生物改性玉米秸秆处理溢油污染水体的研究

为了减少石油泄漏对环境产生的严重污染和能源损失,采用固态发酵技术和生物酶技术开发出新的生物改性过程制备溢油吸附剂。采用XRD、BET、SEM手段表征改性玉米秸秆,同时,对吸附剂的投加量(0.1~0.5 g)、初始原油量(5~30 g)以及吸附动力学进行了研究。结果表明,两种改性技术均能降低秸秆的结晶度和比表面积,黑曲霉改性玉米秸秆的吸油量为14.28 g·g~(-1),纤维素酶改性玉米秸秆吸油量在25 g·g~(-1)左右,与原材料(吸油量为4.89 g·g~(-1))相比,吸油效果均有明显提高。改性秸秆对原油的吸附在60min可达到吸附平衡,吸附动力学与准二级动力学模型较好地拟合。利用生物酶和固态发酵技术改性的玉米秸秆是一种高效、环境友好型油污吸附剂。     

高铁酸钾/高锰酸钾改性生物炭对Cd2+的吸附研究

为增强生物炭对Cd的吸附性能,以600℃制备的酒糟生物炭(BC)为原料,采用K_2FeO_4和KMnO_4氧化活化的方式制备改性生物炭,分别标记为BCFE和BCMN,采用全自动比表面积和孔隙度分析仪(BET)、电子显微镜-能谱仪(SEM-EDS)对改性前后酒糟生物炭的性质进行分析,并探究改性生物炭对Cd~(2+)的吸附效果。结果表明,添加K_2FeO_4和KMnO_4可有效地将Fe和Mn负载到生物炭上,分别在生物炭表面生成铁氧化物与锰氧化物。BCFE的总官能团含量分别是BC和BCMN的1.8倍和1.5倍,BCFE的含氧官能团与芳香性结构更为丰富。K_2FeO_4和KMnO_4改性显著提高了生物炭的比表面积,3种材料比表面积表现为:BCFE(2 302.0m~2·g-1)BCMN(521.3 m2·g-1)BC(245.9 m2·g-1)(P0.05),BCFE的比表面积分别是BC和BCMN的9.4倍和4.4倍。吸附试验结果显示,当达到吸附平衡时,3种材料对Cd~(2+)的吸附量大小表现为BCFE(7.46 mg·g-1)BCMN(5.61 m2·g-1)BC(1.46 m2·g-1)(P0.05)。3种生物炭对Cd~(2+)的吸附动力学模型均符合准二级动力学模型,吸附速率由快至慢排序为:BCFEBCMNBC;吸附等温模型均符合Langmuir模型,吸附过程为单分子层吸附,最大吸附量(Qm)表现为:BCFEBCMNBC。因此,K_2FeO_4和KMnO_4改性处理显著改善了生物炭的结构,提高了对Cd的吸附能力,且K_2FeO_4改性效果明显优于KMnO_4。可见,经K_2FeO_4改性的生物炭具有较好的吸附潜力,可作为Cd废水处理的有效材料。     

改性泡桐树叶吸附剂对水中铅和镉的吸附特性

分别采用酸、碱、巯基乙酸3种化学方法对泡桐树叶粉末进行改性,利用扫描电镜(SEM)和傅立叶变换红外光谱(FTIR)对泡桐树叶吸附剂结构特性进行表征,研究了其对水中Pb2+和Cd2+的吸附行为。结果表明:吸附剂用量为3 g·L-1,温度25℃,溶液pH为5时,3种改性方法制得的泡桐树叶吸附剂4h内都能达到吸附平衡,吸附过程可以用准二级吸附动力学模型描述。NaOH-乙醇改性的泡桐树叶(MPPA No.1)较未改性的泡桐树叶(UMPPA)对Pb2+和Cd2+的吸附能力得到明显提高,Pb2+、Cd2+平衡吸附量分别为15.38 mg·g-1和14.71mg·g-1,对Cd2+的吸附速率较Pb2+快。UMPPA表面平展光滑,改性MPPANo.1表面粗糙呈蜂窝状,MPPANo.1比表面积为3.124 m2·g-1,较UMPPA增大150%。泡桐树叶主要含有羟基、羧基、酰胺等活性基团,有利于对Pb2+和Cd2+的吸附,经NaOH-乙醇改性的泡桐树叶对水中Pb2+和Cd2+有更好的吸附性能。     

生物质改性吸附材料的制备工艺优化及对氨氮的吸附特性

为探究农业生物质再利用方法,以香蕉皮为原料,通过化学改性制备改性吸附剂,去除水中的氨氮。通过对比实验选择Na OH作为改性剂对香蕉皮粉末进行改性,单因素实验探讨了改性剂浓度、改性时间、原材料粒径及固液比对制备过程的影响及最佳制备工艺参数,结果表明:香蕉皮粉末粒径为100~120目,以0.2 mol·L~(-1)的Na OH水溶液作为改性剂,以10 g·L~(-1)的固液比,对香蕉皮粉末改性20 min为最佳的制备条件,在此条件下制得的改性吸附剂产率为64.83%。扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、BET法测定比表面积及孔径分析结果显示,材料经改性后,表面孔道结构和官能团的变化有利于吸附氨氮。利用制得的材料吸附不同浓度的氨氮废水,并对实验结果进行等温拟合分析,Langmuir拟合结果表明改性香蕉皮吸附剂对水中的氨氮具有较高的吸附容量(qm=16.051 mg·g-1),优于沸石和活性炭,Freundlich拟合结果表明材料吸附氨氮属于较易发生的吸附(1/n=0.681)。研究表明,改性香蕉皮对氨氮具有较高的吸附容量,优于沸石和活性炭,对氨氮的吸附较易发生。     

杨木活性炭的一步法制备工艺研究

以杨木锯末为生物质原料,氯化锌为活化剂,采用氯化锌与生物质直接混合的一步法工艺制备生物质基活性炭。以亚甲基蓝吸附值为指标,采用单因素实验法研究活化剂与原料质量比、活化温度、升温速率以及活化时间对活性炭吸附性能的影响。确定较优的一步法制备活性炭工艺条件为:活化剂与原料质量比2.5∶1,活化温度500℃,升温速率15℃·min-1,停留时间40 min,亚甲基蓝吸附值为212 mg·g-1。对活性炭进行红外光谱、比表面积和扫描电镜,结果表明,该条件下制得的活性炭含有羟基和羧基等利于吸附的官能团,并具有丰富的孔隙结构,BET比表面积达2 866 m2·g-1。     

生物炭和乙醇改性生物炭对铜的吸附研究

为研究生物炭和乙醇改性生物炭的特性及其对铜的吸附能力,选取小麦秸秆为原料,在300、450、600℃条件下热解制备生物炭,用于研究乙醇改性生物炭的产油率、生物炭和乙醇改性生物炭的表面官能团变化、亲水性能及其对Cu~(2+)的吸附特性。结果表明:乙醇改性生物炭产油率随热解温度升高而增加。生物炭和乙醇改性生物炭不同温度接触角范围为122.6°~89.3°和96.0°~68.7°,乙醇改性生物炭亲水性明显高于未经改性生物炭。生物炭和改性生物炭对Cu~(2+)的吸附符合二级动力学模型,生物炭吸附速率常数达1.535 g·mg~(-1)·h~(-1),乙醇改性生物炭为1.073 g·mg~(-1)·h~(-1)。二者对Cu~(2+)的等温吸附过程符合Langmuir等温吸附模型,生物炭和乙醇改性生物炭最大吸附量分别为44.3 mg·g-1和41.7 mg·g-1,说明使用乙醇萃取生物炭生物质油后,仍能保持90%左右的Cu~(2+)吸附效率。     

竹材制备醋酸乙烯载体活性炭

以竹节为原料,采用磷酸法制备醋酸乙烯载体活性炭.探讨了温度、浸渍比和硝酸改性对载体活性炭的表观密度、醋酸吸附量和醋酸锌吸附量的影响,并对其孔结构和表面化学结构进行表征.结果表明,随着温度和浸渍比的升高,载体活性炭的醋酸吸附量、比表面积、微孔容积呈先升后降的趋势,而醋酸锌吸附量则呈相反趋势;硝酸改性有助于表观密度和醋酸锌吸附量的提高;N2吸附等温线表明,竹节活性炭具有发达的微孔和大孔结构;Boehm滴定和TG-MS分析表明,载体活性炭具有羧酸根和酚羟基表面官能团.在较优的工艺条件下制得载体活性炭的醋酸吸附量、醋酸锌吸附量、比表面积和微孔容积分别为527.5 mg·g-1,70 g.L-1,999.0 m2·g-1和0.468 cm3·g-1.     

木质纤维素/蒙脱土纳米复合材料对Hg(Ⅱ)的吸附性能

以木质纤维素和蒙脱土为原材料,采用插层复合方式制备木质纤维素/蒙脱土纳米复合材料(LNC/MMT)吸附剂,研究其对Hg(Ⅱ)离子的吸附和解吸性能。结果表明:该吸附剂对Hg(Ⅱ)有较好的吸附能力,在Hg(Ⅱ)溶液初始浓度为0.8mmol·L~(-1),吸附时间为120min,吸附温度为50℃,pH值为4时,吸附量达到最大79.32mg·g-1;在研究的浓度范围内,吸附过程符合伪二级动力学模型,吸附平衡符合Langmuir模型。采用0.3mol·L~(-1)的HNO3作为解吸剂,在解吸时间为30min、解吸温度为30℃时解吸量达到最大66mg·g-1。循环再生试验证明所制备吸附剂的重复使用性能良好。进一步结合SEM、EDX和FTIR分析了该吸附剂对Hg(Ⅱ)的吸附和解吸的机理。     

壳聚糖交联改性荔枝皮小球对Cr（Ⅵ）的吸附研究…

以NaOH改性的荔枝皮和壳聚糖为原料,在适当的吸附时间、搅拌速率和pH条件下,采用滴加成球的方法制备一种新型的重金属吸附剂——壳聚糖交联改性荔枝皮小球。通过其对Cr(Ⅵ)的吸附试验,研究了Cr(Ⅵ)溶液初始浓度、初始pH、吸附时间、壳聚糖交联改性荔枝皮小球的投加量对吸附量的影响;通过吸附动力学、吸附等温线、扫描电镜和红外光谱研究其吸附机理。结果表明:(1)壳聚糖交联改性荔枝皮小球对Cr(Ⅵ)的吸附最佳条件为:初始浓度为120 mg/L,初始pH值为1,吸附溶液体积与壳聚糖交联改性荔枝皮小球投加量的比是100 m L∶0.2 g,吸附时间为240 min。(2)通过吸附动力学研究,发现其符合准二级动力学模型,基本符合准一级动力学模型。(3)通过吸附等温线研究,发现其符合Langmuir等温吸附模型,属于单分子层,在室温下,最大的吸附量可达到108.7 mg/g。(4)扫描电镜结果显示壳聚糖交联改性荔枝皮小球吸附前比吸附后表面粗糙,孔隙多。(5)通过红外光谱分析得出,壳聚糖交联改性荔枝皮小球中含有壳聚糖与改性荔枝皮中绝大多数的官能团,起主要吸附作用的官能团是羟基和酰胺基。     

花生壳与花生壳生物炭对镉离子吸附性能研究

将花生壳(PS)改性制备成花生壳生物炭(PSB),研究了吸附时间(10~5760min)、吸附剂用量(0.1~5g)、镉离子溶液初始pH值(1~8)和浓度(10~800 mg·L-1)等因素对Cd2+去除效率的影响;利用场发射扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)与模型拟合分析,探讨了PS和PSB的吸附性能与机理。实验结果表明,PS和PSB是优良的生物质基吸附材料;pH为5.0、Cd2+溶液浓度为10mg·L-1、吸附剂添加量为4 mg·mL-1时,PS的去除效率为93.33%,PSB的去除效率为99.51%;吸附容量分别可达26.88 mg·g-1、28.99mg·g-1;Freundlich与Langmuir吸附模型均能较好地描述PS和PSB对Cd2+的等温吸附过程,以Freundlich模型略优。SEM电镜扫描和FTIR图谱分析表明PS和PSB对镉的吸附主要为多分子层的表层络合吸附:SEM分析表明PS和PSB在吸附Cd2+以后表面具有大量的颗粒附着物;FTIR分析表明PS与PSB吸附镉的主要机理为络合反应,PS参与络合反应的主要官能团为-CHO、-C=O、-OH和-P=O,PSB参与络合反应的主要官能团为-C=C-、-C≡C-、-C≡N和-OH等官能团。     

基于多源遥感数据的大连新港海域溢油诊断

利用MODIS和Radarsat-2遥感数据对大连新港2010年7月16日的海上溢油信息进行提取分析,经过预处理的MODIS遥感数据,采用波段运算提取出溢油信息。较高分辨率的Radarsat-2数据经过几何校正、滤波等预处理,根据溢油的特点采用纹理分析法提取出边界明显的溢油信息,并与MODIS的溢油结果进行比较分析,排除MODIS图像上的非溢油信息,实现两种数据的优势互补。利用ArcGIS 9.3软件分别对2010年7月18日的MODIS数据和2010年7月19日的Radarsat-2数据提取出的溢油区域进行面积计算,其结果分别为174km2和198 km2与中国海监船的报道相符合,说明了此方法的可行性。     

舟山港船舶溢油事故风险评估研究

国内海上油运的迅速发展将导致船舶溢油事故风险逐年增大,科学的船舶溢油事故风险评估作为船舶溢油事故防控工作的重要方面也越来越受到重视。通过对我国以往船舶溢油事故的综合分析,借助国内外溢油事故数据和科学的评估方法,对舟山港的溢油事故发生概率和溢油量进行了预测和评估。得出的结论和建议将为船舶溢油事故应急能力建设提供参考和初步依据。     

普通荧光谱图法鉴别海上溢油研究

溢油鉴别是确定海上溢油事故污染源的重要的科技手段。采用普通荧光光谱法对16种油品的谱图信息进行提取鉴别。实验结果显示,对于不同种类的油品,由于其荧光光谱谱图信息相差较大,使用普通荧光光谱法很容易就可以区分开;而对于同一类型油品,由于其组分特征相似,荧光光谱的特征峰数目及其峰谷位置相近,鉴别起来存在一定困难。因此,在实际操作中可以考虑将普通荧光光谱法作为溢油鉴别程序中的初选步骤。     

长江河口内溢油轨迹的数值模拟研究

构建了海洋与溢油模型相耦合的长江河口的溢油轨迹预报系统,海洋模型能较好模拟该海域的表层流场;溢油模型采用拉格朗日和随机游走的油粒子追踪法,可快速预测油粒子的漂移扩散轨迹和扫海面积。研究表明,大潮时溢油的油粒子的分布范围和扫海面积均比小潮时刻大,在南支溢出的油粒子会漂移到南、北港和南、北槽,对生态环境危害最大,会影响陈行和青草沙两大水库取水口,并对中华鲟和九段沙湿地保护区产生潜在的生态危害;在北支溢出的油粒子主要分布在北支水道和两岸,如果溢油点位于上段会倒灌进南支水道,将会产生较大的生态危害;在南港溢出的油粒子会漂移到南北槽,不会对两大水库和中华鲟保护区产生危害,但会对九段沙保护区造成潜在的危害;在北港溢出的油粒子则会漂移到崇明岛外海,且扩散范围很大,只对中华鲟保护区造成危害。     

The fate of amoco cadiz oil

The Amoco Cadiz oil spill (223,000 metric tons) of March 1978 is the largest and best studied tanker spill in history. Of the total oil lost, 30,000 tons (13.5 percent) rapidly became incorporated into the water column, 18,000 tons (8 percent) were deposited in subtidal sediments, 62,000 tons (28 percent) washed into the intertidal zone, and 67,000 tons (30 percent) evaporated. While still at sea, approximately 10,000 tons of oil were degraded microbiologically. After 3 years, the most obvious effects of the spill have passed, although hydrocarbon concentrations remain elevated in those estuaries and marshes that were initially most heavily oiled.     

海洋溢油对天然渔业资源损害司法鉴定程序与评估方法

近年来，海洋溢油事故频发，海洋溢油不可避免地对天然渔业资源造成巨大损害，如何正确、合理、快速地评估海洋溢油事故对天然渔业资源损害成为国内外关注的焦点。然而此类案件在司法实践中存在司法与鉴定、评估之间缺乏有机衔接的问题，为此，本文在总结已有文献和标准的基础上，结合课题组相关工作和典型司法实践，提出了一套易操作的海洋溢油对天然渔业资源损害司法鉴定程序与评估方法，以促进海洋溢油事故天然渔业资源损害鉴定评估工作的规范化。     

基于实时环境动力验证的溢油三维应急决策系统研究

通过环境动力数据采集技术、溢油预测检验技术及应急决策三维技术实现一整套溢油应急决策系统.该系统通过ZigBee网络技术,将多功能航标船上的环境数据采集单元的实时数据传输至VTS服务器.服务器运行有环境动力预报模型、溢油模型、环境动力数据验证模型和虚拟现实仿真模型.该系统将实时环境动力数据引入验证模型,将会极大提高海事管理人员的决策准确性及应急能力.     

Long-Term Effects of an Oil Spill on Populations of the Salt-Marsh Crab Uca pugnax

A spill of fuel oil at West Falmouth, Massachusetts, in 1969, contaminated contiguous salt marshes with up to 6000 micrograms of oil per gram (ppm) of wet mud and affected local populations of Uca pugnax. Directly related to high-sediment oil content were reduced crab density, reduced ratio of females to males, reduced juvenile settlement, heavy overwinter mortality, incorporation of oil into body tissues, behavioral disorders such as locomotor impairment, and abnormal burrow construction. Concentrations of weathered fuel oil greater than 1000 ppm were directly toxic to adults, while those of 100 to 200 ppm were toxic to juveniles. Cumulative effects occurred at lower concentrations. Recovery of the marsh from this relatively small oil spill is still incomplete after 7 years.     

模糊环境下的海上溢油应急选址模型

针对海上环境的复杂性和不确定性,为了合理选择海上溢油应急服务设施点,从最大覆盖选址问题进行研究,构建了基于三角模糊数的最大覆盖模型,并给出模型的具体算法．结果表明,该模型对解决模糊环境下的海上溢油应急服务设施点布设是有效的．     

Oil spills: method for measuring their extent on the sea surface

It is difficult to estimate the area affected by an oil spill at sea, the degree of coverage by oil pollutants within the affected area, and the quantity of pollutants involved. Estimates of volumes and flow rates are based on estimated changes in areal extent of the spill. Uncertainties in measurement of area degrade the accuracy of estimating other parameters. To resolve this problem, available stock components have now been assembled into a system that yields repeatable, economical measurement of the areal extent of oil spills at acceptable levels of accuracy. The system comprises overflights with a thermal infrared imaging system, densitometric color enhancement of the infrared images, and automatic digital planimetry of the areas of specified image densities.