生物质基纳米HZO杂化材料的研制及其除磷特性

采用3-氯-2-羟丙基三甲基氯化胺(CTA)对生物质秸秆进行胺基化改性获得St-N',通过正交试验确定其最佳合成条件为Na OH质量分数30%、CTA体积100 m L、反应温度80℃、反应时间3h.通过原位沉积法将纳米水合氧化锆(HZO)固载于St-N'内部,制备得到生物质基纳米HZO杂化材料St-N'-Zr.SEM、TEM、XRD与BET等技术表明纳米HZO已成功负载于StN'内部,以无定形为主,分布均匀,粒径为50~100 nm.批次吸附实验结果表明,St-N'-Zr吸附磷酸根符合Langmuir吸附等温模型,最大吸附量为33.90 mg·g-1;最佳吸附pH为1.8~6.0,可用于酸性水体除磷;强竞争离子体系中,磷去除率始终高于初始吸附量的70%,性能明显优于商用阴离子交换树脂D-201,吸附选择性良好.经10次吸附-解吸循环,再生性能良好,表明在水体磷污染深度治理领域具有一定应用潜力.     

CMC改性的纳米Fe/Cu双金属去除2,4-二氯苯酚的研究

为解决纳米零价金属在水中暴露出的极易聚集与氧化的问题,本研究使用铜作为纳米零价铁(NZVI)的复合金属,制得纳米Fe/Cu双金属,并用羧甲基纤维素钠(CMC)对其包覆改性.使用扫描电子显微镜、X射线衍射以及氮气吸附/脱附等温线对改性前后的双金属进行表征.结果表明,改性之后的材料具有更大的尺寸以及比表面积,且抗氧化性得到显著增强.材料的沉降实验以及对2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)降解实验的结果揭示,CMC的包覆比对改性后双金属的分散性与反应活性影响较大.当包覆比为80%时,双金属的分散稳定性最强,释放的活性位点个数最多,表现为最高的反应活性.此时脱氯效率达到90.3%,且脱氯过程和产物发生明显改变.     

崇明岛小白鹭鸟卵中有机磷阻燃剂污染特征

鸟卵可用于环境质量的生物监测.从崇明岛东部若干林地采集小白鹭(Egretta garzetta)卵样品10个,用液相色谱-串联质谱联用仪(LC-MS/MS)测定了样品中10种常见有机磷阻燃剂(OPFRs)的含量,分析了其分布特征和来源.结果表明,除三辛基磷酸酯(TEHP)和三氯乙基磷酸酯(TCEP)外,其余8种OPFRs在小白鹭卵中均有检出,OPFRs的总含量为49.5～142.8 ng·g~(-1)(以湿重计,下同),均值为78.6 ng·g~(-1);其中,三丁基磷酸酯(TNBP)、三异丁基磷酸酯(TIBP)和三邻甲苯磷酸酯(TMPP)含量较为丰富,分别为(26.3±10.1)、(20.9±9.44)和(19.0±15.6) ng·g~(-1).不同鸟卵中OPFRs的赋存特征差异较大,主要受其环境含量水平、生物积累和放大能力及代谢能力的影响.崇明小白鹭卵样品中存在具有胚胎发育毒性的TMPP、三(1-氯-2-丙基)磷酸酯(TCIPP)、三丁氧基乙基磷酸酯(TBOEP)等,可能对其繁殖具有潜在影响,值得关注.     

基于三维成像技术的污泥菌群中抗生素抗性基因转移动态特征研究

应用活细胞三维成像技术,实时和原位观测了活性污泥菌群中抗生素抗性基因转移动态特征.微流控芯片是一种细菌生长的良好载体,活细胞成像系统低光毒性不损伤细菌活性,两者结合能有效实现基因转移的长时间原位观测,能够区分抗性基因的水平转移和垂直转移.结果表明:垂直转移是污泥菌群中抗性基因的主要转移方式,菌群纵向转移速率与其厚度有关,菌群内部转移率较高,基因转移速率为0.24～0.29 h~(-1).     

陶瓷膜接触器在润湿模式下吸收SO2的传质强化

将平均孔径为100 nm的Al_2O_3陶瓷膜组装成膜接触器,以单乙醇胺(MEA)为吸收剂,在考察吸收剂浓度对膜吸收过程影响的基础上,深入比较了陶瓷膜在润湿和非润湿模式下脱除SO_2的传质性能.实验结果表明,当MEA浓度大于0.26 mol·L~(-1)时,润湿模式下SO_2的脱除率和传质系数均高于非润湿模式.根据膜理论和阻力串联模型建立了陶瓷膜吸收SO_2的传质方程,理论计算表明,润湿模式下膜相传质阻力因瞬间化学反应的存在大幅降低,润湿模式更适用于脱除烟气中低浓度的SO_2.本研究结果可为陶瓷膜接触器在膜吸收领域的工业化应用和进一步传质优化提供参考.     

滨海湿地盐沼植被修复中的种子产品制作过程及其有效性

针对当前滨海湿地种子流在潮汐过程中种子有效沉降降低、土壤种子库分布不均、定植效率低和栖息地裸斑现象等关键问题,以黄河三角洲盐沼湿地的盐地碱蓬（Suaeda salsa）为修复物种,研发一种应用于滨海湿地盐沼植被修复的固态种子产品,阐述固态种子产品的制作过程,并开展三种不同保水材料为核心材料（聚丙烯酰胺PAM,羟乙基纤维素HEC,羟丙基甲基纤维素HPMC）的种子产品的有效性研究。研究结果表明：（1）包装制作后的盐地碱蓬种子的吸水倍率和保水持续时间显著高于普通天然种子,表现出良好的吸水保水特性;（2）包装后的盐地碱蓬种子受盐度梯度变化的影响较小,表现出良好的耐盐抗性;（3）包装后的盐地碱蓬种子具有更高的萌发潜力,而不同保水材料的种子产品包装对盐地碱蓬种子萌发的促进作用表现为PAM>HPMC>HEC>天然种子;（4）包装后的盐地碱蓬种子具有更短的悬浮时间和较快的平均沉降速度,表明了种子产品增强了盐地碱蓬种子抵抗水动力干扰的潜力,其中以PAM为保水材料的种子产品可以直接、快速地沉降。本文首次将种子产品技术应用于滨海湿地盐沼植被修复中,为种子产品技术在退化滨海湿地的植被修复领域的应用与实践提供了理论基础。     

我国畜禽粪便污染的区域差异与发展趋势分析

随着我国畜禽养殖业的快速发展,畜禽生产所导致的粪便污染问题日趋严重,甚至威胁到农业可持续发展.本研究结合宏观统计数据和实地调研数据,对我国总体和各省2010年畜禽粪便排放和污染情况进行了分析,并通过中国农业可持续发展决策支持系统(CHINAGRO)对2020年我国总体和各省畜禽粪便排放和污染的发展趋势进行了预测分析.结果表明,2010年我国畜禽粪便排放总量为19.00亿t,形成污染的畜禽粪便量为2.27亿t,平均每公顷耕地的畜禽粪便污染量为1.86 t,我国东南地区的广东、福建等省是畜禽粪便污染较重的区域.模型预测结果表明,如果不进行政策干预,全国畜禽粪便总污染量将大幅增至2020年的2.98亿t.东部地区畜禽粪便污染将更为严重,中部和西部地区污染程度相对较低且增幅低于东部地区.建议通过税收和补贴等政策措施控制畜禽粪便的污染排放,鼓励畜牧业生产向中西部地区转移.     

PCR-DGGE技术解析固体碳源表面生物膜的微生物群落结构

以聚乳酸/聚羟基丁酸戊酸共聚酯(PLA/PHBV)作为填充床反应器的碳源和生物膜载体,对受硝酸盐污染的水进行生物反硝化脱氮.采用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术分析了PLA/PHBV表面生物膜中微生物群落的结构和动态变化.结果表明,反应器运行初期,生物膜中微生物多样性下降.当反应器稳定运行时,DGGE图谱特征条带的香农威尔指数和辛普森指数均变化不大,微生物群落结构保持相对稳定.DGGE图谱特征条带的16S rDNA序列分析及扫描电镜分析的结果表明,生物膜中的主要微生物均为革兰氏阴性杆菌,包括Diaphorobacter、Acidovorax、Rubrivivax、Azospira、Thermomonas和Devosia,它们分别属于变形菌门(Proteobacteria)的α-,β-和γ-变形菌纲,其中Diaphorobacter为反应器稳定运行期生物膜中丰度最高的菌群.     

生物滴滤塔净化多组分废气的研究

通过生物滴滤塔(biotrickling filter,BTF)净化硫化氢(H2S)、四氢呋喃(THF)、二氯甲烷(DCM)混合废气,研究其挂膜启动和稳定运行条件下的降解性能.结果表明,混合废气H2S、THF、DCM浓度分别为200、100和100 mg·m-3,空床停留时间(empty bed retention time,EBRT)50～20 s的条件下,H2S和THF的去除率分别能够维持在99%和60%左右,而DCM的去除率随EBRT的缩短从90%逐渐降低至37%左右.利用Michaelis-Menten动力学模型分析得到,理论降解效果为H2S>THF>DCM.     

加油加气站雷击静电事故分析及安全防护技术

雷击主要损坏加油加气站电子系统设备并引发一系列危害,大都是雷电波侵入和雷电反击造成,静电易引发火灾和爆炸。结合近几年来,山东省淄博地区汽车加油加气站现有防雷防静电装置的检测（验收）情况,归纳出缺少防直击雷装置、缺失SPD防护、未共用同一地网等五个方面的重大安全隐患,并逐一给出整改措施。对大型加油加气站应依据雷电灾害风险评估来确定其防雷类别,新建站的防雷防静电装置应严格按照设计、施工和验收＂三同时＂原则,建立雷击静电事故应急处置预案和定期检测与维护防雷防静电装置是加油加气站安全生产的重要关键环节。