废碳粉中新污染物的环境健康风险与资源化利用

随着印刷业的快速发展,碳粉的产量不断增加,致使废碳粉排放量升高。目前,国际上对废碳粉的处置以直接填埋为主,在环境中持续累积且具有暴露风险。废碳粉中含有微纳米塑料、纳米氧化物、纳米炭等多种新污染物,存在潜在生态环境和人体健康风险。如何科学处置废碳粉,实现其资源化利用是管控废碳粉中新污染物环境健康风险的关键。该综述首先探讨了多种典型颗粒新污染物的单独和复合生态效应以及其与环境中土壤、水体等介质的相互作用,提出废碳粉可能具备生物毒性和生态风险。废碳粉可通过呼吸、接触及食物链传递等途径造成人体暴露,可能会对人体呼吸系统、肾脏、肝脏、肠道代谢、神经发育、心脏代谢、血管、生殖等产生毒性,其毒性具有尺寸、剂量和暴露时间依赖性。依据废碳粉的成分组成和性能分析归纳总结了其可能的回收和高值化利用技术,并对未来废碳粉的环境地球化学过程、环境健康和资源化利用等方面研究进行了展望,包括:(1)发展环境中废碳粉的分离提取与检测定量技术,明确废碳粉的环境赋存量和赋存形态;(2)结合实验室和中宇宙模拟与机器学习来探究环境相关浓度下废碳粉的生态和人体健康效应,并实现其风险评估;(3)加强废碳粉回收和资源化利用的技术的创新,发展碳粉全生命周期的安全性评估体系,建立健全规范废碳粉处置的相关环境管理政策法规。该文旨在为有效控制废碳粉中新污染物的环境健康风险提供理论依据,为促进废碳粉资源高效利用与印刷业绿色发展奠定技术基础。

生物质废弃物类型和水热pH对人工腐殖酸性能影响

腐殖酸是土壤有机质中最活跃的部分,能改善土壤理化性质、提高土壤保肥性,是土壤的重要组成,也是植物营养的主要来源之一。为提高土壤中腐殖酸的含量,解决天然腐殖酸形成困难且周期长的问题,水热合成人工腐殖酸技术逐渐被关注。然而,水热条件和原料对人工腐殖酸性质的影响还鲜有报道。以乔木树枝——香樟树(Cinnamomumcamphora)、灌木树枝——黄杨树(Buxussinica)和香樟树叶为原料,在水热溶液pH分别为2、5、9和12的条件下制备人工腐殖酸并对其性质表征。结果表明,1)在水热过程中,纤维素相对含量高的树叶,其降解率随溶液pH升高而降低,在pH为2时,降解率为59.3%,而在pH为12时,降解率仅为41.0%,所得人工腐殖酸具有较好的导电性、营养价值和荧光特性;而木质素相对含量较高的乔木,其降解率随溶液pH升高而升高,在pH为12时,降解率可达到59.0%,所得人工腐殖酸具有较丰富的含氧官能团。2)强酸强碱条件下制备的人工腐殖酸具有较强导电性和较高的营养元素总量。强酸条件(pH=2)下提高人工腐殖酸中钠、钙和硫等元素的含量,强碱条件(pH=12)下提高人工腐殖酸中钠、硫和钾的含量。3)强碱条件(pH=12)更有利于人工腐殖酸的制备,所得人工腐殖酸自中和程度最佳,有机碳产量最高,导电性最强,营养价值和表面官能团能等性能方面均最佳;其中,由树叶生物质制备的人工腐殖酸,总有机碳含量最高且导电性最强,分别为2.60g∙L^(-1)和3.10mS∙cm^(-1)。研究结果为改良人工腐殖酸的制备工艺、指导人工腐殖酸的农业和环境应用提供了数据支撑,对环境的可持续发展具有积极意义。