用EXAFS研究Zn在水锰矿上的吸附-解吸机理

用延展X光吸收精细结构光谱(EXAFS)研究了重金属Zn(Ⅱ)在水锰矿(γ-MnOOH)上吸附产物的微观结构及其吸附机理.结果表明,Zn(Ⅱ)-水锰矿体系中(pH 7.5,0.1mol/LNaNO₃介质,25℃),Zn²⁺主要是通过共用水合Zn²⁺的O原子及水锰矿表面上的O原子形成Zn-O键,从而结合到水锰矿固体表面上的.平均Zn-O原子间距为1.998±0.010 A(n=3).这个Zn-O键键长是六配位的Zn(H₂O)²⁺₆及其水解产物四配位的Zn(OH)₂或Zn(OH)₄^2-各以一定比例混合吸附于水锰矿表面而形成的.同时,对第二配位层(Zn-Mn相互作用)的EXAFS图谱分析证明存在2个典型的Zn-Mn原子间距,即R₁=3.08±0.024A(n=3)和R2=3.54±0.018 A(n=3).这2个Zn-Mn原子距分别对应于水锰矿结构单元MnO6八面体与Zn水合离子ZnO多面体结合的2种方式,即共用2个O原子的边-边结合与共用1个O原子的角-角结合.边-边结合是较强的吸附位,Zn-Mn原子距较短(R₁=3.08A),吸附较不可逆.角-角结合是较弱的吸附位,Zn-Mn原子距较长(R₂=3.54A),吸附较为可逆.这一结果从微观上证明了亚稳平衡态吸附理论(MEA理论)的基本假设,即具有相同吸附密度的同一吸附质由于吸附力强弱以及微观构型的不同可具有不同的化学位,因而证明了修正传统吸附热力学的基本假设(吸附密度为热力学状态函数)的必要性.宏观的吸附-解吸热力学实验表明Zn(Ⅱ)在水锰矿上的吸附是不可逆的,EXAFS结果指出这种不可逆性主要是由Zn水合离子中ZnO多面体与水锰矿结构单元MnO₆八面体之间的边-边结合所导致的.     

沈阳市环境铅污染对儿童健康的影响

实地调查采样、结合GIS技术进行室内综合分析,系统研究了沈阳市大气、土壤、灰尘中铅污染对儿童健康的影响.结果表明,沈阳市环境中铅暴露普遍,铅污染较严重,铅浓度空间分异大,已形成4个高浓度中心.并且大气铅浓度有明显的日、季和年变化规律沈阳市环境铅污染已经影响了儿童健康,0～10岁儿童(ZPP＞2.3μmol/L)血铅范围是10.98～511.2μg/L,平均值是135.59μg/L,40%的儿童血铅水平超标.儿童血铅与大气铅相关性最大,其次是土壤和灰尘.实行无铅汽油之后,大气铅污染有了很大改善,但是土壤和灰尘中的铅容易以扬尘的方式再次进入大气,存在潜在风险,应引起有关部门足够的重视.     

地下水除草剂阿特拉津污染微生物治理的实验研究

采用了从农药厂阿特拉津生产车间排污口污泥中分离出的菌种AT菌,进行了农药阿特拉津的静态降解实验及其污染地下水的微生物治理模拟实验研究结果表明,AT菌在pH值为5.0～10.0时对农药污染质阿特拉津均具有降解能力,且适宜的pH值范围为6.5～8.0;在实验条件(t=10℃,pH=7.5)与野外含水层的条件基本一致情况下,难于生物降解的污染质阿特拉津的一次投菌降解率达到31.08%;同时环境因素也随着AT菌作用的变化而变化,其中,DO、pH随AT菌作用加强而其值减小.另外,设计了细菌的投放方式以模拟野外条件下的菌种投加条件.并且AT菌的作用会造成被治理含水层的渗透性能降低,实验后含水层的渗透系数下降60.54%.清水冲洗10d的渗透性恢复率为48.96%,说明清水渗透恢复的方法效果明显.     

6种挥发性有机物在甲苯驯化微生物中的好氧生物降解性能

利用振荡摇瓶法测定了6种典型挥发性有机物,甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、苯和氯苯在甲苯驯化微生物中的好氧生物降解性能.结果表明,在本研究的液相浓度范围内(甲苯＜174mg/L,邻二甲苯＜149mg/L,间二甲苯＜129mg/L,对二甲苯＜133mg/L,苯＜234mg/L,氯苯＜146mg/L),3种二甲苯、苯和氯苯的降解速率随其初始浓度的增大而增加,符合一级反应,这5种VOCs未对微生物产生明显的抑制或毒害作用;甲苯的液相浓度大于85mg/L时,其降解速率不随初始浓度的增大而改变,其降解规律符合Monod方程.     

Utilization of solidified phosphogypsum as Portland cement retarder

The utilization of the phosphogypsum (PG) as cement retarder is both an economical and an ecological approach to treat this solid waste. Cement using raw PG as retarder has two problems pressing for solution,namely, delaying the setting time and difficulty being fed into the cement mill. The soluble phosphates in PG behave as super-retarder and bring about retarding in the setting process of cement made with PG. Two types of solidified phosphogypsum (SPG) were prepared to solve those two problems. The strength and the water stability of the SPG were good enough to ensure that they may be conveyed easily and fed into the cement mill stably. The cements with SPG had a similar setting time and strength as cement made with natural gypsum (NG). The microstructure of two kinds of SPG were observed with SEM. During factory application of SPG, good techniques and economic benefits were obtained.     

膜生物反应器中EPS的提取方法

以一体式膜生物反应器(MBR)中的活性污泥为对象,以蛋白质、多糖和核酸的提取量作为污泥中附着性胞外聚合物(B-EPS)提取总量的衡量指标,研究了加热法、超声法、NaOH+甲醛法、高速离心法、蒸汽法、硫酸法等6种不同方法对B-EPS提取的最优条件;并在最优提取条件下对B-EPS提取总量进行比较分析,确定最佳B-EPS提取方法。结果表明:超声提取法、高速离心提取法、蒸汽提取法、硫酸提取法对B-EPS的提取总量较低;NaOH+甲醛法对B-EPS的提取总量虽然较高,但易导致测定出现误差,且抽滤时有结晶,影响操作;加热法对B-EPS提取效果较好,对细胞破坏程度小,且操作过程简单。因此,确定加热法为B-EPS的最佳提取方法。     

复合矿物吸附剂处理模拟含油废水性能研究

采用共混合法制备复合矿物吸附剂,通过矿物粉末对模拟含油废水COD的去除效果及复合矿物吸附剂质量散失率确定其组分的最佳配比。考察了吸附时间、振荡速率、废水pH、吸附剂用量等因素对模拟含油废水COD去除效果的影响。结果表明:制备复合矿物吸附剂最佳焙烧温度为600℃,最佳焙烧时间3 h,对模拟含油废水中COD的去除率可达90%以上。     

北京地区典型二噁英(PCDDs)及多氯联苯(PCBs)的长距离传输潜力——基于TaPL3模型的应用研究

以典型二噁英(PCDDs)和多氯联苯(PCBs)为研究对象,利用TaPL3模型模拟计算了稳态假设下北京地区4种PCDDs和7种PCBs通过大气和水体的长距离迁移潜力(LRTP)和总持久性(Pov),比较了不同氯取代数的特征迁移距离(CTD)和Pov的大小,分析讨论了二者之间的关系,并以PCB180为例对关键参数进行了灵敏度分析.结果表明,4种PCDDs和7种PCBs在北京地区通过大气的CTDair范围分别为714—874 km和1771—8517 km,Povair范围分别为1422—5169 d和1210—35687 d;通过水体的CTDwater范围分别为1232—1385km和643—4222 km,Povwater范围分别为4900—5618 d和1831—35922 d.对于PCDDs,CTD和Pov基本上随着氯取代数目的增加而增大;对于PCBs,Pov的变化规律与PCDDs类似,而通过大气和通过水体的CTD的变化规律不同.CTD和Pov没有表现出直接的关系.与国内外同类研究相比,北京地区的结果和国外接近,但高于兰州地区通过大气的CTDair,低于通过水体的CTDwater.     

A GIS-based moving window analysis of landscape pattern in the Beijing metropolitan area,China

Quantifying landscape pattern and its change is essential for monitoring and assessment of ecological consequences of urbanization. Using the GIS-based land-use data for 2002, we combined moving window analysis along an urban-rural gradient and around the urban centre with landscape metrics to quantify the spatial pattern of urbanization in Beijing. The results of moving window analysis along the urban-rural gradient indicated that, for class-level metrics, the spatial pattern of urbanization could be quantified using landscape metrics, different land-use types exhibited distinctive spatial signatures, and, for landscape-level metrics, the increase in urbanization in the metropolitan Beijing region has resulted in dramatic increases in patch density (PD), edge density (ED), and patch and landscape shape complexity, and sharp decreases in the largest and mean patch size (MPS), agriculture land-use type, and landscape connectivity. The results of moving window analysis around the urban centre showed that the direction of urbanization could be quantified using the class-level metrics, and landscape-level metrics indicated similar results to gradient analysis. In general, moving window analysis showed that the increasingly urbanized landscape became compositionally more diverse, geometrically more complex, and ecologically more fragmented.     

全氟及多氟类化合物在人体分布及其毒性研究进展

全氟和多氟烷酸类化合物(perfluoroalkyl and polyfluoroalkyl substances, PFASs)是一类新型持久性有机污染物,目前其在民用和工业产品中得到广泛应用。在环境样品、野生动物以及人类体内都检测到了这类物质。PFASs对哺乳动物和水生生物具有广泛的毒性,其对生态环境和人体健康的影响受到公众关注。目前,PFASs对人类健康的研究还多停留在流行病学研究和体外细胞毒性研究方面,由于人类有复杂的免疫和代谢系统,因此PPASs对人类健康影响的具体机制和安全剂量仍然需要进一步研究。本文针对PFASs在人体的分布、流行病学研究、毒理学效应和作用机制等热点问题进行了总结,并对目前PFASs研究存在的问题及今后的研究方向进行讨论和展望。