ClO2去除水体中多环芳烃污染物(PAHs)研究

采用高效液相色谱法研究ClO2对模拟水体中多环芳烃污染物蒽、荧蒽及芘的去除效果,考察反应时间、ClO2投量及pH等因素对多环芳烃去除率的影响,结果表明反应时间和ClO2投量对去除率的影响要高于pH,且当反应时间为30 min,90 min,60 min,ClO2投量分别为0.2 mmol/L,0.5 mmol/L,0.4 mmol/L,pH为7.2时,蒽、荧蒽及芘的去除率可达最大值,分别为99.60%,24.55%和60.35%.以蒽为代表研究多环芳烃与ClO2的反应动力学,结果表明该反应对蒽和ClO2均为假一级反应,总反应级数为二级.在pH为6.8,反应温度为25℃的条件下,反应速率常数(k)为0.03 L/(mmol.min).对ClO2与蒽的反应产物进行了鉴定,结果表明其主要为生物降解性较强的醌类化合物.     

基质有机质类型对干植草沟去除多环芳烃的影响

基质层是影响干植草沟对道路径流净化效果的决定因素。为此,搭建6个不同基质层组成的干植草沟模拟柱,以路面径流中代表性多环芳烃(PAHs)配制的人工径流作为进水,考察各模拟柱去除PAHs的运行效果并进行质量平衡核算,评价外源有机质的存在及类型对PAHs去除效果及其归宿的影响。结果表明：各模拟柱对萘(NaP)、菲(PhA)和荧蒽(FlA)的平均去除率分别为69.0%～87.5%、33.7%～72.9%和90.8%～96.8%,浅基质层相对不利于以溶解态为主的低分子质量(LMW)PAHs的去除;在基质中添加外源有机质有利于提高进水中PAHs的净化效果;在5个月的运行周期内,随着PAHs分子质量的增加,PAHs在基质中的积累越明显,生物降解的程度也相应降低,在接近实际使用的运行条件下,不同基质模拟柱中NaP、PhA和FlA的微生物降解率分别为62.1%～76.6%、32.2%～42.9%和17.1%～36.6%;生物炭和木屑有效地提高了PAHs的降解率,可作为良好的外源有机质材料在LID设施的实际应用中发挥作用,后者更具经济性。     

皂角苷强化黑麦草去除土壤PAHs效果及机制探究

选取菲、芘两种典型多环芳烃(PAHs)模拟污染土壤，种植黑麦草，并施入植物源生物表面活性剂皂角苷，研究了皂角苷施入对黑麦草修复土壤PAHs的强化效果.结果表明：培养60 d后，皂角苷浓度达到在500 mg/kg时，强化效果最优：菲、芘的去除率分别达到74.9%、60.9%,而对修复植物黑麦草而言：首先，皂角苷的施入能够显著提高黑麦草体内CAT、SOD、POD三种抗氧化酶活性，减少黑麦草体内MDA的含量，显著提高了修复植物黑麦草的抗氧化能力；其次，皂角苷能够显著增强黑麦草对PAHs的吸收，当皂角苷施入浓度达到500 mg/kg时，菲、芘两种PAHs的富集系数是无皂角苷施入对照组的1.52及1.78倍，但对PAHs在黑麦草体内的转运系数影响不大.此外，皂角苷施入土壤后，能有效提升根系土壤中PAHs天然降解菌芽孢杆菌属(Bacillus)、鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、假单胞菌属(Pseudomonas)的相对丰度，进一步促进了PAHs土壤的修复.     

物质结构对芳香有机物电催化降解的影响

目的 探讨不同物质结构的难生物降解芳香化合物的电催化降解规律.方法 依据电化学高级氧化的机理,通过静态试验,分别对酚类和胺类芳香污染物进行电化学氧化降解,分析不同取代基对降解效果的影响.结果 电催化氧化技术可有效处理水中的芳香化合物,处理2 h,苯酚、苯胺和甲苯胺接近完全去除,对氯苯酚和对氯苯胺的去除率超过90%,对硝基苯酚和2,4-二氯酚的去除率也达到70%左右.甲苯胺、苯胺、苯酚和对氯苯胺废水的COD去除率超过50%,对氯苯酚废水的COD去除率为40%,对硝基苯酚和2,4-二氯酚的COD去除率很低.结论 苯环上取代基对有机物的电催化降解活性有很大影响,带有供电子取代基团的芳香化合物的电催化降解速率比带有吸电子取代基团的芳香化合物的电催化降解速率快,取代基的数量越多影响越大.     

2,4-DCP的电化学降解及影响因素研究

目的研究2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)的电化学氧化降解的效果.方法采用自制电化学反应器对2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)模拟废水的电化学氧化处理进行了研究,考察外加电压、支持电解质浓度、初始pH值等影响因素对电解效果的影响,确定电化学氧化降解2,4-二氯酚的较佳条件.结果外加电压为5 V、电解质为Na2CO3,浓度为0.02 mol/L、pH值为3.1、极间距为15 mm、曝气强度0.15 m3/h,2,4-DCP去除率达80%以上;通过曝气加强传质能有效提高降解效率;酸性条件下有利于2,4-DCP的降解;当溶液中含有Cl-、CO32-离子时将有利于2,4-DCP的降解.结论电化学氧化法能够有效降解污水中的2,4-二氯苯酚,降解效果受pH值影响较大,加强曝气传质可有效提高降解效率,较低操作电压和支持电解质浓度,有助于降低处理成本.     

电辅助对厌氧氨氧化脱氮效果的影响

采用电辅助-厌氧氨氧化系统对污水中的氨氮和亚硝酸氮等污染物进行降解.外加电压选取0.2V、0.3V和0.4 V,研究发现最适宜厌氧氨氧化菌的外加电压为0.3 V,在2 h时氨氮去除率达到24.08%,亚硝酸氮去除率达到31.92%,反应器中氨氮去除率较0.2 V和0.4 V分别高15.17%和10.08%,亚硝酸氮去除率较0.2 V和0.4 V分别高19.17%和15.63%,但通电2 h后反应器去除速率下降很多.故本试验采用间歇电刺激,选用3种方式,分别为30 min加电+30 min不加电压（α）、1 h加电+1 h不加电压（β）和2 h加电+2 h不加电压（γ）.研究表明第β种间歇通电模式最适宜厌氧氨氧化菌,其同时段氨氮去除率较α与γ分贝高8.32%和8.76%,比不加电压高16.31%.间歇电刺激提高了厌氧氨氧化污泥降解氨氮的速率,污泥的粒径变大,ORP电位也更适合厌氧氨氧化的反应环境.     

典型荧蒽降解菌的固定化方法优选及降解性能

为了对典型荧蒽降解菌(青霉素菌DTQ-HK1)固定化方法进行优选及其荧蒽的降解性能进行探究,比较菌种固定化后的耗氧速率及对荧蒽的短期降解效果,优选出最佳固定化方法,并对其进行液相和底泥中荧蒽长期降解实验.结果显示:粒径为10目玉米芯吸附固定化菌种后的耗氧速率最高为102 mg/(g·d),2%PVA+3%SA的载体包埋固定化后菌种的耗氧速率最高为82 mg/(g·d);对2种固定化方法中的最佳载体进行固定化菌对荧蒽的降解实验,14 d后吸附和包埋固定化菌对荧蒽的降解率分别为28.28%、23.49%,说明吸附固定化菌相对来说对荧蒽的降解和微生物活性更有利.菌种经过最佳固定化方法处理后对液相中荧蒽42 d连续降解实验可知,吸附固定化菌对荧蒽的降解率达到62.45%,比悬浮菌提高了10.23%;而吸附固定化菌对菖蒲根际底泥中荧蒽经过90 d降解实验,降解率达86.14%,比悬浮菌提高了5.56%.     

超声降解苯胺溶液实验研究

采用超声波辐射降解苯胺溶液对超声波辐射时间、溶液温度、pH值、初始浓度、外加H2O2等因素对降解效果的影响进行了探讨．实验结果表明：该法能有效去除苯胺,去除率随辐射时间的延长而增加;低浓度、碱性有利于苯胺的降解;反应温度控制在30℃以下对超声降解有利;外加H2O2可明显提高苯胺的去除率．     

改性钯阴极电-芬顿法降解菲那西汀模拟废水

为提高对菲那西汀制药废水的处理效果,采用钛盐光度法、电子顺磁共振法(ESR)和重铬酸钾滴定法等方法对不同电极在电-芬顿法中H_2O_2产量、·OH生成量和化学需氧量(COD)的影响,并且考察降解菲那西汀的最佳反应条件。结果表明:在电流密度=2.5 mA/cm~2、[Fe~(2+)]=0.10 mmol/L、pH值=3和[Na_2SO_4]=0.1 mol/L的操作条件下,H_2O_2的质量浓度达最大值为6.91 mg/L;改性后的电极比未改性电极具有更高的DMPO-OH相应电流,同时可产生更多的羟基自由基(·OH);经120 min电催化处理后,PNT的去除率达到了81.2%;电-芬顿降解菲那西汀过程符合降解一级反应动力学,动力学常数为0.049 3。该结果验证了该电极可以显著提高菲那西汀的降解效能、提升H_2O_2和·OH产率、缩短反应时间。     

一株弯曲固氮菌对多环芳烃的降解特性研究

微生物修复在多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs)污染治理方面有着优良特性。为了获得高效降解PAHs的微生物，以荧蒽为唯一碳源进行筛选，分离得到一株高效降解细菌，命名为CE3。经16S rDNA序列分析法鉴定，菌株CE3属于弯曲固氮菌属(Azoarcus),这是首次发现该属菌株对高分子量PAHs具有降解能力。菌株CE3除了能降解荧蒽，还能降解苯、菲、芘、荧蒽、苯并[a]蒽、3-4苯并芘和苯并[b]荧蒽，且对荧蒽和芘的降解率较高，均达到50%以上。分析各种条件对CE3菌降解荧蒽和芘的影响，发现CE3菌能在较广的温度和pH范围降解荧蒽或芘，并且添加酵母提取物、蔗糖和果糖可使CE3菌降解能力提高。     

一株菲降解细菌的分离、鉴定及其降解特性研究

从胜利油田附近石油污染土壤采集土样,以菲为唯一碳源的选择性培养基分离筛选到一株菲高效降解菌SLY-3,根据形态、生理生化特性及16S rDNA比对初步鉴定该菌株为芽孢杆菌属,并对其降解菲的特性进行了研究。结果表明,菌株SLY-3在菲浓度为80 mg·L-1条件下,28℃振荡培养96 h,对菲的降解率达到93.73%;在菲浓度为200 mg·L-1时,培养96 h后的菲降解率为98.36%。同时发现菲的降解程度与细菌数量的增长呈正相关关系。     

泥炭生物反应墙构建及修复地下水中石油烃

为有效修复地下水中溶解态石油烃污染物,在研究填充介质配比基础上,分别利用低温石油烃降解菌-泥炭-粗砂和泥炭-粗砂构建了泥炭生物反应墙和泥炭反应墙,考察了反应墙对地下水中BTEX、PAHs的修复效果。结果表明,泥炭与粗砂最适体积比为20：80,此时墙体渗透系数为1.17×10-4m/s,有效空隙率为7.5%;泥炭反应墙对BTEX去除率为32.63%~79.15%,吸附寿命为50~55 d,吸附能力大小为二甲苯〉乙苯≈甲苯〉苯,出水萘、α-甲基萘、β-甲基萘和菲浓度均低于2.85μg/L;泥炭生物反应墙对BTEX、PAHs修复效果良好,去除率分别为83.6%~97.83%、97.48%~99.85%,微生物降解作用明显,BTEX降解率为75.66%~90.16%。研究表明,泥炭生物反应墙内污染物去除过程为泥炭吸附和微生物降解,泥炭对石油烃特别是多环芳烃具有很强的吸附能力,生物降解能有效延长泥炭对污染物的吸附寿命。     

油麦菜中类脂的测定及对菲的吸收预测

实验考察了8种溶剂通过索氏提取方法提取油麦菜中的类脂,测得油麦菜中的类脂含量为3.78%~32.27%.结果表明,类脂提取量与溶剂的极性参数关系密切而与偶极距、密度、沸点和介电常数没有明显相关性.实验考察了静态条件下油麦菜对有机污染物菲的吸收过程,并获得油麦菜对菲的吸收实测值,与利用模型计算的预测值进行比较,从而得到索氏提取法提取油麦菜中类脂的适宜单一提取剂为丙酮;较佳混合提取剂为乙腈-丙酮,理论体积比为1∶2.获得的实验结果可为有机污染物的植物修复以及模型预测提供基础数据和参考.     

王水回流消解同时测定土壤/沉积物中汞、砷和镉的方法研究

通过王水回流消解土壤/沉积物样品,利用原子荧光和石墨炉原子吸收分别测定土壤/沉积物中的汞、砷和镉. 使用该方法分析了8种土壤/沉积物标准物质中的汞、砷和镉,结果表明,其测定值均在参考范围以内. 汞、砷和镉的相对标准偏差分别为2.9%~8.2%、1.2%~5.6%和3.4%~6.8%,其检出限、精密度和准确度均满足土壤分析方法的要求.     

固相法合成锌铁氧体及其光催化性能

采用硝酸锌、硝酸铁、草酸以及软模板剂聚乙烯醇,通过室温固相研磨反应,制备出二元草酸盐混合前驱体,经600℃灼烧3h,对所获红棕色粉末用SEM、XRD表征,结果表明合成了一维棒状的锌铁氧体（ZnFe2O4）。使用合成产物降解葸和芘以及有机染料亚甲基蓝,通过荧光和紫外分析法考察其光催化性能和效果。讨论了光催化降解机理,考察了光催化剂用量、作用时间以及自然光和紫外光不同光照条件对催化效果的影响。适宜条件下,蒽和芘的降解率分别达到94．51％和56．05％,对亚甲基蓝的降解率达到48．93％     

水稻秸秆和椰壳生物质碳对菲的吸附动力学对比

以水稻秸秆为前驱物质,在700 ℃高温条件下酸处理制备含灰分和去除灰分的2种水稻秸秆生物质碳吸附剂; 对这2种生物质碳的内部结构与表面形态进行粒度与扫描电镜显微观察与分析,并与椰壳生物质碳进行对比; 然后,以菲为目标污染物,采用批处理试验方法,系统考察上述3种生物质碳对菲的吸附性能及其结构特征的异同。结果表明:酸处理制成的去除灰分水稻秸秆生物质碳有效提高了比表面积、孔容与碳含量; 水稻秸秆生物质碳对菲的吸附能力很强,并且吸附率很快,在1 min内吸附率就可达到70%; 上述3种生物质碳对菲的吸附能很好地遵循伪二级动力学方程,而且伪二级吸附速率常数随菲初始质量浓度的增大而逐渐减小,说明其主要受颗粒内部扩散控制。由此可见,酸处理水稻秸秆生物质碳是一种理想的污染土壤修复材料。     

当量比/EGR率对生物柴油多环芳香烃影响的理论分析

采用CHEMKIN中的反射激波管模型,模拟了生物柴油的燃烧,探讨了不同当量比和EGR率对生物柴油的碳烟前驱体多环芳香烃中的苯、萘、菲、芘的影响.研究表明:当量比由1.0,1.7到2.1逐渐增大,苯、萘、菲、芘的摩尔分数变小,抑制多环芳香烃的形成,减少碳烟;前期EGR率为0,5%,10%,20%和40%时苯的曲线几乎重合,4μs后EGR率为40%;萘、菲、芘随EGR率增大呈增大趋势.     

膜生物反应器用于饮用水处理的启动特性

膜生物反应器用于饮用水处理的启动特性以粉末活性炭(PAC)作为生物载体,考察了短水力停留时间情况下膜生物反应器(MBR)用于饮用水处理时的启动特性.结果表明,对于NH₃-N在初始困难阶段(20 d)之后,系统的自然启动可以在9 d内完成;之后MBR一直保持着稳定的NH₃-N去除效率(89.4%).而在亚硝化细菌的成熟过程中MBR出水中出现了NO₂^--N的积累,硝化细菌的成熟滞后了6 d.对于机污染物,由于反应器内PAC吸附和生物降解的综合作用,系统并未表现出明显的异养菌落成熟的标志.整个试验期间,MBR对TOC、COD_Mn、DOC和UV₂₅₄的平均去除率分别为26.4%、30.7%、20.4%和21.7%.     

防锈油生物降解性实验研究

环境友好型防锈油的研发和应用日益受到重视,而防锈油的生物降解性是其生态效应最主要的衡量指标。以实验室筛选的4-1#菌种为接种菌体,以石油醚为萃取剂,通过测定实验油的紫外吸收强度建立了评价防锈油生物降解性的实验方法。实验测定了实验油、有毒实验油和白瓶等样品的紫外吸光度,以可完全生物降解的苯胺作为参比油进行平行实验。同时建立实验油浓度与紫外吸光度的工作曲线,并通过实验油含量的变化计算实验油的生物降解率。结果表明：实验油的生物降解率为63.4%,实验误差〈5.4%。实验数据有较好的稳定性和重复性,适用于防锈油生物降解性的测试。     

单酯基季铵盐生物降解最佳反应工艺条件试验分析

单酯基季铵盐的生物降解程度受曝气量、接种物浓度、有机物数量、温度等多种环境条件的影响。文章采用二氧化碳生成量法测试水体中单酯基季铵盐生化反应的最佳环境条件。结果显示,恒温水槽温度为25℃,气体流量为16L／h,接种物浓度为100mgMLSS／L,有机物浓度为20mgDOC／L时,单酯基季铵盐10d的生物降解率为30．72％,28d的生物降解率为96．24％。依据OECD对有机物生物降解试验的分级标准,单酯基季铵盐属于易生物降解有机物。