缺氧条件下土壤砷的形态转化与环境行为研究

采集张士污灌区0～100 cm深的土壤并在实验室里负载低浓度的砷,采用不加硫和加硫对比研究了厌氧条件下土著微生物对土壤中砷的形态转化、环境行为影响及其机制.结果表明,在不外加硫酸盐条件下厌氧培养8 d后,微生物还原作用造成砷的大量还原和释放,释放的砷70%以上是以As(Ⅲ)形式存在,尤其20～40 cm深度土壤砷的释放量明显高于其它层土壤,As(Ⅲ)和As(T)分别达到892.8μg.L-1和1 240.6μg.L-1.与非生物对照相比每层土中盐酸可提取的砷总量都大大降低,且盐酸提取的As(T)几乎全部转化为As(Ⅲ).伴随砷的释放,铁发生还原和释放,溶解态的亚铁基本都在40 mg.L-1以上,不同土层固相中亚铁离子的量都在9.0～13.4 g.kg-1范围内,固相盐酸可提取态总铁中亚铁离子所占的比例基本都在50%以上,说明微生物还原作用造成固相中铁氧化物发生还原性溶解和矿物结构转化.当体系中添加10 mmol.L-1的硫酸盐时,每层土的生物培养体系中铁的释放几乎完全被抑制,砷和铁浓度也减少了50%.与不加硫生物培养体系相比,固相中盐酸可提取的砷量减少了50%,一部分砷被转化为稳定的硫化物As2S3而固定.可见在硫酸盐不足条件下微生物还原作用可造成砷被还原、活化和释放,而补充土壤中硫酸盐的量可促使微生物还原/活化的砷转化成更加稳定的形态,稳定的硫化物矿物As2S3是土壤微生物固定砷的重要途径.     

高温自蔓延还原解毒固化铬渣技术研究

采用高温自蔓延技术处置铬渣,探讨了高温自蔓延技术还原解毒固化铬渣的机制。以铝粉和三氧化二铁作铝热剂,与铬渣充分混合,用镁条点燃引发自蔓延反应,最终得到铬渣固化体。实验结果表明:高温自蔓延技术能有效固化铬渣,铬渣的掺渣率高达44.94%。浸出实验结果表明:A组(铬渣原样)铬渣固化体总铬浸出浓度未检出;B组(铬渣原样+重铬酸钾)铬渣固化体总铬浸出浓度为0.117 76 mg/L,远远低于国标(GB 5085.3-2007)限值15 mg/L,六价铬浸出浓度未检出。XRD分析表明:铬渣还原解毒固化机制主要是六价铬在自蔓延反应中被还原为三价铬,再与其他金属化合物在高温熔融状态下生成含铬尖晶石,铬以离子键Cr—O的形式参与尖晶石的晶格形成。     

钯掺TiO2光催化降解全氟辛酸

全氟辛酸(perfluorooctanoic acid,PFOA)以其分布广泛性、生物蓄积性、生物毒性强而成为全球关注的一种新型持久性有机污染物.采用化学还原法制备钯掺二氧化钛(Pd-Ti O2)催化剂,利用XRD、FESEM、UV-vis DRS对催化剂进行表征,并考察其在365 nm紫外光照射下对PFOA的光催化降解效果.结果表明,化学还原的制备方法使Ti O2粒径减小、比表面积增大且对紫外光的吸收性能增大,但并不引起PFOA光催化效果的改变.而Pd掺杂后大大增强了PFOA的降解效果,反应7 h后溶液中氟离子浓度为6.62 mg·L-1,是Ti O2(P25)的7.3倍.投加俘获剂与通入氮气的实验证明,在PFOA的降解过程中·OH起重要作用,氧气的存在可促进PFOA的降解.采用UPLC-QTOF-MS对产物进行鉴定分析,PFOA的可能降解过程是经h+氧化后发生脱羧基反应,产生的全氟烷烃自由基(·CnF2n+1)被·OH氧化,脱氟生成短链全氟羧酸.Pd能作为电子(e-)捕获剂、加速e-向O2等电子受体的转移,从而缓解e-累积,提高对PFOA的降解效果.     

大别山超高压变质杂岩的折返

作为世界上规模最大的一个超高压变质带，大别山超高压变质杂岩是扬子板块 与中朝板块在三叠纪碰撞造山的产物，表现为扬子板块呈北北东向斜向俯冲到中朝板块之下。 超高压变质杂岩的折返机制是个复杂的动力学过程，折返速率也随时间推移而变慢。早期阶段 （三叠纪－早侏罗纪）同碰撞期浮力驱动下高压－超高压变质杂岩在俯冲带内沿道冲－韧性剪 切断裂快速挤侵（ｅｘｔｒｕｓｉｏ）到地壳层位，折返速率高达４ｍｍ／年；中期伴随着巨厚造山带山根的 拆沉，上部发生拉张塌陷，使超高压变质杂岩进一步减压，但折返速率缓慢，～(４０)Ａｒ／~(３９)Ａｒ年代学显 示１１７Ｍａ前它们仍处在地壳的较深部；晚期伴随着晚侏罗－早白垩纪花岗质岩浆的上升侵位， 超高压变质杂岩进一步抬升，同时低角度正断层发育，此阶段的折返机制类似于变质核杂岩模 型。整个折返过程中剥蚀一直在起作用。     

两种木材生物炭对铜离子的吸附特性及其机制

为探索高效利用废弃生物质资源制备生物炭去除水体和土壤中Cu~(2+)污染的可行性,本文以常见的农林废弃物苹果树枝和梧桐木锯末为原料,采用450℃限氧热裂解法制备生物炭,通过两种生物炭对Cu~(2+)的批量吸附试验,利用4种等温吸附模型(Langmuir、Freundlich模型、Temkim、D-R模型)和4种吸附动力学模型(准一级动力学、准二级动力学、Elovich模型、颗粒内扩散模型)研究了苹果枝和锯末生物炭对Cu~(2+)的吸附行为.同时,使用FTIR红外、SEM和BET比表面积及孔径分析等技术表征了生物炭的理化性质,研究了两种生物炭对Cu~(2+)吸附机制,分析了两种生物炭之间的吸附特性差异及其影响因素.结果表明:(1)苹果枝生物炭在3 h达到吸附平衡,理论最大吸附量为15.85 mg·g~(-1),锯末生物炭在6h达到吸附平衡,理论最大吸附量为17.44 mg·g~(-1),与其他研究相比,这两种生物炭体现了较高的Cu~(2+)吸附性能;(2)两种生物炭对Cu~(2+)的热力学吸附均较好地符合Langmuir模型,表明吸附过程主要是近似单分子层的有益吸附;动力学吸附均符合准二级吸附动力学模型,表明其对Cu~(2+)的吸附包括表面吸附、颗粒内扩散和液膜扩散等多种过程;(3)吸附机制主要包括静电吸附,配体(酚羟基)/离子(H+)交换和阳离子—π键作用.     

钢渣对水体中磷的去除性能及机制解析

针对不同类型钢渣在除磷过程中存在的显著差异,以电炉渣为研究对象,探讨了环境因素（吸附时间、吸附温度）对钢渣除磷的影响,验证了其对磷酸盐、焦磷酸盐及实际水体的除磷效果,联合采用扫描电镜（SEM）、能量色散X射线能谱（EDS）、X射线荧光光谱（XRF）和X射线衍射光谱（XRD）技术探究其除磷机制,对比分析了钢渣与陶粒和沸石的除磷效率,并对钢渣除磷的安全性能进行了评估.结果表明,吸附时间显著影响钢渣除磷效果,当吸附时间为30 min时钢渣对质量浓度范围为1~20 mg·L^-1的磷酸盐溶液的去除率均可达到97%以上.温度对实验所用钢渣的除磷效果影响并不显著.钢渣对焦磷酸盐吸附能力弱于正磷酸盐,其对初始质量浓度为3 mg·L^-1的焦磷酸盐的去除率为82.45%.光谱分析结果表明,钢渣除磷的主要机制为化学吸附并辅以物理吸附,CaHPO₄·2H₂O为主要沉淀物质.钢渣对生物池出水和湿地系统中的磷素去除效果显著,总磷去除率分别为98.36%和93.33%.对比可知,钢渣对磷酸盐的去除效果优于陶粒和沸石,其对PO₄^3-的去除率分别为96%、40%和10%.钢渣浸出液中各重金属含量均符合地表水Ⅰ类标准要求,钢渣安全可靠.     

多哈气候会议结果分析

本文总结和分析了多哈气候会议的谈判热点和成果,特别介绍涵盖2013至2020年的《京都议定书》第二承诺期的要点;展望了计划于2015年达成新的有法律效力的全面的国际气候协议。     

苏鲁边界区域水资源保护与利用的协同机制探讨——以南四湖为例

通过对苏鲁界湖南四湖水源保护与利用状况的详细考察,全面系统分析了湖域水资源现状、存在的关键问题、影响因素等。针对湖域水资源现状,探讨了南四湖流域水资源保护与利用的协同机制,即建立湖域水资源协同规划与管理机制、湖区经济协同发展机制、生态修复与补偿协同机制、群众协同参与与监督机制、水危机协同处置机制和湖域界面冲突协同控制机制等,以促进跨界区域水资源的保护与利用,统筹区域协同发展,增强南四湖湖域的可持续发展能力。     

集约化农区近50年耕地数量变化驱动机制分析——以河北省曲周县为例

根据曲周县历年耕地数量变化统计数据和1986年土地利用现状以及1986～2000年土地利用变更调查数据进行分析表明,曲周县耕地面积经历了增加→急剧减少→缓慢减少→快速上升→相对稳定的变化过程。1949～1957年为耕地增加期,全县年平均递增率达到0.43%;1958～1961年为耕地急剧减少期,年均递减1.55%;1962～1974年为耕地缓慢减少期,年均递减0.47%;1975～1985年为耕地数量快速增加期,年均递增0.63%;1986～1999年为耕地数量相对稳定的阶段,耕地年均递减0.026%。人口变化、自然因素变化、技术进步、区域经济发展和政策演变共同组成了耕地数量变化的驱动力系统。人口增加对粮食和住宅用地的需要为耕地数量的增加提供了最根本的需求;气候因素的变化为大量盐渍土的改良提供了基础,而只有技术进步才能使大量盐渍土变为耕地;以第一产业为主的经济结构组成,使耕地比重占据了土地利用结构中的主导地位;而国家政策的阶段性变化,促使耕地数量发生了相应变化。     

基于循环特性的镍氢和锂离子电池环境影响机制分析

为了了解镍氢电池和锂离子电池在生产、使用、废弃或回收过程中的环境影响,建立了一种简单快速的二次电池环境影响机制分析方法。通过生命周期评价(LCA)方法,采用Eco-indicator99体系,综合考虑电池循环容量衰减和循环次数的影响,建立了二次电池环境影响机制分析模型,并运用此模型对两种实验用二次电池(镍氢电池和锂离子电池)的环境影响机制进行了研究。结果表明:1)在所选取的两种二次电池当中,锂离子(Li-ion)电池的环境影响明显比镍氢(Ni-MH)电池的低;2)随着循环次数的增加Li-ion电池环境影响衰减比Ni-MH电池的明显,即随着使用循环次数的增加,Li-ion电池对环境的影响会降低到更多。综合来说,所选取的Li-ion电池比Ni-MH电池更具环境可持续性。文中所提出的环境影响机制分析模型同样可以应用于其他二次电池,以期为环境友好型二次电池的开发提供帮助。