石家庄市土壤中喹诺酮类抗生素空间分布特征及其与微生物群落相关性

微生物群落作为土壤生态系统重要组分,长期低含量抗生素干扰会影响土壤中微生物群落结构及其功能.选取石家庄市为研究区,在2020年9月采集12个样点的表层土壤（0~25 cm）,并根据空间方位将其划分为4个区（S1、S2、S3和S4）;运用超高效液相色谱-质谱联用（HPLC-MS/MS）方法测定土壤中典型抗生素——喹诺酮类（quinolones,QNs）含量,明晰QNs在土壤中的空间分布特征,同时利用16S rRNA高通量测序技术对土壤中微生物群落结构及功能进行研究,识别其主要环境影响因子.结果表明：①4个区域的QNs总含量平均值由大到小依次为：S3（313.5 μg·kg^-1）>S4（65.54 μg·kg^-1）>S1（46.19 μg·kg^-1）>S2（12.63 μg·kg^-1）.其中诺氟沙星（NOR）含量最高（平均值为91.99 μg·kg^-1）,而喹草酸（OXO）含量最低（平均值为0.4486 μg·kg^-1）;②土壤颗粒以粉粒（2~50 μm）占比最高（66.7%~93.2%）,而黏粒（小于2 μm）占比最低（2.50%~9.10%）;土壤中总磷（TP）和氨氮（NH₄⁺-N）无显著空间差异,而硝氮（NO₃^--N）、亚硝氮（NO₂^--N）和土壤粒径呈现显著空间差异;③6种,优势菌属有5种,其中放线菌门（18.3%~34.6%）和变形菌门（13.6%~34.1%）为主要优势菌门,Arthrobacter（3.24%~8.61%）和Nitrososphaeraceae（2.93%~9.46%）为主要优势菌属;α多样性分析结果表明,Shannon值在S2区最高（6.48）,而在S3区最低（5.89）;④相关性结果表明,QNs和土壤理化参数均会显著改变微生物群落的结构组成,OXO、NO₃^--N和土壤粒径会影响微生物群落多样性,而FLU、NH₄⁺-N和NO₂^--N和土壤粒径会对微生物群落的功能产生影响.因此,需进一步加强石家庄市土壤环境中抗生素的风险管控.     

北京某染料厂污染地块土壤和地下水6种氯苯类化合物的分布特征及迁移转化分析

针对染料化工企业用地存在多种氯苯类化合物污染的问题,以北京某染料厂污染地块为研究对象,采集并测定土壤样品260个、地下水样品6个,研究了地块包气带和饱和带中6种氯苯类化合物的分布特征,分析了6种物质的来源与迁移过程。结果表明,6种氯苯类化合物主要分布在生产区及污水处理区等重污染区的包气带中,低氯苯类化合物遍布地下水中。推断四氯苯、五氯苯和六氯苯主要由生产原料(二氯苯和三氯苯)在高温等工艺条件下发生氯化反应转化而成,而氯苯是由深层厌氧环境中的CBs经微生物还原脱氯生成。氯苯自深层厌氧区迁移扩散,部分向上扩散进入包气带再挥发至空气中;其它5种污染物在重污染区进入包气带,主要受淋溶以及重力作用向下迁移,汇集于包气带的黏粉~粉黏层,其中的二氯苯和三氯苯穿透包气带进入地下水并扩散至整个厂区。本研究结果可为染料化工污染地块的调查及修复工程提供参考。     

芬顿污泥制备磁性吸附剂去除水中Sb(Ⅴ)

为实现芬顿污泥的有效处置,开发了一种基于煅烧芬顿污泥制备磁性吸附剂的回收利用方法,通过进一步酸改性优化吸附性能,用于去除水中的Sb(Ⅴ)。结果表明,350 ℃煅烧并以硫酸改性的磁性吸附剂(AFS350)具有粗糙的多介孔结构和较大的比表面积,主要成分为Fe₃O₄和碳;准二级动力学模型、Elovich动力学模型、颗粒内扩散模型、Freundlich和Temkin等温吸附模型对AFS350吸附Sb(Ⅴ)拟合效果好,表明吸附为多层异质化学吸附,吸附速率由膜扩散和颗粒内扩散速率共同控制;机理分析认为,AFS350对Sb(Ⅴ)的吸附以形成Fe—O—Sb配位结构的内层络合作用为主。Sb(Ⅴ)的吸附受多因素影响,酸性条件和升温有利于吸附进行,$ {\mathrm{S}\mathrm{O}}_{4}^{2-} $、$ {\mathrm{A}\mathrm{s}\mathrm{O}}_{2}^{-}\mathrm{和}{\mathrm{P}\mathrm{O}}_{4}^{3-} $会抑制AFS350对Sb(Ⅴ)的吸附。AFS350可进行多次脱附再生,对实际废水处理去除率接近100%,表明AFS350是一种有效的磁性锑吸附剂,煅烧制备磁性吸附剂是实现芬顿污泥再利用的可行途径。     

我国农药类污染地块修复环境管理优化建议

我国现有大量历史遗留农药类污染地块亟待治理。农药地块普遍存在污染种类复杂、污染程度严重、修复难度大、异味扰民突出等特点,不仅面临有效削减污染风险的工程技术水平提升需求,还面临科学应对舆论提升治理能力的社会管理需求。基于我国农药类污染地块产生与修复现状,分析当前修复面临的困境与挑战,结合“十四五”土壤环境管理政策导向,提出完善修复目标评价体系、强化修复二次污染防控、提升土壤修复环境管理水平等建议,可为我国农药类污染地块修复管控环境管理优化提供参考。     

氯代吡啶类污染物吸附与转化技术研究进展及挑战

氯代吡啶类除草剂的大量生产及在农业生产和生活中的广泛应用,使其在废水、饮用水等环境中被不断检出,对生态环境和人类健康造成潜在危害。氯代吡啶类农药残留及其高效去除与转化技术,是水环境污染控制研究的热点和难点。从结构上看,碳氯键断裂是实现氯代吡啶类化合物降解的关键所在。基于国内外研究进展,综述了此类污染物的去除转化技术,从污染物吸附、高级氧化处理、催化氢化及耦合联用技术等角度,系统阐述了污染物去除转化的关键因素、相关工艺作用机制及现存技术挑战。在现有技术中,吸附法仍面临新型吸附材料研发、吸附剂再生等问题;高级氧化技术污染物矿化率高,但氧化效率低、运营成本高;催化氢化法定向选择催化降解污染物,但存在污染物降解不完全的问题;生物处理技术经济有效,但对污染物的去除转化率仍有待提高。研究表明:由于氯代吡啶类污染物的难降解特性及各工艺的局限性,单一的处理技术难以实现污染物矿化,多种处理方法联用是实现污染物高效去除的可行策略。开展环境中氯代吡啶类污染物的转化技术与机制研究,可为实现风险性污染物高效脱毒、降解提供参考。     

印染污泥性质对多环芳烃分布及经US-Fenton处理后降解的影响

通过研究4家印染废水处理厂中污泥的物化性质,包括金属元素、非金属元素、有机质和16种多环芳烃含量(Σ16PAHs),进一步探讨了经超声-芬顿(US-Fenton)处理后印染污泥中PAHs降解率与印染污泥物化性质的相关性.结果表明:4种印染污泥中Σ16PAHs浓度为983.52～2942.34 ng/g,其中低分子量PA...     

降维和聚类筛选可燃固废基元及其热重表征

可燃固废无害化处理需求日益增长,采用焚烧方法可有效实现其资源化、减量化和无害化。可燃固废的热化学特性对燃烧过程的组织具有重要意义,但由于可燃固废来源和种类的多样性,可燃固废特别是混合可燃固废的热化学性质表征是一个亟待解决的难题。以某几种典型的可燃固废作为基元,可以简化、高效、系统地表征其他可燃固废的热化学特性。采用主成分分析方法进行降维,再通过层次聚类方法将可燃固废归类,基于完备性、独立性和确定性3种基元性质和中心原则、简单原则2种筛选机制的约束下,量化比选出乳胶手套、硬塑料袋、PE、PET、淀粉、木质素、纤维素和半纤维素8种物质作为基元,并对基元的热重特性进行表征,依据热重特性分析并建立了可燃固废热转化基元表征的方法。并通过对一种工业可燃固废(包装布)进行拟合(灰色关联度高达0.989),验证了降维和聚类筛选基元方法的实用性和准确性,为可燃固废的热转化特性和处置方法提供参考。     

缓释铁源耦合气体扩散电极强化电芬顿降解环丙沙星

气体扩散电极(GDE)气液固三相界面可高效产生H₂O₂,但对铁离子还原能力较弱。针对这一问题,本文构建了一种基于缓释铁源的电芬顿体系(SRIS-EF),通过引入柱状铁棒与GDE电极协同作用加强体系的氧化能力。该体系旨在改进Fe²⁺投加方式,通过电场与溶液酸碱度协同作用持续生成Fe²⁺,提高羟基自由基(·OH)的生成和利用率,加速污染物的降解与矿化。以100 mg·L⁻¹环丙沙星(CIP)为目标物,通过定量分析体系内生成的主要活性氧化物质(ROS)表征其氧化能力,结果表明SRIS-EF能够持续生成更高浓度的·OH。对比了不同体系对CIP的矿化能力,发现SRIS-EF的TOC矿化率与常规EF相比提高了12.1%。此外,考察了SRIS-EF体系中柱状铁棒面积、初始pH、电流密度等因素对降解效能的影响,得出了SRIS-EF体系的最佳条件为：铁棒面积2.89 cm²,初始pH 3.00,电流密度30 mA·cm⁻²,在此条件下反应60 min即可被完全去除CIP,处理360 min后TOC去除率可达47.3%。还对体系中无机离子和小分子有机酸的生成情况进行了测定,检测出CIP内的N和F主要以NH₄⁺、NO₃⁻和F⁻形式释放,降解过程中生成了草酸、甲酸、富马酸和丙二酸等四种短链羧酸,其中甲酸浓度较高。研究证实了SRIS-EF体系在降解水中难降解有机污染物方面优异的氧化性能。     

芬顿铁泥组分解析及其对造纸废水厌氧处理的影响

芬顿技术深度处理造纸废水过程中会产生大量铁泥,处理处置困难,但芬顿铁泥中含有大量三价铁,具有很高的利用价值。为此,对芬顿铁泥的元素组成、物相结构及电化学特性进行了解析。结果表明,芬顿铁泥中铁元素含量达到38.18%,主要以无定形的FeOOH形式存在,且具有氧化还原特性和一定的电子转移能力,芬顿铁泥的电子接受能力和电子供给能力分别为62.45 μmol·g⁻¹和4.59 μmol·g⁻¹。将芬顿铁泥投加至厌氧序批式反应器中,考察其对造纸废水厌氧处理的影响。结果表明,当芬顿铁泥投加量为5、10和20 g·L⁻¹时,造纸废水厌氧消化过程中溶解性COD的去除率由59.88%(对照组)分别提高至63.92%、68.40%和70.34%。芬顿铁泥投加使甲烷产量分别提高了7.96%、15.81%和19.77%,同时显著降低沼气中二氧化碳与氢气的含量,提高甲烷的占比。投加芬顿铁泥的反应器出水均检测到较高的二价铁离子浓度,说明反应器中发生了异化铁还原作用,从而提升了造纸废水厌氧消化效果。     

中空纤维膜传质H2对氧化亚铁硫杆菌还原溶解黄钾铁矾类矿物的影响

为强化氧化亚铁硫杆菌厌氧还原溶解黄钾铁矾类矿物过程中的H₂传质,以2种典型中空纤维膜(无泡出气与微气泡出气)搭建中空纤维膜反应器,研究中空纤维膜传质H₂对氧化亚铁硫杆菌厌氧还原溶解黄钾铁矾类矿物的影响。结果表明,采用无泡出气中空纤维膜,黄钾铁矾类矿物最大还原溶解速率为5.82 mmol·(L·d)⁻¹,16 d后黄钾铁矾类矿物还原溶解量达到86.6%;而采用微气泡中空纤维膜,黄钾铁矾类矿物最大还原溶解速率为3.18 mmol·(L·d)⁻¹,16 d后黄钾铁矾类矿物还原溶解量仅达到53.9%。进一步地,无泡出气中空纤维膜相比微气泡出气中空纤维膜,在显著降低H₂消耗的同时,能够让氧化亚铁硫杆菌更易获取H₂,进而分泌更多胞外有机物,提高浸出效率。本研究结果可为无泡出气中空纤维膜在氧化亚铁硫杆菌还原溶解黄钾铁矾类矿物的应用提供参考。