环境中新型阻燃剂检测技术研究进展

新型阻燃剂(NFRs)是传统阻燃剂受到严格管控后的推广替代品,主要包括新型溴代阻燃剂(NBFRs)、新型氯代阻燃剂(NCFRs)和有机磷酸酯阻燃剂(OPFRs)等。NFRs是一类新污染物,大多属于持久性有机污染物。目前,已有多种NFRs在世界各地被检出,引起各国的普遍关注,环境中NFRs的来源及迁移转化规律也由此成为新的研究热点。通过综述环境样品中NFRs检测技术在提取、净化和仪器检测等方面的国内外研究现状,讨论了各种分析技术的特点,分析了NFRs分析过程的质量控制与质量保证问题,展望了该领域未来的发展趋势。     

紫外驱动高级氧化法降解水体中的磷酸三苯酯

有机磷酸酯（OPEs）作为备受关注的一类新污染物,已对偏远的南极地区水环境引发了中等风险.磷酸三苯酯（TPHP）是水体中常见的OPEs,已被证实具有毒性效应、生物富集和放大效应,对环境和人体健康威胁较大.利用傅里叶红外光谱仪（FT-IR）和液相色谱-串联质谱联用仪（LC-MS/MS）探究TPHP在紫外-过氧化氢（UV-H₂ O₂）、紫外-二氧化钛（UV-TiO₂）和紫外-过硫酸盐（UV-PS）这3种高级氧化体系（UV-AOPs）中的降解过程,创新性地利用FT-IR实现了TPHP降解过程中红外特征峰变化的在线观测,并对其降解反应动力学、光降解产物和降解路径进行了分析.结果表明,TPHP在UV-H₂ O₂、UV-TiO₂和UV-PS体系下均能得到有效降解,其光降解半衰期分别为74、150和89 min.其中,UV-H₂ O₂体系对TPHP的降解效果最好.TPHP在3种体系下的降解反应均符合一级动力学.当H₂ O₂浓度为0~0.097 mol ·L^-1时,H₂ O₂浓度升高会促进TPHP降解;当TiO₂浓度为0~0.013 mol ·L^-1时,TiO₂浓度升高会促进TPHP降解.TPHP的光降解路径主要是P—O—C键断裂、苯环结构的C—H键断裂和水解反应.利用UV-H₂ O₂体系对成都市环境水体中OPEs进行降解实验,发现对公园景观水体的水样进行降解反应60 min时,TPHP的去除率为66%.     

CaO2@FA复合材料富集磷效能及其回收物对土壤改良作用

为实现污水中磷和工业废弃物粉煤灰的资源化利用,通过表面沉淀法将纳米CaO₂负载于粉煤灰（FA）表面以及孔隙中,制备出一种高效除磷的复合材料（CaO₂@FA）.结果表明,粉煤灰表面负载CaO₂后,其具有更大的比表面积和孔隙率,比表面积增加至4.641 m² ·g^-1,总孔容增大至0.025 cm³ ·g^-1;CaO₂@FA对磷的吸附过程符合Langmuir等温吸附模型,其最大吸附容量为185.776 mg ·g^-1（20℃）,吸附机制为化学沉淀,主要是形成羟基磷酸钙.CaO₂@FA复合材料对磷的富集效率显著高于粉煤灰,并随着投加量增加,对磷的富集效率增加.共存离子中HCO^3-和CO₃^2-对复合材料吸附磷有一定的负面作用.当CaO₂@FA复合材料投加量为2.0 g ·L^-1时,对生活污水中磷的富集率可达93%,回收沉淀物中的有效磷含量达到1.658 mg ·g^-1.土壤改良实验表明,加入回收的沉淀物可使土壤中有效磷含量增加102.9%,该复合材料回收100 mg磷酸盐的运行成本则低至0.76元.     

溶磷微生物改性生物炭吸附重金属的机理研究

利用磷溶菌（PSB）对稻壳（RB）和污泥（SB）生物炭进行不同时间的改性,研究了其对水体中Pb²⁺和Cd²⁺（1000mg/L）的修复机制.主要通过测定改性生物炭的理化特性和重金属含量,并利用结构方程模型研究了微生物改性生物炭对重金属的吸附机理.结果表明,PSB显著改善生物炭的孔径结构、比表面积BET （增加了12.5%~175.0%）和表面官能团.特别是还增加了生物炭中C和P元素的释放,促进了生物炭表面的生物矿化机制.PSB改性显著提高了生物炭对Pb²⁺和Cd²⁺的吸附作用（RB提高：Pb²⁺=9.5%~34.5%,Cd²⁺=34.7%~219.9%,SB提高：Pb²⁺=65.3%~101.3%,Cd²⁺=106.6%~248.6%）.通过Pb和Cd的修复差异,发现不同重金属对微生物的胁迫是导致改性生物炭对重金属的修复反应路径相反的原因.此外,结构方程模型证实6~12h的PSB改性效果最好,且BET不是主要影响因素.不同的生物质炭改性后的修复机制也存在明显差异,孔径结构（R_max²=0.99）是改性RB的主要吸附途径,化学沉淀（R_max²=0.99）是改性SB的主要吸附途径.     

基于Meta-analysis的生物炭对土壤硝态氮淋失和磷酸盐固持影响

如何控制农业土壤硝态氮和磷酸盐淋失及其所导致的面源污染是人类社会当前面临的一个重要的全球性环境问题.生物炭因其在土壤改良方面表现出的巨大潜力而备受关注,针对其应用对土壤养分保持、利用的影响也展开了诸多研究.然而,已有的独立实验研究所报道的相关结果之间存在很大的差异,使得生物炭减少土壤硝态氮和磷酸盐淋失的潜在机制以及适宜生物炭制备条件（生物炭类型）等方面尚不明确.基于荟萃分析（MA）方法,通过整合不同文献中的实验结果,系统研究了生物炭对土壤硝态氮淋失和磷酸盐固持影响及其内在机制.总体上,生物炭能够显著减少硝态氮淋失37.1%,显著提高磷酸盐固持20.8%;从各影响因素分组的结果来看,生物炭碳氮比、热解温度和添加率对硝态氮淋失响应具有显著影响;而生物炭比表面积、热解温度和土壤有机碳含量对磷酸盐固持响应具有显著影响.基于MA得到的结果,分别从不同的角度探讨了生物炭降低土壤硝态氮淋失和提高磷酸盐固持的潜在机制.综合上述结果,秸秆和木质类原料、中高温热解温度（400~600℃）条件下制备的生物炭适宜于减少硝态氮的淋失;秸秆和木质类原料、高温热解温度（>600℃）条件下制备的生物炭适宜于提高磷酸盐的固持.研究结果能够为更好地指导生物炭用于控制土壤硝态氮和磷酸盐面源污染的实践应用提供科学理论依据.     

北京地区农田生态系统磷养分平衡研究——以密云县和房山区为例

采用农田生态系统磷平衡计算方法,对北京地区密云县和房山区农田土壤磷养分平衡状况进行了研究。结果表明,2006年密云和房山的磷盈余总量分别为4084.11t和10851.19t,磷盈余强度分别为110.81kg/hm2和386.48kg/hm2。磷肥是密云和房山磷素投入的最主要来源,化肥磷的施用量是造成农田土壤磷平衡空间差异的直接因素,两者呈极显著相关关系。不同乡镇化肥投入差异较大,导致磷平衡总量和强度分布严重不平衡,房山县的磷平衡量由西北向东南递增。密云县磷盈余强度表现为西部少,东部多,房山区磷盈余强度较大的地区多在南部地区。通过对比研究,分析磷素养分损失态和盈余态负荷基本趋势,找到污染潜势产生原因,提出了促进农田磷素平衡与降低磷养分负荷相应调控对策和措施。     

磷酸盐对硫化亚铁(FeS)吸附Sb (Ⅲ)的影响机理研究

还原环境（如湖泊、海洋沉积物）中，FeS是重金属的重要载体。在富营养化过程中，磷酸盐可能对重金属在FeS上的吸附行为产生重要影响。本文通过不同pH、磷酸盐浓度的批次试验，结合X射线衍射仪（XRD）和场发射透射电子电镜-能谱仪（TEM-EDS）固体分析手段，进行磷酸盐对FeS吸附Sb （Ⅲ）的影响研究。结果表明：酸性和中性条件下，磷酸盐会与FeS溶解释放的Fe （Ⅱ）反应生成磷酸亚铁沉淀，促进FeS溶解，同时释放出更多的H₂S （aq）/HS^-与Sb （Ⅲ）结合形成Sb₂S₃沉淀，从而促进溶液中Sb （Ⅲ）的吸附。碱性条件下，FeS对Sb （Ⅲ）只有吸附作用，而磷酸盐会占据FeS表面部分的吸附位点，与Sb （Ⅲ）形成竞争关系，进而抑制溶液中Sb （Ⅲ）的吸附。