水体中有机磷酸酯Fenton、电-Fenton的降解特性研究

采用Fenton、电-Fenton高级氧化技术降解水体有机磷酸酯OPEs(卤代烷基磷酸酯TCEP和磷酸三乙酯TEP),通过系统实验和表观动力学方程的建立,比较探讨Fenton、电-Fenton降解水体OPEs的特征。主要结论为：(1)在一定条件下,Fenton氧化降解水中OPEs的反应速率和OPEs、H₂O₂以及Fe₂₊的初始浓度均呈正相关关系;(2)水体中TEP的电-Fenton降解速率受电极初始电位、初始Fe₂₊浓度以及初始TEP浓度影响,其中电极电位对反应速率的影响更大;(3)与Fenton高级氧化技术相比,电-Fenton对有机物降解更彻底,且能耗低,但反应时间较长;(4)Fenton降解水体TCEP、TEP和电-Fenton降解水体TEP的表观动力学方程分别为 、 、 。     

基于AQUATOX的景观水体水生态模拟及生态修复

针对城市景观水体富营养化问题,以华北某生态小城镇(HM镇)内的景观湖泊为研究对象,建立了基于利用AQUATOX的水生态模型,对景观湖泊富营养化与水生态系统的相互关系进行了研究.根据模拟结果确定了景观湖泊中需要改善和控制的水质指标与富营养化藻类,并对植物和动物修复的生态修复方案进行了对比分析.研究结果表明,AQUATOX可以模拟景观水体的水生态变化过程和水质状况,为景观水体的生态修复和水质管理提供依据.     

铱钽涂层形稳阳极电极电解乙腈模拟废水

乙腈是一种脂肪族的急性剧毒有机污染物,不仅危害大而且来源广泛,众多行业产生的污水中都包含乙腈。为了找到一种适合的DSA阳极来高效率地降解乙腈,对四种不同材料的阳极电极(钌铱钛(Ti/TiO₂-IrO₂-RuO₂)、钌铱钛锡(Ti/TiO₂-IrO₂-RuO₂-SnO₂)、铱钽钛(Ti/TiO₂-Ta₂O₅-IrO₂)和铱钽钛锡(Ti/TiO₂-Ta₂O₅-IrO₂-SnO₂))分别降解乙腈模拟废水的产物进行了研究,通过国标法测定不同时间段降解产物的COD值,比较四种阳极电极对乙腈模拟废水降解效果的优劣,结果显示在降解2.5小时时涂层含有铱钽钛元素的电极对乙腈的降解效果最佳。并以此电极为代表优化降解乙腈模拟废水条件,得到最佳条件为：PH为6.60,浓度为每500ml水中含1.32ml乙腈,电压为4.10伏,在此条件下降解率可达到69.0367%。     

生态型河道应用伊乐藻修复受损水体的研究

将伊乐藻引入生态型河道受损水体修复中，通过室内试验系统地研究了伊乐藻的净化效果，结果表明：伊乐藻是修复受损水体较理想的材料，伊乐藻对总氮（TN）、总磷（TP）和CODM。的累计去除率，在夏季分别为61％、89％和34％；在冬季分别为25．74％、26．59％和10．93％；伊乐藻对水体的净化能力高于菹草和金鱼藻。同时，探讨了修复过程中可能存在的二次污染问题。通过宏观的质量平衡估算，1g伊乐藻在1a内可以从1L水体中去除TN、TP和CODMn分别达到44．57、15．42和31．13mg。     

几丁质降解菌的筛选及其降解虾壳废弃物的研究

虾蟹壳废弃物产量的日益增加造成了巨大的资源浪费和严重的环境污染。为了提高虾蟹壳废弃物的综合利用价值，本研究从土壤中筛选出几丁质高效降解菌，并通过单因素试验探究降解虾壳的最佳条件及其对虾壳的降解能力。利用胶体几丁质为唯一碳源，采用平板透明圈法对来源于喀斯特地貌的土壤微生物进行富集、分离和纯化，获得了4株具有几丁质降解活力的菌株:粘质沙雷氏菌Serratia marcescens gxas3、蜡样芽孢杆菌Bacillus cereus gxas5、嗜麦芽糖窄食单胞菌Stenotrophomonas maltophilia gxas7以及水生几丁质降解菌Chitinilyticum aquatile gxas1。其中C. aquatile gxas1在96 h时达到最大粗酶活力0.244 U/mL，优于其他3株菌株。利用单因素试验探究C. aquatile gxas1降解虾壳废弃物的能力，并优化其培养基和培养条件，最终确定最佳产酶培养基为果糖2 g/L、KH₂PO₄ 0.7 g/L、K₂HPO₄ 0.3 g/L、MgSO₄·6H₂O 0.6 g/L、酵母粉0.5 g/L、牛肉膏4 g/L、蛋白胨4 g/L。最佳发酵条件为接种量2.0%、pH值8.0、温度20 ℃、发酵时间9 d。在最佳发酵条件下，C. aquatile gxas1对虾壳废弃物达到最大降解率60%，其中脱蛋白率为76.77%，几丁质回收率为87%。该研究为微生物降解虾蟹壳废弃物提供了重要的理论依据。     

Fe3O4@NiSiO3催化剂制备及其催化芬顿氧化降解染料性能研究

通过溶剂热法和溶胶凝胶法制备Fe₃O₄@NiSiO₃纳米催化剂,并利用TEM、XRD、VSM、BET进行表征。构建非均相芬顿氧化体系,由单因素实验得出在最佳降解条件为, pH值为5.5、催化剂投加量为1.00 g.L_-1、H₂O₂投加量为2.5%时,罗丹明B的降解率达95%以上。利用磁性分离催化剂并重复利用5次,罗丹明B降解率无明显降低,证明Fe₃O₄@NiSiO₃纳米催化剂重复利用性能良好。同时,考察了该催化剂对其它四种染料：酸性大红3R、孔雀石绿、甲基橙、亚甲基蓝的催化芬顿氧化降解性能。结果表明,孔雀石绿、罗丹明B、亚甲基蓝的降解率均达95%,但偶氮类染料降解率较低。通过对比实验进一步研究表明,Ni元素对芬顿反应起促进作用。     

原油C5—C13轻馏分族组成的环境指相意义探索

选用12个油区的194个油样，按其地质背景资料和伽玛蜡烷比值［Gam/C ₃₁ H(S+R)］，将油样的烃源岩沉积水体盐度分为淡微咸(包括湖沼)、半咸咸(包括塔里木盆地海相油样) 、盐湖相.采用具PTV、“反吹”、“微流控”和FID的Agilent 5975MSD分析装置，对原油C ₅ —C ₁₃ 馏分进行了精细的气相色谱分离，约286个色谱峰化合物作了族组成的定性研究，并对原油C ₆ —C ₁₃ 馏分各个碳数化合物的族组成和族组成比值的地化应用进行了有益的探索，提出：（1） 原油的C ₆ —C ₁₃ 轻馏分族组成和族组成的比值，有可能作为油-油对比研究的一种新参数，由于C ₆ —C ₁₃ 馏分是原油重要的组成部分，尤其是对轻质油、凝析油来说，几乎占全油质量的90%以上，因此，这个新对比参数应具较高的可信度；（2） 总结了不同沉积水体盐度的C ₇ 轻烃族组成特征；（3） 原油成熟度等因素会影响原油C ₆ —C ₁₃ 轻馏分族组成和族组成的比值，但它似乎主要受烃源岩沉积水体盐度的控制.     

Fe3O4@NiSiO3纳米催化剂制备及催化臭氧化降解对苯二甲酸性能研究

采用水热法和溶胶凝胶法制备Fe₃O₄@SiO₂纳米颗粒,经表面镍刻蚀得到Fe₃O₄@NiSiO₃磁性纳米催化剂。利用XRD、TEM和VSM等手段表征催化剂的晶体和表面结构。构建类均相催化臭氧化体系,考察其催化降解对苯二甲酸性能。结果表明：在臭氧通入量10.52 mg.min_-1、催化剂投加量40 mg.L_-1和初始溶液pH=9的条件下,催化臭氧化反应20 min时对苯二甲酸降解率为78.13%,TOC去除率27.25%;5次循环实验后,PTA降解率仅下降2.75%。     

TiO2／丝光沸石光催化降解甲苯特性研究

将吸附材料丝光沸石与德国Degussa公司生产的P25型光催化材料TiO₂混合，光催化降解\r 空气中微量甲苯，发现掺杂材料中P25型TiO₂用量减少后降解甲苯性能没有明显改变。此外，探讨 了空气流速、反应器甲苯进口浓度、紫外光强和波长以及水蒸气浓度对混合材料光催化降解甲苯效 果的影响，为此类混合光催化材料的应用提供了实验基础．     

BiOI/H2O2协同光催化降解四环素性能研究

碘氧铋（BiOI）是一种新型光催化剂,以硝酸铋（ Bi (NO₃)₃）、碘化钾（KI）为原料,分别采用水热法以及溶剂热法制备两种形貌的BiOI材料,通过X射线粉末衍射仪（ XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、红外光谱（ FTIR）、紫外可见漫反射（ UV-Vis DRS）和N₂吸脱附测试仪对其进行形貌、结构、性能表征。以四环素（TC）水溶液为例,测试制得的BiOI光催化降解性能,重点考察材料结构、光照条件、双氧水（H₂O₂）协同作用等对降解性能的影响。实验结果表明,溶剂热法制备的BiOI和H₂O₂协同作用时,在模拟太阳光下对四环素降解效果最好,4 h降解率可达99.11%。     

噁霉灵水稻田施用下的水生生态系统风险评估

为了明确噁霉灵制剂产品水稻苗床用药对水生生态系统的风险，根据噁霉灵的理化性质、环境归趋数据和产品GAP施药信息，结合产品用药的特点对施药信息进行处理，根据降解半衰期折算噁霉灵施药量，采用TOP-Rice模型预测叶发育期、分蘖期用药后水体中噁霉灵的暴露浓度，结合噁霉灵毒性数据评估其对水生态系统的环境暴露风险。结果表明：噁霉灵苗床用药移栽前直接进入水体，对脊椎动物急性和无脊椎动物急性、慢性风险不可接受，对脊椎动物慢性、初级生产者风险可接受，移栽后噁霉灵制剂产品所有场景施用对水生态系统风险均可接受，噁霉灵水稻苗床用药移栽后对水生态系统较为安全，但应密切重视苗床土壤和用药后移栽前剩余秧苗的管理，严禁丢弃至水田、池塘及河水中，同时应开发适合的模型用于水稻苗床用药对水生态系统的评估，避免不适当的评估加大产品风险，给企业造成负担，同时也要避免低估风险给生态系统产生危害。     

超声波辅助下海螵蛸负载二氧化锰催化降解染料的研究

采用三种不同的方法制备海螵蛸负载二氧化锰催化剂，研究了催化剂对苋菜红、次甲基蓝和酸性湖蓝A三种染料的催化超声降解性能，并从催化剂中MnO₂负载量及染料的化学结构两方面分析了降解性能的差异，探讨超声降解的机理，同时研究了三种染料超声降解过程的动力学分析。结果表明，用高锰酸钾氧化法制备的催化剂催化超声降解能力最强，苋菜红及次甲基蓝染料降解过程满足准一级方程，酸性湖蓝A染料降解过程满足准二级方程。用扫描电镜（SEM）、Mapping图、能量色散X射线光谱仪（EDX）及X射线衍射（XRD）对海螵蛸负载二氧化锰催化剂进行表征分析。     

金属离子掺杂对TiO2光催化性能影响分析

TiO2光催化剂可有效去除水中有机污染物。本文采用溶胶—凝胶法(Sol—gel)制备了掺杂不同含量金属离子的复合型TiO2光催化剂，光催化降解甲基橙溶液实验结果表明：掺杂Cr^3 的TiO2光催化活性明显高于单一TiO2和其他几种掺杂催化剂的光催化活性；当Cr^3 的掺入比例约为1．0％时，其光催化活性最高，紫外光照4h甲基橙的降解率达到90％以上，可见光照射6h甲基橙的降解率达85％以上。可望将掺杂金属离子的纳米TiO2作为一种有效的光催化剂，广泛应用于被污染水体的净化处理。     

3种枝角类在藻菌修复的渔业污水中种群动态及其水质净化

利用高密度投饵混养草鳊鱼所排放的渔业污水，对污水采取藻菌培养处理后再利用的模式培养3种枝角类，结果表明：28℃条件下，直接进行藻菌培养修复处理的污水适合于发头裸腹蚤的培养；污水加入适量的K₂HPO₄再进行藻菌培养处理后适合于短钝蚤水；3种枝角类种群增长模型均可用双对数曲线表达；渔业污水经过藻菌修复和枝角类培养后，水质指标不仅没有进一步恶化，反而有了显著改善.     

降解低浓度二氧化硫废气的菌株分离及其固定化研究

 从硫泉中分离得到17株细菌,用碘量法测定了它们氧化降解SO₂的性能.结果表明,菌株R-1氧化降解性能较强,经鉴定,R-1是氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans).用海藻酸钠(sodiumalginate)进行固定化包埋试验,通过单因素分析,确定了最佳包埋条件.用上柱通气法测定其净化气相SO₂的能力,其氧化降解SO₂的效率最高达97.01%.结果显示,利用固定化细菌净化低浓度SO₂烟气具可行性,但对其稳定性尚待进一步研究.     

前言

正华东师范大学是国内较早开展水污染控制、水环境治理和水生态修复的主要高校之一,从20世纪70年代初开始,先后在苏州河环境综合整治等重大项目中做出了重要贡献.从2015年开始,我国分批实施了海绵城市和黑臭水体治理等工作计划,要系统解决我国城市发展过程中面临的水安全、水污染、水环境、水生态问题,如城市内涝、径流污染、水体黑臭和水生态失衡等.应国家环境保护的形势和需要,本课题组近年来主持和参与了多项     

PVC包埋苯酚降解菌TX1的研究

采用聚乙烯醇(PVA)为主要载体,添加少量壳聚糖(SA)、SiO₂和CaCO₃,利用聚乙烯醇-硼酸(PVA-H₃BO₃)包埋法,包埋苯酚降解菌TX1并制备成胶珠,研究胶珠对含酚废水的降解。通过正交实验、单因素实验和传质性能分析确定并优化包埋条件,结果表明PVA浓度8%、SA浓度0.2%、SiO₂浓度2.4%、CaCO₃浓度0.4%和饱和H₃BO₃液pH值6.7时,包埋胶珠机械强度好、结构稳定、无泄漏、固定化效果好。同时发现该条件下的固定化细胞培养12 h后对初始浓度为500 mg/L苯酚废水的降解率为78.1%。     

生物修复技术在污染环境修复中的应用研究

土壤、水体以及空气中有毒有害化学物质的污染加重是现阶段众多工业化国家面临的主要环境问题。随着污染的加重，寻找高效、经济，且对环境扰动小的治理方法逐渐成为人们关注的焦点。生物修复即利用微生物降解环境中有毒有害物质或者减少污染物浓度的一种修复方法。随着生物技术的不断发展，各国广泛开展生物修复技术治理污染环境的试验研究，并且应用于污染土壤、地下水、地表水的修复中。     

Ag/BiVO4的制备及其光催化降解盐酸四环素的性能

通过一步水热法合成Ag/BiVO₄复合材料,采用X射线衍射、扫描电镜等分析其结构及形貌等物性特征,并于可见光下评价其光催化降解盐酸四环素的性能,实验结果表明,Ag的引入可显著提高BiVO₄的光催化性能:Ag/BiVO₄(物质的量之比为Ag∶Bi=1∶15)具有最佳的降解活性,其光催化降解盐酸四环素反应的速率常数为纯BiVO₄的2.5倍。电化学交流阻抗测定结果显示,Ag的引入可有效降低BiVO₄材料的电化学阻抗,有利于光生载流子的分离,进而可提高其光催化性能。     

盐酸环丙沙星在不同模拟水体中的降解与残留

 通过反相高效液相色谱法研究在不同模拟水体中,溶液质量浓度、pH对盐酸环丙沙星（CPFX）在水和底泥中含量变化的影响,分析其在模拟水体中降解和残留规律。研究结果表明：在1、5、10 mg·L^-1三个CPFX溶液质量浓度中,光降解度最高的溶液质量浓度为1 mg·L^-1,自然光照下,72 h后盐酸环丙沙星在有底泥和无底泥的水体中残留率分别为19 %和20 %,光降解率与初始质量浓度成反比。在pH分别为3、5、9、11条件下,pH=9的微碱性环境下最易光降解,而当pH=3时其光稳定性最佳,48 h后水体残留率分别为22.6 %和95.7 %。盐酸环丙沙星进入模拟水生态系统后,水体中CPFX质量浓度迅速下降,45 d后检测不到它的存在;底泥中CPFX质量分数迅速上升,之后缓慢下降,45 d后底泥中仍有一定残留量,达到93.86 μg·kg^-1。