纳米TiO_2对沉积物吸附氨氮的影响及其机制探讨

纳米TiO2在生产使用过程中不可避免地大量进入水环境,并影响到其他传统污染物质(如氨氮)的迁移转化.氨氮在沉积物上的吸附和解吸附是水环境中氮素循环的关键过程之一.本研究测定了受纳米TiO2污染沉积物、常规TiO2污染沉积物和未受TiO2污染沉积物的零电荷点,并通过氨氮吸附热力学和吸附动力学实验,研究了纳米TiO2对沉积物吸附氨氮的影响.得出如下结论:(1)研究中的三组沉积物与NH4+-N之间没有静电吸引力;(2)修改后的Freundlich和修改后的Langmuir模型对氨氮吸附的拟合效果都比较好,且后者拟合度更高;(3)纳米TiO2的添加降低了氨氮的吸附—解吸平衡浓度,减小了沉积物向上覆水中释放氨氮的趋势;(4)抛物线扩散模型能较好地拟合三组沉积物吸附氨氮的动力学过程,结果显示纳米TiO2对沉积物吸附氨氮的动力学特征(快慢)没有影响,但增强了沉积物吸附氨氮的强度.     

湖泊疏浚对沉积物-水界面溶解氧的环境效应

水体溶解氧含量是水环境质量的重要参数.本研究将室内模拟实验和疏浚工程相结合,探讨了疏浚对沉积物-水界面耗氧能力、微剖面溶解氧分布的环境效应.研究结果显示,疏浚具有降低溶解氧消耗能力的潜在长期效应,但是由于还原性物质的暴露,疏浚后新生表层沉积物短期耗氧能力很强;疏浚没有改变到氧气在沉积物-水界面中的传质深度.结果暗示疏浚可能显著提高重度富营养化湖泊夏季溶解氧含量.     

湖泊疏浚后沉积物-水界面的环境特征及其微生物作用研究

采集东钱湖疏浚区和未疏浚区沉积物和上覆水模拟构建沉积物-水界面,并对比研究了微生物活性抑制和不抑制情况下模拟界面中的理化环境特征,铁、反应活性磷(SRP)从沉积物向水体的释放.结果显示当微生物活性未抑制时,疏浚实验组好氧能力、浊度均低于未疏浚实验组;实验9天后疏浚组pH出现显著下降;疏浚组和未疏浚组沉积物在厌氧条件下均会向上覆水中释放大量二价铁,未疏浚组释放能力更强;疏浚组上覆水中的SRP含量比未疏浚组低.当微生物活性被抑制后,各实验组好氧能力丧失,因此没有铁的显著释放;模拟系统的pH相对较高,疏浚组9天后pH下降也不如未抑制时明显;疏浚组上覆水浊度上升,而未疏浚组浊度下降;疏浚组水中的SRP含量显著升高,然而在未疏浚组未观察到该现象.这些结果暗示,湖泊疏浚可能具有提高溶解氧水平,降低磷释放的潜在作用;微生物可能改变水体中细小颗粒物的表面电位,进而影响到其沉降性能和水体浊度;疏浚后表层沉积物中的微生物在氧化还原性硫化物并释放氢离子以及降低磷释放的过程中有重要作用.     

室内甲醛短期释放和通风衰减特征研究

室内甲醛污染越来越受到关注,研究其释放和通风衰减特征对于维护良好的室内空气质量具有现实意义.以某新装修后住宅为研究对象,研究温度对甲醛释放量的影响,门窗封闭24 h内的释放动力学特征以及甲醛释放后通风衰减特征.结果显示,温度升高会显著促进甲醛释放;封闭门窗6 h后,室内甲醛达到平衡浓度;甲醛从装饰装修材料向空气中的释放过程,以及开窗通风情况下的衰减过程均符合一级动力学特征,而且通风衰减动力学强于释放动力学.实验结果表明,在处理甲醛的过程中应该着眼于强化游离甲醛从装饰装修材料向空气中的释放;通风可以将室内空气中的甲醛快速排除,进而促进装饰装修材料中甲醛的释放,是非常有效的去除室内甲醛污染的方法.     

不同林龄云南松人工林土壤腐殖质的组成分析

为了解不同林龄阶段人工林土壤腐殖质化学组成和结构特征的差异,以云南松人工纯林为研究对象,利用土壤化学分组及傅里叶变换红外光谱等研究手段,对土壤胡敏酸(HA)和富里酸(FA)的结构特征进行分析.结果表明,随着造林时间增加,土壤p H呈下降趋势,造林年限增加27年,土壤p H下降0.6个单位.幼林阶段土壤C,C/H高于中龄林和成熟林阶段,而土壤N,H,C/N随造林年限增加变化不大.各林龄阶段表层土壤C,N,C/N,C/H普遍高于表层以下土壤.红外光谱分析表明,云南松人工林土壤HA和FA具有相似的化学结构及官能团组成,主要含有酚羟基、芳香基、脂族烃基、羧基等基团.从造林年限变化趋势看,从幼林到成熟林阶段,土壤表层HA中小分子糖类物质减少,芳香类物质增加,说明造林年限增加土壤HA结构变得复杂.土壤FA随造林年限的变化特征与HA相似,但其表层(0~20 cm)土壤中羧基含量增加十分明显,说明表土羧酸类物质有随林龄增加的趋势,这可能是引起造林后期土壤p H下降的原因之一.从剖面深度看,随土层增加,土壤HA和FA中小分子糖类物质呈降低趋势,而芳香类物质含量增加,说明人工林深层土壤腐殖质的化学稳定性高于表土层.     

氧氟沙星在沉积物-水界面上的降解动力学研究

氧氟沙星大量进入水环境,具有较高的生态风险.探明氧氟沙星在沉积物-水界面上的降解规律有助于对其水环境污染进行控制.本研究探索了从沉积物中提取和测定氧氟沙星的方法,研究了其在沉积物-水界面上的降解动力学过程以及微生物对该过程的影响.研究结果表明利用1:1的乙腈和Mcllvina缓冲溶液(p H=10)可以从沉积物中有效提取氧氟沙星,提取回收率大于90%.降解动力学结果显示:在微生物抑制条件下,氧氟沙星降解微弱;在微生物未抑制条件下氧氟沙星的降解基本符合一级动力学和二级动力学过程,半衰期分别为10.1天和7.2天.研究暗示可以通过工程措施增强水环境中微生物的群落多样性和活性,达到促进水体中氧氟沙星的降解、降低环境风险的目的.     

独一味中六种微量元素的形态分析

按照传统煎煮法对中药独一味中六种微量元素(Cu、Mn、Zn、Fe、Ca、Mg)的初级和次级形态进行提取,采用火焰原子吸收分光光度法测定其含量,并用正辛醇/水分配体系研究了提取液中这六种微量元素在模拟人体肠胃环境中的分配情况.结果显示:独一味中六种元素在原药中含量特征为Ca﹥Mg﹥Fe﹥Mn﹥Zn﹥Cu;总提取率为18.75~54.76%,浸留比为0.23~1.24.六种元素的可溶态含量均远低于颗粒态,而且大多为无机结合态,少量为有机态结合;Mn、Mg、Zn和Ca主要以游离形态存在,Cu和Fe却主要以不可交换的形态存在;Mg、Zn在正辛醇/水分配体系中的溶出性受酸碱性影响较大.