单原子催化剂在过硫酸盐氧化体系中的研究进展

近年来,大量研究表明过硫酸盐高级氧化技术(PS-AOPs)是处理污水中难生物降解有机污染物的有效策略.寻求高活性、高稳定性、低成本的催化剂是实现过硫酸盐高效活化降解新污染物的关键.相比于传统金属纳米颗粒催化剂,单原子催化剂(SAC)在PS-AOPs中表现出超快的反应速率、较低的金属负载量以及强金属与载体相互作用等优点.更重要的是,SAC具有原子级分布的活性中心,以便于从原子甚至电子层次下研究非均相催化体系中的构效关系和多种反应机制.然而,目前SAC在PS-AOPs中的研究尚处于起步阶段.本文重点综述了SAC活化过硫酸盐产生氧化活性物质的驱动机制,对结构调控与催化性能的相关性进行了系统总结,深入了解结构-性能关系,指出了精确调整催化剂活性位点的策略,并对相关研究领域未来的机遇和挑战提出了展望.

基于优化模型的抚仙湖营养物标准技术经济评估方法

在对美国水质标准经济分析研究的基础上,结合我国环境管理的实际情况,构建湖泊营养物标准的技术经济评估框架。计算标准建议值条件下的湖泊营养物容量及入量湖,得到削减量。通过不确定性优化模型对削减量进行分配,核算湖泊富营养化控制成本,并假设标准执行后,对流域经济造成的影响进行评估。将该方法应用于抚仙湖营养物标准的技术经济评估系统,结果表明,通过优化模型对削减量进行分配的削减成本较原规划低,通过构建的技术经济评估框架对该成本进行评估,标准执行后,对流域经济影响适中。

磁场强化铁碳微电解降解甲基橙的研究

铁碳微电解技术因其操作简单、生态环保和经济高效等优势,常被用于印染废水的治理研究,但该技术存在COD去除率低和适用p H范围窄的问题。为了克服以上问题,引入磁场强化技术。通过批试验,系统考察了初始p H、初始甲基橙浓度、转速和温度等对磁场强化铁碳微电解去除甲基橙过程的影响。研究结果表明:磁场能够显著提升铁碳微电解去除甲基橙和COD的效率,且拓宽了p H的适用范围。结合SEM、XRD和电化学技术表征,阐明了磁场强化铁碳微电解去除甲基橙的机理是磁场能够加速铁碳微电解的腐蚀,产生大量二价铁,从而强化还原去除甲基橙。本研究提出了一种新的强化铁碳微电解高效去除污染物方法。

基于过程-效应原理的循环经济评价方法及其实证研究

循环经济评价是循环经济理论研究的重要内容之一。因此,构建全面、科学的区域循环经济评价体系和方法具有重要的理论和实践指导意义。文章从系统论角度对循环经济进行解析的基础上,构建了基于过程—效应原理的区域循环经济评价指标体系框架。基于循环经济评价指标体系框架,选取28个指标,采用熵值法综合评价和分析了我国2000~2011年循环经济发展动态,并将我国循环经济的发展历程划分为三个阶段：初步形成阶段、快速发展阶段以及全面推进形成规模阶段,从过程和效应两方面分析了影响循环经济发展的主导因素。

灰色关联度分析在地下水污染源强定量评价中的应用

以氨氮为研究对象,利用HYDRUS-1D软件模拟多个污染场地氨氮质量浓度的折减系数,通过灰色关联度法分析折减系数与场地污染源、包气带特征指标之间的关联程度。依据关联度计算结果,建立了以主要特征指标为自变量、折减系数为因变量的多元线性回归方程,综合反映包气带对某一特征污染物的衰减能力。案例研究结果表明,在典型场地资料有限的前提下,该方法能快速有效地得到地下水中的氨氮质量浓度预测值,并保证计算误差在统计学标准范围内。

抚仙湖营养状态评价及营养物水质标准制定

在湖泊富营养化指标筛选的基础上,对湖泊营养状态评价的多种方法进行对比分析,制定湖泊营养物水质标准初始建议值,为更好地控制及治理湖泊的富营养化现象提供科学依据。以抚仙湖为例,通过综合营养状态指数法及国际公认的叶绿素a浓度分级法分别与统计学中的频率分布法相结合对湖泊营养状态进行评价。两种方法的结果显示评价标准差别较小,对抚仙湖营养物总的环境容量影响很小。对两种方法的适用范围进行研究后,确定抚仙湖营养状态及营养物水质标准:抚仙湖为贫营养湖泊,叶绿素a浓度为1.600mg/m3,TP、TN浓度分别为0.006和0.173mg/L,透明度为7.000m。

多级A/O工艺强化城市生活污水再生过程的污染物去除效果研究

北京市某城市污水厂在传统的A2/O工艺基础上特别增设多级A/O(MAO)工艺强化脱氮除磷效果。以该污水厂各工艺单元出水为研究对象,通过对水质常规理化指标、紫外吸收光谱及其相关参数分析,并结合多元数据统计学手段,分析该工艺对城市污水中污染物的去除效果,特别是溶解性有机物(DOM)的去除。经MAO工艺强化后CODCr、DOC、TN、TP和NH+4-N的去除率分别为95.14%、89.70%、94.53%、97.26%和99.74%,达到GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准;增设MAO工艺后,提高了对DOM的去除率,DOM分子量和团聚化程度显著提高,化合物的稳定性增强。对污水再生过程处理单元水质化学指标与紫外光谱参数的相关性分析表明,芳香环上取代基类型以脂肪链为主时对脱氮除磷促进作用更加明显。

溴代阻燃剂在土壤中的迁移转化研究进展

BFRs(溴代阻燃剂)是一种重要的持久性有机污染物,各种传统和新型的BFRs(PBDEs、TBBPA、DBDPE、BTBPE等)在全球环境中被广泛检出,其持久性、生物蓄积性以及对环境和人类健康的潜在毒性引起了人们的极大关注.在归纳和总结国内外关于BFRs在土壤中的迁移转化行为规律研究动态的基础上,重点讨论了吸附解吸、光降解的机理和影响因素以及厌氧、好氧微生物降解和植物代谢的特点和降解途径.结果表明:吸附/解吸是BFRs在土壤中迁移转化的关键过程,土壤有机质含量和pH是影响其在土壤中迁移的主要影响因素.光解、微生物降解是BFRs在土壤中的主要转化途径,光解是表层土壤中BFRs的主要转化过程,逐步脱溴产生低溴化产物,溴化程度、土壤有机质和矿物质会直接影响其光解速率;厌氧脱溴和好氧微生物降解是BFRs在深层土壤中的主要降解过程,溴化程度与微生物降解密切相关.土壤中BFRs被植物吸收的过程中可能被代谢为低溴化产物,在食物链中积累,危害人体健康.尽管多年来在BFRs方面的研究取得了进展,但对这类污染物的环境行为和归趋的全面了解仍然很难,随着越来越多的新型BFRs被作为传统BFRs的替代品推向市场,建议对这些新兴替代化学品在土壤介质中的迁移转化过程,特别是生物降解进行更多的调查.

低温条件下基于TMVOC的土壤气相抽提技术数值模拟

为研究低温条件下土壤气相抽提技术对包气带中苯系物的去除效果、解决修复技术有效性评估等难题,基于TMVOC模型模拟砂箱试验,从浓度梯度、相间转化、饱和度变化等方面分析土壤气相抽提技术对污染物空间分布规律的影响机理.结果表明,TMVOC模拟苯系物浓度的计算值与试验测量值的拟合效果较好;低温条件下,砂箱土体中苯、甲苯、乙苯、邻二甲苯的去除率分别为89.8%、71.3%、29.7%、14.4%.两次抽提过程中,苯在"气-液-NAPL(non-aqueous phase liquid)"三相中的质量均减少,减少比例近似为2∶7∶1,苯在液相中的质量减幅最大;在间歇期,苯由"NAPL相"以近似3∶7的比例向"气、液"两相运移.在砂箱土体上部和中部NAPL相饱和度保持为0,"气-液"两相共存,间接表明苯系物在"气-液"两相间发生运移;在砂箱土体底部污染源附近"气-液-NAPL"相共存,间接表明苯系物在"气-液-NAPL"相间发生运移,抽提作用使得气相与液相饱和度升高、NAPL相饱和度降低.

潮白河地下水调蓄区水岩作用过程模拟

南水北调中线工程通水后,将有部分结余水量用于补给潮白河地下水调蓄区。由于南方地表水(以下简称南水)与北京当地地下水的水质存在一定差异,回灌过程中很有可能发生水岩相互作用。研究以潮白河地下水回灌区为例,通过静态摇瓶实验和水文地球化学模拟等研究方法,对南水补给北京深层地下水过程中产生的水岩作用过程和水质影响程度进行分析评价。研究结果表明:南水回灌过程中,地下水的主要离子成分会受到硝化作用、阳离子交换作用及包气带矿物质溶解等作用的综合影响。两种水混合过程中,土壤矿物相中的方解石和白云石不断溶解,Ca2+、Mg2+浓度逐渐升高,反应过程中还伴随强烈的阳离子交换作用,主要为Na+与Ca2+、Mg2+的交换。南水比例越大,溶解氧促进硝化作用越明显;在硝化作用和碳酸平衡的共同影响下,地下水的pH值呈现先降低后升高的趋势。

植物基因工程修复土壤重金属污染研究进展

土壤重金属污染植物修复技术应用广泛,但超富集植物的寻找耗时费力,现存超富集植物通常生长缓慢、生物量低、地域限制较大,导致植物修复效果不能达到预期.基因工程在植物修复中的应用,为提高植物修复土壤重金属污染的效率提供了新的思路.通过综述基因工程强化植物修复土壤重金属污染的研究进展,着重关注植物修复关于重金属转运、储存、解毒过程的调控过程,主要包括:①控制植物体内重金属由胞外运移至胞内的关键基因,主要有锌铁调控蛋白、黄色条纹样蛋白、天然抗性相关巨噬细胞蛋白,作为载体参与重金属在植物体内的不同组织的转运.②改变重金属在细胞内储存位置、提高植物耐受能力的关键基因,主要调控ATP结合盒转运器、阳离子扩散促进器和P 1B 型ATPases,通过增强植物对重金属的区隔化能力来实现储存功能.③降低重金属对植物毒害作用的关键基因,主要调控植物体内植物络合素、金属硫蛋白的大量合成,并络合重金属形成螯合物.根据植物基因对重金属超耐性和超富集的作用机制,建议后续研究可利用基因工程向目标植物导入相关功能基因,使其在目标植物中高效表达,并在实际环境中进行植物生长测试应答机制,最终更好地调控植物体内重金属含量平衡关系,以克服超富集植物与环境适配性差的缺陷.

氧化铁改性埃洛石纳米管对磷的去除效果及其影响因素

为研究氧化铁改性埃洛石纳米管(HNTs)除磷效果,系统分析了氧化铁负载量、吸附剂用量、接触时间、p H、初始磷浓度和共存离子(SO42-、NO3-、Cl-)对其影响。通过响应曲面法分析得出三种最佳反应条件确定了各影响因素权重。磷吸附过程符合Langmuir等温吸附模型及准二级动力学模型,氧化铁改性HNTs既能应用于酸性含磷废水处理,又能服务于磷污染地下水、地表水修复。结果表明,三种最佳反应条件下氧化铁改性HNTs吸附容量分别为6.279、5.664、5.634 mg/g。反应240 min达到平衡。共存离子(SO42-、NO3-、Cl-)对吸附材料除磷无明显抑制作用。吸附材料再生循环利用5次,磷去除率从72.58%降到69.20%。可见本研究对磷污染水的处理与修复具有重要参考意义。

面向“一带一路”倡议的环保产业“走出去”SWOT分析

我国已进入全面建设"一带一路"倡议阶段,我国环保产业也将有望进行更大范围、更深层次的区域合作。文章借鉴SWOT分析法探讨了"一带一路"倡议下我国环保产业"走出去"的优势与劣势和面临的机遇与挑战,并提出了加强顶层设计、加大政策扶持、构建服务平台和提高技术创新的四方面措施推动我国环保产业"走出去"。

湿热处理技术工艺发展现状与趋势展望

湿热处理技术近年来在国内外受到广泛的关注,此项技术主要应用于淀粉、餐厨垃圾的湿热水解均质化处理等方面。对此,研究人员开展了大量的研究工作,研究内容涉及湿热处理工艺影响因素研究、湿热处理工艺条件优化分析、湿热处理工艺对底物结构与性质的影响。总结前人的研究成果,沉淀目前湿热处理工艺成果应用与成果转化相关信息,并对湿热处理工艺的潜在应用领域做出初步展望。

HYDRUS-1D软件在地下水污染源强定量评价中的应用

以垃圾填埋场渗滤液中的氨氮为研究对象,利用HYDRUS-1D模型模拟其在包气带中的迁移转化规律,最终预测出氨氮到达地下水位处时的浓度值。引入折减系数的概念,通过改变填埋场渗滤液中氨氮的初始浓度及土壤包气带结构,计算不同输入条件下的折减系数值,用其综合反映包气带对于某一特征污染物的衰减能力,为地下水污染源强定量评价提供数据支持。

改进的TLI指数法及其在巢湖营养状态评价中的应用

对巢湖2000—2008年的监测数据运用SPSS做统计分析,得出叶绿素a与总氮、总磷和透明度的相关系数。通过得出的权重结果,分析出与26个湖泊的差异性,构建了改进的综合营养状态指数(TLI)评价方法,并提出评价的4个步骤。以巢湖为例,运用该方法对湖泊的营养状态进行评价,且对巢湖的富营养化程度做了年际和年内变化的综合评价,评价结果显示各营养物指标的相关关系在近30年有了较大变化,巢湖的富营养化现象已日益严重,已从轻度富营养化状态转变为中度富营养化状态。

粉煤灰提铝中间产物合成4A分子筛对氨氮的吸附行为研究

采用粉煤灰提铝中间产物合成4A分子筛,利用XRD、SEM、热重分析、化学成分分析、阳离子交换容量对4A分子筛进行表征.考察吸附时间、pH、分子筛投加量、氨氮初始浓度、共存阳离子对其吸附性能的影响,研究其对模拟废水中氨氮的吸附效果,并结合准二级动力学方程、吸附等温线研究吸附性能和机理.结果表明,初始浓度为50 mg·L^(-1)、4A分子筛投加量为5 g·L^(-1)、pH值为6~9、吸附时间为80 min时氨氮去除率可达71.34%;随着氨氮初始浓度升高,其去除率降低,吸附容量增加;共存阳离子Na^+、K^+、Ca^(2+)对NH_4^+有强烈的竞争吸附,Mg^(2+)无明显竞争作用.吸附过程符合准二级动力学方程和Freundlich模型.Langmuir吸附等温线显示最大吸附容量为20 mg·g^(-1).

典型场地地下水污染源强分级评价方法研究

地下水污染程度评价是地下水研究领域的研究热点。以场地浅层地下水为研究对象,基于目前国内工业场地有无防渗措施的分类原则,综合考虑污染源和场地包气带特征因子,构建了地下水污染源强分级评价指标体系。将修正的内梅罗污染指数法应用于污染源危害性分级,并将改进后的DRTAS模型应用于包气带阻控性分级,利用矩阵法构建两方面多因素耦合模型,最后形成了适合典型工业场地的地下水污染源强分级评价的方法。选择4个典型污染场地对评价方法进行实地验证,分析结果表明,对于已建的或拟建的有防渗措施的项目,污染源危害性是造成场地地下水污染的主因;对于已建的无防渗措施项目,污染源危害性和包气带阻控性共同决定地下水污染源强。场地评价结果与水质监测报告结论相符,说明本研究建立的分级评价方法对于地下水污染的预防和控制具有借鉴意义。