Immobilization of non-point phosphorus using stabilized magnetite nanoparticles with enhanced transportability and reactivity in soils

Laboratory batch and column experiments were conducted to investigate the immobilization of phosphorus (P) in soils using synthetic magnetite nanoparticles stabilized with sodium carboxymethyl cellulose (CMC-NP). Although CMC-stabilized magnetite particles were at the nanoscale, phosphorus removal by the nanoparticles was less than that of microparticles (MP) without the stabilizer due to the reduced P reactivity caused by the coating. The P reactivity of CMC-NP was effectively recovered when cellulase was added to degrade the coating. For subsurface non-point P pollution control for a water pond, it is possible to inject CMC-NP to form an enclosed protection wall in the surrounding soils. Non-stabilized “nanomagnetite” could not pass through the soil column under gravity because it quickly agglomerated into microparticles. The immobilized P was 30% in the control soil column, 33% when treated by non-stabilized MP, 45% when treated by CMC-NP, and 73% when treated by both CMC-NP and cellulase.     

江苏省农业面源污染与经济增长关系的实证

运用基于VAR模型的脉冲响应函数和方差分解的方法,考察了江苏省1990-2007年农业面源污染与经济增长的动态演进关系。研究结果表明:①经济增长是影响江苏省农业面源污染的重要原因,农业面源污染的环境库兹涅茨曲线规律在一定程度上得到验证;②农业面源污染对江苏省经济增长的影响不明显,且具有一定滞后效应;③方差分解结果显示人均GDP是解释农业面源预测方差的重要变量,而农业面源污染对经济增长的预测方差贡献度则相对较小。因此,我们要充分关注江苏省经济快速增长对农业环境质量恶化所带来的负面影响。同时,为了充分体现农业面源污染对江苏省经济增长的反作用,其关键前提是必须要对农业面源污染所导致的负外部效应进行清晰的界定,以及建立一个有效、完善的农业资源配置、污染权的市场交易机制,以充分发挥资源约束和环境恶化对涉农微观经济主体投资、生产和消费行为的影响,进而对经济增长形成反作用。     

As(V)在金红石TiO_2颗粒表面吸附特性及机理

通过静态动力学和热力学吸附实验,研究了温度、共存离子以及溶质的初始浓度对As(V)在金红石TiO2颗粒表面吸附的影响,探讨了As(V)在金红石TiO2颗粒表面吸附特性及机理。结果表明,在As(V)初始浓度为10 mg/L,pH为7的条件下,25℃时的吸附量0.41 mg/g高于30℃时的吸附量0.31 mg/g,As(V)在金红石TiO2上的吸附为放热过程。CaCl2和MgCl2的添加对As(V)在金红石TiO2表面吸附起到明显的促进作用。T=25℃,Ca2+或Mg2+浓度为10 mmol/L时,As(V)吸附量分别为0.64和0.56 mg/g,Ca2+比Mg2+对As(V)吸附促进作用强。As(V)在金红石TiO2的吸附等温线符合Frendlich方程,Lagergren二级动力学方程能较好地描述As(V)在金红石TiO2颗粒表面吸附的动力学过程。     

镍基催化剂对污泥微波热解制生物气效能的影响

为实现污水污泥减量化、无害化及资源化的目标,在微波热解污水污泥基础上,进行了镍基催化剂对制取生物气效能影响的研究。采用元素分析对污泥元素进行检测,气/质联用分析(GC-MS)和气相色谱(GC)对热解生物气的组成和含量进行测定。实验结果表明,镍基催化剂的添加对微波热解污水污泥制取生物气有较大促进作用。5%添加量与800℃热解终温条件下具有最佳催化效果:生物气中H2、CO产量最大,H2产量由29 g/kg增加到35.8 g/kg,提升23.4%,CO产量由302.7 g/kg增加到383.3 g/kg,提升26.6%;同时催化剂还能提高热能利用效率,降低热解终温,即5%添加量在700℃热解终温时可达到空白800℃时的产气效果;镍基催化剂主要在500~600℃时发挥催化作用,加快了H2和CO的释放。微波热解污泥制取的生物气具有产量大、富含H2与CO等优点,可推动污水污泥的资源化进程。     

3种组合工艺处理农村生活污水

进行了厌氧折流板反应器-垂直潜流人工湿地(ABR-VSFCW)、复合厌氧反应器-水平潜流人工湿地(HAR-HSFCW)、膨胀颗粒污泥床-人工快速渗滤系统(EGSB-CRI)3种组合工艺处理农村生活污水的研究。结果表明,在温度为10~29℃,进水COD为325.3~386.5 mg/L的条件下,3种组合工艺对COD均有较高的处理效果,当厌氧段HRT大于16 h时,3种组合工艺出水COD浓度均达到了我国《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级B标准;EGSB-CRI、HAR-HSFCW对TP的去除效果较好,出水TP浓度均达到了我国《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级B标准,且显著优于ABR-VSFCW,ABR-VSFCW出水TP浓度达到了二级标准;ABR-VSFCW、HAR-HSFCW、EGSB-CRI出水NH+4-N浓度分别为25.24~42.20、29.59~41.60和9.80~15.35 mg/L,其出水NH+4-N浓度达到了我国《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)二级标准;3种组合工艺对TN的去除效果无明显差异,去除率仅为23.9%~46.4%。因此,EGSB-CRI对农村生活污水的处理效果最好,HAR-HSFCW次之,ABR-VSFCW较差。     

炼油废水污泥脱水工艺条件的优化

采用化学除油降黏—污泥调理—离心脱水工艺处理某炼油厂废水处理系统的混合污泥,并对工艺条件进行优化。实验结果表明,最佳的工艺条件为：化学除油降黏阶段处理体系的pH=4,反应温度35 ℃,H₂O₂加入量 2 g/L,m（H₂O₂）∶ m（Fe²⁺）=4,反应时间 60 min;污泥调理反应阶段的CaO加入量7.0 g/L;离心脱水阶段在分离因数为1 558时脱水5 min。在此条件下,得到的泥饼的含水率为70.0%~75.0%（w）,含油率小于2%（w）,污泥比阻约为3.0×10⁷ s²/g。     

钱塘江引水降氮示范工程的构建和运行研究

针对杭州西湖钱塘江引水低碳高氮的特点,提出以改性水草塘—复合垂直流人工湿地(IVCW)相耦合的生物—生态工艺进行引水处理,对该引水降氮示范工程的构建和运行效果进行了跟踪研究。结果表明,整个稳定运行期间(2012年7月19日至11月19日),耦合工艺对COD、TN、硝酸盐氮、TP的平均去除率分别为52.27%、52.49%、53.69%、52.79%,系统出水满足《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅳ标准;改性水草塘和IVCW单元作为耦合工艺的两个重要组成部分,在脱氮、除磷方面优势互补,从而共同保证出水水质的稳定;在改性水草塘单元,温度与COD的去除效果呈负相关关系,进水C/N与TN去除效果呈正相关关系;而在IVCW单元,温度与COD、TN的去除效果均呈线性正相关关系,进水C/N与两者的去除效果也呈正相关关系,且对COD的影响要大于对TN的影响。     

基于CA-MAS的水域总有机碳扩散模拟研究

当前水环境污染扩散研究一般基于普通数值模型模拟,忽略了水污染扩散微观驱动力的影响。为能更真实地反映其动态扩散过程,针对水域总有机碳(TOC)扩散机理,基于CA和MAS技术,将影响TOC扩散的自然和社会经济因素抽象为微观的水流Agent、风速Agent、径流量Agent、污水排放口Agent、人工管理Agent以及农业生产地Agent,将研究水域抽象为CA元胞空间,建立了CA-MAS水域总有机碳扩散模型,对水域总有机碳的动态演化过程进行模拟,并以武汉理工大学鉴湖水域作为实验区域,借助NetLogo仿真平台完成了模型的实现与验证。模拟结果表明,该模型基本能够反映水体总有机碳的扩散规律,可以为水环境污染控制提供参考。     

Rapid and efficient removal of Ni2+ from aqueous solution by the one-pot synthesized EDTA-modified magnetic nanoparticles

A facile one-pot process has been proposed to prepare the novel ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA)-modified magnetite nanoparticles (EDTA-MNPs). The bared Fe₃O₄ magnetite nanoparticles and EDTA-MNPs were characterized using FTIR spectroscopy, TEM, VSM, and X-ray diffraction. The application of the modified magnetite nanoparticles for metal ion uptake was studied using Ni²⁺ as a model. The adsorption was fast and the equilibrium was established within 5 min, and the adsorption kinetics of Ni²⁺ onto EDTA-MNPs followed the pseudo second-order chemisorption mechanism. Maximum adsorption capacity for Ni²⁺ reached as high as 41.3 mg/g at pH 6. The successive adsorption–desorption studies indicated that the EDTA-MNPs kept the adsorption and desorption efficiencies constant over ten cycles. Importantly, EDTA-MNPs were able to remove nearly 100 % of Ni²⁺ from real water.     

对全球可持续发展目标制定中有关问题的思考

"里约+20"启动的全球可持续发展目标(SDGs)关系到未来全球发展规则的制定。在对SDGs的提出背景进行全面回顾基础上,就其制定中的若干问题进行了分析。文章认为:①SDGs应重点关注四大问题,即全球发展的不平衡和不公平性、人口快速增长以及老龄化和城市化加速、人类活动持续超过全球承载能力、全球可持续发展治理机制的不完善;②在SDGs制定中,两大阵营的斗争将持续,但其利益共同点也在增加,最终可能是重点面向2030年设定一系列具有政治意义的目标;③SDGs将为我国加快绿色转型创造机遇,与此同时,实现SDGs过程中我国也将承受更多的国际压力;④我国参与SDGs进程应坚持4点原则,即在总体目标设置方面强调三大支柱的协调性,在目标的约束性方面强调指导性和参考性,在实现目标的时间方面强调预留充足转型期的重要性,在执行手段方面强调在"共同但有区别的责任"原则指导下强化国际合作的迫切性。