Ti/Ti4O7阳极电化学氧化降解水中的美托洛尔

等离子喷涂法制备了钛基亚氧化钛电极(Ti/Ti_4O_7),以该电极为阳极,研究了电化学氧化法对水中美托洛尔的去除效果.考察了电流密度(5~25 mA·cm~(-2))、极板间距(5~25 mm)和初始浓度(3~50 mg·L~(-1))对美托洛尔电化学降解效率的影响;分析美托洛尔电化学降解过程中溶液总有机碳(TOC)和毒性的变化,鉴别反应中间产物并计算其毒性.研究表明:Ti/Ti_4O_7阳极电化学降解美托洛尔反应符合一级反应动力学规律(R20.95),降解效率随电流密度的增大而增大,随极板间距和初始浓度的增大而减小;TOC去除率在反应40 min后可达56.5%;反应过程中产生了质合比为266、250、223和207的中间产物,造成美托洛尔溶液的生物毒性在电化学反应过程中先升高后下降.     

Preparation and photocatalytic properties of porous C and N co-doped TiO2 deposited on brick by a fast, one-step microwave irradiation method

A one-step microwave irradiation method was used to deposit carbon and nitrogen co-doped TiO_2((C, N)-TiO_2) on commercial brick((C, N)-TiO_2/brick). The as-prepared samples were characterized by X-ray diffraction, ultraviolet–visible(UV–vis) diffuse reflectance spectroscopy, photoluminescence spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, and scanning electron microscopy(SEM). A selective technique was also used to investigate the concentration of hydroxyl radicals during UV–vis irradiation of the Methyl Orange solution with the as-prepared samples. The C and N dopants enhanced visible light absorption and provided a longer lifetime for the photo-generated electron–hole pairs. The SEM images showed that the as-prepared sample is porous. The dark adsorption and photodegradation test for(C, N)-TiO_2/brick showed good photodegradation and good recyclability. The best photodegradation rate was 94% after 2 hr. The maximum degradation rate was maintained even after the 6th cycle. The good photocatalytic properties are attributed to the enhanced visible light absorption, enhanced pollutant adsorption arising from the porous structure of the(C, N)-TiO_2 thin film, and longer lifetime of the photo-generated electron–hole pairs.(C, N)-TiO_2/brick should have potential commercial applications in photodegradation processes because of its low cost, good photodegradation, and excellent recyclability.     

木屑生物炭在雨水径流中的氮磷淋出和吸附特性

现阶段生物滞留系统的填料存在氮磷营养素淋出及吸附净化效果不稳定的问题.为评估木屑生物炭作为生物滞留系统过滤层填料的可行性,选用传统填料（椰糠、堆肥、陶粒和火山石）作为对比材料,通过理化性质测试、批量淋洗实验、等温吸附和解吸实验,研究木屑生物炭的基本性质、淋出特性和吸附特性,探究木屑生物炭对生物滞留系统的优化效果与改良机制.结果表明,经高温热解生成的木屑生物炭具有疏松和多孔的特性,饱和含水率为195.65%,持水效果好;热解后木屑生物炭表面的氮磷元素转换为稳定的化合物,在批量淋洗实验中其氮素淋出量低、淋出速度快,磷素淋出滞缓但在人造雨水径流的淋洗中保持线型负值增长,吸附效果稳定;在典型雨水径流浓度（2mg·L^-1的NH₄⁺及2mg·L^-1的PO₄^3-）下,木屑生物炭可吸附34.6mg·kg^-1的NH₄⁺和59.5mg·kg^-1的PO₄^3-,具有突出的综合吸附能力;NH₄⁺及PO₄^3-吸附平衡后的木屑生物炭在去离子水中的平均解吸率为21.23%和17.43%,吸附效果稳定.综上所述,木屑生物炭的施用可解决填料营养盐过剩淋出的问题,且具有较好的氮磷吸附效果,可用作生物滞留系统的填料解决雨水径流污染问题.     

土壤性质对单一及复合污染下外源镉稳定化过程的影响

通过对11个性质差异较大的土壤进行室内培养(土壤水分65%～70%WHC,温度25℃),观测了镉(Cd)单一和镉-铅(Cd-Pb)复合污染360 d内有效Cd含量随时间的变化,利用动力学模型对其稳定化过程进行模拟,并采用相关和逐步回归分析讨论了土壤理化性质对外源Cd稳定化过程的影响.结果表明,不同土壤中有效态Cd含量均在培养开始的15 d内迅速下降,随后变化减缓,培养60 d后基本达到平衡,其稳定化过程可用二级动力学方程、一阶指数衰减函数进行模拟.Pb的存在提高了Cd的有效性.模型的动力学参数稳定化平衡含量和表观速率常数可用来表征Cd的稳定化过程.土壤性质对这2个关键参数有显著影响,高pH值和高阳离子交换量(CEC)对Cd平衡含量有极显著的抑制作用,且pH值的直接抑制作用最大;土壤质地影响Cd的稳定化速率常数,在黏粒含量少、砂粒含量多的土壤中Cd能够更快达到平衡.     

重庆缙云山4种典型林分土壤氮素动态变化

于2012年4—10月逐月月末采集重庆缙云山4种典型林分(常绿阔叶林、毛竹林、针阔混交林和针叶林)样地中不同深度(0~15、>15~30、>30~60 cm)的土壤样品,测定土壤中w(TN)、w(NH₄+-N)和w(NO₃--N),分析土壤氮素含量的分布特征,并探讨土壤理化性质对土壤氮素含量的影响. 结果表明:①不同林分土壤中氮素含量的垂直分布规律相一致,均表现为随土壤深度的增加而不断降低,并且w(NH₄+-N)>w(NO₃--N);②不同林分0~60 cm土壤平均氮密度表现为毛竹林(1.037 kg/m2)>针阔混交林(0.783 kg/m2)≈常绿阔叶林(0.778 kg/m2)>针叶林(0.747 kg/m2);③不同林分土壤中w(TN)的季节性变化规律不明显,而w(NH₄+-N)和w(NO₃--N)的季节性变化规律相似,均表现为春季<夏季<秋季;④不同林分土壤中w(TN)、w(NH₄+-N)和w(NO₃--N)与容重、w(SOC)均呈显著线性相关(P<0.05),而且与土壤其他养分含量之间也存在一定的相关性.      

黄土丘陵区退耕地生物结皮对土壤理化性状的影响

以黄土丘陵区易形成生物结皮的阴坡自然撂荒地为研究对象,运用时空互代法,通过野外调查结合室内分析,研究了不同年限(1～13a)撂荒地上生物结皮的形成对0～20cm剖面土壤含水量、容重、地表粘结力、水分渗透性、有机质含量以及土壤全量和速效养分含量等基本理化性状的影响。结果表明,生物结皮的形成可显著影响0～20cm土层土壤的理化性状,表现为:①退耕后,由于生物结皮的形成,退耕地较农地土壤渗透性显著降低,0～20cm土层土壤含水量随退耕年限的延长经历了一个先增后减的变化过程,导致了10a以上退耕地土壤含水量的降低;②生物结皮可显著提高退耕地土壤表面粘结力,10a以上退耕地保留结皮土壤的粘结力是初始退耕地和/或除掉结皮层土壤粘结力的6倍以上,退耕地表面粘结力的增强与退耕后土壤自然沉实以及容重增加关系不大;③生物结皮的形成导致了退耕地土壤渗透性的降低,保留结皮的土壤,其稳定渗透系数(K10)随退耕年限延长而降低,除掉结皮,K 10随退耕年限延长而增加;④生物结皮的形成,使土壤有机质、全氮含量剖面分布呈表聚现象,随退耕年限的延长,表聚现象更趋明显,土壤全磷亦有弱表聚现象。生物结皮层的形成,还可提高结皮层土壤速效养分含量。     

纳污水体中铬的迁移规律及各形态分配系数

制革厂高浓度含铬废水的排放对环境造成的影响越来越受到关注. 通过测定某制革厂纳污水体中铬的质量浓度和形态,研究纳污水体中铬的质量浓度变化规律,确定铬在水相和悬浮相中的分配系数(k),并探讨水质参数对分配系数的影响. 结果表明,在制革厂排污口处纳污水体中ρ(Cr_T)平均值为298.64 μg/L,而距离排污口1 km处,水体中ρ(Cr_T)平均值为17.81 μg/L,较排污口处下降了94%,在距离排污口1～7 km范围内,水体中ρ(Cr_T)无明显变化. 在水相和悬浮相中铬的分配系数(k)为0.041～0.059,并且随污染源距离的增大呈下降趋势;k值的变化与水体的ρ(COD_Mn)和ρ(SS)有关.      

珠江口红树林湿地土壤碳的分布特征和影响因素研究

红树林土壤是重要的“蓝碳”库,在缓解气候变化中发挥着重要作用.由于人类活动的影响,珠江口红树林湿地经历了复杂的土地覆盖变化过程,其土壤碳分布特征和影响因素需要深入探究.本研究以珠江口淇澳岛红树林湿地为研究对象,通过实地调查、采样和测定,分析了该区域5种主要土地覆盖类型(原始秋茄林、无瓣海桑林、无瓣海桑伐迹地、废弃鱼塘和光滩)的土壤有机碳(SOC)储量、SOC稳定性,以及植被碳储量、土壤理化性质对土壤碳分布的影响.结果表明,淇澳岛红树林湿地的SOC储量在不同覆盖类型间存在显著性差异.其中原始秋茄林的SOC储量最高,达185 t·hm^-2,是新生光滩的1.8倍.秋茄林的SOC更多地储存在浅层土壤(0～50 cm)中.通过同位素分析发现,秋茄林SOC的稳定性高于其他土地覆盖类型,有利于SOC的长期固存.植被碳储量与SOC储量呈显著正相关关系,且在浅层土壤中相关性更显著,植被碳输入对浅层SOC累积的促进作用更大.土壤C∶N、水分和pH值等理化性质也影响了红树林湿地土壤碳库的大小.滨海地区在恢复红树林湿地时,有必要考虑不同土地覆盖类型和土壤特性对提升土壤碳汇的影响.     

环境友好缓蚀剂聚天冬氨酸在自来水中对碳钢的缓蚀性能研究

通过电化学极化测试与交流阻抗实验,研究了聚天冬氨酸(PASP)在自来水中对碳钢的缓蚀性能.结果表明:在20℃时,随着PASP浓度的增大,其缓蚀性能增强;PASP是以抑制阳极腐蚀为主的缓蚀剂.缓蚀率随PASP浓度的增加而迅速增加,当PASP(单一组分)质量浓度达到1.0g/L时,缓蚀率增加趋缓,当PASP质量浓度达到5.0g/L时,缓蚀率达到93.1％.PASP在碳钢表面的吸附基本服从Freundlich吸附等温式.     

持久性有机污染物(POPs)对人类健康的危害及其治理技术进展

大部分持久有机污染物persistent organic pollutants(POPs)具有致癌性、致突变和致畸变作用，对人类健康造成严重危害。本文阐述了POPs的各种性质、对人类健康的危害、主要的污染来源、国内外面临的污染现状及其处理和销毁技术进展，着重阐述了对被POPs污染的土壤进行物理、化学和生物修复的技术，以及关于废气、污染土壤和水中二恶英类物质的治理技术。