绑定机构
扫描成功 请在APP上操作
打开万方数据APP,点击右上角"扫一扫",扫描二维码即可将您登录的个人账号与机构账号绑定,绑定后您可在APP上享有机构权限,如需更换机构账号,可到个人中心解绑。
欢迎的朋友
万方知识发现服务平台
获取范围
  • 1 / 100
  (已选择0条) 清除 结果分析
找到 2419 条结果
[硕士论文] 汪海波
环境工程 合肥工业大学 2018(学位年度)
摘要:近年来,在陆地湖泊和海洋沉积物中均发现存在厌氧氨氧化(ANAMMOX)现象,ANAMMOX过程对全球氮素循环有很重要的影响。采矿过程产生的废水是一种非常难处理的工业废水,而人工湿地是一种较有效的修复采矿废水污染的生物处理技术。马鞍山凹山人工湿地主要用于处理采矿废水,其典型特征为富硫、富铁。虽然,前人研究表明硫酸根和Fe(Ⅲ)等会对ANAMMOX反应的效率或者类型产生影响,但是其作用过程尚未明晰。因此,本课题以凹山人工湿地为研究对象,采集新鲜湿地沉积物,预处理后以氨氮或者亚硝酸盐为不同氮源添加入沉积物中,采用乙炔抑制剂技术和添加外源水铁矿,研究了厌氧条件下在Fe(Ⅲ)作用下的氨氮氧化过程和反硝化过程。研究结果有助于进一步认识矿山区域环境的氮、硫、铁的元素循环规律及其生物地球化学作用机制,且可为利用ANAMMOX技术进行废水生物脱氮处理提供新的思路。研究结果表明:
  1、在厌氧环境下,添加乙炔抑制剂能够抑制亚硝酸盐主导的铵的厌氧氧化(N-ANAMMOX)菌活性和N2O还原过程。因此,凹山湿地沉积物中外加氮源为氨氮时,氨氮转化为氮气的过程主要是利用Fe(Ⅲ)作用下的厌氧氨氧化(Feammox)途径;外加氮源为亚硝酸盐时,存在S-ANAMMOX和反硝化过程利用亚硝酸盐产生氮气;添加氨氮和亚硝酸盐为氮源时,氮气的生成途径则比较复杂,表现为系统中N-ANAMMOX、Feammox和反硝化过程的共同作用。
  2、凹山湿地沉积物中外加硫离子和亚硝酸盐作为基质,试验结果证明了在自然湿地系统中,沉积物中存在S-ANAMMOX过程利用了硫离子作为电子供体,亚硝酸盐作为为电子受体产生了氮气的现象。
  3、添加外源水铁矿对照试验结果证明了凹山湿地富铁、富硫沉积物中Feammox过程的主要代谢产物为氮气,同时,在酸性环境下,Feammox过程会导致温室气体一氧化二氮(N2O)和NO3-的少量累积。
  4、外源Fe(Ⅲ)加入对Feammox过程有促进作用,使得Feammox过程主导的氨氮氧化速率从1.69mg(kg·d)-1增强到2.72mg(kg·d)-1,进而使得Feammox过程对氨氮氧化的贡献率从到28%增加到42%。但同时,水铁矿的加入使得ANAMMOX过程显著降低,使得湿地系统总的氨氮转化氮气量减少约25%。水铁矿矿化形成针铁矿抑制了N-ANAMMOX过程,另外,水铁矿通过促进Feammox过程争夺S-ANAMMOX过程的电子供体,从而抑制S-ANAMMOX过程。
[硕士论文] 孙兆云
工程硕士 山东大学 2017(学位年度)
摘要:拜耳法赤泥是制铝工业提取氧化铝时排出的工业废渣,大量的筑坝堆存不仅浪费土地资源,还可能对周围环境带来危害。目前赤泥的有效利用率很低,亟需建立减量化、规模化综合利用的有效途径。在查阅国内外研究动态文献资料和对山东省内赤泥堆存现状调研的基础上,研究赤泥作为路基填筑材料的工程应用和环境影响具有重要现实意义。
  通过对拜耳法赤泥的基本物理、水理和力学性质及环保指标的室内试验,分析其工程特点和环保分类。分别选取了石灰、水泥、磷石膏和复合改性材料等对其进行改性处理,通过室内试验确定最优改性处理方案,并分析强度形成与金属离子固化机理。研究结果表明,当选用复合改性材料掺量为8%时,改性赤泥的3天强度大于2.5MPa,28天强度大于4.0MPa,软化系数大于0.80,六价铬和氟化物的浸出浓度降低比例超过80%,能够满足路基填筑的技术要求。
  依托滨州北海新区园区试验路,开展改性拜耳法赤泥的工程应用研究。根据路基实际工作环境条件,采用危害物质稀释迁移模型,对试验路进行了环境风险评估,结果表明试验路建设不会对地下水产生不利影响。根据改性赤泥的材料特性和环保控制要求,提出了路基施工质量控制的技术要求。对成型路基进行了承载板、PFWD和分级FWD的定点测试,建立了赤泥路基回弹模量E0、动态变形模量Ed和弯沉值l之间的相关关系。在试验路段和对比路段分别埋设地下水监测井,对周围环境(地下水)进行长期跟踪取样与对比测试分析,试验段和对比段监测井内水样的pH值及危害物质浓度变化基本一致,长期稳定后低于Ⅲ类地下水污染物质限值,与环境风险评估结论相吻合。
  将拜耳法赤泥改性处理后用作路基填筑材料,不仅可以解决公路建设中土源严重不足的问题,而且为冶铝企业节省赤泥堆存的维护费用,具有良好的经济效益、社会和环保效益,对推动赤泥的减量化、规模化综合利用具有重要意义。
[硕士论文] 杨茗
环境工程 安徽理工大学 2017(学位年度)
摘要:本文中选取杨庄塌陷区为研究对象,在夏季时期采样,选取水样7个,土壤样12个,底泥样12个,分别测定各环境中理化性质:(1)水样:总氮、总磷、氨氮、COD、、TOC、pH、DO、T;(2)土壤:有机质、含水率、Fe2+、Mn2+、粉粒含量;(3)底泥:有机质、Fe2+、Mn2+、粉粒含量,采用GC-MS分析方法测定各环境中HCHs和DDTs浓度,运用Origin、SPSS等软件分析测定结果,简要概述HCHs、DDTs在研究环境中分布特征,采用三种分析方法:皮尔逊分析、偏相关分析、回归分析,系统研究了测定结果之间的相关性,最后得出以下结论:
  (1)δ-HCH和o,p'-DDT是水样环境的两种主要检出异构体,位于塌陷区东南区域的1、5和7号采样点,HCHs的检出浓度程度:水底上0.5m处>水深1/2处>水下0.5m处,西北区域采样点HCHs的检出浓度程度:水下0.5m处>水深1/2处>水底上0.5m处;位于西北区域的2,4,6号采样点DDTs浓度累积在下层,呈现出向下迁移的趋势。
  (2)γ-HCH、o,p'-DDT和p,p'-DDT是土壤环境的三种主要检出异构体。围绕塌陷塘的东边区域的采样点5,6、12号采样点的HCHs检出浓度累积在中层,即5-15cm的区域,西边区域9号和10号采样点HCHs浓度呈现出向下迁移的趋势,即在底层出现一个累积层位。塌陷塘由东至西采样点4、5、6、8号采样点DDTs检出浓度累积在中层,靠近煤矸石堆旁的9、11号采样点DDTs检出浓度在底层出现一个累积层。
  (3)γ-HCH、o,p'-DDT和p,p'-DDT是底泥环境的三种主要检出异构体。其中位于塌陷塘东边区域的7、8号采样点HCHs检出浓度累积在底层土,西边区域的10、11号采样点HCHs检出浓度累积在中层,其他采样点的HCHs检出浓度呈现出逐渐向下减小的趋势;塌陷塘西边区域的1、3、8、11号采样点的DDTs检出浓度累积在中层,其他号采样点均呈现DDTs检出浓度随着深度加深,浓度减小的趋势。
  (4)相关性分析中:水样环境中只有总磷、温度与HCHs间有低等程度相关性,而其他理化性质和HCHs相关程度不高。对于DDTs来说,总磷与DDTs相关性最高,呈中等程度正相关性。
  (5)偏相关分析中,有机质和土壤中HCHs相关性最高,含水率和HCHs呈负相关关系。回归分析中,得出有机质和HCHs有较好的相关性;偏相关分析中有机质与土壤中DDTs的相关性最大,呈正相关关系,含水率和DDTs呈负相关关系。在回归分析中经过一系列检验后得出有机质和DDTs有很好的的相关性。
  (6)偏相关分析中,有机质与底泥中HCHs的相关性最大,Fe2+和DDTs呈负相关关系。回归分析中,经过一系列检验,得出有机质和HCHs有很好的相关性;偏相关分析中与底泥中DDTs的相关性最大,呈正相关关系,Fe2+和DDTs呈负相关关系。回归分析中,经过一系列检验后得出有机质和DDTs有很好的相关性。
  通过研究理化性质和OCPs的相关性,研究影响OCPs在环境中浓度分布具有差异性的因素。对塌陷区复垦、生态环境修复都具有重要的意义。
[硕士论文] 周育智
环境工程 安徽理工大学 2017(学位年度)
摘要:20世纪80年代由国际科学联合会(ICSU)发起和组织的一项重大国际科学计划——国际地圈-生物圈计划(IGBP),其中,土地覆盖/土地利用(LUCC)变化对陆地生态系统碳存储以及碳循环的影响已经成为全球变化研究的热点问题。而矿区生态系统作为一个不同于自然生态系统的具有特殊结构和功能的有机整体,矿区内的生产活动(尤其是煤炭高强度开采)势必会造成矿区内土地利用方式的变动和由此引起的碳素循环失衡问题。因此,对矿区土壤有机碳、团聚体结合碳、以及矿区特殊碳循环的研究十分重要。本文选择淮南潘集矿区为研究对象,通过野外采样和室内试验相结合研究土壤有机碳、微生物生物量碳、可溶性有机碳季节变化,探讨植被类型、覆土厚度、覆土时间对土壤有机碳含量、团聚体组成的影响,旨在为潘集矿区碳循环研究提供基础数据。本文主要研究结果,如下:
  (1)东辰生态园区和潘一矿生态修复区土壤有机碳、微生物生物量碳、可溶性有机碳含量均低于周边自然土壤。潘一矿生态修复区全年有机碳含量基本上高于东辰生态园(除2015年11月),同时,还发现研究区土壤有机碳全年的变化趋势与修复区植物生长趋势基本一致。
  (2)不同覆土厚度土壤有机碳含量介于4.49-6.53g/kg,覆土较薄的地块(0-20cm)有机碳含量最高为6.53g/kg,分别比覆土20-40cm,40-60cm,40-60cm,80-100cm的地块高出23.91%、2.35%、26.31%、45.43%,这可能是由于植被类型对复垦区土壤有机碳的影响大于覆土厚度所导致的。
  (3)煤矸石充填复垦区土壤中各粒径机械稳定性团聚体组成比例均随粒级从大到小呈“W”型分布,>3.2mm粒级团聚体所占比例最大,且与其它粒级存在显著性差异(P<0.05),修复区水稳定性团聚体组成比例与机械稳定性团聚体相似。修复区土壤水稳定团聚体平均重量直径均小于对照区,分别为0.82mm和0.67mm,覆土60-80mm的地块土壤团聚体平均重量直径和几何直径均高于其它覆土厚度区,故土壤结构稳定性最优的覆土厚度在60-80cm。
  (4)修复区土壤总有机碳含量均小于对照区,分别比对照区减少了24.97%和35.10%,同时,各粒级水稳定性团聚体也小于对照区。不同覆土厚度的地块土壤平均有机碳含量的变化趋势呈单峰状,覆土40-60cm和60-80cm的地块各粒级团聚体有机碳含量均高于其它覆土厚度。
  (5)3个覆土厚度梯度下土壤胡敏酸含量的大小依次:0-20cm>20-40cm>40-60cm;土壤富里酸含量:40-60cm>20-40cm>0-20cm;土壤胡敏素含量:40-60cm>20-40cm>0-20cm。在腐殖质形成过程中,土壤有机碳、土壤含水量和全氮起到促进作用,有利于土壤腐殖质的形成。
[硕士论文] 邱增羽
环境工程 安徽理工大学 2017(学位年度)
摘要:持久性有机污染物(POPs)具有持久性、半挥发性、生物蓄积性以及高毒性,可以严重损害人类健康和环境,随着POPs污染事故的频频发生,人们逐渐认识到POPs的危害,多环芳烃(PAHs)是POPs的一种,环境中的PAHs超过一百多种,其中16种被美国环保署定义为优先控制污染物,本文以淮南潘一矿杨庄采煤沉陷区作为研究对象,以PAHs为例,采集2014年、2015年、2016年三年水体、土壤、底泥样品,分析整个沉陷区PAHs含量的时空分布特征,探讨了水体、土壤、底泥中TOC含量与PAHs的相关性,从而探究有机质对PAHs分布的影响,结果表明:
  分析2014年~2016年杨庄样品中PAHs含量发现:2015年采样前长时间降雨导致PAHs在2015年浓度最低,2014年与2016年含量相差不大,PAHs含量稳定;水体中均以3~4环物质为主,6环物质在2015年和2016年均未检出;PAHs在水域中的分布情况在不同的年份中具有差异,2014年塌陷区东侧区域浓度较高,2015年中间区域浓度较高,2016年在靠近西北方向边界处(离煤矸石地区较近)浓度较高。悬浮物中2014年∑16PAHs含量>2015年>2016年,悬浮物逐渐沉积于水体底部,近年来周围无新的污染源产生。2016年底泥中PAHs含量明显高于前两年,悬浮物已经汇集于底泥中,5环、6环含量相比水体、悬浮物有所增加;悬浮物和底泥PAHs含量较高地区均集中在采煤沉陷区东部。
  分析2016年杨庄样品的空间分布情况发现:2016年杨庄水体中PAHs浓度在79.05~239.14ng/L之间,以3~4环为主,水体PAHs分布均匀,层与层之间无明显规律,2~4环PAHs在水体的不同深度浓度变化不大,采煤沉陷区水体中的PAHs主要来自于草木、煤等物质的燃烧,在靠近煤矸石区域浓度较高。悬浮物中PAHs浓度在137.5~586.31ng/L之间,以萘、菲为主,受到低级煤以及生物质燃烧的影响较大,底层环数分布规律比较明显,3~5环PAHs垂直分布特征不明显,悬浮物流动性大,导致空间分布特征无明显规律,表层悬浮物中间浓度略高,中层东侧浓度较高,底层西侧浓度较高。土壤PAHs浓度在42.11~4152.379ng/g之间,以萘、菲、芘、荧蒽、(蘑)为主,0-5cm层PAHs浓度较低,5-10cm层浓度最高,然后随着深度的增加PAHs浓度降低;0~5cm和15~20cm土壤深度上,采样区域北侧浓度较高,在5~10cm、10~15cm土壤深度上,采样区域西南角PAHs浓度较高。底泥作为污染物最终的汇,PAHs含量最高,2016年底泥中PAHs含量在43.968~7644.210ng/g之间,菲含量最高,高分子量物质吸附于有机质上,浓度增加,垂直分布特征明显,2环、5环PAHs随着深度变化不大,3~5环PAHs随着深度的增加浓度降低;空间分布规律明显,不同层次样品均在西侧区域浓度较高,西侧有煤矸石堆,且有大面积农田土壤,受到周围煤矸石堆和土壤中PAHs的影响较大。
  水样中16种PAHs含量与溶解性有机碳相关性不大;土壤中16种PAHs的总含量与有机碳呈不显著弱相关,其中高环(5、6环)PAHs与TOC呈极显著强相关,底泥中16种PAHs含量与有机碳含量相关性很强,且不同深度的底泥样品PAHs含量与不同环数PAHs含量均与TOC呈极显著强相关。说明土壤、底泥中PAHs的分布迁移规律与有机质相关。
[硕士论文] 黄肖萌
环境科学 安徽理工大学 2017(学位年度)
摘要:采煤沉陷区是由于过量采煤,导致采空区上方出现大面积沉陷塌落,经过降雨和地下水渗透后出现大面积的水域,原先的陆生环境变成水域环境,其中的持久性有机污染物也会发生一系列的迁移转化行为。鉴于环境中的有机氯农药具有持久性和生物累积性,会在生物体内蓄积,最后危害人类健康,研究OCPs的归趋行为具有十分重要的意义。
  本文通过选取淮南市杨庄采煤沉陷区作为研究对象,通过采集杨庄沉陷区水样和底泥样品,分析其中的OCPs含量,并建立了沉积物-水稳态逸度模型,对沉陷区域γ-HCHs和p,p'-DDT的归趋行为进行了数学模拟,计算出了底泥中γ-HCHs和p,p'-DDT预测浓度,并对模型的可行性做出了分析和比较,得出以下结论:
  1、通过分析15年和16年杨庄沉陷区水体样中的OCPs含量,发现受附近煤矸石堆和泥河的影响,一些采样点位处有机氯农药含量出现偏高的情况,纵向分布基本呈现为表层水<上覆水<间隙水的规律,并且γ-HCH在两年的水样组成中均占较多比例,是HCHs的主要成分之一;p,p'-DDT在15年和16年DDTs中的占比较大,是DDTs的主要成分之一。故而选择这两个有机氯农药进行逸度模拟更有代表性。
  2、通过分析15年和16年杨庄沉陷区底泥样中的OCPs含量结果可以发现:9号、10号、11号点位(靠近泥河入口和煤矸石堆)处HCHs和DDTs浓度较其他点位高;并且纵向上呈现随着底泥深度的增加,有机氯农药含量逐渐减少的规律。
  3、水体中TOC含量分布也与周边环境有密切关系,靠近泥河流域和居民区的水域TOC含量较高。并且通过分析水体和底泥中的OCPs含量和TOC含量的相关性,发现底泥中的OCPs含量与TOC含量之间具有显著相关性,也即底泥中TOC含量越高,有机氯农药也就越高。
  4、以2016年OCPs中的γ-HCH和p,p'-DDT为例,通过实测和引用文献值等方法确定参数值,然后建立了沉积物-水两相间的稳态逸度模型,对有机氯农药在塌陷区水域环境中的迁移转化行为进行模拟计算,并将预测值与实测值进行比较,发现吻合度较好,数值偏差在一个数量级内,说明模型建立较为成功,能够反映有机氯农药在杨庄塌陷区中的迁移转化行为。
  5、通过分析计算关键性参数的灵敏度系数找出对模型影响较大的参数,并分析发现悬浮物沉降速率灵敏度系数最大,说明沉积物-水系统中悬浮物沉降对污染物向底泥迁移的过程起重要作用。
[硕士论文] 王叶杰
化学工程 浙江大学 2017(学位年度)
摘要:本文针对浙江省表面处理行业危险废物的来源、性质、管理和处置现状进行分析,对现有的管理措施和处置技术进行评价,提出相应的策略。不锈钢加工是表面处理行业重要的组成部分,浙江省是我国重要的不锈钢生产省份,酸洗废液是危险废物的主要来源。通过深入剖析不锈钢酸洗加工行业存在的环境污染问题,研究危险废物的来源、组成及处置措施,提出行业综合治理工艺方案和建议措施。采用两级吸收还原工艺可满足NOx达标排放,生产酸洗废水收集后采用“二级物化+一级氧化+砂滤”处理组合工艺对废水进行深度处理,然后回用至生产车间,实现水资源的循环利用,同时也满足一级排放要求。采用减压蒸馏发对废酸液进行酸再生回收,实现废酸液的循环再利用,减少后续中和药剂的消耗及危废的产生量。
  研发环保型酸洗抑雾剂解决酸雾、黄烟等环境问题,NOx和NO浓度瞬时浓度分别降低了85%和84%,稳定浓度降至40 mg/Nm3和18 mg/Nm3,而车间浓度降至3 mg/Nm3和1 mg/Nm3,分别下降了90%和94%;添加抑雾剂之后,酸洗液表面一直被致密的泡沫层所覆盖,除了减少酸雾的挥发之外,同时也可以减少热量的损失,良好的保温效果可以大大减少蒸汽量,提高酸洗速率。
  通过进一步开发基于双氧水的Fenton氧化绿色酸洗新工艺,彻底解决酸洗行业NOx超标,废水总氮难以达标、污泥量大等环境难题,通过回收废酸洗液中的金属制备硫酸亚铁副产品,同时实现废酸的循环利用,实现不锈钢行业的健康可持续发展。现场试验表明对常见几种不锈钢的酸洗时间为30~60min,酸洗之后钢材表面洁净且光亮,产品基本能满足相关质量要求,平均得率97.9%。结晶体主要成分为FeSO4·7H2O,结晶率大约为61.2%,镍的含量为4.99%,若除去结晶水镍的含量将远远高于5%,达到废物出售回收的要求。此时酸液中的金属浓度为17%,硫酸浓度为28%,该酸液可以直接返回到酸洗槽,通过调节HF浓度后可以继续进行酸洗。
[硕士论文] 姚萌
环境工程 长安大学 2017(学位年度)
摘要:长期露天堆放的煤矸石在风化作用下,其中污染物大量释放,易对周边环境造成污染。目前,国内外针对煤矸石的研究主要通过对其进行动态淋滤或静态浸泡实验来探讨重金属的释放机理,以及重金属释放对周边环境的影响,但涉及到干湿交替作用下煤矸石重金属的释放特征及其水文地球化学效应的研究较少。本文依托国家自然科学基金项目(41372258—风化作用下煤矸石中重金属释放的动力学过程及对土壤包气带的影响),以陕西韩城燎原矿区高硫煤矸石和桑树坪矿区低硫煤矸石为研究对象,研究干湿交替作用对高硫和低硫煤矸石中重金属释放的影响。通过干湿交替实验、浸泡实验,分析干湿交替作用湿度条件变化、浸泡液 pH、液固比、氧化还原条件变化对干湿交替过程中高硫和低硫煤矸石重金属赋存形态的变化特征和污染组分释放的影响,揭示干湿交替作用下煤矸石重金属释放的水文地球化学效应,得出如下结论:
  1.Cr与Zn在干湿过程中主要以残渣态存在于煤矸石中。交替初期,煤矸石中Cd主要以铁锰态和残渣态为主,交替后期,Cd主要以残渣态存在。Cu在交替过程中主要以有机结合态存在。煤矸石中 Pb在干湿交替循环前期主要以有机硫化物结合态和残渣态存在,后期Pb的可交换态、铁锰结合态、有机结合态及残渣态所占百分比一致。
  2.干湿交替强度越大,Cd从残渣态向可交换态、碳酸盐态、铁锰态和有机态转化程度越高,Cu从碳酸盐态向可交换态以及有机态向碳酸盐态转化比例越高,越有利于促进Pb从铁锰态和有机态向碳酸盐态转化,以及有机态向铁锰态转化,可以促进Zn从碳酸盐态、铁锰态及有机态向可交换态转化,抑制铁锰态和有机态向碳酸盐态的转化。
  3.浸泡液pH与浸出液pH成正比,与低硫煤矸石浸出液Eh成正比。浸泡液pH=2时,低硫和高硫煤矸石浸出液中不存在重碳酸盐。高硫煤矸石 Ca2+、Mg2+和 SO42-三种离子的浓度受浸泡液pH影响较大。浸泡的液固比与浸出液pH成正比,与Eh和电导率成反比,与低硫和高硫煤矸石浸出液中 Ca2+和 Mg2+浓度呈反比。氧化浸泡环境下,高硫和低硫煤矸石浸出液pH值要小于还原浸泡环境,Eh值和电导率要高于还原条件。氧化还原条件对矸石中Ca和Mg两种元素的释放影响较弱。氧化条件下煤矸石浸出液中Cl-浓度要明显大于还原条件。
  4.在干湿交替过程中,随着浸泡液 pH的增大,高硫和低硫煤矸石浸出液中 Cr、Cu和Pb的浓度逐渐减小。低硫煤矸石浸出液中重金属浓度随液固比增大而降低,高硫煤矸石相反。低硫煤矸石浸出液中Cd、Cr、Cu浓度变化受氧化浸泡条件的影响较大。5.通过质量平衡模拟结果分析得出,煤矸石一水反应系统中,矿物的溶解沉淀作用和阳离子交换作用是主要的水文地球化学作用。干湿交替第一次后,高硫煤矸石与pH=8的浸取液混合过程中水化学组分的演变,从初始溶液到最终溶液是经历石英、方解石溶解作用,白云石、黄铁矿、石膏、岩盐、高岭石沉淀作用及CaX2/NaX阳离子交换作用之后形成的。
[硕士论文] 李万鹏
地质工程 长安大学 2017(学位年度)
摘要:近年来矿山污染问题严重,露天堆放的煤矸石在长期淋滤作用下会释放大量的污染物质破坏周边环境,因此分析淋滤作用下污染物质的释放机理具有十分重要的意义。本文依托国家自然科学基金项目(41372258—风化作用下煤矸石中重金属释放的动力学过程及对土壤包气带的影响),以陕西韩城矿区的煤矸石为研究对象,研究物理条件(煤矸石粒径、土壤介质)、化学条件(煤矸石硫含量、淋滤液pH值)、风化条件(煤矸石风化程度)对煤矸石中污染物释放的影响,通过数据分析、回归分析等手段拟合求解污染物运移方程。本文结合淋滤实验,Tessier连续五步提取实验,分析重金属赋存形态转化特征,解释污染物迁移转化机理,评价了煤矸石中污染物释放的潜在生态风险。
  1.淋滤作用下煤矸石淋出液中污染物浓度普遍随淋滤次数的增加而逐渐降低,最后趋于稳定。煤矸石硫含量及淋滤液pH对钙、镁等阳离子释放影响较大,硫含量越高,离子释放速度越快;钙、镁等阳离子在pH值为酸性淋滤液淋滤下释放速率较高;硫酸根、氯等阴离子则在pH值为碱性淋滤液淋滤下释放速率较高。
  2.煤矸石的粒径、硫含量、风化程度及淋滤液的pH、淋滤的介质环境等都与重金属的释放密切相关。煤矸石的淋滤时间越长,风化程度越高,重金属的累积释放量也就越大,赋存状态的变化显著;风化作用对煤矸石中重金属释放的影响要大于化学层次上的硫含量及淋滤液pH的影响,更大于物理层次上的介质及粒径的影响。
  3.煤矸石中重金属Cd、Cu、Fe、Ni和Pb的释放呈积累状态。重金属的赋存状态受到煤矸石的风化程度、硫含量及粒径大小的影响,普遍呈现出风化程度越高、硫含量越高,重金属残渣态向其他状态转变越大。
  4.通过对剔除异常点后的各污染物释放量随时间的变化使用二次回归方程212Qx X??????进行拟合;通过拟合方程?1、?2可知,污染物的迁移速度大多呈现出前期快速减慢,中期保持稳定,后期速度略有回升。计算发现总体上粒径、硫含量及淋滤液pH的高低对重金属迁移速率影响不大,只对Cu及Cr等个别离子有影响;通过拟合方程发现硫含量越高,常量组分的迁移越快。
  5.通过RAC潜在生态风险评价发现:淋滤后煤矸石中潜在污染较高的重金属有Cd和 Cu;煤矸石中重金属的活性普遍随硫含量的增加而增加,风化后的煤矸石重金属活性程度略微弱于新鲜煤矸石;土壤介质会对重金属的释放起缓冲作用。
  6.通过 Hakanson潜在生态风险评价发现:淋滤后重金属 Ag、Cd、Fe均超过其背景值,Cd超值几百倍;煤矸石中各重金属潜在风险系数随煤矸石硫含量的增加而增加, 随风化时间的增长而降低;土壤介质存在条件下,煤矸石中各重金属潜在生态危害系数变化较为复杂,这很有可能是土壤介质起到了调节作用。
[硕士论文] 董辉华
电气工程 曲阜师范大学 2017(学位年度)
摘要:随着国家政府机构对水资源重复利用的重视程度越来越高,人民群众更加关注身边清澈的水源和纯天然的自然环境,一系列致力于建设环境友好型企业与社会的政策制度相继出现。尤其在煤炭资源的生产过程中,产生的矿井水若不被净化处理就排放,会形成矿井水污染,造成生态破坏、环境污染和其他公害,酿成的后果十分严重,带来的巨大经济损失会直接影响国民生产总值。因此,响应国家号召,加强矿井水净化处理力度,改善矿井水污染和矿区缺水的状况,保护生态环境,迫在眉睫,任重而道远。
  目前,某煤矿矿井水净化处理厂存在一系列问题,如:自动化水平不高、设备陈旧、控制系统的设计与实际生产工艺不符,以及控制系统的监控模块和通讯模块在硬件和软件设计方面存在不足等。本文在引入新技术和新理论的基础之上,对解决煤矿矿井水处理站现有的问题进行了深入的研究与探索。
  煤矿矿井水智能净化处理系统的研究,是在原有矿井水净化处理工艺系统的基础上进行创新升级。在技术上应用了包括工程管理层、现场控制层和局域监控层的现场总线控制系统的三级网络构造,对应于中央控制系统、现场控制系统、现场控制设备和仪器仪表三个层面,三者之间由信息网络和控制网络连接,实现煤矿矿井水智能化高效处理。利用西门子公司生产的S7-1200PLC创建PLC控制系统,该系统对矿井水净化处理工艺流程的各子系统进行智能化控制,监控系统设备的运行情况和工艺参数,完成整个矿井水处理系统的实时监控。通过设计模糊PID控制器,来解决自动加药系统的时变大时滞问题,同时也解决了精确性与稳定性之间最优平衡关系的问题。采用组态软件设计了优质的人机界面平台,方便操作人员远程监控与管理。
  本文对矿井水智能净化处理系统的研究与设计,减少了人工参与各个工业现场环节,优化了控制形式,进而实现煤矿矿井水处理系统的高效生产,减少人力和物力资源的浪费,节约成本,使水资源得到充分的洁净处理,达到水质利用标准。矿井水的循环使用,大大缓解了我国矿区水资源不足的情况。
[硕士论文] 胡鑫
环境科学与工程 湘潭大学 2017(学位年度)
摘要:黄铁矿等金属硫化物矿物氧化产生的酸性矿山废水(AMD),是矿产资源开发利用过程中最严重的环境污染问题之一。为了从源头控制AMD的产生,本论文介绍了一种由γ-巯丙基三甲氧基硅烷(PropS-SH)作为主体钝化剂,纳米SiO2作为“填充剂”所组成的新型 PropS-SH/SiO2(PSS)纳米复合钝化剂,采用电化学技术和生物化学浸取方法对复合钝化剂对黄铁矿的钝化性能进行测试,并研究其对黄铁矿的钝化机理。
  首先,通过SEM和静态水接触角分析不同纳米SiO2添加量对PSS钝化剂表面形貌和疏水性能的影响。结果表明,纳米SiO2的加入使得PropS-SH的表面形貌由均一、光滑变得粗糙,能看到明显团聚物且团聚物随着纳米 SiO2添加量的增加而增加,说明纳米 SiO2被包裹于 PropS-SH形成的钝化膜中。同时,纳米SiO2的加入也改变了 PSS钝化剂钝化黄铁矿表面疏水性,相较于黄铁矿原矿样品,当纳米SiO2添加量为2 wt%时,经PSS钝化后的黄铁矿样品的静态水接触角从57.79°增加到99.94°,这有利于抑制黄铁矿在潮湿环境中氧化。
  接着利用电化学和化学浸取实验研究了不同纳米SiO2添加量对PSS钝化剂抗化学氧化性能的影响。结果表明,相对于PropS-SH,经PSS钝化剂钝化后的黄铁矿电极表现出更高的开路电位(OCP)、腐蚀电位、电子转移阻抗和表面膜阻抗以及更低的腐蚀电流密度,且在纳米 SiO2添加量为2 wt%时达到最大值,说明适量纳米SiO2的加入有效提高了PropS-SH对黄铁矿的钝化效果。化学浸取实验中,PSS钝化剂对总铁和SO42-的最高抑制率同样在纳米SiO2添加量为2 wt%时获得,分别达到81.1%和80.4%。之后通过生物浸取实验对PSS钝化剂的抗生物氧化能力进行了测试,结果表明 PSS钝化剂能在微生物存在条件下,在较长时间范围内有效地抑制黄铁矿的氧化。
  最后通过XPS、FT-IR、29Si固体核磁测试对PSS钝化剂钝化前后的黄铁矿进行了表征。推导出 PPS对黄铁矿的钝化机理如下:在水与酒精存在条件下, PropS-SH水解产生硅醇,硅醇分子相互发生缩聚反应生成Si-O-Si键,形成致密的网状结构。网状结构中的硅醇基团继续与纳米 SiO2表面的羟基反应生成Si-O-Si键将纳米SiO2交联在网状结构中形成PSS钝化剂。最后,PSS钝化剂与黄铁矿表面的羟基反应生成Fe-O-Si键,在黄铁矿表面形成一层致密的钝化膜。
[硕士论文] 肖舒
生态学 中南林业科技大学 2017(学位年度)
摘要:锰矿开采和冶炼常产生大量的尾渣和尾泥,严重污染周边环境,湘潭锰矿废弃地是湖南省重金属污染较为严重的区域之一。锰矿废弃地植被修复可促进矿区生态环境的改善和经济的可持续发展,选择合适的树种、并采取合理的土壤基质处理措施,对锰矿废弃地进行植被恢复至关重要。本研究采用尾泥、尾渣、尾渣∶尾泥3∶1、尾渣∶尾泥2∶2、尾渣∶尾泥1∶3和对照土6种不同处理方式的土壤作为植物生长基质,选用栾树(Koelreuteria paniculata)、木荷(Schima superba)和马尾松(Pinus massoniana)3种树种作为修复树种,进行锰矿废弃地植被修复盆栽试验。一个生长季后,采用收获法测定植物体内锰含量、地径、树高和生物量等,并测定土壤的理化性质变化情况,以研究锰矿废弃物的不同混合比例对植物生长的影响及不同树种对废弃地土壤的修复效果。得到了以下主要研究结果:
  (1)不同混合基质土壤理化性质:
  ①矿区废弃物中尾泥、尾渣和对照土的容重分别为1.64、1.44和1.37 g·cm-3,pH值分别为5.55、8.01和5.00,混合基质的pH值随着尾渣含量的增加而升高。
  ②矿区尾泥、尾渣及其混合物的砂粒和粗粉粒含量显著高于对照土(p<0.05),粘粒含量显著低于对照土(p<0.05),但不同比例混合基质的各粒级土壤含量之间差异不显著(p>0.05)。
  ③6种不同处理的基质土壤中全N含量差异不显著(p>0.05);全P和速效P含量差异显著(p<0.05),且全P,尾泥>尾渣∶尾泥1∶3>尾渣∶尾泥2∶2>尾渣∶尾泥3∶1>尾渣>对照土;而速效P,尾渣∶尾泥2∶2>尾渣∶尾泥1∶3>尾渣>尾泥>对照土>尾渣∶尾泥3∶1;全Mn和有效Mn含量均显著高于对照土(p<0.05),全Mn含量,尾渣>尾渣∶尾泥3∶1>尾渣∶尾泥2∶2>尾渣∶尾泥1∶3>尾泥>对照土;有效Mn含量,尾渣∶尾泥1∶3>尾渣∶尾泥2∶2>尾渣∶尾泥3∶1>尾渣>尾泥>对照土。
  (2)锰尾矿土盆栽实验植物生长状况:
  ①盆栽实验中,栾树的存活率最高,木荷次之;马尾松最低,不适于锰矿废弃地的植被恢复。
  ②不同基质处理方式下栾树的地径增量、木荷的树高生长量差异显著(p<0.05),栾树地径增量在对照土、尾渣∶尾泥2∶2和尾渣∶尾泥3∶1中均显著大于尾泥及尾渣∶尾泥1∶3中的地径增量;木荷的树高增长量只在尾渣∶尾泥2∶2中显著大于其它处理方式。
  ③采用地径增量、高增量、叶生物量、细根生物量4个指标,通过聚类分析可以将植物分三类,第Ⅰ类,生长良好的植物占20.9%,第Ⅱ类,生长中等的植物占33.3%,第Ⅲ类,生长最差的植物占45.8%。
  (3)锰尾矿土盆栽实验植物生物量和生产力:栾树的生物量和生产力最大,木荷次之,马尾松最小。栾树生物量和生产力在尾泥和尾渣∶尾泥1∶3组的生物量较低,而在尾渣∶尾泥2∶2、尾渣∶尾泥3∶1组较高,接近对照组栾树生物量。木荷生物量在尾渣、尾泥及其混合基质中差异不大,但均低于对照组。马尾松的存活率和生物量都非常低,在尾渣∶尾泥1∶3组的生物量与生产力均大于尾渣组,但都小于对照组。说明栾树和木荷是很好的矿区植被恢复树种,但马尾松不适合。
  (4)重金属Mn在盆栽实验植物中的富集和转移:栾树、木荷在尾渣和尾泥及其混合基质中的Mn吸收量均大于对照组;在混合基质中,随着尾泥含量的增加,木荷对Mn的吸收量增高,而栾树对Mn的吸收量变化不明显;马尾松对锰的富集量较小,与它的存活率有关。除对照组外,木荷的生物富集系数高于栾树和马尾松,具有很强的Mn富集能力,且在尾泥中最强。混合基质中,栾树对Mn的富集能力随着尾泥含量的增加而增强;对体内重金属Mn的转移能力强,在尾渣组具有最强的转移能力;木荷在各处理组的转移系数均小于对照组,木荷在尾泥中具有最强的转移能力;马尾松在存活的各处理组中的转移系数也都小于对照组,马尾松在尾渣中具有最强的转移能力。
[硕士论文] 王靖
环境工程 湘潭大学 2017(学位年度)
摘要:选矿废水所含的污染物主要有持久性重金属离子、浮选药剂及油污、固体悬浮物等,若不经治理直接排放,将会对选矿厂厂区周边及下游地区的农田、河流、土壤、湿地等产生破坏性影响,并最终危害人类健康。因此,有必要在不引入二次污染的前提下,选择合适的工艺对选矿废水进行深度处理,并综合考虑投资费用、占地面积、运行成本等因素,最大程度去除选矿废水中的COD及重金属,改善选矿厂周边的环境,为我国选矿废水处理提供工艺选择和理论参考。
  混凝沉淀法是选矿废水处理最常用的方法,该工艺能有效去除选矿废水中的重金属,但对选矿废水中的COD去除效果甚微。研究拟先采用混凝沉淀法对选矿废水进行预处理,后采用物理吸附法或化学氧化法对选矿废水进行深度处理;三维电解法可同步去除选矿废水中的COD和重金属,可采用该方法直接处理选矿废水原水。在综合比较上述工艺对选矿废水的处理效果、运行成本及稳定性的条件下,选出最适合的处理工艺及工艺参数。
  研究表明:当采用混凝沉淀预处理-物理吸附法时,在废水初始pH值为10.0,混凝剂FeCl3投加量为50 mg·L-1,絮凝剂PAM投加量为30mg·L-1,混凝反应时间为15 min,活性炭投加量为3.0 g·L-1,搅拌时间为2.0 h的条件下,选矿废水中的COD浓度降至96.26 mg·L-1,重金属铅浓度降至0.38 mg·L-1,仍达不到排放标准。
  当采用混凝沉淀预处理-化学氧化法时,在混凝沉淀处理条件相同,曝气量为5.0 m3·h-1,臭氧浓度为10.0 mg·L-1,氧化时间为60 min的条件下,选矿废水中的COD浓度降至68.16 mg·L-1,重金属铅浓度降至0.38 mg·L-1,不能使选矿废水达标排放,且此时的运行成本高达7.08元·t-1,远高于企业承受能力,需进一步探究新的处理工艺。
  当采用三维电解法时,研究采用的装置为实验室自主研发的新型“回”形三维电解装置,在电解电压为20.0 V,电流密度为40 mA·cm-2,极板间距为4.0 cm,初始pH值为5.0,Fe2+浓度为0.18 mmol·L-1,粉末活性炭投加量为20 g·L-1,曝气量为0.4 m3·h-1,电解时间为45 min的条件下,选矿废水中的COD浓度及重金属铅浓度分别降至32.67 mg·L-1和0.18 mg·L-1,达到并优于排放标准,此时的运行成本为5.7元·t-1,相对于传统三维电解法其处理效率提升了25%,运行成本仅为传统三维电解处理工艺的75%。
  三维电解法能持续、稳定地同步去除矿废水中的COD及重金属,具有广阔的应用前景。
[硕士论文] 蔡冬梅
生态学 华中农业大学 2017(学位年度)
摘要:砷是一种有毒重金属,通过食物链在生物体内富集,对人体及其他生物造成严重危害。在水和土壤环境中,As(Ⅲ)比As(Ⅴ)移动性更强,且不易被吸附除去,对于人体而言,亚砷酸盐的毒性比砷酸盐大,因此,As(Ⅲ)的氧化不仅影响砷的生物有效性和毒性,而且还会影响到砷在水体和土壤中的形态、迁移和转化,以及环境砷的修复效果。天然含铁锰矿具有电荷零点低、反应活性强、孔隙率高等特点,是As(Ⅲ)的天然氧化剂,在我国矿藏丰富,是一种有开发利用前景的砷污染修复环境材料。
  本课题采用实验室批量法研究天然铁锰矿氧化和吸附As(Ⅲ)的动力学特点,探讨不同因素对天然铁锰矿氧化As(Ⅲ)的影响,揭示含铁锰矿/水界面氧化和吸附As(Ⅲ)的原位动力学过程及其作用机制。主要结论如下:
  (1)对3种天然锰矿和2种合成锰矿理化性质的研究表明,3种天然含铁锰矿(编号1-3)的Mn/Fe比(31.94、4.88、2.2)和电荷零点(3.5-6.4)差别较大,而其锰氧化度(3.4-3.8)和pH(6.8-7.0)相差不大;人工合成酸性水钠锰矿(编号4)的MnO2含量和锰氧化度大于钙锰矿(编号5),而电荷零点和pH值趋势相反。2种人工合成锰矿比表面积相比于3种天然含铁锰矿的比表面积、孔容及平均孔径都要大,尤其是两类锰矿的孔容相差6倍左右。
  (2)采用批量法实验研究了含铁锰矿氧化As(Ⅲ)的动力学特点及其影响因素。结果表明,对As(Ⅲ)的氧化能力依次为:4号酸性水钠锰矿(70.2%)>1号低铁锰矿(49.2%)>3号高铁锰矿(32.8%)>2号中铁锰矿(26.8%)>5号钙锰矿(24.1%),对As(Ⅲ)的吸附能力依次为:4号酸性水钠锰矿(58.18%)>5号钙锰矿(50.42%)>3号低铁锰矿(40.62%)>2号中铁锰矿(36.45%)>1号高铁锰矿(29.74%)。随着pH(6-7.9)的增大,铁锰矿对As(Ⅲ)的氧化性增强。
  (3)采用现代波谱技术,分析了天然含铁锰矿/水界面氧化As(Ⅲ)的作用机制。XRD图谱分析表明,铁锰矿氧化吸附前后并没有生成新的晶型物质。FTIR分析发现,铁锰矿吸附前后,在856 cm-1处出现了M-O-As的伸缩振动,表明其表面形成了砷酸盐。应用XPS分析表明,铁锰矿在氧化吸附As(Ⅲ)过程中锰元素将As(Ⅲ)氧化成As(Ⅴ),而锰元素则由Mn(Ⅳ)还原成Mn(Ⅲ)/Mn(Ⅱ);铁元素价态并未发生变化,说明在铁锰矿氧化吸附As(Ⅲ)过程中Mn起到氧化作用,而Fe仅起着吸附作用,从而进一步促进锰氧化物氧化As(Ⅲ)。
  (4)通过探讨吸附砷的解吸特性研究了天然含铁锰矿的再生性。结果表明,三种解吸剂解吸能力依次为NaOH>NaHCO3>NaCl,其中NaOH的解吸率达到了59%~94%,表明吸附砷的铁锰矿有一定的再生性。
  (5)研究了反应体系中添加Na4P2O7对2号天然锰矿(中铁)和5号钙锰矿氧化As(Ⅲ)的影响及其机制。结果表明,溶液中存在Na4P2O7时,对As(Ⅲ)的氧化有促进作用,氧化率分别提高了1.31倍和2.67倍,这是由于溶液中Na4P2O7的络合了氧化还原反应过程中矿物表面生成的Mn(Ⅲ),形成Mn(Ⅲ)-Pyrophosphate返回到溶液中,继而提供更多的氧化吸附位点,在很大程度上促进了氧化反应的继续进行。
[硕士论文] 尹建云
化学工程 重庆大学 2017(学位年度)
摘要:不锈钢酸洗废水中常含有较高浓度的硝酸、氢氟酸及铁、铬、镍等金属离子。采用减压蒸酸法回收硝酸和氢氟酸的过程中会产生大量难以处理回收的金属盐结晶。本文采用分步沉淀法对金属结晶的化浆母液进行处理,分类回收金属离子,并利用得到的金属沉淀合成Ni-Zn铁氧体。实验研究了Ni-Zn铁氧体的烧结过程中的晶体生长动力学及焙烧温度和烧结时间等因素对Ni-Zn铁氧体的软磁性能的影响规律。通过实验得到以下结论:
  ①采用黄钠铁矾法回收化浆母液中Fe3+,并利用中和沉淀法回收Cr3+和Ni2+。实验结果表明,在反应温度为90℃、反应初始pH=1.5、添加晶种量为10 g/L、反应2.5 h后,母液中的[Fe3+]从30 g/L降到5 g/L,Cr3+和Ni2+的损失率分别为27.14%和13.72%。对除Fe3+后的滤液分步沉淀回收Cr3+和Ni2+,Cr3+和Ni2+回收率分别为72.86%和68.38%。
  ②采用焙烧与氧化浸出法对黄钠铁矾进行除杂预处理。实验结果表明,550℃的焙烧温度可破坏黄钠铁矾的晶体结构,并在反应温度为60℃、固-液比为1:3的条件下对焙烧渣浸出反应60 min,黄钠铁矾中的杂质离子Cr6+浸出率为99.10%,浸出渣满足合成铁氧体的要求。
  ③根据库钦斯基烧结模型对Ni-Zn铁氧体烧结过程中的晶体生长动力学进行了研究。实验结果表明,烧结过程中坯体的孔隙表面能降低是晶体长大的原动力。晶粒生长过程中晶粒之间的孔隙不断缩小成晶界,在原动力推动下晶界不断扩大,最终晶界尺寸大于晶粒直径发生融合。
  ④采用VSM对Ni-Zn铁氧体坯体性能进行表征。结果发现,随着保温烧结时间的延长和烧结温度的升高,坯体的剩余磁感应强度(Br)和矫顽力(Hc)降低,饱和磁感应强度(Bs)升高。1200℃下烧结4 h,坯体的Bs=87.75 A·m2·kg-1、Br=1.078 A·m2·kg-1、Hc=0.595 kA·m-1,Hc与市售高频Ni-Zn铁氧体 NXO-10的矫顽力(Hc=0.59 kA·m-1)接近,优于NXO-20的矫顽力(Hc=0.79 kA·m-1)。
[硕士论文] 刘琪
化学工程与技术 湘潭大学 2017(学位年度)
摘要:铊作为一种剧毒且是人体内非必需的稀有重金属元素,其对生物体乃至环境都有非常大的危害作用,在自然界中,主要是以较为稳定的Tl+形式存在于水体中,目前,仅在我国报道有独立的铊矿床存在。铊在生活中的应用非常广泛,但其毒性却不容小觑。共沉絮凝法是通过加入一些化学药剂而达到去除废水中杂质的目的;吸附法则是利用具有吸附效果的吸附剂将废水中的杂质由液相转移至固相;离子交换主要是通过杂质离子与表面带有相同电荷的离子交换树脂进行离子交换而达到净化的目的。
  本文主要是分别采用共沉絮凝法,吸附法,离子交换三种方法去除废水中的铊。共沉絮凝法是以湖南省某钢铁冶金烧结烟气脱硫含铊废水为研究对象,研究了Na2S,Na2CO3,聚丙烯酰胺(PAM)对废水中铊的去除,且结合废水中铊的去除率及经济成本确定最优药剂配比;吸附法则是以模拟含铊废水为研究对象,通过一系列的吸附实验,探讨了铊(Ⅰ)在粉末活性炭上的吸附行为和主要影响因素,并且对吸附动力学,吸附热力学进行了初步研究。离子交换法亦是以模拟含铊废水为研究对象,对其主要影响因素进行了考察,找出了最佳处理条件。
  研究结果如下:采用共沉絮凝法处理1L钢铁冶金烧结烟气脱硫含铊废水的药剂最优配比为3 mL质量分数为10%的Na2S溶液,5 g无水Na2CO3固体0.5 mL质量分数为1%的絮凝剂PAM,絮凝剂可加速絮状物的沉降;采用活性炭吸附去除废水中的铊宜在碱性条件下进行,吸附平衡时间为2 h,吸附动力学研究结果表明活性炭吸附铊的行为更符合Lagergren伪二级动力学模型,等温吸附线研究表明Freundlich模型能比Langmuir模型更好地描述活性炭吸附铊的行为,吸附热力学的研究结果表明活性炭吸附铊是自发进行的反应,该过程放热,因此,宜在低温条件下进行吸附实验,溶液中共存离子的存在会严重影响活性炭对废水中铊的吸附,且去除率随着共存离子浓度的增加而大幅度降低;采用阳离子交换树脂去除废水中的铊宜在偏碱性条件下进行,平衡时间为1.5 h,当废水中初始铊离子浓度低于1 mg/L时,使用阳离子交换树脂可将废水中的铊全部去除,溶液中的共存离子对离子交换树脂除铊的影响较大,另外,离子交换树脂除铊是一个吸热反应,因此,适当升温有利于阳离子交换树脂对铊的处理。经济性分析研究结果表明,采用共沉絮凝法不仅处理效果优于吸附法及离子交换法,且所需成本远远小于吸附法及离子交换法。
[硕士论文] 杜晓丽
环境工程 华中农业大学 2017(学位年度)
摘要:重金属吸附材料一直是环境科学的研究重点,其中针对典型吸附材料铁氧化物、锰氧化物的研究较多。天然含铁锰矿集合了铁氧化物、锰氧化物的特性,对重金属具有很好的去除效果,且资源广泛,具有非常好的应用前景,但目前对含铁锰矿性质及对重金属去除机理的研究较少。本文以天然含铁锰矿、合成的铁氧化物、锰氧化物及铁锰二元复合氧化物作为研究对象,采用XRD、FTIR、TG、XPS、扫描电镜等技术手段对材料进行成分分析、矿物学及表面化学表征,并研究了材料对重金属(铅、锌、镉、铬、砷)的吸附效果,分析了不同因素对含铁锰矿吸附砷的影响,再结合对吸附砷前后材料的表征,探讨了含铁锰矿吸附砷的机理。主要结论如下:
  1.采用XRD、FTIR分析技术发现,供试10种天然含铁锰矿均含有软锰矿、磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿,其中碳酸锰矿还含有特有物质菱铁矿和菱锰矿。通过扫描电镜观察材料形貌特征发现,天然含铁锰矿以块状形式存在为主,表面较光滑,吸附砷后有小颗粒吸附在块状表面;而合成矿物颗粒较小,排列疏松,比表面积相较于天然含铁锰矿而言要大幅增加。
  2.采用TG分析技术发现,10种天然含铁锰矿及人工合成的铁氧化物、锰氧化物在47℃、260℃、590℃时质量减轻幅度较大,分别造成湿存水、结晶水、结构水的损失,同时物质结构遭到破坏。而人工合成的铁锰二元复合氧化物主要在300℃之前损失质量。
  3.采用Tessier5步顺序提取法分析铁、锰形态发现,天然含铁锰矿中Mn主要以可氧化态、可还原态和残渣态的形式存在,含量分布分别是18%20%、11%~21%和59%~68%; Fe主要以残渣态的形式存在,含量约占95%,但残渣态不具备氧化As的能力。因此,含铁锰矿在对砷的吸附氧化过程中,Fe主要起吸附作用,而Mn则起到氧化作用。此外,在10种天然含铁锰矿中, Ca、As含量与铁、锰各形态含量显著相关,但与Fe、Mn含量无关。
  4.研究供试材料对5种重金属的吸附实验发现,10种天然含铁锰矿对Pb的吸附能力最强,平均去除率为92.17%,其次为As,平均去除率为61.60%,碳酸锰矿对As的吸附能力最弱,去除率仅有15.54%,但对Zn和Cd具有较好的吸附能力,其去除率分别为66.93%、42.62%。人工合成的铁锰二元复合氧化物对Pb、Cr、As的吸附能力都很强,平均去除率依次为97.25%、99.34%、99.98%,对Zn、Cd的吸附能力却很弱,平均去除率依次为67.61%、53.85%。人工合成的铁氧化物和锰氧化物对Pb、As的吸附量很高,对Zn、Cr、Cd的吸附量随氧化物种类不同而有较大差异,表现出选择性吸附。含铁锰矿对Cr的去除率与材料比表面积及Fe含量显著正相关,与锰的氧化度显著负相关;As去除率与材料比表面积及Fe含量显著正相关。
  5.采用实验室批处理实验发现,含铁锰矿材料吸附砷符合Freundlich等温吸附方程。吸附动力学分析结果表明,前4h含铁锰矿与砷溶液反应迅速,至12h时反应达到平衡。
  6.采用XRD、FTIR、XPS对吸附砷前后的矿物材料进行分析,结果表明,在吸附过程中,Mn作为氧化剂将As(Ⅲ)氧化成As(Ⅴ),而Mn则由Mn(Ⅳ)还原成Mn(Ⅱ),反应过程中Fe的价态并未发生变化,说明在含铁锰矿吸附As(Ⅲ)过程中Mn起到氧化还原的作用,而Fe仅参与吸附反应,促进提高含铁锰矿对As(Ⅲ)b的去除。
[硕士论文] 李海彬
公共管理 云南财经大学 2017(学位年度)
摘要:我国是一个矿产资源大国,对矿产资源的开发和利用历史悠久,我国的一部分地区实现经济快速发展与矿产资源的开发和利用密不可分,因此,矿区成为了这些地方的特有地区,磷矿开采业在工业总产值中的比重虽然不高,但是磷矿开采和工业化过程中的资源耗费率高,浪费问题突出,大量磷矿石资源被消耗的同时还造成了矿区周围大气粉尘污染、当地水系和土壤污染,从而出现了生态破坏,且范围大、周期长,影响矿区群众生产生活的同时也给地方政府形象造成了不良影响。随着党的十八大的胜利召开,生态文明建设首次纳入社会主义建设“五位一体”的总布局,面对资源约束趋紧的现实,作为技术密集型和资本密集型的磷矿资源企业,如何在实现矿区发展的同时保护好磷矿区生态环境,引起了众多专家学者、政府部门的高度关注。
  本研究以典型磷矿区----昆明市晋宁区为例,以各涉矿乡(镇、街道)及云南磷化集团有限公司为研究样本,把公共管理、多中心治理和可持续发展理论作为研究基础,广泛深入的调研了当前晋宁磷矿区在开采过程中对生态环境面临的严峻形势和突出问题,深入了解了晋宁磷矿区在生态环境治理上所开展的工作和取得的成效,分析研判了存在的问题及原因,并有针对性的提出了解决问题的对策和建议。针对晋宁磷矿区生态环境治理,提出如下建议:建立健全法律法规,整合规范管理机构;破除体制障碍,创新管理制度;破解资金瓶颈,保证治理成效;大力发展矿区循环经济。
[硕士论文] 高天宇
环境科学 华中农业大学 2017(学位年度)
摘要:表生环境中含砷黄铁矿氧化导致砷的释放,而其也会进一步使释放的As发生吸附与氧化还原反应,进而影响As(Ⅲ,Ⅴ)的形态及晶体内As的释放、迁移与转化,然而晶体内As对黄铁矿与As的相互作用过程的影响尚不明确。本论文考察了晶体内的砷对黄铁矿与As(Ⅲ,Ⅴ)在不同条件下相互作用过程的影响机制。
  采用水热法合成含砷黄铁矿,分析了结构内As对黄铁矿晶体结构、化学组成、形貌和表面理化性质的影响,考察了缺氧和有氧环境下As(Ⅴ)、As(Ⅲ)与含砷黄铁矿的氧化还原过程及As含量和pH的影响。初步明确了As在黄铁矿结构中的位点、价态、含量以及含砷黄铁矿与As的相互作用机理及其影响因素,得到如下结论:
  1、FeSO4、CS(NH2)2与单质S0水热反应可制备纯相黄铁矿(Apy0),当体系中添加NaAsO2,调控As/Fe摩尔比为0.10和0.22,所得黄铁矿晶体内砷含量分别为4.4wt.%(Apy5)和9.9wt.%(Apy10)。As主要以As(Ⅲ)和As(-Ⅰ)分别置换黄铁矿晶体中的Fe(Ⅱ)和S2(-Ⅱ)。XPS结果显示,在Apy5中,As(Ⅲ)和As(-Ⅰ)的相对百分含量分别为76.6和17.2%;在Apy10中,As(Ⅲ)和As(-Ⅰ)占总As相对比例分别为91.0和8.0%;在Apy5和Apy10表面都有少量As(Ⅲ,Ⅴ)-O,占总As相对比例分别为2.4、3.8%和0.5、0.5%。Fe(Ⅲ)含量随着As掺杂量增加而升高。结构内含As显著提高矿物表面Fe(Ⅲ)的含量并降低黄铁矿的结晶度。
  2、缺氧条件下,黄铁矿与As(Ⅴ)反应产物有S0、SO42-和针铁矿,As(Ⅴ)还可在针铁矿表面形成双齿双核配体或沉淀。反应过程中,结构内As进入溶液的途径主要为As(-Ⅰ)被氧化成As(Ⅲ)的溶出以及结构坍塌导致晶格中As(Ⅲ)的释放。因晶体内含As使得Fe(Ⅲ)含量增加进而加速电子转移,促进了黄铁矿的氧化,生成的S0、SO42-和晶体内As释放的百分比也随之增加。As(Ⅴ)还原速率随着pH上升而略呈上升趋势,在pH为3.0-6.0的酸性体系中,随着pH上升,晶体表面的Fe(Ⅲ)为主要氧化剂参与含As黄铁矿的氧化,As(Ⅴ)和少量新生成的As(Ⅲ)主要吸附在固相产物表面。在pH为7.0-11.0的中性及碱性体系中,反应以As(Ⅴ)氧化含砷黄铁矿为主。随着pH增加,As(Ⅴ)的氧化能力显著提高。当反应体系pH由3.0上升至7.0和11.0时,Apy10晶格内As的释放率由34.1%分别上升至41.5%和56.8%,含砷黄铁矿表面有变褐铁矾和针铁矿生成。有氧条件下,O2可加速含砷黄铁矿的氧化,S0、SO42-以及释放的As(Ⅲ)的稳定浓度都显著上升,矿物表面的针铁矿有助于As的固定。
  3、缺氧条件下,含砷黄铁矿与溶液中As(Ⅲ)的反应过程中,含砷黄铁矿与溶液中As(Ⅲ)反应过程中少量As(Ⅲ)被氧化生成As(Ⅴ),As(Ⅴ)完全释放到溶液中。含砷黄铁矿表面缺陷位点上的Fe(Ⅲ)与H2O发生相互作用生成·OH和H2O2,随着砷掺杂量的提高,·OH的稳定浓度和H2O2的最大浓度逐渐上升,促进了As(Ⅲ)的氧化。有氧氛围,体系中As(Ⅴ)的平衡浓度,SO42-和单质S0平衡浓度显著提高,·OH和H2O2产生途径主要为含砷黄铁矿表面缺陷位点上的Fe(Ⅲ)与H2O的相互作用和O2的还原。酸性条件下,溶液中的·OH可通过类Fenton机理转化产生,H2O2是重要的中间产物;而碱性条件下,H2O2则直接参与含砷黄铁矿的氧化。
[硕士论文] 史蔓蔓
微生物学 华中农业大学 2017(学位年度)
摘要:锑(Antimony)是一种剧毒的类金属,锑中毒会导致人体心肌衰竭、肝坏死等疾病。自然界中有些微生物能够通过氧化毒性强的Sb(Ⅲ)至毒性弱的Sb(Ⅴ)来解毒。本课题组前期发现在锑氧化型细菌Agrobacterium tumefaciens GW4中Sb(Ⅲ)的氧化是锑氧化酶AnoA催化的酶促和H2O2介导的非酶促锑氧化共同组成的,但对于AnoA表达的调控机制还尚未阐明并且目前微生物Sb(Ⅲ)压力下的响应机制也尚未报道。本论文开展了菌株GW4在不加锑与加50μM Sb(Ⅲ)条件下的比较蛋白质组研究,然后利用分子生物学技术研究锑氧化酶AnoA的调控机制,并分析了锑压力下的代谢路径。
  通过蛋白质组学和质谱测序鉴定得到21个加锑差异表达蛋白质均上调表达,根据KEGG功能分类,分别属于锑氧化及外排、碳代谢、脂类代谢、氨基酸代谢及膦酸酯代谢和磷酸盐转运等。其中,我们发现在加锑条件下磷酸盐转运蛋白PstS2的上调表达,前期报道PstS蛋白受磷酸盐调控蛋白PhoB的调控。PhoB为全局性调控蛋白,我们推测磷酸盐调控系统可能与Sb(Ⅲ)氧化存在相关性。
  基因组分析发现菌种GW4有两套磷酸盐调控系统。将位于砷基因岛上一套命名为1,该基因簇中的磷酸盐调控蛋白基因phoB1位于磷酸盐转运系统pstBACS1的下游,方向相反;将远离砷基因岛的另一套命名为2,该基因簇中的磷酸盐调控蛋白基因phoB2位于磷酸盐转运系统pstBACS2的下游,方向相同。本论文主要结果如下:(1)通过报告基因融合实验,我们检测到GW4中的磷酸盐调控蛋白基因phoB1受Sb(Ⅲ)诱导效果不明显,但phoB2能够受Sb(Ⅲ)显著诱导;(2)在加Sb(Ⅲ)条件下检测菌株GW4、GW4-△phoB1、GW4-△phoB2、GW4-△phoB1/phoB2中锑氧化酶基因anoA的酶活,结果发现较野生型GW4中anoA的酶活相比,缺失phoB2基因anoA的酶活性受到明显的抑制,phoB1基因的缺失使anoA的酶活性略有下降,而双敲除株GW4-△pho B1/phoB2中anoA酶活几乎丧失;(3)对各个菌株进行生长和锑氧化实验结果表明,单敲除株在50μM Sb(Ⅲ)浓度下生长、锑氧化均不受影响,GW4-△phoB1/phoB2双敲菌株在不影响生长的情况下锑氧化效率明显降低;(4)对各个菌株在加Sb(Ⅲ)条件进行胞内H2O2含量测定,结果显示GW4-△phoB1中H2O2含量较GW4显著升高,GW4-△phoB2中H2O2含量极显著升高,互补株均回复表型。这些结果表明单敲除株氧化速率没有降低很可能是由于H2O2发挥了Sb(Ⅲ)氧化作用;而双敲除株中H2O2含量虽比野生型高,但仍低于GW4-△phoB2,并不足以弥补anoA的作用,因此氧化速率减慢;(5)细菌单杂交和EMSA等方法证明PhoB1、PhoB2能够与anoA启动子区DNA在体内和体外相互作用,并确定了结合位点。以上结果表明,磷酸盐调控蛋白PhoB1与PhoB2均对锑氧化酶基因anoA有一定的调控作用,但是PhoB2的调控作用更强。
  该研究阐明了菌株GW4中锑氧化酶基因anoA的调控机制,并解析了异养型细菌对锑的压力响应机制,为利用微生物进行锑污染治理具有十分重要的理论价值。
  (已选择0条) 清除
公   告

北京万方数据股份有限公司在天猫、京东开具唯一官方授权的直营店铺:

1、天猫--万方数据教育专营店

2、京东--万方数据官方旗舰店

敬请广大用户关注、支持!查看详情

手机版

万方数据知识服务平台 扫码关注微信公众号

学术圈
实名学术社交
订阅
收藏
快速查看收藏过的文献
客服
服务
回到
顶部