Distribution,Sources, and Possible Adverse Biological Effects of Trace Metals in Surface Sediments of a Tropical Estuary

Metal (Cu, Zn, Pb, Cd, Ni, Co, and Fe) contamination in sediments from a tropical estuary (Ébrié Lagoon, Ivory Coast) was assessed using pollution indices, multivariate analyses and sediment quality guidelines (SQGs). The results demonstrate that increased input of the studied metals occurred over the past 6 years compared to that from 20 years ago, due to rapid population growth, along with the increase of industrial and agricultural activities in the vicinity of the estuary. Ébrié Lagoon was also found to be one of the most contaminated tropical coastal estuaries. Very high average total organic carbon (TOC) content was found (1.9–3.70%) with significant spatial variation as a result of the influence of anthropogenic activities. This study also found that TOC plays an important role in the distribution of Cu, Zn, Co, and Cd in the Ébrié Lagoon sediments. Moderate to high sediment contamination was observed for Cd and Cu, moderate contamination was observed for Zn and Pb, while low contamination was observed for Ni, Co, and Fe. Cluster analysis (CA) and principal component analysis (PCA) investigation revealed that Cu, Zn, Cd, and Co result mainly from anthropogenic sources while Pb, Ni, and Fe may be of natural origin. The pollution-loading index (PLI) indicated that all of the sites close to wastewater discharges were highly polluted. The sediments are likely to be an occasional threat to aquatic organisms due to Cu, Zn, Pb, Cd, and Ni contents, based on the SQGs approach.     

微波紫外耦合辐射降解间硝基苯磺酸钠及活性炭再生

针对活性炭吸附法处理污水所面临的吸附剂物耗大及其所形成的危险废弃物处置难题,采用微波紫外耦合辐射技术对活性炭无害化再生。以活性炭吸附电镀废水中的间硝基苯磺酸钠(3-NBSA)为研究对象,考察了p H对活性炭吸附3-NBSA效果的影响,研究了活性炭的吸附动力学和吸附等温线,最后探讨了微波功率、微波辐照时间、空气流量及再生次数对活性炭再生效果和再生损耗率的影响。实验结果表明,p H在2~8范围内对活性炭吸附效果影响不大,活性炭吸附动力学符合准二级动力学模型,等温吸附特性可用Freundlich等温方程式来描述。活性炭再生实验的最佳工艺条件:微波功率为500W,微波辐照时间为10 min,空气流量为0.024 m3/h。最佳工艺条件下活性炭的再生率达到99.62%,且连续再生5次后仍能达到90.02%。实验表明,在微波紫外耦合辐射作用下比只在微波作用下,活性炭的再生效果和3-NBSA的降解效果更好。     

茜素绿的微波无极紫外光降解及产物分析

以茜素绿为研究对象,探讨了蒽醌类染料在微波无极紫外灯光辐射下的降解行为。结果表明,茜素绿的脱色反应符合一级反应动力学规律,反应120 min后COD和TOC的去除率分别为65.79%和60.98%;采用荧光色谱仪和电子顺磁共振仪检测到降解过程中羟基自由基和超氧自由基为主要活性物种;利用红外光谱仪、离子色谱仪和电子喷雾质谱仪分析了反应过程中的中间产物;采用电喷雾等技术和离子色谱测定了茜素绿降解的中间产物,并推断了茜素绿微波紫外光降解可能的历程;采用大肠杆菌和锦鲤对溶液进行了生物毒性检测与评价,由于中间产物的产生降解溶液的毒性先升后降。     

基于植被状态指数的干旱化特征及气候驱动因素分析——以江苏省为例

干旱是危害最大的自然灾害之一,给农业生产及地区经济造成了巨大的损失。以AVHRR和MODIS遥感数据集所计算的植被状态指数(Vegetation Condition Index,VCI)为监测指标,研究江苏省干旱的时空变化特征,并结合江苏省气象站台1982~2010年的实测气象资料,分析降水量、气温、相对湿度和日照时数这四个气候因子的变化趋势及其对干旱化的影响,不仅能够定量地描述植被干旱的空间变化,还可以反映长期气候对其起到的正反作用。研究结果表明:江苏省近30年的年均VCI值呈上升趋势,区域整体旱情有所缓解;四个气候因子中,年均温度逐渐升高,年均降水量基本保持不变,年均相对湿度和日照时数则呈下降趋势,其中气温和相对湿度与VCI的相关性达极显著水平,是影响江苏省旱情的主要因素。     

活性炭辅助微波活化煤矸石的“枣糕”模型

采用活性炭辅助微波活化煤矸石,将煤矸石的活化时间由传统高温焙烧方法的2 h缩短到了24 min以内。将70目活性炭与200目煤矸粉以2.0∶1的质量配比充分混合后在800 W微波功率下活化24 min,铝铁浸出率可达750℃焙烧2 h的1.71倍。将微波看做实体物质,将活化过程看做是由活性炭向煤矸粉的单向微波能量传递,引入化学反应工程学方法,"枣糕"模型计算表明,在680 W功率下,活性炭的微波附着速率常数ka=0.334 min-1,微波脱附速率常数k’a=0.050 min-1,煤矸粉的微波附着速率常数kb=0.262 min-1,相关系数R=0.99997。在528、680、800 W 3个功率水平下,"枣糕"模型的计算值均与实验值拟合良好,相关系数均高于0.999,在以上3功率下,发现极限铝铁相对浸出率a与极限温升ΔTmax近似成正比。     

微波辐照碳酸钾化学活化法制备菌渣活性炭

以食用菌渣为原料,以K2CO3为活化剂,利用微波辐照加热法制备活性炭。采用正交实验设计,研究了活化功率、活化时间、K2CO3与菌渣质量比、浸渍时间对活性炭碘值及得率的影响。实验结果表明,活化时间、活化功率、K2CO3与菌渣质量比对活性炭碘值影响显著,浸渍时间对活性炭碘值影响不显著;对活性炭得率,各因素影响均不显著。综合考虑碘值和得率2个指标,实验得出的最佳活性炭制备工艺条件为:活化功率560 W,活化时间20 min,K2CO3与菌渣质量比0.8,浸渍时间20 h。     

海绵铁还原耦合活性炭吸附-微波再生技术降解甲基橙

采用海绵铁(s-Fe0)还原耦合活性炭(GAC)吸附-微波(MW)再生技术降解甲基橙(MO)溶液,重点考察了s-Fe0投加量、粒径、微波功率等因素对MO去除效果的影响。结果表明,s-Fe0投加剂量为15.0 g/L、粒径为3～5 mm、超声波功率为200 W,反应1 h,MO的去除率为94.2%。其次,采用GAC吸附-MW再生技术(800 W,照射1 min)循环处理上述脱色后的MO废水。结果表明,GAC吸附可有效降低废水的生物毒性及残留的染料、TOC和总铁离子浓度,且MW辐射可有效再生吸附饱和的GAC颗粒。因此,s-Fe0还原耦合GAC吸附-MW再生技术可以有效降解MO染料,具有处理效果好、实现资源循环利用等优点。     

微波辅助疏水膜的清洗

针对膜蒸馏过程中膜表面常见的CaSO4垢和腐殖酸混合垢,对微波强化疏水膜清洗的效果进行了研究。结果表明,对于膜表面的CaSO4垢,微波辅助清洗效率高于常规清洗,且在清洗液的温度和流速较低时,微波的强化清洗效果更为明显;对于膜表面的腐殖酸混合垢,微波辅助清洗后的初始通量恢复率为88.4%,比常规清洗高出10.8%,同时可以相对缓解疏水膜的亲水化。     

进水碳负荷浓度对垂直潜流式人工湿地中植物根系微生物动态的影响

植物的不同生长发育阶段是影响根系微生物功能多样性的原因之一。植物的生长改变了微生物的群落结构。在低有机负荷或高有机负荷下,植物幼苗与成苗根系的微生物整体活性均差异明显,一般成苗期具有较高AWCD值。有植物湿地中微生物Simpson和Mcintosh多样性指数在植物成苗期均明显高于幼苗期(P0.05),但Shannon指数变化不明显(P0.05)。无植物湿地中微生物Simpson和Mcintosh指数受季节影响差异显著(P0.05)。主成分和聚类分析结果表明,不同生长发育阶段其微生物种类存在差异,而且不同进水条件下有植物湿地和无植物湿地各自有相似的微生物群体结构。     

浸渍-碱性微波法载磁活性炭粉对壬基酚的吸附

利用浸渍-碱性微波法制备载磁粉末活性炭,通过等温吸附实验和动力学吸附实验,研究对比了其与原料活性炭、浸渍载铁活性炭对壬基酚的吸附性能。采用氮气吸附仪、FTIR、XRD、国标(GB/T12496.19-1999)邻菲啰啉分光度法及VSM,分别对3种样品进行了物相结构、表面官能团、铁含量及磁性能的分析,并探讨了吸附机理。结果表明,浸渍-碱性微波法载磁活性炭的总孔容及孔隙率均有较大提高;其吸附等温线符合Freundich方程,吸附动力学过程符合准二级动力学方程与孔道内扩散模型,相关系数R2均大于0.900。原活性炭经一定浓度的铁盐溶液浸渍后,铁含量由2%提高到8%。在碱性、N2气氛条件下微波后,铁系物主要存在形式为零价铁和Fe3O4,制得的载磁活性炭饱和磁化强度为1.12 emu/g。