γ射线辐照降解水中磺胺甲恶唑的效应及降解机理研究

为了探究γ射线辐照降解含抗生素废水的效应,选取磺胺甲恶唑(SMX)这种难以在废水中分解的磺胺类抗生素,研究不同溶剂对γ射线辐照降解废水中SMX效果的影响,以及羟基自由基(·OH)、水合电子(e_(aq)~-)和氢自由基(H·)在SMX降解过程中的作用及数量关系。结果表明,γ射线辐照可有效降解水中的SMX,低浓度与酸性条件更有利于SMXγ射线辐照降解;γ射线辐照联合1、10和100mmol·L~(-1)H_2O_2均会促进SMX降解;自由基清除剂(叔丁醇和异丙醇)会抑制SMXγ射线辐照降解效果。SMX辐照降解过程中·OH、e_(aq)~-和H·的降解速率常数比例为14.6∶1.0∶3.0,表明SMX降解主要是以·OH氧化的途径完成。当辐照剂量达到6 000 Gy时,100 mg·L~(-1)SMX的降解率达88.88%,而总有机碳(TOC)的降解率仅为15.30%,表明SMX经γ射线辐照降解后矿化效果不佳。本研究结果为γ射线辐照降解含抗生素废水提供了理论依据。     

辐照与化学相结合协同降解壳聚糖研究

研究了单一辐照和协同处理对壳聚糖降解的影响。在协同降解中研究了辐照剂量、H2O2浓度、溶剂/溶质体积质量比、乙酸4个因素的作用。对前3个因素进行了方差分析和不同水平的多重比较,同时对降解产物的结构进行了红外光谱分析。结果表明协同降解效果较好,即15%H2O2、1.5%HAc、H2O2溶液/壳聚糖体积质量比4∶1、辐照剂量为110kGy可以使壳聚糖的分子量从8.7×105降低到104以下,且结构没有明显变化。     

外加助剂对提高乙酰甲胺磷光催化降解效果的影响

为了进一步提高乙酰甲胺磷残留的降解效果,该文在前期乙酰甲胺磷残留纳米TiO2-紫外光催化降解工艺优化研究的基础上,重点就通入气体、外加H2O2、添加铁离子、铜离子及其与H2O2的复配效果、添加乙醇和丙酮等对乙酰甲胺磷光催化降解过程的影响进行了研究。结果表明,氧气比例相对较高的反应气氛、添加H2O2、Fe3+、Cu2+能促进乙酰甲胺磷的光催化降解;而乙醇、丙酮的添加不利于乙酰甲胺磷的光催化降解。在前期确定的乙酰甲胺磷的紫外光-纳米TiO2反应体系中(20mg/L乙酰甲胺磷溶液、0.1g/L纳米TiO2、pH值6.7、反应温度25℃),添加0.2mmol/L的Cu2+和10mmol/L的H2O2,并通入N2:O2为20:80的反应气氛时,反应20min后,光催化降解率即可达98.03%。该研究可为乙酰甲胺磷农药残留的降解提供参考。     

电子束对液体透明质酸分子量及抗氧化性的影响

为了探明辐照对降解透明质酸理化特性的影响,采用电子束对0.5g·100mL-1透明质酸氯化钠溶液进行辐照处理,测定透明质酸辐照前后分子量、黏度特性、pH值及抗氧化性。结果表明:透明质酸的分子量、黏度特性、pH值随辐照剂量的增加而降低;对羟自由基(·OH)及超氧阴离子自由基(O2·-)清除作用随着剂量的增大逐渐减弱,对DPPH·自由基清除作用和还原能力随着剂量的增大逐渐增强;辐照前后透明质酸外观品质没有明显的变化,流动性增强。本试验对拓宽透明质酸的应用领域具有重要的意义。     

氢氧化镁和磷酸混合添加剂在模拟堆肥中的保氮效果研究及其经济效益分析(简报)

通过模拟堆肥试验,研究了3种配比的氢氧化镁、磷酸和水的混合物在不同添加量时的氨氮固定效果和效益.结果表明,试验所有配比氢氧化镁与磷酸混合物都适合作为堆肥化过程中的氮素损失原位固定剂,氮素固定效果随混合物中的磷酸含量和混合物投加量的增加而增加.固定率最低达73.1%,最高可达97%以上;固定剂的养分提升效应和经济效益分析表明,质量比为Mg(OH)2:H3PO4:H2O=2.6:17.7:79.7的添加剂可以产生较好的养分提升效应,但只有在添加量小的情况下可产生正的经济效益;Mg(OH)2:H3PO4:H2O=2.7:9.2:88.1的添加剂养分增加量最小,但每种添加量都可以产生正的经济效益;质量比为Mg(OH)2:H3PO4:H20=2.7:13.85:83.8的添加剂的效果居于前两者之间.综上分析,该研究筛选出的几种固定剂效果较好,在实际应用时,应根据堆肥化不同阶段的氮素变化规律选用不同的固定剂会产生更佳的效果.     

土壤中羟胺和亚硝态氮非生物过程对N_2O排放的贡献

羟胺(NH_2OH)和亚硝态氮(NO_2~--N)均可以通过非生物过程产生N_2O,但是同一土壤中其对N_2O排放的相对贡献尚不明确。本文采用高压灭菌和室内培养方法,测定了采自6个不同地点的农业利用土壤在灭菌和非灭菌条件下添加NH_2OH或NO_2~--N后N_2O的排放量,以研究土壤中NH_2OH和NO_2~--N非生物过程对N_2O排放的相对贡献及其关键因子。结果表明,供试土壤中,NH_2OH非生物过程产生的N_2O贡献介于6%~73%,NO_2~--N非生物过程产生N_2O占的比例为3%~236%;在pH7的衢州茶园、鹰潭旱地、常熟菜地和海伦旱地土壤中,添加NO_2~--N后非生物过程产生N_2O比例大于添加NH_2OH的处理,但是在pH7的常熟果园和封丘旱地土壤中则相反;pH是影响NH_2OH和NO_2~--N非生物过程产生N_2O的关键因子,添加NH_2OH处理中非生物过程产生N_2O占N_2O总排放量的比例与土壤pH呈正相关(p0.05),而在添加NO_2~--N处理中呈负相关(p0.01)。上述结果说明,NO_2~--N在偏酸性土壤中可能主要通过非生物过程产生N_2O,而在偏碱性土壤中主要通过生物过程;NH_2OH则与之相反。     

γ辐照对水和扇贝中大田软海绵酸降解效果的研究

为了探讨辐照对大田软海绵酸(OA)的降解效果,采用60Co-γ射线辐照降解水溶液和扇贝组织中的OA,基于ELISA法分析辐照剂量、OA初始浓度以及OA所处体系对其降解率的影响。结果表明,OA初始浓度越低、辐照剂量越大,辐照降解率越高。不同体系中辐照降解率的顺序为:水溶液体系的OA肌肉组织体系的OA肠道组织体系的OA胰腺组织体系的OA。研究证实辐照技术可用于去除饮用水中的OA毒素,但去除扇贝等水产品中的OA毒素尚有困难。本研究为OA的去除提供了参考。     

60Co-γ辐照改性银掺杂纳米TiO2及光催化降解乙烯

为了解60Co-γ射线辐照且以活性炭纤维(ACF)为载体所负载TiO2的半导体材料(TiO2/ACF)对光催化降解冷藏环境中乙烯的影响,该文拟采用60Co-γ辐照制备纳米Ag沉积的TiO2/ACF (Ag-TiO2/ACF)光催化材料,在模拟园艺产品的冷藏环境中,进行了3种不同膜的光催化降解乙烯效果的研究,并利用场发射扫描电镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)对所制备的光催化材料进行相关的表征分析.结果表明:在加入分散剂聚乙烯吡咯烷酮后,60C0-γ辐照能使Ag颗粒较好地负载在TiO2上,TiO2均匀分散在ACF膜上而不发生团聚,且TiO2颗粒晶相改变、尺寸变小,有助于提高Ag-TiO2/ACF的催化效率.Ag-TiO2/ACF光催化降解乙烯的效果用一级动力学速率方程描述;经辐照制备的Ag-TiO2/ACF薄膜比未辐照的TiO2/ACF和辐照的TiO2/ACF薄膜光催化降解乙烯的反应速率常数分别提高了44％和37％.研究结果为TiO2光催化技术的进一步的应用提供了参考.     

石灰性土壤交换性钙和镁测定方法的研究

石灰性土壤交换性盐基组成的测定,通行的方法是采用70%乙醇溶液反复洗盐,再经pH 8.50.1 mol L-1氯化铵-70%乙醇(CH3CH2OH)溶液进行多次交换处理,测定交换液中的K+、Na+、Ca2+、Mg2+浓度。但此方法常常受操作步骤繁琐,以及土壤中碳酸盐的溶解量因多次浸提而增加的困扰,最终导致测定结果偏高。基于上述原因,选择不同浓度、不同pH的NH4OAc和NH4Cl 10种交换剂,对比分析10种交换剂中的碳酸盐溶解度和土壤交换性钙镁含量。结果表明,pH=8.5 1 mol L-1氯化铵-70%乙醇(CH3CH2OH)溶液较适合石灰性土壤交换性盐基的测定。此新方法是先经70%乙醇(CH3CH2OH)溶液洗盐,再用pH8.5 1 mol L-1氯化铵(NH4Cl)-70%乙醇(CH3CH2OH)溶液进行一次性交换处理,然后测定交换液的K+、Na+、Ca2+、Mg2+浓度,简化了操作程序的同时有效抑制了土壤碳酸盐的溶解,降低了测定结果的偏差。     

固氮添加剂降低厨余垃圾堆肥中NH3和H2S排放

为了降低厨余垃圾堆肥过程中 NH3和 H2S 恶臭气体的排放,该研究通过向堆肥物料中添加H3PO4+Mg(OH)2、Ca(H2PO4)2、FeCl3和β环糊精4种不同的氮素控制材料,同时以不添加控制材料的处理作为对照,研究控制材料添加对NH3和H2S排放的影响。结果表明控制材料的添加降低了堆肥体系的pH值,明显降低了堆肥物料的损失率;从电导率（electric conductivity）和发芽率指数（germination index）来看,5个处理的堆肥产品均达到腐熟的要求;4种控制材料的添加均不同程度减少了NH3和H2S的排放,但是减排机理不尽相同。总体来看FeCl3对NH3和H2S的控制效果最好,与对照相比,NH3和H2S的累积排放量分别降低了64.2%和52.0%。该研究结果为厨余垃圾堆肥过程中恶臭物质控制材料的筛选提供参考。     

2种含铁物质对底泥中砷的固化效果

研究通过向砷污染底泥中添加FeCl3和Fe(OH)3作为稳定剂,通过五步连续提取法来评鉴其固化效果。结果表明:(1)0.5~5g/kg的FeCl3(以Fe计)使底泥的pH降低了0.01~0.65个单位,而0.5~5g/kg的Fe(OH)3使底泥pH升高0.05~0.11个单位。(2)FeCl3和Fe(OH)3均能降低底泥中交换态砷(A-As)含量,与对照相比,最大添加量(5g/kg)分别使A-As降低了85.71%和10.38%。此外,FeCl3显著降低了底泥中Al-As和Ca-As含量,增加了Fe-As含量,对R-As的影响不明显。而Fe(OH)3降低了底泥中Fe-As含量,增加了Ca-As和R-As含量,对Al-As的影响不明显。(3)FeCl3明显降低了底泥中As的TCLP毒性浸出量,而Fe(OH)3却使底泥中As的TCLP毒性浸出量微略增加。综上,FeCl3对固化底泥中的砷具有较好的效果。     

四环素对芘污染农田土壤微生物修复的影响及响应过程

针对城郊农田土壤中多环芳烃和抗生素复合污染的新特征,通过室内模拟土培实验,研究四环素(Tetracycline,TC)胁迫下,降解菌Sphingobium sp.PHE3对长三角典型农田土壤中芘的降解效果和影响机制。研究表明,接种降解菌处理(B)能明显促进土壤中芘的降解,TC的引入可显著抑制土壤中芘的深度降解过程(P0.05)。经过90天培养后,B处理与接菌+添加TC处理(BTC)的降解率分别为40.1%、25.7%,较对照分别提高了23.0倍、14.1倍。通过土壤微生物群落结构多样性分析发现,降解菌数量在经历90天的土壤环境适应期后逐渐快速增加,其数量变化与污染物芘在土壤中含量消减趋势呈负相关;引入芘和四环素对土壤细菌群落结构多样性和功能稳定性具有显著影响(P0.05),然而对土壤真菌群落影响不显著(P0.05)。此外,B和BTC处理条件下,土壤过氧化氢酶活性、荧光素二乙酸酯酶活性和土壤微生物生物量碳氮值显著高于单独添加芘处理(P)和单独添加TC处理(TC),但P处理与TC处理之间无显著差异(P0.05),说明外源污染物(芘或四环素)对于土壤酶活性和微生物生物量碳氮具有显著抑制作用(P0.05),致使降解菌功能作用受到抑制。综上研究结果表明TC可明显抑制土壤中典型四环多环芳烃的微生物降解过程,针对多环芳烃与抗生素复合有机污染农田土壤的微生物强化修复技术有待深入研究。     

垃圾填埋场覆土中的甲烷氧化与反硝化特性

垃圾填埋场的CH4和渗滤液氮是两大污染因子。填埋覆土中因能进行CH4氧化而具有削减填埋场CH4排放的功能。同时,CH4可作为碳源促进反硝化。为此,该文研究了填埋场覆土中的CH4好氧氧化-反硝化耦合（AME-D）特性,以期为填埋场同步强化控制CH4排放和氮污染提供依据。结果表明：CH4、O2和NO3--N均显著影响填埋覆土中的CH4去除（p<0.05）,三者影响的大小顺序为CH4>O2>NO3--N,且CH4和O2具有交互作用（p<0.05）;CH4去除量随着初始CH4、O2体积分数的增大而增加,且与O2体积分数呈正相关关系（n=144,r=0.786,p<0.01）。CH4、O2和NO3--N明显影响CO2产生（p<0.01）,且CH4和O2、O2和NO3--N均对CO2产生有交互作用（p<0.01）。CH4和O2对N2 产生有明显影响（p<0.01）,且两者有交互作用（p<0.01）,NO3--N质量分数对N2 产生影响不明显,但NO3--N和O2对N2 产生有交互作用。低O2体积分数下（<5%）,添加NO3--N能促进N2产生,高O2体积分数下（≥10%）,NO3--N对N2产生影响不明显。C/O比对AME-D的影响与CH4和O2体积分数有关,比较合适的C/O比为0.5～1。该试验条件下,当CH4和、O2的体积分数分别为20%,NO3--N质量分数为100 mg/kg时,耦合效果最佳。该文可为垃圾填埋场CH4排放生物控制提供参考。     

重金属-有机复合污染土壤的电动强化修复研究

许多污染场地都呈现重金属和有机污染物叠加的趋势,给修复带来了困难和挑战。以红壤为供试土壤,以铜和芘为代表性污染物,研究了添加表面活性剂羟丙基-β-环糊精（HPCD）和氧化剂H2O2对电动修复该复合污染土壤的影响,其目的是实现重金属和有机污染物的同时去除。结果表明,在所有的处理中,芘和铜都有向阴极迁移的趋势;当提高土柱的pH时降低了芘的氧化和降解,同时也阻碍了土壤中铜的迁移和去除;阳极加10%HPCD,阴极控制酸性条件pH3.5有助于土壤中污染物的解吸和迁移,芘和铜的去除率分别可达到51.3%和80.5%;由于H2O2的不稳定性,添加6%H2O2并未明显提高芘和铜的去除率。     

辐照对卷烟中烟草特有亚硝胺含量的影响

以3种市售卷烟为材料,采用0、5、10、20和30kGy 5个剂量对其进行辐照处理,研究了辐照对卷烟中TSNAs含量的影响,主要采用液相色谱/质谱联用的方法,检测了N’-亚硝基降烟碱(NNN)、N’-亚硝基新烟碱(NAT)、N’-亚硝基假木贼碱(NAB)和4-(N-甲基亚硝胺基)-1-(3-吡啶基)-1-丁酮(NNK)4项指标的含量。研究发现:辐照可以降低卷烟主流烟气和烟丝中TSNAs的含量,但降解率高低与辐照剂量大小没有明显的线性相关性;4种TSNAs分析物NNN、NNK、NAT和NAB经相同剂量辐照后的降解幅度不同,不同卷烟中的同一种分析物辐照后的降解幅度也不完全相同;卷烟2的降解效果最好,主流烟气和烟丝中的降解率最高都达88%;烤烟型卷烟(2和3)主流烟气中和烟丝中的最高降解率接近,混合型卷烟主流烟气中的最高降解率和烟丝中相差较大。辐照对卷烟主流烟气和烟丝中TSNAs的降解效果与对TSNAs纯品的降解效果有差异。     

红外光谱法研究~(60)Co-γ射线辐照对天麻粉成分的影响

为了研究60Co-γ射线辐照对天麻粉成分的影响,测试了经不同剂量辐照的天麻粉样品的红外光谱,采用傅立叶变换红外光谱(二阶导数谱)法对经不同剂量60Co-γ射线辐照的天麻粉进行了对比研究。结果表明,天麻多糖对60Co-γ射线辐照较为敏感,剂量为1.5kGy辐照对天麻多糖分子结构的影响较小,剂量为3、6、9、12、15、16.5、18、和19.5kGy的60Co-γ射线辐照对天麻多糖的分子结构影响较大;各种辐照剂量对C—O—H基团影响较大,从而可能会破坏天麻粉中有效成分(如天麻素及多糖),因此应慎重采用60Co-γ射线对天麻粉进行杀菌消毒处理。     

辐照降解溶液及粮谷中的脱氧雪腐镰刀菌烯醇

为研究脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)在不同介质中经γ射线辐照的降解效果,以DON标准品水溶液、乙酸乙酯溶液及粮谷中自然污染的DON为对象,研究了经剂量为3~9kGy的辐照处理后DON浓度的变化,并对降解产物进行初步分析。结果表明,辐照处理可有效降低水溶液、乙酸乙酯溶液中DON标准品及大米中DON的含量。相同条件下,水溶液中DON的降解效果优于乙酸乙酯,9 kGy时,800μg·m L~(-1)的乙酸乙酯溶液中DON的降解率为27.5%,而水溶液中达到73.1%;散装大米中DON污染量为112.5μg·kg~(-1),9 kGy时降解率接近90%。m/z为373的物质可能是DON的辐照降解产物,其图谱表明,该物质在水溶液中有3个同分异构体。本研究结果为进一步深入探究DON的辐照降解产物及降解机理提供了参考。     

物化法去除糖蜜酒精废水硫酸盐效果及其产气性能的比较

糖蜜酒精废水中高浓度的硫酸盐会抑制生化处理产甲烷性能。该文采用活性炭、Ba Cl2·2H2O、Ca(OH)2及铁碳微电池法对糖蜜酒精废水中的硫酸盐进行预处理,并分析了预处理前后硫酸根及化学需氧量COD的变化,同时,也分析评价了几种方法对产气性能的影响。结果表明:在500.0 g糖蜜酒精废水中加入8.0 g活性炭,硫酸根去除率达80.0%以上,且产气性能相对最好,累计产气率可达437.3 m L/g。在500.0 g糖蜜酒精废水中,根据S元素含量和Ba SO4的分子组成比例,添加70%的化学试剂Ba Cl2·2H2O,能全部去除硫酸根,累计产气率可达483.2 m L/g,产气效果相对最好,同等条件下,添加70%的Ca(OH)2,硫酸根也能全部去除,累计产气率可达436.6 m L/g。铁碳微电池处理的糖蜜酒精废水,能有效抑制硫酸根的影响,并且可以提高废水的可生化性,累计产气率为451.0 m L/g,是对照处理293.1 m L/g的1.5倍。各处理效果的产气性能排序为70%Ba Cl2·2H2O铁碳微电池8.0 g活性炭吸附70%Ca(OH)2对照组。     

电子束辐照对乙酰甲胺磷的降解效果研究

为考察乙酰甲胺磷的辐照降解效果,以乙酰甲胺磷溶液和添加了乙酰甲胺磷的玉米糁为试验对象,研究了电子束辐照剂量、溶液初始浓度、pH值、KMnO₄用量对乙酰甲胺磷的降解效果及辐照剂量对玉米糁中乙酰甲胺磷的降解效果。结果表明,乙酰甲胺磷的降解率随着辐照剂量的增加而升高;同一辐照剂量下,降解率随着乙酰甲胺磷溶液初始浓度的增大而降低;辐照剂量为9 kGy时,乙酰甲胺磷的降解率达到最大值,初始浓度为25、50、100、150 mg·L^-1水溶液中的乙酰甲胺磷降解率分别为95.76%、94.32%、90.40%、65.60%,玉米糁中的降解率为44.05%;溶液pH值为中性条件时,乙酰甲胺磷的辐照降解效果优于酸性;KMnO₄对溶液中乙酰甲胺磷的辐照降解率具有明显影响,当辐照剂量为7 kGy时,8×10^-4 mol·L^-1的KMnO₄可使初始浓度为100 mg·L^-1的乙酰甲胺磷溶液降解率达到94.10%。本研究结果为电子束辐照降解乙酰甲胺磷等有机磷类农药残留提供了理论参考和科学依据。     

不同土地利用方式土壤温室气体排放对碳氮添加的响应

揭示不同土地利用方式下土壤N2O产生机制及其CO2和CH4的排放,有助于土壤温室气体减排措施的制定。本研究以长沙金井河流域酸性红壤上菜地、稻田、茶园和林地土壤为研究对象,控制温度和土壤含水量,采用静态培养-气相色谱法,研究4种利用方式土壤N2O、CO2和CH4的排放对不同碳氮和硝化抑制剂添加的响应。结果表明,由于土壤pH较低,酸性红壤外加氮源后仅有较小的N2O排放。葡萄糖能够促进尿素添加后N2O的排放及土壤反硝化作用N2O的排放。异养硝化作用可能是酸性红壤N2O产生的主要途径。硝化抑制剂双氰胺（DCD）对酸性红壤N2O减排无明显效果。碳氮添加后土壤N2O的总排放量表现为茶园 > 菜地 > 稻田 > 林地。外源有机碳能够显著促进4种利用方式土壤CO2的排放,表现为茶园、稻田 > 菜地、林地。但除稻田土壤CH4排放增加外,菜地、茶园和林地土壤CH4排放对外源有机碳无明显响应。