水稻秸秆生物炭中铜和镉的形态分布及释放特性

由于目前缺乏对生物质原料来源的管控办法,极有可能用产自受污染农田土壤的秸秆制备出具有高重金属含量的生物炭,因此,研究生物炭中重金属的形态分布及其释放特性对于防控生物炭应用产生的环境风险具有重要意义.基于此,分别采集江西省贵溪铜冶炼厂周边九牛岗污染区和中国科学院鹰潭红壤生态实验站清洁区种植的水稻秸秆制备生物炭（分别记为“九牛岗生物炭”和“红壤站生物炭”）,分析两种生物炭中Cu、Cd的含量及其化学形态分布,考察不同固液比及pH对生物炭中Cu、Cd浸出的影响.结果表明:九牛岗生物炭中Cu、Cd的总量（以w计）分别为119.99、3.83 mg/kg,显著高于红壤站生物炭（19.50、0.96 mg/kg）.尽管九牛岗生物炭中w（酸溶态Cu）、w（酸溶态Cd）显著高于红壤站生物炭,但在形态分布上,九牛岗生物炭中Cu、Cd主要为相对稳定态（可氧化态和残渣态）,二者占比分别为80.3%、76.7%,高于红壤站生物炭（二者占比分别为53.2%、48.0%）.高固液比和低pH可有效增加两种生物炭中Cu、Cd的浸出毒性,其中,九牛岗生物炭在固液比为1:20和1:60时,浸出液中ρ（Cu）、ρ（Cd）均超过GB/T 14848—2017《地下水质量标准》中Ⅱ类标准限值.动力学及累积释放试验表明,两种生物炭中的部分Cu、Cd可在短时间内迅速释放而后逐渐平稳并有上升趋势,且九牛岗生物炭中Cu、Cd释放量显著高于红壤站生物炭.研究显示,来自污染区水稻秸秆生物炭中的Cu、Cd活性显著高于清洁区生物炭,具有更高的环境风险.      

碳氮比对蔬菜废弃物好氧发酵腐熟度及臭气排放的影响

为了提高蔬菜废弃物发酵效率、减少臭气排放、确定其好氧发酵最佳碳氮比,以蔬菜废弃物为主料、猪粪和玉米秸秆为辅料进行好氧发酵,设置C/N为20、25、30 3个处理,探讨不同C/N对发酵产品腐熟度及臭气排放浓度的影响,以温度、含水率、pH、电导率(EC)、腐植酸光学特性(E₄/E₆值)、种子发芽指数以及全氮、全磷、全钾含量变化评价发酵产品的腐熟度。T1处理(C/N为20)高温期持续时间最长为6 d,种子发芽指数最高为82.23%,其腐熟效果最好,且全氮、全磷、全钾含量分别提高了24.22%、78.94%、51.45%; 从臭气排放浓度来看,T2 (C/N为25)处理组NH₃排放浓度最高达368000 μg/m3,T3(C/N=30)处理组H₂S排放浓度最高达671 μg/m3,TI处理TVOC排放浓度最高,但最高与最低排放浓度差仅为4.3×10-6。因此,建议蔬菜废弃物、猪粪、玉米秸秆联合好氧堆肥的C/N为20,可满足好氧发酵无害化和减少臭气排放的要求。     

零价铁和碱激发矿渣稳定/固定化处理铬渣研究

采用零价铁和碱激发矿渣对铬渣进行稳定/固定化处理,考察了处理后固化体的毒性浸出水平,矿物组成及Cr形态分布变化情况,并对铬渣的处置和利用的有效性进行评价.结果表明,还原固定化处理后的样品硫酸硝酸法浸出毒性可满足作为砖或砌块使用的标准,抗压强度均高于15 MPa,其中Cr主要以Fe/Mn氧化物结合态存在,可被用于采石场修复、封闭泻湖以及作为路基材料等一些特殊用途.     

甲烷氧化菌在填埋场覆盖层中的工程应用(Ⅱ):基质选择性及长效性

针对已筛选获得的甲烷氧化混合菌,选取填埋场覆盖土(LCS)、矿化垃圾(AR)和塘渣(TZ)3种填埋场周边易得的材料为供试生存基质,从基质选择性及长效性角度进行了甲烷减排应用条件的探究及使用效能评估.结果表明,在TZ、LCS、AR、TZ-AR和LCS-AR这5种生存基质中,TZ-AR最适合甲烷氧化混合菌的生长,且TZ与AR的复配比例以5∶5为最佳.甲烷氧化混合菌在TZ-AR的粒径≤4 mm和含水率为20%时具有最高甲烷氧化能力.一次性接种甲烷氧化混合菌在静态体系中的最佳使用有效期为31 d.其在接种量为0.08、0.16、0.20 m L·g-1和0.25m L·g-1时甲烷氧化速率无明显差异,从工程应用角度而言,8%的接种量为最佳.     

苯并[a]芘对脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)肝脏生物标志物指标的影响

研究了脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)在对苯并[a]芘(benzo[a]pyrene,BaP)的富集(15 d)、释放(15 d)过程中肝脏的生物标志物(EROD、GST、SOD、CAT、GPx、MDA)的响应,结果显示:在富集阶段,第1 d低浓度实验组(0.05 g/L)和高浓度实验组(0.45 g/L)六种生物标志物即均显著受到诱导(P0.05),诱导程度与暴露浓度成正相关,而后不同种类生物标志物呈现差异性的变化趋势,EROD继续上升并在第10 d后达到稳定状态,GST继续上升并在第10 d后受到抑制下降,SOD、CAT、GPx均受到抑制逐渐下降,且均在15 d时低于对照组水平,MDA呈现持续上升的趋势,直接反映了肝脏的氧化损伤程度。在释放阶段,低浓度实验组各生物标志物的恢复速度较高浓度实验组要快,且均能恢复到接近对照组水平(P0.05),高浓度实验组各生物标志物则均未能恢复到对照组水平(P0.05)。实验结果表明,脊尾白虾肝脏具有一定恢复能力,各生物标志物对BaP暴露的敏感性具有一定差异,BaP暴露的浓度及时间是影响各生物标志物响应变化的主要因素。     

有机物对亚硝化颗粒污泥中功能菌活性的影响

为探明易降解有机物短期冲击对全自养亚硝化颗粒污泥(PNG)中不同功能菌活性的影响,本研究采用多批次连续实验,系统考察了PNG在有机物胁迫与恢复阶段,氮素转化性能与溶解氧(DO)利用情况的演化规律.结果表明,基质C/N比越高,亚硝态氮比累积速率[q(NO-2-N)]的降幅就越大.期间,异养菌(He B)活性的增强,加快了PNG对DO的消耗速率,使得氧亲和力较差的亚硝酸盐氧化菌(NOB)活性得到了有效抑制.当重新采用无机碳源配水时,q(NO-2-N)数值明显增大,同时He B与NOB的活性均处于较低水平.因此,易降解有机物对全自养PNG系统的冲击具有一定可逆性,该过程有助于巩固氨氧化菌(AOB)的相对优势,提升亚硝化反应的稳定性.     

改性沸石湿地脱氮除磷效能及机制

为明确改性沸石湿地对分散性农村生活污水中氮磷的去除效能,并探索其脱氮除磷机制,将改性沸石作为折流湿地填料层填料,应用于厌氧折流板反应器(ABR)+折流湿地(BFCW)组合工艺,为苏州市农村生活污水处理提供新途径.结果表明,改性沸石湿地对氮磷去除良好且稳定,脱氮量和除磷量较沸石湿地分别增大1.8%和1倍多.湿地主要通过填料的吸附截留作用脱氮除磷,以Ca-P和Al-P为主要沉淀磷素形式,植物的泌氧和吸收作用有助于稳定出水水质.湿地前端和后端分别以填料的吸附截留作用和微生物的硝化反硝化作用为主要脱氮途径.改性过程对沸石磷素吸附沉淀性能的大幅提升是在多重途径的协同作用下实现的,湿地构型和植物根系的影响是造成相同区域填料氮磷截留量差异的主要原因.硝化作用强度的高低是改性沸石湿地脱氮效果及稳定性季节性波动的主因.     

乙醇废水的超临界水氧化反应路径及动力学研究

研究了超临界水氧化法 (SCWO)处理乙醇废水过程的反应路径和动力学 .乙醇SCWO反应的最终产物为CO2 ,CO是此过程的中间产物 .以幂指数方程描述乙醇SCWO反应动力学 ,得到对于乙醇的反应级数为 1,对氧气的反应级数为 0 .求出活化能和指前因子分别为 3 5 1× 10 5J·mol-1和 7 74× 10 2 1s-1.方程计算值和实验值吻合较好 ,误差基本在 10 %以内     

酚类、烷基苯类、硝基苯类化合物和环境水样对剑尾鱼和稀有鮈鲫的急性毒性

测定了酚类、烷基苯类和硝基苯类的12种化学品,以及3个环境水样对剑尾鱼和稀有(鱼句)鲫的96 h LC_O,96 h LC₅₀,96 h LC₁₀₀值.结果表明,剑尾鱼和稀有(鱼句)鲫的幼鱼对化学品和环境水样的敏感性无显著性差异,对于化学品和环境水样,剑尾鱼和稀有(鱼句)鲫是较为理想的毒性试验材料.      

硫代氨基甲酸盐提取工业废水中的锌离子

本文主要探索了金属离子络合剂———硫代氨基甲酸盐的合成制备 ,并通过其对锌离子的络合作用 ,以达到脱除金属离子的目的 .实验表明 ,由吗啡啉合成制得的硫代氨基甲酸盐 锌离子络合剂在酸性废水中 ,对锌离子具有良好的络合能力 .通过对废水中金属锌离子的脱除工艺条件的相应探索 ,发现在体系的pH =2～ 6范围内 ,硫代氨基甲酸盐对锌离子的脱除率均达99 %以上