江苏省某镇土壤重金属污染评价

为了解江苏省某镇表层土壤重金属污染特征,采集并测定了190个土壤样品的As、Cd、Hg和Pb 4种重金属含量,分析土壤重金属的分布特征,综合运用内梅罗综合污染指数法和污染负荷指数法两种评价方法对土壤重金属污染状况进行评价。结果表明：该镇表层土壤中As、Cd和Pb含量平均值高于土壤背景值,Hg与之相反。4种重金属都是主要受到点源污染的影响,其中As的高含量区主要分布在镇的正西边,Cd和Pb的高含量区主要分布在镇的中心区域,Hg的高含量区主要分布在东部以及东北区域。经内梅罗综合污染指数法评价,安全、警戒线、轻污染、中污染和重污染样点的比例分别为5.79%、32.11%、52.11%、4.74%和5.26%。经污染负荷指数法评价,无污染、轻度污染、中度污染和重度污染样点的比例分别为73.69%、25.26%、1.05%和0%。在内梅罗综合污染指数法和污染负荷指数法评价的结果中,有55.26%的样点评价结果相同,而44.74%的样点不同,但都显示出污染程度从镇中心向四周逐渐降低的变化态势。     

Fenton法降解垃圾渗滤液中的溶解性有机质

垃圾渗滤液是一种高浓度难降解废水,含有大量有毒物质和溶解性有机质（dissolved organic matter, DOM）,可生化性差。Fenton试剂（Fe2++H2O2）能产生活性极强的羟基自由基（·OH）,能快速氧化渗滤液中DOM和微量有机物质。本研究采用Fenton法处理垃圾渗滤液,结果表明,在优化的处理条件下,渗滤液COD和TOC去除率分别为65%和42%,其中混凝作用去除的COD和TOC分别为20%和21%。进一步通过紫外可见光谱扫描、SUVA254、E3/E4等指标评价,发现Fenton法可以有效降低渗滤液中的DOM含量,大分子有机物的含量明显减少,而分子量小的有机物含量相对增加,反应体系中溶解性有机物分子量随着反应的进行而降低,腐殖化程度降低。利用GC-MS定性出渗滤液原液中47种有机物,该类有机物在Fenton反应后上清液中未再检出,但5种物质（邻苯二甲酸二（2-乙基己）酯、植酮、角鲨烯、麥角甾烷醇和二氢胆固醇）在沉淀的铁泥中检出。研究发现不同pH值、H2O2和Fe2+浓度条件下,残留的COD与DOM、TOC和UV254存在显著的相关关系（R2> 0.9）。本研究结果为改进垃圾渗滤液处理工艺和探索DOM在Fenton过程中的降解行为提供科学依据。     

矿物材料对Cd污染土壤中Cd的钝化效果

采用土壤培养实验,研究了海泡石、钙基膨润土、钠基膨润土、汉白玉和石灰5种矿物材料在3个添加量下对Cd污染土壤pH和CEC、Cd植物有效性、浸出毒性和生物可给性以及Cd形态分布的影响。结果表明：几种矿物材料均可显著提高土壤pH和CEC。与对照相比,添加几种矿物材料后土壤pH提高0.46~1.15个单位,CEC增加5.8%~39.3%,其提高幅度随添加量的增加而增大。添加矿物材料显著降低土壤Cd的植物有效性（DTPA-Cd）、浸出毒性（TCLP-Cd）和生物可给性（SBET-Cd）,且DTPA-Cd、TCLP-Cd和SBET-Cd含量的降低比例分别为9.4%~27.5%、6.4%~23.8%和7.7%~20.5%。添加几种矿物材料后,土壤中酸提取态Cd含量显著降低,残渣态Cd含量显著增加,可还原态和可氧化态Cd含量无明显变化。与对照相比,土壤酸提取态Cd含量降低6.2%~31.4%,残渣态Cd含量增加2.8%~9.7%。几种矿物材料中,海泡石和汉白玉对土壤Cd钝化效果相当,且优于其他矿物材料。     

室内PM2.5浓度控制模拟分析

利用质量平衡方程建立了一次回风定风量系统室内PM2.5浓度模型,并对新风PM2.5浓度、新风量、室内污染源、过滤器效率、过滤器安装位置等因素对室内PM2.5浓度的影响进行了模拟分析。模拟结果表明：新风PM2.5浓度和室内污染源强度的变化对室内PM2.5浓度均有较大影响;新风量越大,室内PM2.5浓度受新风PM2.5浓度变化的影响越大;将过滤器分别安装在送风段、新风段和回风段,新风比为0.1时,过滤器安装在送风段效果最好,安装在新风段最差,新风比为0.8时,过滤器安装在送风段效果最好,安装在回风段最差;过滤器安装在送风段时,过滤器效率越高,室内PM2.5浓度越低,波动越小。     

微孔TiO2负载Pt吸附强化矿化甲苯的性能

矿化效率不足是光催化技术应用于挥发性有机化合物（VOCs）净化的关键限制因素之一。为了提高VOCs的矿化效率,制备了高比表面（736 m2·g-1）微孔TiO2材料,以其为载体构建了微孔TiO2与Pt的吸附强化光催化二元结构体系。采用比表面积（BET）、透射电镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）等方法考察材料结构,并以甲苯为VOCs代表研究材料的吸附-光催化特性。结果表明,Pt修饰微孔TiO2表现出特异的吸附和催化能力,甲苯平衡吸附量和矿化效率分别是P25的3.8~4.1倍和2.6~2.9倍。微孔TiO2载体除了吸附强化作用外,其表面通过Pt修饰可产生大量表面羟基,从而利于Pt-TiO2的常温催化过程。     

Cu (Ⅱ)和Cd (Ⅱ)在氧化石墨烯/聚酰胺-胺复合材料上的竞争吸附

以“grafting to”法制备的氧化石墨烯/聚酰胺-胺（GO/PAMAMs）作为吸附剂,研究了Cu（Ⅱ）和Cd（Ⅱ）在GO/PAMAMs上的竞争吸附行为,考察了溶液pH值、吸附时间、初始离子浓度及吸附剂用量等因素对吸附过程的影响,探讨了Cu（Ⅱ）和Cd（Ⅱ）在GO/PAMAMs上的竞争吸附机理。研究表明：GO/PAMAMs对Cu（Ⅱ）的吸附最佳pH值是5.0,Cd（Ⅱ）的最佳pH值为5.5;Cu（Ⅱ）和Cd（Ⅱ）在GO/PAMAMs上的竞争吸附过程符合Lagergren准二级动力学模型,等温吸附过程遵循Langmuir模型;热力学研究表明Cu（Ⅱ）和Cd（Ⅱ）在GO/PAMAMs上的吸附是自发进行的吸热过程,且属于物理吸附。     

稳定剂协同水泥固化/稳定化重金属污染土壤的工程特性

采用稳定剂（SR）协同水泥（PC）固化/稳定化重金属污染土壤,以Pb、Zn浸出毒性和药剂吨处理成本为综合指标确定PC和SR的最优配比,并对固化土体进行无侧限抗压强度、不固结不排水三轴压缩实验和柔性壁渗透实验,探讨固化土体强度以及渗透特性。结果表明,最优配比为SR掺量 2.5%,PC掺量8%;最优配比下固化土体中重金属铅锌的浸出浓度分别降低97.5%和74.5%,均低于固体危险废物浸出标准值。其养护28 d无侧限抗压强度达到1 080 kPa,比未固化土体对应值高9.6倍;随着PC掺量增加,固化体的有效黏聚力及有效内摩擦角均不断增大,其中最优配比固化土体有效黏聚力达到216.9 kPa,有效内摩擦角为34.8°。加入稳定剂SR使固化体渗透系数增大,但随着PC掺量增加,渗透系数急剧降低。其中最优配比固化土体渗透系数相对未固化复合污染土体降低一个数量级至10-6cm·s-1,可有效增强土体的防渗阻隔能力,提高稳定化土壤的安全利用率。     

偏心双轴搅拌用于污泥搅拌混合的数值模拟

在大型污泥搅拌机中探索采用偏心双轴搅拌,使用Fluent软件对偏心双轴搅拌槽内污泥流体的流场变化进行数值模拟,并与中心双层搅拌进行比较,分析2种结构搅拌槽内宏观流场结构、速度分布及功耗特性,通过实验测量不同转速下偏心双轴的功耗,仿真计算结果和实验值吻合较好。结果表明：偏心双轴搅拌形成的流场结构打破了中心搅拌的流场对称性,有效的消除了隔离区。偏心双轴搅拌槽内流场各方向的速度分量均比中心双层搅拌有明显的提高,速度梯度较大,能够增大搅拌混合区,有利于污泥固液两相的混合。在N=5 r·s-1时偏心双轴搅拌的功耗约为中心双层搅拌的90.4%,具有明显的节能效果。     

有机蒸气-空气分子扩散系数实测数据及分析

利用自行研发的气体扩散系数测试装置,测定了烷烃、环烷烃、芳香烃、含氧化合物（酯类、醇类、酮类等）等21种挥发性有机化合物在空气中的分子扩散系数。测定结果表明：互为同系物的有机化合物在相同温度下,分子扩散系数随着分子链的增长而减小,与其沸点呈负相关;互为同分异构体的有机化合物在相同温度下,有支链的分子扩散系数比没有支链的要大。另外,将实验实测值与FSG方程计算值以及文献值进行了对比分析。通过比较实测值与计算值,认为大部分分子结构全部为单键并且不含环状结构的有机化合物的实测值与计算值吻合度比较高,但分子结构中含苯环、碳环和烷烃支链的有机化合物,实测值与计算值吻合度不是很高。建议FSG方程进一步考虑分子结构差异性的影响。     

多相催化臭氧氧化技术处理染料废水生化出水

采用多相催化臭氧氧化技术对某染料废水一级好氧生化出水进行系统实验研究,考察该技术对废水COD、色度的去除能力,并探讨其提高废水可生化性的能力。结果表明：在最佳操作条件下,即臭氧投加量200 mg·L-1,接触时间20 min时,COD平均从647 mg·L-1降低到440 mg·L-1,臭氧化指数约等于1;进水色度2 000倍左右,色度去除率达95%以上;SOUR值平均提高至原水的4倍;毒性由65%左右降低至0%;GC-MS结果显示废水中苯胺类、挥发酚类和硝基苯类等有毒污染物几乎全部被去除。另外,对实验所用的自制催化剂（连续使用90 d）进行ICP、BET、SEM、EDS分析,其有效成分锰、铈基本无损耗,催化剂性能稳定。研究表明在废水处理一级生化阶段后增加多相催化臭氧技术,不仅能够进一步去除COD,还可以明显提高二级好氧生化脱氮能力,对于污水处理的升级改造具有重要意义。