电流密度对BDD电极电化学矿化吲哚的影响与机制

掺硼金刚石膜(BDD)电极电化学氧化法是去除难降解有机污染物的有效手段.与总有机碳(TOC)等的测定相比,气态中间产物的逸出量能够更直观有效地反映有机物的矿化程度与去除效果.本研究以吲哚为代表性污染物,通过对比不同电流密度(10、20和30 m A·cm-2)下BDD电极对吲哚的去除率与矿化率,结合降解过程中碳和氮形态的变化与守恒情况,分析吲哚的降解机制.结果表明,BDD电极对吲哚有良好的去除效果,电流密度为10、20、30 m A·cm-2时,吲哚达到100%去除的时间分别为8、5和4 h;TOC去除率、CO_2产生量均随电流密度的增加而增大,证明矿化率与电流密度成正相关;电解产生的CO_2气体与TOC、无机碳(TIC)构成了碳守恒体系.4~5 h时,体系TOC、TON和CO_2产生量均没有变化,表明电解产生的靛红具有较高的稳定性,此时为中间产物积累阶段;XPS表征进一步证实了中间产物靛红、苯醌等在电极表面的吸附,随着电解时间的延长,这些吸附的中间产物可进一步被降解.本研究从气态产物检测及碳氮形态分析与守恒的角度阐释吲哚矿化过程,对于辅助揭示有机物的电解过程有重要意义.     

磷石膏淋滤液磷在红黏土中的迁移转化与吸附特性研究

为了探究磷石膏淋滤液磷在土壤中的迁移转化及赋存状态,文章以贵州某磷石膏堆场为研究区,通过室内物理模拟实验与土壤吸附实验,分析磷石膏淋滤液磷在红黏土中的迁移转化特征,并探讨了红黏土对磷的吸附成因。研究结果表明：不同磷石膏厚度与红黏土厚度,对磷石膏淋滤液磷的迁移有显著影响,其中磷石膏厚度越大,淋滤液中磷浓度越大,而红黏土土层厚度越大,淋滤液中磷浓度越低;磷石膏淋滤液磷在红黏土中的迁移转化过程中,其各形态之间不断发生转变,并有一部分会被红黏土所吸附,从而使磷浓度随之降低,主要存在形态为可溶磷与无机磷,占比分别为80%～94%和80%～95%,有机磷与颗粒态磷含量较小,占比分别为5%～20%和5%～16%;红黏土对磷石膏淋滤液中磷的最大吸附量为0.23 mg/g,且红黏土对磷的吸附等温曲线符合Freundlich方程,相关系数R²为0.986 78,吸附过程符合准二级动力学模型,相关系数R²为0.964 14。     

铁/炭凝胶颗粒高效吸磷以及位点能量分析

以有机废弃物制备生物炭吸附水体中磷,同步实现了固废的高价值利用以及水体富营养化的抑制,然而缺乏表面修饰的生物炭对磷的吸附能力有限。该文以磁性Fe₃O₄作为生物炭表面修饰剂,并以壳聚糖为固化剂制备了高效的除磷凝胶颗粒。利用多种表征技术以及近似位点能量分布理论对磷的吸附机理进行了探讨,分析了吸附性能提升的关键原因。结果表明Fe₃O₄的加入极大地促进了磷的吸附,在293 K下,生物炭对磷的饱和吸附量由13.76 mg/g增加到87.79 mg/g。该凝胶颗粒对磷的吸附是一个吸热过程,准二级动力学模型以及Langmuir模型能够更好地描述磷在凝胶颗粒上的吸附行为。通过表征技术发现Fe与磷之间形成的沉淀是磷吸附的重要机制,孔隙填充、氢键结合和静电吸引同样是B-Fe-C吸附磷的机制。整体而言,化学吸附是主要的吸附机制。此外,对表面近似位点能量分布的分析发现,促进磷与吸附剂表面之间的亲和力以及增加表面高能吸附位点的密集分布是促进磷吸附的一种重要手段。研发的凝胶颗粒对于天然水体中的各种离子具有一定的抗干扰能力,在天...     

载铁活性炭固定床对海水养殖尾水中磷的去除

为实现水产养殖尾水中低浓度磷酸盐的快速高效去除,该文构建了基于活性炭负载纳米羟基氧化铁(FeOOH@AC)的固定床吸附除磷装置,探究了盐度、进水磷酸盐浓度和流速对固定床动态吸附除磷效果的影响,并考察了FeOOH@AC固定床对工厂化海水养殖尾水中磷酸盐的吸附去除效果。结果表明,当水中磷酸盐初始浓度为0.75 mg/L时,FeOOH@AC固定床处理90 min后,水中活性磷酸盐浓度可以降到0.05 mg/L以下,去除率可以达到90%以上。FeOOH@AC固定床对水中磷酸盐的去除率随盐度降低而增加,当待处理水的盐度从30降低至5时,水中磷酸盐的去除率可以从69%提高至94%。同时,进水磷酸盐浓度和进水流速减低,使FeOOH@AC固定床到达吸附穿透点和吸附耗竭点的时间会延长。此外,经NaOH再生处理后,FeOOH@AC固定床有良好的重复使用效果。在应用于海水养殖尾水实际处理时,FeOOH@AC固定床可高效去除尾水中的磷,实现磷的达标排放。     

银赋存形态对钴酸镧催化燃烧碳烟性能影响的研究

控制柴油车尾气排放的关键是提高碳烟催化燃烧的低温活性。采用溶胶-凝胶法和浸渍法合成不同银赋存形态的钴酸镧(LCO),考察不同银赋存形态对碳烟催化燃烧性能的制约机制。结果表明,当煅烧温度为250、450℃时,LCO表面的银分别为Ag₂O和Ag⁰;当煅烧温度为700℃时Ag⁰与Ag⁺形态共存。煅烧温度为250℃、采用溶胶-凝胶法和浸渍法合成的催化剂表现出最佳的催化性能,归因于Ag₂O与LCO载体之间的相互作用。     

改性膨润土对水中磷和藻类的同步去除

为快速去除富营养化水体中的磷和藻类,制备了絮凝剂-镧复合改性膨润土(聚合氯化铝铁-镧复合改性膨润土(PAFC-La)、聚合硫酸铝-镧复合改性膨润土(PAS-La)、聚合硫酸铁-镧复合改性膨润土(PFS-La)、聚合氯化铝-镧复合改性膨润土(PAC-La)),对材料进行表征,通过吸附动力学和等温吸附模型比较4种复合改性膨润土的除磷性能,并探究投药量和pH对复合改性膨润土除磷除藻的影响。结果表明,4种材料吸附磷的过程均能由准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型描述。其中,PAC-La的磷吸附容量最大(44.677 mg/g);投药量为300 mg/L时,总磷(TP)去除率最高的是PAC-La(94.1%),叶绿素a(Chla)去除率最高的是PFS-La(78.2%);在pH为5～10时,PAC-La除磷除藻效果受pH影响最小。实验结果表明,采用絮凝剂-镧复合改性膨润土能够同步去除富营养化水体中的磷和藻类,尤其是采用PAC-La性能最优。     

臭氧和氮肥交互对小麦干物质生产、N、P、K含量及累积量的影响

利用中日合作建立的亚洲首个稻麦轮作开放式臭氧浓度升高（ozone-free air controlled enrichment,O3-FACE）平台,选取小麦品种（Tritcium aestivum）扬麦16为试材,研究了不同臭氧和氮肥水平下,小麦不同部位干物质量以及N、P、K质量分数的变化。结果表明,臭氧胁迫下,常氮水平小麦根、叶和穗干物质量以及根冠比与对照相比均显著降低,降幅分别为37.4%、17.4%、12.8%、29.8%,而增施氮肥后,小麦根叶穗及根冠比与常氮下相比均显著增加,增幅分别为60.5%、23.2%、10.7%、43.6%;常氮条件下,臭氧浓度升高明显降低N、P、K累积量及成熟期叶中N、P、K质量分数,降幅分别为10.93%、11.65%、7.64%、23.87%、14.81%、14.9%,而成熟期穗中N、P、K质量分数明显增加,增幅分别为6.15%、10.34%、13.12%,增施氮肥后,N、P、K累积量及小麦叶中N质量分数与常氮相比明显增加,增幅分别为15.58%、11.91%、9.00%、10.74%,叶中P、K质量分数也有所增加但增幅很小,而增施氮肥对其他部位的N、P、K质量分数影响不大。臭氧和氮肥对茎部干质量及N、P、K质量分数影响均不明显。总之,增施氮肥对小麦在臭氧胁迫下的生物量累积和养分累积有一定的缓解作用。     

海洋浮游植物对磷限制的响应机制

海洋浮游植物是全球初级生产力的重要贡献者,它们的生物量主要受到氮、磷、铁等营养元素的限制。磷元素作为浮游植物所必需的元素,在寡营养海域的真光层海水中十分缺乏,是浮游植物生长的限制因子。磷元素的缺乏不仅直接影响浮游植物的生长繁殖及物种演替,还对海洋碳、氮生物地球化学循环产生深远影响。全球变暖加剧海水层化,进而减少垂直混合带来的营养盐补充。面对不断变化的海洋环境,浮游植物通过减缓细胞生长、加强磷吸收和储存、分解有机磷、磷脂替代、降低细胞对磷酸盐的依赖等方式,应对海洋环境中的磷限制。本文总结了近年来海洋浮游植物应对磷限制响应机制的最新研究进展,主要从生理响应和生态效应方面综述了海洋磷限制对浮游植物的影响以及浮游植物响应海洋磷限制的策略,希望对海洋浮游植物和海洋环境科学相关研究具有借鉴意义。     

国家地震紧急救援训练基地可控地震废墟设计(I)——结构地震破坏模式

我国是一个地震多发的国家,地震灾害给我国造成了巨大的经济损失和严重的生命伤亡。专业化的震后紧急搜索救援能够最大限度地减少人民生命财产的损失,是防震减灾体系不可或缺的组成部分。通过大量的地震灾害实例,并借鉴地震灾害评估方法和建筑物抗震设计,对危害人类生命财产的建筑物震害的特征按照结构类型进行了详细说明,通过对这些地震中常见震害的了解和认识,为国家地震紧急救援训练基地的规划设计和相应搜索救援训练科目的设置提供依据。     

甘肃某冶炼厂区土壤重金属铅、镉污染特征及其对微生物群落结构的影响

长期受到重金属铅(Pb)和镉(Cd)污染的土壤生态危害指数较高,土壤微生物群落结构容易受到重金属的影响,重金属对土壤微生物的毒性与重金属的生物利用度直接相关。以白银市重金属污染土壤为样本,分析了土壤的理化性质、重金属Pb和Cd的污染状况及土壤微生物群落结构,探究它们之间的关联性。样本采自距离污染中心由近及远的4个位置(分别命名为S1、S2、S3和S4)。采用Hakanson指数法来评估该地重金属生态风险;选用改进的BCR顺序提取法分析Pb与Cd的组分分布情况;利用SPSS和Canoco 4.5对土壤性质、重金属和细菌群落进行相关性分析和冗余分析,探究微生物群落结构与土壤性质和重金属污染之间的相关性。结果表明:白银市该处重金属污染场地3 km以内的土壤均受到严重的Pb、Cd污染。Pb主要以弱酸可提取态和可还原态的形式存在于土壤中,Cd则以弱酸可提取态为主;土壤重金属的危害生态指数均已经达到极高污染风险程度,且危害程度S1>S3>S2>S4;微生物丰度和多样性可能受到土壤性质及重金属的共同影响,与Pb、Cd的污染程度大致呈负相关(S2相似文献