污水生物脱氮过程N2O排放数学模型研究进展

污水生物脱氮过程中产生的N₂O是主要温室气体之一,对气候变化影响较大,了解N₂O产生途径是减少其排放的关键。该文介绍了污水生物脱氮过程产生N₂O的主要生物途径和非生物途径;综述了N₂O排放的3类数学模型：基于生物脱氮去除量的经验模型、基于不同产生途径建立的动态机理模型、基于知识的人工智能和数据驱动的统计模型;阐述了新型生物脱氮工艺中N₂O排放数学模型;介绍了机理模型校准和验证的方法及关键参数;阐述了各个模型的适用范围及在实际污水处理厂中的应用情况;总结了各种N₂O排放数学模型的缺陷,并对模型未来发展方向做了展望。该综述可为模型在不同条件下的选择提供方法,为研究污水生物脱氮过程N₂O的产生机理、优化控制污水生物脱氮过程、缓解污水处理厂N₂O排放提供理论依据。     

g-C3N4对河床底泥细菌群落的影响

光催化剂对水体有机污染修复极具发展潜力,但对生态环境的影响亟待探究。为初步评估光催化剂对生态环境的影响,该研究以典型光催化剂类石墨相氮化碳(g-C₃N₄)为代表,以不同g-C₃N₄投加量(0、25、50、75、100、125 mg/kg,分别记为CK、P25、P50、P75、P100 及 P125)处理河床底泥,30 d 后,利用 16S rRNA 高通量测序,分析河床底泥细菌群落差异。结果表明,不同投加量的 g-C₃N₄处理后,河床底泥细菌群落多样性排序为 P75(g-C₃N₄投加量为 75 mg/kg)>P100(g-C₃N₄投加量为 100 mg/kg)>P125(g-C₃N₄投加量为125 mg/kg)>P50(g-C₃N₄投加量为50 mg/kg)>...     

嗜酸菌好氧-厌氧耦合溶解浸出副产物研究

覆盖型副产物原位控制是微生物湿法冶金技术的难点问题之一。论文通过搭建“中空纤维膜-好氧柱浸”组合反应器,研究氧化亚铁硫杆菌在“好氧-厌氧”耦合循环过程对浸出副产物的控制效果。实验结果发现,对于废旧印刷线路板,经过“好氧-厌氧”耦合过程原位去除浸出副产物后,二次好氧浸出铜浸出率由单次28.6%提高到了44.8%;对于黄铜矿尾矿,经过“好氧-厌氧”耦合过程原位去除浸出副产物后,铜浸出率由16.7%提高到了19.0%。浸出过程中,厌氧阶段能将浸出副产物原位溶解,并将副产物中Fe(Ⅲ)还原为溶解态Fe²⁺。研究结果表明,通过将好氧浸出与厌氧还原溶解过程耦合,氧化亚铁硫杆菌能原位去除浸出副产物,实现浸出过程中铁离子的封闭循环,并在一定程度上提高废旧印刷线路板浸出效率,可为微生物湿法冶金工程提供技术参考与借鉴。     

电子供体对Fe(Ⅱ)EDTA络合NOx产物还原的影响研究进展

氮氧化物(NOx)因对环境和人体健康的潜在危害而成为重要的大气污染控制因子。络合吸收-还原技术利用金属螯合物提高NOx的气液传质效率,结合化学还原或生物还原实现络合吸收产物的循环再生,是经济的、可持续的NOx治理技术。Fe(Ⅱ)EDTA作为最常用的高效络合吸收剂,络合吸收产物的还原是限制性步骤,电子供体对还原过程有重要影响。文章阐述了络合吸收-还原的原理,主要针对还原过程的不同电子供体进行论述,探讨其还原机理、还原效果以及温度、pH等因素对不同电子供体还原产生的影响,并提出Fe(Ⅱ)EDTA络合吸收NOx技术的展望。     

CCUS技术CO2泄漏模拟及生态风险评价

碳捕获、利用和封存(CCUS)是实现大规模碳中和最具潜力的解决方案,然而对其泄漏引发的生态风险的量化研究相对较少,导致风险管理决策效率低下。该研究耦合物种敏感度分布法(SSD)和计算流体动力学(CFD)开发了CCUS封存CO₂泄漏的生态风险评估法。采用SSD对陆地生态系统中典型物种的毒性数据进行拟合并计算其基准值,采用CFD对不同场景下的受体暴露浓度开展模拟预测,采用商值法计算生态风险指数,通过Google Earth实现可视化表征,并提出合理化建议。研究表明,在SSD模型中,急、慢性效应数据最优拟合模型分别为Weibull CDF和SGompertz,生态毒性基准浓度值HC₅分别为3.25%与0.98%。在模拟的极限泄漏场景中,黄土峁梁地区CCUS示范区生态风险面积受季节风向与风速的影响较大,任何气象条件下均存在一定范围的生态风险分布,高等级生态风险范围最小为160 m,实施精准的监测并开展生态风险补偿是必要的。该研究可为CCUS大规模应用潜在的CO₂泄漏风险预测及应急管理提供理论支撑。     

AgBr/g-C3N4复合光催化剂制备及其可见光催化性能

文章采用溶剂热法合成不同形貌和结构的g-C₃N₄半导体,超声法将AgBr原位沉淀在g-C₃N₄表面,成功制备出不同质量比AgBr/g-C₃N₄复合光催化剂。借助FE-SEM、BET、TGA、XRD、UV-Vis DRS等方法对制备样品的晶体结构、形貌、比表面积、热稳定性以及其光学性能进行了表征。结果表明：g-C₃N₄半导体呈现纳米管状结构,直径约为300 nm,管长约为800 nm;AgBr/g-C₃N₄-20%复合光催化剂比表面积可达为40.727 m²/g,孔体积0.110 cm³/g,孔半径为17.171 nm。以罗丹明B (RhB)为模拟污染物,考察光催化降解性能,结果表明AgBr/g-C₃N₄质量比为20%时,可见光催化80 min后,RhB降解率可达到97.4%。光催化机...     

苏州市近地面臭氧时空分布特征及模拟分析

文章利用2016-2019年苏州市臭氧(O₃)环境监测站点数据,分析了苏州市O₃浓度的时空分布特征及其与NO₂、CO的相关性,并利用WRF-Chem模式模拟了苏州地区O₃高浓度事件来探究湖陆风对O₃迁移的影响。结果表明：苏州市O₃明显超标且2017年超标最为严重;O₃污染日具有明显的季节特征,以O₃作为首要污染物在春夏季尤为突出;月变化呈现双峰型特征,前2年峰值出现时间要略早于后2年;各季节日变化均为单峰型特征,在15:00前后浓度达到最高;空间上市区浓度整体高于周边城市,但在湖陆风盛行的2017年夏季截然相反;苏州市夏季存在明显的O₃“周末效应”,周末的夜间和上午O₃浓度高于工作日,而工作日在O₃峰值时段浓度更高;模拟的O₃高浓度事件证明了太湖湖陆风的存在,而高温时段湖风会将城区O₃往下风向的周边城市移...     

响应曲面优化胺化树脂吸附头孢曲松钠的性能

头孢曲松钠（CS）是常用的抗生素,在地表水和污水厂排水中经常被检出。为提升吸附树脂对CS的吸附性能,该研究通过Friedel-Crafts反应和化学修饰的方法,以低交联度的聚苯乙烯-二乙烯苯树脂为骨架,制备了氨基修饰的超高交联吸附树脂GNH-01。SEM-EDS、BET和FTIR表征结果显示,树脂表面有疏松的小孔,富有含氧和含氮官能团,比表面积较大。以CS为目标污染物,考察了时间、温度、初始浓度、pH、投加量等因素对GNH-01吸附性能的影响,并结合吸附动力学提出了吸附机制。结果表明：在初始浓度为40 mg/L、投加量为1 g/L、温度为30℃、pH=6.18时,吸附效果最好：吸附量为38.62 mg/g,去除率为96.55%。动力学研究表明,吸附过程符合拟二级动力学方程（R2>0.98）。CS在GNH-01上既有物理吸附也有化学吸附,功能基团的引入提升了树脂的吸附性能。此外,氢键作用也增加了吸附过程的吸附量。采用响应曲面法Box-Behnken模型优化了实验条件,探讨了各因素及其交互作用对去除率的影响,确定了最佳吸附条件。以5.00%NaOH溶液为脱附液,GNH-01树脂脱附效...     

末次冰期Bipolar Seesaw现象研究进展与展望

频繁的千年尺度气候波动是冰期气候的典型特征.末次冰期时,南极和格陵兰在千年尺度呈现出反相位的温度变化:当格陵兰气候处于暖期时南极缓慢降温,当格陵兰处于冷期时南极缓慢升温.这种南北极遥相关现象被称为Bipolar Seesaw.Bipolar Seesaw对气候的影响是全球性的,并且Bipolar Seesaw背后的物理...