Recent advances in the photocatalytic reduction of carbon dioxide

Fossil fuels are currently the major energy source and are rapidly consumed to supply the increasing energy demands of mankind. CO₂, a product of fossil fuel combustion, leads to climate change and will have a serious impact on our environment. There is an increasing need to mitigate CO₂ emissions using carbon–neutral energy sources. Therefore, research activities are devoted to CO₂ capture, storage and utilization. For instance, photocatalytic reduction of CO₂ into hydrocarbon fuels is a promising avenue to recycle carbon dioxide. Here we review the present status of the emission and utilization of CO₂. Then we review the photocatalytic conversion of CO₂ by TiO₂, modified TiO₂ and non-titanium metal oxides. Finally, the challenges and prospects for further development of CO₂ photocatalytic reduction are presented.     

新型阻燃剂TCPP对斑马鱼的毒性研究

为了明确新型阻燃剂磷酸三(2-氯丙基)酯(TCPP)的生态风险,本研究采用斑马鱼为模式生物,评价了TCPP对成鱼和胚胎的毒性效应。急性毒性研究结果表明,TCPP对斑马鱼成鱼的96 h致死中浓度(LC50)为47.06 mg·L~(-1),而对胚胎96 h-LC50为26.01 mg·L~(-1),且会影响胚胎的正常发育,导致孵化出的仔鱼产生畸形。成鱼14 d延长毒性试验结果表明,TCPP对斑马鱼成鱼的无可观察效应浓度(NOEC)为1.00 mg·L~(-1),染毒暴露后肝脏和性腺指数随TCPP浓度增加轻微下降,但肝脏中卵黄蛋白原(VTG)的含量和性腺中芳香化酶的活性随TCPP浓度增加普遍升高。此外,TCPP的暴露还会导致斑马鱼脑垂体中合成促性腺激素的相关基因表达量增加。因此,TCPP对斑马鱼成鱼和胚胎的急性毒性均为低毒级,但长期暴露会干扰内分泌系统的调控功能,影响斑马鱼的正常发育。     

Fe-Mn-sepiolite as an effective heterogeneous Fenton-like catalyst for the decolorization of reactive brilliant blue

A study of the decolorization of reactive brilliant blue in an aqueous solution using Fe-Mn-sepiolite as a heterogeneous Fenton-like catalyst has been performed. The Fourier transform infrared (FTIR) spectra of the catalyst showed bending vibrations of the Fe-O. The X-ray diffraction (XRD) patterns of the catalyst showed characteristic diffraction peaks of α-Fe₂O₃, γ-Fe₂O₃ and MnO. A four factor central composite design (CCD) coupled with response surface methodology (RSM) was applied to evaluate and optimize the important variables (catalyst addition, hydrogen peroxide dosage, initial pH value and initial dye concentration). When the reaction conditions were catalyst dosage= 0.4 g, [H₂O₂]= 0.3 mL, pH= 2.5, [reactive brilliant blue]_o = 50 mg·L⁻¹, and volume of solution= 500 mL at room temperature, the decolorization efficiency of reactive brilliant blue was 91.98% within 60 min. Moreover, the Fe-Mn-sepiolite catalyst had good stability for the degradation of reactive brilliant blue even after six cycles. Leaching of iron ions (<0.4 mg·L⁻¹) was observed. The decoloring process was reactive brilliant blue specific via a redox reaction. The benzene ring and naphthalene ring were first oxidized to open ring; these were then oxidized to the alcohol and carboxylic acid. The reactive brilliant blue was decomposed mainly by the attack of ·OH radicals including surface-bound ·OH radicals generated on the catalyst surface.     

中国生态环境敏感区评价

采用遥感和GIS技术,针对区域自然环境演变过程中出现的土地沙化、土壤侵蚀和石漠化等典型生态环境问题,建立敏感性评价指标体系及评价模型,开展生态环境敏感性综合评价,定量揭示中国生态环境敏感性程度及地域空间差异,划定生态环境敏感区的红线控制区域。研究结果表明：① 土地沙化以轻度敏感为主,敏感性程度高的区域主要位于西北和北方地区的主要沙漠边缘和沙地;土壤基质多为沙粒、冬春季节多大风且植被覆盖率较低是土地容易发生沙化的主要原因。② 土壤侵蚀以轻度敏感和不敏感为主,受降雨强度和地质条件空间差异影响,敏感性等级高的区域集中分布在西南、东南湿润地区和黄土高原丘陵沟壑区。③ 石漠化以不敏感为主,受岩溶地质条件影响,石漠化易发生区域集中分布在西南喀斯特地区。④ 综合生态环境敏感性以轻度敏感、不敏感和中度敏感为主,综合敏感性程度高的区域主要分布在北方干旱半干旱地区、西南湿润地区、东南湿润地区以及黄土高原丘陵沟壑区。⑤ 基于生态环境敏感性综合评价结果,将极敏感区划为生态红线区,在全国尺度上初步划定3大类和23个重点生态红线区域,约占国土面积的12.86%。     

异噻唑啉酮类杀菌剂对黑斑蛙胚胎和蝌蚪的急性毒性

异噻唑啉酮类杀菌剂1,2-苯并异噻唑-3-酮（BIT）和甲基异噻唑啉酮（MIT）虽已在多种行业中广泛使用,但目前有关其毒性尤其对水体中生物毒性的数据还较少。鉴于BIT和 MIT在水体中普遍存在,本文研究了这两种污染物对两栖动物黑斑蛙胚胎和蝌蚪的急性毒性。黑斑蛙胚胎和蝌蚪分别暴露系列浓度的BIT和 MIT,观察化学品对其生长、发育和运动的影响,计算96小时半数致死浓度（96 h-LC₅₀）和96小时半数致畸浓度（96 h-TC₅₀）,确定最小生长抑制浓度（MCIG）。结果发现,BIT对黑斑蛙胚胎的96 h-LC₅₀和96 h-TC₅₀分别为2.99 mg?L^-1和0.60 mg?L^-1,MCIG小于0.40 mg?L^-1,对蝌蚪的96 h-LC₅₀为6.44 mg?L^-1。MIT对黑斑蛙胚胎的96 h-LC₅₀和96 h-TC₅₀分别为5.30 mg?L^-1和2.36 mg?L^-1,MCIG为2.59 mg?L^-1,对蝌蚪的96 h-LC₅₀为7.58 mg?L^-1。根据《化学农药环境安全评价准则报批稿》中两栖动物蝌蚪急性毒性的分级标准,判定BIT和MIT的毒性等级为中等。该毒性数据为异噻唑啉酮类杀菌剂的环境管理提供参考。     

火电厂锅炉再热器联络管裂纹分析及处理

某火电厂亚临界锅炉墙式再热器蒸汽出口至屏式再热器联络管母管及排空气管接管座产生裂纹发生渗漏.通过对墙式再热器出口管道排空气管接管座裂纹特征、结构型式、管道现场布置情况、运行环境等方面进行综合分析,认为排空气管道安装布置不合理,无保温措施,导致冷凝水倒流,形成热疲劳裂纹并逐步延伸扩展.确认产生裂纹的原因后,优化管道安装布...     

持续放牧和围封对科尔沁退化沙地草地碳截存的影响

研究了科尔沁退化沙地草地持续放牧和围封恢复下土壤-植物系统的碳(C)贮存,以揭示草地管理对C动态的影响.结果表明,0～15cm土壤OC和植物系统贮存的C(包括初级生产固定的C,立枯和地表凋落物C和根系C)贮量大小为:围封10年草地(584g·m^-2和309 g·m^-2)＞围封5年草地(524g·m^-2和146g·m^-2)＞持续放牧草地(493g·m^-2和95 g·m^-2).在围封10年,围封5年和持续放牧草地中,0～15cm土壤贮存C分别占各自土壤-植物系统C的65.3%,78.2%和83.9%.在风蚀严重的科尔沁沙地,持续放牧对植被,土壤及其周围环境有极严重的恶化作用.采取围封恢复措施后,植被恢复和凋落物积累使土壤免遭风蚀,也显著增加了土壤有机质的输入,因而显著作用于大气C的截存.但排除家畜放牧的长期围封使植物C向土壤C的再循环受到限制,截存的大部分C以凋落物的形式积存在土壤表面,需进一步深入研究围封的时间尺度.研究结果表明,退化沙地草地在采取有效的保护措施后,可以由C源变为C汇.     

氨基脲的毒性效应研究进展

环境及食品中的氨基脲主要来源于硝基呋喃类药物及偶氮二甲酰胺的分解;同时,次氯酸盐与氨基酸的作用也能产生氨基脲. 氨基脲曾在食品动物、玻璃包装食品等多种食品中被检出,近期在我国东营潮河入海口邻近海域也有检出. 早期的研究表明,氨基脲具有致诱变性和潜在的致癌性;而近期的研究表明,氨基脲不仅能够在组织形态学水平上导致多种组织器官的形态改变,而且还可对神经系统、内分泌系统的功能产生影响. 50~150mg/L氨基脲可导致大鼠胎儿肺和肝脏器官内核酸水平显著降低,增加幼年小鼠肺肿瘤发生率;此外,能够显著增加鼠骨髓嗜多染红细胞的微核率,表现出弱遗传毒性. 氨基脲是GABA合成酶GAD(谷氨酸脱羧酶)的抑制剂,并且对NMDAR(N-甲基-D-天氡氨酸受体)具有拮抗作用,从而产生神经毒性. 氨基脲可致大鼠多个靶组织器官形态结构的改变且具有一定的性别差异,其中,对胸腺及肾上腺的组织学改变仅在雌性中表现出来,而对甲状腺组织结构的改变仅在雄性中表现明显,对生殖器官的毒性表现为其能够改变雌性卵巢和雄性睾丸显微结构. 雌性大鼠口服40、75、140mg/kg氨基脲28d能够降低其血浆内E₂(雌二醇)水平,并且呈剂量-效应关系,表现出抗雌激素效应. 未来应继续补充氨基脲的毒性数据,以揭示其毒性作用机制;同时,应从其衍生物降解规律、环境风险评价等角度进行深入研究.      

基于灰色关联分析的高层建筑火灾风险评估

为了研究高层建筑火灾风险,在综合考虑高层建筑空间火灾特点及发展过程的基础上,建立了包括安全疏散系统、建筑自身防火能力、灭火能力、消防救援设施以及安全管理五大因素的火灾风险评估指标体系,并利用灰色关联度分析法构建了高层建筑火灾系统的灰色关联评价模型。通过计算各评价指标序列和实际样本序列直接的灰色关联度,建立了系统的灰色关联矩阵,得到了各影响因素及系统整体的风险等级。利用该模型对上海市静安区胶州路728号教师公寓大楼的火灾风险进行了综合评估,结果与实际情况相符。评估结果表明,在高层建筑火灾风险评估中引入灰色关联分析方法可以得到高层建筑火灾危险性的科学数据,并进一步指出薄弱环节,对高层建筑的防火设计及日常安全管理等都具有指导意义。     

软锰矿浆烟气同步脱硫脱硝资源化利用新工艺

燃煤烟气中的SO2和NOx是大气中重要的污染物,开发高效、经济的同步脱硫脱硝技术是环保领域的研究热点。针对现有同步脱硫脱硝技术存在的氧化剂成本较高和产物不能资源化利用等突出问题,提出了软锰矿浆烟气同步脱硫脱硝,并副产硫酸锰和硝酸锰的资源化新工艺。研究结果表明:软锰矿浆可以有效的脱除烟气中的SO2和NOx,反应产物分别为硫酸锰和硝酸锰。在烟道中注入臭氧,将难溶于水的NO快速氧化为NO2,可大大提高脱硝效率,在O3/NO=1.2的条件下可以达到72%的脱硝率、90%的脱硫率和85%的锰浸出率;吸收液经过空气氧化除铁和加入铜试剂除重金属后,结晶分离溶液得到的硫酸锰和硝酸锰可分别达到HG/T 2962—1999标准的硫酸锰产品和HG/T 3817—2006标准的工业硝酸锰产品要求。该工艺实现了SO2和NOx污染治理与低品位软锰矿资源化利用的双重目的,为SO2和NOx的资源化污染治理技术的开发和应用提供了新的思路。