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环境科学与技术
环境科学与技术

袁道先

月刊

1003-6504

hjkxyjs@126.com；bjb@hbepb.gov.cn

027-87643502

430072

武汉武昌珞珈山八一路338号

环境科学与技术/Journal Environmental Science & TechnologyCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是由湖北省环境保护局和湖北省环境科学研究院共同主办的学术和技术类刊物，中文核心期刊，中国科技论文统计源期刊，中国科学引文数据库来源期刊和中国学术期刊综合评价数据库来源期刊。刊登环境保护领域内基础研究和应用技术研究的科研成果。
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    改性煤矸石除氟剂制备及其对氟化物的吸附规律研究

    赵丽高剑张庆魏伦行...
    1-9页
    查看更多>>摘要：中国地下水和矿井水氟化物含量超标问题较为显著，浓度通常在1～10 mg/L，严重限制了其利用途径，提高了水处理成本。由于煤矸石中含有较丰富的氧化铝，可通过改性提升其吸附除氟能力。该文以高硅、铝煤矸石为原料，负载氯化锌以高温焙烧制备改性煤矸石，结合SEM、XRF、有机元素表征分析及低温液氮吸附分析，通过单因素实验确定煤矸石的最佳改性条件，研究了其对氟化物的吸附动力学和等温吸附机制，同时进行了煤矸石毒性浸出检测。研究结果表明:煤矸石改性之后，其活性提高、内部有机成分挥发，孔隙、比表面积增加，吸附能力得到极大提升。在焙烧温度400℃，焙烧时间2h、配料比(煤矸石∶ZnCl2)为1∶0。35的改性条件下，对10 mg/L氟废水的去除率达到91。87％，其吸附容量达到了 91。87 mg/kg。改性煤矸石对F-的吸附符合准二级动力学模型和Freundlich等温吸附模型，吸附过程以物理吸附为主属于非均匀表面的多层吸附，吸附过程较易进行。颗粒内扩散在初始阶段是吸附主要控制步骤，改性煤矸石边界层对吸附过程的影响较小。改性煤矸石毒性检测结果表明煤矸石浸出毒性较小，其可作为水处理剂运用于环境中，研究结果可对实现煤矸石的高附加值利用及降低除氟成本提供理论指导。

    煤矸石改性F去除效率浸出毒性吸附动力学等温吸附

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    不同合成方法的类水滑石对磷吸附特性研究

    纳云马巍李娜刘陆...
    10-16页
    查看更多>>摘要：不同合成方法制备的类水滑石其结晶度、比表面积和孔容孔径存在差异，进而影响其吸附性能。该文采用水热法和共沉淀法制备了镁铝类水滑石(LDH-H和LDH-C)，研究了初始pH、吸附时间、初始浓度和共存离子等对吸附磷酸根的影响，拟合了吸附动力学和吸附等温模型。结果表明:LDH-H在pH为3～6时性能更为稳定;LDH-H和LDH-C对磷酸根的吸附更符合拟二级动力学方程和Langmuir吸附等温模型，属于单层化学吸附;LDH-H的吸附速率是LDH-C的7。2倍，两者对应的最大吸附容量分别为41。003 mg/g和22。179 mg/g;低浓度的共存离子(Cl-、NO3-、CO32-和SO42-)对LDH-H和LDH-C吸附磷酸根的影响较弱。结合X射线衍射、傅里叶变换红外能谱对吸附前后的材料表征结果，LDH-H吸附性能优于LDH-C的原因在于其层间离子交换作用更强。该研究可为缓解水体的富营养化和开发高效除磷吸附剂提供技术支持。

    类水滑石共沉淀法水热法吸附磷酸根

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    氧化石墨烯界面调控纳滤膜制备及性能研究

    丰桂珍方圳生胡小杰张火梅...
    17-25页
    查看更多>>摘要：为提高传统聚酰胺纳滤膜渗透性能和抗污染性能，文章以聚砜(PSF)超滤膜为基材，以哌嗪、均苯三甲酰氯为水相和有机相单体，引入氧化石墨烯(GO)作为亲水改性材料，通过界面聚合法制备氧化石墨烯复合纳滤膜(GO-PA-PSF膜)，研究GO占比对膜表面形貌、化学结构及分离性能的影响。结果表明，当GO质量分数为0。01％时，GO-PA-PSF膜表面开始出现褶皱，膜表面粗糙度、亲水性和负电性增强，其渗透通量为50。47 L/(m2·h)，对Na2SO4的截留率为98。14％，在30 h脱盐试验中保持良好的稳定性，对3种模型污染物的抗污染性能有所提升。

    氧化石墨烯界面聚合聚酰胺纳滤膜抗污染性能

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    不同改底剂与改性麦饭石协同作用下对苦草生长的影响研究

    栾知明盛又聪李世汨徐扬帆...
    26-34页
    查看更多>>摘要：该文从调节富营养化水体底质环境和沉水植物生态恢复的角度出发，系统研究并探索针对城市浅水湖泊沉水植物恢复的高效复合底泥改良剂。实验选取水环境治理常用的4种改底剂:氧化钙、过氧化钙、硝酸钙、过硫酸氢钾，联合镁元素负载改性麦饭石对污染底泥进行复合改良处理，同时结合沉水植物苦草种植生长效果综合评价不同改底剂与镁改性麦饭石组合对于苦草的生长效果的影响。结果表明，在与镁改性麦饭石复合处理过程中，氧化钙对于上覆水体中总磷及底泥氨氮的固定作用最好，但处理后水体环境对于苦草的生长具有一定抑制效果;硝酸钙处理后的水体富营养化风险较高，处理后苦草生长效果较差;过氧化钙和过硫酸氢钾进行底泥复合改良后植物生长状态较好，其中过氧化钙实验组沉水植物净重增长倍数最大，同时过氧化钙对于将富营养状态下的显著影响环境因子(底泥中氨氮、总磷、总有机碳)含量控制在适宜沉水植物苦草生长的范围内的效果优于过硫酸氢钾。过氧化钙+镁改性麦饭石复合改良底泥的措施较其他改底剂组合更适合水环境治理过程中沉水植物生态修复的底泥改良。

    苦草改底剂改性麦饭石原位修复湖泊底泥

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    Fe3O4/MoS2改性生物炭活化过硫酸盐协同单宁酸调理污泥

    李霁欧卓华曹仲关键...
    35-43页
    查看更多>>摘要：针对市政剩余污泥脱水难度大的问题，采用高铁酸钾活化法和水热法制备了 Fe3O4/MoS2改性生物炭(FeMo-BC)，将其用于活化过硫酸盐(PMS)联合单宁酸(TA)调理污泥。以污泥比阻(SRF)和泥饼含水率(Wc)为测试指标，研究了改性生物炭结构特征及用量、pH、调理时间、PMS投加量和TA用量对市政污泥脱水的影响。结果表明，热解温度550℃，水热法中载铁生物炭(Fe-BC)与钼酸钠质量比为1∶1时制备的FeMo-BC活化PMS的效率最高。在FeMo-BC投加量为100 mg/g(以TS计)、pH为4、PMS和TA用量均为40 mg/g时，搅拌调理30 min，毛细吸水时间由29。3 s降为17 s，SRF由9。77×10 11 m/kg下降为2。59×10 11 m/kg，Wc由85。68％降为70。64％。通过活性自由基捕获实验以及分析污泥调理后胞外聚合物(EPS)中蛋白质和多糖含量的变化，表明FeMo-BC活化PMS生成的高氧化性SO4-·与1O2可以有效破解污泥中胞外聚合物，降低了紧密结合型EPS(TB-EPS)的含量，TA可以进一步络合沉淀EPS中的蛋白质，降低蛋白质含量;SEM分析结果显示，经过调理的污泥絮体呈明显的破碎状，有利于提高污泥脱水性能。

    污泥脱水高级氧化改性生物炭过硫酸盐单宁酸

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    电协同Fe2+活化过硫酸盐处理偶氮染料废水的研究

    李亚峰崔可清王艺霖
    44-52页
    查看更多>>摘要：偶氮染料废水会对自然环境和人类健康产生巨大危害。文章研究电协同Fe2+活化过硫酸盐体系高效处理偶氮染料废水，以金橙G废水为处理对象，考察不同反应条件例如pH、Fe2+投加量、过二硫酸盐(PDS)投加量、电流密度等因素对处理效果的影响，采用响应曲面法优化反应条件并确定最佳反应条件下的处理效果。结果表明，在pH为3、极板间距为9 cm、电流密度为15mA/cm2、PDS投加量为6。66 mmol/L、Fe2+投加量为2 mmol/L、Na2SO4投加量为89。39 mmol/L的条件下，金橙G废水色度平均去除率为93。03％，COD平均去除率为85。80％。分析电协同Fe2+活化过硫酸盐体系起主要作用的自由基及降解机理，证实了电和Fe2+的协同作用。该研究可为电协同Fe2+活化过硫酸盐体系在偶氮染料废水处理领域的应用提供技术支撑。

    过硫酸盐金橙G废水Fe2+离子响应曲面法

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    光驱TiO2/BC复合材料高效去除水中阿莫西林

    邓娟马春辉许艳红杨迎春...
    53-60页
    查看更多>>摘要：针对水体中β-内酰胺类抗生素污染愈发严重的问题，该研究以碱改性生物炭(PBC)为前驱体，采用溶胶-凝胶法制备TiO2/BC复合材料，利用其光催化降解性能处理阿莫西林(AMX)污染废水。通过BET和FTIR对制备材料进行表征，结果表明，负载TiO2后，BET比表面积可以提高20。09倍，至110。87 m2/g，复合材料表面存在大量的含氧官能团，可提高其光催化效率。基于吸附/降解实验，探究AMX分子的光催化动力学，以及该过程的降解机制，结果表明，生物炭是提高降解性能的理想载体，所制备的PBC与凝胶配比为1∶2的TiO2/BC复合材料(TBC2)表现出较好的理化性质。Elovich动力学模型适用于模拟非均相吸附过程，TBC2处理废水过程中，2 h前以吸附作用为主，2 h后光催化降解为主要影响。光催化降解过程中，AMX分子被吸附于TBC2表面和孔隙内，为后续的自由基与非自由基降解反应创造了有利条件，且TBC2具有良好的重复利用性。该研究能够为处理β-内酰胺类抗生素废水提供一定的理论依据。

    光催化降解抗生素废水动力学降解机制

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    3种滤料组合下生物滞留池的性能和微生物群落的探究

    孙龙陈国芬雷相杰朱易春...
    61-75页
    查看更多>>摘要：针对传统生物滞留池对N、P、COD去除效率低且不稳定的问题，该文开展了改良滤料生物滞留池净化初期雨水研究。实验以90％传统滤料和5％生物炭为主体，分别添加5％木屑、5％蛭石及5％沸石形成改良滤料，依次为装置A、B、C，探讨了模拟初期雨水在改良填料中随出流时间、降雨负荷及浓度变化规律，并分析了干湿交替下改良填料对污染物去除率和滤料层中微生物群落结构的影响。结果显示，装置B渗透效果最好，对NH4+-N、TP去除效果最好。装置A和装置C对N、P、COD去除率较高，但渗透效果差，易产生溢流，其综合处理效果较装置B差。在干湿交替时间为8、11 d有利于去除TN和NO3--N，但对降解NH4+-N和COD有抑制作用。在干湿交替实验中，3个装置在门水平上存在相似分布规律，其中Proteobacteria、Actinobacteria、Patescibacteria、Bacteroidota、Chloroflexota 5种菌门相对丰度达到了 81。23％以上，而在属和种水平分类差异显著(P＜0。05)，装置B、C中存在丰度更高的优势属种。装置A、B、C中分别存在Pseudomonas_E和 Thermomonas;Thauera_A、Hydrogenophaga 和 Thermomonas;Thauera_A、Rubellimicrobium 和 Hydrogenophaga 等硝化反硝化菌属，但装置B中Thauera_A和Hydrogenophaga丰度最高，其脱氮效果更佳。

    初期雨水生物滞留池改良滤料干湿交替微生物群落

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    镉、锌、铅交互对水稻幼苗蓄积镉、锌、铅的影响

    肖彩霞杨华陈星旺李杰...
    76-86页
    查看更多>>摘要：镉(Cd)、锌(Zn)、铅(Pb)总是伴生存在于矿区土壤中，有关Cd-Zn、Cd-Pb、Pb-Zn等交互作用对植物生长及金属元素在植物体内蓄积的影响已被频繁报道，然而，关于Pb、Zn、Cd交互作用对植物生长及金属元素在植物体内蓄积的影响却鲜见报道。为此，该研究以水稻为研究对象，通过3×3×3因子的正交实验，探究Pb、Zn、Cd交互作用对水稻生长及金属元素在植物体内蓄积的影响。结果表明:单独的Cd胁迫明显抑制了水稻根的伸长，单独的Zn处理使水稻生物量增加。100。4 μmol/L Zn处理缓解了Cd对水稻幼苗根伸长的抑制作用，Cd-100 µmol/L Pb和 100 μmol/L Pb-10。4 μmol/L Zn促进根伸长，而100 μmol/L Pb-100。4 µmol/L Zn抑制根伸长。水稻幼苗中Cd、Zn、Pb含量分别随营养液中Cd、Zn、Pb浓度增加而增加，Cd-Zn对根部Cd蓄积表现为拮抗作用，而对地上部Cd蓄积却有显著的协同作用。1 μmol/L Cd-10 µmol/L Pb对根部Pb蓄积具有协同作用，10 µmol/L Cd-10 µmol/L Pb对Cd蓄积具有协同作用，而10μmol/L Cd-100 μmol/L Pb对Cd蓄积具有拮抗作用。Pb-Zn对水稻Pb积累具有协同作用，而对Zn积累具有拮抗作用。Cd-Pb-Zn共同处理下，Pb-Cd协同抑制地上部Zn积累，Cd-Pb-Zn协同促进了水稻幼苗根部Pb积累。

    水稻镉锌铅交互作用

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    橄榄果渣活性炭的制备及其对印染废水的降解

    瞿德业朱梦晨雷春妮王波...
    87-95页
    查看更多>>摘要：橄榄油生产工业产生了大量的固体废弃物——橄榄果渣(OP)，该研究利用OP作为再生前驱体，采用氢氧化钾作为活化剂处理OP，将其制成一种成本低且环保的生物吸附剂(OP-AC)，用于去除水溶液中的亚甲基蓝(MB)。通过单因素和响应面考察了改变制备过程中的固液比、活化时间、活化温度对MB吸附量和去除率的影响，通过红外光谱、扫描电镜、X射线、孔径分析仪和X射线衍射对所制备的OP-AC进行了表征。结果表明，当固液比为4∶5。8、活化时间为21 min、活化温度为527℃时，染料MB去除率最大为92。6％。通过对制备的OP-AC进行表征，其比表面积为278。832 4 m2/g，平均孔径为3。418 0 nm，总孔容为0。131 684 cm3/g，微孔占比为79。42％。OP-AC表面含有丰富的官能团，以含氧官能团为主，包括羟基、羧基和羰基等。结果表明制备的吸附剂孔隙结构发达，表面吸附位点充裕，是一种高效、环保、低成本的生物材料，可用于去除水体中的MB。

    活性炭吸附剂响应面表征印染废水

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