水环境中纳米塑料的行为及其生态毒性研究进展

纳米塑料是一类新兴污染物,其在水环境中的行为和生态毒性是国际前沿研究热点和难点之一。纳米塑料在水环境中会发生聚集和沉降,从而影响其在环境中的迁移和归趋。此外,纳米塑料由于其纳米尺寸效应、高比表面积和添加剂浸出等特性会对水生生物产生潜在毒性效应。然而,目前关于水环境中纳米塑料的环境行为和生态毒性研究尚处于起步阶段。本文基于现有文献调研,系统论述了影响纳米塑料聚集和沉积行为的因素,包括纳米塑料自身理化性质、溶液pH值、离子种类强度、矿物颗粒和天然有机质等的影响。综合梳理了纳米塑料对水生生物的单独毒性,及其与其他污染物共存时的复合毒性。在此基础上,提出了当前研究存在的问题和不足,并对未来的研究方向做出评述和展望,旨在为今后水环境中纳米塑料的环境行为和生态毒性研究提供参考。

BaSnO3钙钛矿光催化降解邻苯二甲酸二乙酯的机理研究

以邻苯二甲酸二乙酯(DEP)为目标污染物,研究了BaSnO3锡酸盐钙钛矿在模拟太阳光条件下对其光催化降解的潜力.现代谱学表征结果表明BaSnO3钙钛矿具有丰富的氧空位、结构缺陷和优异的光催化活性,在500W氙灯照射下,120min内能降解91.8%的DEP(10mg/L),降解过程符合准一级动力学,且BaSnO3钙钛矿在pH值3.0~9.0范围内均保持良好的催化性能.光生空穴(h^(+))、超氧自由基(O_(2)·^(-))和羟基自由基(·OH)均参与了光降解反应,其中O_(2)·^(-)起最主要的降解作用.通过密度泛函理论计算(DFT)对DEP的降解路径和机理进行研究,发现活性氧基团(包括O_(2)·^(-)和·OH)对DEP苯环羟基化和脂肪链断裂起重要贡献.

华南典型金属制品遗留生产场地重金属空间分布特征

金属制品制造因涉及大量金属材料加工和使用,可能导致土壤重金属污染。揭示该行业场地土壤重金属的空间分布特征、成因和生态风险具有重要的现实意义。以华南典型金属制品制造遗留场地为对象,采集0-9 m土壤样品共517个,检测As、Cd、Cr、Hg、Ni、Pb、Sn、Zn等8种重金属元素,利用ArcGIS分析土壤各层重金属分布,通过相关性和变异性分析揭示空间分布特征与来源,并采用潜在生态风险指数法评估其生态风险。结果表明,表层(0-50 cm)土壤As、Cd、Cr、Ni和Zn等元素出现不同程度的累积,富集系数排序为Cd(13.27)>Zn(1.45)>As(1.22)>Ni(1.17)>Cr(1.15)。在水平分布上,As、Cd、Cr、Ni和Zn等元素呈现“斑块状聚集”现象,主要集中在木工和烤漆车间等区域,不同元素聚集特征与金属制品生产工艺密切相关。在垂向分布上,相关性分析表明各重金属质量分数与采样深度存在一定的负相关关系;受土壤质地、有机质含量等理化性质的共同影响,不同重金属的垂向迁移行为有所差异,垂向迁移能力排序为Ni>Cr>Sn>Pb>Zn。相关性分析结果等揭示土壤重金属可能来源于生产过程中产生的废水和废气,通过地面渗滤进入表层土壤。潜在生态风险评价表明,该场地的生态风险属于“极强”水平,主要集中在0-2 m深度范围内,且Cd是最主要的生态危害贡献因子。该研究可为金属制品生产企业场地土壤污染刻画与治理修复提供支撑。

层状双氢氧化物-生物炭复合材料在废水处理中的应用

层状双氢氧化物-生物炭(LDH-BC)复合材料,作为一种新型生物炭基复合纳米材料,在废水处理中展现了优异的污染物吸附和催化降解性能。本篇综述全面系统地总结LDH-BC复合材料的相关研究进展,为日后研究方向提供指导。研究内容综述了LDH-BC复合材料合成方法,改性策略和复合材料在废水处理中的应用及机制。展望部分提出LDH-BC复合材料存在具体组分降解路径不清晰、复合污染物体系应用较少、缺少现场规模试验等问题,接下来应针对以上问题进行深化拓展以推动LDH-BC复合材料的研究与应用。

污泥生物炭负载钴铁双金属活化过一硫酸盐降解双酚F的机制

近年来,污水处理厂的大规模建设导致污泥产量逐年增加,污泥的处理面临严峻挑战,双酚F(BPF)被广泛应用于工业中化学添加剂,在地表水、土壤和污泥中被频繁检出。本文利用市政污泥负载钴铁双金属制备了钴铁双金属@污泥生物炭(CoFeO@SBC)复合材料,通过活化过一硫酸盐(PMS)降解BPF来探究其催化性能。采用SEM、比表面积测定(BET)、IR、XRD和XPS等表征分析所制备材料的理化性质;并考察了材料投加量、PMS投加量、初始pH和无机阴离子对CoFeO@SBC/PMS体系降解BPF效果的影响。结果表明:CoFeO与SBC复合后孔隙结构显著优化,比表面积增加了6.0倍,且具备更丰富的氧空位和还原性−OH官能团,产生了更多的Fe(II)和Co(II)。因此,CoFeO@SBC具有优异的催化活性,投加量为0.04 g/L时可以在10 min内几乎完全降解BPF(5 mg/L),降解速率与CoFeO相比提高了62%;Cl^(−)和NO_(3)^(-)对体系降解效果影响较小,而HCO_(3)^(-)具有显著的抑制作用;通过EPR分析表明CoFeO@SBC/PMS体系存在羟基(•OH)和硫酸根(SO_(4)^(·-))自由基及单线态氧(^(1)O_(2))和超氧(O_(2)^(·-)),同时自由基淬灭实验证明,SO_(4)^(·-)是体系降解BPF的关键活性氧物种;最后通过液相色谱-质谱联用(LC-MS)对BPF的降解产物进行分析,揭示BPF在体系中的主要降解途径和机制。