两种木材生物炭对铜离子的吸附特性及其机制

为探索高效利用废弃生物质资源制备生物炭去除水体和土壤中Cu~(2+)污染的可行性,本文以常见的农林废弃物苹果树枝和梧桐木锯末为原料,采用450℃限氧热裂解法制备生物炭,通过两种生物炭对Cu~(2+)的批量吸附试验,利用4种等温吸附模型(Langmuir、Freundlich模型、Temkim、D-R模型)和4种吸附动力学模型(准一级动力学、准二级动力学、Elovich模型、颗粒内扩散模型)研究了苹果枝和锯末生物炭对Cu~(2+)的吸附行为.同时,使用FTIR红外、SEM和BET比表面积及孔径分析等技术表征了生物炭的理化性质,研究了两种生物炭对Cu~(2+)吸附机制,分析了两种生物炭之间的吸附特性差异及其影响因素.结果表明:(1)苹果枝生物炭在3 h达到吸附平衡,理论最大吸附量为15.85 mg·g~(-1),锯末生物炭在6h达到吸附平衡,理论最大吸附量为17.44 mg·g~(-1),与其他研究相比,这两种生物炭体现了较高的Cu~(2+)吸附性能;(2)两种生物炭对Cu~(2+)的热力学吸附均较好地符合Langmuir模型,表明吸附过程主要是近似单分子层的有益吸附;动力学吸附均符合准二级吸附动力学模型,表明其对Cu~(2+)的吸附包括表面吸附、颗粒内扩散和液膜扩散等多种过程;(3)吸附机制主要包括静电吸附,配体(酚羟基)/离子(H+)交换和阳离子—π键作用.     

过硫酸钾氧化去除水和土壤中的苯胺

以过硫酸钾为氧化剂去除水和土壤中的苯胺,考察了反应温度、氧化剂浓度、初始pH等因素对氧化效果的影响。结果表明,当反应温度为40 ℃、过硫酸钾浓度为103.0 mmol/L,初始pH为5~11时,水中苯胺的降解效果最佳,降解率可达94.1%。当反应温度为40 ℃,过硫酸钾浓度为1.2 mol/L时,土壤中苯胺的降解率达到98.9%。表明过硫酸钾能够有效去除水和土壤中的苯胺,可作为苯胺污染物应急处置的一种可能的方法。     

河口底泥来源真菌Trichoderma asperellum对壬基酚的降解路径

从壬基酚(Nonylphenol,NP)污染严重的李村河口底泥中分离纯化出可实验室培养的真菌,以高浓度NP为环境选择压力筛选出了一株目标菌株,18S rDNA确定其归属为棘孢木霉(Trichoderma asperellum)。实验室内研究了该菌株对NP的生物降解过程,LC/MS分析其代谢产物,据此提出了NP可能的生物降解路径。菌株的生长曲线表明NP能促进其生长,该菌株3 d对5 mg/L NP的降解率为71.4%,7 d的降解率达到87.2%,14 d则达到了92.2%。LC/MS分析确定了NP四种代谢产物,分别是2-甲基-1-苯基丁醇、3,5-二羟基苯甲酸、苯二酚和苯甲醚(或苄醇)。提出了两种NP可能的生物降解路径,Ⅰ是最终转化成苯二酚,Ⅱ是最终转化成苯甲醚或苄醇。     

污泥中重金属的形态及在小麦幼苗中的富集

采用BCR连续提取法研究了污泥中Cd、Pb和Zn的化学形态分布,并通过室内土培实验研究了其在小麦幼苗中的富集效应。研究结果表明,Pb和Cd在污泥中主要以残渣态存在,相对比较稳定;Zn则主要以可交换态和可还原态存在,具有较强的潜在生物有效性。污泥中3种金属的潜在生物有效性由强到弱的顺序为:Zn>Cd>Pb。比较污泥中的Zn、Pb、Cd在小麦根和叶中的富集系数(EC),可发现3种金属在根中的富集系数均大于其在叶中的富集系数,说明小麦根部对这3种金属的富集能力大于其茎叶部分。3种金属在小麦中富集能力的强弱顺序在茎叶中为Zn>Cd>Pb,此结果与金属形态分析的结果相吻合。     

Denitrification potential enhancement by addition of external carbon sources in a pre-denitrification process

The aim of this study is to investigate the denitrification potential enhancement by addition of external carbon sources and to estimate the denitrification potential for the predenitrification system using nitrate utilization rate （NUR） batch tests. It is shown that the denitrification potential can be substantially increased with the addition of three external carbon sources, i.e. methanol, ethanol, and acetate, and the denitrification rates of ethanol, acetate, and methanol reached up to 9.6, 12, and 3.2 mgN/（g VSS.h）, respectively, while that of starch wastewater was only 0.74 mgN/（g VSS,h）. By comparison, ethanol was found to be the best external carbon source. NUR batch tests with starch wastewater and waste ethanol were carried out. The denitfification potential increased from 5.6 to 16.5 mg NO3-N/L owing to waste ethanol addition. By means of NUR tests, the wastewater characteristics and kinetic parameters can be estimated, which are used to determine the denitrification potential of wastewater, to calculate the denitrification potential of the plant and to predict the nitrate effluent quality, as well as provide information for developing carbon dosage control strategy.     

Impact of atrazine and nitrogen fertilizers on the sorption of chlorotoluron in soil and model sorbents

Sorption of chlorotoluron in ammonium sulfate, urea and atrazine multi-solutes system was investigated by batch experiments. The results showed application of nitrogen fertilizers to the soil could affect the behavior of chlorotoluron. At the same concentration of N, sorption of chlorotoluron decreased as the concentration of atrazine increased on the day 0 and 6 in soil, respectively. The sorption of chlorotoluron increased from 0 to 6 d when soils were preincubated with deionized water, ammonium sulfate and urea solution for 6 d. That indicated incubation time was one of the most important factors for the sorption of chlorotoluron in nitrogen fertilizers treatments. The individual sorption isotherms of chlorotoluron in rubbery polymer and silica were strictly linear in single solute system, but there were competition sorption between pesticides or between pesticides and nitrogen fertilizers. That indicated the sorption taken place by concurrent solid-phase dissolution mechanism and sorption on the interface of water-organic matter or water-mineral matter.     

饮用水中有毒污染物的筛查和健康风险评价

饮用水中含有痕量有机有毒污染物,其中相当一部分并不在水质标准管理范围.应用安捷伦公司解卷积报告软件(DRS)提供的保留时间锁定(RTL)、谱图解卷积(Deconvolution)技术和有毒化合物数据库(HCD),建立了1种可以应用于饮用水中有毒污染物的筛查和健康风险评价的方法.应用此方法对北京市自来水厂进出水中的有毒有机污染物进行了分析,定性筛查到113种有毒有机污染物,并对其中多环芳烃、有机氯农药、挥发性有机物和酚类物质等62种污染物进行了定量分析.结果表明,在有定量分析数据的污染物中,列入标准的有机有毒污染物浓度均未超过国际主要水质标准限值;对未列入水质标准或没有浓度限值的有机有毒污染物,初步进行了健康风险分析和水厂工艺的去除效果评价,发现它们的健康风险基本处于可接受的水平.此外,还定性筛查到当前国际水质标准中没有列入的51种有毒有机物,包括敌敌畏、五氯硝基苯、仲丁威、残杀威、邻苯基苯酚、叔丁基-4-羟基茴香醚、苯胺和腐霉利等,并分析了这些污染物的风险特征,是否存在健康风险需要进一步的研究.     

高锰酸钾预氧化辅助氯消毒工艺处理黄浦江原水

目前国内大部分净水处理厂都是采用预加氯消毒工艺,但在预氯化的过程中易生成致癌、致畸、致突变的“三致”物质,降低了出厂水的安全性。文章以上海石化水厂微污染水源水为对象,针对折点预加氯工艺的不足,研究了采用高锰酸钾预氧化作为辅助手段的消毒效果。试验结果表明,高锰酸钾预氧化辅助氯消毒工艺比单独预氯化具有更好的处理效果,并能有效保障饮用水的生物安全性。最后对其进行了经济效益分析。     

生物滴滤塔净化挥发性有机废气动力学模型研究

通过对生物滴滤塔净化VOCs废气过程的分析,建立了动力学模型,简化处理后得出了基于生物降解为一级反应动力学和零级反应动力学的污染物浓度沿填料层高度变化的方程,并通过实验数据对方程进行了验证,结果表明基于生物降解一级反应动力学的方程能较好地与实验数据吻合,但常数ξα/Q却随入口浓度Cgi的增大而升高。最后,采用实验数据回归出了ξα/Q随Cg变化的曲线。     

TiO2光催化降解水中内分泌干扰物17β-雌二醇

以低压汞灯为光源,采用间歇式光氧化反应器,研究了17β-雌二醇(E2)在纳米TiO₂(Degussa P-25)悬浆体系中的光催化降解.考察了溶液pH、E2初始浓度、TiO₂光催化剂投加量、UV光强、H₂O₂、O₂对E2光催化降解的影响.结果表明,TiO₂光催化工艺可以有效地去除水中的E2,E2的光降解过程符合一级反应动力学模型;TiO₂投加量为200　mg/L时,在14 W低压汞灯照射下,初始浓度为400 μg/L 的E2在自来水中的光降解一级反应速率常数为0.018 min^-1,E2的光催化降解速率常数与其初始浓度、TiO₂光催化剂的用量、溶液的pH值、UV光强等因素有关;外加H₂O₂、O₂可以影响催化剂的光降解效率.