农田土壤镉生物有效性及暴露评估研究进展

随着工业化和城市化进程的发展,我国在农田土壤污染领域面临较大挑战,其中镉(Cd)为最优先控制元素之一。农田土壤Cd污染风险类型为健康风险,其主要暴露途径为经土壤-植物系统,并经膳食进入人体。在当前的土壤Cd风险评估中,一般不考虑生物有效性问题,这使得风险评价中实际暴露评估的不确定性普遍偏高。所以,近年来欧洲国家有许多研究者提出将生物有效性因素放在土壤污染物风险评价框架内。基于此,本文立足于农田系统,并从土壤、植物、污染物及环境因素等4个方面详细综述了农田土壤Cd生物有效性的影响因素及其作用机理。其次,分别综述了近年来土壤Cd生物有效性预测模型和土壤Cd膳食暴露评估模型研究进展。最后,分析了我国土壤重金属风险评价中存在的不足,并对农田土壤Cd暴露评估发展态势和研究方向进行了初步预测,以期为农田土壤Cd健康风险评估及安全基准研究提供一定参考。     

Synthesis of magnetic CoFe2O4/ordered mesoporous carbon nanocomposites and application in Fenton-like oxidation of rhodamine B

CoFe₂O₄/ordered mesoporous carbon (OMC) nanocomposites were synthesized and tested as heterogeneous peroxymonosulfate (PMS) activator for the removal of rhodamine B. Characterization confirmed that CoFe₂O₄ nanoparticles were tightly bonded to OMC, and the hybrid catalyst possessed high surface area, pore volume, and superparamagnetism. Oxidation experiments demonstrated that CoFe₂O₄/OMC nanocomposites displayed favorable catalytic activity in PMS solution and rhodamine B degradation could be well described by pseudo-first-order kinetic model. Sulfate radicals (SO₄ ⁻·) were verified as the primary reactive species which was responsible for the decomposition of rhodamine B. The optimum loading ratio of CoFe₂O₄ and OMC was determined to be 5:1. Under optimum operational condition (catalyst dosage 0.05 g/L, PMS concentration 1.5 mM, pH 7.0, and 25 °C), CoFe₂O₄/OMC-activated peroxymonosulfate system could achieve almost complete decolorization of 100 mg/L rhodamine B within 60 min. The enhanced catalytic activity of CoFe₂O₄/OMC nanocomposites compared to that of CoFe₂O₄ nanoparticles could be attributable to the increased adsorption capacity and accelerated redox cycles between Co(III)/Co(II) and Fe(III)/Fe(II).

     

一株Brevibacillus sp.的原生质球的制备及其对Cr（Ⅵ）的还原吸附效果分析

利用优势菌生物系统的还原吸附作用去除水环境中的Cr（Ⅵ）是一种有前景的处理方法。为了进一步探究优势菌Brevibacillus sp.还原去除Cr（Ⅵ）的机理,利用正交试验得到酶法制备优势菌原生质球的最佳条件,分析原生质球对Cr（Ⅵ）的还原吸附效果。结果表明：酶解最佳条件为酶浓度0.1 mg/L,酶解时间30 min,酶解温度30℃。高渗环境下的优势菌原生质球对Cr（Ⅵ）和总Cr的去除效率分别为75.90%和63.82%,均高于完整菌株,而相对低渗环境下的原生质球,由于质膜破裂,对Cr（Ⅵ）和总Cr的还原吸附去除效率最低。结合Cr（Ⅵ）去除率高于总Cr去除率的现象可以推测,可再生原生质球对Cr（Ⅵ）的还原吸附过程是一个与其生理活性（透膜机制和代谢活性）相关的过程,且Cr（Ⅵ）的还原与吸附是两个联系非常紧密的反应。研究成果为进一步提高Cr（Ⅵ）还原去除效率奠定了理论基础。     

基于实测光谱的叶绿素a估测模型

为了有效地监测太湖湖区的富营养化程度,建立一种最佳的估测模型。对太湖水体进行了连续监测,获得了从2004年10月20～29日的实测光谱数据和水质数据。通过实测光谱反射率和叶绿素a浓度的相关分析,得到了叶绿素a反演的最佳波段,并通过比值法、反射峰位置法、峰谷距离法、峰高法和一阶微分法建立了基于实测光谱的叶绿素a浓度的估测模型。通过14个检验点,分别对5种模型进行了对比分析,结果发现,通过比值法建立的估测模型总体误差最小,估测精度最高,其695 nm附近反射峰与677 nm反射谷的比值与叶绿素a浓度之间具有良好的相关性,可决系数R²可达0.7433,可以作为整个湖区叶绿素a浓度的最佳估测模型。最后,应用该模型对该季节湖区的营养化程度做出了总体评价。     

基于CFD的污泥脱水机房恶臭扩散分布规律研究

污泥脱水机房是污水处理厂恶臭污染最严重的处理单元之一,其恶臭污染危害工作人员和周边居民身体健康。为研究脱水机房恶臭扩散分布规律,运用计算流体动力学（computational fluid dynamics, CFD）理论并采用其商用软件FLUENT对脱水机房主要恶臭污染物之一的硫化氢扩散分布进行数值模拟。案例研究了3种典型情景下的硫化氢扩散分布。结果表明,不同通风条件对脱水机房硫化氢扩散分布影响较大。在进行脱水机房设计时,应将脱水机布置于夏季最多风向的下方向,并靠近排风口,使恶臭污染物在最短的路径上排除出去,还应考虑机房其他布置,使工作人员经常接触和经过的地方位于低浓度区。     

水泥旋窑并行处理城市污水厂污泥的污染物排放研究

通过重庆某水泥厂的工业试验,测定了水泥旋窑并行处理城市污水厂污泥的烟气参数及污染物排放指标,分析了并行处理污泥对旋窑烟气的影响程度及各项指标之间的相关性。结果表明：①在污泥添加速率增大时,烟气流速、排气量、含氧量、空气过剩系数、HF和SO₂等排放浓度均随之增加,粉尘、NO_x排放浓度基本保持不变,HCl排放浓度下降,CO排放浓度先剧增后缓慢下降,而总烃排放浓度无明显规律;②污泥添加速率与SO₂排放浓度、烟气流速与排气量、含氧量与空气过剩系数、总烃浓度与SO₂排放浓度、烟气流速与总烃浓度呈显著正相关,污泥添加速率与HCl浓度、SO₂浓度与HCl浓度、NO_x与总烃浓度呈显著负相关;③烟气排放的污染物主要来自煤的燃烧,各指标之间的相关性主要表现为煤耗量增加而引起的连锁效应,但污泥本身在高温条件下燃烧产生的污染物较少,由污泥燃烧产生的污染物之间的相关性较小;④污泥添加速率达到2.4 t/h时,水泥旋窑并行处理城市污水处理厂污泥过程中所有指标均满足国家及相应的控制标准,但其参数优化及污染物控制极为复杂,该方法处理污泥需要进行深入研究才能在工业上应用。     

废铸砂作为建筑材料资源化再利用研究进展

废铸砂是铸造工业在金属制品的生产过程中次生出来的一种细颗粒固体废弃物。研究其作为一种资源进行合理再利用是当前处置废铸砂、保护生态环境的良好对策。本文对废铸砂的环境特征、物理性质及废铸砂作为建筑材料在多种建筑制品及工程中的资源化再利用进行了综述研究,涉及的再利用领域包括混凝土、热拌沥青混合料、低强度填料、水泥、路基、路堤、阻水帷幕（屏障）和衬垫。调查发现,次生于黑色金属（铁和钢）铸造生产线的废铸砂是一种无害固体废弃物,正确处置和科学利用,对环境不会产生二次污染,在以上建筑制品及工程中的应用能满足相关技术、性能要求,可以替代相关的材料进行资源化再利用。     

利用城市生态河道深度净化污水处理厂出水的工程技术研究

提出了城市生态河道工程构建的技术方法,并研究了示范工程对城市污水处理厂出水的深度净化规律。实验结果表明,在保证生态景观功能的前提下,将生态河道技术工艺用于污水处理厂出水的深度净化,能够高效、稳定地去除氮磷等营养物,河道出水可以满足城市景观水体补充水源的水质要求,出水TP、PO^3-₄、TN、NH₃-N和NO₃-N平均值分别达到0.263、0.116、2.570、0.752和2.438 mg/L,去除率分别达到85.4%、92.8%、60.8%、39.7%和77.2%。     

一株Brevibacillus sp.的原生质球的制备及其对Cr(VI)的还原吸附效果分析

利用优势菌生物系统的还原吸附作用去除水环境中的Cr(VI)是一种有前景的处理方法。为了进一步探究优势菌Brevibacillus sp. 还原去除Cr(VI)的机理,利用正交试验得到酶法制备优势菌原生质球的最佳条件,分析原生质球对Cr(VI)的还原吸附效果。结果表明：酶解最佳条件为酶浓度0.1 mg/L,酶解时间30 min,酶解温度30℃。高渗环境下的优势菌原生质球对Cr(VI)和总Cr的去除效率分别为75.90%和63.82%,均高于完整菌株,而相对低渗环境下的原生质球,由于质膜破裂,对Cr(VI)和总Cr的还原吸附去除效率最低。结合Cr(VI)去除率高于总Cr去除率的现象可以推测,可再生原生质球对Cr(VI)的还原吸附过程是一个与其生理活性（透膜机制和代谢活性）相关的过程,且Cr(VI)的还原与吸附是两个联系非常紧密的反应。研究成果为进一步提高Cr(VI)还原去除效率奠定了理论基础。     

废印制线路板真空热解渣分选与组成分析的研究

在自行设计制备的真空热解炉中进行了废印制线路板的热解实验,得到固体、液体和气体产物。着重研究了热解固体渣中金属铜和非金属玻璃纤维的物理分选、热解固体渣分析及有氧煅烧对玻璃纤维纯度的影响。结果表明,物理分选效率很高,金属铜的回收率和纯度接近100%;热解固体渣含30.35%的铜、56.21%的玻璃纤维和13.45%的炭黑;有氧煅烧去除炭黑可得到高纯度的玻璃纤维。