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。     

重金属絮凝剂DTMPAM去除Cr (Ⅵ)的性能与机理

以二硫代羧基化羟甲基聚丙烯酰胺（DTMPAM）作为高分子絮凝剂,研究DTMPAM对水中Cr （Ⅵ）的去除性能,考察了DTMPAM投加量、pH值、Cr （Ⅵ）初始浓度以及共存浊度、无机物质、有机物质对DTMPAM处理含Cr （Ⅵ）废水性能的影响.结果表明,DTMPAM在酸性条件下对不同Cr （Ⅵ）初始浓度的含Cr （Ⅵ）水样均具有良好的去除效果,且Cr （Ⅵ）的去除率随着体系初始pH值的降低而升高;当pH值为3.0时,DTMPAM对Cr （Ⅵ）初始浓度为5,15,25和50mg/L水样中Cr （Ⅵ）的最高去除率分别达到94.78%,96.52%,96.53%和97.49%.共存浊度对DTMPAM去除Cr （Ⅵ）具有抑制作用.在低DTMPAM投加量下,共存无机阳离子K⁺、Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺,共存无机阴离子SO₄^2-、NO₃^-、Cl^-,以及共存有机物质柠檬酸钠、乙酸钠、三氯乙酸和氨基乙酸等对DTMPAM去除Cr （Ⅵ）均具有一定的抑制作用;而在高DTMPAM投加量下,这些物质的存在会对DTMPAM去除Cr （Ⅵ）表现出较小的促进作用.无机阳离子Fe³⁺、Ni²⁺、Ba²⁺的存在对DTMPAM去除Cr （Ⅵ）具有较明显的抑制作用,其中Ba²⁺的抑制作用最显著.红外光谱和能谱分析显示,DTMPAM高分子链上的二硫代羧基可将水样中Cr （Ⅵ）还原为Cr （Ⅲ）,Cr （Ⅲ）进一步和DTMPAM分子链上的二硫代羧基、胺基发生螯合反应形成絮体.     

极端油藏微生物多样性分析

文章通过对哈得油田超高温、超高盐油藏油水样品中微生物种类多样性和优势菌群的研究,考察极端油藏内源微生物的分布特征,探讨生物采油技术在超高温、超高盐油藏条件下的应用可行性。采集哈得油田HD1-1H、HD1-9H、HD1-15H、HD1-21H和HD1-23H 5组水平井油水样,利用第二代高通量测序技术测定油水样品内微生物的16S rDNA V3-V4变异区序列,应用QIIME软件整理和统计样本序列数目和操作分类单元(OTUs)数量,分析物种的丰度、分布和多样性,以及不同井微生物物种多样性丰度的差异。哈得油水样中内源微生物资源丰富,5组油水样属水平的微生物类群数分别为196、199、184、212和220,微生物在分类种类和所占比例上具有显著差异。优势菌群中有多种明确的采油功能微生物,如芽孢杆菌属、假单胞菌属、乳球菌属等。该研究明确了哈德油田具有较丰富的微生物采油物质基础,丰富了对超高温、超高盐极端油藏微生物多样性的认识,拓展了生物采油技术在极端油藏中的应用范围。     

长三角部分水源水氯化消毒后卤乙酸形成的多元回归模型研究

以长三角比较有代表性的3处水源(太湖、钱塘江、金兰水库)为实验对象,研究不同消毒条件下9种卤乙酸(haloacetic acids,HAAs)的形成及其影响因素,并通过建立多元回归模型来评估水源水氯化后HAAs的形成.结果表明:HAAs的形成水平依次为太湖钱塘江金兰水库,且均以二卤乙酸(dihaloacetic acid,DHAA)、三卤乙酸(trihaloacetic acid,THAA)为主.二氯乙酸(dichloroacetic acid,DCAA)、总二卤乙酸(ΣDHAA)、HAA5(USEPA规定的5种HAAs)、HAA9(9种HAA的简称)的回归模型具有良好的预测潜力,准确率达83.3%~94.4%,而三氯乙酸(trichloroacetic acid,TCAA)、一溴二氯乙酸(bromodichloroacetic acid,BDCAA)、ΣTHAA(总三卤乙酸)模型的预测准确率较低,只有47.2%~61.1%.根据偏相关系数分析,影响DCAA、ΣDHAA、HAA5的关键的因子是溶解性有机碳;影响TCAA、ΣTHAA、HAA9的关键的因子是投氯量;影响BDCAA形成的最关键因子是溴离子.     

芥子气酶法洗消及烷基卤脱卤酶分子改造进展

高效降解糜烂性毒剂芥子气一直是洗消技术研究的难点,传统的化学法洗消产物有毒,洗消剂腐蚀性强,而且无法用于皮肤洗消。该文综述了芥子气的酶法洗消研究进展,针对生物酶在战场洗消时的实际问题,进一步综述了蛋白质工程对烷基卤脱卤酶(HLDs)改造的研究方法和成果。其中,通过改变底物结合位点、进出通道和帽结构上的残基不仅可以更深入了解酶结构与功能的关系,而且可以挖掘出降解活性和热稳定性都大幅提高的良性突变体,是HLDs蛋白质工程改造的热点。     

夏季北戴河海域COD环境容量研究

应用Mike 21软件建立了北戴河海域水动力与污染物输运数学模型,模型范围包括人造河、洋河和戴河3条入海河流。然后采用实测潮流和化学需氧量（COD）浓度对数学模型进行了验证。最后通过对河流不同的源强削减方案进行模拟和比较分析。研究结果表明:2013年8月戴河口、洋河口和人造河口海域的COD环境容量分别为375.076 t、346.803 t和309.833 t,其中洋河源强削减最大,人造河次之,戴河最小;各河口单独削减相同比例的COD源强在近岸海域产生的超标面积不等,水体交换能力较弱的戴河削减效果较洋河和人造河更显著;随着源强削减比例增加,超标面积减小,但减幅变低。     

我国环境立法的六大问题——基于生态文明观的检视

我国的环境立法整体上是以环境保护观、可持续发展观为指导的,若以生态文明观审视之,发现尚存在如下突出问题:环境、资源、生态三大支柱的制度发展不平衡,"尊环境,重资源,轻生态"的问题较为突出;社会、文化"发展生态化"的制度建设不足,"生态资本化"和"环保产业化"方面的制度发展缓慢;缺乏国土空间利用格局的理念,对生态空间的保护不力;未按照利益衡平的原则妥善处理经济利益与环境利益的冲突;未对环境权进行确认,对资源权的规定还不够健全;立法体系上缺乏龙头法和基本法,法律生态化建设尚不充分等。今后,应全面树立生态文明观的指导地位,系统推进我国"第三代环境法"的形成和发展。     

简单放热化学反应体系热安全性研究判据

许多危险化学物质在发生热化学反应的同时通常会放出热量,如果能量不能有效释放就可能引起火灾和爆炸事故,考虑到化学物质对热的响应方式非常复杂,从分析绝热条件下化学物质的热化学反应动力学入手,利用化学物质的物理化学特性参数计算化学反应体系在绝热条件下发生热化学反应的温升速率dT/dt,进而获得有关的动力学因子A,E等。结果表明,尽管在近似绝热条件下化学反应体系的热化学反应与其本身的特性和反应容器有关,但温升速率dT/dt只与物质的物理化学特性参数有关。含氯酸钾的几种简单放热反应体系的ARC实验结果进一步验证了这一结论。因此,同一种化学物质与不同物质构成的多元混合反应体系在相同近似绝热条件下的热化学反应特征参数,可以作为判据用来比较并评价体系的相对安全性,该判据对表征热化学反应的难易程度以及物质的相对安全性起到一定的指导意义。     

三氯乙醛的光降解反应研究

研究了太阳光照下,水溶液中FeC l3-三氯乙醛的光化学反应速率,采用紫外分光光度计定时对含有不同浓度Fe（Ⅲ）的溶液进行实验测定,并根据三氯乙醛标准溶液曲线进行分析。实验结果表明,在波长为480nm的紫外光照射下：室内自然光下含有Fe（Ⅲ）和室外太阳光下不含Fe（Ⅲ）的三氯乙醛溶液中,三氯乙醛的浓度基本保持不变;但在室外太阳光下含有Fe（Ⅲ）的三氯乙醛溶液中,三氯乙醛的浓度随着Fe（Ⅲ）浓度的增加而减小。由此表明,Fe（Ⅲ）是三氯乙醛光化学反应的催化剂,FeC l3-三氯乙醛的光化学反应随着Fe（Ⅲ）浓度的增加而加快。     

纳滤膜去除内分泌干扰物/医药化合物研究进展

如何有效去除水中内分泌干扰物、医药活性化合物等有机微污染物的研究逐渐增加,其中,纳滤膜由于其较高的去除率得到了广泛关注。但由于纳滤膜去除这些物质的分离机理较为复杂,有时并不明确,给实验带来较大困难。文章总结了纳滤膜去除水中内分泌干扰物/医药活性化合物的典型应用及其三种分离机理——筛分作用、电荷作用、吸附作用,并对去除过程中所产生的问题和解决方案加以总结。为今后纳滤膜去除内分泌干扰物/医药活性化合物的研究提供参考依据。