不同环境条件下水铁矿和针铁矿纳米颗粒稳定性

纳米颗粒的团聚和分散是控制许多重要环境过程的关键因素.本研究通过测定水铁矿纳米颗粒(FHNPs)和针铁矿纳米颗粒(GTNPs)的粒径和Zeta电位,计算DLVO相互作用能,探究了不同pH、离子和有机质条件下两种纳米颗粒的稳定性.结果表明Na~+和Ca~(2+)通过离子强度的作用促进FHNPs和GTNPs团聚;低浓度PO_4~(3-)(2mmol·L~(-1))、HA和FA(2 mg·L~(-1)和10 mg·L~(-1))吸附在铁矿物纳米颗粒上,改变其表面电荷,提高FHNPs和GTNPs在中高pH条件下的稳定性.高浓度的PO_4~(3-)(10mmol·L~(-1))虽然也可改变铁矿物纳米颗粒的电性,但由于离子强度的作用,对GTNPs的稳定性贡献不大.FHNPs或GTNPs的Zeta电位接近于0时,其相互作用的一级势垒和次级势阱常常同时不存在,两种纳米颗粒主要以不可逆的方式在一级势阱中团聚;当一级势垒和次级势阱同时存在时,次级势阱造成的可逆FHNPs和GTNPs团聚比例会增大.本研究结果为进一步考察FHNPs和GTNPs的环境行为和它们在负载污染物迁移中的作用提供数据支撑.     

碳黑改性TiO_2薄膜光催化剂的稳定性研究

固定化光催化剂的稳定性一直是限制光催化氧化技术实用化的关键因素之一。通过环管型连续流反应器对所研制的碳黑改性TiO2薄膜光催化剂在长期使用中的稳定性进行了研究,探讨了光源、有机物负荷、阴离子对光催化剂稳定性的影响,并对不同负荷下光催化剂表现出的稳定性进行了动力学描述。试验结果表明,该催化剂在254 nm光源和低负荷条件下具有很好的稳定性,在活性艳红X-3B水溶液的光催化降解试验中,4个月内活性保持不变,并且不受水中的SO42-、NO3-以及硬度、碱度的影响。     

水中C60纳米颗粒的稳定性研究

以两种C60纳米颗粒悬浮液为对象,研究贮存时间、pH、电解质和有机物等因素对其稳定性的影响.结果表明,溶剂替换法制备的C60纳米颗粒(C60/son)稳定性优于延时搅拌法(C60/aq),可长时间保持稳定;pH升高可使C60纳米颗粒稳定性增强;电解质投加可使C60纳米颗粒的|ζ|减小、粒径增大,促进凝聚的发生;水中C60纳米颗粒凝聚过程可分为慢速凝聚和快速凝聚两个阶段,符合经典胶体稳定性(DLVO)理论.C60/son的临界凝聚浓度:NaCl 321 mmol·L-1、KCl 316 mmol·L-1、MgCl29.6 mmol·L-1和CaCl26.7 mmol·L-1,C60/aq的临界凝聚浓度:NaCl 295 mmol·L-1、KCl 278 mmol·L-1、MgCl27.8 mmol·L-1和CaCl25.9 mmol·L-1,均远高于其在天然水体中的浓度;腐殖酸存在可通过空间位阻效应显著增强水中C60纳米颗粒的稳定性,这表明C60纳米颗粒可稳定存在于典型的水环境中.     

芘、镉单一及复合污染胁迫下土壤生态功能稳定性的影响机制

当前我国土壤污染的形势已十分严峻,各种污染物进入土壤导致农产品生态安全问题已不容忽视,土壤污染问题亟待解决.本研究将土壤的抵抗力、恢复力及稳定性作为土壤质量的评价指标,对土壤施加不同含量(含量比)梯度的芘(PYR)、镉(Cd)单一及芘/镉(PYR/Cd)复合污染,分别从微生物活性、多样性和丰富度方面对土壤生态系统进行系统的描述,并构建模型来描述Sb与PYR、Rt与Cd的剂量-效应关系.结果表明,不同类型污染物在土壤的扩散过程中均会对土壤DOC含量造成一定程度的削减,且在PYR/Cd复合污染中污染物的含量比值与DOC含量的降低速度呈反比例关系;PYR、Cd单一污染处理下,土壤微生物量和微生物菌落数均随着污染物含量的增加而降低;在PYR/Cd复合污染中,PYR/Cd比值大小与Rt呈负相关且其中Cd对微生物的抑制作用占有主导地位;此外本研究对显著相关的两组数据:PYR含量与稳定性、Cd含量与抵抗力构建了回归预测模型,其中二项式模型均可较好描述PYR、Cd胁迫下与上述稳定性参数的剂量-效应关系.     

BS-CTMAB复配修饰膨润土的稳定性

为了探究两性阳离子复配修饰膨润土的解吸稳定性,采用阳离子型表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)对两性表面活性剂十二烷基二甲基甜菜碱(BS-12)修饰后的膨润土进行复配修饰,批处理法研究Na Cl溶液解吸下的土样稳定性,并对比温度、p H和盐溶液浓度对解吸的影响.结果表明:在相同BS-12修饰比例下,BS-CTMAB复配修饰膨润土的稳定性随CTMAB复配修饰比例的增加而减小;在相同CTMAB的修饰比例下,100%BS复配的土样相比50%BS稳定性更佳.解吸液p H和Na Cl溶液浓度的升高、温度的降低均促进土样稳定性增强;Na Cl溶液浓度、温度和p H值对BS-CTMAB复配修饰膨润土稳定性影响呈现为Na Cl溶液浓度最大,温度次之,p H值最小;100%BS+CT复配土样的解吸稳定性最好.     

煤矸石山复垦整形设计中的几个关键问题

煤矸石山复垦绿化是解决矸石山污染的一种有效途径,煤矸石山的复垦整形是绿化的基础。通过对国内外煤矸石山复垦整形进行总结,探讨了整形形状设计、边坡稳定性分析、排水系统设计、边坡加固和防侵蚀的措施等,为今后的煤矸石山复垦整形提供参考。     

景观生态学在区域环评中的应用

采用生态环境影响评价中的景观生态学方法，应用景观生态学的基本观点和原理，通过对攀枝花市高耗能工业园区建成前的生态调查，从景观空间结构、恢复能力、内在异质性、绿地拼块之间的连通性等方面，对该工业园区的生态质量及变化趋势作出评价和预测，提出园区生态建设应注意的问题和采取的措施，为攀枝花市高耗能工业园区的生态建设和经济、社会的可持续发展提供理论依据。     

Synthesis of a novel humic acid-based polycarboxylic dispersant for coal water slurry

A novel humic acid-based polycarboxylic-type (HAP) dispersant for coal–water slurry (CWS) was successfully synthesized in aqueous solution from the copolymerization of HA, acrylic acid and maleic acid. The structure of HAP was characterized by Fourier transform infrared (FTIR), thermogravimetry (TG) and ¹H NMR. With HAP as a dispersant for Linfen coal slurry, the effects of the mass ratio of HA and monomer, initiator concentration, reaction temperature and reaction time on the HAP dispersant performance were discussed by examining the apparent viscosity of CWS. The results showed that CWS prepared withHAP dispersant performed excellent dispersity and stability. When the dosage of HAP was up to 0.5 wt.%, the apparent viscosity of CWS was 505 mPa·s. Experiments on the stability of CWS containing 0.5 wt.% HAP demonstrated that the penetration ratio reached 85.45 % after 96 h, which was higher by 12.87 % than that of CWS prepared with HA. And the CWS produced with HAP had lower dewatering rate within the storage time, which was less 1.85 % than that of CWS with HA when the storage time was 72 h. Furthermore, the maximum coal content of CWS with 0.5 wt.% HAP may reached 70 wt.%. This work found a new route for utilizing humic acid and enlarged the selecting range of the dispersant for CWS. It has a positive significance for protection of environment.     

AnMBR用于餐厨垃圾和剩余污泥共发酵的性能研究

通过连续实验和活性实验,系统地研究了厌氧膜生物反应器（AnMBR）在不同有机负荷（OLR）条件下处理餐厨垃圾和剩余污泥的效率、稳定性及动力学特征.结果表明,AnMBR在各工况下（OLR：3.22~12.92gCOD/（L·d））能够稳定运行.其中在OLR为6.48gCOD/（L·d）时运行性能最优,其甲烷产量为（4335±2）mL/d,甲烷产率为（361.2±0.2）mLCH₄/gCOD_removal,COD的去除率维持在（98.6±0.9）%,pH值稳定在7.71±0.03.当OLR超过12.92gCOD/（L·d）,反应器内挥发性脂肪酸（VFA）达到了6108mgCOD/L.膜污染以滤饼层污染为主;利用高通量测序（HTS）探究了系统中微生物的演变情况,Levilinea菌是优势细菌属,在OLR为6.48gCOD/（L·d）时其相对丰度最高（20.1%）,Methanosarcina菌是优势古菌属,随着OLR增加相对丰度均维持在67%以上;比产甲烷活性实验表明随着OLR的增加,产甲烷菌对乙酸的降解能力不断提高.研究结果将为AnMBR处理餐厨垃圾和剩余污泥共发酵系统的最优工况选择提供参考依据.     

基于垂直加密观测的北京地区霾和沙尘复合污染形成条件分析

为了弄清蒙古气旋外围出现的霾和沙尘复合污染特征及其形成的关键气象条件,本研究利用多种遥感设备（增强型云高仪、风廓线雷达和微波辐射计等）垂直加密观测数据,结合大气主要污染物（PM₁₀、PM_2.5、SO₂、NO₂）监测数据、加密自动气象站观测数据,以及常规地面和高空气象观测数据、NCEP再分析数据等,分析发生在北京春季的2次霾和沙尘重污染过程.结果表明,2017年5月4—5日为一次PM₁₀和PM_2.5混合污染过程,与上游地区强烈发展的蒙古气旋后部风沙区的输送有关.上游地区因受中-低空西来槽影响上升气流加强,使沙尘细颗粒物（粒径≤10 μm）悬浮于空中,由中-低空偏西风输送至下游地区,被北京及附近的弱下沉气流带至地面造成严重的PM₁₀、PM_2.5混合污染.其中,地面偏西风对上游地区的PM₁₀、PM_2.5的水平输送作用明显;2018年3月27—28日凌晨是受蒙古气旋底部低压区辐合作用和偏南气流输送作用形成的积累型霾（PM_2.5）污染.28日凌晨2：00开始蒙古气旋后部沙尘区随东-西向冷高压南压而向南扩散.随后冷高压不断东移形成回流偏东风,偏东风使北京及西北部地区的低层大气产生辐合上升运动,导致本地尘土扬起,造成PM_2.5重污染和PM₁₀极严重污染;浮尘天气引发的大气污染具有突发性特征,且持续时间较长.边界层高度低、低层大气存在逆温层（或等温层）并长时间维持是霾和沙尘复合污染形成和持续的重要条件.霾和沙尘复合重污染的形成是人为污染物、沙尘细颗粒物水平和垂直输送,以及大气层结稳定共同作用的结果.