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复合钛网生物膜电极反应器处理低C/N污水脱氮性能及机理研究

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环境科学学报 2024年第7期44卷 14-25页

作者：于晓倩崔申申付政宋新山王宇晖东华大学环境科学与工程学院上海201620

本研究在金属钛网间填充无机纤维棉形成多层电极组件,构建了一种新型复合钛网生物膜电极反应器(Multi Titanium-mesh Biofilm Electrode Reactor,MTBER)用于低碳氮比(C/N)污水的脱氮处理,并探究了电流密度、进水C/N、总氮负荷及水力停... 详细信息

本研究在金属钛网间填充无机纤维棉形成多层电极组件,构建了一种新型复合钛网生物膜电极反应器(Multi Titanium-mesh Biofilm Electrode Reactor,MTBER)用于低碳氮比(C/N)污水的脱氮处理,并探究了电流密度、进水C/N、总氮负荷及水力停留时间(HRT)对MTBER脱氮性能的影响.结果表明,总氮去除最佳电流密度范围为250~350 m A·m^(-2),适宜进水总氮浓度为60~75 mg·L^(-1),最佳水力停留时间为12~16 h.当C/N=1,进水总氮浓度=75 mg·L^(-1),电流密度=250 m A·m^(-2),HRT=12 h时,NO_(3)^(-)-N、NH_(4)^(+)-N和TN的去除率与未通电时相比分别提高了29.67%、30.30%和26.83%.MTBER对TN的脱除机制主要是在电化学氧化还原作用条件下,体系硝化、异养及氢自养协同反硝化的共同结果.

关键词：复合钛网生物膜电极反应器低C/N污水脱氮性能氢自养反硝化同步硝化反硝化

PHBV-硫铁矿基人工湿地处理实际污水处理厂尾水混合营养反硝化研究

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北京大学学报（自然科学版） 2024年第2期60卷 315-328页

作者：许正阳周琦贾利霞吴为中邢传宏郑州大学生态与环境学院郑州450001 北京大学环境科学与工程学院北京100871

以河南省新乡市某大型污水处理厂尾水为研究对象,开展模拟人工湿地尾水深度脱氮除磷研究。选用聚羟基丁酸戊酸酯(PHBV)和硫铁矿作为湿地系统的主要功能填料,构建异养反硝化与自养反硝化相结合的混合营养反硝化系统。通过水质指标监测和... 详细信息

以河南省新乡市某大型污水处理厂尾水为研究对象,开展模拟人工湿地尾水深度脱氮除磷研究。选用聚羟基丁酸戊酸酯(PHBV)和硫铁矿作为湿地系统的主要功能填料,构建异养反硝化与自养反硝化相结合的混合营养反硝化系统。通过水质指标监测和高通量测序等手段,探究工艺运行效果与微生物群落结构机制。构建PHBV+硫铁矿组(实验组)和PHBV+陶粒组(对照组),反应器连续运行77天,结果表明,当水力停留时间(HRT)为2小时,进水水质为NO_(3)^(−)-N=8.39±1.72 mg/L,TN=10.41±1.58 mg/L,TP=0.37 mg/L,COD=15.7 mg/L时,平均出水TN浓度达到2.22 mg/L,TP浓度达到0.28 mg/L,COD浓度为32.7 mg/L,PHBV+硫铁矿组人工湿地脱氮效率(78.55%)明显优于PHBV+陶粒组(51.25%),基本上达到地表水环境质量标准(GB 3838—2002)V类。微生物群落结构分析表明,PHBV+硫铁矿组人工湿地中的优势菌属为自养菌Desulfobacter和异养菌unclassified_k__norank_d__Bacteria,丰度分别为23.98%和12.30%,通过自养与异养菌的协同,实现混合营养反硝化,其中与硫代谢相关Desulfobacter主导的自养反硝化在系统脱氮中可能起主要作用。研究结果可为PHBV+硫铁矿基人工湿地尾水生物脱氮除磷的工程实践提供参考。

关键词：人工湿地尾水固相碳源硫铁矿混合营养反硝化

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基于生信分析纳米银对斑马鱼的毒性和机制

中国环境科学 2024年第2期44卷 1101-1110页

作者：范子怡宋杰杨正冯晨葛文浩王慧利钱秋慧苏州科技大学环境科学与工程学院江苏苏州215009

依托GEO数据库的GSE50718、GSE61186和GSE89653数据集,从中提取斑马鱼的转录组相关数据,通过生物信息学分析鉴定不同粒径和涂层的纳米银对斑马鱼进行暴露产生的显著差异基因,并比较相关差异基因的数量和上、下调关系.研究发现,斑马鱼的... 详细信息

依托GEO数据库的GSE50718、GSE61186和GSE89653数据集,从中提取斑马鱼的转录组相关数据,通过生物信息学分析鉴定不同粒径和涂层的纳米银对斑马鱼进行暴露产生的显著差异基因,并比较相关差异基因的数量和上、下调关系.研究发现,斑马鱼的差异表达基因数量按从多到少的排序为:PVP-AgNPs-50nm> AgNO_(3)> PVP-AgNPs-150nm;Maltose-AgNPs> AgNPs.通过GO、KEGG和GSEA富集分析,本研究发现纳米银差异基因主要在免疫相关通路中有显著富集,而硝酸银则主要影响细胞周期及代谢途径.这一发现暗示纳米银与硝酸银在分子层面上的作用机制存在明显的差异.推测纳米银的毒性作用不仅源于释放的银离子,还与其“颗粒特异性”紧密相关.此外,纳米银的表面涂层亦对其毒性产生影响.这些发现为纳米银的安全有效应用提供了有益的参考和策略性建议.

关键词：纳米银生物信息学斑马鱼粒径表面涂层

“双碳”目标下中国风力发电的潜力预估、电力运输与能量储存的影响

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科技导报 2024年第19期 47-58页

作者：陈祉叶曾嘉伟王怡静王戎复旦大学环境科学与工程系

基于时空高分辨的综合数字地理信息，分析了中国风能资源的时空分布及电力运输和能量储存对风力发电潜力的影响。结果表明：（1）中国风力资源存在显著的地域差异，华北和西南地区风力资源相对丰富，合理的清洁资源开发布局及基础配套... 详细信息

基于时空高分辨的综合数字地理信息，分析了中国风能资源的时空分布及电力运输和能量储存对风力发电潜力的影响。结果表明：（1）中国风力资源存在显著的地域差异，华北和西南地区风力资源相对丰富，合理的清洁资源开发布局及基础配套设施建设可提高中国对风力资源的利用效率。（2）以1/120°×1/30°的空间网格为单位，基于风能资源的时空分布和小时波动发用电负荷，统筹考虑电力运输和电力储存等基础设施的建设，评估了中国风力发电的潜力。全国风力发电潜力在不同土地利用情景下有显著差异，考虑全部土地可利用情景时，风电潜力每年最高可达50 PW·h，在筛选可利用土地并优化电厂规模实现成本最低后，风力发电潜力约为4 PW·h。中国西部地区表现出较大的风力发电潜力，而东部地区的发电潜力相对较低，在不考虑电力运输与储存情景下，部分地区的发电效率较低。因此，未来的研究需要实现风力发电与电力运输、能源储存配套设施的统筹规划，以确保经济利益最大化的同时实现减排目标。（3）风力发电可显著降低二氧化碳排放，考虑电力运输和能量储存后，能够使风力发电可实现的CO2减排量增加约26%，同时降低84%的CO2减排边际成本，其中西北地区CO2减排量的增幅可达2倍以上，减排成本降低95%以上。预计到2060年，中国为了实现碳中和，需要增加输电和储能的基础设施建设来实现能源平衡，华北和西北地区将成为中国风力发电的主要地区。

关键词：风力发电电力运输能量储存碳减排减排成本

便携式电化学传感平台灵敏检测偶氮类染料日落黄和柠檬黄

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分析化学 2024年第1期52卷 62-71页

作者：常雪晴王子棋鲁理平北京工业大学环境科学系区域大气复合污染防治北京市重点实验室

构建了一种聚蛋氨酸（p-Met）修饰的激光诱导石墨烯（LIG）电极（p-Met/LIG），与便携式电化学工作站和掌上电脑应用程序一体化集成，实现了现场同时检测环境水体中的偶氮染料日落黄（SY）和柠檬黄（Tz）。优化了激光加工参数，制备了... 详细信息

构建了一种聚蛋氨酸（p-Met）修饰的激光诱导石墨烯（LIG）电极（p-Met/LIG），与便携式电化学工作站和掌上电脑应用程序一体化集成，实现了现场同时检测环境水体中的偶氮染料日落黄（SY）和柠檬黄（Tz）。优化了激光加工参数，制备了导电性能最佳的传感界面；在LIG表面电聚合Met，提高了SY和Tz的电化学响应；通过将p-Met/LIG便携式电化学传感器、小型电化学工作站和掌上电脑应用程序一体化集成，搭建了便携式电化学传感平台用于检测SY和Tz。采用差分脉冲伏安法（DPV）测定两种染料，检测SY的线性范围为0.2～20μmol/L和20～100μmol/L，检出限低至0.001μmol/L；检测Tz的线性范围为0.3～40μmol/L和40～100μmol/L，检出限为0.005μmol/L。p-Met/LIG具有优良的抗干扰性能、稳定性和重现性。将此便携式传感平台用于实际水样检测，结果表明，此平台适用于实际环境水体中SY和Tz的即时现场检测。

关键词：激光诱导石墨烯电化学传感器便携式偶氮染料日落黄柠檬黄

来源：博看期刊

浮选药剂油酸对施氏矿物转化及重金属Cr迁移的影响

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中国环境科学 2024年第2期44卷 768-780页

作者：于生慧冯馨怡王翼远张蕾郭军康陕西科技大学环境科学与工程学院陕西西安710021

采用快速化学法合成施氏矿物(Sch)和含Cr施氏矿物(Cr-Sch),并通过批量实验法,系统研究油酸浓度和pH值对Sch转化进程及转化过程中Cr的迁移.研究表明,油酸钠能够显著抑制Sch的溶解—转化进程,油酸根与Sch溶解所释放的Fe离子结合为络合物... 详细信息

采用快速化学法合成施氏矿物(Sch)和含Cr施氏矿物(Cr-Sch),并通过批量实验法,系统研究油酸浓度和pH值对Sch转化进程及转化过程中Cr的迁移.研究表明,油酸钠能够显著抑制Sch的溶解—转化进程,油酸根与Sch溶解所释放的Fe离子结合为络合物或沉淀附着于Sch表面,抑制转化的进行;Cr(VI)的掺杂能够增强Sch的稳定性,从而进一步抑制Sch的转化速率.实验体系pH值升高有利于Sch向针铁矿的转化.此外,Sch中Cr的释放规律与Sch的溶解转化速率密切相关.在低pH值条件下,Cr持续向环境中释放;高的pH值条件下,环境中Cr的释放量极大降低,Sch中的Cr进入到次生针铁矿中.

关键词：施氏矿物油酸针铁矿转化 Cr(VI)

碳中和目标下中国光伏发电潜力、空间格局与综合效益分析

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科技导报 2024年第19期 34-46页

作者：曾嘉伟陈祉叶王怡静王戎复旦大学环境科学与工程系

利用时空高分辨的综合数字地理信息，预测了碳中和目标下2021—2060年光伏发电的时空分布特征，分析了温度、遮阳、面板倾斜度对光伏发电量的影响，并通过空间自相关方法研究了光伏产业发展的格局，量化光伏发电的综合效益，结果表明：... 详细信息

利用时空高分辨的综合数字地理信息，预测了碳中和目标下2021—2060年光伏发电的时空分布特征，分析了温度、遮阳、面板倾斜度对光伏发电量的影响，并通过空间自相关方法研究了光伏产业发展的格局，量化光伏发电的综合效益，结果表明：（1）优化到电厂级别后，2060年中国光伏年发电潜力可达到9 PW·h。其中，新疆和内蒙古发电潜力较高，有望成为中国重要的光伏发电基地。（2）光伏面板的间距、倾斜角度、外物遮挡和温度均会对光伏面板的发电效率产生影响，在规划建设光伏电厂时要充分考虑实际地质地貌和气象要素，合理布局光伏面板，定期做好清洁维护工作，以保持光伏电板良好的发电性能。（3）2021—2060年各省份集中式光伏发电的分布呈现一定的空间关联特征。西北地区是未来集中式光伏产业的核心区域，可能表现出一定的集聚效应，这种效应能有效提高西北地区光伏企业的生产效率和竞争能力，增强光伏企业的创新水平，并带动西北地区经济的协同增长。（4）中国在2060年通过光伏发电每年可节约1200 Mt标准煤，二氧化碳、大气颗粒物、二氧化硫和氮氧化物减排量分别约为7076、0.18、0.66和0.95 Mt。其中，西北地区和内蒙古是光伏发电综合效益最高的区域，加速该地区光伏发电的发展、保证电力输送设施和储能设施的建设，有助于加速中国的碳减排进程并尽早实现碳中和目标。

关键词：光伏发电发电效率空间格局收益评估

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阿奇霉素急性暴露对斑马鱼幼鱼的毒性效应

中国环境科学 2024年第3期44卷 1671-1678页

作者：蒲倩张尚祎陈晨刘兴成王慧利钱秋慧苏州科技大学环境科学与工程学院江苏苏州215009

选用斑马鱼作为模式生物,以探究阿奇霉素(AZM)急性暴露下对斑马鱼幼鱼的毒性效应.结果表明,在AZM急性暴露下,斑马鱼幼鱼出现脊柱弯曲、游囊发育不完整、卵黄囊肿现象.在神经系统方面,研究发现斑马鱼脑内神经元数量明显减少、AChE活性降... 详细信息

选用斑马鱼作为模式生物,以探究阿奇霉素(AZM)急性暴露下对斑马鱼幼鱼的毒性效应.结果表明,在AZM急性暴露下,斑马鱼幼鱼出现脊柱弯曲、游囊发育不完整、卵黄囊肿现象.在神经系统方面,研究发现斑马鱼脑内神经元数量明显减少、AChE活性降低和光暗节律失衡.进一步地,使用PharmMapper网站预测AZM可能靶向的基因,并对这些靶基因进行GO和KEGG富集分析,结果显示,AZM可能还具有影响斑马鱼血管和免疫系统的潜力.更进一步的实验验证表明,AZM暴露确实导致了斑马鱼幼鱼血管分支异常以及免疫系统功能紊乱的现象.

关键词：阿奇霉素神经毒性血管毒性免疫毒性斑马鱼

内酯型槐糖脂促进HCFC-141b水合物生成

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化工进展 2024年第3期43卷 1199-1205页

作者：黄梦孙志高徐文超张焕然杨扬苏州科技大学环境科学与工程学院江苏苏州215009

蓄冷空调是降低电网峰谷差、实现电网负载侧调峰的一种重要手段,制冷剂水合物作为蓄冷介质具有蓄冷密度大和相变温度高的优点。HCFC-141b制冷剂是一种潜在的蓄冷物质,为了促进HCFC-141b制冷剂水合物的生成,实验研究了绿色环保表面活性... 详细信息

蓄冷空调是降低电网峰谷差、实现电网负载侧调峰的一种重要手段,制冷剂水合物作为蓄冷介质具有蓄冷密度大和相变温度高的优点。HCFC-141b制冷剂是一种潜在的蓄冷物质,为了促进HCFC-141b制冷剂水合物的生成,实验研究了绿色环保表面活性剂槐糖脂对HCFC-141b水合物生成的影响。研究结果表明,添加适量的内酯型槐糖脂可大幅度缩短HCFC-141b水合物形成的诱导时间。槐糖脂的添加量影响水合物的成核和生长过程,质量分数为0.5%是内酯型槐糖脂的最佳浓度,促进HCFC-141b水合物生成的平均诱导时间最短,约为153min。实验结果还表明水合物的生成具有随机性,添加内酯型槐糖脂可以改善水合物生成的随机性,0.5%(质量分数)的内酯型槐糖脂的诱导时间标准方差最小,水合物成核稳定性最好。内酯型槐糖脂的添加也影响HCFC-141b水合物的蓄冷量,当添加0.5%(质量分数)的内酯型槐糖脂时,HCFC-141b水合物的平均蓄冷量达到232.45kJ/kg。

关键词：水合物表面活性剂动力学制冷剂蓄冷内酯型槐糖脂