泡沫镍负载Pr-N共掺杂TiO2的制备及其光催化性能

以泡沫镍为载体,钛酸丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备Pr-N共掺杂TiO2光催化剂。利用X射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射光谱(DRS)、扫描电镜(SEM)对催化剂进行表征,结果表明,Pr和N的掺杂抑制了TiO2从锐钛矿晶型向金红石晶型的转变,提高了催化剂在可见光区的吸收能力。以孔雀石绿为目标模型化合物,利用正交实验得出当n(Pr)∶n(N)∶n(Ti)为0.0020∶0.2∶1、焙烧温度为400℃时制得的催化剂活性最高。同时,考察了Pr-N共掺杂、Pr掺杂、N掺杂及TiO2对孔雀石绿降解并利用傅立叶红外光谱对降解产物进行分析,实验表明,Pr-N共掺杂之后催化剂对孔雀石绿的降解率较改性之前提高了1.6倍。     

电沉积处理电解锌漂洗废水的实验研究

采用电沉积技术对电解锌漂洗废水进行初步处理,以求达到废水回用和重金属锌的回收。研究了电沉积法处理含锌废水过程中各个影响因素对电沉积效果的影响,并且设计了正交实验。结果表明,极板间距、槽电压、进水pH、极板材料等对二维电沉积处理模拟废水具有显著影响。适宜的电沉积条件是：极板间距20 mm、槽电压5～6 V、阴极板材料为铝板、电沉积时间为30～45 min。     

多因素影响下尾矿库坝体沉积特性的试验研究北大核心CSCD

为了研究尾矿颗粒的沉积特性,基于四川某尾矿库进行颗粒取样,并利用室内筛分试验和恒定水流理论对尾矿颗粒的沉积特性进行分析。研究结果表明:干滩面上的沉积规律宏观上表现为前粗后细的规律,并可概化为"粗化—缓慢细化—细化"的变化过程,局部位置出现粒径的突变;干滩面上不同位置均出现了临界粒径,而该粒径的出现标志着某一粒径尾矿含量的显著增多;堆积坝体的颗粒粒径整体呈上粗下细的规律,不同深度位置有夹层、互层、交错层等现象出现;尾矿颗粒的分离流速随着尾矿粒径的增大而变小,而重力与水流拖拽力呈三次线性关系;当选矿工艺一定时,尾矿颗粒在干滩面上的沉积与颗粒流速成正比,和干滩坡度、尾矿粒径成反比。     

废物水泥窑共处置产品中重金属释放模型研究——混凝土路面场景

通过模拟煅烧试验制取水泥熟料,并制得混凝土样品。在混凝土路面场景分析的基础上,参照欧盟固体中无机组分有效量测试方法(EA NEN7371),以pH=3.2的HNO3/H2SO4溶液(质量比为1∶2)为浸取液,在液固比为20 L/kg条件下,对混凝土样品进行模拟浸出实验;参照欧盟块状材料中无机组分的扩散实验方法(EA NEN7375)测定混凝土样品中重金属的有效释放量。模拟浸出实验结果表明,Cr、Ni和Cd在浸出过程中扩散控制是其释放的主要因素。在此基础上建立了重金属在混凝土路面中的释放模型。实验室实测累积释放量(实测值)与模型预测累积释放量(预测值)的拟合检验结果表明,实测值与预测值之间差异不显著,释放模型能较好地预测混凝土路面中重金属的长期累积释放量。     

优先流作用下的胶体-Pb的复合共迁移研究

采用长春市具有代表性的阶地农田的粘壤土和黄土台地的粉壤土为基质,以提取的土壤胶体为对象,用实验室土柱淋滤方法定量研究了优先流作用下胶体对Pb垂直迁移的影响能力.该研究既说明了优先流的作用,又进一步说明了优先流下胶体-Pb复合共迁移的作用.结果表明,2种土壤胶体对Pb的迁移都具有不同程度的促进作用,优先流无论对水流速度还是溶液中Pb的迁移都具有显著的影响.农土和黄土土柱的优先流平均水流速度分别是对照组(基质流)的2.07、1.63倍.无论有无胶体存在,具有优先流的土柱中Pb迁出率都比无优先流的土柱中Pb迁出率大,农土和黄土土柱中优先流和胶体共同作用下对Pb迁移的促进能力分别是对照组(无优先流和胶体作用)的1.90、1.26倍.     

渤海湾潮间带表层和柱状沉积物中有机氯农药的沉积记录

测定了渤海湾潮间带表层和柱状沉积物样品中有机氯农药(OCPs)浓度,探讨了OCPs的垂直分布特征,结合柱状沉积物测年结果,研究了该区域OCPs的污染历史。结果表明,潮间带表层沉积物样品中OCPs为78.51～172.10 ng/g(以干质量计,下同),平均值为112.92 ng/g;六六六(HCHs)、滴滴涕(DDTs)、七氯的检出率和残留量均较高,其中HCHs为8.08～56.33 ng/g,平均值为26.35 ng/g;DDTs为5.18～45.02 ng/g,平均值为28.25 ng/g;七氯为10.15～77.16 ng/g,平均值为48.33 ng/g。该区域20世纪50年代开始使用OCPs,70年代达到最高峰。成分分析的结果表明,可能存在着DDTs类物质的输入。     

太湖洑东流域陆地侵蚀与入湖物质通量的定量关系研究

在太湖流域选择了一个典型的半封闭洑东小流域,通过对该流域及入湖口区域沉积物的元素和同位素地球化学研究,建立了反映流域陆地侵蚀与入湖物质输入量之间的定量关系模型。研究结果表明:近40 a来洑东流域的入湖物质通量约为6074 t/a,与实际监测结果一致。根据流域土地利用类型和土壤侵蚀速率的分布,估算出流域土壤侵蚀总量为25670 t/a,说明侵蚀总量的237%进入湖泊,其余在河道或土地内部沉积下来。近40 a来太湖宜溧河湖交界区入湖物质通量〖WTBX〗（Q）与流域土壤侵蚀速率（E）和流域面积（A）的数学关系为：E=422Q/A。〖WTBZ〗结合湖泊沉积物来源分析结果,计算出流域内不同土地利用类型的平均土壤侵蚀速率,林地、茶园和水田的土壤侵蚀速率分别为1266、58355和17293 t/（km2·a）。该结果与¹³⁷Cs示踪法计算结果基本一致,表明利用湖泊沉积记录可以较好地反演流域不同土地类型土壤侵蚀量及其入湖营养通量的变化。     

缺氧条件下含氮杂环化合物吲哚和吡啶的共代谢研究

以含氮杂环化合物吲哚和吡啶为研究对象,在传统的缺氧反硝化机理研究基础上,通过向配制废水中加入硝酸盐氮,研究吡啶和吲哚在缺氧条件下的共代谢作用.结果表明,吡啶和吲哚缺氧共代谢的最佳碳氮比为8.4～8.9之间.硝酸还原酶适宜作用的环境条件为:温度28℃,pH值7.0～7.5.吡啶的加入有利于硝酸还原酶活性的提高,吡啶对吲哚的缺氧降解有协同作用.在最佳碳氮比条件下,当吲哚起始浓度为150mg/L,吲哚和吡啶的浓度比例为1～10之间时,吲哚的降解符合零级动力学规律,反应过程中亚硝酸盐氮基本没有积累.当吡啶和吲哚的浓度比小于0.25时,随着吡啶浓度比例的提高,硝酸还原酶活性及吲哚降解速率的增长较快;当吡啶和吲哚的浓度比大于0.25时,硝酸还原酶活性及吲哚降解速率的增长变得比较缓慢.     

稻虾共作模式下秸秆还田对稻田氨挥发的影响

稻虾共作模式是我国长江中下游地区一种新兴的稻田复合种养生态模式。基于田间试验,采用通气法研究冬泡无秸秆还田、冬泡+秸秆还田和冬泡+秸秆还田+养虾处理对稻田氨挥发损失的影响,以期为评估稻虾共作模式稻田氮素损失提供数据支撑。结果表明,水稻季氨挥发量占当季施氮量的5.84%～6.49%,主要发生在水稻基肥期和分蘖肥期,且以分蘖肥期氨挥发损失占分蘖肥比例为最高;相对于冬泡秸秆不还田处理,冬泡+秸秆还田处理增加了基肥期氨挥发通量和氨挥发损失量,但在分蘖肥期和穗肥期的氨挥发损失量有降低趋势;在冬泡+秸秆还田基础上养殖克氏原螯虾,基肥期氨挥发损失量降低15.01%,但穗肥期氨挥发损失量增加29.09%,且差异均达到显著水平(P0.05),但氨挥发总损失量与冬泡+秸秆还田处理之间差异未达显著水平;氨挥发通量与田面水NH_4~+-N浓度、田面水pH均呈极显著正相关(P0.01)。可见,稻虾共作模式下秸秆还田虽然未降低氨挥发总量,但改变了不同施肥期氨挥发特点,这为优化稻虾共作模式下施肥方式和降低稻田氨挥发提供了数据支撑。     

后官湖沉积物多环芳烃现状及沉积记录研究

为探究武汉市后官湖沉积物多环芳烃(PAHs)污染现状及其沉积记录,该研究于2020年9月在后官湖采集了7个表层沉积物和1根沉积柱样品,通过²¹⁰Pb和¹³⁷Cs联合定年法构建了后官湖沉积柱年代序列。利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)分析了16种优控PAHs含量,并采用特征比值法对PAHs来源进行解析。结果表明,后官湖表层沉积物PAHs平均浓度为(247.90±32.01) ng/g,属于中等污染水平,以3环和4环PAHs为主,空间分布无显著差异。后官湖沉积柱沉积速率为0.73 cm/a,采集的沉积柱可反映近160年来的沉积过程。沉积柱中16种PAHs平均含量为56.84 ng/g,污染水平较低。根据PAHs的组成特征,将沉积过程分为4个阶段。各阶段PAHs的组成特征差异明显,反映出不同历史时期能源结构的转变。21世纪之前,PAHs含量和GDP、常住人口等社会经济指标之间存在显著正相关关系;而近年来,PAHs含量则主要受蒸发量和气温等气象条件影响,表明随着我国对生态文明建设的重视,武汉市生态环境保护取得了一定的成效。