Online electro-Fenton-mass spectrometry reveals 2,4′,5-trichlorobiphenyl oxidation products and binding to organic matter

Electrochemistry–mass spectrometry is used to simulate redox reactions in many research disciplines because this technique is fast and provides information on compound metabolites. However, the analysis of the degradation of refractory organic pollutants by reactive oxygen species is difficult to achieve by the electrochemistry step. Therefore, here we use online electro-Fenton-mass spectrometry to study for the first time the oxidation of 2,4′,5-trichlorobiphenyl [polychlorinated biphenyl (PCB) 31] by reactive oxygen species and the binding reactions of PCB degradation products with model substances of natural organic matter. The degradation products were identified by coupled Q Trap mass spectrometry. We observed a binding of a degradation product with γ-l-glutamyl-l-cysteinyl-glycine. We propose a transformation pathway. We conclude that online electro-Fenton-mass spectrometry is a promising technique to study the oxidation of refractory organic pollutants and further binding of degradation products with natural organic matter.     

电动力修复铅镉复合污染土壤

采用电动力修复技术处理Pb、Cd复合污染土壤,考察了柠檬酸和乙二胺四乙酸二钠（EDTA）作为电解液对棕壤（ZR）和红壤（HR）两种我国典型壤质中Pb、Cd去除效果的影响。实验结果表明：在电压梯度为2 V/cm,修复时间为4 d的条件下,ZR的最佳电解液为EDTA,Pb、Cd平均去除率为13.2%和17.8%,HR的最佳电解液为柠檬酸,Pb、Cd的平均去除率为20.0%和33.8%;延长修复时间至10 d能显著提高HR中Pb、Cd的去除率,电解液为柠檬酸时Cd平均去除率达91.1%,电解液为EDTA时Pb平均去除率达63.2%,修复后土壤中Cd和Pb含量均低于建筑用地土壤污染风险筛选值。综合考虑能耗及修复效果,EDTA是高效且经济的修复电解液。     

A multi-level characterization method for the assessment of urban ecological risks

Urban ecological risk characterization is the final step in risk assessment and an important foundation upon which risk managers build risk aversion, risk control, and emergency handling strategies. In this study, we reviewed present risk characterization methods and proposed a multi-level characterization method for the assessment of urban ecological risks. The new characterization method consists of four elements: urban ecological risk sources, risk source probabilities, assessment endpoint indicators, and assessment endpoint indicator probabilities. Using this method, results of risk assessments can be organized into different levels of detail to meet different risk management goals.     

锡矿山矿区食物中的锑污染及生物可给性研究

在湖南锡矿山锑矿区采集蔬菜类、主食类、肉类、蛋类等9种食物. 结果表明蔬菜类Sb浓度平均值为9.67 mg·kg^-1,主食类及肉类的Sb含量较低,平均浓度分别为0.025 mg·kg^-1和0.40 mg·kg^-1. 胃肠模拟法测得的Sb生物可给性为9.0%~57.7%,其中蔬菜中Sb生物可给性显著低于主食类及肉类. 生物可给性与食物中Fe含量呈显著负相关(r=-0.75,p=0.02),还与食物的植酸、草酸含量呈显著负相关(r=-0.95,p=0.01;r=-0.77,p=0.016). 根据锡矿山周边居民各类膳食的摄入量进行健康风险评估,以食物中的Sb总浓度计算暴露风险时,居民每日经由食物摄入的Sb总量达10227.01 ng·kg^-1·d^-1,经生物可给性矫正后下降为1807.02 ng·kg^-1·d^-1,但仍高于USEPA建议的400 ng·kg^-1·d^-1的参考剂量. 说明矿区经由Sb污染食物暴露依然存在健康风险,且考虑生物可给性对准确评价暴露风险至关重要.     

基于Tenax解吸技术探究竹炭对PCB1的固定作用

利用Tenax（聚2，6-二苯基对苯醚）解吸技术能够较好地模拟水环境中疏水性有机物（HOCs）在生物炭上解吸的行为，不仅可以用于筛选对HOCs有较好固定效果的吸附材料，还可以分析污染物在不同吸附点位上的吸附强度，深入探讨吸附-解吸机理.本文运用Tenax解吸技术研究了2-氯联苯（PCB1）在6种不同温度制备的竹炭（BC）上的解吸动力学，并通过吸附-解吸参数之间的相关性分析，以及这两类参数与竹炭理化性质之间的相关性分析，深入探讨PCB1的吸附-解吸机制.吸附等温线的结果表明，高温竹炭（≥700℃）对PCB1的吸附性能远好于低温竹炭（<700℃），900℃竹炭的吸附容量为400℃的27.1倍.随着热解温度的升高，竹炭对PCB1的分配作用和表面吸附均增强，但后者增加得更快.Tenax解吸动力学结果表明：高温竹炭上PCB1的解吸"快而短"，9 h后就进入慢速解吸阶段，不可逆解吸比例高于0.7；而低温竹炭则"慢而长"，快速解吸阶段长达30 h，不可逆解吸比例低于0.6.与700℃竹炭相比，900℃竹炭的吸附系数K_f高30%左右，但两者的不可逆解吸比例非常接近，说明一定污染物浓度范围内，700℃和900℃竹炭具有相近的吸附固定HOCs的功能.机理分析表明，以"相似相溶作用"为机制的分配作用吸附的PCB1固定效果差，在快速解吸和慢速解吸过程均发生解吸，以孔隙填充作用和π-π电子供体受体作用为机制的表面吸附对PCB1的固定效果好，仅在慢速解吸过程少量释放.这项研究说明Tenax解吸技术可为实际工程中生物炭的选型提供科学依据.     

O/H/O生物工艺中焦化废水含氮化合物的识别与转化

富氮缺磷是焦化废水的特征之一,而含氮化合物存在多种组分与形态,其在废水处理过程中的利用与顺序会影响工艺条件与达标可行性,因此,通过识别含氮化合物的种类并了解其转化可以获得优化的运行工况.为考察含氮化合物的去除过程,在与实际生产330×104t·a-1焦炭工艺相配套的焦化废水处理工程O/H/O生物工艺中,检测了原水与生物出水中含氮化合物的种类与形态,以及各单元工艺中无机氮及部分有机氮化合物的浓度,分析特征化合物的转化.研究发现,焦化废水原水中含有的无机氮化合物主要为NH+4-N(33.6%)、氰化物(7.5%)、硫氰化物(40.4%),NO-2-N及NO-3-N的含量约为1%,折算总氮浓度约为240 mg·L-1,占82.5%左右;有机氮当中,可检测到胺类14种,有机腈类22种,含氮杂环化合物76种,以总氮形式表达其浓度低于50 mg·L-1,约占17.5%.处理过程中,O1反应器能够把氰化物、硫氰化物氧化为氨氮,有机氮发生形态改变;H反应器中,环状含氮化合物通过水解作用实现分子开环转变为氨氮,回流液中的硝态氮实现反硝化转变为氮气;O2反应器能够将低价状态的含氮化合物转变为硝态氮;生物出水中,硝态氮占总氮的70%以上;含氮化合物的转化受反应器的性质与运行条件控制,表现出复杂性.研究指出,焦化废水总氮的控制需要依据含氮化合物种类与形态判断、工艺组合及条件优化综合考虑.     

猪场废水处理中的沼气热电联产工程案例分析

中高浓度畜禽废水处理中的沼气热电联产是保障沼气工程常年稳定运行的有效手段.以典型猪场废水处理沼气热电联产工程为案例,在工程介绍的前提下,引入相关数学模型,对沼气热电联产相关工艺参数进行了计算分析,结果表明,该工程沼气产量最高为1 678 m3/d,沼气发电机组发电效率为31.3％,发热效率为38.8％,总发电效率为70.1％,该沼气工程投资回报期为3.6年;CSTR厌氧罐秋季可达温度为24.3℃,冬季为15.9℃,CSTR厌氧罐内温度分布为秋季罐内平均温度(T)5.4(换热器顶部温度)=25.4℃,平均温度梯度grad1=1.83℃/m,grad2=0.80℃/m;冬季(T)5.4=19.6℃,(grad)1=1.44℃/m,(grad)2=1.06℃/m;通过参数分析,搅拌器宜尽可能置于换热器所在区域,并控制进水量稳定以保证CSTR厌氧罐的消化效果.     

耐砷芽孢杆菌对As3+的吸附性能与机制研究

为了给砷污染水体的微生物修复提供理想材料和必要的理论依据,从湖南某矿区筛选分离得到一株高耐砷菌株,利用16S rDNA基因测序分析对其进行鉴定.同时,采用单因素试验研究了耐性菌吸附As³⁺的影响因素及规律,通过研究等温吸附属性、吸附动力学和热力学属性,分析亚细胞赋存特性,并结合扫描电镜（SEM）、傅里叶红外光谱（FTIR）等技术手段,初步探讨了吸附发生的可能机理.结果表明,通过形态学、生理生化及分子鉴定,初步鉴定为芽孢杆菌属（Bacillus sp.）,命名为Bacillus sp. strain AsT4.该菌株固体平板培养对砷的耐受阈值为40 mmol·L^-1;菌株最适生长条件为温度35℃、pH=7.0、NaCl浓度5 g·L^-1、转速180 r·min^-1;芽孢杆菌湿菌体吸附As³⁺的优化条件为：温度35℃,溶液pH=6.0,培养时间36 h,As³⁺初始浓度10 mg·L^-1,菌量1.5 mL,此条件下的去除率为69.3%.干菌体吸附As³⁺的优化条件为：温度35℃,pH=7.0,吸附时间90 min,As³⁺初始浓度10 mg·L^-1,投加量0.5 g·L^-1,此条件下的吸附率为72.8%.无论是湿菌体还是干菌体,Langmuir等温吸附模型和拟二级动力学方程能更好地描述耐砷芽孢杆菌AsT4对As³⁺的吸附过程,并且是自发、墒增的吸热过程.耐性菌对As³⁺的生物吸附和累积以胞内累积和细胞壁富集为主,菌粉表面的羧基、羟基、胺基等活性基团可能在吸附过程中起主要作用.     

Preparation of sludge-based materials and their environmentally friendly applications in wastewater treatment by heterogeneous oxidation technology

Environmental Science and Pollution Research - The sludge resource utilization and the high value-added development are environmentally friendly means for sludge treatment. With its rich organic...     

Degradation of Polypropylene by the Pseudomonas aeruginosa Strains LICME WZH-4 and WGH-6

Journal of Polymers and the Environment - In the present study, two strains of Pseudomonas aeruginosa, WZH-4 and WGH-6, were isolated based on their ability to survive with polypropylene (PP) as...