活化过氧乙酸技术降解环境有机污染物的研究进展

近年来,以抗生素、内分泌干扰物等为代表的新污染物在环境中被频繁检出,对生态系统和人类健康构成潜在风险,高效稳定的有机污染物控制技术研发是当前环境领域的研究热点。以活化过氧乙酸的高级氧化技术为研究对象,对过渡金属、碳材料及其复合材料活化过氧乙酸的效果及其降解有机污染物的机制进行系统论述,重点探讨反应过程中的自由基（有机自由基、羟基自由基）和非自由基（单线态氧、高价金属氧物种、电子转移和表面络合的复合物）降解机制,总结了活化过氧乙酸技术在废水、土壤或沉积物、地下水等环境介质中对污染物的降解效果。提出了未来研究重点,即开发高效稳定的活化过氧乙酸催化剂,加强活化过氧乙酸技术在土壤和沉积物中降解有机污染物机制的探索,深入联合其他处理技术的应用研究。

     

珠江流域土壤中碳库的存量与通量

通过对珠江流域各主要环境介质中不同形态碳含量的分析和计算,得出该流域0~1.0m范围内土壤碳库的存量为1.36×1013kg,占中国陆地碳库总量的9.51%,全球碳库总量的0.907%;流域净碳输入量为4.141×1010kg/a,碳通量912.74kg/(hm2·a),初步计算表明珠江流域可能是陆地生态系统的一个碳汇区。另一方面,人类活动造成流域内有机碳的大量流失,其中,水土流失损失的碳8.01×109kg/a,植物收割及森林砍伐从土壤-植物系统中携带出的有机碳高达6.26×1011kg/a,这将造成土壤有机质含量的降低,因此促进陆地生态系统有机碳存储是提高本流域土地质量的关键。     

耐盐复合菌剂强化生物工艺处理高盐废水的快速启动

从城市污水处理厂的活性污泥中驯化分离出2株耐盐高效菌：地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis ）O1和枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）Y5制备复合菌剂,用于高盐生活污水生物处理工艺快速启动研究。研究表明,在SBR系统中连续投加复合菌剂（制备的配比为1∶1）,在30 d完成快速启动（TOC去除率>85%）,并且在整个启动过程中,TOC的去除率都能够稳定保持在80%左右,而负载复合菌剂填料的投入可获得更稳定的出水水质。通过高通量测序与OTU分类,高盐废水的配入使得活性污泥微生物群落结构发生显著改变,并且在工艺启动后,所投加的耐盐高效菌O1和Y5在活性污泥微生物总量中所占比例由1.31%升高至6.13%,说明O1和Y5能够在小试SBR中长期存留,并逐渐成为优势种属之一。     

贵金属催化剂活性组分分布对催化湿式氧化处理非达霉素提炼废水的影响

采用均匀型和蛋白型Ru/TiO₂催化剂为湿式氧化催化剂,应用于催化湿式氧化非达霉素提炼废水,以出水COD和TOC去除率作为指标来评价2种催化剂的催化活性差异;采用实验室连续评价装置对柱状颗粒催化剂在不同pH、不同废水流量和不同温度下处理非达霉素提炼废水进行了优化评价。结果表明：在265 ℃、pH=4.1、废水流量为10 mL·h⁻¹时,催化剂的催化活性最高,故确定此条件为该废水处理的最优条件;同时对比均匀型和蛋白型2种催化剂,蛋白型催化剂具有更高的催化效率;结合SEM及N₂-物理吸附结果,推断蛋白型催化剂活性组分集中分布在催化剂颗粒的较浅层,有利于降低反应过程中的扩散阻力,提高贵金属活性组分的利用率,进而提高催化剂的催化活性。以上结果对开发高效湿式氧化催化剂,充分利用贵金属活性组分降低催化剂成本具有十分重要的意义。     

氨氮浓度对马铃薯加工废水厌氧消化的影响

为考察氨氮浓度对中温厌氧消化处理马铃薯加工废水的影响,通过批式实验,探究该类废水厌氧消化处理的氨氮抑制阈值。结果表明：氨氮浓度为3 000 mg·L⁻¹ (TAN≈3 659 mg·L⁻¹)时,累积产甲烷量降低至276.1 mL·g⁻¹且出现产甲烷迟滞期;氨氮浓度为4 000 mg·L⁻¹ (TAN≈4 468 mg·L⁻¹)时,累积产甲烷量仅为对照组的39.2%,迟滞期明显延长了7.2 d;高浓度氨氮抑制造成了以丙酸为主的VFAs积累和有机物(蛋白质等)降解不完全,这是COD去除率下降的主要原因;VFAs作为氨氮抑制发生时COD的主要组分,其积累可作为马铃薯加工废水厌氧消化过程发生氨氮抑制的指示因子;马铃薯加工废水中温厌氧消化的氨氮阈值约为3 000 mg·L⁻¹。该结果可为马铃薯加工废水的高效处理与资源化利用提供参考。     

异丙甲草胺在氧化铝界面的亲核置换转化动力学及其影响因素

采用批处理实验的方法研究γ-Al2O3界面上亲核试剂硫化钠作用下异丙甲草胺的转化动力学及其影响因素。结果表明,硫化钠作为一种亲核试剂,能促使异丙甲草胺发生亲核置换转化,且可以进一步提高异丙甲草胺在氧化铝多相反应体系中的转化速率。结果还表明,随着硫化钠浓度的升高,异丙甲草胺降解动力学常数k值也相应增加(当硫化钠浓度为5 mmol·L 1时,k值为0.043 h 1;而当硫化钠的浓度为100 mmol·L 1时,k值上升到0.974 h 1),以速率常数k值与硫化钠初始浓度作图,发现速率常数k与硫化钠浓度成正相关线性关系,其相关系数达到0.985;多相体系中反应溶液的pH会影响异丙甲草胺的转化速率,在含有10 mmol·L 1硫化钠的γ-Al2O3体系中(温度为25℃),溶液pH值由6.0上升到10.0,异丙甲草胺降解动力学常数k由0.046上升到0.195 h 1;异丙甲草胺的转化速率与多相体系中的反应温度呈显著正相关关系,转化速率取决于体系的反应温度,温度越高,转化速率越大;热力学Arrhenius经验式求得异丙甲草胺的活化能Ea=49.9 kJ.mol 1。转化速率与温度的关系为:lnk=6.005 4×103/T+17.868。     

大型钢铁厂及其周边土壤多环芳烃污染现状调查、评价与源解析

采用气相色谱-质谱联机方法(GC-MS)分析了东北某钢铁厂及周边居住区、风景区共11个采样点表层土壤样品16种多环芳烃(PAHs),结果表明,钢铁工业区16种PAHs(∑PAHs)浓度范围为3.39×103—1.54×105ng·g-1,平均浓度3.21×104ng·g-1;居住区∑PAHs浓度范围为587—6.70×103ng·g-1,平均浓度3.82×103ng·g-1;风景区千山∑PAHs浓度385 ng·g-1.∑PAHs和Bap浓度均呈工业区>居住区>风景区趋势.与国内外其他研究结果相比,该钢铁工业区及其周边居住区土壤PAHs污染相对较为严重,11个采样点中有9个采样点土壤∑PAHs为严重污染,4个采样点苯并(a)芘(Bap)浓度超过加拿大土壤质量基准.利用特征比值法(Diagnostic Rate)和主成分分析法(Principal component analysis,PCA)对钢铁工业区及其周边地区土壤进行了源解析,结果表明,钢铁工业区土壤中PAHs主要来源于焦炉、燃煤、柴油燃烧等污染源,周边地区土壤除受工业污染源排放影响外,机动车汽油、柴油污染排放也有重要影响.     

森林生态系统土壤呼吸时空异质性及影响因子研究进展

土壤呼吸是全球碳循环的一个重要流通途径,是大气CO2的重要来源之一,是陆地碳循环的重要环节,对温室气体的排放产生直接影响,且关系到科学把握全球变化背景下CO2的排放动态,在全球碳收支中占据重要地位,越来越受到各国学者的广泛关注。在全球变化背景下研究土壤呼吸的时空异质性及其影响因子,可为探索陆地生态系统在碳循环方面的碳源/碳汇功能和揭示“碳失汇之迷”,以及减缓气候变暖等方面提供有力的依据。作为一个复杂的生物学与生态学过程,土壤呼吸受到气候、生物以及非生物等因子的影响而呈现时空异质性,并随着各种干扰因子影响的增强,人为因素的作用亦越来越大,该文阐述了森林生态系统土壤呼吸作用的时空动态变化规律、并探讨了影响土壤呼吸速率的各种影响因子,剖析了导致土壤呼吸时空异质性的影响因子,指出自然因子、生物因子和干扰因子共同驱动着土壤呼吸的时空动态变化。并对森林生态系统土壤呼吸作用的模型模拟方面的研究进展进行了综述。最后讨论了森林土壤呼吸时空异质性研究中存在的相关问题,同时提出了今后土壤呼吸研究中应关注的问题,同时对森林生态系统土壤呼吸时空异质性及影响因子的研究方向进行了展望。     

河南某市驾校地表灰尘多环芳烃组成、来源与健康风险

采集河南省某市29所驾校的地表灰尘样品,应用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)测定样品中16种优控PAHs含量,用终生致癌风险增量模型(ILCR)评价灰尘PAHs不同暴露情景下(情景1、2、3分别为驾校工作5 a、10 a和20 a)的健康风险,用比值法、成分谱法和主成分因子载荷法揭示PAHs来源.结果表明,驾校灰尘ΣPAHs含量在198.21~3 400.89μg·kg-1之间,平均908.72μg·kg-1.单体PAHs含量较高的是萘、菲、蒽、荧蒽,含量最低的是二苯并[a,h]蒽,低环PAHs占ΣPAHs的55.79%,高环占44.21%.3种情景下的平均健康风险为情景3(3.71×10-7)情景2(1.85×10-7)情景1(9.27×10-8),只有一个驾校(J11)在情景3存在潜在健康风险,其他情景下均无风险.皮肤接触灰尘是最主要的PAHs暴露途径,其占总风险的64.21%;其次是误食途径,占总风险的33.04%;吸入途径可忽略不计.驾校灰尘PAHs主要来源为化石燃料不完全燃烧源和混合源,农田区驾校灰尘PAHs的柴油/天然气动力车排放源、燃煤源和汽油车排放源贡献率分别为56.44%、26.55%和17.01%,工业区驾校混合源、汽油车和炼焦/燃煤排放源贡献率分别为76.26%、22.85%和0.89%,混合区驾校燃煤源、天然气/柴油动力车排放源和汽油车排放源的贡献率分别为45.57%、45.41%和9.02%.灰尘PAHs含量及健康风险与其周边环境、前期土地利用状况密切相关.     

水分管理对水稻生长与根际激发效应的影响特征

作物根际沉积碳输入而引起的根际激发效应,对农田土壤碳排放通量和碳平衡起到关键的调控作用.在稻田生态系统中,由于频繁的干湿交替,土壤CO2 和CH4 排放以及根际激发效应明显有别于其他自然生态系统.因此,明确稻田生态系统干湿交替过程中水稻根际激发效应的方向与强度,对于减缓稻田温室气体排放具有重要意义.本研究采用13C-C...