Mineralization of aqueous pentachlorophenolate by anodic contact glow discharge electrolysis

Exhaustive mineralization of pentachlorophenolate ion (PCP) in phosphate buffer was carried out using anodic contact glow discharge electrolysis (CGDE), in which plasma was sustained between the electrolyte and anode. During CGDE, PCP degraded smoothly. The amount of total organic carbon decreased significantly, indicating the eventual conversion of the carbon atoms of benzene nucleus to inorganic carbons. Furthermore, chlorine atoms in PCP were liberated as chloride ions. As a primary intermediate product, 2,3,5,6- tetrachloro-1,4-benzoquinone was detected, and oxalate and formate as byproducts were also found. It was revealed that disappearance of PCP obeyed first-order kinetics. The reaction rate was generally unaffected by both O2 and inert gases in the cell, although it decreased by raising initial pH of solution. In addition, a plausible reaction pathway involving hydroxyl radical was proposed.     

磁性氧化铁/桑树杆生物炭的制备及其对砷污染土壤溶解性有机碳和砷形态的影响

以桑树杆为原料,制备了原始桑树杆生物炭（M-BC）及磁性氧化铁/桑树杆生物炭（Fe-BC）并对其进行表征.通过土壤培养实验,研究了3个温度下炭化制备的Fe-BC和M-BC在不同培养时间对土壤浸出液溶解性有机碳（DOC）和土壤砷（As）形态等的影响.结果表明：①Fe-BC负载的铁氧化物主要为Fe₃ O₄,且有磁性,主要官能团有C＝O双键、O—H键、C—O键和Fe—O键;Fe-BC-400、Fe-BC-500和Fe-BC-600的pH_zpc分别为8.92、8.74和9.19,比表面积分别为447.412、482.697和525.708 m² ·g^-1.②土壤浸出液中ρ（DOC）随着M-BC和Fe-BC炭化温度的升高而分别降低11.6~315.6 mg ·L^-1和78~365.6 mg ·L^-1,土壤浸出液中DOC浓度与土壤电导率（EC）值呈负相关;在培养第35 d,添加Fe-BC-600的土壤浸出液中As浓度比对照组土壤浸出液中的降低了55.96%.土壤浸出液中As浓度与DOC浓度相关性不显著.③添加Fe-BC的土壤有效态As占比均低于对照组的,在培养第35 d时,Fe-BC-600可使土壤有效态As占比降低39.21%.④在培养第35 d时,添加M-BC的土壤残渣态As含量减少了17.76%~49.11%,添加Fe-BC-600的土壤残渣态As占比增加了80%.Fe-BC-600最有利于降低土壤溶液DOC浓度,提高残渣态As含量,从而降低土壤As生物有效性.研究可为磁性氧化铁/生物炭在砷污染土壤修复提供理论依据.     

背景溶液对纳米氧化铁吸附病毒的影响

以噬菌体X174为病毒替代,通过等温静态批量吸附实验,研究了4种纳米氧化铁(α-Fe2O3、γ-Fe2O3-B、γ-Fe2O3-N、Fe3O4)对病毒在不同背景溶液中的吸附行为及其影响因素.结果表明,在模拟地下水中,4种纳米氧化铁对病毒均具有较高的吸附比例,其中α-Fe2O3对病毒吸附比例最高,在病毒初始浓度比较低(约1E+03PFU.mL-1)时可达100%.经Langmuir和Freundlich吸附等温线方程对上述吸附结果进行拟合表示,纳米氧化铁对病毒的吸附均为有利吸附(favorable adsorption),并可能存在多层吸附,吸附比例均随着病毒初始浓度的增加而减少.纳米氧化铁对病毒的吸附比例随着背景溶液离子强度的增加而降低,表示其吸附行为以电性吸附为主.背景溶液中阴离子存在显著降低了病毒的吸附量,这可能与阴离子竞争病毒吸附位点有关,其中HPO24-比HCO3-表现得更为明显.结果同时显示背景溶液中多价阳离子的存在(比如Ca2+和Mg2+)比单价阳离子(比如Na+和K+)更有利于纳米氧化铁对病毒的吸附.综上可知,纳米氧化铁是一种潜在的病毒净化理想材料,应用时需考虑其环境因素的影响.     

催化铁内电解法预处理硝基苯废水的机理研究

研究了硝基苯溶液在石墨和铜电极上的电还原特性,并评价了催化铁内电解还原产物的紫外光谱和电还原特性。结果表明,硝基苯能在铜电极上直接发生得电子还原反应,此即催化铁内电解法反应机理的显著特点。本方法对硝基苯废水进行预处理,是各种化学作用和电化学作用的综合效应,因此,具有较高的处理效率。     

Fe~0体系降解2,4二氯酚的影响因素及其反应机理

采用铁屑、炉渣及河砂混合介质降解2,4-二氯酚（2,4-DCP）模拟废水,研究铁屑粒径、铁屑投加量、铁屑与炉渣配比、pH值等因素对2,4-DCP脱氯效果的影响,探讨Fe0体系降解2,4-DCP的反应机理。结果表明,铁屑粒径、铁屑投加量、铁屑与炉渣配比、pH对2,4-DCP脱氯效果均有显著影响,在铁屑粒径为2～5 mm、不改变废水pH、铁屑与炉渣质量比为31∶9条件下,Fe0体系对2,4-DCP去除率高达97%。2,4-DCP经脱氯后主要产物为2-氯酚、4-氯酚和苯酚,反应后废水的可生化性明显提高,利于后续的生物处理。     

Geochemical and biological controls on trace metal transport in an acid mine impacted watershed

Water samples collected in an acid mine impacted watershed indicated that the concentrations of dissolved trace metals were diurnally influenced by mineral saturation, which is controlled primarily by pH and water temperature. Measurements taken suggested that these variations only occur at sample locations immediately downstream from the confluence of acidic and alkaline waters. It is at these locations where initial mineral precipitation occurred and where subtle changes in solubility were most affected, increasing trace metal removal when both the rate of photosynthesis (influencing pH in headwaters) and water temperature were at a maximum. The role of iron photoreduction (increased midday production of ferrous iron) on overall Cu, Mn, and Zn transport was also evaluated, but found to be inconclusive. Iron photoreduction may however influence adsorption and/or coprecipitation of trace metals through associated changes in oxidation state, solubility, and mineralogy of various iron colloids, which are produced upon the neutralization of acidic, metal enriched water. Furthermore, measured values of copper and zinc were compared to relative USEPA chronic criterion for exposure to continuous concentration (CCC) of metals by the calculation of a “toxicity unit” (TU). It was found that average values of both copper and zinc only exceeded the CCC (TU>1) in the acid mine-impacted Leona Creek. In general, zinc toxicity decreased while copper toxicity increased downstream of the confluence of the mine impacted Leona Creek and background Lion Creek (sampled at Lake Aliso), indicating a significant source of zinc in upstream, non mine-impacted samples.     

环境与发展的内发式发展论

“内发式发展论”是一种新的地域经济理论,它的重要特征是强调在环境保护的前提下,如何实现内发式发展,并注重强调本国、本地区的特色,全方位地思考一国及一个地区经济如何发展。“内发式发展论”对中国市场经济的繁荣与发展,特别是地域经济的可持续发展会有一定的指导意义。     

铸铁还原氯乙酸的影响因素与机制研究

氯乙酸是地表水与饮用水中一种常见的微量氯代有机污染,具有致癌性,浓度较高时对人体健康会产生一定的危害.为了更经济地去除水体中的氯乙酸,研究了铸铁废料去除氯乙酸的可行性,讨论了铁类型、预处理方法,振荡方式以及溶解氧等条件对还原效果的影响.结果表明传质过程比铁类型与酸处理对氯乙酸还原速率的影响更大.铸铁无氧去除三氯乙酸(TCAA)的主要产物为二氯乙酸(DCAA)而有氧存在时为一氯乙酸(MCAA).在纵向翻转下铸铁对氯乙酸的去除过程符合伪一级动力学,TCAA、DCAA与MCAA的无氧速率常数分别为0.46 h-1、0.03 h-1与0,有氧速率常数依次为1.24 h-1、0.79 h-1与0.28 h-1.不同氧含量环境中铸铁对氯乙酸的去除机制不同,无氧时为连续氢解,有氧时可能包括连续氢解与直接转化过程.     

纳米零价铁催化过氧化氢强化修复4-氯硝基苯污染地下水的研究

化学氧化还原技术是快速修复受污染地下水的重要手段,为探明某污染场地地下水化学修复的可行性和有效性,通过FeSO4与NaBH4液相还原反应制备了纳米零价铁(nZVI)颗粒,对其进行了扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)形貌观测与分析表征.采用制备的nZVI,在常温常压下催化H2O2修复4-氯硝基苯(4-ClNB)污染地下水.考察了不同工艺反应条件对修复效果的影响,分析探讨了工艺对特征污染物的降解机制.结果表明,在温度30℃、初始pH值3.0、nZVI质量浓度268.8mg·L-1、H2O2浓度4.90 mmol·L-1时,nZVI催化H2O2工艺能在30 min内完全转化降解污染地下水中4-ClNB.通过GC/MS、LC/MS和IC鉴定得到4-ClNB降解的主要中间产物,包括4-氯亚硝基苯、4-氯羟基苯胺、4-氯氧化偶氮苯、4-氯偶氮苯、4-氯苯胺、对苯醌、甲酸、乙酸、草酸和氯离子等,并在此基础上给出了4-ClNB可能的降解途径.     

台州长潭水库铁锰质量浓度变化特征及其成因分析

2013年1月以及4~12月对浙江省台州市长潭水库库区及其入库河流进行调查,同时结合历年监测数据,考察了水源水库中铁、锰质量浓度的变化特征,并依据水库水体温度、溶解氧(DO)随水体深度的变化,探讨了铁、锰超标的成因.结果表明,长潭水库水体中铁锰质量浓度季节性变化特征明显,铁、锰质量浓度在6~8月较高,水库出水口处历年最高值分别为2.38 mg·L-1和1.24 mg·L-1.铁、锰质量浓度超出《地表水环境质量标准》(GB 383822002)中0.3 mg·L-1和0.1 mg·L-1限值的情况主要发生在5~10月,2013年水库出水口处铁锰峰值分别超标5.6倍和12.4倍.入库河流铁锰质量浓度最高值分别为0.89 mg·L-1和0.56 mg·L-1,均小于同期水库出水口处铁锰质量浓度,综合分析表明外源污染并非库区水体铁锰的主要来源.7月铁锰在水库底层的质量浓度达到最大,分别为2.42 mg·L-1和1.20 mg·L-1.水体温度、溶解氧以及铁锰质量浓度在夏季的垂向分布特征表明水体热分层引起的季节性缺氧导致了沉积物中铁锰的释放,热分层效应引发的内源污染是库区水体铁锰超标的直接原因.水源水库铁锰污染的控制应该采用高效直接的原位水质改善和修复技术.