零价铁与微生物耦合修复地下水的研究进展

主要总结了零价铁与微生物耦合体系修复污染地下水的作用效能与机制,介绍了零价铁与微生物耦合体系中零价铁的和微生物的主要来源及特征,总结了该耦合技术对地下水中氯代烃、重金属以及硝酸盐的去除效能、作用机制以及产物,由于零价铁与微生物之间的协同作用,相较于单一体系,耦合体系对多种污染物的去除效率具有明显的优势,且耦合体系中污染物的去除产物更加无害化.此外,从材料本身与环境因子两个方面概述了零价铁与微生物耦合体系降解效率的影响因素,阐明了零价铁与微生物之间的交互作用机制.零价铁的毒性作用和刺激作用对微生物的生长与群落变化起到了重要作用,同时微生物的存在影响了零价铁的电子传递与钝化产物的构成.最后,提出了零价铁与微生物耦合体系的未来研究需求,总结了该技术的优势与不足,有利于该技术在地下水修复中的高效应用.     

Fe (II)活化过硫酸盐处理喹啉工艺参数优化及生物毒性

以喹啉为处理目标物,采用Fe²⁺活化K₂S₂O₈（PS）的高级氧化体系在不同环境因素下降解喹啉.结果表明：与单一PS体系和Fe²⁺体系相比,Fe²⁺/PS体系可以有效降解喹啉.在初始喹啉浓度为250mg/L,喹啉/PS物质的量比为1：10,PS/Fe²⁺物质的量比为3,初始pH3,反应温度为45℃,反应时间为80min的条件下,喹啉降解率可达100%.提高PS和Fe²⁺浓度均能有效提高喹啉降解率,但超过一定限值后对喹啉去除效果不明显.Fe²⁺/PS去除喹啉的过程符合一级反应动力学.溶液初始pH值越高,喹啉去除率越低;反应温度越高,喹啉去除率越高.自由基淬灭实验证实,Fe²⁺活化PS体系中有SO₄^-·和OH·的存在,其中由SO₄^-·产生的OH·对喹啉的降解占主导地位.通过GC/MS检测到2种中间产物8-羟基喹啉和2（1H）-喹啉酮,据此推测基于硫酸根自由基强化喹啉降解的可能路径.大肠杆菌急性毒性实验结果证实,虽然Fe²⁺/PS体系去除喹啉过程中产生了毒性更强的中间产物,但酸性条件和较高的反应温度有利于体系脱毒.     

村域尺度旅游效率空间分异及形成机理——以洛阳市375个旅游村为例

以“人地业”耦合协调、旅游系统为理论基础,构建了乡村旅游效率评价体系,识别并分析影响效率的因素和机理。在此基础上,结合使用洛阳市375个旅游村调研数据、地理数据、交通数据,综合运用地理探测器、Bootstrap-DEA、冷热点分析方法,围绕乡村旅游资源的配置效率、空间格局及形成机理开展实证研究。研究发现：综合技术效率平均值达到0.41,洛阳市乡村旅游效率偏低;旅游综合技术效率高值区具有显著集聚性,高值区分布具有显著的交通指向性;影响综合技术效率及空间分异的主要因素是村域人口密度、地形条件、贫困村因素。从系统论角度揭示系统要素、系统结构、系统间嵌套对村域旅游效率的影响,可为乡村旅游发展要素配置与制度安排提供科学依据。     

重庆地票交易时空特征及其与人口流动的耦合态势

从地票复垦生产和落地使用双边视角,采用区位基尼系数、热点分析、重心演变等方法探寻地票交易特征动态变化过程及其与人口流动的耦合态势。研究表明：（1）重庆主城区地票流入极功能弱化;渝西地区正成为新的地票流入极;渝东北、渝东南地区发展为以产出地票为主、兼具地票使用需求的复合区域。（2）渝东北、渝东南分别是地票复垦生产的主极核和次极核。渝西地区呈爆发式产出剧增。（3）地票流与人口流呈“偏离—一致—偏离”耦合态势。差异化的落地政策刺激了人口流出区地票使用积极性,造成地票流入偏离城镇人口流入轨迹;渝西地区受需求驱动大规模生产地票、渝东北和渝东南剩余农村闲置建设用地资源潜力有限,造成地票流出偏离乡村人口流出轨迹。     

盐酸羟胺/铁基MOFs/过硫酸盐体系降解磺胺嘧啶

使用盐酸羟胺（HA）促进Fe （Ⅲ）/Fe （Ⅱ）循环,强化铁基金属有机骨架（Fe-MOFs）/过硫酸盐（PS）体系降解水中磺胺嘧啶（SDZ）.通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、傅立叶变换红外光谱（FTIR）和X射线光电子能谱仪（XPS）对Fe-MOFs进行结构和形貌的表征.探究了溶液初始pH值、PS浓度、Fe-MOFs投加量、HA浓度、SDZ浓度、共存离子、腐殖酸等对SDZ去除效果的影响,并考察了该体系的实际应用前景.结果表明,Fe-MOFs/PS/HA体系在较宽的初始pH值范围（3~6）内,对于SDZ的180min去除率可达到90.1%以上.适量的HA可以促进Fe-MOFs/PS体系降解SDZ的性能.自由基清扫实验和电子顺磁共振实验表明,Fe-MOFs/PS/HA体系降解SDZ的过程中产生了SO₄^-·、·OH、O₂^-·以及¹O₂.在本文考察范围内,Fe-MOFs/PS/HA体系对SDZ的降解性能随pH值（pH=3~6）升高逐渐下降;随着PS、HA、Fe-MOFs浓度的升高,SDZ去除率呈现率先上升后下降的趋势.氯离子、腐殖酸等因素对该体系应用于实际地表水存在负面作用,但HA可以强化该体系在自然环境下降解SDZ的效果.循环实验结果表明,Fe-MOFs具有良好的重复使用性,表现出了良好的应用潜力.     

微塑料对结冰过程中环境因子迁移的影响

为探究结冰过程中微塑料赋存对典型环境因子(总氮、总磷、盐度、化学需氧量、悬浮物)等分布及迁移规律的影响,采用室内模拟的方式研究不同条件下(结冰比例、结冰温度及方式、初始浓度)各典型环境因子在冰-水相间的分布及迁移规律,采用物质分配系数(K)表征环境因子的迁移能力。结果表明,结冰过程中冰体对环境因子具有排斥作用,不同条件下微塑料赋存对环境因子的分布规律均有一定程度的影响,由于微塑料自身特性致使原本应迁移至冰下水体中的环境因子部分滞留于冰体中,导致冰体中环境因子浓度的提高,为对照组冰体中环境因子浓度的1.13~1.49倍;同时使冰下水体中环境因子浓度下降,为对照组冰下水体中环境因子浓度的0.73~0.93倍;微塑料的赋存同时导致环境因子分配系数K值提高0.04~0.18,致使环境因子向冰下水体迁移的能力下降,但微塑料的赋存并未改变结冰过程中环境因子由冰体向冰下水体迁移的趋势,微塑料对于环境因子的携带作用小于冰体对环境因子的排斥作用;同时不同条件下结冰过程中微塑料对环境因子分布与迁移机理的影响均可以从结晶学角度与共晶理论得到解释。     

长期冻融循环下固化铅锌镉复合重金属污染土抗剪强度及浸出特征研究

为了评估长期冻融循环后(最长90d (次))固化复合重金属污染土的的抗剪强度及浸出特征,采用水泥、生石灰和粉煤灰按比例混合的复合固化剂固化/稳定化铅锌镉复合重金属污染土进行三轴压缩试验及毒性特征浸出程序试验.结果表明,固化污染土体的内摩擦角仅在冻融循环3次内有明显增加,增加率高达96.3%;粘聚力在冻融循环30次内总体趋势不断下降,之后无显著变化,最终下降率达到54.23%;Pb²⁺、Zn²⁺、Cd²⁺浸出浓度与冻融循环次数呈正比;EC值与冻融循环次数在总体上正相关;长期冻融循环作用后浸出液的pH值降低.并通过扫描电子显微镜,进一步探究长期冻融循环下固化污染土抗剪强度及浸出特征的劣化机理,结果显示在冻融循环后期固化土体内生成了大量的延迟钙矾石,这些延迟钙矾石在形成过程中的膨胀作用是引起抗剪强度损失、重金属浸出浓度升高的主要原因.     

两亲性壳聚糖制备优化及其气浮除藻研究

对壳聚糖（CTS）进行了两亲改性,通过响应曲面实验对比各因素对取代度影响的显著程度且优选出最佳的制备条件,并采用3种两亲性CTS进行了表面改性气浮（PosiDAF）除藻实验,对比了不同条件下的除藻效果且探究除藻机理.结果表明,两亲性CTS水溶性增强,但热稳定性降低;对响应值影响的显著程度为：碳链长度>反应时间>反应温度>原料投加比;以丁基N-2羟丙基三甲基壳聚糖氯化铵（C4-HTCC）为改性剂,投加量为1.0mg/L时改性气浮除藻效果最佳,可达93.47%,源于其改性的微气泡具有较强的静电吸引作用.     

Mechanisms of Pb(II) coprecipitation with natrojarosite and its behavior during acid dissolution

Lead (Pb) coprecipitation with jarosite is common in natural and engineered environments, such as acid mine drainage (AMD) sites and hydrometallurgical industry. Despite the high relevance for environmental impact, few studies have examined the exact interaction of Pb with jarosite and the dissolution behavior of each phase. In the present work, we demonstrate that Pb mainly interacts with jarosite in four modes, namely incorporation, occlusion, physically mixing, and chemically mixing. For comparison, the four modes of Pb-bearing natrojarosite were synthesized and characterized separately. Batch dissolution experiments were undertaken on these synthetic Pb-bearing natrojarosites under pH 2 to simulate the AMD environments. The introduction of Pb decreases the final Fe releasing efficiency of jarosite-type compounds from 18.18% to 3.45%-5.01%, showing a remarkable inhibition of their dissolution. For Pb releasing behavior, PbSO₄ dissolves in preference to Pb-substituted natrojarosite, i.e., (Na, Pb)-jarosite, which primarily results in the sharp increase of Pb releasing concentration (> 40 mg/L). PbSO₄ occlusion by jarosite-type compounds can significantly reduce the release of Pb. The results of this study could provide useful information regarding Fe and Pb cycling in acidic natural and engineered environments.     

Competing pathways of cresol formation in toluene photooxidation: OH-toluene adducts react with NO2 or with O2?

Methyl-hydroxy-cyclohexadienyl radicals (OTAs) are the key products of the photooxidation of toluene, with implications for the fate of toluene. Hence, we investigated the photooxidation mechanisms and kinetics of three main OTAs (o-OTA, m-OTA, and p-OTA) with NO₂ using quantum chemical calculations as well as the fate of OTAs under the different concentration ratios of NO₂ and O₂. The mechanism results show that the pathway of H-abstraction by NO₂ to anti-HONO (anti-H-abstraction) is more favorable than the syn-H-abstraction pathway, because the strong interaction between OTAs and NO₂ is formed in the transition states of the anti-H-abstraction pathways. The branching ratios of the anti-H-abstraction pathways are more than 99% in the temperature range of 216−298 K. The total rate constant of the OTA-NO₂ reaction is 9.9 × 10⁻¹² cm³/(molecule∙sec) at 298 K, which is contributed about 90% by o-OTA + NO₂, and the main products are o-cresol and anti-HONO. The half-lives of the OTA-NO₂ reaction in some polluted areas of China are 35 times longer than those of the OTA-O₂ reaction. In the atmosphere, the NO₂- and O₂- initiated reactions of OTAs have the same ability to form cresols as [NO₂] is up to 142.1 ppmV, which is impossible to achieve. It implies that under the experimental condition, the [NO₂]/[O₂] should be controlled to be less than 7.8 × 10⁻⁵ to simulate real atmospheric oxidation of toluene. Our results reveal that for the photooxidation of toluene, the yield of cresol is not affected by the concentration of NO₂ under the atmospheric environment.