复合功能材料原位修复氯代烃污染地下水的长效性研究

针对我国地下水氯代烃污染问题,以椰壳生物炭和零价铁为主要原材料,研制了一种具有生物活性的复合功能材料,并在江苏某氯代烃污染地下水场地开展了中试研究.现场监测数据显示,复合功能材料可持续缓释碳源和铁源,能够实现脱氯降解菌驯化生长.通过16S rRNA基因测序发现,可渗透反应墙(Permeable Reactive Barrier,PRB)运行1140天时,复合功能材料中脱氯降解菌的相对丰度(1.9%~8.3%)高于初始PRB材料(0.5%).PRB运行1140天后,复合功能材料的表面形态仍保持稳定.在2000天的运行周期内,PRB对不同氯代烃污染物的去除率为13.7%~100%.复合功能材料可通过吸附、铁还原和微生物降解复合机制高效去除地下水中的氯代烃.研究可为氯代烃污染地下水原位修复提供重要技术支撑.

复配钝化剂对镉污染稻田修复效果及其对土壤质量的提升

为评估复配钝化剂在真实环境下对Cd污染稻田的钝化修复效果及对土壤环境质量的影响,在安徽某地开展连续3 a的原位钝化修复实验,分析钝化剂对水稻Cd吸收、土壤理化性质、土壤酶活性、土壤微生物群落结构与功能的影响。结果表明:复配钝化剂[1%生物炭+0.2%硅肥(BS)和1%生物炭+0.2%石灰(BL)]显著降低土壤中DTPA提取态Cd含量(29.4%~40.1%);复配钝化剂可使水稻籽粒Cd含量降低60%以上,优于2%的单独生物炭处理,且对水稻产量无不利影响。复配钝化剂使土壤pH、有机质含量(OM)、阳离子交换量(CEC)分别增加了0.77~1.25个单位、13.5%~52.0%、8.4%~38.5%,有效改善了土壤环境质量。土壤脲酶、磷酸酶、FDA水解酶的活性随着BS的施加分别提升了31.3%、38.7%、33.1%。同时,钝化剂还通过改变土壤理化性质(pH、CEC、DTPA提取态Cd含量等)显著改变了土壤微生物群落结构,但对微生物多样性无显著性影响,表明修复后土壤微生物群落生态系统稳定。微生物功能预测表明与碳代谢、能量代谢等新陈代谢相关基因簇的丰度在BS处理下明显提高,证明复配钝化剂降低了重金属的毒性,增加了土壤微生物活性。综上,复配钝化剂BS不仅可以实现Cd污染稻田的原位钝化修复,而且可以有效改善土壤环境质量,提升土壤生态功能。

三氯蔗糖在紫外/亚硫酸盐水处理过程中的还原产物及其可生化性研究

三氯蔗糖是典型的难生物利用有机物,其在化学还原水处理过程中的可还原性、还原产物种类及其可生化性均不明确.为阐明上述问题,探究了三氯蔗糖经过典型高级还原过程——紫外/亚硫酸盐(UV/SO_(3)^(2-))转化的还原产物种类及其可生化性.结果表明,三氯蔗糖经UV/SO_(3)^(2-)转化可几乎完全脱氯(>99.5%),同时总有机碳保持基本不变,脱氯速率随pH升高(5~9)和SO_(3)^(2-)浓度增加(0~5 mmol·L^(-1))而增大.通过高效液相色谱-高分辨质谱联用分析鉴定了其主要转化产物为4,1',6'-三脱氧蔗糖,结合动力学分析推断脱氯加氢为该反应的主要过程.测定了三氯蔗糖在UV/SO_(3)^(2-)转化过程中的五日生化需氧量(BOD5)和化学需氧量(COD)的变化,可生化性指标BOD5/COD值(B/C)从小于0.05大幅提升至0.4以上,BOD5显著提高至与同等测试条件下葡萄糖参比值相当(99.4%),表明其转化产物4,1',6'-三脱氧蔗糖是一种可生化性优良的微生物碳源.本研究为三氯蔗糖的潜在转化途径和环境归趋提供新认知,并为三氯蔗糖作为评估各类化学还原工艺效能的模式物质以及相应基准评价方法的建立提供参考.

场地有机污染物吸附行为多参数线性自由能模型研究

准确评估污染物在污染场地土壤中的吸附分配过程是污染场地安全管理和再利用开发的重要环节.以我国典型电子垃圾拆解场地为研究对象,解析了场地土壤中有机质的吸附特征,建立了适用于场地有机污染物分配评估的有机碳标化分配系数(K_(OC))预测模型,揭示了有机污染物在场地土壤中有机质上的吸附机制.该场地土壤有机质对有机污染物具有较强的吸附能力.构建了预测场地土壤中有机质吸附有机污染物的K_(OC)的多参数线性自由能模型(pp-LFER).ppLFER模型相较于常用的单参数线性自由能模型(sp-LFER)展现出更好的场地吸附数据的预测能力(R^(2)=0.919).同时,采用其他文献报道的pp-LFER模型对该场地污染物K_(OC)进行预测,发现预测偏差较高(RMSE>1.12),这表明pp-LFER模型的预测效果受场地土壤中有机质的性质影响较大,其跨区域应用性仍待提升.进一步结合pp-LFER模型中的分子结构描述符和各项系数解析了土壤中有机质的吸附机制,发现疏水作用和极化作用是吸附过程的重要作用力,氢键作用显著影响极性化合物的吸附过程.本研究基于实际污染场地土壤构建了高精度吸附预测模型,为场地污染风险评估和修复利用提供了更准确的技术手段.

水体中天然有机物与新污染物的相互作用及环境影响研究进展

环境水体中的天然有机物(NOM)会与部分新污染物(CECs)发生相互作用,影响后者的定量检测、迁移转化及最终的降解去除。以荧光光谱法为代表的定量研究方法和机制表征手段为NOM与CECs结合作用的研究奠定了基础。NOM与CECs的结合机制包括疏水作用和与极性基团相关的特异性作用,结合强弱与两者的性质、浓度和环境条件相关。NOM可作为反应物、引发剂和促进剂促进CECs的自然与化学降解过程。在絮凝、吸附和膜滤工艺中,特定浓度的NOM可为CECs提供额外的吸附作用点位,促进CECs的去除。

微波强化EDDS淋洗修复重金属污染土壤研究

为了快速去除土壤中的重金属污染,采用微波强化[S,S]-乙二胺二琥珀酸([S,S]-EDDS,简写为EDDS)淋洗方法,做了微波时间、功率对Cd、Pb、Zn去除效率影响的实验,并用BCR连续提取法分析了微波强化EDDS淋洗对土壤中重金属形态的影响。结果表明,在微波功率900W,时间10min条件下,EDDS对Cd、Pb、Zn的去除率分别达到29%、89%、71%,比未引入微波时淋洗的各重金属的最高去除率分别提高8%、26%、33%,且明显缩短了处理时间(从6h缩短为10min)。与处理前原土壤相比,土壤在微波辐射淋洗处理后,主要污染重金属的交换态和碳酸盐结合态以及铁锰氧化物结合态明显降低(其中Cd降低34%,Pb降低90%、Zn降低83%),残渣态增加,从而有效降低了土壤中毒害污染重金属元素含量和重金属可利用性,减轻了污染土壤的生态风险。微波辅助淋洗修复可作为一种重金属污染场地的快速修复技术。

城市生活污泥低温催化热解实验研究

文章研究了在固体残留物催化作用下,不同热解温度下污泥热解产物的产率及特性。结果表明,与无催化剂相比,污泥低温热解所得的液体产率、油品产率、气体产率和固体减少率明显增加。油品最大产率所需温度从440℃降低至400℃,油品最大产率从20.5%增加到24.5%,油品的品质有一定的提高。

南京市居室内SO_2、HCHO和TVOCs污染的研究

于2005年夏季(8月)和冬季(12月)在南京市的市区和近郊区各选择了20家具有不同房屋特征的住户,分别对其室内空气中SO2、HCHO和TVOCs的浓度进行了监测.研究结果表明,室内SO2、HCHO和TVOCs在温度高、相对湿度高、空气流通量大的夏季,浓度都会超出标准值,这3种物质的浓度在冬季会有所下降.装饰和装修材料是室内HCHO和TVOCs的主要来源,同时厨房内的烹调活动对室内TVOCs的浓度也有一定的贡献.市区和近郊区室外空气中SO2的浓度都较高,且I/O值≤1,因此,可推断室外空气中的SO2是室内空气中SO2的主要来源.

南通市水污染控制规划研究

南通市域内水环境形势恶化,未来有加剧趋势,其根本原因在于十分有限的水环境容量与逐年加重的水污染负荷之间的矛盾。针对这一根本原因,提出了南通市水污染控制规划的两点基本思路;一是削减污染负荷,二是调整负荷的空间分布,确定了控制规划的基本思想:污水控源导流清污分开原则,采用生态工程与二级污水处理厂相结合而以生态为主导的污水多元集中处理原则,环境容量跨水域平衡原则。基于这一思想,构建了南通市水污染控制方案:南通市区污水二级处理四点排江,海门、启东污水利用滩涂生态处理排江,如东、如皋、海安污水利用海涂沙洲生态处理排海,通州污水近期二级处理排河、远景利用海涂生态处理排海。

介孔氧化硅在水污染防治中的应用研究进展

吸附法是一种较为高效、经济的水污染防治技术,其中介孔氧化硅由于具有长程有序性、孔道和表面结构易于调控、高的比表面积和孔隙率等特点,成为一种极具潜力的水污染防治吸附材料。本文概述了介孔氧化硅材料在水体中有机污染物和重金属离子吸附去除中的研究进展,并总结了该领域目前存在的问题。

大气污染对南京市麒麟镇麒麟石刻的风化影响

南京市麒麟镇麒麟石刻是重要文物遗迹六朝石刻之一,其表面风化严重。探讨了麒麟石刻的风化原因,并利用X射线荧光光谱、X射线衍射和热重分析等手段对其外表面层、断面层和内部新鲜岩石作了测试。结果表明,麒麟石刻属于石灰岩,主要由方解石和石英组成;在长期的风化作用下,麒麟石刻的外表面层、断面层和内部新鲜岩石的化学成分有明显差异,其外表面层和断面层加入了环境中某些污染成分。对麒麟石刻附近的环境空气进行了监测,并利用电感耦合等离子光谱和离子色谱分析了空气中TSP的水溶性元素和雨水中主要化学物质和元素。结果显示,NO2和TSP浓度均超过《环境空气质量标准》(GB3095—1996)一级标准,雨水pH均值为4.7,麒麟石刻附近道路扬尘严重。

南京室内灰尘与青少年头发指甲中重金属的污染特征研究

于2016年10月至12月采集南京市某中学高一学生的家庭室内灰尘样品及学生头发、指甲样品,对其中的Cr,Cu,Mn,Ni,Pb五种重金属浓度进行测定,比较分析了室内灰尘、头发和指甲中五种重金属浓度水平,研究了室内灰尘暴露与青少年体内重金属累积的相关关系.结果表明,家庭室内灰尘中Cr,Cu,Mn,Ni和Pb的平均浓度分别为50.20,184.87,211.90,64.32,112.53 mg·kg^(-1),通过相关研究发现室内灰尘中五种重金属均有相似的来源.中学生头发中Cr,Cu,Mn,Ni,Pb的平均浓度分别为1.96,44.57,0.80,2.62,1.97 mg·kg^(-1),指甲中Cr,Cu,Mn,Ni,Pb的平均浓度分别为2.06,5.61,1.12,2.21,0.70 mg·kg^(-1).女生指甲中的Ni浓度显著(p<0.05,2.77 vs 1.34 mg·kg^(-1))高于男生.室内灰尘和头发以及室内灰尘和指甲的成对样品中,同一重金属并不存在显著的相关性.说明本研究中室内灰尘暴露可能并不是Cr,Cu,Mn,Ni,Pb五种重金属在青少年体内累积的主要来源.未来研究应评估饮食暴露、大气颗粒物吸收等途径对人体重金属累积的贡献.

污水污泥低温催化热解实验研究

在实验室研究了不同热解温度下,经污泥低温热解残留物催化作用,污泥低温催化热解产物的产率及特性。结果表明,与无催化剂相比,污泥低温热解所得的液体产率、油品产率、气体产率等明显增加。油品最大产率所需温度从440℃降低至400℃,油品最大产率从20.5%增加到24.5%,油品的品质有一定的提高。

江苏省城市化与工业污染排放相关性初步研究

选取江苏省1990—2005年5类污染物排放指标,运用Granger因果检验和脉冲响应函数分析江苏省城市化与工业污染物排放之间的关系。结果显示:人均工业废水、废气、二氧化硫、烟尘排放量与城市化水平具有Granger因果关系,且因果关系的存在受滞后期影响;各类排放指标对城市化水平提高冲击的响应不同,人均工业废水、废气、二氧化硫排放呈增加趋势,人均工业烟尘排放呈下降趋势;工业废水和废气排放控制将成为江苏省快速城市化时期污染控制的主要工作;江苏省正大力推进源控制到多方位全过程控制的转变,保证持续有效性是下一步工作的关键。

硫自养反硝化技术研究进展与展望

硫自养反硝化是一种具有低碳、低费、低污泥产量优势的脱氮技术。文章介绍了基于不同电子供体、pH、溶解氧(DO)和水力停留时间(HRT)等因素对硫自养反硝化反应效率的影响并对比了不同工艺的优缺点,阐述了硫自养反硝化工艺中微生物的群落特征,提出了现阶段存在的不足与缺陷,最后对其未来应用进行展望。

稀土铈基材料在机动车尾气催化消除中的研究进展

机动车尾气污染物造成了严重的生态环境问题,而催化净化是控制尾气排放、减少污染最有效的手段.铈基材料具有优良的储释氧性能和氧化还原能力,是机动车尾气催化消除领域必不可少的组分之一.自上世纪七十年代被用于催化消除机动车尾气以来,铈基催化材料得到了广泛关注和研究.对铈基材料在尾气催化消除领域所起到的作用进行梳理,有助于对现有催化剂进行结构优化,同时能够将铈基材料的应用范围扩大到相关领域.本文对铈基材料在机动车催化后处理不同环节中的研究和应用进行了归纳,并对其在机动车尾气后处理过程中的反应过程进行了总结.最后,基于尾气处理行业的发展前景,本文对铈基催化材料未来的发展方向提出了展望.

城市户外广告环境容量研究——城市视觉环境污染控制新领域

随着城市发展,新型环境污染逐渐涌现并日益严重,特别是城市户外广告无序发展造成的视觉环境污染已经影响到人们身心健康。本文针对城市视觉环境的独特性,立足于环境科学、视觉环境和景观生态学三个学科的交叉点,创造性地提出"城市户外广告环境容量"的概念,并提出"建筑立面户外广告密度指数"对户外广告环境容量进行计算和评价。通过在南京市进行实例研究作为验证,为城市视觉环境污染的评价与控制提供了新的思路。

SBA-15限域的CoO_(x)催化过硫酸盐降解水中氯苯的机制研究

以中孔SBA-15为载体采用固相研磨法合成限域型催化剂CoO_(x)@SBA-15,采用传统浸渍法合成负载型催化剂CoO_(x)/SBA-15和CoO_(x)/SiO_(2)作为对比.利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜测试(TEM)等表征技术对催化剂的结构和组成进行分析,并对催化剂活化PMS降解氯苯的性能进行了研究.结果表明,CoO_(x)@SBA-15具有更高的催化活性,氯苯的降解反应受氯苯和PMS在催化剂表面吸附控制,CoO_(x)@SBA-15/PMS/CB催化体系中的主要活性物种为SO_(4)·^(-)和1O_(2).

二硫代氨基甲酸盐类螯合剂对飞灰中六种重金属的稳定化研究

该研究合成一种含双二硫代氨基甲酸盐结构的螯合剂(TETA-DTC),用于稳定垃圾电厂飞灰中的6种重金属(Cd、Pb、Cu、Ni、Zn、Cr),通过比较TETA-DTC螯合剂与商用重金属稳定剂H的稳定化效果,探究TETA-DTC螯合剂对飞灰中重金属的稳定机理。结果表明,当TETA-DTC螯合剂添加量为4%时,可以使飞灰中6种重金属的浸出浓度低于GB 16889—2008《生活垃圾填埋场污染控制标准》的限值,其中对Cd、Pb的稳定化率都超过98%,而稳定剂H在4%添加量时,不能使Cd、Pb浸出浓度达标,稳定化率低于90%,对于Zn、Ni,TEAT-DTC的效果也好于H,而对于Cu、Cr,二者的稳定效果相差不大;扫描电镜图显示,药剂稳定化处理后飞灰颗粒间空隙更小,颗粒与颗粒结合得更紧密,说明螯合剂对飞灰中金属有很好的稳定作用;红外光谱图显示,TETA-DTC中的N和S参与了螯合反应。

微生物降解孔雀石绿研究进展

环境微生物是自然界中主要的分解者,在孔雀石绿降解中发挥着重要作用。由于缺乏低成本的替代品,孔雀石绿持续不断地释放到环境中,其环境分布和对人体健康的潜在影响已得到广泛的关注。综述了可降解孔雀石绿的细菌和真菌及其最适降解条件、降解途径、降解酶,总结了目前通过固定化和组学研究降解孔雀石绿的进展,进而对孔雀石绿的微生物降解领域未来研究趋势进行展望。以期为进一步开展微生物降解孔雀石绿机理研究与技术应用提供有价值的科学论据。