农药西维因及敌草隆在草木灰上的吸附行为研究

测定分析了草木灰的孔隙结构、表面性质及化学组成,选择理化参数接近,空间构型不同的2种农药西维因和敌草隆作为吸附质,研究其在草木灰上吸附行为,结果表明两者在草木灰上吸附模式理截然不同,线性吸附方程及准一级动力学方程能够拟合平面型分子西维因的吸附等温线及动力学曲线,Freundlich吸附等温式及二级动力学方程吸附对非平面型分子敌草隆的等温线及动力学曲线拟合程度最高,说明平面型分子的吸附可能以简单的线性分配为主,而非平面型分子可能以多过程非线性吸附为主;等温线及动力学拟合参数显示,草木灰对平面型分子西维因的吸附量远大于非平面型分子敌草隆,说明吸附质分子的空间位阻效应是影响吸附的重要因素.     

水源水膜处理与常规处理技术的遗传毒性指标对比

随着水源水微污染问题的日益突出和水质标准的不断提高,传统的水处理技术面临严峻挑战。膜处理是目前饮用水深度处理的有效手段。选择UMU方法对常规工艺的出水及膜处理工艺出水进行遗传毒性评价比较。结果表明:采用正己烷+二氯甲烷+甲醇对水样中的遗传毒性物质进行洗脱效果更为明显;对于常规处理工艺来说,混凝可以部分去除水源水中大分子有机物和非溶解性色度以及部分遗传毒性前体物质;针对不同工艺段的出水,氯化可明显增加水样的遗传毒性;不论消毒与否,仅从遗传毒性指标来看,膜工艺均优于常规工艺出水,但考虑到水样的区域特性,膜法处理是否在遗传毒性指标方面比常规处理更有优势,仍需进一步的资料或数据支持。     

离子强度和离子类型对土霉素在草甸土中被吸附的影响

土霉素是四环素类抗生素中使用较为广泛的一种,探索土霉素在土壤中的吸附解吸规律对抗生素环境风险评价与污染控制具有重要的理论与现实意义。通过改变土壤水溶液中离子强度及类型研究其对土霉素在草甸土中吸附的影响,以期为评价该种抗生素对草甸土土壤环境风险提供科学依据。土霉素测定方法选择高效液相色谱法。以V（乙腈）∶V[NaH2PO4（0.01mol·L-1）]=25∶75为流动相,在流速为1 mL·min-1,检测波长为355 nm条件下进行测定。试验以OECD Guideline 106为基础,采用批平衡法研究不同离子强度（0.01、0.03、0.05、0.08、0.10 mol·L-1CaCl2溶液）和不同阳离子（0.01 mol·L-1的NaCl、KCl、MgCl2溶液）对土霉素在草甸土中的吸附影响。结果表明：随着CaCl2浓度的增加,土霉素在草甸土中的吸附量呈降低趋势,且不同浓度的土霉素在草甸土中吸附量受离子强度的影响是不同的。土霉素浓度较低时,其在草甸土中吸附能力受离子强度影响较土霉素浓度高时小。以土壤吸附系数Kd衡量土壤吸附抗生素能力,当土壤样品中离子强度增大时,其对应Kd值呈非线性趋势减小。这说明,在某一Ca2＋浓度范围内,其对吸附的影响较其他浓度范围要大。对相邻CaCl2浓度处理得出的Kd值进行t检验,在CaCl2溶液浓度在0.01与0.03 mol·L-1间得出的Kd值存在显著性差异（p≤0.05）,在0.03、0.05、0.08、0.10 mol·L-1浓度间得出的Kd值均没有显著性差异（p〉0.05）。这一结果说明当CaCl2溶液浓度在0.01~0.03 mol·L-1时,其对土霉素在草甸土中的吸附影响较其他浓度范围大。以Freundlich方程对NaCl、KCl、MgCl2溶液条件下土霉素在草甸土中的吸附进行拟合,土样lg Kf值为lg Kf（Mg2＋）0.05）。这说明,不同阳离子对土霉素在草甸土上的吸附量（lg Kf）影响的差异并不显著。     

混凝-超滤预沉积对去除腐殖酸的影响

探索利用在膜表面经过混凝预处理,调节膜-颗粒物作用行为的机制,从而改进超滤膜的净水效果是本文的研究核心.研究通过将AlCl_3及Al_(13)两种混凝剂形成的絮体以自然沉降的方式预先沉积在超滤膜表面,考察了对腐殖酸(HA)的去除情况及膜的净水行为.结果表明,使用Al_(13)混凝剂在膜表面沉积的絮体能更好的去除HA,并在一定程度上缓解膜污染,而使用AlCl_3则会加强膜污染现象.随着Al_(13)混凝剂投加量从0.08 mmol·L~(-1)增加到0.18 mmol·L~(-1)时,对HA的去除率也从26%升高到34%,并在超滤膜表面形成预沉积层.在较高投加量0.18 mmol·L~(-1)时,Al_(13)混凝剂在膜表面形成的絮体分形维数(2.45)较AlCl_3(2.29)大,但Al_(13)形成的絮体粒径(300 nm)小于AlCl_3形成的絮体粒径(600 nm),致使在膜表面形成的沉积层相对致密.Zeta电位分析结果表明,Al_(13)混凝剂较AlCl_3混凝剂具有更高的正电荷,较易吸附负电性的HA分子,因此去除HA效果更好,提高膜通量程度更大.     

HS?SPME?GC/MS同时测定污废水中多种 VOCs异味物质

采用顶空固相微萃取与气相色谱质谱联用技术(HS-SPME-GC/MS),建立了快速定量分析污废水中多种挥发性有机异味物质(VOCs)的方法.VOCs异味污染物主要为含氧有机物(OVOCs)、硫醚类(VSCs)和苯系物(BTEX)等三大类.针对不同异味物质的物化性质,实验优化了HS-SPME条件,如萃取纤维涂层、萃取温度、萃取时间、盐析效应及解析时间等.研究结果表明,DVB/CAR/PDMS (50/30μm)萃取头针对三类物质的选择性最高.同时综合各类异味物质的性质,优化顶空固相微萃取实验条件为:在水样中加入20%(W/V)的NaCl,65℃孵化条件下萃取30 min,解析180 s.所建方法的多种VOCs在其各自线性范围内线性良好,R~2均大于0.98,相对标准偏差为9.8%—15.5%,检出限为4—55 ng·L~(-1),加标回收率为79.1%—108.6%.对不同污废水进行了检测,实验结果证明,此方法可满足不同污废水中多种痕量VOCs异味物质的同时检测.     

白洋淀清淤示范区沉积物中抗生素和多环芳烃的分布特征与风险评估

利用高效液相色谱-三重四极杆质谱法（HPLC-MS/MS）以及气相质谱法（GC/MS）,以白洋淀典型区域（鱼塘、开阔水域）的清淤区和未清淤区作为采样点,探究清淤前后沉积物样品中22种抗生素和16种多环芳烃的分布特征,并评价其风险.结果表明,白洋淀沉积物中22种抗生素的含量范围为0~52.89 ng ·g^-1,其中喹诺酮类抗生素含量最高.南刘庄开阔水域的抗生素平均含量为46.25 ng ·g^-1,远高于采蒲台开阔水域的19.07 ng ·g^-1.南刘庄清淤后抗生素的平均含量为9 ng ·g^-1,比清淤前降低了80.54%,清淤效果明显,而采蒲台区域清淤前后沉积物中抗生素的含量没有明显差别.16种多环芳烃（PAHs）的总量范围在23.79~329.40 ng ·g^-1,其中萘的含量最高可达242.02 ng ·g^-1,荧蒽的含量最低;南刘庄区域开阔水域沉积物中PAHs的平均含量为117.45 ng ·g^-1,高于采蒲台区域的57.98 ng ·g^-1,南刘庄开阔水域清淤后PAHs的平均含量为50.49 ng ·g^-1,减少了57.01%.生态风险评估表明,南刘庄开阔水域S2区域的恩诺沙星和诺氟沙星为高风险,说明白洋淀未清淤区域沉积物中的喹诺酮类抗生素风险不容忽视;而多环芳烃的生态风险较低,仅府河S1区域的萘处于中风险,其它均为低风险.     

基于沉积物中总氮和总磷垂向分布与吸附解吸特征的白洋淀清淤深度

针对白洋淀清淤示范区2种主要水体类型：开阔淀和鱼塘,采用沉积物总氮（TN）和总磷（TP）的垂向分布拐点法和吸附解吸平衡浓度法,开展了清淤深度确定研究.根据沉积物TN和TP含量垂向分布拐点法与吸附解吸平衡浓度分别确定的清淤深度是一致的.南刘庄示范区淀水体清淤深度为（50±10）cm,南刘庄示范区鱼塘水体清淤深度为（30±10）cm,采蒲台示范区鱼塘水体清淤深度为（30±10）cm.沉积物对NH₄⁺-N吸附/解吸平衡浓度（ENC₀）与交换态NH₄⁺-N含量和TN含量显著正相关;沉积物对溶解态活性磷（SRP）吸附/解吸平衡浓度（EPC₀）与沉积物交换态SRP含量和TP显著正相关.沉积物TN和TP含量可以预测沉积物对上覆水体释放氮、磷的风险.南刘庄和采蒲台清淤示范区沉积物有向上覆水释放氮、磷的趋势,沉积物是水体营养的来源.建议判别清淤深度TN控制值为750mg·kg^-1、TP控制值为500mg·kg^-1,沉积物剖面TN含量大于750mg·kg^-1、TP含量大于500mg·kg^-1,可设计为清淤层.     

汶川大地震曲线梁桥震害及破坏机理分析

以汶川大地震中严重破坏的回澜立交桥为例,基于数值模拟手段并结合现场震害调查,分析了回澜立交桥的地震破坏机理。数值分析表明,地震时设有支座的最矮的1号桥墩支座发生滑移破坏,以致刚度较大(次矮)的2号刚构桥墩承受很大的地震惯性力,2号墩首先发生弯曲屈服,此后随延性发展因抗剪能力不足最终发生剪切破坏直至倒塌损毁,呈现典型的弯剪破坏特征。现场震害调查发现,回澜立交桥震害集中于抗弯刚度较大的刚构墩上,而其余桥墩震害相对较轻,主要表现为混凝土保护层的脱落、混凝土开裂以及墩顶支座的滑移破坏等。数值分析结果与震害调查呈现出较好的一致性。     

热解温度对污泥碳基材料表面性质及吸附性能的影响

以市政污泥为原料,在300、400、500、600、700和800℃无氧气氛下,热解制备了污泥基生物炭。采用BET、SEM、XPS、FT-IR对不同热解温度下污泥炭进行了表征分析;研究了不同热解温度下污泥炭对污水中有机物的吸附效果和动力学;探究了热解温度对污泥炭微观调控下吸附实际水体中有机物的匹配机质。结果表明,随热解温度的升高,C—H、C—C结合比例降低,C=C、C—O=C比例升高,芳香化程度增加,且比表面积、孔容及表面粗超度均有所增加,1～2 nm微孔比例增多,介孔向微孔发展趋势逐渐明显。800℃热解温度条件下制备的污泥炭对二沉池出水中有机物的吸附效果优于其他温度下制备的污泥炭。吸附温度为298.15 K时,最大吸附容量为282.5 mg·g~(-1),且符合准二级吸附动力学。高温下制备的污泥炭对水体中腐殖酸和富里酸具有较强的吸附效能。这主要是由于表面丰富的含氧官能团、芳香键与腐殖酸和富里酸发生了氢键、化学键缔合作用和π-π共轭作用,同时污泥碳表面发达的孔隙结构和较大的比表面积也提供了更多的活性结合位点,促进了污染物的吸附。     

流化床结晶软化高硬度地下水及其晶体生长动力学

采用流化床结晶软化的方法对北京市城区某地下水进行软化处理,研究考察了软化药剂投加量、诱晶颗粒粒径、诱晶颗粒填料高度、入水流速、碳酸钙过饱和度等参数对水质硬度去除的影响。研究发现,当药剂投加量为220 mg·L~(-1)时,出水钙硬度去除率可达90%以上,总硬度去除率达到60%,出水总硬度可达300 mg·L~(-1)左右。使用石英砂颗粒作为诱晶材料,粒径为0.21~0.43 mm。当诱晶材料填料高度为40 cm,入水流速控制在40~70 m·h-1时,均可得到较好的出水水质。优化反应参数,可控制处理后的出水总硬度在300 mg·L~(-1)左右,即去除235 mg·L~(-1)的暂时硬度,煮沸的水不再浑浊,无水垢生成,并且出水pH可控制在8.5以下。此外,探究了多相流化过程中诱晶颗粒的线性增长速率以及床层增长速率与过饱和度、颗粒粒径、入水流速的关系,通过计算得到晶体线性增长速率相关表达式。