Research on the degradation mechanism of pyridine in drinking water by dielectric barrier discharge

Pyridine, an important chemical raw material, is widely used in industry, for example in textiles,leather, printing, dyeing, etc. In this research, a dielectric barrier discharge(DBD) system was developed to remove pyridine, as a representative type of nitrogen heterocyclic compound in drinking water. First, the influence of the active species inhibitors tertiary butanol alcohol(TBA),HCO_3~-, and CO_3~(2-)on the degradation rate of pyridine was investigated to verify the existence of active species produced by the strong ionization discharge in the system. The intermediate and final products generated in the degradation process of pyridine were confirmed and analyzed through a series of analytical techniques, including liquid chromatography–mass spectrometry(LC–MS), high performance liquid chromatography(HPLC), ion chromatography(IC), total organic carbon(TOC) analysis, ultraviolet(UV) spectroscopy, etc. The results showed that the degradation of pyridine was mainly due to the strong oxidizing power of ozone and hydroxyl radical produced by the DBD system. Several intermediate products including 3-hydroxyl pyridine, fumaric acid, 2, 3-dihydroxypyridine, and oxalic acid were detected. Nitrogen was removed from the pyridine molecule to form nitrate. Through analysis of the degradation mechanism of pyridine, the oxidation pathway was deduced. The study provided a theoretical and experimental basis for the application of DBD strong ionization discharge in treatment of nitrogen heterocyclic compounds in drinking water.     

铁炭内电解垂直流人工湿地对污水厂尾水深度脱氮效果

针对污水厂尾水总氮(TN)含量偏高、微生物可利用碳源低的问题,构建铁炭内电解垂直流人工湿地(ICIE-VFCW)装置,研究了ICIE-VFCW对尾水的处理效果,并采用紫外-可见光光谱(UV-VIS)、凝胶过滤色谱(GFC),进一步探讨了ICIEVFCW强化脱氮机制.结果表明,ICIE-VFCW可提高系统对尾水中COD的去除,出水COD可稳定在30 mg·L~(-1)以下,全年、暖季、寒季COD平均去除率较普通垂直流人工湿地分别可提高10.16%、9.81%、11.22%.系统出水TN可维持在10 mg·L~(-1)以下,全年、暖季、寒季TN平均去除率较普通垂直流人工湿地分别提高13.72%、12.90%、16.17%.经过人工湿地处理后,污水中有机物的腐殖度、芳香度及相对分子质量(Mr)均有所下降,且ICIE-VFCW中Mr下降更为明显.湿地基质掺杂铁炭可促进尾水中大分子有机物转化为小分子,为微生物提供更多可利用碳源,从而提高脱氮效率.     

废弃尾矿库15种植物对重金属Pb、Zn的积累和养分吸收

在废弃的铅锌尾矿库进行人工植被恢复试验.对3年生15种植物重金属积累和养分吸收特性的研究表明,植物对土壤重金属和养分的吸收积累因植物种类、部位、金属种类和种植时间的不同而有显著差异.树木不同器官Pb质量浓度高低的总趋势为根〉叶〉茎,部分树种Zn质量浓度表现为叶〉根和茎;在15种参试植物中,加拿大紫荆根系Pb和Zn质量浓度均处于最高水平（分别为1 803 mg.kg-1和2 120 mg.kg-1）,盐肤木具有最高的茎枝Pb、叶片Pb和Zn质量浓度（分别为280、546和1 507 mg.kg-1）,旱柳具有最高的茎枝Zn质量浓度（729 mg.kg-1）和较高的叶片Zn质量浓度（1 153 mg.kg-1）.枫香、紫花苜蓿对Pb,旱柳、盐肤木、紫花苜蓿对Zn的转移系数TF值均〉1.植物Pb的富集系数BCF值均小于0.17,旱柳、盐肤木、紫花苜蓿Zn的BCF值达0.37～0.43.固氮植物体内N含量显著高于其它植物,火炬树、臭椿对P和夹竹桃对K的吸收积累能力强.随着种植时间的增加,植株体内有重金属质量浓度增加、营养元素含量下降的趋势.盐肤木、旱柳等重金属积累树种及紫穗槐、紫花苜蓿、截叶胡枝子、桤木等固氮植物在铅锌尾矿治理中具有应用前景.     

基于熵权的长沙市城市生态安全综合评估与预测

城市是一个社会-经济-自然复合生态系统,区域资源与城市自然系统是城市社会经济发展的重要基础和载体。城市生态安全评估是对未来的安全状态进行预测,以实现城市的可持续发展。文章以长沙市为例,在城市生态安全主要影响因素识别的基础上,应用PSR模型、熵权法等建立城市生态安全评估指标及计算方法,研究了长沙市近11年来生态安全的变化趋势。研究结果表明,1999-2009年间长沙生态安全的趋势由较不安全向较安全状态发展,生态安全值从25.4提高到60.7,人文环境响应是长沙生态安全改善的主导因素,资源环境压力,水土资源保持是限制长沙市生态安全的主要因素。     

基于经验权重方法的舟曲县泥石流易发性评估

舟曲县泥石流灾害频发,2010年8月发生的特大山洪泥石流,造成大量生命财产损失。文章采用遥感影像结合地面调查获取舟曲县植被覆盖、岩性、构造等信息;基于数字高程模型与水文分析获取水系、沟谷纵比降、沟谷弯曲度、流域、坡度信息;基于国土资源部在全国开展县市灾害调查中提供的泥石流易发性量化经验权重,对全县178条较大沟谷进行泥石流易发性评价。得到的结果与野外考察和前人认识具有较高的一致性。该方法不需要大量的野外工作,具有评估迅速简单的特点,对县级以上区域尺度的泥石流易发性快速评估具有较高推广价值。     

河流健康评估的研究与应用进展研究

自20世纪50年代以来,河流健康越来越受到社会的广泛关注。河流健康的概念、评估方法、范围、内容和指标体系得到不断拓展和完善。目前常用的两类河流健康评估方法是综合指标评估法和指示生物评估法。综合指标评估法采用河流水文、水质、生态系统等多个指标,能较全面地反映河流生态系统的健康状况,但是存在指标数量不易精简、部分指标难以量化等不足支出。在实际应用中更为常用的是指示生物评估法,采用鱼类、大型无脊椎动物、浮游藻类等指示生物的动态变化反映河流健康状况,方法更为简单直观。     

氨氮浓度对苦草上附植藻类定植的影响

为了认识水体富营养化过程中附植藻类群落定植演替规律,利用显微计数法,通过室内静态模拟实验,研究了水体中不同氨氮浓度对太湖常见沉水植物苦草上附植藻类的影响。结果表明:采集的样品在以硅藻门中脆杆藻属、直链藻属、桥弯藻属、舟行藻属以及蓝藻门的色球藻属为优势种的样品在放置到不同浓度氨氮的实验组后,最后群落演变成为在低浓度氨氮营养盐下以舟行藻和脆杆藻为优势属,中高浓度的氨氮营养盐下以绿藻门的毛枝藻和硅藻门的小环藻和舟行藻为优势属的附植藻类群落结构;生物量在低浓度范围内与氨氮营养盐呈正相关。表明氨氮营养盐对附植藻类群落结构影响非常明显。     

基于熵权的改进密切值法在水质综合评价的应用

将2003至2008年宁德市金涵水库水质监测值与地表水环境质量标准相结合,建立了环境样本矩阵,运用信息熵原理确定各指标的权重,并应用改进密切值法进行水质综合评价。结果表明：金涵水库从2003至2008年水质都是Ⅱ类以上,水质总体良好。该评价方法操作简便易行,结论切实可行,并可反映出各评价单元的优劣变化。     

天津汉沽海域表层沉积物中P的赋存特征分析

利用连续分级提取方法,对天津汉沽海域表层沉积物中P的含量水平、赋存形态、及其生物有效性进行了分析。结果表明:表层沉积物中TP的含量在525.68×10-6～688.39×10-6之间,平均含量约为618.18×10-6,其中86.98%以IP的形式存在;而在IP中,FA-P是其主要的赋存形态,平均约占TP的59.54%;IP含量范围为48.52×10-6～146.72×10-6,平均约占TP的13.02%。P的生物有效性分析结果显示,潜在的生物有效P主要包括Ads-P、Fe-P和OP等3种赋存形态,而天津汉沽海域表层沉积物中潜在的生物有效P含量约为465.87×10-6～609.79×10-6,平均约占沉积物TP的89.14%,表明研究区域内沉积物具有很强的释P潜力。     

长江口海域近50a来营养盐的变化及其对浮游植物群落演替的影响

本文根据收集到的1960s到2000s年间东海长江口附近海域(30.5～32°N,122～123°E)的营养盐数据,分析了长江口海域营养盐的季节变化及历史变化趋势。其中根据1959～1960年,1985～1986年和2002～2003年长江口海域营养盐的季节变化数据,发现50 a来,营养盐的季节变化差异不大,均呈现出春夏低,秋冬高的季节变化趋势,其中2002～2003年四个季节之间营养盐含量的变化幅度较其它两年略小。从1960s～2000s年的历史变化可以看出,调查海域的DIN含量呈现出显著上升的趋势,但是在2000年以后,DIN的年平均含量略有降低但变化不大,基本保持在18μmol/L。DIP年平均浓度变化不明显,浓度范围维持在0.39～0.60μmol/L之间。SiO3-Si的年平均含量呈现出明显的降低趋势。就营养盐组成变化来说,DIN/P比例和Si/DIN比值的变化趋势相反,DIN/P比例呈现出升高的趋势而Si/DIN呈现出降低的趋势。生物数据表明从1980s以后该海域赤潮优势种有从硅藻演变为甲藻的趋势,结合营养盐的变化分析认为过量的DIN和持续升高的DIN/P是造成这一藻种长期演变现象的主要原因。