饮用水中典型含氮消毒副产物的生成与控制研究进展

含氮消毒副产物作为一类具有强“三致”作用的高毒性新兴消毒副产物,其生成和控制等相关问题是饮用水处理领域研究的重点和难点。典型的含氮消毒副产物有卤乙腈、亚硝胺、卤代硝基甲烷及卤乙酰胺,在总结这类消毒副产物的生成机制和去除手段的基础上,针对其浓度低、极性强造成富集难、去除率低的瓶颈问题,分别从新材料、新技术研发及工艺优化组合方向提出了消除含氮消毒副产物问题的研究重点,展望了新型纳米功能材料耦合电化学技术处理含氮消毒副产物的发展前景,为解决强“三致”作用的高毒性新兴含氮消毒副产物问题提供参考。     

Pb污染土壤的钝化处理及Pb形态转化研究

将矿粉∶水泥熟料∶硅粉以51∶9∶40的质量比混合配制钝化剂处理人工配置Pb污染土(Pb分别为500、10 000mg/kg),通过对固化体试件力学性能、Pb浸出特性及形态分布的分析,探究土壤钝化剂对Pb的钝化效果与钝化机制。结果表明,两种Pb污染土经钝化处理后,养护28d的固化体试件无侧限抗压强度均能达到2.0 MPa以上,满足填埋的强度需求。其中,低浓度固化体试件养护28d的Pb浸出质量浓度均在0.6mg/L以下,Pb的钝化率高达97%以上。高浓度固化体试件养护28d的Pb浸出质量浓度降至50mg/L以下,Pb的钝化率达87%以上。钝化处理后,土壤中的Pb从不稳定的酸可提取态、可还原态向稳定的可氧化态、残渣态转化,磷化物及氯化物的添加可以增强钝化剂对Pb的钝化效果。钝化剂水化生成钙矾石和水化硅酸钙,并与Pb发生化学吸附及同晶替代反应生成固溶体是Pb钝化的主要机制。     

溶气气浮过程动力学模型的分形观

凝聚／絮凝过程中形成的絮体通常具有分形几何结构，导致絮体的密度、渗透性发生了变化，从而对于固液分离过程(沉淀、气浮和过滤)带来很大的影响。本文基于前人对于絮体分形的研究成果，建立了絮体与微气泡之间接触碰撞的动力学方程、絮体／微气泡聚集体在水中上升的分形速率方程。絮体与微气泡间的相对尺度和流态的不同会有不同的碰撞机制，相应的动力学方程式与絮体的分形维数也有不同的关系。     

高效石油降解菌修复石油污染土壤与强化机制分析

利用定向驯化高效石油降解菌系对石油污染土壤进行为期120 d原位修复,考察生物强化修复效果、土壤理化性质和酶活性的变化,结合宏基因组测序及生物信息学分析揭示其强化机制.结果表明,与空白对照组(Ctrl)相比,生物修复组(Exp-BT)总石油烃降解率显著提升,增幅达81.23%; 高效石油降解菌生物强化修复期间土壤pH变化稳定,体系氧化能力提高,电导率处于适宜农业活动范围内; 脂肪酶和脱氢酶在修复期间保持较高活性; 另对初始污染土壤样本(B0)、驯化所得高效石油降解菌系样本(GZ)和生物修复后土壤样本(BT)的分析显示,门水平上变形菌门与放线菌门相对丰度增加17.1%,属水平上Nocardioides、Achromobacter、Gordonia和Rhodococcus等丰度明显上升,COG和KEGG物种与功能贡献度分析证明以上菌属对石油烃降解有重要贡献; 修复后土壤中发现高丰度的石油烃相关代谢酶及5个降解基因:alkM、tamA、rubB、ladA 和alkB,分析表明外源石油烃降解菌群的引入增强了微生物相关酶的代谢活性与相应功能基因的表达.     

掺氮生物炭活化过硫酸盐降解双酚A的研究

该文以悬铃木为生物质原料制备生物炭,以尿素为前驱体,采用不同的热解温度(400、500、600、700、800、900℃)制备含有不同活性组分比例的氮掺杂生物炭(NCX)。NCX作为催化剂被首次用来深入研究过一硫酸盐(PMS)和过二硫酸盐(PDS)降解水中双酚A(BPA)的不同活化机制。在PMS+NCX体系中,较低制备温度的NC500便能够表现出对BPA去除的优异催化性能,而在PDS+NCX体系中,随着温度的升高,NCX催化剂的催化性能逐渐提高。化学淬灭试验、电子顺磁共振以及NBT测试证明在PMS+NC500体系中¹O₂和O₂^·-是主要的活性氧物种(ROS),而在PDS+NC900体系中,O₂^·-是主要的活性氧物种。通过一系列的电化学测试,作者发现在两体系中降解BPA的过程中均存在非自由基途径(电子转移)。     

基于全局跨尺度时空注意力的深度神经网络海表面温度预测模型

海表面温度（sea surface temperature, SST）是海洋与大气之间相互作用的关键因素,海温控制着全球大气和海洋生态系统的变化。准确预测海表面温度的演变对治理全球大气系统和海洋生态系统都具有重要的意义。为了对SST数据的空间自相关性准确建模,本文提出了基于全局跨尺度时空注意力的深度神经网络海表面温度预测模型（deep neural network based on global cross-scale spatiotemporal attention, GCSA-DNN）。模型分为3个部分,从长时序数据中提取时序依赖特征的时序建模模块,从SST序列均值中提取空间分布规律特征的多尺度局部空间建模模块和基于全局跨尺度的时空注意力融合模块,实现每个网格点对全局自相关性的建模。本研究选择空间分布规律不同的东海和南海海域数据,对1981年9月1日至2022年4月7日美国国家海洋和大气管理局（nationaloceanicand atmospheric administration,NOAA）的数据进行了预测分析,共14829条数据,其中1981年9月1日至2021年8月31日的...     

热液中金的沉淀机理研究综述

金的沉淀机理是了解热液金矿床成矿机制的关键。本文总结了金从热液中沉淀机理的最新研究成果，介绍了各种主要含金配合物的溶解度拨制机制，阐述了矿物表面吸附／还原以及电化学富集等矿物表面作用对金沉淀行为的制约。     

颗粒状活性炭对低浓度氰化物的吸附

为确定减少氰化物残余水平的工程技术条件，使其低于加拿大饮用水水质规定的可接受最大浓度（MAC）：0.2mg/L，研究了颗粒状活性炭（GAC）对水溶液中低浓度氰化物（≤1mg/L)的吸附，经过30h的连续混合，吸附过程是缓慢进行的，其初速率随活性炭粒径的增大而增大；一般而言，吸附量与pH值无关（附在pH8-9内略有增加外）；当氰化物浓度>0.3mg/L，吸附量与氰化物溶液浓度呈线性增加;<0.3mg/L则与溶液浓度的一个幂次方成正比，而弗罗因德利希（Freundlich)等温线指出，氰化物浓度对吸附的影响与单位粒状活性炭的吸附量成正比，增加次氮基三乙酸（NTA）达10mg/L以上时，对吸附无影响，但胡敏酸、Ca(Ⅱ）Mg(Ⅱ）Ml(Ⅲ）和Fe(Ⅲ)可减少吸附量的30-50%，GAC吸附氰化物的可能机制及其在水处理方面的意义已被认可，包括CN^-在内的吸附机制是离子交换，象HCN分子这样的氰化物吸附是通过与含氧官能团（如-COH）形成氢键进行的。     

稳定同位素探针技术结合宏基因组学在探究环境污染物微生物转化/降解过程中的应用进展

稳定同位素探针技术(SIP)结合宏基因组学在环境污染物微生物转化/降解研究中的应用已逐渐成为趋势.该组合技术不依赖纯培养方法,能够从复杂自然环境中鉴定出具有特定代谢功能的微生物类群,揭示污染物的微生物代谢途径,在研究污染物的原位微生物转化/降解过程方面具有显著优势.本文综述了该组合技术在探究不同环境介质中烃类化合物及其衍生物、有机农药、重金属和新型污染物微生物转化/降解过程中的应用进展,包括功能微生物的识别和污染物微生物转化/降解机制的解析等.最后,基于该组合技术的应用现状进行了展望,提出未来该组合技术与多种原位表征技术的联用将为微生物驱动污染物的转化/降解机制研究提供更准确全面的信息.     

浅谈高锰酸盐预氧化净水技术发展历程与研究进展

高锰酸盐常用于医学消毒.自20世纪80年代,我国开始将高锰酸盐预氧化技术应用于水质净化领域,主要去除地下水中铁锰、控制臭味,也用于去除有机污染物、重金属、藻类,削减消毒副产物等;其具有选择性高、成本低廉、绿色环保、多功能等特点,在水质净化中具有重要的应用前景.本文综述了高锰酸盐预氧化技术在我国净水领域的发展历程,并探讨了其在去除水中臭味、浊度、藻类、重金属离子、新污染物、控制消毒副产物、强化混凝、强化过滤、污染应急等方面的效能与机制;进一步阐述了利用配体、紫外光、碳材料和氧化还原介体等强化高锰酸盐氧化效能方面的研究进展;展望了高锰酸盐氧化技术在净水领域的未来发展方向,以期为推动该技术进一步发展提供一些思路.