生物炭的制备及其镁改性对污染物的吸附行为研究

以小麦和玉米秸秆为原料,于不同温度下制备了生物炭样品,并采用氯化镁(MgCl_2)、乙酸镁(Mg(CH_3COO)_2)和硝酸镁(Mg(NO_3)_2)对秸秆及其生物炭进行改性.通过分析各生物炭产率、pH、元素分析、比表面积、CEC、XRD及FT-IR,探究了生物炭理化性质的变化规律.各样品对氨氮、Pb(Ⅱ)及乙草胺的吸附试验结果表明:小麦秸秆经Mg(CH_3COO)_2改性后得到的生物炭的饱和吸附量最大;对3种吸附质的吸附过程均符合准二级吸附动力学方程;低浓度下吸附过程均可自发进行,对氨氮的吸附符合Langmuir模型且以离子交换作用为主,对Pb(Ⅱ)的吸附符合Freundlich模型且以离子交换作用为主,对乙草胺的吸附符合Langmuir模型且以分配、氢键和π-π电子受体供体作用为主.     

天津地区典型家用生物质颗粒采暖炉污染物排放分析

为调查研究天津市家用生物质颗粒采暖炉的污染物排放性状,同时为政府的政策制定提供技术依据,研究了天津地区生物质燃料成分和采暖炉不同运行负荷对污染物排放的影响.结果表明：稻杆和棉杆两种成型燃料在同一采暖炉的相同工况下燃烧时,稻杆灰分含量较棉杆高,造成较高的烟尘和CO排放,同时稻杆较棉杆S元素含量低,导致SO₂排放较低.棉杆成型燃料在同一容量的采暖炉上燃烧时,随着燃烧器负荷的增加,CO和SO₂的排放增加,NO_x的排放减少.两种生物质成型燃料在该采暖炉上燃烧排放的挥发性有机物的主要种类均依次为酮类、苯系物、醛类.本工作试验用家用生物质颗粒采暖炉运行过程中NO_x、CO、SO₂、烟尘的平均排放值分别为672.70,2297.94,124.00,109.35mg/m³,存在污染物排放超标的现象,可通过增添水浴除尘设施,合理调节不同燃烧负荷下的风机送风量,维持适宜过量空气系数,以降低污染物排放.同时还需制定合理的标准和政策加强对家用采暖炉和成型燃料质量的监管.     

某退役溶剂厂有机物污染场地燃气热脱附原位修复效果试验

热脱附技术一般用于土壤中有机物的异位修复,然而对于受有机物污染较深土壤的原位修复却鲜有报道.本文以某退役溶剂厂土壤中苯、氯苯和石油类为目标污染物,运用燃气热脱附技术进行原位修复.本文介绍了燃气热脱附技术的工艺设计流程,针对场地目标污染物进行燃气热脱附的工程化试验,结果显示热脱附处理后土壤中苯、氯苯和石油类最高去除率接近100%.本文还探讨了温度、停留时间、土壤含水率和土壤质地对热脱附效率的影响,发现在温度和停留时间相同情况下,含水率较小、孔隙率较大的粉砂土热脱附效果更好.试验表明,燃气热脱附原位修复技术处理场地挥发性有机污染物效果良好,可以进行大规模的实际运用.     

城市立体交通系统中污染物传播特性数值模拟

构建了一个包含交通转盘、隧道、高架桥和下沉式公交站的立体交通几何模型,建立了该系统中流体流动与污染物传播的耦合数学模型,数值分析了环境风变化时,该系统中流体流动与气态污染物的传播规律.结果表明,环境风向的变化直接改变了公交站区域流体的流向途径,在公交站区域;北风时的平均污染物浓度是西风时的3.5倍,而在转盘中央区域,北风时平均污染物浓度是西风时的5倍.西风时,环境风速从0.5m/s增加到3.5m/s,东侧公交站区域的平均污染物浓度减少95.21%;交通隧道内,环境风速的增加使空气流通速度增加,污染物浓度迅速降低.     

2种有机污染物对鲈鱼生化标志物系统的影响及作用评价

实验生态条件下筛选了鲈鱼的一组生化标志物组成生化标志物系统,研究其对不同有机污染胁迫的响应差异.将鲈鱼分别暴露于2种有机污染物:0.1 mg/L、1 mg/L的十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和2μg/L、20μg/L的苯并[a]芘(B[a]P),研究长时间(18 d)、亚致死污染胁迫下鲈鱼生化标志物系统各组分:肝脏组织抗氧化酶中的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(Gpx)、谷胱甘肽(GSH)、谷胱甘肽硫转酶(GST)以及诱导型一氧化氮合酶(iNOS)和脑组织中乙酰胆碱脂酶(AChE)活性的变化,同期检测了热激蛋白70(Hsp70)表达的变化,并对所得到的结果进行了主成分分析(PCA).结果表明,①与未受胁迫的对照组相比,B[a]P胁迫能够显著诱导鲈鱼体内的SOD、GST、Gpx活性以及GSH含量的变化(p0.05),但对其它几种酶的活性影响并不明显;SDBS胁迫对CAT、Gpx、iNOS和AChE活性的诱导作用明显,但对SOD、GST和GSH的影响较小.Gpx是对2种污染物胁迫响应最灵敏的一种生化标志物.②同时测定了不同胁迫条件下鲈鱼血细胞Hsp70表达的影响,结果发现其在SDBS胁迫组中的表达始终高于对照组,而B[a]P在胁迫前期能诱导Hsp70表达升高,以后逐渐下降至对照水平.③鲈鱼的生化标志物系统的不同组分对不同种类的污染胁迫响应有明显差异,对结果进行主成分分析(PCA)后发现,基于PCA和生化标志物系统的研究方法能有效区分不同污染因子的作用,可能在海洋环境污染的早期、预警性评价中具有良好的应用前景.     

分析裂解技术在砂型铸造空气污染控制中的应用研究

采用分析裂解技术模拟砂型铸造过程中原材料的热解过程,并采用GC-FID/MS等对分析裂解产生的挥发性有机物与危险性空气污染物进行了分析.通过与实际铸造过程中产生的空气污染物的对比发现,分析裂解与实际铸造过程中产生的空气污染物在种类与构成上都十分相似,主要由苯、甲苯和酚组成.此外,采用分析裂解技术比较不同原材料的空气污染物产生量,可以准确地预测使用不同原材料进行铸造生产时的空气污染物相对变化趋势.分析裂解与实际铸造的空气污染物检测结果均表明,与传统的酚醛树脂黏合剂相比,采用新型的无萘型酚醛树脂黏合剂进行铸造,可减少50%以上的多环芳烃污染物;采用动物蛋白质胶型黏合剂可减少90%以上的危险性空气污染物.与传统的在试验性铸造厂进行小规模实际铸造,并对空气污染物进行检测以获取原材料空气污染物清单的方法相比,分析裂解技术可以更为快速和准确地建立原材料的空气污染物清单,比较不同原材料的空气污染物的相对变化趋势,从而为铸造企业选用合适的清洁原材料以及新型清洁原材料的研究和改进提供理论指导和科学依据.     

十六烷基三甲基季铵盐-乙硫醇铵盐复合改性膨润土吸附性能研究

用十六烷基三甲基季铵盐(HDTMA)和乙硫醇铵盐(AET)双阳离子同时复合改性内蒙钙基膨润土(NMB),制得新型吸附材料HDTMA-AET-NMB.利用X射线衍射(XRD)、热分析(TG-DTA)、红外光谱(FT-IR)及N2-BET等测定发现,复合改性膨润土的表面性质和层间结构已发生显著改变.对重金属离子Cd2+和对硝基苯酚(PNP)的吸附研究表明,HDTMA-AET-NMB能协同吸附混合水溶液中的目标污染物,对水中重金属离子的吸附机理是膨润土层间的AET与被吸附的Cd2+形成了稳定的配合物;对水中对硝基苯酚的吸附源于其在长碳链疏水介质中的分配.复合改性膨润土可望应用于重金属-有机物混合废水的处理.     

水源地藻类及藻毒素同时去除的效果及机制分析

利用组合载体对太湖梅梁湾水源地水体中藻类及藻毒素的同时去除试验表明:检测水源地水体中藻量、Chl-a、TMC的含量各为(31.67～78.27)×106个.L-1、32.58～102.67μg·L-1、1.79～11.97μg·L-1.在水力停留时间为7d、组合载体的密度为13.1%的条件下,组合载体AP对藻量的平均去除率达到了59.78%,对Chl-a的平均去除率达到了80.82%,对TMC-LR、TMC-RR、EMC-LR、EMC-RR的降解率最高能达到99.73%、97.10%、100%、75.44%.对其去除机制的研究表明,组合载体AP对总细菌的富集能力达到了8.3×1011～35.6×1011cells.g-1,比湖水本底值中细菌的总数高出了8～9个数量级.对除藻及藻毒素过程中的优势菌种,经过培养、分离,考察其形态、生理生化特性,利用聚合酶链反应(PCR)、16S rRNA序列分析技术,经鉴定确认该优势菌株为假单胞菌属(Pseudomonas sp.)和芽孢杆菌(Bacillussp.).组合载体AP上富集的大量微生物,它们的协同降解作用是去除藻及藻毒素的主要作用机制.     

芦苇根际微环境对潜流人工湿地氮与COD去除性能的影响

构建了3个小型潜流人工湿地,一个不种植物作为对照;另2个栽种芦苇,其中一个湿地在芦苇根部埋设300目尼纶网制成的根袋,以区分根际与非根际环境.采用人工配水,研究了稳定运行期的人工湿地对COD、N的去除性能.结果表明,3个湿地对COD、N的去除场所主要位于湿地前端,且COD与N的去除具有沿程同步性.在进水C/N=5时,对照湿地、芦苇湿地和根袋湿地对NH⁺₄-N和TN的去除效率分别为66.2%、94.2%、82.2%和67.2%、90.7%、76.1%,具有同步硝化反硝化现象;对COD的去除效率分别为56.2%、80.9%、72.7%.试验中,3个湿地沿程水样的C/N值均大于5,表明碳源供应较充足.通过在湿地中预埋铂电极和土壤溶液采样器的方法,测定了根际土壤与非根际土体土壤ORP以及土壤溶液中的有机物含量（以TOC表征）.结果表明,湿地前端根际土壤ORP明显高于空白湿地和湿地土体土壤,差值分别为11～311 mV、62～261 mV.根系分泌物显著增加了植物湿地中有机碳的供应,根际土壤与非根际土体土壤中TOC含量分别为21.3～54.6 mg·L^-1和6.65～12.0 mg·L^-1.正是湿地植物根际环境中较高的氧化还原电位以及充足的碳源供应,使得植物湿地的脱氮效果好于对照湿地.     

森林生态系统在节能减排中的重要作用

工业革命以来,全球性生态问题日趋严重,气候变暖、水土流失、环境污染、森林植被遭破坏、生物多样性减少等突出问题,严重影响着人类的生存和经济社会的可持续发展。科学研究证明,大量的工业污染物和有害废弃物累积于大气、水体、土壤和生物圈中,特别是大量化石燃料燃烧释放的污染物和温室气体进入自然界,超出地球系统的正常承载阈值,是诱发全球性生态危机的主要原因。