Enhanced heterogeneous Fenton-like activity by Cu-doped BiFeO<Subscript>3</Subscript> perovskite for degradation of organic pollutants

Heterogeneous Fenton-like reaction has been extensively investigated to eliminate refractory organic contaminants in wastewater, but it usually shows low catalytic performance due to difficulty in reduction from Fe(III) to Fe(II). In this study, enhanced catalytic efficiency was obtained by employing Cu-doped BiFeO₃ as heterogeneous Fenton-like catalysts, which exhibited higher catalytic performance toward the activation of H₂O₂ for phenol degradation than un-doped BiFeO₃. BiFe_0.8Cu_0.2O₃ displayed the best performance, which yielded 91% removal of phenol (10 mg L^–1) in 120 min. The pseudo first-order kinetic rate constant of phenol degradation in BiFe_0.8Cu_0.2O₃ catalyzed heterogeneous Fenton-like reaction was 5 times higher than those of traditional heterogeneous Fenton-like catalysts, such as Fe₃O₄ and goethite. The phenol degradation efficiency could still reach 83% after 4 cycles, which implied the good stability of BiFe_0.8Cu_0.2O₃. The high catalytic activity of BiFe_0.8Cu_0.2O₃ was attributed to the fact that the doping Cu into BiFeO₃ could promote the generation of Fe(II) in the catalyst and then facilitate the activation of H₂O₂ to degrade the organic pollutants.

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液滴撞击超疏水冷表面的反弹/黏附特性对比研究*

为研究液滴撞击超疏水冷表面动力学现象,通过开展去离子水液滴撞击CuO超疏水表面实验,研究表面温度对液滴碰撞后响应方式的影响,分析铺展直径与反弹高度变化规律。结果表明:液滴撞击超疏水冷表面出现反弹与黏附2种响应方式,临界表面温度介于-25 ℃~-20 ℃之间;液滴反弹工况下,表面温度越低,液滴与超疏水冷表面之间接触时间越长,液滴最大反弹高度越小;液滴黏附工况下,随表面温度降低,液滴回缩程度减小,稳定铺展直径增大。研究结果可为表面结冰界面现象与防冰/除冰机理研究提供参考。     

景观类型与景观格局演变对洪泽湖水质的影响

基于Landsat序列遥感影像数据解译进行了景观类型分类,分析了2008—2018年洪泽湖16个监测点位水质数据变化特征,从流域尺度研究了景观类型和景观格局演变对湖区水质的影响机制.研究结果表明,洪泽湖区主要水质风险指标为总氮（TN）和总磷（TP）,淮安南区域TN和TP浓度较高.2000年之前洪泽湖流域内景观类型主要为旱地（43.3%）,2000年后主要景观类型逐渐转变为水田（37.7%）和建设用地（23.6%）.建设用地、水田、入湖河流、围圩和围网养殖面积与湖区TN和TP浓度呈显著正相关,林地和草地面积与TN和TP浓度呈显著负相关.围圩养殖面积对TN浓度变异解释度最高,建设用地面积对TP浓度变异解释度最高,分别为47.6%和43.2%.近20年洪泽湖流域景观破碎度增大,斑块密度指数（PD）和蔓延度指数（CONTAG）与湖区TN、TP浓度呈显著正相关.建设用地、围网和围圩养殖面积增加以及景观破碎化增强与湖区TN和TP浓度上升密切相关.减少围圩和围网养殖的面积比例,控制建设用地和水田规模,降低生态空间景观破碎度,是维护和修复洪泽湖水质安全和水生态健康的重要抓手.     

碳氮氧同位素解析典型岩溶流域地下水中硝酸盐来源与归趋

利用多同位素（C、N和O）和水化学方法解析贵州八步地下河流域水体中硝酸盐（NO₃^-）来源与转化过程,利用SIAR模型定量计算NO₃^-不同输入端的贡献比例.结果表明,研究区地下水NO₃^-污染严重,近38%的地下水样品NO₃^-超过饮用水限值.地下水的δ¹⁵N-NO₃值介于2.3‰~30.33‰,均值9.68‰,δ¹⁸O-NO₃值介于2.65‰~13.73‰,均值6.64‰,δ¹⁸O-H₂O值介于-8.83‰~-7.37‰,均值-8.18‰.同位素组成（δ¹⁵N-NO₃、δ¹⁸O-NO₃和δ¹⁸O-H₂O）指示硝化作用主导着流域内氮素循环.硝化作用产生的硝酸加速了碳酸盐岩溶解,导致地下水中δ¹³C_DIC与δ¹⁵N-NO₃存在显著负相关性（P<0.001）,说明δ¹³C_DIC与δ¹⁵N-NO₃相结合是判断岩溶水中NO₃^-转化的有效手段.地下水和地表水中NO₃^-主要来源于土壤氮、粪肥污水和铵态氮肥料,其对地下水中NO₃^-贡献率分别为36.19%、33.71%和30.1%,对地表水贡献率分别为39.15%、36.08%和24.77%.岩溶流域内污水处理应同时去除污水中的NO₃^-和NH₄⁺,农业区应科学施肥,以有效降低地下水中NO₃^-的补给通量.     

水稻土中外源Cd老化的动力学特征与老化因子

选择5种不同性质的水稻土,通过外源添加制备了6个不同浓度梯度的Cd污染土壤,研究了外源Cd在几种水稻土中的老化动力学特征与影响因子;同时利用盆栽实验,结合Log-logistic分布模型,研究了5个不同老化时间(14、30、60、90和180d)与土壤中Cd对二种不同Cd敏感性水稻生长毒性的影响.结果表明,不同浓度外源Cd进入土壤后,0.05mol/L EDTA-2Na浸提的有效态Cd含量随着老化时间的增加而逐渐下降;与14d处理相比,老化30d后土壤中有效态Cd降幅达21.5%(红壤)~38.0%(黑土);老化90d后,土壤中Cd进入慢反应阶段. 基于二级动力学方程的拟合参数显示,土壤中Cd的老化特征表现为有效态Cd含量在30~60d内快速降低,随后变化减缓,经过90d的老化后,土壤中有效态Cd含量逐渐趋于平衡.基于老化动力学方程参数(C∞及K2)与土壤性质间的相关性分析表明,土壤pH值是影响Cd有效态含量变化的主控因子,其次是土壤CEC和OC含量.在不同性质土壤中,随着老化时间的增加,土壤中外源Cd对水稻生长毒性的半抑制浓度(EC50)值显著升高;与14d老化处理相比,经过180d老化后土壤中Cd对水稻生长毒性的EC50增加72.1%~195.0%;在大于90d的长期老化过程中,土壤pH值对Cd老化过程的影响逐渐降低,而CEC的影响逐渐上升,尽管如此,土壤中Cd老化过程的主要影响因子仍然是土壤pH,而与测试的2种水稻品种无关.     

电致发光材料废水处理工程设计与调试运行

电致发光材料废水具有污染物成分复杂、磷元素缺乏、生化性较差等特性,对电致发光材料废水处理工程的设计与调试进行了阐述。设计采用物化法结合生化法对该废水进行处理,系统经过2个月的调试运行,出水各参数指标达到GB 8978-1996《污水综合排放标准》中二级排放标准。     

基于景观格局的辽河三角洲湿地生态安全分析

以1990年和2005年遥感影像为基本信息源,在GIS技术支持下,在对辽河三角洲湿地景观格局分析的基础上,采用破碎度、分离度、优势度等景观格局指数和景观类型脆弱度为评价指标研究辽河三角洲湿地景观生态安全。20世纪90年代以来大规模的资源开发,加剧了辽河三角洲湿地景观的破碎化程度,使景观优势度增高,多样性下降。从1990-2005年,研究区主要湿地景观类型水稻田、苇田、滩涂的干扰程度有所增加,生态安全度均有所下降,表明人类对自然湿地生态系统的干扰越来越明显。总体来说,15年来研究区整体景观生态安全度呈现下降趋势。以往湿地生态安全的研究主要集中在环境脆弱性和保护策略方面,研究层次着重在生态系统层面,而从景观格局角度对湿地景观生态安全的研究涉及较少,文章涉及的是景观生态学可持续发展研究的一个新领域,所提出的内容实质上是景观生态安全定量表征的方法探讨。应用景观生态学方法研究生态安全,揭示景观结构与功能关系并进一步分析区域生态环境的变化趋势及其内在因素,不但为辽河三角洲湿地及其生物多样性的保护和资源开发提供了科学依据,而且丰富和发展了我国生态安全研究的理论与方法。     

可拓学理论在水质量综合评价中的应用研究

在物元理论、可拓集合论和关联函数计算的基础上 ,利用物元分析理论的特点建立了水质量评估模型 ,把水质量评估由定性转化为了定量。通过实际水质量等级的关联度计算 ,对北京永定河水质量进行了可拓学评价 ,评价结果表明了该方法的可应用性     

DBO模式在医疗废物集中处置设施中的应用探讨

我国医疗废物集中处置行业呈现多种投资来源和多种运营模式并存的格局,医疗废物集中处置设施建设和运营主要采用以BOT为主的特许经营模式,部分设施由于模式选择不当,导致产权边界不清、稳定运行困难等问题,一定程度限制了行业的可持续发展。近年来开始应用于我国污水处理设施的DBO模式具有责任主体一致、建设运营效率较高等特点,在环境污染治理领域的应用前景较为广阔。本文通过对DBO模式和BOT模式的所有权归属、责任主体、实施期限等方面进行对比,分析得出DBO模式较BOT模式在设施的运营阶段具有突出优势,应用于医疗废物集中处置设施可以更有效地保证运营效率、节约财政支出、强化政府监管。同时,预期在医疗废物集中处置项目中推行DBO模式可能存在的阻碍,包括政府积极性不高、招商面临一定难度、实施过程的不确定因素较多等,并有针对性提出了在中小城市开展试点、发放环境基础设施建设债券、邻近区域多个项目捆绑招商等建议,以促进DBO模式在医疗废物集中处置设施中的应用。     

Acute toxicity and chemical evaluation of coking wastewater under biological and advanced physicochemical treatment processes

Environmental Science and Pollution Research - This study investigated the changes of toxic compounds in coking wastewater with biological treatment (anaerobic reactor, anoxic reactor and...