紫外光照射下铁锰物种对酸性橙Ⅱ的脱色研究

以高铁酸钠原液对酸性橙Ⅱ进行氧化脱色,并对比了高锰酸钾在紫外光照射下的脱色能力.结果表明,254 nm紫外光照射提高了高铁酸钠原液与高锰酸钾的脱色效能,而且紫外光和高铁酸钠原液联合使用时,对染料的脱色速率是单独紫外光和单独高铁酸钠原液脱色速率的1.11倍,产生了一定的协同作用.通过对比紫外光照射下硝酸铁和硫酸锰的脱色能力,证明低价态的水合Fe(Ⅲ)物种具有较强的光反应性,异丙醇淬灭试验证明产生了大量羟基自由基.另外,在所考察的pH范围内,无论紫外光照射与否,相对于硫酸锰和高锰酸钾,硝酸铁和高铁酸钠原液都保持了较高而稳定的脱色能力.     

微波诱导催化剂Fe_2O_3/Al_2O_3对甲基橙废水的处理

采用微波诱导氧化工艺(MIOP)处理模拟甲基橙废水,考察了催化剂用量、微波辐射时间、微波辐射功率及pH值对甲基橙脱色率的影响。结果表明:在微波功率900W、辐射时间5min、催化剂用量2g/L的条件下,处理20mg/L的甲基橙废水脱色率可达93.2%。同时动力学分析表明,该氧化过程符合一级动力学规律。     

新型交联壳聚糖材料对地下水重金属Zn~(2+)的吸附性能

地下水重金属污染的原位修复技术研究日益受到关注.利用课题组研发的聚乙二醇(PEG400)作为交联剂合成的新型交联壳聚糖材料,用该新型材料吸附地下水中重金属Zn~(2+),探讨CTS:PEG比例和Zn~(2+)印迹量对吸附效果的影响,通过该材料对Zn~(2+)的吸附动力学、吸附等温线以及吸附热力学关系,讨论其吸附的内在机理.研究发现CTS:PEG=1:2和印迹的Zn~(2+)量是0.5%的交联壳聚糖,去除重金属Zn~(2+)的效率最高;其非平衡吸附遵循准二级动力学模型,吸附速率为0.1260mg·g~(-1)·h~(-1);在20℃,溶液pH值为7条件下,PEG-CTS对Zn~(2+)的最大吸附容量是18.20 mg·g~(-1),平均吸附能量是9.66kJ·mol~(-1);化学吸附为主,也包含物理吸附.     

热解温度对棉杆生物炭中水可提取有机物与Cu(Ⅱ)络合特性的影响

本文以棉杆生物炭中水可提取的有机物(water extracted organic matter,WEOM)为研究对象,采用二阶导数荧光和二维相关光谱分析方法研究低温(300℃)和高温(600℃)热解温度下生物炭WEOM的荧光组分变化及其与Cu(Ⅱ)离子的络合特性.研究结果表明,低温和高温热解生物炭WEOM的含量分别为20172.3 mg·kg-1和5.9 mg·kg-1;低温热解生物炭WEOM以类腐殖酸为主,而高温热解生物炭WEOM以类富里酸为主.二维相关光谱(2D-COS)分析结果显示,低温热解生物炭WEOM中类腐殖酸(409 nm)能够优先与Cu(Ⅱ)离子发生络合作用,而高温热解生物炭WEOM中类富里酸组分(372 nm)优先与Cu(Ⅱ)离子结合.300℃热解生物炭WEOM-Cu(Ⅱ)的lgK值在4.85-5.30之间,类富里酸物质表现出较高的lgK值.600℃热解棉杆生物炭WEOM与Cu(Ⅱ)的lgK值在4.23-5.19之间,随着波长的增加,lgK值呈现逐级增大的趋势,且具有较高的荧光配位比,研究结果能够为生物炭用于土壤改良和修复提供指导依据.     

西安市混合功能区冬夏季大气颗粒物中可溶性Fe的分布特征

可溶性铁(Fe)一方面作为营养元素影响着生物地球化学循环,另一方面作为氧化剂对大气二次气溶胶的形成也有重要影响.本文分别开展了西安市混合功能区冬夏季不同粒径大气颗粒物的观测研究,通过使用改良的液体波导毛细管池(LWCC)测定颗粒物中酸性介质提取的可溶性铁浓度,并探究其季节变化、昼夜分布及粒径分布特征.季节分布特征表明,可溶性Fe(Ⅱ)浓度冬季高于夏季,而可溶性Fe(Ⅲ)浓度则夏季高于冬季.不同价态的可溶性Fe的季节分布特征差异明显,白天PM2.5中可溶性Fe(Ⅱ)和总可溶性性Fe的质量浓度和溶解度都大于夜晚的PM2.5样品,Fe(Ⅲ)则白天与夜晚无明显区别.粒径分布结果表明,溶解性Fe主要分布在细颗粒物中,且大气颗粒物的粒径越小,Fe(Ⅱ)sol与Fe(Ⅱ)total之比的变化范围越大,可溶性Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)之间的转化更为活跃.     

基于多目标优化的低影响开发设施布局方法

以海绵城市试点区-南昌市某分流制区域为例,针对低影响开发（LID）设施的最优成本效益问题,耦合了雨水管理模型（SWMM）和非支配排序遗传算法（NSGA-Ⅱ）,对LID设施建设成本、径流SS负荷削减率、径流量削减率3个目标函数进行多目标优化.得到了一系列完整的成本效益曲线（帕累托解集）,实现了区域LID设施建设方案的自动寻优.比较不同降雨重现期（P=2、5、15 a）条件下的优化结果,发现LID设施在径流SS负荷控制方面不易受降雨重现期的影响;而在径流量控制方面,受降雨重现期影响较大,高成本LID设施建设方案也难以有效削减高重现期降雨径流.以帕累托解集中3种不同建设成本的方案为例,根据2016年实际降雨对不同方案下的水量水质的控制效果进行了模拟,决策者可以根据资金投入、控制目标、受纳水体环境容量从帕累托解集上选择适合的LID设施建设方案.     

Cd(Ⅱ)胁迫/诱导下铜绿假单胞菌EPS组分变化及其吸附性能

产生胞外聚合物（EPS）是微生物减缓或消除不利影响的自我保护机制,其中的蛋白组分发挥着十分重要的作用.为了达到定向调控EPS的目的,本研究通过不同浓度Cd （Ⅱ）对铜绿假单胞菌进行胁迫/诱导培养,研究了胁迫前后EPS组分以及对Cd （Ⅱ）的吸附性能的变化.结果表明,Cd （Ⅱ）胁迫浓度为50 mg·L^-1时,EPS中蛋白产量最高,达到136.80 mg·g^-1,较胁迫前增加了409.69%,且此时EPS对Cd （Ⅱ）的吸附能力最高.Langmuir等温模型可以很好地拟合EPS对重金属Cd （Ⅱ）的吸附,理论最大吸附量达到1663.34 mg·g^-1,且吸附过程符合二级动力学规律.三维荧光光谱图（3D-EEM）测试表明,胁迫后EPS中蛋白质含量尤其类色氨酸含量增加明显,蛋白质在吸附过程中发挥了重要的作用;红外光谱（FTIR）分析表明胁迫后—SH、C＝O、N—H/C—N等官能团的相对浓度明显增加.胁迫/诱导下EPS产量和吸附性能明显增加,在重金属污染防治中显示出极大的应用前景.     

负载型三维粒子电极降解甲基橙模拟废水研究

采用负载型活性炭为填充电极的三维电极法处理甲基橙模拟废水,研究了不同粒子电极的处理效果,考察了影响模拟废水中色度与COD去除率的因素,探讨了甲基橙降解的反应动力学,并运用紫外-可见吸收光谱初步研究了甲基橙的降解机理.结果表明,负载锰的氧化物的粒子电极处理效果最好,降解3h后,色度与COD去除率分别达95%与80%;通过单因素实验确定的最佳实验条件:槽电压12V,初始pH值为3,辅助电解质浓度0.05mol/L.反应动力学分析显示,甲基橙降解反应表现为一级反应动力学.紫外-可见吸收光谱分析结果表明,以负载型活性炭为粒子电极的三维电极法对模拟废水中的色度与COD具有很好的降解效果.     

板-孔-板式电极反应器处理甲基橙废水

采用新型板-孔-板式电极反应器处理甲基橙废水,研究了反应器参数对甲基橙废水脱色效果的影响.实验结果表明:采用废水从反应器底部流人、流经绝缘板的孔后从反应器上部流出的进液方式,最佳绝缘板孔径为1.0 mm;在初始废水电导率为500 μS/cm、初始甲基橙质量浓度为10 mg/L的条件下,放电处理30 min时,废水脱色率可达98％;废水pH由6.5降至4.9; COD去除率接近50％.