新型Fe3O4@α-MnO2活化过一硫酸盐降解水中偶氮染料

采用两步水热法制备了新型磁性纳米Fe₃O₄@α-MnO₂复合材料作为催化剂,用于活化过一硫酸盐（PMS）产生强氧化性的硫酸根自由基（SO₄^-·）氧化降解偶氮染料活性黑5（RBK5）.采用透射电子显微镜（TEM）,X射线粉末衍射仪（XRD）和振动样品磁强计（VSM）对制备的催化剂进行表征,证明成功合成了纳米α-MnO₂包覆Fe₃O₄形态的Fe₃O₄@α-MnO₂催化剂,催化剂的饱和磁化强度为39.89emu/g.Fe₃O₄@α-MnO₂催化剂活化PMS与单一的Fe₃O₄和α-MnO₂活化PMS相比,具有更高的催化效率,说明铁锰双金属存在协同作用.同时研究了催化剂的投加量、PMS的浓度和初始pH值等各种因素对RBK5的降解效率以及反应动力学的影响.实验结果表明,Fe₃O₄@α-MnO₂催化剂活化PMS降解RBK5的过程符合准一级反应动力学,在催化剂投加量为1.2g/L,PMS的浓度为4mmol/L,初始pH值为7.0,反应时间为60min的情况下,浓度为30mg/L的RBK5的降解效率可达到91%,此时RBK5的降解速率常数也达到最高值0.023min^-1.此外,通过加入自由基淬灭剂甲醇、叔丁醇和硝基苯判断了Fe₃O₄@α-MnO₂/PMS体系中起主要氧化降解作用的活性物种为SO₄^-·.     

Novel synthesis blends between bacterial polyesters and acrylic rubber: A study on enzymatic biodegradation

The biodegradability of a multicomponent system based on biotechnological occurring polyester (poly(-hydroxybutyrate-co--hydroxyvalerate) (PHBV)) with inclusion of acrylate elastomer (polybutylacrylate) (PBA) was investigated. A bacterium which produced extracellular enzymes that degrades PHBV even when blended with PBA was isolated and tentatively designated asAureobacterium saperdae. It was observed, by morphological investigation, that, while the bacterial degradation was permitted for PBA content of 20% by weight, it was inhibited for PBA content of 30%, owing to the occurrence of a rubbery layer that prevents to the bacteria an easy accessibility in the PHBV-rich regions. In fact, owing the bacterial growth, only PHBV was metabolized, whereas no degradation of PBA was detected for blend samples. It was confirmed that the degradation proceeded via surface erosion of PHBV also in the blends. Finally, mechanical tests on PHBV/PBA specimens as a function of degradation extent have shown different behavior of the blends at different the PBA content. Thermal analysis of blends and PHBV has been reported, too     

不同pH条件下Fe~(2+)/Fe~(3+)/Ni~(2+)/O_3体系对活性艳蓝X-BR的催化氧化

臭氧和催化臭氧氧化法是对印染废水有效的处理手段之一。选取用途较广的活性艳蓝X-BR为研究对象,探讨了氧化过程中染料的降解和结构变化情况。并选取了Fe2+、Fe3+和Ni2+为均相催化剂,讨论了pH对催化效果的影响。实验表明,均相催化体系中,酸性条件下更有利。     

1952-2016年长江经济带天然与人为氮输入时空演变

过量氮输入是水体氮污染的关键驱动因子，解析氮输入的结构和时空变化模式成为氮素环境管理的重要基础和难点.基于1952—2016年长江经济带各地区氮活动数据，分别构建了天然氮输入和人为氮输入模型，评估了氮输入负荷的时空变化特征.结果表明：①长江经济带氮输入负荷总体越过EKC曲线拐点进入由增长向下降的发展阶段，拐点出现在人均GDP为35777~36299元·人^-1时，发生时间为"十二五"时期，主要原因是化肥和食物输入下降；②氮输入负荷存在显著的时空差异，东部地区表现为倒U型，中部为S型，西部为J型，表明氮负荷存在从东向西的空间转移，西部地区成为氮输入负荷增长的热点地区，这与东部地区化肥施用量下降有关；③人为输入是长江经济带氮输入的主要来源，输入量及其占总输入的比例均呈现显著的增长趋势，空间上表现为从西到东部逐步递增的变化规律，与氮驱动力分布一致；④植被的多年平均固氮量为1771 kg·km^-2·a^-1，其中，非农作物的固氮速率为763 kg·km^-2·a^-1，植被固氮量的年际波动较小，天然输入对长江经济带总体氮输入影响较小.     

几种重金属对皱纹盘鲍血细活性氧产生的影响

体外条件下利用化学发光法定量地研究了不同种类和不同浓度的重金属:Cr、Cd、Hg、Pb、C和Zn对皱纹盘鲍血细胞吞噬时活性氧产生的影响。结果表明,不同种类和不同浓度的重金属浸泡急性处理皱纹盘鲍血细胞都不同程度地抑制了血细胞吞噬时的化学发光,表明重金属能够抑制皱纹盘鲍血细胞吞噬活动中的活性氧(ROS)的产生,而且这种抑制作用随着重金属浓度的增加而加强。不同的重金属抑制强度不同,从强到弱以次为Hg>Cd>Cu>Pb>Cr>Zn。研究表明六种重金属中,Hg对皱纹盘鲍血细胞的免疫毒性最大。     

西安市重污染与清洁天PM2.5组分及其活性氧物质对比

针对重霾污染,在西安市冬季重污染日(2015-11-30~2015-12-09)和清洁日(2016-01-13~2016-01-22)各进行了为期10d的PM_(2.5)采集,测量其中的有机碳、元素碳,及NH_4~+、NO_3~-、SO_4~(2-)等无机水溶性离子,探讨两种污染条件下的组分特征及其成因.结果表明:观测期,重霾日和清洁日PM_(2.5)质量浓度分别为(170±47.5)μg·m~(-3)和(48.6±17.9)μg·m~(-3),且重霾日伴随低能见度、高湿静风等多种不利气象条件;重霾日二次无机离子(NH_4~+、NO_3~-、SO_4~(2-))组分占PM_(2.5)质量浓度的49.8%±13.1%,而清洁日为19.4%±5.95%,并且重霾日硫氧化速率(sulfur oxidation ratio,SOR)和氮氧化速率(nitrogen oxidation ratio,NOR)分别为0.282±0.157和0.269±0.124,远高于清洁日(SOR和NOR分别为0.189±0.057和0.077±0.046),重霾日二次有机组分浓度[(6.22±3.87)μg·m~(-3)]是清洁日[(1.44±1.63)μg·m~(-3)]的5倍,表明二次污染及不利气象条件是造成重霾期间相关组分浓度升高的重要原因.最后,通过二氯荧光黄双乙酸盐(2',7'-DCFH)化学荧光分析法测定了其中活性氧物质(reactive oxygen species,ROS)的浓度,探讨其对于二次无机组分形成的影响,结果表明观测期ROS平均浓度(以H_2O_2计)分别为(4.99±1.54)nmol·m~(-3)(重霾期),(0.492±0.356)nmol·m~(-3)(清洁期),二次反应及积累效应可能是西安重霾条件下ROS浓度升高的主要原因.NO_3~-、SO_4~(2-)与ROS均呈现正相关(P0.05),表明ROS可能通过二次氧化过程参与到二次无机组分形成过程中.     

土地利用变化对土壤硝化及氨氧化细菌区系的影响

以西藏高原相邻的原始森林、天然草原和农田土壤为研究对象,分别采用室内培养法和nested PCR-DGGE技术,对比研究了这3个生态系统的土壤硝化势、硝态氮浓度以及土壤氨氧化细菌（AOB）菌群区系.结果表明,农田土壤的硝化势和硝态氮（NO 3--N）浓度显著高于相邻的草原和森林土壤,硝化势分别是森林和草原土壤的9倍和11倍,NO 3--N是农田土壤无机氮（Nmin）的主要成分,占无机氮的70%～90%.铵态氮（NH 4＋-N）则是森林和草原土壤中主要的无机氮形态.原始森林和天然草原间的硝化势和硝态氮浓度没有显著差异.原始森林的土壤AOB菌群数量、多样性及均匀度最低.天然草原生态系统转换为农田后,土壤AOB菌群的多样性和均匀度显著降低,但是农田土壤的AOB菌群结构仍与其前身草原生态系统有较高的相似性.原始森林的AOB菌群数量、多样性及均匀度最低直接导致了其硝化势最低;农田土壤的硝化势和硝态氮浓度最高意味着农田生态系统中优势AOB的活性最高.以上结果表明,土地利用变化导致土壤氮素内循环及其关键微生物AOB的多样性与活性均发生显著变化,这些变化会影响土壤环境质量以及生态系统的持续与稳定.     

我国人为源气态活性氮排放时空变动特征分析

随着粮食和能源需求的增加,农业生产和化石燃料燃烧带来的活性氮污染越来越成为影响我国环境和人民健康的重要因素之一.通过对2000、2005及2010年全国31个省(直辖市、自治区)的人为源气态活性氮排放总量、单位GDP及单位人均排放量的Moran's I指数和GetisOrd G*i指数进行空间分析,探讨了气态活性氮排放及其强度的时空变动特征.结果表明,全国的气态活性氮排放及其强度呈现明显的空间集聚特征.在空间分布特征上,全国活性氮排放表现为高值集聚分布,其热点主要位于华北平原和长江中下游平原地区;排放强度方面则为高值聚集和低值聚集兼备.通过对3个年份的冷热点比较分析发现,排放强度的冷点地区变化较小,热点地区变化较大.其中,单位GDP排放强度方面,冷点地区处于东南沿海地区,热点地区则由西北地区缩小到四川、甘肃两省;而单位人口排放强度方面,冷点地区范围有所缩减,热点地区则由分散转变为集中分布于京津冀及周边的山西、内蒙古和辽宁等.分析人为源气态活性氮时空分布格局和特征及其形成原因,可为评估和减缓气态活性氮排放对生态环境的影响提供科学基础.     

黄孢原毛平革菌处理染料废水过程中细胞结构损伤效应研究

利用透射电子显微镜观察分析白腐真菌(黄孢原毛平革菌)在处理染料废水活性艳红X-3B过程中,染料和盐度对黄孢原毛平革菌的细胞结构产生的毒性作用.结果表明:活性艳红X-3B染料对黄孢原毛平革菌产生生物毒性作用,且随着染料浓度的增加,细胞受损伤程度不断加深.加入100 mg/L的染料活性艳红X-3B后,黄孢原毛平革菌菌丝细胞形态发生变化,出现质壁分离现象;染料浓度进一步加大,菌丝细胞超微结构受到损伤逐渐严重.染料废水中的盐度对黄孢原毛平革菌细胞也会造成损伤,且损伤程度随盐度增大而增大.NaCl浓度为3 g/L时,菌丝细胞发生质壁分离;而当NaCl加入量高于8 g/L时,细胞膜受损,线粒体、细胞核呈现空泡化,表现为受到不可逆的损伤.染料和盐双因子对黄孢原毛平革菌细胞的损伤效应表现为其损伤程度与单因子作用一致,且染料的影响作用占主导.     

Clam shell catalyst for continuous production of biodiesel

Continuous flow transesterification of waste frying oil (WFO) with methanol for the biodiesel production was tested in a laboratory scale jacketed reactive distillation (RD) unit packed with clam shell based CaO as solid catalyst. The physiochemical properties of the clam shell catalysts were characterized by X-ray Diffraction (XRD), Brunauer–Emmett–Teller (BET), Scanning Electron Microscopy (SEM), and Energy Dispersive Atomic X-ray Spectrometry (EDAX). The effects of the reactant flow rate, methanol-to-oil ratio, and catalyst bed height were studied to obtain the maximum methyl ester conversion. Reboiler temperature of 65°C was maintained throughout the process for product purification and the system reached the steady state at 7 hr. The experimental results revealed that the jacketed RD system packed with clam shell based CaO showed high catalytic activity for continuous production of biodiesel and a maximum methyl ester conversion of 94.41% was obtained at a reactant flow rate of 0.2 mL/min, methanol/oil ratio of 6:1, and catalyst bed height of 180 mm.