金属铁还原去除饮用水中硝酸盐的研究进展

在综述铁还原水中硝酸盐氮研究进展的基础上,重点对反应机理、反应条件因素进行了详细阐述,探讨了铁还原法今后的研究发展方向,对提高硝酸盐的去除效率具有重要意义。     

氢气还原针铁矿制备的纳米铁去除硝酸盐的研究

采用氢气还原天然针铁矿法制备出粒径为14 nm的单质铁纳米材料,考察了该纳米铁对水中硝酸盐的去除特性及影响因素,并与普通铁粉进行了对比.结果表明,与普通铁粉相比,纳米铁粉对硝酸盐的去除效果受pH值的影响较小;在纳米铁粉与硝酸盐的质量比为40:1、反应时间为5 h、硝酸盐初始浓度为60 mg/L的条件下,纳米铁对硝酸盐具有较高的还原活性,对硝酸盐的去除率可达90%以上,且还原产物中基本无亚硝酸盐;溶解氧和天然针铁矿粒径对纳米铁去除硝酸盐的影响不大.采用氢气还原天然针铁矿制备纳米铁的方法简单且成本较低,在去除地下水中的硝酸盐方面具有很好的应用前景.     

改性沸石粉去除微污染源水中镉(Ⅱ)的试验研究

采用壳聚糖和氢氧化钠对天然沸石粉进行改性,制备了一种新型的改性沸石粉吸附材料,对其进行傅里叶红外光谱和扫描电镜分析,并将其用于微污染源水中对镉(Ⅱ)的吸附去除,考察了吸附时间、pH、镉(Ⅱ)初始浓度和沸石粉投加量等因素对镉(Ⅱ)去除效果的影响.结果表明,改性沸石粉由原来的团状结构变为孔隙状结构,且壳聚糖负载于其上,形成了内比表面积更大的多孔物质;在试验条件下,吸附时间越长、pH越高、沸石粉投加量越大,两种沸石粉对镉(Ⅱ)的吸附去除效果越好,且改性沸石粉对镉(Ⅱ)的吸附去除效果明显优于天然沸石粉;当镉(Ⅱ)浓度<60μg/L时,投加0.8 g/L的改性沸石粉可使处理后的镉(Ⅱ)浓度达到<生活饮用水卫生标准>(GB 5749--2006)的要求;改性沸石粉与镉(Ⅱ)之间的吸附以单分子层吸附为主,基本符合Freud-lich模型.     

UV/H_2O_2降解水中痕量NDMA的效能研究

采用UV/H2O2降解水中的痕量NDMA,考察了水中NDMA初始浓度、H2O2投量、pH、天然有机物及常见阴离子等因素的影响,并分析了NDMA的降解产物。结果表明,在UV辐照度为1 000μW/cm2、NDMA初始浓度为0.1 mmol/L、H2O2投量为20 mg/L、pH值为4的条件下,UV/H2O2对NDMA的降解效果较好(反应5 min后对NDMA的去除率接近100%);水中的天然有机物和Cl-、SO42-、NO3-、HCO3-等阴离子对NDMA的降解均有抑制作用,腐殖酸浓度越大其抑制作用越强,阴离子的抑制作用由大到小依次为HCO3-、NO3-、SO24-、Cl-;NDMA的主要降解产物为二甲胺和硝酸盐,此外还有少量亚硝酸盐、甲酸盐和甲胺生成。     

零价铁还原水中硝酸盐的机理及影响因素

对零价铁(Fe0)化学反硝化法脱除水中NO-3的原理及其影响因素进行了全面综述,并提出了未来的研究方向.Fe0化学反硝化NO-3的含氮产物在酸性条件下以NH 为主,中性条件下以N2为主.pH是影响Fe0还原硝酸盐的主要因素,Fe0/NO-3负荷、Fe0的投量、搅拌强度等影响着反硝化速率,溶解氧基本不影响反硝化进程,而不同的共存离子则分别对反硝化过程起着不同的作用.仅用Fe0还原NO-3的效率较低,采用辅助手段的Fe0还原NO-3新技术将成为未来的研究方向.     

固相萃取气质联用测定水中痕量有机氯农药

利用C18固相萃取预处理和气质联用技术,以选择离子扫描方式对5种有机氯农药(OCPs)进行了测定.针对影响固相萃取的主要因素进行了正交试验,得到了最佳萃取条件:洗脱剂为二氯甲烷,洗脱速率为0.5 mL/min,洗脱体积为3 mL,水样流速为10 mL/min.并确定了5种OCPs的线性范围、线性相关性及最低检出限.测定结果显示,该检测方法线性相关性较好、精密度高、准确性好,适用于水中微量OCPs的测定.     

亚甲蓝分光光度法测定阴离子洗涤剂方法优化

对《生活饮用水标准检验方法感官性状和物理指标》(GB/T 5750.4—2006)中亚甲蓝分光光度法测定阴离子洗涤剂的方法进行了优化和改进,采用机械振荡萃取法,节省了工作强度和工作时间,同时减少了三氯甲烷挥发对试验操作人员造成的危害。通过单因素及正交试验得到最优萃取条件:萃取温度为30℃、萃取时间为10 min、振荡速度为200 r/min。标准样品测定结果的RSD为0.87%,回收率为98.5%～99.8%,可满足饮用水中阴离子洗涤剂的测定,该优化方法具有操作简单、有机溶剂用量少、测定精密度及准确度高的特点。     

一株苯系物降解真菌筛选及降解特性

采用逐量分批驯化的方法以污水处理厂污泥作为菌源,苯、甲苯、二甲苯为唯一碳源,驯化、分离、筛选能够有效降解苯系物的真菌,命名为B1。采用单因素以及正交实验方法并对真菌降解环境影响因素及降解效率进行了测定和研究。结果表明:真菌B1对苯系物降解的最佳条件为C∶N=5∶1,pH5,温度30℃,菌种接种量为5.5ml(50ml培养基)。采用GC对初始液相浓度0～90mg/L范围内的苯系物降解效果进行测定,未发现苯系物对真菌降解活性产生抑制作用。真菌对苯系物的降解效率为:甲苯>苯>二甲苯,最高降解效率分别达到87.39%,85.21%,81.47%。混合物降解效果略高于单一底物的降解效果。     

石油污染土中微生物的分离鉴定及降解特性

为了为汽油污染土的微生物修复提供优良菌种,以LB培养基为基质,从石油污染土中对汽油降解菌进行了分离鉴定,以降油培养基为基质对分离得到的菌株进行汽油降解率的测定,以培养温度、培养基pH值及培养时间为参数对5种具有优良汽油降解性能的菌株进行单因素试验,基于单因素试验结果进行三因素三水平的正交试验后,以汽油降解率为响应值对试验结果进行响应面分析,筛选出具有优良降解性能的菌株,并确定了菌株降解汽油的最佳条件。结果表明:从石油污染土中分离出了9种具有汽油降解性能的菌株,其中,铜绿假单胞菌、假单胞菌属、苍白杆菌属、博得特氏菌属以及戈登氏菌属具有优良降解性能,这5种菌降解汽油的最优条件为:铜绿假单胞菌、假单胞菌属、苍白杆菌属、博得特氏菌以及戈登氏菌的最佳培养温度均为32℃,培养基pH值均为7.0,培养时间均为20h,降油培养基中的汽油降解率分别为70.12%、76.42%、75.66%、77.50%和73.22%。     

大气–植被–土体相互作用:理论与机理

植物是天然的工程师,拥有防止浅层滑坡和地表侵蚀的潜能,并具备低投入、易养护、绿色环保和生态平衡等优点。目前国内外的研究和工程实践大多只考虑植物根系的力学加筋作用,而忽略了更为重要的水力作用。植物蒸腾能增加土体吸力,从而降低土体渗透系数且增加抗剪强度,所以能提高边坡稳定性和防止地表侵蚀。笔者的跨学科研究团队结合高等非饱和土力学理论和植物特征,从根本上研究了大气–植被–土体的相互作用机理;提出了新的理论模型,可预测植被土的持水能力;构建了考虑植物根系形状影响的地下水渗流与地表径流耦合运移的新模型;推导了计算植被边坡吸力分布与稳定性安全系数的解析解,引入了指数形、三角形、均布形和椭圆形4种典型的根系形状;并自主研发了用于离心机模型试验的人造根,能够模拟不同形状的植物根系的水力作用和力学加筋作用,并利用其揭示了根系形状对边坡的变形与破坏机理的影响。为保证研究的基础性和实用性,选取了百慕大草和鸭脚木树两种代表性植物,并考虑了种植间距与真菌等因素的影响。主要研究结果揭示:(1)植物在干燥与降雨条件下均能明显提高土体吸力,提高边坡稳定性;(2)植物引起的土体吸力可以用叶片面积指数和根表面积系数等植物特征参数量化,并且鸭脚木树的叶片面积指数和根表面积系数之间存在着线性关系;(3)真菌能显著提高植物根系的抗拉强度,加强植物的力学加筋作用;(4)所研究的4种根系形状中,指数形根最有利于提高边坡稳定性。上述研究包括室内试验、现场监测、离心机试验和理论建模等方面,建立了一套科学合理的理论框架与测试方法,并为植物护坡的工程实践和"海绵城市"的建设提供科学依据。