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场地修复异位热脱附碳排放核算、优化与预测

环境工程学报 2024年第4期18卷 1073-1082页

作者：陈汐昂王文兵李瑞飞李春阳范淇峰张梦相明辉李辉上海大学环境与化学工程学院上海200444

场地修复碳排放随市场发展逐年增加,迫切需要采取碳减排措施,降低我国实现“双碳”目标的压力。本研究聚焦污染场地异位热脱附修复技术进行碳排放核算、减碳协同增效优化和潜力预测;以场地有机污染土壤修复活动为对象,对异位热脱附修复... 详细信息

场地修复碳排放随市场发展逐年增加,迫切需要采取碳减排措施,降低我国实现“双碳”目标的压力。本研究聚焦污染场地异位热脱附修复技术进行碳排放核算、减碳协同增效优化和潜力预测;以场地有机污染土壤修复活动为对象,对异位热脱附修复过程进行碳排放量化分析。本研究还基于生命周期评价理论探究国内外机构(IPCC、EPA、EEA、UK、CPC等)不同碳排放因子下的碳排放核算差异,探索技术优化、清洁电力能源优化(火电改风电、太阳能等)、能源类型调整(化石能源改为电力)策略下碳排放量核算差异及碳减排潜力,获取基于实际电网能源结构动态变化下碳排放量。此外,本研究利用我国2000—2022年电网能源结构数据,构建Prophet时间序列预测模型,对我国未来5年(2023—2028)有机污染场地异位热脱附技术碳排放量进行预测分析。因此,本研究有望提升场地修复热脱附碳排放核算精度,拓展和丰富减碳协同增效路径,获取动态变化下的碳排放预测和碳减排潜力预测方法提供理论基础。

关键词：异位热脱附碳排放核算技术优化碳减排潜力碳排放预测

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包覆型缓释氧化剂的制备及其缓释性能评价

环境工程学报 2024年第4期18卷 1044-1055页

作者：李凡申佳张雪花唐智超阮秀秀上海大学环境与化学工程学院上海市200444

在低渗层非水相液体污染物的原位化学氧化修复过程中,土壤有机质会消耗氧化剂,导致氧化剂的有效浓度难以长期维持,从而使污染物浓度容易反弹。为了解决该问题采用硬脂酸作为壳材,通过相分离法包覆高锰酸钾制备缓释氧化材料。结果表明,... 详细信息

在低渗层非水相液体污染物的原位化学氧化修复过程中,土壤有机质会消耗氧化剂,导致氧化剂的有效浓度难以长期维持,从而使污染物浓度容易反弹。为了解决该问题采用硬脂酸作为壳材,通过相分离法包覆高锰酸钾制备缓释氧化材料。结果表明,硬脂酸包覆型高锰酸钾(PP@SA)具有良好的缓释性能,可以持续缓释120 h以上。正交实验结果显示,当芯壳比为1∶3,超声时间为15 min,搅拌速度为300 r·min^(-1),粒径为1.12~4.00 mm时缓释效果最佳。并且,随着PP@SA的粒径和硬脂酸用量的增大,MnO4-的缓释机制从Fickian扩散模式向骨架溶蚀和Fickian扩散混合释放机制转变,其中骨架溶蚀释放机制逐渐起主导作用。此外,土相缓释柱实验结果表明,PP@SA在淤泥质粘土和粉质粘土两种低渗土壤中可以保持高锰酸根离子的扩散浓度在0.25 g·L^(-1)以上的时间分别为7和9d,其缓释寿命远超过原高锰酸钾。

关键词：原位化学氧化缓释高锰酸钾低渗土壤

无过渡金属催化的N-苄基-N-叔丁氧羰基酰胺与不饱和醇的酯化反应

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有机化学 2024年第4期44卷 1293-1300页

作者：万云辉杨福美陈明瀚孙德立叶丹锋宁波工程学院材料与化学工程学院浙江宁波315211 上海大学理学院化学系、超分子化学与催化研究中心上海200444 上海第二工业大学资源与环境工程学院上海201209

报道了一种无过渡金属催化条件下N-苄基-N-叔丁氧羰基酰胺与不饱和醇的酯化反应.在催化量叔丁醇锂的作用下,高活性的N-叔丁氧羰基酰胺作为亲电试剂与不饱和醇发生酯化反应,以优良的产率得到一系列不饱和酯类产物.此外,该反应体系无需昂... 详细信息

报道了一种无过渡金属催化条件下N-苄基-N-叔丁氧羰基酰胺与不饱和醇的酯化反应.在催化量叔丁醇锂的作用下,高活性的N-叔丁氧羰基酰胺作为亲电试剂与不饱和醇发生酯化反应,以优良的产率得到一系列不饱和酯类产物.此外,该反应体系无需昂贵的过渡金属催化,具有反应条件相对温和等优点,可进一步应用于天然产物和药物分子的后期修饰.

关键词：无过渡金属催化 N-苄基-N-叔丁氧羰基酰胺不饱和醇酯化

化工废水双膜法处理过程中的反渗透膜污染机制研究

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工业水处理 2024年

作者：戚滢滢苏洋舟程晓英刘强张晓磊上海大学环境与化学工程学院

基于反渗透（RO）膜为核心的双膜法组合工艺被广泛应用在废水回用处理当中，然而这过程中的RO膜污染机制还不明确，研究并比较了RO化工废水回用处理组合工艺和RO膜组合工艺过程中的RO膜污染机制。通过对不同组合过程中膜通量、膜表面有... 详细信息

基于反渗透（RO）膜为核心的双膜法组合工艺被广泛应用在废水回用处理当中，然而这过程中的RO膜污染机制还不明确，研究并比较了RO化工废水回用处理组合工艺和RO膜组合工艺过程中的RO膜污染机制。通过对不同组合过程中膜通量、膜表面有机和无机污染物质的含量和成分的分析，揭示了污染层的形貌和特性。研究结果表明，尽管经过超滤-反渗透（UF-RO）和超滤-纳滤（UF-NF）后的二级RO膜通量仍然严重下降，但是超滤（UF）对于单独RO可以一定程度上减缓膜通量的下降。荧光类有机物在UF-RO、超滤-纳滤-反渗透（UF-NF-RO）和超滤-反渗透-反渗透（UF-RO-RO）出水中显著减少，主要是由于RO对废水中有机物的削减作用。RO膜表面的污染物主要包括无机污染物质（如钙和镁）以及蛋白质类有机污染物。二级RO膜表面仍然存在这些物质一定量的累积，证明一级RO或NF的膜污染物质能够在后续RO表面积累，导致严重的膜污染问题。这一研究为废水回用处理中RO膜污染机制的深入理解提供了理论依据。

关键词：化工废水双膜法反渗透膜污染

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复合固相碳源材料强化生物绳脱氮效果

上海大学学报（自然科学版） 2024年第1期30卷 77-85页

作者：李子如王菲菲潘加郑胡玉琳何池全黄鑫上海大学环境与化学工程学院上海200444

总氮超标的微污染水体中有机碳源较少,投加外部碳源可促进反硝化脱氮,固体碳源因能克服传统碳源缺点而备受关注.以农业废弃物玉米芯和高分子材料作为碳源,以聚乙烯醇和海藻酸钠作为骨架载体,利用交联法制备2种复合固相碳源PSPC-Ⅰ和PSPC... 详细信息

总氮超标的微污染水体中有机碳源较少,投加外部碳源可促进反硝化脱氮,固体碳源因能克服传统碳源缺点而备受关注.以农业废弃物玉米芯和高分子材料作为碳源,以聚乙烯醇和海藻酸钠作为骨架载体,利用交联法制备2种复合固相碳源PSPC-Ⅰ和PSPC-Ⅱ,并研究释碳特性及强化生物绳脱氮效果.结果表明,28 d内两种固相碳源持续释碳且未达到释碳平衡,最高释碳量分别达6.3和8.7 mg/g(以溶解性有机碳计);三维荧光结果显示释放碳源以微生物易降解的可溶性微生物代谢产物和芳香蛋白类物质为主;与不投加碳源的生物绳(生物量200 ng/g,以三磷酸腺苷计)相比,2种固相碳源均显著增加了生物绳挂膜生物量(PSPC-Ⅰ和PSPC-Ⅱ的生物量分别为400~600和300~500 ng/g,以三磷酸腺苷计);2种固相碳源均显著增强了反硝化作用,对照组未脱氮,2种固相碳源脱氮率达80.4%和75.0%.

关键词：固相碳源玉米芯生物脱氮反硝化生物介质

碱处理对ZnZrOx/SAPO-34催化合成气一步法制低碳烯烃的影响

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燃料化学学报（中英文） 2024年第2期52卷 140-149页

作者：王弋汪旭东薛招腾毛东森上海应用技术大学化学与环境工程学院上海201418

采用ZnZrOx金属氧化物和SAPO-34分子筛物理混合制备了双功能催化剂,用于合成气一步法制低碳烯烃(STO)反应。考察了三乙胺、四甲基氢氧化铵和四乙基氢氧化铵三种有机碱溶液及不同浓度的三乙胺溶液处理对SAPO-34分子筛织构、结构和酸性的... 详细信息

采用ZnZrOx金属氧化物和SAPO-34分子筛物理混合制备了双功能催化剂,用于合成气一步法制低碳烯烃(STO)反应。考察了三乙胺、四甲基氢氧化铵和四乙基氢氧化铵三种有机碱溶液及不同浓度的三乙胺溶液处理对SAPO-34分子筛织构、结构和酸性的影响,采用XRD、SEM、N2吸附-脱附、NH3-TPD对分子筛进行了表征,并考察了碱处理后催化剂的STO反应性能。结果表明,采用0.06 mol/L的三种有机碱后处理均可在SAPO-34分子筛表面刻蚀出部分多级孔道,从而在STO反应中加速金属氧化物表面形成的中间过渡物种从金属氧化物表面扩散进入SAPO-34分子筛孔道,提高了催化剂在STO反应中CO的转化率,同时,三种碱处理均可降低SAPO-34分子筛的酸量及酸强度,从而提高催化剂在STO反应中低碳烯烃选择性;采用0.02-0.10 mol/L的三乙胺处理SAPO-34分子筛,均在SAPO-34分子筛表面刻蚀出的多级孔,提高了STO反应中CO的转化率,且0.02和0.06 mol/L的三乙胺溶液处理后的SAPO-34分子筛,酸强度和酸量的降低,抑制了甲烷的形成和烯烃的加氢,因此,随着碱处理浓度从0、0.02到0.06 mol/L逐步提高,催化剂对低碳烯烃的选择性逐步提高。其中,在400℃,3.0 MPa和GHSV=3600 mL/(g·h)条件下,采用0.06 mol/L的三乙胺处理的SAPO-34物理混合ZnZrOx,与未经处理的SAPO-34分子筛相比,CO转化率从24.0%提升至26.4%,低碳烯烃选择性从78.2%提升至84.7%,且该催化剂具有较好的催化稳定性。

关键词：合成气制低碳烯烃双功能催化剂 SAPO-34分子筛碱处理

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石墨烯介导铁还原菌耦合针铁矿体系降解四氯化碳

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华东理工大学学报（自然科学版） 2024年第1期50卷 46-53页

作者：刘乔丹李辉刘勇弟华东理工大学资源与环境工程学院上海200237 上海大学环境与化学工程学院上海200444

研究了氧化石墨烯(GO)、还原氧化石墨烯(rGO)及双氧水改性还原氧化石墨烯(rGO(H__(2)O_(2)))3种石墨烯介导铁还原菌耦合针铁矿体系的铁还原过程以及该体系强化降解四氯化碳的机理。结果表明:不同石墨烯均能有效促进铁还原菌还原针铁矿... 详细信息

研究了氧化石墨烯(GO)、还原氧化石墨烯(rGO)及双氧水改性还原氧化石墨烯(rGO(H__(2)O_(2)))3种石墨烯介导铁还原菌耦合针铁矿体系的铁还原过程以及该体系强化降解四氯化碳的机理。结果表明:不同石墨烯均能有效促进铁还原菌还原针铁矿和铁还原菌耦合针铁矿体系对四氯化碳的降解,其中rGO的促进作用最为显著,其机理主要与石墨烯表面的醌类等基团具有更强的电子传递能力、吸附态Fe(Ⅱ)浓度高及能生成还原能力强的次生铁矿蓝铁矿等因素有关。

关键词：针铁矿石墨烯铁还原菌电子穿梭体还原脱氯

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页岩油气开采对地下水污染研究现状与动向

同济大学学报（自然科学版） 2024年第5期52卷 796-804页

作者：邹佳婕代朝猛韩跃鸣胡佳俊张亚雷刘曙光周烺同济大学土木工程学院上海200092 上海大学生命科学学院上海200444 同济大学环境科学与工程学院上海200092 德克萨斯大学奥斯汀分校土木、建筑和环境工程系奥斯汀TX 78712

页岩油和页岩气开采过程产生的大量废料,如果不经过处理,将对地下水造成污染。首先,介绍了页岩油气的分布和赋存机理,以及地面干馏、水平钻井和水力压裂等开采技术;然后,阐述了页岩油气在现场准备、钻井压裂、采油采气等不同开采环节中... 详细信息

页岩油和页岩气开采过程产生的大量废料,如果不经过处理,将对地下水造成污染。首先,介绍了页岩油气的分布和赋存机理,以及地面干馏、水平钻井和水力压裂等开采技术;然后,阐述了页岩油气在现场准备、钻井压裂、采油采气等不同开采环节中的主要污染源;进而讨论了页岩油气开采中主要的地下水污染物,分别是有机污染物、重金属和放射性物质,同时阐述了其带来的地下水污染长期性、隐蔽性和差异性的特点;最后,从技术改进和废料处理等方面对页岩油气开采对地下水污染的防治手段进行了展望。

关键词：页岩油页岩气地下水污染水力压裂水平钻井

基于纸基微流控的荧光技术在环境检测中的应用

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同济大学学报（自然科学版） 2024年第3期52卷 446-453页

作者：李卓孟爽杨圆圆同济大学环境科学与工程学院上海200092

微流控纸基分析器件(microfluidic paper-based analysisdevice,μ-PADs)凭借成本低廉、绿色环保的优点,在环境检测与分析化学等领域得到广泛的关注。基于纸基微流控的荧光检测技术灵敏度高、易于操作,在现场快速检测方面具有独特的优势... 详细信息

微流控纸基分析器件(microfluidic paper-based analysisdevice,μ-PADs)凭借成本低廉、绿色环保的优点,在环境检测与分析化学等领域得到广泛的关注。基于纸基微流控的荧光检测技术灵敏度高、易于操作,在现场快速检测方面具有独特的优势,近年来国内外研究者在这一领域的探索日益深入。介绍了μ-PADs的制作方法,探讨了荧光传导机制,并对基于μ-PADs的荧光检测技术在环境污染物检测的研究现状和应用潜力进行了分析总结,同时对其未来发展方向进行了展望。

关键词：传感器纸基微流控技术荧光检测环境污染物