Selective removal of heavy metal ions from aqueous solutions with surface functionalized silica nanoparticles by different functional groups

The industrial silica fume pretreated by nitric acid at 80 °C was re-used in this work. Then, the obtained silica nanoparticles were surface functionalized by silane coupling agents, such as（3-Mercaptopropyl） triethoxysilane（MPTES） and（3-Amincpropyl） trithoxysilane（APTES）. Some further modifications were studied by chloroaceetyl choride and 1,8-Diaminoaphalene for amino modified silica. The surface functionalized silica nanoparticles were characterized by Fourier transform infrared（FI-IR） and X-ray photoelectron spectroscopy（XPS）. The prepared adsorbent of surface functionalized silica nanoparticles with differential function groups were investigated in the selective adsorption about Pb2＋, Cu2＋, Hg2＋, Cd2＋ and Zn2＋ions in aqueous solutions. The results show that the（3-Mercaptopropyl） triethoxysilane functionalized silica nanoparticles（SiO2-MPTES） play an important role in the selective adsorption of Cu2＋ and Hg2＋, the（3-Amincpropyl） trithoxysilane（APTES） functionalized silica nanoparticles（SiO2-APTES） exhibited maximum removal efficiency towards Pb2＋ and Hg2＋, the 1,8-Diaminoaphalene functionalized silica nanoparticles was excellent for removal of Hg2＋ at room temperature, respectively.     

淋溶条件下赤泥盐分离子的迁移与分布（英文）

赤泥是氧化铝工业生产过程产生的强碱性固体废物,其盐分含量高,对环境有害且制约着赤泥堆场的植被重建。通过土柱模拟淋溶实验,研究赤泥盐离子的动态迁移及垂直分布情况。结果表明:淋溶不同程度地将赤泥中的Na~+、K~+、Ca~(2+)、CO_3~(2-)、SO_4~(2-)和HCO_3~-等盐分离子浸出到渗滤液中,显著降低了赤泥的盐度。赤泥中Na~+和K~+呈现出较高的迁移能力,从柱体的40~50 cm处向上迁移至20~30 cm处;而Ca~(2+) 的迁移能力较弱,主要分布在柱体的30~40 cm处。淋溶刚结束时,CO_3~(2-)主要分布在柱体的20~30 cm处,随后向下迁移至30~40 cm处,最终受蒸发作用迁移至20~30 cm处。SO_4~(2-) 最初主要分布在柱体的40~50 cm处,最终向上迁移至20~30 cm处。HCO_3~-主要停留在柱体的下部,其迁移特性受蒸发的影响较小。     

基于随机模拟的冶炼场地重金属污染及生态风险评价（英文）

选择某铅冶炼场地,采用地统计学和铅同位素示踪法分析重金属空间分布格局和污染来源,并基于不确定性理论的风险模型,系统评估场地重金属生态风险。结果表明,土壤铅、锌、砷、镉、铬和汞污染严重,空间异质性强。采用MixSIAR模型解构3个潜在源的铅同位素贡献密度分布,土壤重金属主要来自冶炼活动(49.9%),燃煤(16.4%)和土壤母质(33.7%)。基于随机模拟的潜在生态风险指数(RI)表明,场地重金属处于中等生态风险;其中冶炼活动对RI累积贡献最大;镉、砷、铅和汞对RI的方差贡献最大,对场地的污染起主导作用。因此,应该优先关注场地土壤镉、砷、铅和汞污染的防控及潜在冶炼源的处置。     

赤泥碱性阴离子浸出优化及溶解行为（英文）

赤泥是氧化铝工业生产过程中产生的高碱性固体废弃物。基于单因素-正交实验开展赤泥碱性阴离子浸出特性研究,结合多级浸出实验探讨最佳浸出条件、碱性阴离子分布特征、关键碱性离子类型及其溶解行为。结果表明:在液固比2 mL/g、浸出温度30°C、浸出时间23 h、2次浸出条件下,可溶性碱性阴离子(CO~(2-)_3,HCO~-_4,Al(OH)~-_4,OH~-)的最佳浸出率达86%;赤泥1次浸出液中,88%的阴离子来源于可溶性碱(NaOH、碳酸盐、碳酸氢盐、NaAl(OH)_4),12%的阴离子来源于化学结合碱(方解石、钙霞石、水化石榴石);在最佳浸出条件下,可溶性碱性离子浸出总浓度为69.78 mmol/L,CO~(2-)_3约占75%;碳酸盐溶解反应的表观活化能为10.24k J/mol,这主要受固膜扩散控制。     

城市装修住宅室内空气甲醛污染调查分析

通过对长沙市83户装修住宅的344个受检对象室内空气检测分析,结果发现：装修后2年内的居室内甲醛检出率100%,甲醛超标率53.3%,甲醛平均含量0.11±0.07 mg/m3,甲醛浓度范围为0.01-0.45 mg/m3,甲醛污染指数分布区间0.1-4.5,最大超标倍数达3.5倍;不同功能区装修居室的甲醛平均含量高低顺序为：小孩房〉主卧（次卧、书房）〉客厅;装修居室室内甲醛浓度随装修后时间延长呈总体下降态势,装修后7个月以上的住宅室内甲醛平均含量降低0.04 mg/m3;装修后短期内室内甲醛含量超标率比装修后长期居室高约25%,主卧的甲醛超标率更是高达82.35%;经过相同装修时间后的住宅,放置家具比未放入家具的居室甲醛平均含量提高0.04 mg/m3。这表明,城市装修住宅室内空气污染严重,甲醛污染与住宅的功能分区、装修后放置时间有关,家具对室内空气环境的影响也不容忽视。     

秸秆-磷石膏联用对赤泥的腐殖质组分和微生物群落的影响（英文）

腐殖化过程是赤泥土壤化及堆场生态修复的重要环节。本研究采用腐殖质分级和高通量测序技术,探究了秸秆和磷石膏联用对赤泥腐殖质组分和微生物群落的影响。结果表明,秸秆-磷石膏联用显著增加赤泥胡敏酸和富里酸含量,提高微生物群落多样性和丰富度,促进赤泥腐殖化过程。施用秸秆后,赤泥中葡萄糖苷酶、纤维素水解酶、多酚氧化酶和过氧化物酶分别升高7.15～8.76倍、5.64～7.12倍、 2.69～4.57倍和2.59～4.24倍,显著增加Devosiaceae、 Rhizobiaceae、 Flavobacteriaceae、Caulobacteraceae和Cellvibrionaceae等具有纤维素降解和固氮功能微生物类群相对丰度,提高微生物群落稳定性。研究结果为外源生物质促进腐殖质累积、驱动赤泥成土进程提供科学依据。     

城市装修住宅室内空气甲醛污染调查分析

通过对长沙市83户装修住宅的344个受检对象室内空气检测分析,结果发现：装修后2年内的居室内甲醛检出率100%,甲醛超标率53.3%,甲醛平均含量0.11±0.07 mg/m3,甲醛浓度范围为0.01-0.45 mg/m3,甲醛污染指数分布区间0.1-4.5,最大超标倍数达3.5倍;不同功能区装修居室的甲醛平均含量高低顺序为：小孩房＞主卧(次卧、书房)＞客厅;装修居室室内甲醛浓度随装修后时间延长呈总体下降态势,装修后7个月以上的住宅室内甲醛平均含量降低0.04 mg/m3;〖JP2〗装修后短期内室内甲醛含量超标率比装修后长期居室高约25%,主卧的甲醛超标率更是高达82.35%;经过相同装修时间后的住宅,放置家具比未放入家具的居室甲醛平均含量提高0.04 mg/m3.这表明,城市装修住宅室内空气污染严重,甲醛污染与住宅的功能分区、装修后放置时间有关,家具对室内空气环境的影响也不容忽视.     

C-N共掺杂TiO2电极电解水产H2O2的催化机制(英文)

在两电子电解水产H₂O₂过程中,电极表面存在四电子和一电子水氧化等竞争反应,同时在强氧化环境中电催化剂会发生表面重构,这对其活性位点的解析带来了很大困难。本文基于Ti/TiO₂基电极,在空气、氮气或尿素不同环境煅烧后作为H₂O₂电催化剂,通过电化学测试评估其催化的活性与反应选择性;借助扫描电化学显微镜和XPS氩离子束溅射等手段,分析了电极表面形貌和电流变化,以及在深度上化学组分的演变。结果表明,Ti/TiO₂纳米管阵列作为基底,其与尿素共热解得到的羰基和吡咯氮官能团是电解水产H₂O₂的关键活性位点。研究结果为设计高效的H₂O₂电催化剂提供了新的借鉴。