三维荧光光谱研究溶解有机质与汞的相互作用

随着荧光光谱技术的进展,三维荧光光谱被广泛应用于研究各种天然水体中溶解有机质(包括腐殖质)的各种环境行为.本文利用三维荧光光谱和荧光猝灭滴定技术研究河流溶解有机质与Hg(Ⅱ)的相互作用.结果表明,溶解有机质中含有的3种类型荧光基团都能够不同程度地被Hg(Ⅱ)猝灭,并采用非线性回归分析拟合出Hg(Ⅱ)与3种荧光基团之间的条件稳定常数.pH值对Hg(Ⅱ)-DOM体系具有显著影响.Cl^-对Hg(Ⅱ)-DOM体系具有强烈的竞争作用.Ca(Ⅱ)能够使Hg(Ⅱ)-DOM体系荧光增强,而Mg(Ⅱ)对之影响很小.此外,Cu(Ⅱ)与Hg(Ⅱ)都是DOM的荧光猝灭剂,但是其猝灭机理存在差异.     

磁混凝工艺处理市政废水中的污染物去除特征研究

本研究对2个磁混凝站点进行了水质分析与溶解性有机物（DOM）的系统表征，考察了市政废水在磁混凝过程中的污染物去除效果与DOM去除特征，分析了强化磁混凝过程关键作用.研究发现：磁混凝可显著去除浊度、悬浮态有机物和磷，2个站点TCOD和TP去除率分别为52.53%/76.78%和64.41%/81.59%.市政废水DOM组成复杂，内源性DOM占比较高，两个站点DOM种类相似，但B站点进水有机物含量略少，且芳香类DOM占比较低.磁混凝对DOM具有显著的去除效果，主要去除高腐殖化程度、芳香性、聚合度、疏水性的大分子有机物，络氨酸类蛋白是主要的去除物质.B站点强化药剂的投加显著提升DOM和氨氮的去除效果，TOC和氨氮的去除率可达40.01%和36.08%，同时磷和TCOD的混凝效果也得到一定强化.本研究揭示了磁混凝过程污染物去除特征，促进了磁混凝过程的理解，为磁混凝在水处理中的推广应用提供了有效支撑.     

强还原处理和生物炭对设施蔬菜土壤DOM数量和光谱特征的影响

土壤强还原处理（Reductive Soil Disinfestation,RSD）可以有效地修复设施蔬菜土壤的连作障碍,但实施过程中亦会引起可溶性有机质（Dissolved Organic Matter,DOM）数量和质量的变化.本研究通过培养实验,设置未修复对照（CK）、RSD修复（RSD）、生物炭修复（BC）及RSD与生物炭联合修复（RSD+BC）4个处理,对比研究不同修复处理对土壤DOM含量和光谱特征的影响.结果表明,与CK相比,RSD、BC和RSD+BC修复后土壤的DOC含量分别增加了142.9%、24.6%和127.0%;相较于RSD处理,RSD+BC处理的DOC含量显著降低（p<0.05）.土壤DOM组分以类富里酸和类腐殖酸物质为主,RSD处理增加了类腐殖酸组分,而RSD+BC处理更有利于类富里酸物质的增加.RSD、BC及二者联合修复显著增强了土壤DOM的芳香化和腐殖化程度.结构方程模型分析表明,土壤pH对DOC含量和腐殖化指数（HIX_em）产生直接正效应,土壤氧化还原电位（E_h）对DOC含量具有直接负效应,pH亦可通过影响DOC含量间接影响微生物量碳（MBC）和荧光指数（FI）.     

基于Monte Carlo的海洋平台圆柱落物落点分析及危险区快速评价*

为实现海洋平台落物风险快速精确评价，针对传统推荐性规范经验化、过于简化、平面化及未体现工程随机性等问题，以圆柱落物为研究对象开展先导研究，基于3D运动理论模型，提出1种采用Monte Carlo方法表征工程随机性以实现危险区快速精确评价的方法，自主开发形成海洋平台圆柱落物危险区快速评价工具（MREDP），着重分析落点分布规律和危险区等级划分。结果表明:落点分布整体呈现“倒工字圆弧型”、两端“一密一疏”、关于X轴对称特点；MREDP快速评价结果可信，评价周期大幅降低；MREDP快速评价危险区相对较大、存在多峰值点，DNVGL-RP-F107推荐危险区相对保守、存在单峰值点。     

高陡岩质边坡抗震稳定性的三维有限元分析

岩质边坡在地震作用下稳定性的计算一般采用拟静力法和有限单元法,拟静力法因应用简便而得到大量应用,至今广泛应用于边坡的抗震计算。建立了某溢洪道引渠左侧整体边坡三维有限元模型,选用ADINA软件并采用拟静力法对三维模型进行了抗震稳定性计算和分析,结合有限元分析的结果,提出溢洪道引渠左侧整体边坡抗震措施和建议。     

紫外光协同CuO-TiO_2/Al_2O_3三维粒子电极电催化降解罗丹明B

自制了CuO-TiO_2/Al_2O_3粒子电极,对其进行了表征。在此基础上构建了紫外光协同三维粒子电极电催化体系降解水中的罗丹明B,考察了降解过程的影响因素、动力学及机理。表征结果显示,粒子电极具有良好的表面结构及有效催化成分。实验结果表明:在罗丹明B质量浓度20 mg/L、槽电压15 V、电流0.3 A、溶液pH 3.0、曝气量1.5 L/min、Fe~(2+)投加量0.5 mmol/L的条件下反应60 min,脱色率达96.29%;反应过程符合一级动力学方程,反应速率常数为0.060 mg/(L·min);紫外光的加入使溶液中H_2O_2的浓度降低约30%,促进了H_2O_2的分解。     

单极性三维电极电解处理含钴废水

采用并联式单极性三维电极电解处理低浓度含钴废水并回收金属钴,比较了二维电极与三维电极的钴离子去除效果,探讨了填充材料、电流、填充比（填充材料与废水的质量比）、废水pH对钴离子去除效果的影响,建立了反应动力学模型,并进行了经济性分析。实验结果表明：三维电极对钴离子的去除效果远优于二维电极;在以网状Ti/RuO₂为阳极、不锈钢板为阴极并作为主电极、空心钢球为第三极、极间距5 cm、电解时间60 min、电流为0.6 A、填充比为2.5、不调节废水pH的条件下处理钴离子质量浓度为112.3 mg/L的废水,钴离子去除率可达85.6%、电流效率为68.3%;去除钴离子的电化学反应符合一级反应动力学模型;该方法具有良好的环境与经济效益。     

三维电极法处理六硝基茋生产废水

以Ti板为阴极、Ti/IrO₂-Ta₂O₅电极为阳极,采用三维电极法处理六硝基茋生产废水。通过单因素实验和正交实验确定的最佳工艺条件为：电解电压8 V,电解时间4 h,极板间距5 mm,初始废水COD=3 120 mg/L,m（玻璃珠）∶m（活性炭）=1∶3（选定活性炭的质量为5.0 g）,ρ（硫酸钠）=500 mg/L。在此最佳工艺条件下,废水COD去除率为36.5%。     

印染生化尾水电解过程溶解性有机物变化特性

基于荧光激发发射矩阵（EEM）,结合紫外-可见吸收光谱（UV-vis）、红外光谱（IR）和气相色谱质谱联用仪（GC-MS）,精准分析印染生化尾水电解过程溶解性有机物（DOM）结构和组成,揭示宏观水质指标COD、BOD变化的本质.三维荧光光谱PARAFAC分析显示,印染生化尾水存在酪氨酸类（C1）、色氨酸类（C2）、腐植酸类（YC3）3个荧光组分.15mA/cm2电流密度下,经过一定时间电解（如30min）,原荧光强度开始逐渐减弱,C1、C2组分最大荧光强度（Fmax）变化不大,出现最大荧光强度（Fmax）降低的DC3色氨酸类组分,废水B/C比从0.27提升至0.42,即尾水可生化性得到提升.进一步分析,电解过程,印染生化尾水DOM的C=C、C=O、C-N、C-O-C结构被降解,原水中烯烃、酮类、胺类、醇类、苯类、卤代烃、酯类等有机化合物被逐步降解为小分子有机酸、烷基酯、烷烃等,这是荧光团转变、可生化性提升的本质原因.三维荧光直观反映了电解过程DOM组成结构的特征光谱,为科学评估电解技术效果和后续印染生化尾水排放溯源提供支撑.     

三维电极的制备及活性艳蓝的降解

以不锈钢基PbO2电极为阳极、同等材质的不锈钢板为阴极,在两电极之间以高炉炼钢废渣为填充粒子,自制改进三维电极反应器.通过自制的三维电极反应器,采用电催化氧化法降解活性艳蓝染料.实验结果表明,在废渣加入量为20 g/L、电极间距为10 mm、槽电压为8V的条件下,处理500 mL质量浓度为30 mg/L的活性艳蓝溶液,...