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磷石膏中磷的浸出行为及其动力学研究

无机盐工业 2025年第2期57卷 105-112页

作者：谭善宜文惠子何淑玉张沥文陈绍华习本军中南民族大学资源与环境学院湖北省重金属污染防治工程技术研究中心湖北武汉430074 湖北三峡实验室湖北宜昌443007

中国磷石膏储量巨大,利用率低,需大量堆存。为解决中国磷石膏在堆存过程中出现的磷污染问题,研究人员采用了一种工艺简单且高效的浸出技术。以稀硝酸作浸出剂,探讨了硝酸浓度、固液比(质量体积比,g/mL,下同)、搅拌速率、温度和反应时间... 详细信息

中国磷石膏储量巨大,利用率低,需大量堆存。为解决中国磷石膏在堆存过程中出现的磷污染问题,研究人员采用了一种工艺简单且高效的浸出技术。以稀硝酸作浸出剂,探讨了硝酸浓度、固液比(质量体积比,g/mL,下同)、搅拌速率、温度和反应时间等因素对磷浸出率的影响。结果表明:浸出过程中,磷的浸出率随硝酸浓度、搅拌速率、温度、反应时间的增大而增大,随固液比的增大而减小,其中硝酸浓度、固液比和搅拌速率对浸出率的影响较大,温度对浸出率的影响较小;通过XRD、XPS、SEM等表征方法对磷石膏浸出前后的性质进行了对比分析,发现浸出后的磷石膏中磷含量降低显著;并通过响应面法优化了反应条件,得出在硝酸浓度为0.50mol/L、固液比为1∶14、搅拌速率为200r/min、温度为30℃的最优条件下,反应120min后磷的浸出率高达97.23%。同时,磷的浸出动力学表明,该反应过程属于固体产物层扩散控制,反应活化能为11.65kJ/mol。该研究可为磷的高效浸出提供理论指导,具有重要的理论和实际意义,针对中国磷石膏在堆存过程中存在的磷污染问题提供了可选择的解决方案。

关键词：磷石膏磷污染硝酸浸出动力学

光助漂浮型铜钼双金属氮化碳复合材料活化PMS去除水中抗生素抗性菌与抗性基因的性能及机理

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环境科学学报 2025年第1期45卷 97-110页

作者：陈曦刘熠阳周见卓王官禄王学江同济大学环境科学与工程学院污染控制与资源化研究重点实验室上海200082

通过光还原法制备了一种漂浮型Cu^(0)和MoS_(2)双金属氮化碳复合材料Cu^(0)-MoS_(2)/C_(3)N_(4)-EG,构建了可见光助Cu^(0)-MoS_(2)/C_(3)N_(4)-EG活化PMS体系(Vis/Cu^(0)-MoS_(2)/C_(3)N_(4)-EG/PMS)用于去除水中抗生素抗性菌(ARB)和抗性基因(ARGs).灭菌实验结果表明,Vis/Cu^(0)-MoS_(2)/C_(3)N_(4)-EG/PMS体系在材料投加量为0.22 g·L^(-1),PMS浓度为1 g·L^(-1)时,仅需0.5 min即可灭活全部TC-ARB(初始浓度为5.4×10~7 CFU·mL^(-1)).灭菌过程能够破坏细胞膜的结构,进而导致DNA片段泄露并受到ROS的攻击,使得ARGs的水平转移频率降低;淬灭实验和ESR实验结果表明,起主要作用的活性物质是·OH、·SO_(4)^(-)和^(1)O_(2).Vis/Cu^(0)-MoS_(2)/C_(3)N_(4)-EG/PMS体系对实际污水处理厂二沉池出水消毒处理结果表明,该体系能够在2 min内完成高效消毒,并且大幅降低水中各类ARGs的绝对丰度.研究结果为TC-ARB及其ARGs污染的同步高效去除提供了技术支撑和理论依据.

关键词：过硫酸盐活化双金属催化剂抗生素抗性基因可见光氮化碳

水环境中微塑料与抗生素的相互作用及混凝和高级氧化法去除复合污染特性

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化学进展 2025年第1期 124-132页

作者：李勉墨隋铭皓同济大学环境科学与工程学院污染控制与资源化研究国家重点实验室上海污染控制与生态安全研究院

随着人们对饮用水安全的关注日益提升，微塑料和抗生素作为水中的新兴污染物也成为水处理领域的研究热点。微塑料和抗生素不仅自身会污染环境水体、危害水生动物安全和人体健康，二者同时存在于水环境中还可能通过物理和化学作用进行吸... 详细信息

随着人们对饮用水安全的关注日益提升，微塑料和抗生素作为水中的新兴污染物也成为水处理领域的研究热点。微塑料和抗生素不仅自身会污染环境水体、危害水生动物安全和人体健康，二者同时存在于水环境中还可能通过物理和化学作用进行吸附等相互作用。相互作用会受到微塑料的形貌、携带官能团及老化程度和水体中pH、温度、盐度、重金属离子及有机大分子等各种因素的影响。经由相互作用产生的微塑料-抗生素复合污染物毒性更强，去除难度也更大。基于此，本文综述了水体中微塑料和抗生素的危害、相互作用机制和影响因素，并重点介绍了混凝和高级氧化两种典型水处理技术对复合污染物的去除特性，分析了各处理工艺的原理和降解效果。

关键词：微塑料抗生素吸附机理复合污染混凝高级氧化

水环境中微塑料与抗生素的相互作用及混凝、高级氧化法去除复合污染特性

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化学进展 2025年

作者：李勉墨隋铭皓同济大学环境科学与工程学院污染控制与资源化研究国家重点实验室上海污染控制与生态安全研究院

随着人们对饮用水安全的关注度日益提升，微塑料和抗生素作为水中的新兴污染物也成为水处理领域的又一研究对象。微塑料和抗生素不仅自身会污染环境水体、危害水生动物安全和人体健康，二者同时存在于水环境中还可能通过物理和化学作... 详细信息

随着人们对饮用水安全的关注度日益提升，微塑料和抗生素作为水中的新兴污染物也成为水处理领域的又一研究对象。微塑料和抗生素不仅自身会污染环境水体、危害水生动物安全和人体健康，二者同时存在于水环境中还可能通过物理和化学作用进行吸附等相互作用。相互作用会受到微塑料的形貌、携带官能团及老化程度和水体中pH、温度、盐度、重金属离子及有机大分子等各种因素的影响。经由相互作用产生的微塑料-抗生素复合污染物毒性更强，去除难度也更大。基于此，本篇综述讲述了水体中微塑料和抗生素的危害、相互作用机制和影响因素，并重点介绍了混凝和高级氧化两种典型水处理技术对复合污染物的去除特性，分析了各处理工艺的原理和降解效果。

关键词：微塑料抗生素吸附机理复合污染混凝高级氧化

基于小流域尺度的临港新片区陆海联通水系生态质量综合评价

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应用海洋学学报 2025年第1期44卷 146-156页

作者：王鑫莫子龙尹杰焦俊鹏何文辉李娟英上海海洋大学海洋科学与生态环境学院上海201306 上海河湖生物链构建与资源化利用工程技术研究中心上海201702

临港新片区作为典型陆海联通区域,陆域水系经农田、商业区、居民区、湿地等区域携带污染物经南汇东滩湿地汇入海洋,近年来,经济迅猛发展所带来的环境问题不容小觑。为了解临港新片区从陆到海的生态环境状况,本研究开展了水环境、沉积物... 详细信息

临港新片区作为典型陆海联通区域,陆域水系经农田、商业区、居民区、湿地等区域携带污染物经南汇东滩湿地汇入海洋,近年来,经济迅猛发展所带来的环境问题不容小觑。为了解临港新片区从陆到海的生态环境状况,本研究开展了水环境、沉积物环境以及生物生态群落结构调查,采用多种指数模型对临港新片区生态系统健康进行了综合评价。结果表明:总氮(TN)为水体的主要营养元素,与施用氮肥等农业活动、生活污水排放以及建筑施工导致的点源污染有关;总磷(TP)是影响滴水湖区水质的主要指标;水体中重金属整体污染水平较低。沉积物中TP是主要营养元素,重金属含量呈现出Cd>Cu>Cr>Pb的规律。虽然潜在生态风险指数(RI)表明研究区域整体处于低风险水平,但Cd导致的较高的潜在生态风险仍值得关注。从陆到海的种类多样性指数(H′)逐渐升高,生物多样性逐渐增加。总体来看,从陆到海水体生态质量整体呈现波动变好的趋势,但营养元素N、P及重金属Cd污染需重点关注。对研究区域进行的风险预警评价表明,陆域水体为较安全状态,近岸海域为安全状态,N、P元素可能引起的富营养化是临港新片区现阶段面临的关键问题。因此,针对性地确定生态优化与恢复策略以提升临港新片区的整体环境质量至关重要。

关键词：陆海联通生态质量综合评价风险预警体系临港新片区

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钒渣富氧碱浸液除硅试验

有色金属(冶炼部分) 2025年第2期 95-101页

作者：叶世雨万骞刘涛张一敏郑秋实何野白志刚武汉科技大学资源与环境工程学院武汉430081 国家环境保护矿冶资源利用与污染控制重点实验室武汉430081 战略钒资源利用省部共建协同创新中心武汉430081 湖北省页岩钒资源高效清洁利用工程技术研究中心武汉430081

针对高铬钒渣经亚熔盐法浸出后的碱浸液中硅浓度过高(4~8 g/L),而硅的存在会对后续钒铬分离造成较大影响的问题,对河北省某厂生产的钒渣富氧碱浸液进行了除硅试验,重点考察了沉淀剂种类和用量、浸出液碱度、反应时间、沉淀温度、静置时... 详细信息

针对高铬钒渣经亚熔盐法浸出后的碱浸液中硅浓度过高(4~8 g/L),而硅的存在会对后续钒铬分离造成较大影响的问题,对河北省某厂生产的钒渣富氧碱浸液进行了除硅试验,重点考察了沉淀剂种类和用量、浸出液碱度、反应时间、沉淀温度、静置时间对除硅效果和钒铬损失的影响。结果表明:使用NaAlO_(2)作为除硅剂,在摩尔比n(Al)/n(Si)=1.8、浸出液氢氧根离子(OH^(-))浓度7.5 mol/L、反应温度85℃,反应时间1 h,静置时间2 h的条件下,碱浸液中硅的去除率可达93.33%,浓度降至0.29 g/L,钒与铬的损失均小于1%。该方法除硅效果较好,所需时间短,且钒铬损失少,除硅后的浸出液满足后续提钒铬要求。

关键词：钒铬溶液除硅碱浸液化学沉淀

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复合金属改性生物砂滤池的启动及生物量分析

中国给水排水 2025年第05期 65-71页

作者：唐锋兵李凯铭许铮郭沛然李乐民李思敏河北工程大学河北省水污染控制与水生态修复技术创新中心河北工程大学污水处理及资源化利用河北省工程研究中心河北工程大学邯郸市城市水利用技术重点实验室

为了提高生物砂滤池的除污能力，采用复合金属对石英砂（QS）表面进行改性，以模拟污水厂尾水为处理对象，考察改性石英砂滤池挂膜启动过程中的除污效果以及运行稳定后的生物量。结果表明，氧化铁改性砂（FS）、铁锰改性砂（FMS）和铁... 详细信息

为了提高生物砂滤池的除污能力，采用复合金属对石英砂（QS）表面进行改性，以模拟污水厂尾水为处理对象，考察改性石英砂滤池挂膜启动过程中的除污效果以及运行稳定后的生物量。结果表明，氧化铁改性砂（FS）、铁锰改性砂（FMS）和铁锌改性砂（FZS）表面均形成了不同形态金属氧化物层的次生结构，更有利于微生物的附着增殖；各滤池启动后，对浊度的去除效果历时5d基本达到稳定，对COD的去除效果历时19～24 d达到稳定，对NH4+-N的去除效果达到稳定较COD滞后2～4 d；挂膜成功后，3种改性石英砂滤池对COD和NH4+-N的去除率均较普通石英砂滤池有所提高，其中FZS滤池的处理效果最好，对COD、NH4+-N和浊度的平均去除率分别为54.2%、89.9%和88.2%;QS、FS、FMS和FZS滤池的平均生物量分别为6.47、7.43、8.31和8.92 mg/g，其中FZS滤池生物膜的EPS含量最高，微生物在其表面的成膜速率及生物膜的稳定性最好。

关键词：生物砂滤池石英砂金属改性污水厂尾水生物量

基于机器学习的人工湿地出水水质预测与关键影响因素分析

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中国环境科学 2025年

作者：陈亚松刘家雯赵云鹏周英萍沈秋实肖琳钱新中国长江三峡集团有限公司长江经济带生态环境国家工程研究中心南京大学环境学院污染控制与资源化国家重点实验室

数据驱动的方法可以预测人工湿地出水水质，这对于提高人工湿地的处理性能至关重要。本研究考虑了水质指标、气候指标、湿地运行参数三大方向，收集以往大量研究文献数据，通过三种机器学习模型预测人工湿地出水氨氮(NH4+)、COD、磺胺... 详细信息

数据驱动的方法可以预测人工湿地出水水质，这对于提高人工湿地的处理性能至关重要。本研究考虑了水质指标、气候指标、湿地运行参数三大方向，收集以往大量研究文献数据，通过三种机器学习模型预测人工湿地出水氨氮(NH4+)、COD、磺胺甲噁唑（SMX）以及部分重金属的浓度。结果表明，随机森林在整体性能上略优于XGBoost和LightGBM，其决定系数(R2)和均方根误差（RMSE）的表现更为稳定，尤其是在NH4+和SMX的预测上取得更高精度(NH4+预测的R2分别为0.93、0.89和0.87)。相比之下，在COD的预测中，三种模型的表现相对较弱，R2分别为0.71、0.61、0.64。通过引入SMOTE数据扩充技术，模型的预测性能和精度得到了显著的提升，尤其是对COD的预测性能提升幅度达到了7.04%～26.23%。此研究将科学的数据分析与机器学习算法相结合，可为实际工程应用提供可行方法。

关键词：机器学习人工湿地氨氮 COD 重金属

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电石渣稳定锌冶炼浸出渣中可溶性重金属研究

环境科学研究 2025年第2期38卷 395-406页

作者：黄祥陶逸倩韩雨岐雍毅佟洪金龙泉尹朝阳四川省生态环境科学研究院四川成都610041 四川省环境保护重金属污染防治重点实验室四川成都610041 四川省环境保护固体废物处理处置工程技术中心四川成都610041

锌冶炼浸出渣中可溶性重金属的稳定化是实现其全过程污染控制和安全利用处置的关键措施之一,目前能够实际应用的稳定化药剂仍然十分有限。采用电石渣、氧化钙和氢氧化钙开展不同条件下的稳定化试验,并结合重金属形态研究和XRD、SEM-EDS... 详细信息

锌冶炼浸出渣中可溶性重金属的稳定化是实现其全过程污染控制和安全利用处置的关键措施之一,目前能够实际应用的稳定化药剂仍然十分有限。采用电石渣、氧化钙和氢氧化钙开展不同条件下的稳定化试验,并结合重金属形态研究和XRD、SEM-EDS等表征手段,探究电石渣对锌冶炼浸出渣中Zn、Cd、Mn三种高可溶性重金属的稳定化效果、作用机制及应用前景。结果表明:在添加比高于5%(质量比)时,电石渣等碱性药剂对浸出渣中可溶性重金属Zn、Cd、Mn具有良好的稳定化效果,3种重金属浸出毒性削减率均在99%以上,Zn浸出毒性低于1 mg/L,Cd、Mn浸出毒性均低于0.3 mg/L,均低于《危险废物填埋污染控制标准》(GB 18598-2019)标准限值。这种稳定化作用主要发生在酸性浸提阶段,通过浸出液pH的上升去除浸出液中的重金属离子;碱性药剂对浸出渣中铁酸锌(ZnFe_(2)O_(4))颗粒的包裹和附着作用也能对可溶性Zn、Cd、Mn产生少量残渣态转化效果;这种稳定化过程会大幅降低浸出渣中硫酸铅晶体的含量,同时生成新的硫酸钙晶体,这种硫酸铅向铅碱性化合物的转化可能增加铅的酸性溶出风险。电石渣用于浸出渣的稳定化仍然存在提高固废pH、增加铅的酸性溶出风险,以及在pH≤2的淋溶条件下出现重金属浸出毒性大幅上升、稳定化作用失效等问题。在实际应用中,建议采用具有不同稳定化机制的药剂实现协同控制,同时关注高酸度淋溶条件造成的稳定化失效问题,防范浸出渣稳定化填埋存在的潜在环境风险。

关键词：电石渣浸出渣可溶性重金属稳定化