矿物超细颗粒的形成机制、结构特征及其环境行为和效应

矿物超细颗粒在自然环境中普遍存在,具有独特的环境行为和效应,对元素地球化学循环、污染物迁移转化和生态环境演变等有重要影响.矿物超细颗粒的环境行为和效应与其形成过程和结构特征密切相关.综述了物理、化学和生物过程驱动的矿物超细颗粒的形成机制,介绍了用于表征矿物超细颗粒结构特征的显微镜、光谱、质谱和同步辐射技术,分析了矿物超细颗粒在环境中的迁移转化及其与污染物的吸附、氧化还原和催化转化作用,总结了矿物超细颗粒的食物链积累、生物和生态毒性等环境效应,并对颗粒结晶路径、风险管控和微纳界面调控等重要研究方向进行了展望.超细颗粒是连接微观物质与宏观矿物晶体之间的桥梁,全面认识复杂基质中矿物颗粒的环境属性及其与污染物的微观作用机制,有助于指导矿物超细颗粒在环境污染修复中的应用,从而优化功能材料的设计,促进绿色低碳纳米技术的发展.     

轮胎微塑料污染对分蘖期水稻生长的影响

随着汽车使用量的激增,由汽车轮胎磨损产生的大量轮胎磨损颗粒物（tire wear particles,TWP）引发的环境污染问题,日益受到人们重视。但关于TWP对植物生长影响的研究相对较少,其影响机制也尚不明确。本文以分蘖期水稻为受试植物,通过水培实验探究不同粒径（90、100、125、150和180 μm）、不同浓度（100、500和1 000 mg·L^-1） TWP污染对植物生长的影响。结果表明,TWP对水稻生长的影响有明显的浓度效应,无显著的粒径效应。TWP污染对水稻地上部指标（根长、株高、根质量、叶质量等）和根系形态（根长、根表面积、平均直径、根体积、根尖数等）均具有明显的抑制作用。随着TWP浓度升高,叶绿素含量先被促进后被抑制,CAT活性先被促进后被抑制;TWP污染促进水稻根和叶SOD活性,但抑制根系活力和根POD活性,且浓度越高抑制效果越显著;当TWP浓度为100 mg·L^-1时,所有处理组水稻叶POD活性均被抑制,而在TWP浓度为500 mg·L^-1时,对所有处理组水稻叶POD活性均产生促进作用,当TWP浓度为1 000 mg·L^-1时,促进效果有所减弱。可见,轮胎磨损颗粒显著改变水稻的抗氧化酶活性,同时诱导水稻根胁迫反应,通过植物根系和叶的氧化-抗氧化系统诱导应激反应。     

诺氟沙星分子印迹共混膜的制备及应用

本文以诺氟沙星为模板分子,甲基丙烯酸为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,采用本体聚合法制备分子印迹聚合物,与聚砜铸膜液混合,制备出可以在低压力下对诺氟沙星有特异性截留作用的分子印迹共混膜。采用红外光谱对共混膜的结构进行表征,利用扫描电子显微镜对共混膜微观形貌进行表征。研究了聚合物的质量分数对共混膜水通量和截留率的影响,选出最佳混合比例并考察了选择性透过率。结果表明,当聚合物添加量为63.84%时,分子印迹基膜具有良好的支撑能力和较大的水通量。基于该基膜所制备的诺氟沙星分子印迹共混膜水通量为272.34 L·m⁻²·h⁻¹（操作压力0.2 MPa）,对诺氟沙星截留率为89.47%,具有很好的去除效果。     

焊接工艺多源散发的高温颗粒污染物扩散特性数值模拟

为探究热工艺过程产生的热气流作用下颗粒的迁移规律,基于气固两相离散粒子模型(DPM)对多源浮射流伴生的高温颗粒的扩散特性进行了数值研究,讨论了两相流运动过程中热气流与颗粒群的温度和速度的瞬时变化情况.结果表明,对于473K£T₀£673K的高温颗粒群,温度衰减趋势类似,颗粒群温度分布呈中心对称;当5μm£d_p£20μm时,颗粒与气流之间的跟随性随着粒径的增大而降低;热羽流随时间经历了独立发展和相互合并的过程,羽流之间涡旋结构的消失导致中心位污染源散发的d_p=10μm的颗粒更容易发生沉降.     

2000~2020年天津PM2.5质量浓度演变及驱动因子分析

基于中国大气成分实时追踪数据集、天津气象局和生态环境局长序列PM_2.5质量浓度和气象观测,结合MEIC排放清单和环境模式构建的细颗粒气象条件扩散指数,研究2000～2020年天津地区PM_2.5质量浓度演变规律及驱动因子,以期更科学地分析气象对大气环境影响,为“十四五”期间深度环境治理提供支撑.结果表明,2000～2020年天津PM_2.5质量浓度呈现3个阶段变化,第一阶段2000～2007年,呈现持续地上升,其变化速率为4.58μg·（m³·a）^-1,该阶段排放量的快速增加是主导因素,其作用是气象条件年际波动影响的4倍,排放量增加使得PM_2.5质量浓度增加45.3%;第二阶段为2007～2013年,该阶段PM_2.5质量浓度呈现波动变化,出现了两个浓度峰值年（2007年和2013年）,该阶段排放稳定,气象条件年际波动对PM_2.5质量浓度年际波动产生重要影响,两者相关系数0.81;第三阶段为2013～2020年,PM<...     

IFAS工艺处理南方低碳源污水的泥膜微生物互作规律分析

针对低碳源条件下污水处理问题,开展了活性污泥和生物膜共生系统（IFAS）的实验研究,讨论了低碳源下泥膜两相微生物的赋存特征和互作规律,明确其生态位和对处理效能的影响,通过实际水厂的中试实验,分析生物膜挂膜特性、泥膜活性和菌群的演替规律,对比在不同活性污泥泥龄调控下的泥膜两相中微生物结构和相互作用.结果表明,在变SRT下,反应器内污泥浓度随着SRT的增大而增加;由于SRT-H中微生物浓度远大于SRT-L,因此SRT-H中泥膜之间的竞争关系较SRT-L更激烈,SRT-H中污染物去除效能较SRT-L更低.低碳源进水条件下,IFAS工艺中污泥活性随SRT增大而降低,当低SRT （5 d）条件下,活性污泥硝化、反硝化、聚磷和吸磷速率较高SRT （25 d）分别增加了122%、88%、34%和44%;而SRT对生物膜活性的影响较小,两种SRT下生物膜硝化活性、反硝化活性相差不大.微生物测序分析表明,IFAS工艺功能菌在泥膜两相间会随着SRT的变化而发生富集转移;SRT-L中,因\"播种（seeding）\"效应而在泥膜两相间发生富集转移的功能菌主要为unclassified_g__Enterobacteriaceae,SRT-H中则主要是Acinetobacter.同时,通过分析优势功能菌分布,发现活性污泥中脱氮菌和聚磷菌之间也存在一定竞争;在进水有机基质匮乏的条件下,脱氮菌的相对丰度明显高于聚磷菌的相对丰度,表明脱氮菌更能适应低碳源条件,所以能在竞争中占据优势地位,这种优势主要体现为好氧反硝化菌相对丰度的增加;此外,泥相的SRT变化会反作用于膜相,使得生物膜的停留时间相应发生改变,从而改变菌群结构,筛选出不同优势菌属,进一步加大差异.