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氧化锰八面体分子筛活化过硫酸盐降解有机污染物

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中国环境科学 2024年

作者：沈悦曹鸿健刘晓恬廖用开蔡超中国科学院城市环境研究所城市环境与健康重点实验室中国科学院大学

以过硫酸钾和乙酸锰为原料，采用固相法制备了氧化锰八面体分子筛(OMS-2PS)，采用X射线衍射仪（XRD）、傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）、X射线光电子能谱仪（XPS）等手段对OMS-2PS进行表征，考察了OMS-2PS活化过硫酸盐（PS）降解有机污... 详细信息

以过硫酸钾和乙酸锰为原料，采用固相法制备了氧化锰八面体分子筛(OMS-2PS)，采用X射线衍射仪（XRD）、傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）、X射线光电子能谱仪（XPS）等手段对OMS-2PS进行表征，考察了OMS-2PS活化过硫酸盐（PS）降解有机污染物的性能，研究了催化剂投加量、PS浓度和初始pH值等反应条件对目标污染物去除效果的影响，探究了OMS-2PS活化PS的作用机制。结果表明，采用固相法成功制备出OMS-2PS，且呈纳米棒状结构。OMS-2PS可有效活化PS降解水中有机污染物，当酸性橙7（AO7）浓度为50 mg/L，催化剂投加量为1.0 g/L，PS浓度为2.0 mmol/L时，60 min内AO7的去除率和矿化率分别为97.4%和50.1%。离子共存实验结果表明，Cl-、NO3-和CO32-对AO7的去除具有显著的抑制作用，而HA对AO7的去除几乎没有影响。自由基淬灭实验和电子顺磁共振（EPR）分析结果表明，OMS-2PS/PS体系中主要活性物种为·OH和SO4·-，且其中·OH对AO7的去除起主导作用。XPS分析结果表明，OMS-2PS表面的Mn（Ⅳ）和晶格氧是活化PS的主要活性位点。结合实验结果，分析OMS-2PS活化PS的机制可能是PS先通过OMS-2PS表面-OH和OMS-2PS结合，进而PS与OMS-2PS表面的活性位点反应产生活性物种。此外，将OMS-2PS/PS体系用于不同水体及其他有机污染物（双酚A、萘、四环素）的降解，也展现出良好的降解效果，表明该体系在环境污染治理领域具有广阔的应用前景。

关键词：氧化锰八面体分子筛催化活化过硫酸盐有机污染物

核壳结构Fe0@Fe3O4复合材料活化过硫酸盐降解土壤中菲

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环境科学学报 2024年

作者：廖用开钟雅琪沈悦林姗娜曹鸿健蔡超中国科学院城市环境研究所城市环境与健康重点实验室中国科学院大学

纳米零价铁用作过硫酸盐（PS）活化剂具有反应活性高和环境友好等优点，但因高表面能衍生的易钝化问题极大限制了纳米零价铁在场地污染土壤修复中的实际应用.本研究采用“液相还原+共沉淀”两步法成功制备了核壳结构零价铁/四氧化三铁... 详细信息

纳米零价铁用作过硫酸盐（PS）活化剂具有反应活性高和环境友好等优点，但因高表面能衍生的易钝化问题极大限制了纳米零价铁在场地污染土壤修复中的实际应用.本研究采用“液相还原+共沉淀”两步法成功制备了核壳结构零价铁/四氧化三铁复合材料（Fe0@Fe3O4），并用于活化过硫酸盐降解土壤中菲.结果表明，Fe0@Fe3O4/PS体系处理60 min后，菲的降解率可达63.93%，显著高于Fe0/PS（52.95%）、Fe3O4/PS（29.16%）、Fe2+/PS（44.88%）体系的降解效率.在Fe0@Fe3O4投加量为5%、PS浓度为126 mmol·L-1、土水比为1∶2(m/V, g·L-1)的条件下对菲的降解效果最佳，降解率在60 min内可达68.80%. Fe0@Fe3O4/PS体系在较广泛的pH范围（3～11）内均表现出一致的菲降解效能.电子顺磁共振（EPR）谱和自由基淬灭实验证实了Fe0@Fe3O4/PS体系中同时存在SO4·-、HO·、O2·-，其中，SO4·-对菲的降解起主要作用.Fe0@Fe3O4/PS体系修复的土壤电导率和溶解性有机碳含量明显升高，土壤pH、氧化还原电位及有机碳含量均显著降低，而土壤总氮和总磷含量无明显变化.此外，Fe0@Fe3O4/PS体系修复的土壤中部分重金属的环境风险发生变化，重金属Co、Ni、Cu的DTPA提取态含量分别增加了8.50、1.40和1.30倍，Zn和Pb的DTPA浸提态含量分别下降了21.57%和71.94%，而As和Cd的DTPA提取态含量无显著变化.研究成果可为Fe0@Fe3O4/PS体系在土壤修复中的推广应用及化学氧化技术发展提供科技支撑.

关键词： Fe @Fe O 过硫酸盐菲土壤修复硫酸根自由基

高锰酸钾修复PAHs污染土壤过程中Mn迁移转化规律

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环境工程学报 2022年第10期16卷 3374-3380页

作者：廖用开刘爽钟雅琪曹鸿健蔡超侯艳伟华侨大学化工学院环境科学与工程系厦门361021 中国科学院城市环境与健康重点实验室中国科学院城市环境研究所厦门361021 中科鼎实环境工程有限公司北京100028

为探究高锰酸钾氧化修复技术应用过程中Mn元素迁移转化规律及其潜在的环境风险,通过室内模拟实验,采用某焦化厂PAHs污染土壤作为研究材料,探究了高锰酸钾修复技术中不同药剂投加量对PAHs去除、高锰酸钾消耗量、土壤中Mn质量分数、Mn赋... 详细信息

为探究高锰酸钾氧化修复技术应用过程中Mn元素迁移转化规律及其潜在的环境风险,通过室内模拟实验,采用某焦化厂PAHs污染土壤作为研究材料,探究了高锰酸钾修复技术中不同药剂投加量对PAHs去除、高锰酸钾消耗量、土壤中Mn质量分数、Mn赋存形态分布及有效态Mn质量分数等的影响。结果表明,高锰酸钾氧化处理可有效去除土壤中PAHs;当高锰酸钾投加量为0.20 mmol·g^(−1)、反应时间为1 d时,PAHs去除率最高,可达89.61%。氧化处理过程中,高锰酸钾消耗量和土壤Mn质量分数均与高锰酸钾的投加量有关,随投加量增加而升高。其中,土壤Mn的质量分数与高锰酸钾消耗量呈显著正相关关系。高锰酸钾氧化处理后土壤中Mn主要以铁锰氧化物结合态存在,所占比例为77.04%~92.17%。土壤经0.05 mmol·g^(−1)高锰酸钾氧化处理后,土壤有效态Mn的质量分数比对照组增加了0.94倍;而在高锰酸钾投加量为0.10~0.40 mmol·g^(−1)的处理条件下,土壤有效态Mn的质量分数下降了77.65%~99.09%。药剂投加量是影响高锰酸钾氧化修复PAHs污染土壤过程中Mn环境行为的关键因子。本研究结果可为高锰酸钾氧化修复技术应用工艺优化提供参考。

关键词：高锰酸钾氧化多环芳烃修复锰迁移转化

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一株多环芳烃降解菌的筛选及其降解特性

环境工程学报 2020年第6期14卷 1668-1678页

作者：高秀荣林姗娜孙安琪廖用开张又弛蔡超中国科学院城市环境研究所中国科学院城市环境与健康重点实验室厦门361000 中国科学院大学北京100049 华侨大学化工学院厦门361000

微生物修复是治理土壤多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs)污染的主要方法,而高效降解菌筛选是微生物修复技术的重要基础。从北京焦化厂土壤中筛选分离得到一株PAHs降解菌Q3,通过生理生化和16S rDNA等分析手段鉴定其为Rho... 详细信息

微生物修复是治理土壤多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs)污染的主要方法,而高效降解菌筛选是微生物修复技术的重要基础。从北京焦化厂土壤中筛选分离得到一株PAHs降解菌Q3,通过生理生化和16S rDNA等分析手段鉴定其为Rhodococcus rhodochrous。结果表明:该菌株对芘的耐受能力较强,可降解初始浓度为200 mg·L-1的芘;该菌株具有降解广谱性,可利用苯并[a]芘、苯并[b]荧蒽、二苯并[a,h]蒽、苯并[g,h,i]苝等9种PAHs为唯一碳源进行代谢,特别是对苯并[a]芘等高环PAHs具有较好的降解效果;此外,该菌株可有效降解模拟液中的混合PAHs,并且对野外被PAHs长期污染的土壤具有较好的强化修复效果。投加菌株处理后的处理组与对照组相比,土壤PAHs总去除率提高了24%。以上结果表明该菌株对环境中被PAHs污染的土壤具有较好的强化修复潜力,可为PAHs污染土壤的微生物修复技术提供技术参考。

关键词：多环芳烃降解菌筛选降解特性土壤修复

典型工业城市大气降尘中重金属分布特征及其来源解析---以济南市为例

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环境化学 2022年第1期41卷 94-103页

作者：杨新明钟雅琪李国锋廖用开蔡超池海峰济南市环境研究院土壤研究所济南250101 中国科学院城市环境研究所城市环境与健康重点实验室厦门361021 中国科学院大学北京100049 福建师范大学地理科学学院福州350007

污染源解析是城市大气环境精准防治的重要基础。为探究典型工业城市大气降尘中重金属污染分布特征和污染源解析,本研究在济南市域内采集了35个大气降尘样品,分析了样品中重金属浓度及其空间分布特征,采用正定矩阵因子分析模型(Positive ... 详细信息

污染源解析是城市大气环境精准防治的重要基础。为探究典型工业城市大气降尘中重金属污染分布特征和污染源解析,本研究在济南市域内采集了35个大气降尘样品,分析了样品中重金属浓度及其空间分布特征,采用正定矩阵因子分析模型(Positive Matrix Factorization,PMF)解析降尘中重金属来源。研究结果表明,降尘中Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As和Pb浓度平均值分别为501.4、29884.6、8.2、24.8、44.3、153.9、12.5、40.1 mg·kg^(-1),其中Zn、Cu和Pb的地累积指数(Geoaccumulation Index,I_(geo))分别为1.17、1.06和1.01,属于中度污染;钢铁冶炼较为发达的钢城区降尘中Mn、Fe、Co、Cu和As浓度显著高于其他区县,其浓度平均值分别为1172.4、73577.3、17.0、139.7、32.3 mg·kg^(-1),而Zn和Pb在历下区、槐荫区等人口密集区域最高浓度可达351.5 mg·kg^(-1)和114.0 mg·kg^(-1);PMF分析结果表明,济南市降尘重金属主要存在4个贡献源,分别为土壤源、工业源、交通源和混合源,贡献率分别为46.8%、26.6%、15.2%和11.4%。其中,重金属Co、Cu、Fe主要来自土壤源,Mn主要来自于土壤源和工业源的贡献,Ni主要来自于土壤源和混合源,交通源对降尘中Pb和Zn的贡献率较高,As则主要来自于工业源。本研究结果可为济南市大气环境精准防控政策的制定提供理论依据。

关键词：工业城市大气降尘重金属 PMF模型来源解析

应用四种体外消化方法比较研究场地土壤中重金属的生物可给性及其人体健康风险

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环境化学 2018年第11期37卷 2342-2350页

作者：陈廷廷侯艳伟蔡超池海峰张又弛廖用开华侨大学化工学院环境科学与工程系厦门361021 中国科学院城市环境与健康重点实验室中国科学院城市环境研究所厦门361021

本研究采用PBET(physiologically based extraction test)、DIN(Deutsches Institut für Normung)、IVG(Invitro Gastrointestinal)和UBM(Unified BARGE Method)等4种体外消化方法,比较8个工矿废弃场地土壤中6种典型重金属的生物可给性并进行健康风险评估分析.结果显示,在4种方法的胃阶段,土壤Co、Ni、Cu、Zn、As和Cd的生物可给性范围分别为1.57%—88.07%、6.69%—129.78%、8.68%—122.62%、18.55%—128.75%、4.17%—61. 14%和32. 22%—118. 44%;小肠阶段分别为0—43. 49%、3. 12%—61. 94%、4. 75%—123. 91%、1.48%—99.02%、5.93%—39.70%和8.48%—67.83%.总体而言,采集的场地土壤中多数重金属生物可给性在各方法的胃阶段均显著高于小肠阶段.土壤重金属在胃阶段的生物可给性分析显示,Co、Ni、Cu和As在UBM和IVG方法中较高,Zn在DIN方法中最高,Cd在UBM和DIN方法中高于其他方法.土壤重金属在小肠阶段的生物可给性分析显示,Co和Ni在UBM方法中最高,Cu在DIN和UBM方法中高于PBET和IVG方法; Zn生物可给性的顺序为DIN>PBET>IVG>UBM; As和Cd在IVG方法中均较高.与基于总量的重金属健康风险评估相比,采用生物可给性为评估参数,对8个场地土壤进行的评估分析显示风险水平显著降低,本研究中的场地土壤若采用基于总量的评估方法可能会高估重金属污染的风险.

关键词：土壤体外消化重金属生物可给性人体健康风险评估

化学氧化技术修复多环芳烃污染土壤过程中对重金属赋存形态的影响

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化学氧化技术修复多环芳烃污染土壤过程中对重金属赋存形态的影响

面向2035:中国建设高等教育强国供给力分析

中国土壤学会土壤环境专业委员会第十九次会议暨“农田土壤污染与修复研讨会”第二届山东省土壤污染防控与修复技术研讨会

作者：廖用开张又弛侯艳伟蔡超中国科学院城市环境研究所中国科学院城市环境与健康重点实验室华侨大学化工学院

多环芳烃(PAHs)由于致癌、致畸、致突变和难被生物降解的特性,在环境中危害极大。因此,PAHs污染的土壤治理已经成为国内外环境修复界共同关注的前沿热点问题之一。化学氧化修复技术由于去除率高和周期短等特点被人们广泛研究并应用于PAH... 详细信息

多环芳烃(PAHs)由于致癌、致畸、致突变和难被生物降解的特性,在环境中危害极大。因此,PAHs污染的土壤治理已经成为国内外环境修复界共同关注的前沿热点问题之一。化学氧化修复技术由于去除率高和周期短等特点被人们广泛研究并应用于PAHs污染土壤修复工程。但是,当前化学氧化修复技术的研究多强调有机污染物的去除,较少关注其对土壤中重金属环境行为及其潜在环境风险的影响。本研究以某焦化厂PAHs污染土壤为研究对象,探究两种典型氧化剂(活化过硫酸钠和高锰酸钾)在不同投加剂量条件下对PAHs的去除作用及其对土壤中典型重金属赋存形态的影响。结果显示:在不同剂量的活化过硫酸钠和高锰酸钾处理下,PAHs去除率均随氧化剂投加量的增加而升高。在活化过硫酸钠处理下土壤PAHs含量从270 mg kg降到55 mg kg,PAHs去除率为80%,其中低分子量PAHs去除率为77%,高分子量PAHs去除率为85%。在高锰酸钾处理下PAHs含量降至28 mg kg,PAHs去除率为90%,高于活化过硫酸钠处理;其中低分子量PAHs去除率为93%,高分子量PAHs去除率为85%。在两种化学氧化剂处理下,土壤中典型重金属的赋存形态都发生了显著变化,而且不同金属元素的响应状况也存在差异。活化过硫酸钠处理下硝酸铵浸提的土壤中元素Ni和Co有效态含量分别升高了59和193倍,且其随氧化剂添加量的增加而升高。重金属As、Cu和Cr的有效态含量在氧化剂投加量为0.2、0.4、0.8mmol g时随氧化剂添加量的增加而下降,但当氧化剂量为1.6 mmol g时其有效态含量分别为处理前的9、13和111倍。相比之下,在高锰酸钾为0.05、0.10、0.20、0.40 mmol g的剂量处理下,土壤中重金属Cu、Ni、Co和As的有效态含量随氧化剂添加量的增加而显著降低,但重金属Cr的变化趋势是氧化剂添加量的增加而显著升高。活化过硫酸钠处理下,土壤重金属Cu、Ni、Co和As的稳定形态(残渣态、有机结合态和铁锰氧化态)比例降低,不稳定形态(可交换态和碳酸盐结合态)比例增加,不同重金属的变化幅度存在一定的差异。在高锰酸钾处理下,土壤重金属Cu、Ni、Co和As的赋存形态表现为可交换态比例下降,铁锰氧化态和残渣态的比例增加,但是重金属素Cr碳酸盐结合态比例增加,铁锰氧化态和残渣态的比例下降。综上所述,活化过硫酸钠和高锰酸钾处理在有效去除污染土壤中PAHs的同时均可以显著影响土壤中典型重金属赋存形态,这可能给土壤和地下水带来潜在的重金属污染风险。因此,在应用化学氧化技术修复PAHs污染土壤时应考虑土壤中重金属赋存形态变化及其环境风险。研究结果可为化学氧化修复技术在PAHs污染土壤治理中的应用提供科技支撑。

关键词：化学氧化多环芳烃重金属赋存形态土壤

来源： cnki会议评论

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西北师大学报(社会科学版) 2025年第1期 76-86页

作者：刘振天廖月婷厦门大学高等教育发展研究中心

中共中央、国务院于2018年印发的《中国教育现代化2035》中，明确提出到2035年建成教育强国。为此，本文分别从高等教育系统外部和内部选取若干指标，探讨建设高等教育强国的现实基础和客观条件，即供给力。研究发现，无论外部供给力还... 详细信息

中共中央、国务院于2018年印发的《中国教育现代化2035》中，明确提出到2035年建成教育强国。为此，本文分别从高等教育系统外部和内部选取若干指标，探讨建设高等教育强国的现实基础和客观条件，即供给力。研究发现，无论外部供给力还是内部供给力均呈现出良好的发展态势。从现在开始，我国应加快经济结构转型，加强自主科技体系建设，超前布局未来技术，夯实高等教育强国外部供给力；深入推进高等院校分类发展和梯度发展，形成一流大学与一流学科集聚区，培养大批拔尖创新人才，拓展高等教育的国际合作宽度和深度，持续增强高等教育强国内部供给力。

关键词：高等教育教育强国供给力

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基于改进蜣螂算法的电动汽车有序充电研究

现代电子技术 2025年第2期 115-123页

作者：杜志坚廖道争程俊席磊三峡大学电气与新能源学院千乘研究院

为了解决大规模的电动汽车无序充电给电网带来的压力，提出一种改进蜣螂算法（LBDBO）的电动汽车有序充电方法。首先，建立一个以电网负荷峰谷差和用户费用最小化的目标函数；其次，针对传统蜣螂算法存在的收敛精度不足和易陷入局部最... 详细信息

为了解决大规模的电动汽车无序充电给电网带来的压力，提出一种改进蜣螂算法（LBDBO）的电动汽车有序充电方法。首先，建立一个以电网负荷峰谷差和用户费用最小化的目标函数；其次，针对传统蜣螂算法存在的收敛精度不足和易陷入局部最优解的问题，利用Logistic混沌映射对种群进行初始化，使蜣螂群体分布更均匀；然后，引入鱼鹰优化算法、透镜成像反向学习策略和局部搜索策略来更新蜣螂的位置，避免在迭代过程中陷入局部最优，同时提高寻优精度；最后，通过与标准蜣螂算法（DBO）、灰狼优化算法（GWO）、北方苍鹰优化算法（NGO）、鲸鱼优化算法（WOA）和基于减法平均的优化器算法（SABO）在基准测试函数中进行性能评估对比，验证策略改进的有效性。将LBDBO算法应用于电动汽车有序充电问题求解上，结果表明，改进算法可以显著降低峰谷差和充电成本，进一步验证了该算法的优越性和实用性。

关键词：电动汽车有序充电改进蜣螂算法 Logistic混沌映射电网负荷充电费用