Particle monitoring techniques for water treatment applications

１　ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＰａｒｔｉｃｌｅｓｉｎｎａｔｕｒａｌｗａｔｅｒｓａｒｅｏｆｔｅｎｔｏｏｓｍａｌｌｔｏｂｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｒｅｍｏｖｅｄｂｙｔｈｅｓｅｓｅｐａｒａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ．Ｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎ／ｆｌｏｃｃｕｌａｔｉｏｎｃａｕｓｅｓｆｉｎｅｐａｒｔｉｃｌｅｓｔｏａｇｇｒｅｇａｔｅｉｎｔｏｌａｒｇｅｒｕｎｉｔｓ（ｆｌｏｃｓ）ｗｈｉｃｈｃａｎｂｅｍｏｒｅｅａｓｉｌｙｓｅｐａｒａｔｅｄ．Ｉｎｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔｓａｌｔｓｏｆａｌｕｍｉ…     

环境荷尔蒙物质及其监测与分析

介绍了环境荷尔蒙物质的种类，致毒机理培的分布情况，并对ｐｐｔ，ｐｐｑ量级的超微量环境污染物质主要是二恶英物质的监测分析方法进行了评述。对监测分析今后的发展，如解决监测信息代表性，多种有机成分同时分析技术，污染综合指标监测及二恶英类物质的监测和存在问题提出了见解。     

颗粒物悬浮体系中聚合铝凝聚絮凝形态表征 (Ⅰ):Al-Feron法的应用研究

应用Ａｌ－Ｆｅｒｒｏｎ法于悬浮体系中聚合铝的形态分布表征，对其中的主要影响因素进行探讨，就不同碱化度聚合铝的形态分析进行实例研究．结果表明，混合方式对Ａｌ－Ｆｅｒｏｎ法的应用具有一定的影响作用．比色管混合测得Ａｌａ为２１．５４％，低于磁力搅拌方式结果（２４．５２％，２５．２２％，２５．０６％）．应用磁力搅拌方式可以获取较好的重复性与更多初期反应信息．颗粒物的存在对反应的影响主要取决于其浓度与粒度分布，成一定线性关系，可以从中加以扣除．在本实验范围内因其溶解所产生的影响可以忽略不计．对多个碱化度聚合铝的实例研究表明，Ａｌ－Ｆｅｒｏｎ法完全适用于颗粒物悬浮体系中的形态分布表征     

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。     

胺型腰果酚醛树脂对Ag~+的吸附

制备了3种胺型腰果酚醛树脂(二乙撑三胺型腰果酚醛树脂(PCD)、己二胺型腰果酚醛树脂(PCE)、己二胺型腰果酚醛树脂(PCH)),采用XPS(X-射线光电子能谱仪)、EA(元素分析仪)、FTIR(傅利叶变换红外光谱分析仪)等手段研究了其结构特征,并考察了其对水溶液中Ag+的吸附行为和机理.结果表明,3种树脂对Ag+有较高的吸附量和吸附作用;在pH值为5.5的条件下,树脂对Ag+的吸附效果最佳;2h内吸附达到平衡;吸附行为均符合Lagergren准二级速率方程;树脂对Ag+的吸附均符合Langmuir等温吸附方程;吸附反应为自发吸热和熵增的过程;可溶性无机盐对树脂吸附Ag+的影响不大;推测其吸附机理是树脂上胺基、羟基与Ag+发生较强的配位作用和较弱的离子交换作用的化学吸附为主.吸附Ag+后的树脂可用硝酸脱附再生;树脂循环使用4次后,吸附率和脱附率仍大于90%.     

海洋环境中纳米金属的生物吸收及生物效应

当前随着纳米科技的发展,纳米材料,特别是纳米金属,因其独特的物化性质,在各行各业中的使用量呈指数增长,致使其在大气、水域、土壤环境中的安全性问题引起公众关注。尤其是在受到人类活动密切影响的近岸海洋环境中,纳米金属的潜在生态效应成为当前国内外研究的热点之一。本文重点综述了由于海洋环境的理化因子以及纳米金属独特的物化性质导致的纳米金属的环境行为,海洋生物对纳米金属的吸收,以及纳米金属的生物效应和可能的致毒机制,旨在为评估海洋环境中纳米金属的潜在生态危害,完善纳米材料的监管机制及保障纳米科技的可持续发展提供思路。     

石墨烯纳米材料对哺乳动物的毒性及其作用机制

石墨烯是一种应用广泛的新兴非金属纳米材料,具有独特的电学机械性能、超大的比表面积以及潜在的生物相容性,在材料、电子、能源、光学以及生物医学等领域得到广泛应用。与此同时,石墨烯的环境行为和生物毒性也随之引起日益广泛的关注。本文通过对石墨烯纳米材料的动物毒性、细胞毒性、毒性影响因素和毒性机制等相关研究进展进行总结。石墨烯纳米材料可通过气管滴注、吸入、静脉注射、腹腔注射以及口服等方式进入体内,通过机械屏障、血脑屏障和血液胎盘屏障等积累在肺、肝、脾等部位引起急性或者慢性损伤;目前有关石墨烯毒性机制的研究主要集中于线粒体损伤、DNA损伤、炎性反应、凋亡等终点及氧化应激参与的复杂信号通路,不同石墨烯纳米材料的浓度、尺寸、表面结构和官能团等对石墨烯的生物毒性影响不同。鉴于当前该领域研究的局限性,对石墨烯纳米材料生物毒性研究的发展方向进行了展望,进而为石墨烯材料的安全应用提供理论借鉴和实践参考。     

OH自由基降解二英OCDD的反应机理及动力学研究

采用量子化学计算研究了OH自由基降解八氯代二苯并对-二英（OCDD）的微观反应机理,计算分析了微观反应进程,结果表明该反应存在两条途径：①α-氯取代：1,4,6,9位置氯取代,该路径反应活化能较高,反应难以进行,并以中间产物积聚,无法使OCDD的毒性消失;②β-氯取代：2,3,7,8位置氯取代,该路径的反应能相对较低,且能使OCDD的毒性消失,是有效降解OCDD的主要途径.结合过渡态理论,计算获得动力学参数：反应活化能为8.32 kJ·mol^-1（B3LYP/6-311G++（d,g）//B3LYP/6-31G（d））,阿仑尼乌斯表达式为k=1.29×10¹⁴exp（-1049.6/T）（cm³·mole^-1·s^-1）.这与文献实验结果取得了很好的吻合,说明本文对OH自由基降解OCDD的反应机理及动力学研究是合理且可靠的.本文的计算结果可为催化氧化降解二英的进一步研究提供理论参考.     

FeCl3改性MOFs在低温下对Hg0的吸附性能

为提高吸附剂对Hg0（零价汞）的吸附效率,利用MOFs（金属有机框架）材料发达的孔隙结构和高比表面积（1 997.010 0 m2/g）,采用FeCl₃溶液浸渍改性,制备了吸附剂FeCl₃@MIL-101（Cr）用于脱除Hg0.在小型固定床反应器上考察了浸渍浓度、反应温度、氧含量等对Hg0去除的影响.结果表明:FeCl₃@MIL-101（Cr）在进口ρ（Hg0）为2×10-3 mg/L,c（FeCl₃）为0.2 mol/L,反应温度60℃,气体流速400 mL/min,φ（O₂）为1%的条件下,吸附穿透时间长达62 h,相应的吸附容量为14.27 mg/g.在此基础上,进一步利用BET（比表面积测试）、SEM（扫描电镜）-EDX（能量色散X射线光谱）、XRD（X射线衍射）、XPS（X射线光电子能谱）等常用表征手段研究了改性前后吸附剂的物理化学特性,证明了吸附剂FeCl₃@MIL-101（Cr）吸附零价汞是物理吸附与化学吸附共同作用的结果,含氯官能团在吸附Hg0过程中也发挥了相当大的作用,并且氧气可促进其吸附效果.最后,分析了其吸附机理.研究显示,该种吸附剂在低温条件下具有较为优良的脱汞性能,应用前景良好.      

强化混凝和改性活性炭对二级出水DON的作用机制

探讨强化混凝和改性活性炭对城市污水厂二级出水中溶解性有机氮（DON）作用机制,分析相对分子量以及亲疏水组分变化,并考察氯化消毒副产物生成势变化特征,结合三维荧光（3DEEM）光谱分析手段,对强化混凝和活性炭吸附前后DON组成,化学结构特征进行研究.结果表明：强化混凝可以明显提高DON的去除效果,DON去除率通过pH值强化混凝提高到1.45倍,臭氧强化混凝提高到2.06倍,PAC强化混凝提高到2.09倍,PAM强化混凝提高到1.96倍.活性炭对DON吸附过程更符合准二级动力学模型.DON吸附过程中,酸改性活性炭表面主要是π-π色散力作用机理,而碱改性活性炭表面主要是给电子-受电子复合物形成机制.在强化混凝和活性炭吸附作用下,DON的相对分子量和组分发生较大变化,而消毒副产物的生成势大幅下降.经3DEEM和光谱区域体积积分法（FRI）分析,在强化混凝和活性炭吸附过程中DON及消毒副产物生成潜势与荧光区域Ⅱ和区域Ⅳ所代表物质有关.