模型化研究pH对垃圾焚烧飞灰金属浸出的影响机制

浸出液pH是影响城市生活垃圾焚烧飞灰金属浸出的主要因素.通过比较pH变化浸出测试和Visual MINTEQ模拟结果,研究了浸出液pH对飞灰金属浸出特性的影响机制.结果发现,酸性条件下(Cd、Zn、Ni:pH＜8;Pb、Cu、Cr:pH＜6;Al:pH＜4),金属会随pH降低而大量溶出;两性金属Pb和Zn,在强碱性条件时浸出浓度亦会增加,pH=12.5时可分别达42和2.4 mg·L-1.飞灰中金属的pH相关浸出行为可通过Visual MINTEQ模型很好地模拟.模拟计算结果表明,浸出液pH的变化会改变金属在浸出体系中的化学形态,从而影响金属的浸出浓度;不同pH下Pb、Zn、Cu、Ca和Al的化学形态和浸出行为主要由溶解/沉淀平衡决定,吸附作用对其影响不大;在酸性至中性pH条件下,飞灰中HFO会吸附Cd、Cr和Ni而降低其溶解度,但在碱性条件下这些重金属的浸出又转而由溶解/沉淀平衡控制.     

城市生活垃圾焚烧灰渣熔融特性的分析

分析了城市生活垃圾焚烧灰渣熔融过程中CaO、SiO2、Al2O3等主要成分以及实验气氛对熔融特性的影响,并分析了熔渣的物理化学性能.实验结果表明,灰渣中CaO含量的高低决定了灰渣的酸碱度和灰渣的熔点.当CaO的质量分数占灰渣总量的33%左右,灰渣的熔融温度最低;而灰渣中总碱性氧化物的质量分数低于48%时,生活垃圾焚烧灰渣熔点随碱性氧化物质量分数的增加而降低;而当碱性氧化物质量分数大于48%时,碱性氧化物对生活垃圾焚烧灰渣熔点的影响则相反.以SiO2、Al2O3等氧化物为代表的酸性氧化物,其含量在生活垃圾焚烧灰渣中已经饱和,硅铝氧化物的添加,则会升高灰渣的熔点.为了降低灰渣的熔点,应将灰渣的酸碱度控制在1左右,并在弱还原性的气氛下进行熔融处理.熔融处理后的熔渣因具有性能稳定,重金属浸出量低,几乎不含有二噁英类毒性有机物,完全可以直接成为可利用再生资源.     

SPE-HPLC检测谷类中多种残留农药的研究

文章建立了同时检测谷类作物中氯嘧磺隆、快杀稗、灭蝇胺、苯噻酰草胺、甲氰菊酯五种农药残留量的高效液相分析方法.样品经丙酮提取,采用固相萃取-高效液相色谱分析,实验对样品前处理和色谱条件进行了优化研究,5种农药在0.02-1.0μg/mL范围内具有良好的线性关系,相关系数为0.9984-0.9997,该方法存0.02-0....     

沼渣堆肥中Cu和Zn形态与有机官能团特征

以猪粪沼渣和水稻秸秆为原料,采用BCR提取法和同步辐射红外显微成像法研究了沼渣堆肥过程中Cu和Zn形态的变化和有机官能团的原位分布特征.研究发现,沼渣堆肥后Cu和Zn含量分别增加28%和38%.同时,可交换态Cu和Zn比例明显降低,而残渣态Cu和Zn比例普遍升高.同步辐射红外显微成像结果显示,与猪粪沼渣原料相比,堆肥后的沼渣在3400cm^-1处吸收峰强度显著降低,而在1430cm^-1处吸收峰强度明显增加,表明堆肥过程中多糖类物质发生了降解进而形成了芳香类物质.综上,同步辐射红外显微成像技术有望成为表征有机物演变规律及解释重金属形态转化的一个新手段.     

超高效液相色谱串联质谱法测定霜霉威在番茄和土壤中残留及消解动态

应用所建立的分散固相萃取-液相色谱-串联质谱法测定土壤和番茄中霜霉威为0.02、0.20、2.00 mg·kg-1等3个添加浓度时,日内平均回收率为83.9%—104.6%,日内相对标准偏差为1.0%—5.5%,日间平均回收率为84.3%—108.9%,日间相对标准偏差为1.4%—4.9%.霜霉威在1.0—200.0μg·L-1浓度范围内相关系数R20.9992,在土壤中和番茄基质中定量限均为0.02 mg·kg-1.该方法能够满足现有限量标准的要求.霜霉威消解动态试验采用推荐高剂量(90 g·ha-1)为施药剂量,在植株第2穗果膨大期开始喷药1次,分别测定喷药后2 h、1 d、2 d、4 d、7 d、14 d的霜霉威残留量的变化.浙江杭州、山东潍坊和河南商丘的3个试验点消解动态试验中,降解动态符合一级动力学指数模型.2011—2012年霜霉威在番茄中降解半衰期为2.4—4.7 d,在土壤中降解半衰期1.1—1.5 d.施药5 d后的残留量均小于检测限,远远低于2.0 mg·kg-1最大残留限量,实际样品中霜霉威的残留量均低于检测限.72.2%霜霉威水剂按照推荐剂量1.5倍喷施番茄1次,其喷施2 h后的残留量仅为1.5 mg·kg-1,符合残留要求可以安全使用.     

咖啡渣燃烧特性及动力学研究

利用热重分析法(TGA)对咖啡渣的燃烧特性及反应动力学进行了试验研究,评价了咖啡渣的综合燃烧性能.结果表明,咖啡渣燃烧有3个阶段,分别对应水分蒸发阶段(200℃)、有机质燃烧阶段(200~500℃)和燃尽稳定阶段(500℃);有机质燃烧阶段表现出3个过程:主挥发分的析出燃烧、次挥发分的析出燃烧和固定碳的燃烧;随升温速率β的提高,咖啡渣的燃尽特性指数Cb和综合燃烧特性指数SN增大,β=25~30 K·min-1时的燃烧性能较好.燃烧动力学的Coats-Redfern方程计算表明,有机质燃烧阶段3个过程的表观活化能E依次为82.43、8.81和12.49 k J·mol-1.     

秸秆还田配施生物炭对关中平原夏玉米产量和土壤N2O排放的影响

为探明秸秆还田配施生物炭对夏玉米产量和土壤氧化亚氮（N₂O）排放的影响,基于2019~2020年关中平原田间定位试验,利用静态暗箱-气相色谱法监测了土壤N₂O排放通量,综合分析夏玉米产量、土壤N₂O排放和土壤活性氮组分,明确了秸秆还田配施生物炭在培肥土壤、增产减排方面的效应.以秸秆不还田（S₀）为对照,设置秸秆还田（S）和秸秆还田配施生物炭（SB）共3个处理.结果表明,各处理N₂O排放峰值出现在秸秆还田后10 d,秸秆还田30 d后土壤N₂O排放通量处于较低水平,土壤N₂O排放通量与铵态氮（NH₄⁺-N）、无机氮、微生物量氮（MBN）和可溶性有机氮（DON）含量呈显著的正相关关系（P<0.05）.S较S₀显著增加夏玉米产量、N₂O累积排放量、单位产量N₂O累积排放量和土壤总氮（TN）含量,分别为7.4%~13%、65.8%~132.2%、54.6%~103%和27.8%~33%.虽然SB较S提高夏玉米产量（2.5%~3.3%）的趋势不显著（P>0.05）,但是SB较S显著降低N₂O累积排放量和单位产量N₂O累积排放量,分别为24.0%~27.3%和26.4%~29.2%.在土壤N₂O排放通量达到峰值时,SB较S显著降低土壤N₂O排放通量45.1%~69.6%,生物炭能够缓解秸秆还田所诱发的土壤N₂O排放,具有削峰的作用.SB较S显著增加土壤总氮9.1%~12.2%.综合作物产量、N₂O排放和土壤总氮,对夏玉米生产而言,秸秆还田配施生物炭不仅培肥地力,提高夏玉米产量,而且减少单位产量N₂O累积排放量,是可供推广的兼顾作物产量和环境友好的适宜管理措施.     

废弃轮胎制备热解炭对醋糟厌氧产甲烷性能的提升效果研究

醋糟在酿造行业中大量产生,除少量用于饲料添加外,大部分成为生物质废弃物,适合于厌氧产沼方式进行能源化处理,但较低的产气量又成为制约厌氧消化工艺应用的主要因素.本研究发现利用废弃轮胎热解过程产生的热解炭,可有效提升醋糟厌氧产甲烷效果,在接种比为1：1（以VS计）时,产甲烷效果最优,相对于未投加热解炭的对照组,甲烷产率提高56%,达到283 mL·g^-1;进一步对热解炭制备温度和投加量影响产甲烷效果进行了研究,结果表明,在接种比为1：1的条件下,热解炭投加量越多,热解温度越高,甲烷产率提升效果越明显,本研究中,当热解炭投加量为12 g,热解温度为1000℃时,甲烷产率相比对照组提升104.4%.通过高通量测序分析,同时结合热解炭本身特性表征,进一步证实热解炭投加可提升水解产酸菌和厌氧产甲烷菌丰度,而其热解炭本身的导电性能可能在增强菌群间互营产甲烷过程中发挥重要作用.     

阳离子表面活性剂用量对改性沸石吸附铬酸根的影响

用不同量阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对天然沸石改性,并制备不同改性程度的改性沸石,测定沸石对CTAB的吸附量,比较几种沸石对铬酸根的吸附性能及其与改性沸石胶体Zeta电位的关系,探讨沸石对铬酸根的吸附机制及沸石再生后对铬酸根的吸附能力.结果表明,随着CTAB加入量的增加,它在沸石表面的吸附量显著增加,制备的改性沸石对铬酸根吸附性能显著提高.改性后沸石胶体的Zeta电位由负变正,而且随着CTAB用量的增加,Zeta电位正值增加.铬酸根在改性沸石表面的吸附量随离子强度增加而减小,而且改性沸石吸附的铬酸根大部分可以被中性盐解吸,说明铬酸根的吸附以静电作用机制为主.改性剂用量在0.15～0.3 mol·kg-1范围内,改性沸石再生后仍对铬酸根有很好的吸附性能,可以循环使用.