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固体废物的工业窑炉协同处置进展

化工环保 2024年第1期44卷 1-10页

作者：竹涛范诗晗李芙蓉刘海兵中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083 生态环境部固体废物与化学品管理技术中心北京100029

工业窑炉协同处置固体废物是降低碳排放的重要途径。将固体废物作为替代燃料或原料在现有高温窑炉中进行处置,不仅可以减少污染物排放,还可实现固体废物的减量化、无害化和资源化利用。本文介绍了水泥窑、电厂燃煤锅炉、钢铁冶炼窑炉、... 详细信息

工业窑炉协同处置固体废物是降低碳排放的重要途径。将固体废物作为替代燃料或原料在现有高温窑炉中进行处置,不仅可以减少污染物排放,还可实现固体废物的减量化、无害化和资源化利用。本文介绍了水泥窑、电厂燃煤锅炉、钢铁冶炼窑炉、煤气化炉等工业窑炉协同处置固体废物技术的现状,分析了多氯代二苯并-对-二口恶英/多氯代二苯并呋喃(PCDD/Fs)和重金属两类典型污染物的排放特征,指出了该技术当前存在的问题,并对其发展方向进行了展望。

关键词：固体废物工业窑炉环境污染资源化

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秸秆基新型道路抑尘剂的制备与应用

化工环保 2024年第3期44卷 417-426页

作者：方宏萍秦语漩竹涛李桂贤马连刚谢天航贵州理工学院资源与环境工程学院贵州贵阳550008 北京工业大学环境与生命学部区域大气复合污染防治北京市重点实验室北京100124 中国矿业大学(北京)大气环境管理与污染控制研究所北京100083

以玉米秸秆为主要原料,以复合酶(木聚糖酶、β-葡聚糖酶、纤维素酶与羧甲基纤维素钠(CMC))、淀粉、Na_(2)CO_(3)为辅料,制备了一种道路抑尘剂,采用响应面分析法优化了制备工艺,并考察了该抑尘剂对大气中PM_(2.5)和PM_(10)的去除效果。... 详细信息

以玉米秸秆为主要原料,以复合酶(木聚糖酶、β-葡聚糖酶、纤维素酶与羧甲基纤维素钠(CMC))、淀粉、Na_(2)CO_(3)为辅料,制备了一种道路抑尘剂,采用响应面分析法优化了制备工艺,并考察了该抑尘剂对大气中PM_(2.5)和PM_(10)的去除效果。实验结果表明:4种酶对抑尘剂失水率的影响顺序为β-葡聚糖酶>木聚糖酶>CMC>纤维素酶;在木聚糖酶、β-葡聚糖酶、纤维素酶与CMC质量比2.5∶1∶15∶23.5、反应温度45℃、反应pH 4.75、淀粉与复合酶质量比1.8∶1的最佳条件下,所制得抑尘剂的黏度为48 mPa·s、表面张力为0.02 N/m、密度为1028 kg/m^(3)、失水率为2.17%;喷洒该抑尘剂后,大气中PM_(2.5)的质量浓度从75.74~114.83 mg/m^(3)降低至0.34~0.91 mg/m^(3),PM_(10)的质量浓度从49.94~74.57 mg/m^(3)降低至0.12~0.34 mg/m^(3),去除率均大于99%。

关键词：抑尘剂道路扬尘秸秆响应面分析法

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自然衰减在地下水治理中的研究进展与趋势:基于CiteSpace的可视化分析

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环境工程 2024年

作者：竹涛刘雨生沙浩群付顺江中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院

自然衰减技术因其经济性、可持续性等特点近年来在国外应用较广，但国内目前缺乏完整的工程应用案例。本文基于CiteSpace软件，以Web of Science核心数据库作为数据源，对2001—2021年国内外在自然衰减领域发表的文献进行可视化分析。... 详细信息

自然衰减技术因其经济性、可持续性等特点近年来在国外应用较广，但国内目前缺乏完整的工程应用案例。本文基于CiteSpace软件，以Web of Science核心数据库作为数据源，对2001—2021年国内外在自然衰减领域发表的文献进行可视化分析。结果表明：美国在该领域占有主导地位，发文量占全世界总发文量的31.7%，国内在该领域最有影响力的机构是中国科学院；目前自然衰减领域研究可分为两个阶段，第一阶段主要研究自然衰减机理及应用，第二阶段主要研究如何通过生物刺激或生物强化手段来强化自然衰减过程;在今后研究中，应更多关注生物主导的自然衰减过程，同时应更关注有机污染物的自然衰减过程。

关键词：自然衰减 CiteSpace 微生物土壤与地下水

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短波紫外线的消杀机制与影响因素

中国激光 2023年第9期50卷 161-172页

作者：竹涛付顺江谢蔚徐欢中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083

在COVID‐19大流行期间,人们在不断探索寻求高效、安全、环保的防疫方法,短波紫外线具有消杀效果好、无毒害、无污染等特性,受到了国内外的广泛关注。鉴于此,本文详细介绍了短波紫外线在消杀机制、影响因素与安全性等方面的研究与应用... 详细信息

在COVID‐19大流行期间,人们在不断探索寻求高效、安全、环保的防疫方法,短波紫外线具有消杀效果好、无毒害、无污染等特性,受到了国内外的广泛关注。鉴于此,本文详细介绍了短波紫外线在消杀机制、影响因素与安全性等方面的研究与应用进展。在消杀机制方面,通过对比两个不同波段(200~230 nm与250~280 nm)短波紫外线消杀机制的差异,分析了其对微生物灭活的影响因素及制约因素;在消杀影响因素方面,通过分析紫外线波长、辐照剂量、生物类型以及消杀环境等因素对消杀效率的影响,总结得出了短波紫外线消杀的最佳操作参数;在消杀安全性方面,总结了短期低剂量短波紫外线辐照在医疗方面的应用,概述了长期高剂量222 nm紫外线辐照实验研究的结论,提出了短波紫外线消杀未来的研究方向。

关键词：生物光学短波紫外线消杀机制影响因素安全性

物理方法辅助酶法提取高温豆粕蛋白及对其特性的影响

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物理方法辅助酶法提取高温豆粕蛋白及对其特性的影响

作者：韩竹涛吉林大学

学位级别：硕士

高温豆粕是大豆提油后的主要副产物,其中蛋白质约占40%～50%,营养丰富,且价格低廉,是提取蛋白的优质资源。但由于在提取过程中豆粕受高温处理,使其中蛋白变性严重,难以被提取利用,目前大部分被用作动物饲料,其余均被直接废弃,这不仅浪... 详细信息

高温豆粕是大豆提油后的主要副产物,其中蛋白质约占40%～50%,营养丰富,且价格低廉,是提取蛋白的优质资源。但由于在提取过程中豆粕受高温处理,使其中蛋白变性严重,难以被提取利用,目前大部分被用作动物饲料,其余均被直接废弃,这不仅浪费资源,而且污染环境。如何对高温豆粕中的蛋白进行提取,成为亟待解决的关键问题。本研究以高温豆粕为原料,利用超声技术和低温等离子体技术辅助酶法对高温豆粕蛋白进行提取,并对其功能特性和结构进行研究,以期为高温豆粕的高值化利用提供有益参考。主要研究内容及结果如下:1.高温豆粕的脱脂工艺研究采用超声辅助甘油对高温豆粕进行了脱脂处理。以脱脂率为指标,分别考察了超声时间、温度、功率、甘油添加量和p H值对高温豆粕脱脂效果的影响。结果表明,较佳脱脂工艺参数为超声时间60 min,超声温度50℃,超声功率400 w,处理过程中p H值为8,甘油添加量为1.00%。该试验参数下脱脂率为90.93%,脱脂后的脂肪含量仅为0.77%,该方法不仅脱脂效果良好,而且简单易行、经济环保。2.高温豆粕蛋白酶法提取工艺研究以蛋白提取率和水解度为指标,从碱性蛋白酶、中性蛋白酶、风味蛋白酶、复合蛋白酶4种供试酶中,筛选出碱性蛋白酶为高温豆粕的最佳水解酶。采用单因素试验考察了碱性蛋白酶的添加量、底物浓度、酶解时间、酶解p H和酶解温度对蛋白提取率和水解度的影响。在单因素试验的基础上,以蛋白提取率为指标,通过Box-Behnken试验设计确定了碱性蛋白酶水解高温豆粕的最佳工艺参数,即酶添加量为5095 U/g,底物浓度为4.4%,p H值9.1,酶解温度39.8℃。在此工艺条件下得到的蛋白质提取率为70.03%。3.超声辅助酶法提取高温豆粕蛋白及对其结构与功能特性的影响研究在确定的最佳酶解工艺的基础上,采用超声波辅助酶法对高温豆粕蛋白进行了提取,并考察了超声辅助处理对高温豆粕蛋白提取率、功能特性及结构的影响。结果表明,超声辅助处理能够改变高温豆粕蛋白的二级结构含量及微观形貌,并改变了蛋白的空间构象,提高了其表面疏水性,从而使其功能性质得到了明显改善。经超声处理后高温豆粕蛋白的乳化活性、乳化稳定性、溶解度、起泡性和持油性,分别提高了48.13%、56.33%、19.04%、23.33%和13.67%。4.低温等离子体辅助酶法提取高温豆粕蛋白及对其结构与功能特性的影响研究在确定的最佳酶解工艺的基础上,采用低温等离子体辅助酶法对高温豆粕蛋白进行了提取,并分别考察了低温等离子体的功率、时间及进气量对高温豆粕蛋白提取率、功能特性及结构的影响。研究发现,低温等离子体辅助处理能够使得蛋白的亮度显著下降(P<0.05),二级结构和表观形貌发生改变,其溶解度、乳化活性、乳化稳定性、起泡性和持油性均显著改善(P<0.05),分别提高了9.09%、47.84%、50.78%、18.73%和37.85%。

关键词：高温豆粕蛋白质酶法提取超声波技术低温等离子体技术

南京城郊某典型退耕农用地土壤重金属含量特征与污染评价分析

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环境工程 2022年第3期40卷 102-110,165页

作者：陈锐杜双杰徐伟竹涛上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司上海200092 上海申环环境工程有限公司上海200092 河南省地质矿产勘查开发局第二地质环境调查院郑州450012 中国矿业大学(北京) 北京100083

通过对比土壤背景值、筛选值,对南京城郊某典型退耕农用地45个点位深度至6 m的166个土壤样品中Cu、Ni、Cd、As、Pb、Hg、Be、Sb、Co、V 10项重金属含量特征进行分析与污染评价。结果表明:1)10种重金属含量最大值均超过背景值;Cu、Cd、As... 详细信息

通过对比土壤背景值、筛选值,对南京城郊某典型退耕农用地45个点位深度至6 m的166个土壤样品中Cu、Ni、Cd、As、Pb、Hg、Be、Sb、Co、V 10项重金属含量特征进行分析与污染评价。结果表明:1)10种重金属含量最大值均超过背景值;Cu、Cd、As、Pb、Hg含量最大值均超过GB 15618—2018《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》;As、Co含量最大值超过GB 36600—2018《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准》;Cd含量变异系数最大,Hg次之;2)Hg、Cd、Pb含量最大值在上层(A或B层)的频次明显较高,As、V含量最大值在下层(C层或D层)的频次明显较高;Hg含量在最大值与中位值上均呈A层递减至D层趋势,Cd含量呈U形;3)单因子指数评价发现,Cu、Cd、As、Pb、Hg存在重度污染,污染程度大于其他重金属;内梅罗指数评价发现,对比GJA,JSA,NJ 3种背景值、NY筛选值、JSH1筛选值,评价结果分别呈70%以上各层样品为轻度污染等级,90%以上各层样品为安全等级,100%各层样品为安全等级;4)重金属相关性上,As-Sb(0.810)相关性最高,Hg与其他重金属相关性较弱;结合主成分分析,重金属主要来自自然成土过程、农业耕作类强人为源以及城郊大气沉降类弱人为源3个来源;土壤中Cu、Ni、Cd、As、Pb、Sb含量主要受成土过程影响,其次为人为源,同时Co、V基本未受人为源影响;Hg、Be含量除受成土原因影响外,受人为源影响大。

关键词：退耕农用地重金属污染单子因子指数内梅罗综合污染指数污染评价

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单原子位点催化剂及其电催化应用研究进展

化工进展 2022年第2期41卷 666-681页

作者：竹涛韩一伟刘帅谢蔚苑博宋慧平程芳琴中国矿业大学(北京)大气环境管理与污染控制研究所北京100083 山西大学资源与环境工程研究所山西太原030006

单原子位点催化剂作为新兴类别,由于具有接近100%的高效原子利用率,出色的活性、选择性和稳定性等优异特性,受到广泛的关注和研究。本文综述了单原子位点催化剂的最新研究成果及在电催化领域的应用。详细介绍了单原子位点催化剂的制备方... 详细信息

单原子位点催化剂作为新兴类别,由于具有接近100%的高效原子利用率,出色的活性、选择性和稳定性等优异特性,受到广泛的关注和研究。本文综述了单原子位点催化剂的最新研究成果及在电催化领域的应用。详细介绍了单原子位点催化剂的制备方法,包括“自下而上”合成策略中的共沉淀法、电化学沉淀法、原子层沉积法、光化学法和原子约束法等,“自上而下”合成策略中的高温原子迁移捕获法、高温热解法和悬挂键捕获法。分析了用于表征单原子位点催化剂的高角环形暗场透射扫描显微镜和X射线吸收光谱表征技术,进行单原子位点催化剂理论计算的密度泛函理论(DFT)和第一性原理。在电催化领域的应用主要包括氧还原反应(ORR)、氮还原反应(NRR)、CO_(2)还原反应(CO_(2)RR)、氢析出反应(HER)和氧析出反应(OER)。最后指出目前单原子位点催化剂存在无法大规模生产和催化机制不清晰等问题并给出相关建议,展望了单原子位点催化剂的发展前景,指出创新制备方法以实现稳定型单原子位点催化剂的大规模制备及工业应用,利用先进表征技术进一步明确单原子位点催化剂催化机制是未来发展的方向。

关键词：单原子位点催化剂制备表征技术计算机模拟电化学应用

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纳米顺铂对小鼠卵母细胞体外成熟的影响

动物医学进展 2023年第11期44卷 47-52页

作者：黄竹涛袁玉国朱家桥徐州医科大学实验动物中心江苏徐州221000 扬州大学兽医学院江苏扬州225009 江苏省动物重要疫病与人兽共患病防控协同创新中心江苏扬州225009

纳米顺铂通过纳米载体包载顺铂进而发挥抗肿瘤作用,但纳米顺铂在杀死肿瘤细胞的同时,其对动物生殖细胞的影响尚不明确,试验通过在卵母细胞成熟培养液中添加顺铂及纳米顺铂对比了二者对小鼠卵母细胞体外成熟的影响。采集ICR小鼠未成熟卵... 详细信息

纳米顺铂通过纳米载体包载顺铂进而发挥抗肿瘤作用,但纳米顺铂在杀死肿瘤细胞的同时,其对动物生殖细胞的影响尚不明确,试验通过在卵母细胞成熟培养液中添加顺铂及纳米顺铂对比了二者对小鼠卵母细胞体外成熟的影响。采集ICR小鼠未成熟卵母细胞并随机分为对照组、顺铂组和纳米顺铂组,体外培养16 h后统计卵母细胞成熟率;并对比卵丘卵母细胞复合体和裸卵经顺铂和纳米顺铂处理后减数分裂进程的差异,以探究颗粒细胞对纳米顺铂影响卵母细胞减数分裂的作用。通过免疫荧光染色检测染色体、纺锤体及肌动蛋白帽的形态变化以确定纳米顺铂对卵母细胞体外成熟过程中细胞骨架的影响。结果显示,顺铂组卵母细胞成熟率显著低于对照组,纳米顺铂组卵母细胞成熟率显著高于高浓度顺铂组,去除颗粒细胞后,纳米顺铂组停滞于GV期卵母细胞比例显著低于高浓度顺铂组。与对照组相比,顺铂组和纳米顺铂组的染色体排列正常率和细胞骨架形态正常率均显著降低,但纳米顺铂组染色体排列正常率显著高于顺铂组,两组之间细胞骨架正常率无显著性差异。结果提示,纳米顺铂通过增加减数分裂的完成性及维持核染色体的正常排布来减弱对小鼠卵母细胞的毒性作用,但不能改善顺铂对卵母细胞骨架的损伤,颗粒细胞能够在一定程度上降低纳米顺铂对卵母细胞减数分裂恢复的抑制作用。

关键词：顺铂纳米顺铂小鼠卵母细胞体外成熟

亚纳米Pd/S-1催化剂催化乏风瓦斯燃烧性能研究

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矿业科学学报 2023年第3期8卷 339-347页

作者：张学里竹涛苑博李辰王美丹张百旋中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083

煤矿开采导致乏风瓦斯的大量排出,不仅对环境造成较大影响,而且与我国“双碳”理念相违背。本研究通过一锅水热法制备了一种封装在Silicalite-1分子筛载体中的亚纳米Pd团簇催化剂。通过XRD、BET、SEM、XPS和TEM对催化材料的物相组成、... 详细信息

煤矿开采导致乏风瓦斯的大量排出,不仅对环境造成较大影响,而且与我国“双碳”理念相违背。本研究通过一锅水热法制备了一种封装在Silicalite-1分子筛载体中的亚纳米Pd团簇催化剂。通过XRD、BET、SEM、XPS和TEM对催化材料的物相组成、孔结构参数、微观形貌、元素化学态以及活性组分Pd的存在状态进行表征,探讨了活性组分负载量、空速和反应温度对催化性能的影响。研究结果表明:采用一锅水热法成功将Pd团簇封装在Silicalite-1分子筛载体孔道内,制备出高分散度的亚纳米Pd团簇催化剂;随着Pd负载量的增加,催化性能呈现先升高后降低的趋势,这是由于Pd原子间产生团聚效应,导致部分Pd原子被包覆,降低了活性组分与反应物间的接触面积;以Silicalite-1分子筛为载体,可以促进活性位点骨架氧向表面羟基转化,有助于甲烷催化氧化。对比现有甲烷催化氧化工艺,本研究制备的催化剂具有催化活性高、制备方法简单、处理成本低等优点。

关键词：甲烷催化氧化 Pd团簇催化剂 Silicalite-1分子筛催化机理

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