放。嘉兴南湖生态环境修复工程(一期)项目的成功实施,验证了超磁分离一体化工艺、环保绞吸疏浚与土工管袋干化、水上抛投沉水植物种植等技术的有效性。本研究成果可为平原河网水系、开放性水域、高浊度水体的城市湖泊生态修复提供借鉴和参考。     

Pt-CuMnCeOx/堇青石微波催化燃烧VOCs性能

微波催化燃烧是一项新的VOCs处理技术,提升VOCs处理效率的关键在于开发催化活性更高、性能更稳定的催化剂。将贵金属Pt与铜锰铈金属氧化物复合制备了Pt-CuMnCeO_x/堇青石催化剂,SEM、BET和XRD表征基础上测试催化剂对双组分VOCs-甲苯和乙酸乙酯的催化活性与稳定性。研究表明,Pt的复合提高了催化剂表面活性颗粒的分散性,增大了催化剂的比表面积和孔体积,升高了铜锰价态而提高了催化剂的低温催化活性。微波功率40 W时,Pt-CuMnCeO_x/堇青石催化剂的甲苯和乙酸乙酯的降解效率高出CuMnCeO_x/堇青石16%和11%;微波功率70 W时,Pt-CuMnCeO_x/堇青石催化剂可完全去除甲苯和乙酸乙酯,总VOCs去除率达97%左右且活性保持稳定。本研究结果可为微波催化燃烧VOCs技术提供参考。     

调理剂-植物栽培协同降低矿区农田土壤中重金属有效态含量

定量评估重金属有效态含量是明确农田土壤修复过程中重金属生态环境风险的重要步骤。针对硫化物矿区重金属污染土壤开展添加蚕沙-铁粉及蚕沙-伊蒙土-铁粉调理剂条件下油葵、孔雀草、香茅草和桑树4种经济作物的盆栽试验,并测定经济作物与调理剂共同作用下土壤中pH、有机质及镉砷铅锌铜有效态的含量。结果显示作物栽培与调理剂共同作用下,土壤pH值在两季中均有增加,土壤有机质在第一季中增加。第一季种植4种经济作物添加蚕沙-铁粉可显著降低土壤中多种重金属有效态含量,各重金属的最高钝化效率分别为Cd 30.3%、As 49.5%、Pb33.6%、Zn 52.1%、Cu 45.7%,优于蚕沙-伊蒙土-铁粉的调理效果。第二季种植时调理剂的钝化效率普遍降低。两季综合来看,蚕沙-铁粉联合香茅草时有效态镉、砷、铅、锌、铜的降低幅度最大。因此,添加蚕沙-铁粉调理剂的四种作物单季种植时能同时降低镉、砷、铅、锌、铜有效态的含量,香茅草两季种植时能同时降低以上5种重金属有效态含量,具有潜在应用价值。     

进水方式对生态碎石床去除生活污水中氮的影响

为提高生态碎石床对生活污水中氮的去除率,设计了空白床、芦苇床、水葱床、香蒲床4组生态碎石床,研究在连续进水(水力负荷7.5 cm∕d,水力停留时间1.8 d)和间歇进水(水力负荷7.5 cm∕d,水力停留时间5.4 d)2种进水方式下对生活污水中总氮(TN)、氨氮(NH4+-N)和硝氮(NO3--N)的去除效果。结果表明:不同生态碎石床在2种进水方式下对氮的去除率差异较大,连续进水时对TN、NH4+-N的去除率依次是香蒲床>水葱床>空白床>芦苇床,香蒲床对TN、NH4+-N去除率较高,分别为77.68%和81.33%;对NO3--N的去除率依次是空白床>芦苇床>香蒲床>水葱床,空白床去除率最好,为65.29%。间歇进水时对TN、NH4+-N的去除率依次是水葱床>芦苇床>香蒲床>空白床,水葱床对TN、NH4+-N去除率较高,分别为89.54%和91.79%;对NO3--N去除率依次是水葱床>香蒲床>空白床>芦苇床,水葱床去除率最佳,为46.43%。间歇进水有利于提高生态碎石床对TN和NH4+-N的去除率,其中芦苇床对TN去除率增加19.63%,对NH4+-N去除率增加14.76%,水葱床对TN去除率增加19.14%,对NH4+-N去除率增加18.60%。     

MOD与焚烧技术联合处置抗生素菌渣的试验研究

采用中温中压氧化干化(MOD)技术对青霉素和头孢抗生素菌渣进行无害化和减量化处理,工艺条件为160~200 ℃,初始压力2 MPa。结果表明:处理后菌渣及残液中抗生素残留均未检出;菌渣含水率均由80%降至40%以下,减量化达到90%,抗生素菌渣热值为5 174~6 313 kJ/kg,均满足《城市生活垃圾处理及污染防治技术政策》(建成〔2000〕12号)中关于进炉垃圾平均低热值的要求。将处理后抗生素菌渣在850 ℃工况下焚烧,残渣中多环芳烃和抗生素残留均未检出,有机物和残留抗生素已完全分解;残渣中不易挥发性重金属存在富集现象,需加强后续处理;烟气中SO₂浓度相对较低(低于12 mg/m ³),NO_x浓度稍高,需加强后续尾气处理。     

石油污染土壤的生物修复技术研究及其前景

根据污染土壤的生物修复技术具有高效、无二次污染和操作管理简便的优点,本文介绍谊类技术在石油污染治理领域的应用。在概述石油的组成成分及其对环境造成的污染的基础上,重点论述了微生物和植物修复技术有效去除有机污染物的应用条件,并就目前两种技术的最新研究成果即基因技术的应用作了介绍,同时指出了石油污染土壤生物修复技术的发展趋势和应用前景。     

超高强度钻杆低温断裂性能及裂纹扩展特征研究

超高强度钻杆在冬季低温环境下容易发生脆性断裂事故,为了从断裂力学角度揭示其冷脆现象的本质,采用ZBC2302-D型示波冲击试验机,获得了不同温度下超高强度钢在冲击断裂过程中的力-位移曲线,并对比分析了冲击功、起裂功和裂纹扩展功之间的变化关系。采用国家标准GB 4161—2007中的计算公式,计算了冲击试样的裂纹扩展量Δa和阻抗应力强度因子K_R;同时,引入K_R阻力曲线,得到超高强度钻杆在不同温度下的剩余强度图。结果表明,当冲击试样开始出现裂纹时,随温度降低,钻杆的初始起裂应力有所增加,出现硬化现象。当钻杆出现一定长度的裂纹时,随温度降低,阻抗应力强度因子越来越小,而且降低速度越来越快,剩余强度也表现出相同的变化趋势。随温度降低,材料抵抗裂纹扩展的能力逐渐下降,表明钻杆在低温下更容易断裂。