PbO2电极的改性及其在难降解有机废水电化学处理中的应用

电化学方法处理难降解有机废水是一种很有前途的技术,其应用的关键是开发出高效、稳定、低成本的电极材料.PbO2电极在工业领域具有广泛的应用基础,具有较高的析氧电势和电催化活性,被认为在电化学处理难降解有机废水方面有重要的应用前景.本文对PbO2电极制备方法与改性以及在难降解有机废水电化学处理中应用的研究成果和最新进展进行了综述,并对该研究领域今后的发展趋势进行了分析.     

木质素盐在原油污染土壤清洗中的应用

木质素磺酸盐价格低廉,容易获得,若将其作为洗油剂中的牺牲剂,可较大幅度地降低洗油成本.以华北油田原油、华北平原典型表层土壤为模拟原料,配制了石油污染土壤,探讨木质素磺酸铵和木质素磺酸钠的洗油性能,以及木质素磺酸盐与壬基酚聚氧乙烯醚、曲拉通和平平加的复配效果.实验以碳酸钠和硅酸钠为助剂,经反复实验筛选,确定了4组最佳洗油剂配方：（Ⅰ）6（曲拉通）：6（平平加）：8（木素钠）：40（硅酸钠）：40（碳酸钠）;（Ⅱ）6（曲拉通）：6（壬酚聚醚）：8（木素钠）：35（硅酸钠）：45（碳酸钠）;（Ⅲ）9（曲拉通）：3（壬酚聚醚）：8（木素钠）：50（硅酸钠）：30（碳酸钠）;（Ⅳ）6（曲拉通）：6（壬酚聚醚）：3（木素铵）：5（木素钠）：35（硅酸钠）：45（碳酸钠）.以此配方为基础,利用正交实验设计对搅拌温度、时间、固液比和加药浓度等工艺条件进行了优化.结果表明：当搅拌温度75℃、搅拌时间50 min、固液比1：15、加药总浓度为0.3g/L时,洗油率可达92.25%.清洗后污油无明显乳化现象,且浮于液面,只须简单刮油即可回收.     

老化石油污染土壤的清洗处理

以华北油田老化长达1年以上的石油污染土壤为研究对象,采用自行选配的清洗剂对该污染土壤进行了一次清洗和二次清洗处理.实验结果表明,一次清洗后,污染土壤样品的含油率从26.34%～29.90%降到6.34%～7.84%,洗油率达80.06%～81.06%;经二次清洗处理后,污染土壤样品的含油率从26.34%～29.90%降到4.05%～4.85%,洗油率达88.06%～88.19%.在一次清洗和二次清洗的基础上,通过模拟实验确定了洗油污水回用的最佳回用率为80%,最佳加药质量浓度为0.4 g/L,该条件下污水的最终产生量也较少.按照该参数对华北油田的石油污染土壤进行了清洗实验,洗油率达79.20%～80.51%.     

污染沉积物AVS对水丝蚓体内重金属积累的影响

对珠江三角洲一条典型城市污染河流中11个采样站位沉积物、上覆水和底栖动物样本进行了分析,测定了寡毛纲颤蚓科底栖动物水丝蚓(Limnodrilus sp-)体内的Pb、Zn、Cu、Ni、Cd含量及沉积物酸挥发性硫化物(Acid Volatile Sulfide,AVS),以及同步提取金属(Simultaneous Extracted Metals,SEM)、有机碳(OC)等环境指标,分析r生物指标与环境指标之间的关系,主要目的是探讨重污染区域沉积物AVS对水丝蚓体内重金属积累的影响.所测28个样品水丝蚓体内重金属含量BIO Pb、BIOzn、BUOcu、BIONI、BIOCd的均值分别为0.108、3.087、1.106、0.250、0.016μmo1.g-1.Pearson相关分析结果表明,水丝蚓体内重金属积累(∑B105)与沉积物重金属含量(∑SEM5)显著相关(r=0.795,P<0·01).当SEM大于AVS时,大部分站位水丝蚓体内重金属较高,但当SEM小于AVS时,水丝蚓体内重金属含量也不低(均值为4.074lxmol.g-1).∑RIO5 与(∑SEM5-AVS)无相关性,与(∑SEM 5-AVS)/foc的相关系数为0.725(p＜O.05),表明OC也是重金属生物积累的重要影响因子,将其作为SEM-AVS判据的一部分,有利于提高预测效果.     

北京市安定生活垃圾填埋场VOCs恶臭物质及其臭气强度

挥发性有机物(VOCs)是填埋场重要的恶臭源之一.为了深入了解造成填埋场恶臭的VOCs及其臭气强度情况,在2014年7—8月采用固相微萃取(SPME)-气相色谱(GC)-质谱(MS)联用法测定了北京市安定生活垃圾卫生填埋场内各代表性地点的VOCs.共确认了48种化合物,包括烷烃、烯烃、芳香烃、环烷烃、萜类、酯类、醛酮类、卤代烃、醇类及含硫化合物和含氮化合物.烷烃的种类最多,达到13种,其次是芳香烃,为9种.以内标法和外标法相结合测定了其中35种物质的含量,发现浓度在0.05~40 mg·m~(-3)之间.在厂区入口和作业面浓度最高的VOC是2,2,4,6,6-五甲基庚烷,在沼气干管是甲苯.从实际经验和臭气强度出发,建立了一种恶臭物质筛选方法,即首先以检出频次和各地点浓度比值筛选出可能的恶臭物质,然后由臭气强度确定最终的恶臭物质.筛选结果表明,填埋场内的恶臭VOCs是对伞花烃、对二甲苯、乙苯、甲苯和邻二甲苯,其中对伞花烃和对二甲苯对恶臭贡献尤为显著.这些恶臭VOCs浓度之间呈现出显著的相关关系,表明这些物质均来源于填埋场内生活垃圾的降解过程.     

温和水热法合成钛酸盐纳米管及其对水中重金属离子的吸附研究

采用温和水热法一步快速合成了钛酸盐纳米管(TNTs),并应用于对水中重金属离子Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)和Cr(Ⅲ)的吸附.通过选择纳米级锐钛矿替代P25型二氧化钛作为反应原材料,成功将水热反应时间从72 h缩短至6 h.TEM,XRD和FT-IR等表征证实了新合成材料的为管状钛酸盐结构.TNTs对3种重金属离子的吸附动力学均符合准二级动力学方程,吸附等温线均符合Langmuir模型,且对Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)和Cr(Ⅲ)的理论最大吸附量分别高达525.58、214.41和69.65 mg·g~(-1).p H=5时,吸附动力学实验表明对于初始浓度分别为200、100和50 mg·L~(-1)的Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)和Cr(Ⅲ),在TNTs上的平衡吸附量分别为513.04、212.46和66.35 mg·g~(-1),吸附性能优于传统吸附材料.合成的TNTs结构为三联的[Ti O6]八面体骨架和层间H+/Na+,其吸附机理为金属阳离子与TNTs层间Na+的离子交换.同时,共存离子对吸附的影响实验表明TNTs对重金属离子的吸附存在选择性,即使在较高的共存离子浓度下(10 mmol·L~(-1))TNTs对目标重金属离子的吸附性能依然优异.该研究提供了一种应用钛酸纳米材料高效去除水体重金属离子的方法.     

关于生态环境需水概念与定义的探讨

在生态环境需水研究中,生态环境需水的概念与定义十分重要,它通常包含了研究者的研究对象、研究角度以及计算方法等方面的内容.然而,关于生态环境需水的概念与定义至今尚未达成统一的认识,给生态环境需水研究和水资源配置实践均造成了极大的不便.针对这一问题,本文从已有研究的相关概念中提取出一系列关键词并加以辨析,在此基础上将其归纳为一个概念体系,并提出了选用上的建议.通过对已有相关定义之间本质联系的深入分析,将生态环境需水定义为"维持生态系统健康所需的水";这一定义能将各种说法较好地统一起来,有助于合理确定生态环境需水量以及检验生态环境用水的配置效果.     

BDD和PbO2电极电化学氧化苯并三氮唑的对比研究

分别构建了以掺硼金刚石膜电极(BDD)和二氧化铅电极(Pb O2)为阳极的电化学体系,对比考察了两种电极对难降解有机污染物苯并三氮唑(BTA)的降解及体系的矿化效果,并从电极产生羟基自由基(·OH)的数量与形态角度深入探讨了影响电极矿化能力大小的内在因素.结果表明:1BDD和Pb O2电极均对BTA有较好的降解效果,电解12 h后BTA去除率分别为99.48%和98.36%,但BDD电极的矿化能力明显强于Pb O2电极,电解12 h后矿化率分别为87.69%和35.96%;2BDD体系阳极·OH产生速率和阴极H2产生速率均低于Pb O2体系,即表面活性位点数量少于Pb O2电极,因此·OH数量不是决定矿化能力大小的关键;3BDD电极表面吸附氧活性更强,结合能(532.37e V)大于Pb O2(530.74e V),且表面吸附层更薄,产生的·OH形态更自由,是决定其具有更大矿化能力的关键因素.     

泥沙灾害链及其在灾害过程规律研究中的应用

泥沙灾害是地球表层的主要灾害之一.泥沙灾害具有链锁式反应机制,在一定条件下构成泥沙灾害链.阐述了泥沙灾害链的概念、特点及类型,并以黄河与长江流域的泥沙灾害为例,对其链式特征进行了深入分析.研究表明,泥沙灾害链是泥沙灾害过程的主要表现形式之一,反映了泥沙灾害中隐含的渐发特征和强次生灾害特征,泥沙灾害链是研究泥沙灾害过程规律和特征的重要基础.     

石田螺处理城市剩余污泥试验

应用石田螺（Sinotaia quadrata）摄食和消化城市剩余污泥,通过考察石田螺的最佳养殖密度、城市剩余污泥经石田螺处理前后性质的变化和重金属转移规律,对石田螺处理城市剩余污泥的可行性进行了研究. 结果表明:石田螺在养殖密度为13～15 kg/m3时存活率较高;石田螺可将城市剩余污泥直接转化为颗粒螺粪,可有效去除污泥中的有机物,对VS和TOC去除率分别达到23%和37%. 对城市剩余污泥经石田螺处理后得到的螺粪进行厌氧发酵产气试验,12 d后的总产气量仅为0.5 mL,可见螺粪的厌氧消化活性较低,这可在一定程度上避免污泥腐化发臭. 石田螺对城市剩余污泥中Cr,Cu,Zn,Pb和Cd 5种重金属的富集系数（BCF）分别为1.09,1.36,1.17,1.33和3.41;石田螺对Ni无富集作用. 城市剩余污泥处理后得到的螺粪重金属质量分数符合国家《农用污泥中污染物控制标准》（GB4284—84）,在其他污染物项目达标的前提下,可用作为城市绿化用肥或土壤改良剂等,实现污泥的资源化利用.