Fe-Mn-sepiolite as an effective heterogeneous Fenton-like catalyst for the decolorization of reactive brilliant blue

A study of the decolorization of reactive brilliant blue in an aqueous solution using Fe-Mn-sepiolite as a heterogeneous Fenton-like catalyst has been performed. The Fourier transform infrared (FTIR) spectra of the catalyst showed bending vibrations of the Fe-O. The X-ray diffraction (XRD) patterns of the catalyst showed characteristic diffraction peaks of α-Fe₂O₃, γ-Fe₂O₃ and MnO. A four factor central composite design (CCD) coupled with response surface methodology (RSM) was applied to evaluate and optimize the important variables (catalyst addition, hydrogen peroxide dosage, initial pH value and initial dye concentration). When the reaction conditions were catalyst dosage= 0.4 g, [H₂O₂]= 0.3 mL, pH= 2.5, [reactive brilliant blue]_o = 50 mg·L⁻¹, and volume of solution= 500 mL at room temperature, the decolorization efficiency of reactive brilliant blue was 91.98% within 60 min. Moreover, the Fe-Mn-sepiolite catalyst had good stability for the degradation of reactive brilliant blue even after six cycles. Leaching of iron ions (<0.4 mg·L⁻¹) was observed. The decoloring process was reactive brilliant blue specific via a redox reaction. The benzene ring and naphthalene ring were first oxidized to open ring; these were then oxidized to the alcohol and carboxylic acid. The reactive brilliant blue was decomposed mainly by the attack of ·OH radicals including surface-bound ·OH radicals generated on the catalyst surface.     

Microprofiles of activated sludge aggregates using microelectrodes in completely autotrophic nitrogen removal over nitrite (CANON) reactor

Microsensor measurements and fluorescence in situ hybridization (FISH) analysis were combined to investigate the microbial populations and activities in a laboratory-scale sequencing batch reactor (SBR) for completely autotrophic nitrogen removal over nitrite (CANON). Fed with synthetic wastewater rich in ammonia, the SBR removed 82.5±5.4% of influent nitrogen and a maximum nitrogen-removal rate of 0.52 kgN·m⁻³·d⁻¹ was achieved. The FISH analysis revealed that aerobic ammonium-oxidizing bacteria (AerAOB) Nitrosomonas and anaerobic ammonium-oxidizing bacteria (AnAOB) dominated the community. To quantify the microbial activities inside the sludge aggregates, microprofiles were measured using pH, dissolved oxygen (DO), NH4+, NO2− and NO3− microelectrodes. In the outer layer of sludge aggregates (0–700 μm), nitrite-oxidizing bacteria (NOB) showed high activity with 4.1 μmol·cm⁻³·h⁻¹ of maximum nitrate production rate under the condition of DO concentration higher than 3.3 mg·L⁻¹. Maximum AerAOB activity was detected in the middle layer (depths around 1700 μm) where DO concentration was 1.1 mg·L⁻¹. In the inner layer (2200–3500 μm), where DO concentration was below 0.9 mg·L⁻¹, AnAOB activity was detected. We thus showed that information obtained from microscopic views can be helpful in optimizing the SBR performance.     

溴添加对燃煤烟气汞形态转化的影响

在一维管式沉降炉燃烧试验装置上,以汞的氧化率为评价指标,进行了溴化物种类、添加浓度、添加方式等因素对燃煤烟气汞形态转化影响的实验研究.结果表明: 溴对汞的氧化起促进作用,汞氧化率在一定的范围快速增加,超过此范围缓慢增加.不同的煤质,不同的溴添加物,这个范围是不同的;综合考虑添加成本,操作难易程度以及汞的氧化率,添加同浓度的溴化物时,汞的氧化率由低到高的排列顺序依次是:HBr炉后< HBr炉前< CaBr2< NaBr.在本实验条件下,汞的氧化效果最佳的条件是,褐煤中添加200mg/kg溴化钠,汞的氧化率约72%;亚烟煤添加1000mg/kg溴化钠,汞的氧化率约83%.     

苯并[a]芘对脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)肝脏生物标志物指标的影响

研究了脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)在对苯并[a]芘(benzo[a]pyrene,BaP)的富集(15 d)、释放(15 d)过程中肝脏的生物标志物(EROD、GST、SOD、CAT、GPx、MDA)的响应,结果显示:在富集阶段,第1 d低浓度实验组(0.05 g/L)和高浓度实验组(0.45 g/L)六种生物标志物即均显著受到诱导(P0.05),诱导程度与暴露浓度成正相关,而后不同种类生物标志物呈现差异性的变化趋势,EROD继续上升并在第10 d后达到稳定状态,GST继续上升并在第10 d后受到抑制下降,SOD、CAT、GPx均受到抑制逐渐下降,且均在15 d时低于对照组水平,MDA呈现持续上升的趋势,直接反映了肝脏的氧化损伤程度。在释放阶段,低浓度实验组各生物标志物的恢复速度较高浓度实验组要快,且均能恢复到接近对照组水平(P0.05),高浓度实验组各生物标志物则均未能恢复到对照组水平(P0.05)。实验结果表明,脊尾白虾肝脏具有一定恢复能力,各生物标志物对BaP暴露的敏感性具有一定差异,BaP暴露的浓度及时间是影响各生物标志物响应变化的主要因素。     

2050年中国能源消费的情景预测

与全球气候变化紧密相关的能源消费问题是当今世界各国关注的热点,特别是中国能源消费规模、能源消费峰值和消费结构等更是关注的重点.论文在简要评述中国能源消费峰值、能源消费预测方法和模型的基础上,系统回顾了国内外对中国能源消费预测研究成果,侧重于人口和经济等驱动中国能源消费的两大主要因素,参考主要发达国家经济发展过程中人均能源消耗及人均累计能耗变化规律,对中国未来能源消费趋势进行了定量预测分析.结果表明:① 中国人均能耗、总量和人均累计消费量均有较大的发展潜力.2050年中国人均能耗大致在4.75~9.31 tce,上限也只相当于美国人均能耗峰值的76%;中国能源消费总量还将持续增长,2050 年的能源消费总量在61.91×10⁸~121.33×10⁸tce;1870-2050 年,中国人均累计能耗最佳分布区间为207~294 tce,只相当于1870-2012 年美国人均累计能耗的46%、德国的56%、英国的57%.② 文献梳理表明,当前预测中国能源消费峰值的各种研究成果大多认为在62×10⁸~79×10⁸tce,而峰值年份则出现在2035-2045 年,论文认为除美国、英国和德国情景将有峰值出现外,其他情景尚不可能出现峰值;③ 法国情景下中国能源消费“零”增长将于2040 年左右出现;日本、韩国以及基准情景预测显示,2035 年以后中国能源消费将进入到2%左右的低速增长期.上述研究结果表明,中国未来能源消费预测采用法国、日本、韩国情景较为合理,2035 年以后,中国能源消费将进入低速增长期.当前,中国人均收入不高,人均能耗尤其人均累计能耗处于较低水平,过早乐观承诺能源消费峰值,易使气候变化谈判陷入被动;从中国国情出发,需给中国社会经济发展留有能源消耗空间;促进能源资源的节约集约使用,积极倡导节能型生产生活方式,是中国社会经济可持续发展、保障能源安全、积极应对全球气候变化的现实需要.     

中国生态环境敏感区评价

采用遥感和GIS技术,针对区域自然环境演变过程中出现的土地沙化、土壤侵蚀和石漠化等典型生态环境问题,建立敏感性评价指标体系及评价模型,开展生态环境敏感性综合评价,定量揭示中国生态环境敏感性程度及地域空间差异,划定生态环境敏感区的红线控制区域。研究结果表明：① 土地沙化以轻度敏感为主,敏感性程度高的区域主要位于西北和北方地区的主要沙漠边缘和沙地;土壤基质多为沙粒、冬春季节多大风且植被覆盖率较低是土地容易发生沙化的主要原因。② 土壤侵蚀以轻度敏感和不敏感为主,受降雨强度和地质条件空间差异影响,敏感性等级高的区域集中分布在西南、东南湿润地区和黄土高原丘陵沟壑区。③ 石漠化以不敏感为主,受岩溶地质条件影响,石漠化易发生区域集中分布在西南喀斯特地区。④ 综合生态环境敏感性以轻度敏感、不敏感和中度敏感为主,综合敏感性程度高的区域主要分布在北方干旱半干旱地区、西南湿润地区、东南湿润地区以及黄土高原丘陵沟壑区。⑤ 基于生态环境敏感性综合评价结果,将极敏感区划为生态红线区,在全国尺度上初步划定3大类和23个重点生态红线区域,约占国土面积的12.86%。     

生物活性炭工艺深度处理丹江口水库水的中试

活性炭过滤是饮用水深度处理的重要工艺,其中滤速、炭层高度、温度和炭龄是影响活性炭滤池运行效果的关键因素. 以丹江口水库水为处理对象,以混凝-沉淀-砂滤出水作为炭滤池进水,以高锰酸盐指数和UV₂₅₄去除率为评价指标,考察2011年4月—2013年5月取自北京某水厂的新炭、1年炭、3年炭和5年炭(2011年5月时炭龄)对水中有机物的去除效果. 结果表明,随着滤速的增大,有机物去除率降低;活性炭炭柱滤速为8 m/h时,高锰酸盐指数和UV₂₅₄去除率分别为41.9%和41.2%,能够获得较好的处理效果. UV₂₅₄去除率随总炭层高度的增大而增大. 随着炭层高度的增加,单位高度活性炭滤料对UV₂₅₄的去除率降低.夏季高温期,1年炭对高锰酸盐指数和UV₂₅₄的去除率分别为44.2%~57.4%和38.5%~53.1%,高于其在冬季低温期的去除率(38.9%~51.1%和31.7%~45.5%). 活性炭在使用初期,主要依靠吸附作用去除有机物;随着使用年限的增长,活性炭的生物载体作用日益明显,生物作用占主导地位,炭龄对有机物去除效果的影响变小,不同炭龄活性炭的处理效果差异不大,可适当延长活性炭的使用年限,降低处理成本.      

正丁醇对柴油机颗粒组分与形貌特征的影响

为探讨柴油机燃用正丁醇-柴油混合燃料降低颗粒排放的机理,采用热重分析仪与场发射扫描电子显微镜,重点对正丁醇-柴油混合燃料燃烧的颗粒形貌特征进行研究,分析了颗粒的组分、微观结构以及粒径分布随w(正丁醇)的变化规律. 结果表明:正丁醇-柴油混合燃料燃烧的颗粒呈团簇状结构,随着w(正丁醇)的增加,团聚程度逐渐提高,排列结构更加紧密;颗粒的粒径逐渐减小,柴油、B5、B10〔B5、B10是指w(正丁醇)分别为5%、10%的正丁醇-柴油混合燃料〕燃烧的颗粒平均粒径分别为1.43、0.85、0.52 μm;颗粒中的主要成分为碳烟,其质量分数约为60%,随着w(正丁醇)的增加,碳烟和可溶有机物组分的质量分数有所增加,硫酸盐、金属等不易挥发组分以及金属元素的质量分数逐渐减少. 研究显示,添加正丁醇,可促进颗粒转化、改善颗粒的氧化过程,使颗粒向小粒径方向移动;由于颗粒中可溶有机物组分含量增加,因此提高了颗粒在碰撞过程中凝并的概率,致使颗粒的团聚程度增加.      

张集矿综采工作面瓦斯治理措施及效果分析

张集矿属于煤与瓦斯突出矿井,针对目前所开采的17266工作面地质构造条件复杂、瓦斯涌出量大、处于突出危险区等瓦斯治理难题,采取"风排瓦斯、高抽巷穿层钻孔抽采、运输巷、回风巷顺层钻孔抽采和上隅角埋管抽采"等瓦斯综合治理措施,用分源预测法得出工作面绝对瓦斯涌出量为30.3 m3/min。结果表明,工作面的主要瓦斯涌出来源为本煤层瓦斯涌出。工作面风排瓦斯量11.0 m3/min,工作面瓦斯抽采率达63.0%以上。     

快速城市化时期中国城市建成区植被状况的时空分异特征

基于植被变化视角,以中国656 个建制城市的建成区为研究对象,选择1992、2000 和2010 年DMSP/OLS 夜间灯光数据和植被数据,选用城市建成区内归一化植被指数（Normalized Difference Vegetation Index,NDVI）的均值反映建成区植被的状况;用建成区内NDVI均值和背景区内NDVI均值的比值（NDVI比值）衡量人为因素对城市建成区植被的影响情况。结果表明：①同一年份,城市规模越大,建成区植被越差;近20 a 来,除小城市植被变差外,其他等级城市植被总体在变好。②同一年份,规模小的城市人为因素产生的不利影响相对较小。近20 a 来,人为因素对特大城市和大城市植被产生的不利影响在减小,而中等城市基本不变,小城市则变大。③同一年份,从湿润半湿润森林带、半干旱草原带到干旱荒漠带的城市建成区内的植被逐渐变差;近20 a 来,干旱荒漠带的建成区植被状况略微变差,其余植被带内建成区植被变好。④同一年份,从湿润半湿润森林带、半干旱草原带到干旱荒漠带人为因素对建成区植被的不利影响逐渐减小;近20 a 来,湿润半湿润森林带内人为因素对建成区植被的不利影响在减小,而其他植被带内,人为因素的不利影响在增加。