Adsorption behavior of perfluorooctanesulfonate (PFOS) and perfluorooctanoate (PFOA) on boehmite

Understanding the interaction of perfluorochemicals, persistent pollutants with known human health effects, with mineral compounds in surface water and groundwater environments is essential to determining their fate and transport. Kinetic experiments showed that adsorption equilibrium can be achieved within 48 h and the boehmite (AlOOH) surface is receptive to perfluorooctanesulfonate (PFOS) and perfluorooctanoate (PFOA) adsorption. The adsorption isotherms estimated the maximum adsorption capacities of PFOS and PFOA on boehmite as 0.877 μg m⁻² and 0.633 μg m⁻², respectively. Compared to the adsorption capacity on γ-alumina, the abundant hydroxyl groups on boehmite surfaces resulted in the 2-3 times higher adsorption of PFOS and PFOA. Increasing solution pH led to a moderate decrease in PFOS and PFOA adsorption, owing to an increase in ligand exchange reactions and the decrease of electrostatic interactions. The presence of NaCl and CaCl₂ in solution demonstrated negative effects for PFOS and PFOA adsorption on boehmite surfaces, with potential mechanisms being electrical double layer compression, competitive adsorption of chloride, and the Ca²⁺ bridging effect between perfluorochemicals.     

Fenton试剂对富营养化湖水黑臭的氧化降解作用

通过室内实验,研究Fenton试剂对富营养化水体黑臭物质氧化降解作用。实验结果表明,在黑臭的富营养化水中投加Fenton试剂20 min后,水体臭味明显降低,90 min后水体臭味全部消除;水体浊度、色度有显著改善,水体浊度、色度去除率分别达73.73%和93.11%,显著高于对照组的53.4%和22%;水体溶解氧量显著提高;水体的pH值保持在7左右。鱼类毒理实验结果表明,最佳剂量的Fenton试剂对实验鱼类无急性毒性作用。     

鸟粪石循环利用处理高氨氮废水的热解行为

为了循环利用鸟粪石处理高氨氮废水,探讨了鸟粪石煅烧与加碱热解的脱氮率,利用电镜扫描(SEM)和X射线衍射(XRD)对2种热解产物进行了分析。鸟粪石煅烧条件为:温度100～225℃,时间1～5 h;加碱热解条件为:温度60～95℃,时间0.5～4 h,加碱量OH-∶NH4+摩尔比值0.4～1.5。结果表明,虽然XRD分析显示2种热解产物都已失去鸟粪石的特征峰,但是鸟粪石加碱热解效果更好,最佳热解条件为:加碱量OH-∶NH4+摩尔比值1,温度90℃,时间2 h,鸟粪石脱氮率95%以上;加碱热解产物表面为多孔状,完全失去了晶体结构;煅烧热解鸟粪石脱氮率仅为80%左右,热解产物晶体结构破坏不完全。鸟粪石在最佳条件下热解循环处理高氨氮废水,可循环使用6次,氨氮去除率80%以上,出水磷浓度小于8 mg/L。     

硝酸改性活性炭的制备及其对Cr（Ⅵ）

利用硝酸对颗粒活性炭进行改性,处理含铬废水,并考察了吸附时间、溶液pH、吸附剂加入量对改性活性炭吸附Cr（Ⅵ）效果的影响。实验结果表明：经过硝酸氧化改性的活性炭比表面积有所增加,官能团总量增加明显;吸附剂对Cr（Ⅵ）的去除率随振荡时间的增加而增加;对于质量浓度为10mg/L的100mLCr（Ⅵ）溶液,当溶液pH为中性,30%（体积分数）硝酸改性的颗粒活性炭的加入量为0.4g,其对Cr（Ⅵ）的最大去除率为98%。     

河流型水源地源水典型氯化消毒副产物及其前体物的强化去除工艺

以长三角某典型河流型水源地源水为研究对象,设计了传统工艺及基于凹凸棒土处理单元的6种强化工艺,对各工艺及其处理单元应用于典型氯化消毒副产物(三卤甲烷和卤乙酸)及其前体物控制的技术和经济可行性进行了系统分析。结果表明,预O3+凹土强化混凝+O3-GAC强化的工艺对上述2种消毒副产物及其前体物的控制效果最佳;在传统工艺中单纯增加O3处理也能在一定程度上提高其对消毒副产物前体物的去除效果;KMnO4控制消毒副产物的效果一般,但KMnO4处理可强化后续单元对消毒副产物前体物的去除效果。各工艺处理出水中三卤甲烷和卤乙酸单项指标均能达标,但传统工艺和经凹土强化混凝+GAC强化的工艺出水三卤甲烷4种化合物的实测浓度与其各自限值的比值之和均大于1.0,不能满足水质要求,必须进行强化处理。凹土强化混凝单元在6种强化工艺条件下对三卤甲烷生成潜能(THMFP)和卤乙酸生成潜能(HAAFP)的去除率较传统混凝单元平均提高15.99%和4.92%;各强化工艺对THMFP和HAAFP的去除率较传统工艺均提高20%以上(除凹土强化混凝+GAC强化的工艺外),消毒副产物产生量降低40%以上,工艺成本降低20%以上。     

菱铁矿催化过氧化氢-过硫酸钠修复地下水中1,2-二氯乙烷污染

采用菱铁矿催化过氧化氢-过硫酸钠双氧化剂体系去除地下水中的1,2-二氯乙烷,通过研究菱铁矿催化机理以及氧化剂浓度两方面探讨双氧体系较单氧体系有较高去除率的原因,探讨了双氧体系1,2-DCA降解动力学和氯离子平衡。研究结果表明,菱铁矿催化双氧体系可以有效去除溶液中的1,2-DCA,本体系条件下去除率可达到95%以上。其较低的pH,较高Fe2+浓度,较高自由基生成量和氧化剂浓度,使得双氧体系较Fenton-Like体系有较高1,2-DCA去除率。菱铁矿催化双氧体系去除1,2-DCA反应过程中有中间产物生成,但最终完全脱氯,没有中间产物残留。     

Cd、Ni单一及复合污染对土壤酶活性的影响

采用外源添加重金属和露天盆栽实验研究了Cd、Ni对含羞草、三叶草根际土壤脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶活性的影响。结果表明,Cd、Ni单一污染条件下,低浓度的Cd、Ni对含羞草组、三叶草组的脲酶、过氧化氢酶有激活作用,高浓度的Cd、Ni对土壤脲酶、过氧化氢酶有一定的抑制作用;对蔗糖酶有较强的抑制作用。在Cd、Ni复合污染条件下,对含羞草组、三叶草组的脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶产生抑制作用;Cd、Ni单一及复合污染对土壤酶活性的抑制大小顺序为:脲酶>蔗糖酶>过氧化氢酶,其中土壤脲酶可以作为Cd、Ni污染的预警指标。含羞草能显著提高土壤脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶的活性,修复能力大于三叶草,在Cd、Ni污染修复方面有很好的应用前景。     

零价铁与甲醇支持的生物-化学法去除富氧水中的硝酸盐氮

针对富氧水中硝酸盐氮(NO-3-N),采用零价铁(ZVI)和甲醇支持的生物-化学联合法开展了批实验研究,探讨了ZVI类型、CH3OH∶N比、初始溶解氧(DO)浓度、初始NO-3-N浓度和水温等5个因素对联合法除氧脱氮效果的影响。结果表明,ZVI的除氧能力由高至低依次为:ZVI-C(0.124 d)>ZVI-A(0.141 d)>ZVI-B(0.179 d)。ZVI支持的联合法NO-3-N去除率由高至低依次为:ZVI-A(99.6%)>ZVI-C(95.3%)>ZVI-B(92.2%)。CH3OH∶N≤3.5∶1时,联合法去除<52.0%的NO-3-N;CH3OH∶N=10∶1时,去除100%的NO-3-N;CH3OH∶N=200∶1时,去除70.2%的NO-3-N。当初始DO浓度介于3.6~5.3 mg/L之间时,联合法的NO-3-N去除率介于98.8%~99.6%之间。在任意时刻,低底物浓度(5.2 mg/L)时的NO-3-N去除率低于高浓度(21.1 mg/L)时的去除率;低底物浓度下完全脱氮所需时间比高浓度下长2 d。15.0℃时联合法需要7 d可以达到完全脱氮,然而在27.5℃时则需要5 d。低温时亚硝酸盐氮浓度最大值(4.4 mg/L)显著高于高温时的最大值(1.1 mg/L)。ZVI类型、CH3OH∶N、初始NO-3-N浓度和水温显著影响联合法的脱氮效果,而初始DO浓度对联合法的影响不大。     

中国煤炭消费对PM2.5污染的影响研究

国务院颁布的《大气污染防治行动计划》明确提出制定国家煤炭消费总量中长期控制目标,到2017年,煤炭占能源消费总量比重降低到65%以下,然而煤炭消费对PM_(2.5)污染的贡献到底多大,这是当前亟待研究的科学问题。为定量分析煤炭消费对我国PM_(2.5)污染的影响,本研究首先计算了2012年煤炭消费产生的大气污染物排量,然后利用CAMx空气质量模型,分别采用组分分析法和情景模拟法两种方法研究了煤炭消费对全国PM_(2.5)污染的影响。组分分析法研究表明,煤炭消费对全国PM_(2.5)年均浓度的贡献率约为61%,其中煤炭直接燃烧、煤炭相关行业的贡献率分别约为37%、24%;情景模拟法研究表明,煤炭消费对全国PM_(2.5)年均浓度的贡献率约为56%。因此,我国由于煤炭消费对全国PM_(2.5)年均浓度的贡献率为56%~61%。