疏水性离子液体-中性磷氧萃取剂萃取稀土元素的应用

液液萃取广泛应用于稀土元素的分离回收,为了便于相的分离,通常采用疏水性萃取剂。基于液液萃取的特性,通过微波辅助法合成了疏水性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐（[BMIM][PF₆]）。分别探究了[BMIM][PF₆]搭配不同中性磷氧萃取剂对稀土元素中Nd³⁺和Pr³⁺的萃取研究。结果表明1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐-三正辛基氧化磷（[BMIM][PF₆]-TOPO）为最适宜萃取体系。在最适宜萃取体系下,探究了时间、温度、pH值、V（A）/V（O）（水相稀土离子/有机相萃取体系）和萃取组分体积比对萃取效率的影响。结果表明：萃取时间为20 min、温度为25℃、pH值=6.0、V（A）/V（O）=1.0、V_[BMIM][PF6]：V_TOPO=1：1,体系对于Nd³⁺的萃取效果最佳,萃取率可达97.8%;萃取时间为25 min、温度为25℃、pH值=6.0、V（A）/V（O）=1.0、V_[BMIM][PF6]：V_TOPO=1：1,体系对于Pr³⁺的萃取效果最佳,萃取率可达94.2%;萃取过程为放热反应,反应焓变分别为ΔH（Nd³⁺）=-38.43 kJ·mol^-1,ΔH（Pr³⁺）=-28.76 kJ·mol^-1。     

某南方城市城郊区域大气颗粒物中总铝、铝形态及其对成人健康风险评估

2017年3月—2018年2月期间,对某南方城市的城郊区域大气中PM2.5和PM10进行同步采样,研究PM2.5和PM10中总铝和4种形态铝的分布特征并对其健康风险进行评估。结果表明:PM2.5、PM10中总铝的季节分布与PM2.5、PM10质量浓度的季节分布相似,冬春秋夏; PM2.5中Al的分布表明颗粒铝来源不限于土壤扬尘贡献; PM2.5及PM10中4种形态铝占提取铝的比值呈w(Al(OH)03)w(Al3+)w(Al-HA)(腐殖酸铝)w(羟基态铝)的规律; PM2.5、PM10中Al3+和羟基态铝2种致毒形态铝占提取铝的比值分别为21%、28%,比值差异不大;致毒形态铝在细颗粒和粗颗粒中的富集程度相当;成人PM2.5中铝日均暴露质量浓度为212 ng·m-3,铝慢性非致癌健康风险系数为0.042 4,颗粒铝经呼吸进入成人体内的健康风险尚小。     

吹脱法处理高浓度氨氮废水的气液传质特性

体积传质系数由气液传质过程中传质的量所决定,且直接反映了吹脱塔的传质能力。在鲍尔环填料吹脱塔中考察了空气吹脱高浓度氨氮废水的气液传质特性,理论计算了吹脱过程中的体积传质系数,实验研究了空气流量、进水流量、进水pH值、温度等因素对体积传质系数和氨氮去除率的影响。结果表明:在废水pH为11,温度为60℃,空气流量60 m~3·h~(-1),进水流量40 L·h~(-1)的条件下,氨氮去除率较高,为85.06%;而体积传质系数的变化规律为:随空气流量、进水流量以及温度的升高而增加,随进水pH值的升高先增加,pH值升至11后几乎不再增加。     

鄱阳湖典型湿地土壤铁形态分布特征

研究鄱阳湖典型湿地不同层次土壤铁的形态分布特征,为土壤铁污染提供理论依据。根据土壤类型及地形位置采集了表层土壤和典型土壤剖面土样,采样范围涵盖了鄱阳湖95%以上的湿地,采用BCR三步法测定铁的可交换态及碳酸盐结合态(弱酸溶解态)、Fe/Mn氧化物结合态(可还原态)、有机物及硫化物结合态(可氧化态)和残渣态的含量,讨论并分析鄱阳湖典型土壤中总铁和各形态铁的分布特征。结果表明:各采样点土壤总铁的含量差异不大,铁形态以残渣态为主,其次是可还原态,占总铁的比例范围分别为76.96%~90%和9.68%~14.41%,可氧化态含量相对较低,酸可提取态含量最低。相关分析表明,各形态与总铁含量之间存在极显著的相关性。前3种形态铁的含量受土壤中p H和Eh的影响较大。从垂直分布来看,4个样点的各形态含量随深度的变化没有明显的规律。     

生物标志化合物在环境载体中的研究及进展

生物标志物作为地质时期生物体的"遗迹",是研究古生物(植被)与古环境的良好指标。生物标志物保存于各种自然载体中,能够用于揭示十年、百年、千年、万年以上等不同尺度的古生物与古环境变化过程。综述了近年来生物标志物在湖相沉积物、海相沉积、土壤、沼泽和泥炭沉积物、黄土-古土壤地层、雪冰、气溶胶、洞穴堆积物的最新研究进展,总结了生物标志物在生态及环境变化研究方面应用的主要成果、存在的基本问题,显示出生物标志化合物在这些领域的巨大活力和应用前景,并通过分析指出生物标志化合物在未来定量化环境参数研究方面的发展趋势。     

双轴旋转膜组件应用于浸没式厌氧膜生物反应器的研究

针对浸没式厌氧膜生物反应器的膜污染控制问题,将双轴旋转膜组件应用于浸没式厌氧生物反应器,构建了新型浸没式双轴旋转厌氧膜生物反应器(SDRAnMBR),并研究了SDRAnMBR处理啤酒废水的性能。研究结果表明,该反应器对啤酒废水有着好的处理效果,有机物去除率高。在正常运行期间,进水COD在2 900~5 200mg.L-1,容积负荷为4.97~12.48 kg.m-3.d-1(以COD计)时,COD的平均去除率为95.15%。而且运行非常稳定,并有良好的抗膜污染性能等。     

分形维数作为废水絮凝处理效果的表征指标及其影响因素

通过编写MATLAB的二维扩散限制凝聚（DLA）模型程序,对絮体进行模拟仿真,模拟结果表明：絮体呈现内部致密、外部疏松及多孔的结构,用盒子法计算模拟絮体获得的分形维数在1.450～1.725之间。以硫酸铝为絮凝剂处理模拟高岭土废水,利用显微拍摄技术观察絮体结构,并用盒子法计算获得的絮体分形维数在1.36～1.50之间。同时实验考察pH值、絮凝剂用量、混凝温度对絮凝效果的影响,通过单因素实验与正交实验,获得了最佳工艺条件：pH值为6.5,絮凝剂用量为25 mg/L,混凝温度为25℃,在此条件下,高岭土废水经处理后浊度为4.26,絮体的分形维数为1.497。结果表明：絮体的分形维数越大,处理后废水浊度越小。分形维数可作为废水絮凝处理效果的表征指标之一。     

EPS组分对藻菌共生体在畜禽养殖废水处理中膜污染的影响

微生物分泌的胞外聚合物(EPS)组分对膜污染的影响十分复杂,为进一步探究EPS组分对藻菌共生体在畜禽养殖废水处理中膜污染的影响机制,对藻菌共生体在畜禽养殖废水中产生的EPS进行拆分,主要分成4种组分:溶解性微生物产物(SMP)、松散附着性胞外有机物(LB-EPS)、紧密附着性胞外有机物(TB-EPS)和提取EPS后的微生物絮体残渣(MFR).研究不同的EPS组分对膜污染的影响。实验结果表明,SMP造成的膜污染最严重,其次是MFR.线性拟合结果表明,SMP和LB-EPS主要以标准堵塞为主,MFR以滤饼层堵塞和中间堵塞为主,而TB-EPS则是由4种堵塞模型共同作用,更为复杂.污染物成分分析结果显示,造成膜污染的主要有机物是多糖和蛋白质类物质.     

O-MoS2改性PMIA疏松纳滤膜的制备及其性能

为考察氧化二硫化钼(O-MoS_2)对聚间苯二甲酰间苯二胺(PMIA)膜结构和分离性能的影响,采用相转化法制备了PMIA平板疏松纳滤膜,进行了O-MoS_2添加量对膜的形貌结构、膜表面电势、分离性能及抗污染性能的影响分析.结果表明,与PMIA原膜相比,复合PMIA/O-MoS_2膜表面光滑无缺陷;随着复合膜中O-MoS_2质量分数由0增加至0.5%,膜表面接触角由原膜的61.8°降低至35.0°;复合膜表面的荷负电性能增强.纳滤实验结果表明,在O-MoS_2质量分数为0.3%条件下制备的复合膜,在0.2 MPa操作压力下,纯水通量为361.5 L/(m~2·h),是原膜通量的1.5倍.同时O-MoS_2的添加增强了复合膜的抗污染性能,在染料废水处理等领域展现了潜在的应用前景.     

XDLVO理论解析有机物在膜蒸馏过程中的膜污染行为机制

采用XDLVO(Extended Derjagu-Landau-Verwey-Overbeek)理论对商用微孔疏水膜(PVDF膜)与自制超疏水膜(SH-PVDF膜)在膜蒸馏(MD)处理高盐有机(腐殖酸(HA)、海藻酸钠(SA))废水过程中的膜污染行为机制进行定量解析,评价不同界面相互作用能(范德华(LW)作用能、静电(EL)作用能、路易斯酸碱(AB)作用能)对膜污染的影响程度,并采用气隙式膜蒸馏(AGMD)进行对比验证.结果表明：LW与EL作用能为正值,AB作用能为负值且在几种作用能中起主导作用、导致总界面相互作用能为负值,污染物与膜界面间表现为吸引作用,说明所考察的几种有机物都会对2种膜材料产生一定程度的污染;膜的受污染程度与膜和污染物的极性性质有关;对于同一种污染物,PVDF膜更容易受到污染;对于同一种膜而言,HA比SA更容易造成膜污染;另外,Ca²⁺的加入会加重膜污染.AGMD运行实验与计算结果一致,表明XDLVO理论对于有机物在膜蒸馏过程中的膜污染行为解析具有指导意义.