【摘 要】
：
由于在制药、医疗等行业中抗生素的过度使用,我国正面临着严重的环境抗生素污染。长期滥用抗生素的直接后果就是污染土壤、水源、食物,甚至产生耐药基因,对人类健康和生态系统造成长期且不可逆的损害。本研究采用绿茶合成纳米零价铁/铜（GT-nZVI/Cu）活化过硫酸盐（PS）增强电动力学（EK）修复磺胺甲恶唑（SMX）污染土壤。研究了阳极电解液类型、PS浓度和电压梯度对SMX降解的影响。评价了SMX污染土壤的
论文部分内容阅读
由于在制药、医疗等行业中抗生素的过度使用,我国正面临着严重的环境抗生素污染。长期滥用抗生素的直接后果就是污染土壤、水源、食物,甚至产生耐药基因,对人类健康和生态系统造成长期且不可逆的损害。本研究采用绿茶合成纳米零价铁/铜（GT-nZVI/Cu）活化过硫酸盐（PS）增强电动力学（EK）修复磺胺甲恶唑（SMX）污染土壤。研究了阳极电解液类型、PS浓度和电压梯度对SMX降解的影响。评价了SMX污染土壤的去除效率和含量、土壤理化性质和电耗的变化,并分析了体系中SMX的降解机理。研究的具体结论如下:（1）在GT-nZVI/Cu活化过硫酸盐联合EK修复中,GT-nZVI/Cu悬浮液被创新性地用作阳极电解液,并向其中加入PS或H2O2。当电压为0 V/cm,采用单独GT-nZVI/Cu活化PS时,SMX去除率为36.87%。在未被GT-nZVI/Cu激活的情况下,PS仅能去除63.42%的SMX。与H2O2催化相比,PS活化具有更高的电流、电渗流和SMX的去除效率。由于SO4·-具有比·OH更短的半衰期、更远的迁移距离及选择性,添加PS的实验效果优于H2O2。（2）当采用电压为2 V/cm,阳极液为1.5g/L GT-nZVI/Cu悬浮液和0.1 mol/L Na2S2O8的最佳工艺时,SMX的去除率最高可达94.09%,能耗为297 k W·h·t-1。在GT-nZVI/Cu悬浮液中添加PS,有效地避免了GT-nZVI/Cu因黏附和失活而造成的损失。反之,当PS作为阳极电解质并向其中投加GT-nZVI/Cu时,SMX的平均去除率只有85.68%。（3）1.5 g/L GT-nZVI/Cu悬浮液作为阳极电解液可以作为活化剂促进PS的激活和分解。然后在体系中投加0.1 mol/L Na2S2O8显著提升了电渗流和SMX去除率。对于同等浓度的GT-nZVI/Cu悬浮液,投加0.1 mol/LPS溶液比0.05 mol/LPS更能够加速GT-nZVI/Cu的腐蚀速率,促使更多SO4·-和·OH生成并提高其运输效率。在GT-nZVI/Cu活化过硫酸盐联合EK修复工艺中,施用2 V/cm的电压梯度显著提高了电流强度,导致电解质电解反应速率增强和电渗流增多。高电压梯度对水分运输有积极作用,促进了土壤溶液的迁移,S2O82-迁移能力较强。电场作用下的电动力学效应增强,电化学氧化强烈,加速促进了SMX的去除。（4）电场作用促进了GT-nZVI/Cu活化PS产生的活性自由基SO4·-和·OH在土壤中迁移,能够与SMX充分接触。S2O82-能够在整个土壤室内迁移,最终在阴极电解室中积累。SO4·-和·OH也对强疏水性有机物SMX进行了原位化学降解,显著增加去除效率。当阳极液pH小于2时,GT-nZVI/Cu的溶解加快,产生更多的Fe2+和Cu2+。随着GT-nZVI/Cu活化PS的持续分解,SO4·-和·OH协同氧化降解SMX,从S1到S5的土壤截面展现了从85.86%到99.07%的良好降解效果。（5）GT-nZVI/Cu活化过硫酸盐增强EK技术对土壤室各采样点的表层、中层和底层区域均可实现有效修复。各层采样点的平均C/C0依次分别为94.11%、90.95%和95.10%。中层残留污染物浓度普遍较高,底层土壤的去除率不显著低于表层土壤。底层土壤区域SMX减少归因于底部较高的含水率和电渗透运输。而上层水分蒸发和含水率降低导致了SMX的吸附能力减弱,能够向中层土壤迁移和累积。
其他文献
随着城市居民生活水平的不断提高和社会产业工业化比重的不断增加,污水处理厂污水排放量增大,同时污泥产量加大。据统计,目前我国每年排放的污泥量约为2200万吨（含水率按照80%计算）,并且我国污泥量正在每年约以10%～15%的速度增长。同时我国拥有数量庞大的废弃农作物秸秆资源,产量大约每年可以达到7亿吨,但是因为缺乏合适的处理措施,达不到秸秆的有效利用。目前我国秸秆的主要处置办法是焚烧和堆放,对于大量
世界能源格局深化变革,具备高渗透率特点的可再生能源发电已经成为能源革命的大趋势。然而,由于可再生能源的间歇性、波动性和随机性,给电网的安全稳定运行带来了前所未有的挑战。因此,大力发展以可再生能源为主的直流微电网并配备相应的储能单元已成为可行的解决方案,本文针对含混合储能的光伏直流微电网中的各单元控制策略进行深入研究,提出一种稳定可靠的控制策略为直流微电网实际应用提供有力支撑。首先,建立直流微电网系
在当下社会发展阶段,随着光伏并网的规模及数量不断地增加,以光伏发电为主的微电网逐渐引起了研究者的重视。基于以上背景,本文依托临沂市某县的厂区2.8MWp分布式光伏发电增容项目,搭建了光伏-储能电池系统并对其进行能量管理,结合改进后的粒子群算法验证其对能量管理改进和经济效益提升的可行性。主要研究工作如下所示:本文首先结合该项目所应用的光伏电池板和变压器,阐述了微电网中光伏,蓄电池及逆变器三大模块的结
近年来,全球温室效应日益严重。N2O作为除CO2、CH4外的第三大温室气体,对全球变暖有极其重要的影响。另外,我国作为农业大国,农业废弃物产量巨大,为响应国家可持续发展战略提出的生态农业理念,将农业废弃物制成生物炭还田是一项有效举措。施用生物炭是实现N2O减排的一种潜在方法。然而,生物炭性质依不同制备原材料、温度、方法而有差异,其对反硝化过程和N2O排放的影响及机理尚不清楚。为探明未改性（BC）和
反渗透和离子交换法常用于处理低浓度硝酸盐废水,对这种方法产生的浓度更高的硝酸盐废水进一步处理是行业的技术难题,因此开发处理高浓度硝酸盐废水技术一直是科研人员努力的方向。近年来,溶析结晶法在无机化合物的结晶领域逐渐得到应用,与物化法相比,溶析结晶法可以将目标污染物结晶析出,而非简单的转移或浓缩;相较于生物法处理高浓度硝酸盐废水,溶析结晶法具有无需外加碳源,受低温影响较小且溶析剂可以回收利用的优势,溶
水是人类生存和发展不可或缺的资源,但由于我国淡水资源短缺问题比较严重,在区域和时间的分配上呈“南多北少,东多西少、春夏多秋冬少”的特点。为了有效解决我国水资源越来越严重的供需矛盾问题,一系列跨流域的长距离调水工程应运而生。管路发生事故停泵、阀门快速关闭等情况时,产生的停泵或关阀水锤易导致输水管路的严重故障。为防止长距离重力流输水工程水锤发生,减少水锤危害。以山西省引黄入晋工程某段为例,建立了水力瞬
在经济高速发展且资源短缺的今天,各种稀有资源的回收利用相当重要。近些年来,碘、铯的需求量逐年增加,是重要的战略资源,在国际市场上均属于紧俏物资且价格昂贵。碘可用于制备催化剂、动物饲料、制药等;铯作为稀有碱金属常应用于航空、医药、能源、化学等方面。盐湖资源中含有较为丰富且未被高效利用的碘、铯资源,因此盐湖卤水中碘、铯资源的高效分离对解决资源短缺问题十分关键。电控离子交换技术（Electrochemi
地下水与人类的生活息息相关。地下水一旦遭到污染,会对自然环境带来较大危害。岩溶水资源是地下水资源的重要组成部分,在我国城市供水中占有重要地位。山西省是我国岩溶地下水分布面积最广的北方省份,然而,近些年来,山西省众多岩溶泉域内水环境状况发生了巨大改变,各种问题日益突出。龙子祠泉是山西省19处岩溶大泉之一,是临汾市的重要水源地。近几十年来,由于泉域内水体质量呈下降趋势,在一定程度上影响了泉域内的居民生
近几十年来,化石燃料燃烧、化肥使用和畜牧业发展等人类活动使得大气氮沉降量持续增加,导致土壤酸化、养分流失、水体污染等一系列环境问题,从而制约了陆地生态系统的碳氮循环等重要生态功能;煤矿开采活动对生态环境和土地资源造成了极大破坏,而复垦过程中采用的工程措施进一步导致了土壤有机质含量低、结构性差、微生物活性低等问题。生物炭具有比表面积大、孔隙结构发达、表面官能团丰富、吸附能力强等特性,可以有效改善土壤