微塑料断面分布的不均一性——以赣江水域赣州段为例

塑料由于其优异的性能被广泛的应用于生产生活,然而其在环境中不易降解,这导致环境当中存在着许多微塑料,可能造成潜在的生态环境风险。因此,明确水体当中微塑料的丰度并对其进行风险评估对于降低微塑料带来的安全问题有着至关重要的作用。然而,此前关于流域内微塑料丰度的研究多停留于河流表层水体的研究,忽略了水平方向取样点位以及取样深度对微塑料分布造成的影响,所得出的结论代表性不足。赣江是长江中游的主要支流,在赣州城市区段的代表断面处取样分析,横向与纵向相结合分析了该断面处微塑料的丰度、颜色形态、粒径、聚合物情况的变化情况,并通过生态风险指数法计算了微塑料风险等级。结果表明:该代表断面微塑料丰度为0.25-0.35 pieces∙L^(-1),表层水、中层水和底层水的平均微塑料丰度分别为2.65、2.03和0.91pieces∙L^(-1),微塑料丰度横向范围表现处越靠近河岸处越大,纵向范围随着取样深度的增大而减小;微塑料主要形状为纤维和碎片,以黑色为主,粒径范围在0.125-3.000 mm的微塑料的占比超过94%;集合种类为聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二脂和聚氯乙烯;研究区域微塑料潜在风险等级为Ⅱ级。总体而言,赣江赣州城市段河流微塑料丰度在横向和纵向分布上是不均匀的,污染程度总体而言相对较轻。该研究将促进对城市水体当中垂直领域微塑料分布特征的理解,对其他水体流域开展微塑料的相关调研具有指导意义。

活性炭纤维的改性及其表面特性对挂膜启动的影响

采用热氧化、硝酸浸渍、过氧化氢浸渍等方法对聚丙烯腈基活性炭纤维(PAN-ACF)进行改性处理,使用FT-IR、Boehm滴定法、SEM、BET等分析技术表征了改性前后PAN-ACF表面官能团种类、含氧基团数量、表面微观结构及比表面积等表面特性。以经过改性处理的PAN-ACF为载体填料进行活性污泥接种挂膜试验,探索研究改性PAN-ACF表面特性中影响挂膜效果的主要因素。结果表明,相对于PAN-ACF的微观结构及比表面积的变化,表面含氧基团数量的提升更有利于挂膜初期接种污泥在其表面的附着,从而整体上加快挂膜驯化进程。

高校科普资源助力全民科学素质提升策略研究——以给排水专业实验室为例

科学普及是实现创新发展、推动社会主义现代化建设的翅膀,具备与科技创新同等重要的作用。科学技术的进步、信息大爆炸时代的来临,对于科普工作的广度和深度提出了更高的要求,高校实验室参与科普工作可以有效避免传播过程中的以讹传讹,保证科普内容的科学性与重要性。高校实验室具备快速、高效筛选信息的能力,辨别信息真伪的知识、经验和逻辑,以及令人信服的权威性和代表性,因此,科普工作的展开迫切需要高校实验室的参与。同时,高校实验室充足的人才储备(教师)和人力资源(学生)、丰富的软硬件设施,可以极大地方便科普工作的展开。高校实验室有义务、也有责任积极参与当地科普事业,做到科普与科研“两翼齐飞”,最终实现科技强国。

刚果红和Cu(Ⅱ)二元体系壳聚糖的吸附动力学

分别研究了单体系和二元体系下壳聚糖对刚果红(CR)和Cu2+的吸附性能。结果表明,单体系下,壳聚糖对CR和Cu2+的吸附较好地拟合了伪2级动力学模型。二元体系下,壳聚糖对CR和Cu2+的吸附则表现为竞争吸附,吸附量减少为单体系下壳聚糖对CR和Cu2+分别吸附时的70%和80%左右。但是,总铜(络合铜和Cu2+)的吸附量有所增加,且在二元体系下,壳聚糖对CR和铜的总吸附量相对单体系下对CR和Cu2+分别吸附时的吸附量要大。二元体系中,壳聚糖对Cu2+表现出更高的亲和力和选择性,且二者的吸附动力学仍符合伪2级动力学模型。

海绵铁及其组合材料PRB去除地下水中NO_3^--N的效果分析

以海绵铁为可渗透性反应墙的介质,通过4组动态试验分析了海绵铁单层介质(1~#)、海绵铁+活性炭单层介质(2~#)、海绵铁+活性炭+沸石单层介质(3~#)、海绵铁+活性炭与沸石双层介质(4~#)对模拟地下水中NO_3^--N的去除效果。结果表明:在运行的8 d期间,1~#、2~#、3~#、4~#反应柱对NO_3^--N的去除率最高可分别达到91.1%、94.4%、87.9%、91.0%,且NO_3^--N质量浓度均能达标;4~#反应柱的出水中氨氮、NO_2^--N和总氮相较于其他反应柱均为最低,并且其NO_2-N质量浓度都在0.02 mg/L以下;电镜扫描和X射线衍射的分析表明,反应前后海绵铁表面形态和化学物质变化较大,反应后海绵铁表面产生了许多氧化物和氢氧化物,微孔隙被严重堵塞,阻碍了海绵铁与NO_3^--N的进一步反应。

铀污染控制技术与还原态UO2（s）稳定性研究进展

铀U(Ⅵ)由于核裂变反应已被广泛用于核能利用和核武器开发,但铀矿开采与冶炼过程中,会向环境中释放一定量的铀。铀元素由于自身具有放射性危害和重金属毒性,因此,会引起一系列生态安全问题。为了实现铀污染控制与维持还原态UO2稳定性,在铀分离、还原等污染控制技术评述的基础上,着重阐述U(Ⅵ)被还原固定形成UO2(s)的稳定性及稳定性维持方法,并对铀污染治理进行了展望。

复合阴极材料电-Fenton法处理难降解有机废水研究进展

叙述了近年来国内外关于电-Fenton技术改进阴极、制备复合阴极材料方面处理难降解废水的研究进展。重点介绍了玻璃碳、网状玻璃碳、碳纳米管等碳素材料以及气凝胶、金属铁氧化物等非碳素材料用于改进、制备复合阴极材料方面的研究现状。总结了优良的复合阴极材料具有的特点,具有丰富的孔隙率,高的比表面积,优良的导电性等特性。提出要制备高效、成熟的复合阴极材料,仍需要进一步对新型碳素材料进行氮掺杂改性研究,强化新型气凝胶材料的导电性研究,认为还需要进行中试进一步确定其对实际废水的处理效果。

基于海绵城市理念的排水系统课程教学研究

结合海绵城市理念,论文探讨了基于海绵城市理念的教学实践,提出调整排水系统课程教学内容讲授顺序、调整排水系统课程教学内容、结合规范加深学生对海绵城市与排水系统知识点的理解等教学措施,促进学生对海绵城市与排水系统知识点的理解与掌握,将学生培养成具有海绵城市理念的新一代城市建设者。

自制气体扩散电极用于染料废水处理的研究

研究了气体扩散电极用于难降解活性艳红X-3B染料废水的处理,优化了催化剂LaNiO3和气体扩散电极的制备工艺。采用凝胶-溶胶法制备催化剂LaNiO3,其最佳制备工艺为:柠檬酸与金属离子摩尔比1.5∶1.0,pH 9,焙烧温度750℃;气体扩散电极的最佳制备工艺为:催化剂用量0.6 g,造孔剂用量0.6 g,聚四氟乙烯(PTFE)用量3.0 g,焙烧温度300℃。采用X射线衍射(XRD)、电子扫描显微镜(SEM)等检测分析方法对所制备的催化剂和气体扩散电极进行表征和分析。结果表明,新型气体扩散电极具有良好的电催化性能。

快速小型柱测试应用于水处理吸附试验综述

饮用水中微污染物的存在和危害得到人们广泛的关注。颗粒活性炭(GAC)具有较大的比表面积,能吸附各类污染物,活性炭吸附床是水厂去除此类物质最常用的工艺之一。快速小型柱测试(RSSCT)是为了确定实际规模吸附床对目标污染物的吸附容量和活性炭用量设计的一种实验室规模的试验装置。文中综述了RSSCT装置、设计的两种模型以及污染物初始浓度、空床接触时间、吸附剂用量和粒径等各因素对污染物穿透曲线的影响。重点考虑了天然有机物(NOM)在水体中对目标污染物的竞争作用,分析了竞争机制,NOM通过对GAC活性位点的直接竞争,改变吸附剂GAC的孔径分布以及表面电荷,同时还会与水体中污染物和其他杂质离子络合,进而对吸附系统的性能产生影响。从RSSCT装置的模型设计、影响因素和竞争机制来分析装置的性能,进而为实际GAC吸附床工艺的设计和应用提供一定的参考。

酸性矿山废水的成因及源头控制技术

酸性矿山废水(Acid mine drainage,简称AMD)因产量大、形成时间跨度长、产源地分散等问题,成为世界各国矿山环境修复者们的最棘手问题之一.论文在介绍AMD成因的基础上,从阻止金属硫化物与空气的直接接触,抑制微生物的活性,降低铁的活度等方面着手,对覆盖法、杀菌剂法、表面钝化处理法及中和法等源头控制技术进行概述.并根据研究现状,指出覆盖层易劣化、杀菌剂效率受环境影响大、钝化剂需预氧化且种类少、中和剂掺和效率不高等问题,提出未来AMD的治理主要集中在开发新型高效绿色的杀菌剂、钝化剂等修复治理药剂,并从全局性考量将源头治理技术、水质水量监测、末端治理技术联合起来进行科学化治理.

土壤重金属污染联合修复技术研究进展

从土壤重金属污染治理的现状入手,介绍了以生物、物理、化学修复技术为基础的各联合修复体系,主要包括以植物修复为核心的微生物-植物、化学-植物、动物-植物、植物-植物以及以电动修复和化学淋洗为核心的各种联合修复体系。结果表明,相对于单一重金属污染修复技术,联合修复体系可显著提高重金属污染土壤的修复效率,尤其是以植物修复为核心的联合修复技术,以其低能耗、环境友好等优势,具有良好的发展潜力和应用前景。分析了目前土壤重金属修复过程中存在的问题,并对今后的研究方向进行展望。

低强度超声波对短程硝化污泥的影响

以周期性超声辐照的污泥为研究对象,在序批式反应器(SBR)中开展超声波对短程硝化效果的研究,并进一步研究超声波对酶活性、脱氮速率、胞外聚合物的影响。结果表明,0.1~0.7W/mL的超声波均可促进短程硝化,最高亚硝酸盐积累率(NAR)达98.21%。超声波通过强化氨单加氧酶(AMO)活性,抑制亚硝酸盐氧化酶(NXR)活性促进短程硝化,AMO活性最高同比增长63.84%,NXR活性最高下降89.03%。比脱氮速率、反应器脱氮速率并不完全与酶活性变化趋势一致,AOB关键酶活性仅与比氨氧化速率(SAOR)变化一致,而NOB关键酶活性与反应器亚硝酸盐氧化速率(NOR)一致,超声波引起的污泥减少对AOB菌群数量的负面影响大于NOB。周期性超声后,污泥EPS的总量随声能密度先增加后减少,超声波对LB-EPS的剥离大于TB-EPS,对多糖的剥离大于蛋白质,较高的声能密度会造成蛋白质的积累。

卤氧化铋光催化剂改性的研究进展

卤氧化铋(BiOX,X=Cl,Br,I)是一种光学性能良好的材料,层状结构由铋氧层和卤素层交错排列而成,具有稳定性高、禁带宽度相对较小等优点,在光催化降解有机物方面具有广阔的应用前景。改性BiOX能够抑制光生电子与空穴的复合,改变催化剂的带隙宽度,从而改变有影响的光波长范围,提高催化剂的光催化活性。介绍了BiOX光催化剂的结构特点,综述了形貌调控、晶面和缺陷调控、离子掺杂、构建异质结等提升BiOX光催化剂活性的方法及BiOX光催化剂在环境领域的催化性能,并对BiOX光催化剂的研究方向进行了展望。

厌氧生物处理低浓度污水研究进展

厌氧生物处理技术具有节能降耗及回收资源的优点,但在处理低浓度污水(COD<1000mg/L)时,污泥活性较差、处理效率偏低等问题使其应用受到严重限制。为促进厌氧生物处理低浓度污水技术的发展,本文在介绍微生物间电子传递类型和厌氧功能菌的基础上,阐明厌氧生物处理的作用机理;随后基于厌氧消化原理,探讨了温度、pH、挥发性脂肪酸(VFA)和氨氮等因素对厌氧生物处理的影响;接着从厌氧膜生物反应器、厌氧微生物活性及直接种间电子传递三个层面出发,对强化低浓度污水厌氧生物处理的方法进行归纳总结;最后从“耐饥饿”菌种的筛选和微生物活性强化途径角度展望了厌氧生物处理低浓度污水的发展趋势和研究方向,旨在为推广厌氧生物处理低浓度污水、加快污水中有机物的资源化利用提供参考。

低强度超声波对ABR处理低浓度污水效果及污泥特性的影响

为探究低强度超声波对厌氧生物处理低浓度污水的强化作用,本文在厌氧折流板反应器(ABR)中开展超声波辐照厌氧污泥提高有机物去除效果的研究,并进一步研究了反应器稳定期超声波对污泥量、胞外聚合物(EPS)、酶活性、污泥粒径、污泥表面官能团及微观形貌的影响。结果表明,低强度超声波可提高ABR处理低浓度污水有机物去除效果,超声组出水化学需氧量(COD)去除率较对照组提高5.2%,出水COD浓度可满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)中一级A排放标准。周期性超声后,超声组各隔室总悬浮固体(TSS)、挥发性悬浮固体(VSS)均低于对照组,但具有更高的VSS/TSS。超声组污泥EPS的总量增加,松散结合型EPS(LB-EPS)、紧密结合型EPS(TB-EPS)均增加,蛋白质(PN)含量增加,多糖(PS)含量减少。超声组各隔室脱氢酶活性(DHA)分别为26.43mgTF/(gVSS·h)、23.43mgTF/(gVSS·h)、21.87mgTF/(gVSS·h)、19.55mgTF/(gVSS·h),而对照组各隔室分别为18.13mgTF/(gVSS·h)、17.01mgTF/(gVSS·h)、13.56mgTF/(gVSS·h)、9.90mgTF/(gVSS·h),超声大大提高了厌氧污泥脱氢酶活性。超声处理使污泥粒径减小,但表面官能团种类基本没有变化。电镜观察发现,对照组各隔室污泥表面以丝状菌为优势菌种,而超声组各隔室污泥表面以球菌为优势菌种。

尖晶石型c-CuFe_(2)O_(4)催化过硫酸盐降解偶氮染料

以三水合硝酸铜、九水合硝酸铁为原料,在柠檬酸辅助下通过溶胶-凝胶-自蔓延燃烧法制备了尖晶石型纳米铁酸铜(c-CuFe_(2)O_(4)),采用SEM、EDX、XRD、VSM对材料进行了表征。利用c-CuFe_(2)O_(4)/过硫酸盐(PDS)体系对偶氮染料活性黑5(RB5)进行催化氧化处理,考察了c-CuFe_(2)O_(4)投加量、初始PDS浓度、反应温度、初始pH、常见无机阴离子和腐殖酸对催化体系的影响。结果表明,300℃煅烧制备得到的c-CuFe_(2)O_(4)催化性能最好,当温度为25℃、RB5初始质量浓度为100 mg/L、c-CuFe_(2)O_(4)-300投加量为1 g/L、初始PDS浓度为8 mmol/L、初始pH为9.00时,RB5的去除率可以达到92.9%,其降解过程遵循准一级动力学模型。猝灭实验发现,催化位点在材料表面和孔隙部位,反应依赖材料表面二价铜/三价铜循环以及游离Cu^(2+)的均相催化,SO_(4)^(–)·和·OH是主要活性产物。c-CuFe_(2)O_(4)具有超顺磁性,可以通过磁分离回收,4次循环实验后能够保持80%以上的去除率。

基于阳极氧化法的TiO2纳米管制备及生成过程分析

运用阳极氧化法制备TiO2纳米管,探讨了TiO2纳米管紫外光催化净化头孢噻肟钠抗生素废水的效果,采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对TiO2纳米管进行了表征分析。SEM结果显示,制备的TiO2材料表面呈阵列排布的多孔状,内径大小均匀,管径分布在30~45nm之间,管阵列呈蜂窝状,与钛板表面垂直,对比煅烧前后的TiO2纳米管XRD图,发现煅烧后样品的XRD图出现了TiO2锐钛矿型特征衍射峰和金红石型特征衍射峰。讨论了TiO2纳米管的生成机理,认为纳米管的形成过程主要有最初氧化层的形成、孔核的形成、由孔核演变成微孔、微孔生长并出现空隙、形成纳米阵列管过程。

铁碳微电解填料(Fe/C-MEF)活化过硫酸盐降解活性黑5

采用高温微孔活化技术制备了铁碳微电解填料(Fe/C-MEF),用于活化过硫酸盐(PDS)降解高浓度活性黑5(RB5)染料废水。使用扫描电镜和能谱仪对Fe/C-MEF进行了表征。对比了不同工艺对RB5的降解性能,结果表明Fe/C-MEF/PDS体系表现出更加高效的去除率,且Fe/C-MEF反应前后结构稳定易回收重复利用。探究了PDS浓度、Fe/C-MEF浓度、pH、无机阴离子对体系降解RB5的影响,得到优化的反应条件,PDS浓度、Fe/C-MEF浓度分别为1.5×10^-2mol/L、24g/L;表明PDS水解能调节pH至3附近,使体系保持较高的去除率;无机阴离子的存在会影响体系对RB5的降解,且根本原因为影响体系pH限制催化剂释放和消耗·SO4^-生成更低活性的自由基。自由基淬灭实验表明,在反应中Fe/C-MEF同时作为微电解反应主体和PDS的非均相催化剂,在两者协同作用下高效降解RB5。Fe/C-MEF经过6次循环利用,体系对RB5依然保持高的脱色率,具有很好的稳定性。

UV/H_2O_2工艺降解水中污染物的动力学研究进展

介绍了目前最重要的商用高级氧化工艺之一的UV/H_2O_2工艺,叙述了UV/H_2O_2工艺动力学研究进展,认为目前此方面的研究仍有所欠缺,鉴于此,将分别从动力学参数及动力学模型2方面对UV/H_2O_2工艺降解污染物的动力学特性进行了探讨。以UV曝辐量为主线,分别阐述并比较了不同反应器中UV曝辐量的测定、基于UV光量子剂量的动力学参数及动力学模型等,指出了UV曝辐量对于光化学反应的重要性,分析表明该模型的建立对单一目标污染物的模拟和预测有较好效果。认为需进一步探讨研究,找到最适合的动力学模型;还应开发高效低耗的新型光源、反应器。