新型三元复合材料对低浓度含铀废水的去除性能及机制

为解决羟基磷灰石(HAP)基吸附材料合成步骤复杂、易团聚及成本高等问题,采用一步水热法合成十六烷基三甲基溴化铵改性羟基磷灰石-膨润土(CTAB-HAP-B)三元复合材料,并研究其对低浓度含铀废水的去除性能。通过单因素试验和正交试验得出,当pH为4.0,铀(VI)浓度为10 mg·L^-1,时间为160 min,温度为室温(298.15 K), CTAB-HAP-B用量为0.05 g,转速为165 r·min^-1,废水体积为50 ml时,其对低浓度含铀废水去除率可达99%左右。通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)、 X射线衍射(XRD)、全自动比表面分析(BET)、全自动孔隙度分析(BJH)、 X射线光电子能谱(XPS)和傅立叶红外光谱(FTIR)对CTAB-HAP-B的形貌、比表面积、孔径、元素组成、晶型、表面官能团进行表征,得出其吸附机制主要为离子交换和官能团的配位。优化了HAP基吸附材料对低浓度含铀废水的去除性能,可为低浓度含铀废水的处理提供试验依据,并提出环境吸附材料的研究需利用不同材料之间的协同作用以克服单一吸附材料的局限性,该...     

低浓度含铀废水处理技术研究进展

铀矿开采和加工产生了大量不同类型的低浓度含铀废水,严重威胁矿区生态环境和居民身心健康。简述了低浓度含铀废水特点,总结了国内外各种处理工艺研究现状及优缺点,包括化学沉淀法、吸附法、膜过滤法、离子交换法、蒸发浓缩法、萃取法、可渗透反应墙技术、微生物修复技术、植物修复技术、光催化还原技术及联合处理技术,并认为多学科(化学、生物、物理、材料等)交叉是突破低浓度含铀废水处理关键技术的新途径。     

羟基磷灰石复合及掺杂改性研究进展

羟基磷灰石(Hydroxyapatite,HAP)作为生物体骨骼和牙齿的主要无机成分,具有良好的生物相容性和生物活性,因此,被广泛的应用于生物医学领域,尤其是在药物传输和骨组织修复及替代方面。由于HAP本身力学性能较差,且在生物领域扩展应用上有一定的差异性,为了得到综合性能优异的HAP生物材料,HAP复合材料及离子掺杂改性是当今研究的重点。主要综述了HAP的制备方法及其在复合和离子掺杂的研究进展,总结了HAP的优缺点,展望了HAP在生物材料领域的发展前景。     

石英砂负载Fe~0-HAP复合材料去除含铀废水试验

利用液相还原法合成零价铁,并将零价铁负载在羟基磷灰石上,再以石英砂作为骨架,得到稳定型石英砂负载Fe~0-HAP复合材料。通过静态试验法,考察不同粒径石英砂负载Fe~0-HAP复合材料在不同时间、铀初始浓度、投加量、pH情况下对含铀废水中铀(Ⅵ)处理的效果。研究表明,复合材料对含铀废水中铀(Ⅵ)具有良好的处理效果,在0.30～0.60mm、0.60～1.18mm和1.18～2.36mm粒径复合材料投加量分别为0.1、0.1、0.2g,含铀废水pH=4,反应时间160min时,复合材料对含铀废水中的铀(Ⅵ)去除率达到80.60%～90.38%,吸附量8.060～9.038mg/g。复合材料去除含铀废水中铀(Ⅵ)更符合准二级动力学模型和Langmuir吸附等温线模型。     

普通脱硫弧菌去除含铀废水中的铀

酸性地浸矿山退役后,采区范围内地下水中依旧存在着少量铀的残留,需要清除以恢复地下水环境。使用一株新的普通脱硫弧菌Desulfovibrio vulgaris GnLF21,开展了影响其除铀能力的因素及对废水稀释液的处理研究。结果表明,初始U6+浓度为4 mg/L、pH=7.0、初始SO42-浓度为1.0 mg/L时,菌株去除铀能力最强,铀去除率分别为97.9%、96.8%、92.7%。在废水pH为4.5、SO42-浓度≤2 g/L、初始U6+浓度为1.87 mg/L、菌株GnLF21接种量20%时,在96 h和120 h时铀去除率分别为77.74%和80.73%。可应用异源性硫酸盐还原菌开展酸性含铀废水的生物修复。     

某铀矿石细菌堆浸过程中的工艺矿物学研究

研究了某铀矿石细菌堆浸过程中原矿、浸出中间渣和浸出尾渣的矿物学特征及化学组成。结果表明:矿石中的铀矿物以沥青铀矿为主,含铀矿物有钍铀矿、铀钍石、方解石、绿泥石、磷灰石;铀与磷灰石关系密切;铀以铀矿物、类质同象和吸附形式存在;耗酸矿物主要为方解石、绿泥石、磷灰石;从矿石→浸出中间渣→浸出尾渣,铀矿物和铀的质量分数依次降低;细粒级矿石比粗粒级矿石的铀浸出率高。     

医用TiNi合金的表面改性研究进展

TiNi形状记忆合金因为具有独特的形状记忆效应或超弹性,在生物医用领域得到应用。但是含有的镍可能造成过敏反应和医用金属的生物惰性受到医学和材料学者的关注。羟基磷灰石因为具有优良的生物相容性而广泛用于涂层材料。表面改性是改善TiNi合金基体的生物相容性的有效途径之一。本文介绍并讨论医用TiNi合金的表面改性方法及形成的特殊功能层与基体表层低镍化、耐蚀性、抗菌性、耐磨性和磷灰石诱导形成能力间的关系。     

高晶度医用羟基磷灰石(HAP)生物材料制备及表征

论述了制备高晶度医用生物陶瓷涂层材料羟基磷灰石粉末(HAP)方法,用SEM和XRD对粉末进行表征,结果表明经过重熔处理的羟基磷灰石粉末具有更好的晶体化程度,粉末表面致密光滑,具有优异的热喷涂使用性能.     

水热法合成不同形貌羟基磷灰石

羟基磷灰石由于具有良好的生物相容性和生物活性而应用广泛,形貌控制对其应用至关重要。本文分别以Ca(NO3)2.4H2O、KH2PO4.3H2O为Ca源和P源,采用水热法制备不同形貌的羟基磷灰石。用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对反应产物进行表征,研究水热反应温度、水热反应时间和反应物浓度对羟基磷灰石形貌的影响。结果表明,不同条件下,产物为长径比不同的片状、带状及花状羟基磷灰石(HA),其长度为1~100μm、宽1~5μm、厚约100 nm、长径比为1~100,并从晶体生长动力学方面探讨不同合成条件对羟基磷灰石形貌的影响机理。     

基于PHREEQC模拟分析Na2S2O4对退役铀矿山采区地下水生态的修复

酸法原位地浸采铀作为回收铀资源首选工艺,不可避免会存在部分铀进入地下水污染生态环境,而采用还原剂Na2S2O4将游离的铀还原固定可高效解决此类问题。为此,针对某酸法地浸采铀退役铀矿山地下水铀污染,采用PHREEQC模拟分析Na2S2O4还原固定地下水中可溶性铀的机制,讨论NaHCO3在Na2S2O4还原固定可溶性铀的影响。模拟结果表明：1）该区域地下水中铀以U(Ⅵ)为主,其中UO2SO4、UO22+和UO2(SO4)22-为优势物种,分别占63.60%、32.35%和3.89%;2）Na2S2O4还原固定可溶性铀时,会降低地下水Eh值和Fe(Ⅲ)浓度,增强地下水还原性,促进沥青铀矿和黄铁矿沉淀,但会造成地下水酸化和高SO32-浓度;3）NaHCO3+Na2S2O4在还原固定可溶性铀时,减轻了地下水酸化,增强了对U(Ⅵ)和SO32-的去除,对Na2S2O4还原固定可溶性铀的影响较小,在Na2S2O4和NaHCO3浓度比为1︰1至1︰1.5时修复效果最佳。     

微生物法修复铀污染环境研究进展

随着我国核工业的快速发展,铀资源的开采量不断增加,由此带来铀尾矿的大量堆积,导致铀及其化合物在周围生态环境中的含量迅速增加,对环境造成污染。因此,如何安全、高效治理铀污染环境,已成为亟需解决的环境科学与工程问题。传统针对铀污染环境的修复技术多采用物理、化学等方法,但这些修复技术具有成本高、易造成环境二次污染的局限性,而微生物修复技术的出现,可为铀污染环境的修复提供一种绿色、经济、稳定及可持续的修复方法。首先介绍了铀在环境中的危害,详细阐述了铀污染环境微生物修复技术的机制,并分析了其修复铀污染环境的影响因素,最后指出了铀污染环境微生物修复技术目前存在的问题,并对其进行了展望。     

铀污染的微生物修复技术研究进展

铀矿冶行业的迅速发展造成了铀尾矿(渣)的大量堆积,对周围土壤和地下水的污染日益严重,对人类健康和社会安全造成潜在威胁,铀污染的治理已成为亟待解决的环境问题。针对铀污染的修复技术层出不穷,实践证明只使用传统物理化学方法修复铀污染有时很难达到理想的修复效果,并且修复成本通常非常昂贵。而微生物修复技术的出现,为铀污染的修复提供了更绿色,经济,高效,稳定的手段,引起了研究学者们的广泛关注,具有较大的研究价值和广阔的应用前景。首先对现阶段铀污染的修复技术进行了简单介绍,并重点综述了铀污染的微生物修复技术及其在国内外研究发展现状,接着介绍了铀污染微生物修复作用机制以及环境因子对铀污染修复效果的影响,最后分析了目前铀污染微生物修复技术存在的问题,并提出未来有待深入研究的方向,为铀污染的修复提供了新思路。     

铀矿区放射性污染土壤修复技术研究进展

放射性核素导致的土壤污染受到人们的日益关注,铀矿山生产引起的矿区生态环境污染治理与修复已成为环保行业研究热点。铀矿区核素污染土壤修复技术包括物理修复技术、化学修复技术和生物修复等。土壤挖掘、覆盖和清洗是应对突发事件的首选方法,可发挥拓展污染场地的实际利用功能。对复杂的污染场地应当根据实际情况,发挥多学科交叉的作用,制定具有成本效益和环境友好的不同的修复技术方案,成为铀矿区放射性污染土壤修复技术的主流选择。系统总结了物理修复技术、化学修复技术和生物修复技术的基础理论、作用机制和发展现状,探讨对不同场地修复需求制定特定的修复方案路径,展望铀矿区核素污染土壤修复标准制定方向,为铀矿区放射性核素铀污染土壤修复提供理论支撑和指导依据。     

某矿废石铀金属回收细菌堆浸试验研究

采用05B混合菌种对含铀废石进行堆浸回收铀的可行性研究,并确定该废石细菌堆浸工艺流程与工艺参数。结果表明:05B菌种组合具有优良的适应性、活性和很强的耐氟性,能完全适应该废石细菌堆浸的要求。渣计铀浸出率为50.0%,渣品位已达到环境允许要求(0.01%)。堆浸试验酸耗2.6%,浸铀期146天,每吨含铀废石消耗硫酸亚铁12 kg。     

Characterization of Petroleum-Hydrocarbon Fate and Transport in Homogeneous and Heterogeneous Aquifers Using a Generalized Uncertainty Estimation Method

This paper presents a generalized uncertainty estimation method (GUEM) to characterize the fate and transport of petroleum-hydrocarbon contaminants in subsurface environments. Compared to the conventional methods, GUEM employs the Metropolis-Hastings sampling algorithm to replace the conventional Monte Carlo algorithm; this algorithm has the advantage of reducing computational cost in obtaining realizations of uncertain parameters. The GUEM method is applied to a hypothetical homogenous and a real-world heterogonous site for demonstration studies. The first demonstration shows that GUEM generates outputs with wider bounds than conventional uncertainty characterization methods. This avoids overestimation of lower bounds and underestimation of upper bounds of resulting modeling outputs. Results from the second demonstration implied that the groundwater would not be suitable for the drinking water source after three years of natural attenuation and remediation actions should be taken to guarantee the groundwater safety. Even after taking a three-year pump-and-treat remediation action, it would pose risks as one can conclude that the benzene concentrations would violate the regulated environmental guideline with a possibility of over 0.9, and enhanced remediation actions are still desired to be taken for improving the groundwater quality. Despite the advantages in characterizing the fate and transport of contaminants, GUEM could be improved by introducing two correlated random variables in the sampling process for enhancing simulation accuracy. It is also expected to be integrated with traditional methods such as Monte Carlo method and generalized likelihood uncertainty estimation method to deal with hybrid fuzzy-random and interval-random inputs, respectively.     

Luminol-Based Enhanced Chemiluminescence Assay for Quantification of Peroxidase and Hydrogen Peroxide in Aqueous Solutions: Effect of Reagent pH and Ionic Strength

The effect of reagent pH and ionic strength was evaluated on the horseradish peroxidase (HRP)-luminol-p-iodophenol enhanced chemiluminescence assay. This assay was optimized for HRP and H2O2 quantification during enzyme-mediated remediation of groundwater or wastewater contaminated with phenolic chemicals. The maximum chemiluminescence intensity (ICLmax) and total area under the chemiluminescence intensity profiles were measured as a function of p-iodophenol concentration, reagent solution pH, and reagent ionic strength. ICLmax values were optimum at pH 8.5 and increased linearly with reagent ionic strength. Optimum chemiluminescence enhancement was produced at a p-iodophenol concentration of 0.3 mM under the reaction conditions. ICLmax values were linearly correlated with HRP and H2O2 concentrations within the ranges of 0.1–1 activity units/mL and 0.1–1 mM, respectively. Results indicate that the HRP-luminol-p-iodohenol enhanced chemiluminescence assay has a potential to be used for quantification of HRP activity and H2O2 concentration in aqueous solutions encountered in groundwater remediation or wastewater treatment scenarios.     

植物修复重金属污染土壤的技术进展

土壤重金属污染的危害日趋普遍和严重,使用传统的物理、化学修复方法成本高,对环境扰动大,利用以阳光为能源的植物去修复被重金属污染的土壤是一种有应用前景的技术.为了了解植物修复的应用现状与进展,对近年来国内外在这方面的研究工作进行了综述,介绍了常用于修复重金属污染土壤的几类植物,并对这些植物及它们的不同部位对不同重金属的累积效果和影响修复效果的因素作了概括,并介绍了如何提高植物的修复效率.对累积了重金属的植物目前的处理方法也做了介绍,当前对植物的处理方法做的研究较少,还有待更多的探索研究.植物修复具有成本低、利于土壤生态系统的保持等优点,但也有其不足之处.为了更好地修复被重金属污染的土壤,还需要对植物修复做进一步的研究与改进.     

铬污染毒性土壤清洁修复研究进展与综合评价

综述了土壤中铬的来源,土壤中铬的赋存形式及其提取方法,国内外铬污染土壤修复技术研究动态,探讨了铬污染土壤修复的发展方向,并对现阶段主要的修复技术,诸如客土法、稀释法、固定化和稳定化、化学还原、土壤淋洗、电动修复、生物修复等进行了详细介绍,进而对各种修复方法的优缺点进行了对比、归纳和评价,针对不同特点、性质的铬污染土壤给出修复方法的建议,为清洁高效修复铬污染土壤提供参考.      

Modeling Pd-Catalyzed Destruction of Chlorinated Ethenes in Groundwater

Groundwater contamination by chlorinated ethenes is a widespread environmental problem. Shortcomings in conventional remediation methods have motivated research into novel treatment technologies. A palladium/alumina catalyst in the presence of molecular hydrogen gas (referred to hereafter as the Pd/H2 system) has been demonstrated to destroy chlorinated ethenes in contaminated groundwater. This study presents a model for aqueous-phase destruction of chlorinated ethenes in contaminated groundwater using the Pd/H2 system that includes catalyst deactivation and regeneration. The model is validated using published data from laboratory column experiments from Stanford University. The model is then coupled with an analytical groundwater flow model to simulate application of in-well Pd/H2 reactors for in situ treatment of chlorinated ethene contaminated groundwater in a recirculating horizontal flow treatment Well (HFTW) system. Applying the model under realistic conditions results in approximately 130 days of HFTW system operation without significant catalyst deactivation. This suggests catalyst deactivation will not significantly affect system performance in a real remediation scenario. The model presented in this study, which simulates deactivation kinetics and regeneration of an in-well catalyst that is a component of a recirculating well system designed for in situ treatment of contaminated groundwater, represents an important step in transitioning the Pd/H2 technology to the field.     

黑麦草-根内球囊霉联合修复铀污染土壤

针对铀矿周边土壤污染修复问题,植物-微生物联合修复技术具备高效性、环保性优点,能有效解决土壤污染问题而受到人们广泛关注。根内球囊霉(Glomus intraradice,Gi)可与大多数植物形成互利共生的关系,利用Gi接种黑麦草根部修复铀污染土壤。设置Gi接种黑麦草根部与未接种组对照,在不同浓度(18.74、52.15、112.40、202.40mg/kg)铀污染土壤进行修复模拟,探究Gi对黑麦草修复铀污染土壤的强化过程。结果表明,所有铀处理组接种Gi的菌根侵染率均大于50%;生物量显著提升,202.40mg/kg铀处理组中黑麦草地上部分、根部的生物量提升幅度达86%、136%;铀含量、生物富集系数以及吸收氮、磷、钾元素含量均显著提升,但转运系数均低于未接种处理组,说明Gi增强植物根部对铀的富集固定作用,抑制铀由根部向茎叶转移。综上所述,Gi可以增加宿主植物对铀金属毒性的抗逆能力,强化铀污染土壤的植物根部对铀的固定过程,有效提高黑麦草对铀的富集能力。