Preparation, characterization and performance of an electrospun carbon nanofiber mat applied in hexavalent chromium removal from aqueous solution

Hexavalent chromium, Cr(VI), a highly toxic oxyanion known as a carcinogen and mutagen,is an issue of concern due to its adverse impact on human health. Therefore, development of effective technologies and/or materials for Cr(VI) removal from water has been of great interest for researchers. In this study, an electrospun carbon nanofiber(CNF) mat was prepared via electrospinning polyacrylonitrile(PAN), followed by thermal pre-oxidation and carbonization. Scanning electron microscopy(SEM) observation showed that the fiber diameter of the CNF with carbonization temperature of 950°C(CNF_(950)) was about 266 nm.Potentiometric titration analysis demonstrated that the point of zero charge p H(pHpzc) of CNF_(950) was around 7.93. CNF_(950) demonstrated high adsorption capacity and fast adsorption kinetics for Cr(VI) at pH 3. Langmuir isotherm calculations showed that the maximum adsorption capacity of Cr(VI) on CNF_(950) was 118.8 mg/g at pH 2. The adsorption isotherm of Cr(VI) on CNF_(950) was well described by the Redlich–Peterson model, revealing that Cr(VI)adsorption was the result of a combination of monolayer and multilayer adsorption,depending on the initial Cr(VI) concentration. Solution pH greatly affected Cr(VI) adsorption onto CNF_(950) due to the electrostatic interaction, and the adsorption capacity was relatively high when pH was below 3. X-ray photoelectron spectroscopy(XPS) analysis revealed that the removal of Cr(VI) might be the result of a combination of redox reaction and electrostatic adsorption. The adsorption-saturated CNF_(950) could be regenerated by NaOH solution. This study extends the potential applicability of electrospun CNF mats for Cr(VI)-contaminated water purification.     

生物炭对土壤中硫的迁移转化及植物有效性的影响研究

土壤中的硫是作物生长发育不可缺少的营养元素,也是合成植物体内蛋白质、核酸等的重要组成成分.硫素是不可再生资源,充分合理的利用现有的硫素资源,对于保持硫素的循环平衡具有重要意义.生物炭一般指农林废弃物在厌氧或缺氧条件下高温热解生成的一种富碳颗粒,因其在土壤性质改良等方面的广泛应用而备受关注.生物炭施入土壤,将直接或间接影响土壤中硫的植物有效性.评述了生物炭对土壤中硫素有效性的重要研究进展,为生物炭的农业应用提供参考价值.     

污染源自动监测监控系统国内外研究进展

摘要：随着工业技术的不断发展,新的水环境污染不断涌现出来,水环境问题成为一个不可忽视的社会问题,水环境可持续发展已经成为一个国家发展的重要基础,污染源监督性监测作为环保各项工作的数据来源,污染度量及环境决策与管理的依据,在环保工作中具有重要作用。因此,研究水质在线监测具有重要的意义和实用价值。     

重污染感潮河道底泥重金属污染评价及释放规律研究

以珠汀流域重污染感潮河道为研究对象,采用地累积指数、变异系数、相关性分析和潜在乍态风险指数对底泥中重金属的污染状况进行了评价,并考察了静态条件和模拟感潮条件下重金属的释放规律.结果表明:河道底泥的重金属污染严重,cu、zn、cr、Cd和Ph的平均含量分别为2083.96、1791.60、117.84、1662.92和3.71 mg·kg-1,均大大超过广州市土壤背景值;各金属的富集程度为Cu>Zn>Cr>Cd>Pb,其中Cu的富集程度已经达到6级,为极强污染;各重金属元素在底泥中的变异系数较小,沿程分布比较平缓,cu与cr、cd与cr之间的相关性良好.以广州市土壤背景值为参比值进行评价,郭村涌底泥中的重金属生态危害顺序为Cd>Cu>Cr>Zn>Pb,总体表现为极强的生态危害程度.与静态释放相比.感潮作用呵明显加速底泥重金属的释放,其平均释放速率提高了0.77～4.20倍,释放量增加了0.32～1.78倍,同时涨退潮过程低水位时段较之高水位时段底泥重金属释放平均速率增加0.48～3.33倍.     

粉煤灰资源化利用趋势灰色预测

运用灰色系统原理,对上海地区粉煤灰的排放及各项利用进行了分析,提出该地区粉煤灰综合利用趋势的预测模型;在此基础上对1990年、1995年和2000年该地区粉煤灰综合利用状况进行了各项预测分析;为电厂规划和管理及粉煤灰资源开发利用提供了必要的理论依据。     

气升流速变化对SBR污泥颗粒化的作用及机理

采用两个相同的SBR反应器:R1保持恒定气升流速3.0 cm·s~(-1),R2气升流速由3.0 cm·s~(-1)逐渐降低至1.0 cm·s~(-1),对比研究了气升流速变化对絮体污泥凝聚和颗粒化的作用.结果表明:R1中35 d后絮体污泥全部转变成均值粒径为564.59μm的颗粒污泥;R2中24 d后絮体污泥全部转变成均值粒径978.71μm的颗粒污泥.R2气升流速由3.0 cm·s~(-1)逐渐降至2.0 cm·s~(-1)时,污泥的分形维数(D2)增大;气升流速由2.0cm·s~(-1)逐渐降到1.6 cm·s~(-1)时,D2先下降后上升,污泥粒径比增长率为0.16±0.01,微生物颗粒表面所受的剪切解吸附率随粒径的增长由调整前的1.35×10~(-2)mg·cm~(-2)·d~(-1)(以VSS计,下同)略微降低后升高至1.88×10~(-2)mg·cm~(-2)·d~(-1),颗粒结构变得更加致密;气升流速小于1.6 cm·s~(-1)之后,旋涡尺度作用减弱,D2持续减小.总体上,当气升流速递减后,R2中污泥混合液流变特性发生了变化,形成的漩涡尺度大于R1,促使更多体积分数的污泥分布在漩涡尺度的耗散范围内,加剧耗散对应范围粒径大小的污泥剪切凝聚,加快了污泥颗粒化进程.     

磁性竹基炭对Pb2+、Cd2+与Cu2+的吸附机理研究

采用微波辐照技术,以枯竹子为碳源制备了磁性竹基炭(BBMC),并将其用于对重金属离子Pb2+、Cd2+与Cu2+的吸附去除.同时,分析了吸附时间、pH值、离子强度及初始金属离子浓度等条件对吸附的影响,讨论了BBMC对3种金属离子的吸附特性与吸附机理.结果表明,金属离子在BBMC上的吸附符合Langmuir等温模式和准二级动力学吸附方程;吸附的机理可归结为金属阳离子与BBMC上的H+之间的离子交换作用,且吸附能力可能与金属离子半径有关,呈现出Pb2+Cd2+Cu2+的趋势,重金属离子Pb2+、Cd2+与Cu2+的最大平衡吸附量分别为16.2、14.0和9.5 mg·g-1.     

急性镉染毒对河南华溪蟹精子质量的影响

采用急性毒性实验方法,研究了镉(Cd2+)对河南华溪蟹(Sinopatamon henanense)精子质量的影响.实验设置了5个Cd2+浓度组(7.25、14.5、29、58和116 mg·L-1)和1个空白对照组,在2个染毒时间(5d和7d)采用特异性的荧光染料和流式细胞术(FCM)对精子成活率、膜完整性、顶体完整性及染色质结构进行了测定.结果显示,随着Cd2+浓度的增加和染毒时间的延长,精子的成活率下降,质膜和顶体缺失率上升,异染色质所占比率上升.在Cd2+浓度为58、116 mg·L-1条件下暴露5d后,精子成活率显著降低(p ＜0.05);Cd2+浓度为116 mg·L-1时,精子质膜完整性和染色质结构均有明显的损伤;而顶体状态在Cd2+浓度为29 mg·L-1时就呈现显著的损伤(p＜0.01).在Cd2+浓度为29、58、116mg·L-1条件下染毒7d后,精子成活率、质膜完整性和顶体完整性降低;在所有的染毒组,DNA结构受到了显著的破坏.结果表明,Cd2+暴露对华溪蟹精子质量有明显的影响.     

复合垂直流人工湿地的生物强化技术研究

应用复合微生物菌剂和菖蒲对复合垂直流人工湿地系统进行生物强化研究,探讨其能否提高系统的处理效果。将该系统在无强化、复合微生物菌剂强化和植物及复合微生物菌剂同步强化3种工况下的试验处理效果进行比较,发现植物及复合微生物菌剂同步强化工况下的系统处理能力有显著提高,COD和TP出水浓度达到GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A排放标准,NH+4-N出水浓度达到二级A排放标准。     

长江,嘉陵江重庆段水质现状评价与预测

采用隶属度加权综合平均水质级别法和三参量评价指数法对长江嘉陵江重庆干流段的平均水质进行了现状评价，同时利用一维水质模型和二维水质数学模型对干流平均水质和城区段的岸边水质进行了模拟计算，提出了未来两江可能出现的水质问题以及防治污染需要重点控制的污染物。