大气环境中PAN污染现状及转化机理的研究进展

过氧乙酰硝酸酯(PAN)是光化学烟雾中重要的二次有机污染物,跟细颗粒物和臭氧污染都有着相关联系,已逐渐引起国内外学者的广泛关注。基于近年来国内外对PAN进行的相关研究,总结了PAN的污染现状、监测技术和生成降解机制等方面的研究进展。目前监测到的PAN浓度的空间区域特征总体呈现出城区明显大于郊区,日浓度高峰值通常出现在12:00-16:00之间,一年中夏季平均浓度较低。PAN生成速率主要受过氧乙酰(PA)自由基的生成速率影响,大气中PA自由基主要由乙醛、丙酮、甲基乙二醛、丁烯酮和联乙酰等含氧挥发性有机物生成,多数情况下乙醛对PA自由基的贡献率最高。PAN热解反应路径O-N键断裂优于O-O键断裂以及协同的C-C键和O-O键断裂;水解反应路径C-O键断裂和无水分子参与的O-N键断裂优于水分子参与的O-N键断裂。

基于太阳能驱动界面蒸发设计的碳基光热材料研究进展

太阳能驱动界面蒸发(solar-driven interfacial evaporation, SDIE)能够利用太阳能将液态水高效转换为蒸汽,为发展生态友好和具有成本效益的淡水生产技术提供基础。其中光热材料是实现能量转换的关键平台,产生的热量可以直接用来加热蒸发。近年来,人们在提高太阳能水蒸发效率方面做了大量的工作,许多创新光热材料被用于实现可控和高效的太阳能-热能转换,以应对从微观尺度到分子水平的能源-水关系挑战。在此基础上,以碳基光热材料为基础,综述了SDIE技术中最新研究进展,重点介绍了石墨烯、碳纳米管、天然植物碳材料以及碳基复合材料等目前应用较为广泛的光热材料在SDIE领域的设计、合成和应用概况,并总结了蒸发水收集速率相关的研究成果,以期为设计低成本、高效光吸收、化学稳定、可重复使用和宽谱吸收的SDIE装置,实现离网脱盐提供参考;最后,对未来碳基材料在SDIE结合人工智能、发电、灭菌及全天候运行等领域的发展前景进行了展望,以期实现环保高效、多用途的水处理净化技术。

生物法修复盐渍化土壤研究进展

我国盐渍化土壤面积大,已严重制约了农业的发展和土壤的循环利用,修复盐渍化土壤有利于增加我国耕地面积、提高粮食产量。盐渍化土壤通常采用物理、化学和生物3种方法进行修复。相比于化学和物理修复法,生物修复法利用生物的生命代谢活动降低土壤的盐分,更经济、环保和高效,因此已在盐渍化土壤修复中得到广泛应用。文章总结了土地盐渍化危害及我国土地盐渍化现状,论述了植物、微生物和微生物-植物联合修复盐渍化土壤的机制和研究现状,并展望了生物法修复盐渍化土壤的应用前景。

光谱法应用于地表水体微藻检测技术的研究进展

微藻中含有蛋白质、脂类、多糖、色素等多种营养成分,被广泛应用于医药、食品、水产养殖、生物能源等领域,具有很高的商业价值。因此,针对地表水体微藻的生物学研究具有十分重要的应用价值。光谱法作为一种操作简单、快速高效的检测方式,常用于确定物质结构和化学成分,在生物样品检测中具有良好优势。文章介绍了紫外-可见光谱、荧光光谱、红外光谱、拉曼光谱4种分子光谱技术,特别介绍了光谱技术结合计量学分析方法在微藻研究领域的应用。研究综述了光谱技术在成分分析、分类鉴定、生长代谢监测和选育等与微藻相关领域的国内外应用研究进展。光谱法在微藻领域的应用还处于发展阶段,在此基础上,对光谱技术在藻类领域的应用进行了展望,为光谱技术在微藻领域的应用提供新的研究方向。

饮用水中嗅味物质的检测与去除研究进展

论述了水体中致嗅物的主要来源和产生的气味、生活饮用水水质卫生标准对嗅味物质的规定和我国水源及饮用水中嗅味物检出情况。讨论了嗅味物质的两种检验检测方法及各自特点以及局限性。介绍了嗅味物质的处理技术,如:吸附法、高级氧化法、生物法,以及各自应用范围以及和优缺点。对未来嗅味物质处理技术的发展趋势进行了展望。

纳米零价铁与微生物耦合对地下水修复研究进展

介绍了地下水PRB修复技术、原位生物修复技术和原位化学氧化技术及其特点,总结了nZVI的“核-壳”结构以及物理和化学制备方法,探讨了nZVI降解地下水中重金属、非金属无机物、卤代有机物和抗生素的作用机理,主要包括吸附、氧化/还原、沉淀等原理。阐述了nZVI与微生物耦合体系之间的交互作用机制,分析了nZVI对微生物的促进作用和抑制作用。提出了耦合技术今后的研究重点。

餐厨废物水热反应减重的关键影响因素及运行参数研究

运用水热炭化工艺,研究不同温度(170~270℃)、停留时间(0~100 min)、料液比(1∶1、1∶3、1∶9)对餐厨废物水热反应减重的影响,并对运行参数进行优化。结果表明:升高温度,餐厨废物的减重率也随之提高,且减重率均在91%以上;随着停留时间的延长,减重率在20~40和80~100 min时会有小幅度的增长,在0~100 min的停留时间内减重率从83.90%增至86.80%;料液比的增加会使减重率下降,料液比为1∶9、1∶3、1∶1时,对应的减重率分别为91.60%~91.87%、86.20%~87.00%、83.90%~88.10%。液相产物COD测定结果表明,反应温度和料液比是影响液相产物COD的主要因素,随着反应的进行,液相产物COD先是逐渐减小并趋于平稳,后略有增加。试验得到的水热炭高位热值为30.50~31.90 MJ/kg,高于国家标准煤热值29.30MJ/kg。

电容去离子技术去除水中硝酸盐的研究进展

电容去离子技术(Capacitive deionization,CDI)是一种新兴的电化学硝酸盐脱除技术,具有结构和操作简单、成本低、能耗低、对环境友好等优点,但存在吸附容量不足、选择性较差、脱盐能力有限等问题。针对CDI存在的问题,国内外学者在CDI装置结构优化及电极材料改性方面进行了深入研究。介绍了CDI装置在膜电容去离子技术(MCDI)、流动电极电容去离子技术(FCDI)、电容-电催化耦合技术等结构优化方面的研究进展。电极材料改性研究进展主要从树脂类涂覆、表面改性、金属氧化物/氢氧化物掺杂、结构调控等方面进行了介绍。通过CDI装置结构优化和电极材料改性,提高了电容去离子技术去除硝酸盐的性能,扩大了其去除硝酸盐的适用范围,使得电容去离子技术在去除硝酸盐方面有十分广阔的应用前景。最后针对提高选择性与去除率、提高电极吸附容量、增强电极可持续利用性、实际应用等方面提出相应建议,以期为CDI的进一步发展提供参考。

MFC型生物传感器监测厌氧消化中挥发性脂肪酸研究进展

从MFC型生物传感器的工作原理入手,主要关注该技术在挥发性脂肪酸(VFA)监测领域的研究进展,讨论了反应器构型、电极材料、分隔膜材料、电活性微生物等因素对MFC型生物传感器性能的影响,对MFC型生物传感器的发展进行了总结和展望,以期为提升MFC型生物传感器在VFA监测方面的性能奠定基础,为推动厌氧消化在线监测技术的创新发展提供思路。

污水处理过程中双酚A的环境健康风险分析综述

双酚A(BPA)是市政污水处理厂常见的内分泌干扰物。作为一种新污染物,BPA具有低剂量、较高毒性的特征,对生态环境及人类健康存在潜在影响。文章系统总结了污水处理厂中BPA常见去除方法及其特点,通过分析部分污水处理厂再生水中BPA残留现状,得出BPA的主要去除途径为污泥吸附和生物降解,且其处理效果受设备参数、操作条件等综合因素影响。文章同时对不同工艺流程中BPA去除效果进行对比分析,指出了深度处理工艺对提高BPA去除效果的重要性。环境健康风险评价表明,现阶段污水处理过程中的BPA对人类健康风险较低,处于可接受范围,但其潜在风险仍值得人们关注,亟需探究科学合理的去除手段和完善的风险评价方法。最后,文章针对污水处理过程中BPA环境健康风险分析方面研究提出了合理化建议。

重金属污染底泥固化稳定化效果研究

河流长期纳污易导致底泥污染,淤泥清理是河流治理的重要措施,对清理的淤泥进行无害化处理有利于防止其二次污染。文章选取广东肇庆某河流重金属污染底泥作为样本,通过分析固化后重金属浸出质量浓度及其存在形态分布,研究了自制无机固化材料对淤泥中重金属的固化效果。结果表明:自制固化剂对底泥中重金属的稳定化作用明显,重金属的浸出毒性显著降低,且随着固化剂掺量增加和养护龄期的增长,固化效果更加明显;固化剂对重金属的固定主要是通过固化剂水化产物钙矾石、水化硅酸钙凝胶吸收重金属,使其转化为不溶态或稳定的络合态,宏观上表现为固化处理后残渣态重金属质量浓度的增加及其有效性的降低。

单原子催化剂的制备与分析方法的研究进展

单原子催化剂(SACs)因负载的金属单原子分散在适当载体表面,不仅最大限度地提高了金属原子的利用效率,还可以调节催化反应活性和选择性,具有性能优异、成本低、催化活性高的优点。本文介绍了单原子催化剂目前常用的主要制备方法,如共沉淀法、原位生长法、水热合成法、湿浸渍法等。阐述了单原子催化剂的电子显微镜、同步辐射表征、密度泛函理论(DFT)计算等表征方法,以反映其结构和化学状态。讨论了单原子Ag催化剂和单原子Fe催化剂对水中典型有机物的降解性能。最后,对单原子催化剂新的研究方向和未来发展趋势进行了探讨。

诱导结晶法回收磷的影响因素及应用研究进展

随着社会经济的发展和人类频繁的工业活动,磷逐渐从磷矿石转变为磷酸盐进入水体,废水中磷的存在会导致水体污染和富营养化。由于磷酸盐岩体消耗量不断增加,磷矿资源逐渐成为一种稀缺资源,磷的回收再利用具有重大意义,而含磷废水被认为是一种潜在的磷回收源。借用反应器的诱导结晶法具有设计简单、操作简便、回收效率高、对环境影响小等优点,是一种理想的磷回收方法。首先从动力学和热力学角度简要描述了诱导结晶法的原理,其次分析了羟基磷灰石(HAP)和鸟粪石(MAP)两种常用的诱导结晶法回收磷的影响因素,包括过饱和度、酸碱度(pH)、离子物质的量比、水力停留时间(HRT)、上升流速以及反应器类型等,再次介绍了两种诱导结晶法在实际回收磷领域的应用,最后对诱导结晶法回收利用磷资源的发展前景及工艺应用条件优化进行了展望。

混合电容去离子技术及法拉第电极材料研究进展

介绍了混合电容去离子技术的基本原理,并简要回顾了发展历程;从混合电容去离子的原理和现状分析,认为混合电容去离子技术的研究关键在于电极材料,依次介绍了过渡金属氧化物、聚阴离子型化合物、普鲁士蓝类似物等法拉第电极材料的研究现状,提出现阶段的研究重点仍是提高电极材料的脱盐能力和循环稳定性,并对混合电容去离子技术未来的发展方向进行了展望。

过渡金属活化过硫酸盐降解双酚A的研究进展

综述了过渡金属离子、零价金属和双金属等不同类型金属催化剂活化PMS/PDS降解双酚A(BPA)的研究现状;探讨了双金属催化剂活化过硫酸盐去除BPA的降解机理、双金属之间的协同作用以及氧空位与表面羟基的重要作用;分析了活化过程的影响因素、水基质条件,催化剂的可重复使用性与稳定性;对金属催化剂降解BPA研究方向进行了展望。

高级氧化技术在印染废水处理中的研究进展

简述了传统处理方法对印染废水的降解过程,阐述了臭氧、芬顿等高级氧化技术处理印染废水的作用机理和优缺点,以及与物理、化学和生物法的耦合技术,探讨了相关技术在工程应用中的经济效益。介绍了高级氧化技术在活性染料、高盐分散染料、酸性染料和碱性染料废水中的应用。对未来高级氧化技术发展趋势做了展望,建议从工程应用、催化剂制备和联合技术方面进行深入研究。

磁混凝工艺在山东某污水处理厂提标改造中的应用

随着国家和地方污水排放标准的日益严格,我国污水处理厂的提标改造迫在眉睫。山东某污水处理厂进水工业废水占比大,水质波动大,出水TP、SS难以稳定达标。为响应当地环保政策,满足出水标准,现将原有混凝沉淀系统中的1组斜管沉淀池原位改造为磁混凝系统。改造前2组斜管沉淀池实际处理量为25000 m^(3)/d,改造后1组磁混凝系统处理量即可达到43000 m^(3)/d,且磁混凝出水超越V型滤池进入后续消毒单元进行处理后,出水TP、SS不但明显优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级A标准,甚至可满足《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅳ类标准。经济性分析表明,改造后聚合硫酸铁(PFS)和聚丙烯酰胺(PAM)投加量分别节省40%和30%左右,实际运行功率降低6.12%,吨水运行能耗降低45.45%,共计可节约成本0.0564元/t。

水中微塑料的鉴别及膜法处理的研究进展

膜分离技术作为一种经济高效且符合绿色发展的水处理工艺已经在去除微塑料(Microplastics,MPs)方面具有广泛的应用。在实际应用中,膜分离技术具有抗污性好、孔径致密等特点,这弥补了现有的水处理工艺中对微塑料去除的不足及提高了微塑料的去除效率。此外,为了应对水体中微塑料的复杂性,膜分离技术通常与其他工艺(如高级氧化、电化学、物理吸附等)进行联用,以保证微塑料的去除效率和减轻膜污染的目的。文章介绍了水体中微塑料的提取和鉴定方式,通过对比现有的污水厂处理微塑料的工艺,重点介绍了各类膜分离工艺及相关的耦合工艺对水体中微塑料去除方面的现状,以期为膜法水处理工艺去除微塑料的发展提供参考。

UV/TiO_(2)光催化氧化技术降解颤藻及其毒素的研究

UV/TiO_(2)为非选择性高级氧化技术,对各类蓝藻均有降解能力,但其处理效果受蓝藻生理生化特性的影响。自然水体中往往存在多种有害蓝藻优势种,然而目前UV/TiO_(2)降解有害蓝藻的研究大多以铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)为对象,对其他具有不同生理生化特性的蓝藻优势种的处理效果与机制研究仍鲜有报道。近年来,另一种常见的产毒蓝藻——颤藻(Oscillatoria sp.)在水源地的频繁暴发使其受到广泛关注并急需找到具有针对性的治理方法。为探索UV/TiO_(2)高级氧化技术治理水体中颤藻的可行性,针对UV/TiO_(2)降解过程中颤藻细胞的裂解机制、微囊藻毒素与柱孢藻毒素的降解效率以及胞外有机物的变化规律进行研究,并与同等条件下铜绿微囊藻的降解过程进行比较。

基于SD-MOM模型的青岛市水资源可持续利用研究

以青岛市为研究对象,应用耦合系统动力学模型(SD)和多目标优化法(MOM)构建城市水资源可持续利用体系,选取青岛市水资源供需平衡体系中的13个变量作为关键控制变量;明确了“客水>地表水>雨水>再生水>海水淡化水>地下水”水源供水次序;提出适用于当前青岛市水资源可持续利用建议。