磷酸镁水泥固化/稳定化重金属性能及作用机理研究进展

磷酸镁水泥(MPC)作为一种新型无机胶凝材料,是由过烧氧化镁和磷酸盐通过酸碱中和反应制备得来,具有早期强度高、结构紧密和体积形变小等优点,在固化/稳定化重金属方面受到广泛关注,但存在放热量大、凝结速度快等缺点.本文归纳了国内外学者对磷酸镁水泥固化/稳定化重金属和重金属污染土的研究,重点讨论重金属离子对磷酸镁水泥抗压强度、凝结时间、酸碱度和水化热的影响,环境对重金属MPC体系稳定性的影响,以及其固化/稳定化重金属离子的作用机理,得出主要固化机理为化学键合、吸附作用和物理包裹,最后指出磷酸镁水泥固化重金属研究的不足和对未来研究的展望,为磷酸镁水泥固化/稳定化重金属的研究提出了新思路.     

水分管理与施硅对水稻根表铁膜及砷镉吸收的影响

为探明水分管理与施硅对土壤砷（As）/镉（Cd）生物有效性、水稻根表铁膜与As/Cd吸收的影响,以贵州省开阳县某砷镉复合污染水稻土为供试土壤,进行了水稻盆栽种植.设5种水分管理模式：全生育期淹水（T1）;移栽到抽穗后三周（0~105 d）淹水,其余时期湿润灌溉（含水率50%~60%）（T2）;移栽到抽穗前三周（0~65 d）淹水,抽穗到抽穗后三周（84~105 d）淹水,其余时期湿润灌溉（T3）;抽穗到抽穗后三周（84~105 d）淹水,其余时期湿润灌溉（T4）和全生育期湿润灌溉（T5）.硅设不施硅和施硅这2个水平.结果表明,淹水/湿润灌溉较单一淹水或单一湿润灌溉更利于根表铁膜（DCB-Fe）的形成,DCB-As/Cd含量随DCB-Fe含量升高而升高;施硅使土壤pH升高,有效As/Cd含量降低,DCB-As含量增加,除淹水处理外的DCB-Fe/Cd含量降低.淹水时间越短,水稻各部位对Cd积累量越高,对As积累量越低.施硅使水稻各部位生物量升高,As/Cd含量降低.其中根、茎、叶和籽粒的Cd含量分别降低4.23%~31.06%、11.41%~52.90%、1.74%~35.73%和19.25%~39.76%,As含量分别降低1.47%~52.60%、6.12%~63.02%、2.97%~28.41%和16.33%~61.23%.5种水分管理中,施硅结合T3水分管理可以实现水稻生物量最高及水稻对砷镉吸收量最小.因此,根据As/Cd实际污染情况合理进行水分管理与施硅可以有效降低土壤As/Cd生物有效性进而减少水稻对As/Cd的累积,实现农田安全生产.     

Bacteriophages in water pollution control: Advantages and limitations

•Phages can be better indicators of enteric viruses than fecal indicator bacteria. •Multiple phages should be added to the microbial source tracking toolbox. •Engineered phage or phage cocktail can effectively target resistant bacteria. •In phage use, phage-mediated horizontal gene transfer cannot be ignored. •More schemes are needed to prevent phage concentration from decreasing. Wastewater is a breeding ground for many pathogens, which may pose a threat to human health through various water transmission pathways. Therefore, a simple and effective method is urgently required to monitor and treat wastewater. As bacterial viruses, bacteriophages (phages) are the most widely distributed and abundant organisms in the biosphere. Owing to their capacity to specifically infect bacterial hosts, they have recently been used as novel tools in water pollution control. The purpose of this review is to summarize and evaluate the roles of phages in monitoring pathogens, tracking pollution sources, treating pathogenic bacteria, infecting bloom-forming cyanobacteria, and controlling bulking sludge and biofilm pollution in wastewater treatment systems. We also discuss the limitations of phage usage in water pollution control, including phage-mediated horizontal gene transfer, the evolution of bacterial resistance, and phage concentration decrease. This review provides an integrated outlook on the use of phages in water pollution control.     

Assessment of soil washing for heavy metal contaminated paddy soil using FeCl3 washing solutions

Environmental Geochemistry and Health - In this study, soil washing is applied for the remediation of heavy-metal (Pb, Cu and Zn) contaminated paddy soil located near an abandoned mine area. FeCl3...     

DEHP和MEHP对H295R细胞类固醇激素合成基因表达的影响

为探讨邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(di-(2-ethylhexyl)phthalate,DEHP)及其代谢产物邻苯二甲酸单-2-乙基己酯(mono-(2-ethylhexyl)phthalate,MEHP)对H295R细胞类固醇激素合成关键基因表达的影响,本实验将H295R细胞分别暴露于DEHP(0、1、10、100、1 000μmol·L-1)和MEHP(0、1、10、100、1 000μmol·L-1)24 h,用MTT法检测细胞活性,并应用荧光定量PCR法分析细胞类固醇激素合成过程中关键酶的基因表达水平。结果显示,1 000μmol·L-1DEHP和MEHP对H295R细胞染毒24 h显著降低H295R细胞活力,所以本研究采用了较低的染毒浓度(0、1、10和100μmol·L-1)对H295R细胞染毒24 h来评估DEHP和MEHP对H295R细胞类固醇激素合成通路的影响。1、10和100μmol·L-1DEHP显著增加醛固酮合成酶CYP11B2的基因表达水平。10μmol·L-1DEHP显著上调了3-β羟基类固醇脱氢酶(3β-HSD2)的基因表达水平。1、10和100μmol·L-1MEHP显著下调了3-β羟基类固醇脱氢酶(3β-HSD1和3β-HSD2)、17β羟基类固醇脱氢酶17β-HSD4、17α羟化酶/17,20裂解酶CYP17和芳香酶CYP19a的基因表达水平。10和100μmol·L-1MEHP染毒H295R 24 h显著下调了CYP21和STAR的基因表达水平,然而,10和100μmol·L-1MEHP显著上调了CYP11B2的基因表达水平。100μmol·L-1MEHP显著下调了17β-HSD1的基因表达水平。上述研究结果表明,DEHP、MEHP都可不同程度影响H295R细胞类固醇激素合成过程中关键基因的表达。MEHP可以通过抑制STAR基因的表达,从而将影响胆固醇在细胞内的转运;并能显著性抑制类固醇激素合成过程中CYP17、CYP19a、3β-HSD1、3β-HSD2、17β-HSD1、17β-HSD4、CYP21基因的表达,最终将抑制H295R细胞中类固醇激素的合成。与DEHP相比,MEHP对H295R细胞类固醇激素合成关键基因表达的影响较明显。     

Investigation of phosphate adsorption from an aqueous solution using spent fluid catalytic cracking catalyst containing lanthanum

A spent fluid catalytic cracking (FCC) catalyst containing lanthanum (La) was used as a novel adsorbent for phosphorus (P) in simulated wastewater. The experiments were conducted in a batch system to optimize the operation variables, including pH, calcination temperature, shaking time, solid-liquid ratio, and reaction temperature under three initial P-concentrations (C₀ = 0.5, 1.0, and 5.0 mg/L). Orthogonal analysis was used to determine that the initial P-concentration was the most important parameter for P removal. The P-removal rate exceeded 99% and the spent FCC catalyst was more suitable for use in low P-concentration wastewater (C₀ <5.0 mg/L). Isotherms, thermodynamics and dynamics of adsorption are used to analyze the mechanism of phosphorus removal. The results show that the adsorption is an endothermic reaction with high affinity and poor reversibility, which indicates a low risk of second releasing of phosphate. Moreover, chemical and physical adsorption coexist in this adsorption process with LaPO₄ and KH₂PO₄ formed on the spent FCC catalyst as the adsorption product. These results demonstrate that the spent FCC catalyst containing La is a potential adsorbent for P-removal from wastewater, which allows recycling of the spent FCC catalyst to improve the quality of water body.

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湿润亚热带森林锰、铜、锌随降雨分配的迁移动态特征

为探究森林生态系统中重金属随降雨分配迁移的特征,连续观测两年降雨,对比分析Mn、Cu、Zn在穿透雨、树干茎流、地表径流中浓度、输出量、变异情况的差异,并讨论了重金属迁移规律的产生机制.结果表明,林型对雨水的再分配有较大影响.米槠次生林树干茎流水量极显著大于杉木人工成熟林,故前者树干茎流的重金属浓度低于后者;对于林内雨,穿透雨中重金属浓度在米槠次生林（阔叶林）更高,树干茎流中重金属浓度则在杉木人工成熟林（针叶林）更高.整体而言,林内雨的重金属浓度在旱季高于雨季,表现出明显的季节变化;林型对地表径流的影响较复杂,体现在植被类型、林龄、土壤理化性质等方面.本研究中,Mn随地表径流的输出量在米槠次生林显著大于其它3种林型;Zn在较大林龄的米槠次生林和杉木人工成熟林有更大的输出量;降雨分配过程中3种元素的浓度变异情况有所不同,表现为Mn变异最大,Zn次之,Cu最稳定.本研究结果对进一步了解森林生态系统中重金属的迁移特征提供了依据.     

新型组合工艺深度去除DOM及其对低温运行的响应特征

我国城镇污水处理厂进水具有碳氮比低、可生化性差等特性,显著增加了污水处理厂稳定达标运行的难度.为应对我国特殊进水水质,本文研发了基于生物吸附-两级AO-活性焦吸附的高效污水处理组合工艺,分析了各工艺段溶解性有机物（Dissolved Organic Matter,DOM）和氮磷的去除特性,并对低温条件下组合工艺的响应特征进行解析,为该工艺的工程应用提供理论依据和技术支撑.结果表明,组合工艺经过60 d的连续运行,出水TN和TP平均浓度分别为8.5和0.25 mg·L^-1,平均去除率分别高达80.5%和95.5%.此外,活性焦对于污水中大分子芳香族类和环烷烃类DOM的去除效果较好,两级AO出水中芳香族类、环烷烃类和卤代烃类DOM的比例由50.23%降至10.24%.生物吸附工艺段菌群多样性较高,具有快速富集有机物能力的Acidobacteria菌门相对丰度达到10.23%.两级AO工艺菌群丰度和多样性略低,其中相对丰度较高的微生物为具有脱氮除磷功能的Proteobacteria菌门（79.39%）和Nitrospirae菌门（6.5%）.在5℃低温条件下,组合工艺出水TN、TP和COD等主要水质指标未出现显著波动,表明组合工艺具有良好的抗低温影响能力.对比常温运行中的菌群分析结果,低温环境下两级AO工艺段的Proteobacteria菌门相对丰度由66.22%降至54.27%,但具有抗低温等不利条件的Gemmatimonadetes菌门相对丰度由0.72%升高至9.67%,且生物吸附工艺段仍存活大量具备降解有机物功能的Acidobacteria菌门,有效缓冲了后段工艺处理负荷,使组合工艺具有良好的抗外界干扰能力.     

城市汽车年检碳排放数据挖掘及其应用研究

基于城市汽车年检中CO₂的过程动态检测数据,对小型汽油客车CO₂的排放因子和排放水平信息进行了挖掘,并与文献研究结果进行了对比.结果表明,从城市汽车年检数据中挖掘的CO₂排放结果可以作为研究城市机动车碳排放的重要参考依据;合理有效地利用汽车年检数据可以为城市车辆尾气排放的精准分级管控、城市交通运输碳排放达峰的量化分析,以及城市交通源的污染物和CO₂协同减排提供重要的数据支撑;从国Ⅰ到国Ⅴ不同排放阶段汽油车的常规污染物CO、NO_x和HC的排放水平下降非常明显,而对应的CO₂排放水平差异不大;CO₂排放因子随累计行驶里程、车龄、基准质量和排量的变化关系反映出,如果需要削减城市汽车碳排放水平,应鼓励使用基准质量小或者排量小的车辆,淘汰高油耗高排放的老旧车辆,鼓励公共绿色出行而降低单车活动水平,增加纯电动车辆优化车队能源结构.