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石墨相氮化碳/壳聚糖复合材料对水中U(Ⅵ)的吸附性能与机理

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材料工程 2024年第9期52卷 158-168页

作者：王悦彭琳刘金香王劲松鲜寒刘迎九南华大学土木工程学院湖南衡阳421000 南华大学污染控制与资源化技术湖南省重点实验室湖南衡阳421000

针对核能发展与应用过程中产生的含铀废水所导致的环境铀污染难题,通过共混交联法将石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))负载在壳聚糖(CS)上,制备了复合材料-石墨相氮化碳/壳聚糖(g-C_(3)N_(4)/CS),用来吸附水溶液中的U(Ⅵ)。对g-C_(3)N_(4)/CS... 详细信息

针对核能发展与应用过程中产生的含铀废水所导致的环境铀污染难题,通过共混交联法将石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))负载在壳聚糖(CS)上,制备了复合材料-石墨相氮化碳/壳聚糖(g-C_(3)N_(4)/CS),用来吸附水溶液中的U(Ⅵ)。对g-C_(3)N_(4)/CS的表面性质和作用机制进行了分析。结果表明:g-C_(3)N_(4)/CS投加量为0.2 g/L,g-C_(3)N_(4)质量分数为20%,吸附时间为120 min,温度为308 K,pH=6条件下,g-C_(3)N_(4)/CS对U(Ⅵ)的最大吸附量达到324.45 mg/g。Langmuir等温模型和准二级动力学模型符合该吸附过程,是一个自发吸热过程。g-C_(3)N_(4)/CS对U(Ⅵ)的吸附机理主要为—NH,—OH,C—O,C=O,C—N等官能团与U(Ⅵ)发生的配位络合。g-C_(3)N_(4)/CS在循环再生实验中显示出良好的重复利用性。

关键词：铀(Ⅵ) 吸附石墨相氮化碳壳聚糖性能与机制复合材料

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土壤中典型橡胶防老剂及其衍生物的环境行为及陆生生态风险综述

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土壤学报 2024年

作者：姜锦林吴慧毅王蕾董姝楠曹少华国家环境保护土壤环境管理与污染控制重点实验室生态环境部南京环境科学研究所河海大学农业科学与工程学院

土壤是人类赖以生存和发展的主要自然资源，近年来，轮胎橡胶防老剂N-(1，3-二甲基丁基)-N’-苯基对苯二胺（6PPD）及其臭氧化产物N-(1，3-二甲基丁基)-N’-苯基对苯醌（6PPD-Q）的水生生物风险引发全球关注，但对其土壤环境行为和土壤... 详细信息

土壤是人类赖以生存和发展的主要自然资源，近年来，轮胎橡胶防老剂N-(1，3-二甲基丁基)-N’-苯基对苯二胺（6PPD）及其臭氧化产物N-(1，3-二甲基丁基)-N’-苯基对苯醌（6PPD-Q）的水生生物风险引发全球关注，但对其土壤环境行为和土壤生物区系影响还知之甚少。研究表明，土壤是轮胎磨损颗粒（TWPs）的一个重要的“汇”。对苯二胺类（PPDs）橡胶防老剂性能优良，应用非常广泛，能够随着TWPs进入环境介质中然后被释放出来，并产生PPD-Qs等衍生物。因此研究PPDs类化合物及其衍生物PPD-Qs在土壤中的归趋和生态环境风险具有重要的意义。本文聚焦于土壤环境安全和生态健康，陈述了6PPD及6PPD-Q在土壤环境中赋存、迁移、转化等行为特征，介绍了6PPD及6PPD-Q在陆生生物中的累积、转运和代谢机制，并阐述其生物毒性效应特征和致毒机制，为6PPD及6PPD-Q污染的生态风险评估和防控提供理论基础。

关键词：土壤环境 6PPD 6PPD-Q 环境行为毒性效应致毒机制

污泥好氧堆肥过程中亲水性组分的光谱和电化学特征

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环境科学研究 2024年第2期37卷 397-406页

作者：常昊宇谭知涵孙晓杰张军邢美燕董滨席北斗桂林理工大学广西环境污染控制理论与技术重点实验室广西桂林541004 桂林理工大学岩溶地区水污染控制与用水安全保障协同创新中心广西桂林541004 同济大学环境科学与工程学院上海200092 中国环境科学研究院国家环境保护地下水污染模拟与控制重点实验室北京100012

为了探讨污泥堆肥过程中亲水性组分(hydrophilic fraction,HyI)的结构组成和电子转移能力的变化规律和机理,本研究以污泥堆肥过程中的HyI为研究对象,采用紫外-可见光谱(UV-Vis)、三维荧光光谱(3D-EEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、二维... 详细信息

为了探讨污泥堆肥过程中亲水性组分(hydrophilic fraction,HyI)的结构组成和电子转移能力的变化规律和机理,本研究以污泥堆肥过程中的HyI为研究对象,采用紫外-可见光谱(UV-Vis)、三维荧光光谱(3D-EEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、二维相关光谱(2D-COS)和电化学方法,对其结构组成和电子转移能力的变化进行了系统研究.光谱分析显示,随着堆肥的进行,HyI中芳香族化合物含量增加,醌基含量增加,类蛋白物质含量降低,类胡敏酸物质和类富里酸物质含量增加,芳构化程度和腐殖化程度增强.酰胺和多糖类物质在HyI中占据主导地位,HyI中的羧基含量增加,而酚类含量降低.电化学分析显示,在堆肥过程中,HyI的电子供给能力(electron donating capacity,EDC)呈现先增加后减少的趋势;HyI的电子接受能力(electron accepting capacity,EAC)呈现先减少后增加的趋势.总体上,HyI的电子转移能力(electron transfer capacities,ETC)呈现上升的趋势,表明堆肥过程提高了HyI的氧化还原能力.相关性分析显示,HyI分子量越小、硅酸盐和多糖含量越低,越利于HyI给出电子;而HyI羧基含量越高、类胡敏酸物质越多、腐殖化程度越高、芳香性越强,越利于HyI得到电子.研究显示,污泥堆肥过程中HyI的结构组成和电子转移能力发生了显著变化,HyI分子量的降低、功能基团硅酸盐含量的降低和腐殖化程度的升高与HyI的电子转移能力有密切关系.该结果有助于进一步了解污泥堆肥过程中HyI的形成及其氧化还原特性,为发挥其在治理环境污染中的作用提供依据.

关键词：堆肥亲水性组分紫外-可见光谱(UV-Vis) 三维荧光光谱(3D-EEM) 光谱特征电子转移能力

长江上游重庆段某二级支流新污染物的分布特征及风险评价

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环境科学 2024年

作者：袁胜刘姜艳范例王学兵张勇宾灯辉杨槟榕韦斯李庆武重庆市生态环境科学研究院中国环境科学研究院西南分院南京大学环境学院污染控制与资源化研究国家重点实验室中机中联工程有限公司

为了解长江流域支流地表水、地下水和沉积物中新污染物的含量特征和生态风险，采集了长江上游某二级支流流域内的地表水、地下水和沉积物样本，利用超高效液相色谱串联飞行时间质谱仪识别到44 种新污染物，并对其分布特征和风险进行分... 详细信息

为了解长江流域支流地表水、地下水和沉积物中新污染物的含量特征和生态风险，采集了长江上游某二级支流流域内的地表水、地下水和沉积物样本，利用超高效液相色谱串联飞行时间质谱仪识别到44 种新污染物，并对其分布特征和风险进行分析研究。结果表明，新污染物在该流域内不同环境介质中普遍存在，44 种新污染物检出率在10% ～ 100%，化合物在地表水、地下水和沉积物中的含量平均值范围分别为0.04 ～ 1427.21 ng·L-1、0 ～ 1014.81 ng·L-1和0 ～ 65.56 ng·g-1。地表水中浓度最高的为三氯蔗糖（SCL），L-焦古氨酸（L-PA）和邻苯二甲酸单乙基己基脂（MEHP）在地表水、地下水和沉积物中均有较高含量；流域内新污染物的赋存情况与农业活动、工业生产相关。风险评估结果显示，4-羟基苯甲醛（4-HB）、1H-苯并三唑（BTA）、HAT和MEHP对藻类、蚤类和鱼类具有较高或者潜在风险，藻类对新污染物污染的敏感程度高于蚤类和鱼类。通过综合评价法在地表水共中筛选出的5 种 Ⅰ 类优先特征污染物，分别为MEHP、HAT、罗红霉素（ROM）、BTA和双氢睾酮（DDET），建议后续的工作中加强对相关化合物的监测和管理，同时重视化合物的来源、环境归趋和降解转化机制。

关键词：新污染物长江流域污染分布风险评估综合评分法

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垃圾焚烧厂渗沥液处理系统碳排放特性研究

环境工程 2024年第4期42卷 31-39页

作者：冮沁彦马小茜刘超汪涵王亚宜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200092 上海环境集团股份有限公司上海200000

推进污水处理过程碳减排对于实现碳达峰、碳中和目标具有重要意义。垃圾焚烧渗沥液成分复杂、污染物浓度高,其处理系统是温室气体的重要排放源之一。然而,目前渗沥液处理系统碳排放特性尚不清晰,这阻碍了减污降碳方案制定与实施步伐。... 详细信息

推进污水处理过程碳减排对于实现碳达峰、碳中和目标具有重要意义。垃圾焚烧渗沥液成分复杂、污染物浓度高,其处理系统是温室气体的重要排放源之一。然而,目前渗沥液处理系统碳排放特性尚不清晰,这阻碍了减污降碳方案制定与实施步伐。以长三角地区某典型生活垃圾焚烧发电厂渗沥液处理系统为研究对象,采用生命周期评价方法(life cycle assessment,LCA)对其进行碳足迹核算,重点关注其在不同水质、水量条件下的碳排放特性并评估其减污降碳潜力。结果表明:渗沥液处理系统的直接碳排放量呈春夏高、秋冬低的趋势,其中,N2O是最重要的直接碳排放来源(0.4~47.7 t CO_(2)eq);间接碳排放量远高于直接碳排放量,电力是最大的间接碳排放来源(78.2~121.3 t CO_(2)eq)。虽然外加碳源可在一定程度上减少直接碳排放量,但会增加间接碳排放量。回收厌氧消化(anaerobic digestion,AD)单元中产生的CH_(4)(0~160.3 t CO_(2)eq)是实现渗沥液处理系统碳中和重要途径。垃圾分类后虽然直接和间接碳排放量有所降低,但碳回收量有限,使得渗沥液处理厂净碳排放量增加,渗沥液处理系统从碳汇转变为碳源。总体来说,在渗沥液处理系统碳减排策略中,电力是需要重点控制的碳排放来源,可通过提高脱氮效果来减少直接碳排放量。在各渗沥液处理单元中,两级硝化反硝化(A/O)工艺的升级改进至关重要,可有效实现节能减排。

关键词：焚烧渗沥液温室气体碳排放两级A/O 垃圾分类

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基于矿物组合滤料的异养同步脱氮除磷

硅酸盐学报 2024年第10期52卷 3106-3114页

作者：王少杭陈天虎周凯周跃飞陈伟哲李雅倩邹雪华刘海波合肥工业大学资源与环境工程学院纳米矿物与污染控制安徽省高等学校重点实验室合肥230009

异养反硝化深床滤池是目前深度脱氮最常用的方式方法,如何在异养反硝化滤池同一个反应器内实现同步脱氮除磷是非常值得研究探讨的科学问题和现实技术需求。以低品位胶磷矿为主要成分,添加硬石膏、煅烧菱镁矿颗粒作为填料构建异养脱氮动... 详细信息

异养反硝化深床滤池是目前深度脱氮最常用的方式方法,如何在异养反硝化滤池同一个反应器内实现同步脱氮除磷是非常值得研究探讨的科学问题和现实技术需求。以低品位胶磷矿为主要成分,添加硬石膏、煅烧菱镁矿颗粒作为填料构建异养脱氮动态柱,进行同步脱氮除磷研究。考察不同矿物组合对脱氮除磷的影响,查证基于低品位胶磷矿的组合滤料同步脱氮除磷可行性。通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、微生物群落分析对填料微观结构、新生矿物形貌、矿物与微生物界面关系进行表征,探究脱氮除磷机理。结果表明:低品位胶磷矿及其与硬石膏、煅烧菱镁矿颗粒物组合都可以作为异养脱氮微生物的载体,通过添加有机碳源反硝化脱氮,在水力停留时间不低于1h条件下,出水总氮稳定低于3mg/L,体系高pH值对脱氮效果基本没有影响;低品位胶磷矿+硬石膏+煅烧菱镁矿组合填料具有最好的同步脱氮除磷效果,在水力停留时间1 h条件下出水磷质量浓度稳定低于0.5 mg/L,达到城镇污水处理厂一级A排放标准要求(GB18918—2002)。该组合填料高效除磷作用的机制在于:硬石膏、煅烧菱镁矿分别缓释钙离子和羟基,促进了以低品位胶磷矿中磷灰石为晶种的晶体生长。生物膜的存在对磷灰石生长过程中离子扩散具有隔膜效应,除磷效果显著低于无菌体系。

关键词：胶磷矿菱镁矿硬石膏异养反硝化脱氮除磷

太湖西北流域水体有机氯及有机磷农药的残留特征、时空分布及生态风险评价

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环境科学学报 2024年第1期44卷 283-298页

作者：尹晓静李星豪朱道旭王慧李鑫岳松涛李爱民南京大学环境学院污染控制与资源化研究国家重点实验室南京210023 南京扬子江生态文明创新中心南京210019 水利部河湖保护中心北京100038

以引江济太重要引排通道工程—新孟河延伸拓浚工程为背景,研究了工程实施后太湖流域西北部与新孟河有水量交换的河湖水体中32种有机氯农药(Organochlorine pesticides,OCPs)及29种有机磷农药(Organophosphorus pesticides,OPPs)的环境... 详细信息

以引江济太重要引排通道工程—新孟河延伸拓浚工程为背景,研究了工程实施后太湖流域西北部与新孟河有水量交换的河湖水体中32种有机氯农药(Organochlorine pesticides,OCPs)及29种有机磷农药(Organophosphorus pesticides,OPPs)的环境浓度及来源、时空分布特征以及潜在的生态风险.分别于2022年夏季(6月)及秋季(9月)采集地表水样品42份及55份,利用固相萃取结合气相色谱串联质谱法对目标农药进行检测分析,并利用风险熵值法(Risk Quotient,RQ)进行生态风险评估.结果表明:夏、秋两季各点位∑_(32)OCPs的浓度分别为58.61~196.69、34.83~185.56 ng·L^(-1),平均浓度分别为134.91 ng·L^(-1)和137.47 ng·L^(-1);不同种类的OCPs中,检出率最高的为氯苯类,在各点位浓度占比最高的为α-HCH(0~36%)、γ-HCH(0~24%)、δ-HCH(0~27%)及甲氧滴滴涕(0~28%).源解析表明,HCHs主要来源于林丹的使用,且可能存在近期输入,DDTs主要源于历史残留.夏、秋两季各点位∑29OPPs的浓度分别为528.88~1054.64、224.00~915.20 ng·L^(-1),平均浓度分别为706.53、487.33 ng·L^(-1).浓度占比较高的OPPs包括对硫磷(0~34%)、蝇毒磷(0~28%)、甲基对硫磷(0~27%).主成分分析(PCA)结合相关性分析结果表明,甲基对硫磷主要来源于京杭运河及滆湖入太湖的河流周围棉花、水稻及果树害虫控制,且与速灭磷同源的可能性较强;对硫磷主要来源于南溪河周边棉花、蔬菜、小麦等作物的害虫控制,且近期在研究区域可能有使用与排放;蝇毒磷污染是历史残留及近期输入的综合结果.将研究区域分为6个河段以探究目标农药的时空分布特征,结果表明,OCPs总体季节变化不明显,OPPs秋季平均浓度较夏季降低200 ng·L^(-1)左右;相关性分析结果表明,两季不同河段附近的OPPs施用组合不同.南溪河和中河段OCPs及OPPs浓度在所有河段中均呈最高水平.生态风险评价结果表明,OCPs中,p,p’-DDE、甲氧滴滴涕对生物体构成高风险,γ-HCH、异狄氏剂对生物体构成中等风险;OPPs中,敌敌畏、甲基对硫磷、对硫磷等8种OPPs在多数采样点对生物体构成高风险,虫线磷、二嗪农、马拉硫磷、蝇毒磷构成中等风险.应进一步加强对以上几种农药在太湖流域的生产和应用管理.

关键词：有机氯农药(OCPs) 有机磷农药(OPPs) 太湖流域时空分布生态风险评价

基于形态学和宏基因组学的养殖蟹塘浮游植物群落分析

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南方水产科学 2024年第1期20卷 151-160页

作者：张旭周丽蔡敏崔娜欣邹国燕赵志勇袁泉黄伟伟张亚雷上海市农业科学院生态环境保护研究所/上海低碳农业工程技术研究中心上海201403 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200092 上海市农业科学院农产品质量标准与检测技术研究所上海201403

为全面准确评估中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)养殖池塘中后期水体浮游植物群落结构特征及其与环境因子的关系,于2022年6—10月逐月监测水质指标,同时采用基于形态学和宏基因组学的人工镜检和高通量测序两种方法分析浮游植物的群落结... 详细信息

为全面准确评估中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)养殖池塘中后期水体浮游植物群落结构特征及其与环境因子的关系,于2022年6—10月逐月监测水质指标,同时采用基于形态学和宏基因组学的人工镜检和高通量测序两种方法分析浮游植物的群落结构特征,探讨浮游植物优势种与环境因子的关系。结果显示,人工镜检鉴定的浮游植物共4门65种,而高通量测序数据分析所得浮游植物共4门1463种,其中人工镜检鉴定的优势种为蓝藻门的水华微囊藻(Microcystis flos-aquae)、细小隐球藻(Aphanocapsa elachista)以及硅藻门的中肋骨条藻(Skeletonema costatum),而高通量测序数据分析所得优势种为蓝藻门的水华束丝藻(Aphanizomenon flos-aquae)、铜绿微囊藻(***)。人工镜检方法计算所得多样性指数普遍低于高通量测序结果。两种方法共同分析得出溶解氧(DO)、叶绿素a(Chl-a)、总氮(TN)和氨氮(NH3-N)是影响浮游植物群落结构的关键环境因子。建议采用人工镜检与高通量测序法相结合的方式分析养殖期间的浮游植物群落结构,以便更全面、准确地评估养殖生态系统中的浮游植物群落结构特征及其与环境因子的关系。

关键词：养殖蟹塘浮游植物群落特征人工镜检高通量测序多样性指数环境因子

污泥热水解厌氧消化滤液处理工程溶解性有机物

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中国环境科学 2024年第2期44卷 699-707页

作者：岳文慧刘吉宝郭建宁魏源送隋倩雯中国科学院生态环境研究中心环境模拟与污染控制国家重点联合实验室北京100085 中国科学院生态环境研究中心水污染控制实验室北京100085 中国科学院大学北京100049 深圳信息职业技术学院广东深圳518172

以典型的污泥热水解厌氧消化滤液处理工程为对象进行现场调查.结果表明,滤液中氨氮和COD的浓度分别高达(2034±465),(4128±276) mg/L,滤液中溶解性有机物(DOM)主要是大分子难降解有机物,大于1000Da的DOM占80.6%.现有“生物预处理+两级A... 详细信息

以典型的污泥热水解厌氧消化滤液处理工程为对象进行现场调查.结果表明,滤液中氨氮和COD的浓度分别高达(2034±465),(4128±276) mg/L,滤液中溶解性有机物(DOM)主要是大分子难降解有机物,大于1000Da的DOM占80.6%.现有“生物预处理+两级AO-MBR”滤液处理工艺总体上可实现高效脱氮(TN去除率94.9%)和部分COD去除(69.9%).脱氮主要依赖生物预处理单元(去除贡献率为79.9%),而DOM去除主要依赖MBR工艺的膜过滤(去除贡献率为184.7%).膜过滤截留的DOM依次为高分子聚合物>腐植酸类物质>低分子有机酸和中性物质,出水DOM主要以腐植酸和富里酸类物质为主,且腐殖化程度增高.现有的水洗、酸洗和碱洗对膜的有机污染均有一定的清洗效果,但清洗液中DOM类型差异明显.

关键词：污泥厌氧消化溶解性有机物(DOM) 腐殖质有机组分三维荧光光谱