氮氟掺杂二氧化钛(N,F-TiO2)的制备及可见光催化活性的研究

以氨水为氮源,氢氟酸为氟源,采用溶胶-凝胶法制备了氮氟掺杂二氧化钛(N,F-TiO2)光催化剂,并通过X-射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)技术对其晶型和形态进行表征.最后以酸性红B为模型污染物,探讨了N和F加入量、焙烧温度、焙烧时间、照射时间、催化剂用量、溶液初始浓度和照射功率等因素对N,F-TiO2可见光催化活性的影响.结果表明,制备的N,F-TiO2以锐钛型为主,N和F的掺杂对TiO2的晶相没有明显改变,但可以扩大TiO2的可见光响应范围.当N和F的加入量均为2.0%,且在500℃下焙烧40 min时,得到的N,F-TiO2的可见光催化活性明显高于单N或单F掺杂的TiO2(N-TiO2或F-TiO2).对于50 mL浓度为10.0 mg·L-1的酸性红B溶液,当催化剂加入量为1.5 g·L-1,128W光照3.0 h,溶液pH=5.6时,去除率为85.40%.适当延长光照时间至4.0 h,降解率几乎可达100%.另外,研究还证明了N,F-TiO2催化可见光降解过程中有.OH自由基生成.     

关于规范黑臭水体治理的全过程管理分析

现有的城市黑臭水体治理技术及应用较为成熟,但要从根本上消除水体黑臭,需注重黑臭水体治理过程管理,从而确保整个治理工程的有序和高效,巩固已有治理效果。本文介绍了城市黑臭水体的治理现状,并根据当前存在的黑臭水体治理成效不稳等问题提出了规范黑臭水体治理全过程管理的建议:确定水质优化管理目标,建立黑臭水体综合管理体系,规范河道管理,规范治理工程的管理以及治理后评估,以加快打好城市黑臭水体治理攻坚战。     

水环境中污染物同位素溯源的研究进展

水环境中污染物的源辨识及污染过程控制是当前流域水污染治理的难题,利用同位素示踪技术对污染物来源及污染过程进行追踪是解决该问题的有效手段之一。综述了近几年同位素技术在国内外水环境污染源解析研究中的应用状况,简要介绍了同位素技术的基本原理与特点,重点总结了稳定同位素技术在示踪水环境中不同污染物及其迁移转化过程的研究进展;提出同位素示踪技术与传统水化学方法相比,有其独特的优势,但也存在一些不足,结合传统水化学分析和荧光光谱等技术,可提高同位素技术的示踪效率及环境友好程度;对同位素示踪技术的应用前景进行了展望。     

贵阳市七彩湖黑臭水体治理案例分析

选取贵阳市七彩湖作为我国南方喀斯特地貌特点地区黑臭水体治理的典型案例,分析与阐述了七彩湖主要水环境问题、治理措施、典型治理技术以及治理成效。治理前七彩湖存在污水收集能力不足、生活垃圾任意堆放、底泥淤积严重等问题,水质为重度黑臭,贵阳市采取了控源截污、内源治理,活水循环、清水补给,生态修复、景观打造的治理思路,采用了以箱体内设泥渣砂油(SSgo)固液秒分离技术和固定床生物膜反应器(FBBR)工艺为核心的污水处理集成技术、生境营造与生态修复技术及活水循环提质技术开展治理,取得了良好的环境效益、经济效益和社会效益。     

典型城市河流硝态氮污染来源的氮氧同位素解析

城市河流硝态氮（NO₃-N）污染已经成为快速城市化发展中备受关注的水环境问题。以西安市皂河为例,于2021年的5月（旱季）和9月（雨季）采集其河流水体、排口出水和污水处理厂进出水,测定水质参数,并利用氮氧稳定同位素和Iso Source模型解析NO₃-N来源。结果表明：5月和9月皂河NO₃-N的δ¹⁵N分别为−26.43‰~32.29‰和−2.81‰~20.85‰,δ¹⁸O分别为−23.42‰~53.02‰和−5.26‰~21.53‰;粪污是皂河NO₃-N的主要来源,皂河不同污染源NO₃-N来源的平均贡献率,河流水体为粪污>土壤中氮>化肥>大气沉降,排口出水为粪污>土壤中氮>化肥>大气沉降,污水处理厂进水为大气沉降>粪污>土壤中氮>化肥,污水处理厂出水为粪污>土壤中氮>化肥>大气沉降;土壤中氮和粪污合计对皂河流域NO₃-N的贡献率大于70%。控制居民生活污水排放、加强管网建设、强化畜禽粪污管理以及加强土地施肥监督等,有利于减轻城市河流NO₃-N污染。

     

给水厂残泥免烧陶粒对Pb与Cd的吸附特征

针对高效低廉的吸附材料——WTR（water treatment residuals,给水厂残泥）因颗粒细小在水处理工艺中难以应用的问题,利用免烧法制备出WTR陶粒,研究其对Pb和Cd的吸附特征.批量吸附试验结果表明,准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型能较好地描述WTR免烧陶粒对Pb和Cd的吸附动力学（R2>0.995 8）与等温吸附过程（R2>0.994 8）.在溶液pH为5、恒温25℃、振荡24 h下,Langmuir等温吸附模型计算得到的WTR免烧陶粒对Pb和Cd的最大吸附容量分别为13.97和18.60 mg/g.单因素条件试验结果表明,WTR免烧陶粒对Pb和Cd的吸附量均随溶液初始pH的升高而增加,当pH由3升至9时,WTR免烧陶粒对Pb和Cd的吸附量分别增加了1.44和0.95倍;离子强度的增加不利于WTR免烧陶粒对Pb和Cd的吸附.批量等温解吸试验结果表明,在pH为4~8的溶液中,Pb和Cd较难从WTR免烧陶粒中解吸出来,解吸率均在3.5%以内;当溶液pH为3时,Pb和Cd的解吸率分别高达65.88%和45.01%.BCR分级提取结果表明,Pb和Cd均主要以酸提取态形式（占比在68.18%以上）存在于WTR免烧陶粒中;同时,随着初始吸附量的增加,酸提取态比例显著减少,而还原态和残渣态比例显著增加.研究显示,WTR免烧陶粒对Pb和Cd具有较强的吸附能力,可作为一种高效的重金属吸附材料应用于水处理工艺中.      

含持久性自由基的纳米铁生物碳降解PNP的研究

持久性自由基（PFRs）因其具有较高的反应活性和持久性逐渐引起人们的关注。该研究以含PFRs的生物炭为载体成功制备生物炭-纳米零价铁（nZVI/BC）复合材料。n ZVI/BC通过活化H2O2可在短时间内去除溶液中95.6%的对硝基苯酚（PNP）,相比生物炭（P500）和nZVI材料7.2%和76.9%的去除率,n ZVI/BC表现出更高的反应活性。同时考察了材料投加量、污染物浓度、H2O2浓度以及pH值等因素对PNP降解的影响,其中pH值是主要的影响因素。测定反应体系中羟基自由基（·OH）浓度变化和材料电化学性能后发现,含PFRs的nZVI/500材料表现出更好的电子交换能力,能促进体系中·OH的生成。该研究证明PFRs能强化nZVI/BC材料对H2O2的活化性能,提高溶液中活性氧浓度,为n ZVI/BC材料在降解污染物的应用上提供新思路。     

全国地级及以上城市建成区黑臭水体的分布、存在问题及对策建议

从全国地级及以上城市、36个重点城市(直辖市、省会城市、计划单列市)和长江经济带地级及以上城市3个层面对我国城市建成区黑臭水体分布现状进行了统计分析。结果表明,截至2017年10月,全国地级及以上城市建成区黑臭水体共计2 100个,其中：66.2%为轻度黑臭;60%分布在广东、安徽、湖南、山东、江苏、湖北、河南和四川8省;36个重点城市的黑臭水体一半以上分布在广州、深圳、长春、上海和北京5市。通过全国30个省(自治区、直辖市)共计70个地级及以上城市的993个黑臭水体的现场督查结果可知,黑臭水体治理中存在的主要问题为控源截污不到位、垃圾收集转运处理处置措施不到位、内源污染未得到有效解决。针对治理中的主要问题从顶层设计、管网建设、底泥治理等方面提出了对策建议,为后期黑臭水体的治理提供指导。