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吉林大学学报（地球科学版） 2021年第4期51卷 1224-1230页

作者：赵勇胜李彧吉林大学新能源与环境学院长春130021 吉林大学石油化工污染场地控制与修复技术国家地方联合工程实验室长春130021

为了解决微米铁的重力沉降问题,提高微米铁修复地下水Cr(Ⅵ)污染的原位修复效果,本文利用黄原胶对微米铁进行改性,并通过沉降实验探究改性微米铁浆液的稳定性,同时选择Cr(Ⅵ)作为目标污染物,探究黄原胶改性微米铁去除地下水Cr(Ⅵ)污染... 详细信息

为了解决微米铁的重力沉降问题,提高微米铁修复地下水Cr(Ⅵ)污染的原位修复效果,本文利用黄原胶对微米铁进行改性,并通过沉降实验探究改性微米铁浆液的稳定性,同时选择Cr(Ⅵ)作为目标污染物,探究黄原胶改性微米铁去除地下水Cr(Ⅵ)污染的降解能力。实验结果显示:当黄原胶的投加质量浓度分别为0.0、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、6.0 g/L时,改性微米铁浆液的悬浮稳定性逐渐得到加强,在5 h沉降实验结束时,对应的相对分光光度值分别为0.05、0.25、0.46、0.57、0.65、0.73和0.87;黄原胶具有抑制微米铁吸附Cr(Ⅵ)的能力,其可促进Cr(Ⅵ)的还原,提高Cr(Ⅵ)的去除率;随着黄原胶投加质量浓度的增加,对应的Cr(Ⅵ)去除率分别为33.4%、41.2%、47.4%、51.1%、53.0%、63.9%和64.1%;6.0 g/L黄原胶改性的微米铁浆液具有最佳的悬浮稳定性,黄原胶的投加提高了微米铁的反应活性,但当黄原胶投加质量浓度超过3.0 g/L时,其对Cr(Ⅵ)的去除率没有显著提高;黄原胶投加质量浓度越大,黄原胶的缓冲作用就越明显。

关键词：地下水改性微米铁黄原胶 Cr(Ⅵ) 污染修复

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水源地周边土壤重金属分布特征及潜在风险-以深圳市为例

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中国环境科学 2022年第6期42卷 2734-2743页

作者：周睿秦超任何军赵妍吉林大学石油化工污染场地控制与修复技术国家地方联合工程实验室吉林长春130021 深圳市环境科学研究院广东深圳518022

以深圳市水源地周边三种不同类型土壤(赤红壤､红壤､水稻田土)为研究对象,选择具有较高环境含量且毒性较强的Zn､Pb､As为目标,探究其在三种土壤剖面淋溶层､淀积层和母质层(A、B和C层)中的分布特征及赋存形态,同时分析重金属含量､赋存形态... 详细信息

以深圳市水源地周边三种不同类型土壤(赤红壤､红壤､水稻田土)为研究对象,选择具有较高环境含量且毒性较强的Zn､Pb､As为目标,探究其在三种土壤剖面淋溶层､淀积层和母质层(A、B和C层)中的分布特征及赋存形态,同时分析重金属含量､赋存形态与土壤理化性质的相关性,并利用潜在生态危害指数法和潜在迁移指数法从重金属全量和赋存形态两个角度对土壤重金属的生态风险水平进行评估.结果表明:土壤重金属Zn､Pb､As在三类土壤各层中含量较高,但均低于当地土壤环境质量背景值,重金属含量受当地土壤成岩母质影响较大.形态分析表明三种重金属在三类土壤中均以残渣态为主,但红壤中可还原态Pb含量较高,在低pH时易转化为弱酸可溶态,而后释放并迁移.相关性分析表明Zn､Pb的全量与有机质含量呈极显著正相关,可还原态Zn与pH呈显著正相关,Pb和As的弱酸可溶态与可还原态显著正相关,黏粒和粉粒含量对Pb和As的形态分布造成不同程度的影响.三种重金属潜在生态危害级别均为轻微,对水源地安全潜在生态风险影响较小;重金属迁移能力大小在不同土类中依次为红壤土>赤红壤>水稻田土,元素本身迁移能力强弱依次为Zn>As>Pb;赤红壤和水稻田土A层Zn迁移能力最强,B层As最强,C层Zn､Pb､As均较弱;红壤中A层迁移能力Zn最强,B层Zn､Pb､As均较强,C层Zn､Pb､As均较弱.

关键词：土壤类型重金属含量赋存形态生态风险潜在迁移能力

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零价铁基可渗透反应墙技术治理Cr(Ⅵ)污染地下水的研究进展

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安全与环境学报 2023年第11期23卷 4143-4151页

作者：徐慧超乔华艺赵勇胜张慧吉林大学新能源与环境学院长春130012 吉林大学石油化工污染场地控制与修复技术国家地方联合工程实验室长春130012

可渗透反应墙(Permeable Reactive Barrier,PRB)技术原位处理污染地下水是地下水治理领域的重要研究方向之一,以零价铁为填料的PRB在去除Cr(Ⅵ)污染地下水时具有显著优势。归纳总结了零价铁基PRB治理Cr(Ⅵ)污染地下水的反应机理,包括还... 详细信息

可渗透反应墙(Permeable Reactive Barrier,PRB)技术原位处理污染地下水是地下水治理领域的重要研究方向之一,以零价铁为填料的PRB在去除Cr(Ⅵ)污染地下水时具有显著优势。归纳总结了零价铁基PRB治理Cr(Ⅵ)污染地下水的反应机理,包括还原(主要作用)、吸附、共沉淀、微生物作用和铁腐蚀,并指出目前存在的反应性差和沉淀堵塞问题。硫化改性、双金属改性、负载碳材料和材料复配增强了零价铁对Cr(Ⅵ)的反应性能。耦合微生物菌(Cr(Ⅵ)还原菌、铁还原菌和硫酸盐还原菌等)治理方法由于更加绿色而受到越来越多的关注,但需注意微生物生长堵塞问题。电动治理技术强化了PRB被动捕获污染羽的能力并增强了PRB寿命。介绍了零价铁基PRB的渗透性能,并考虑水文地质条件、副反应以及二次污染等问题,以对未来研究做出展望,为零价铁基PRB技术治理Cr(Ⅵ)污染地下水的研究与应用提供参考。

关键词：环境工程学可渗透反应墙零价铁六价铬地下水

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海泡石改性土-膨润土泥浆阻截墙阻截地下水重金属阳离子污染

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吉林大学学报（地球科学版） 2023年第5期53卷 1549-1559页

作者：赵勇胜戴贞洧吉林大学新能源与环境学院长春130021 吉林大学石油化工污染场地控制与修复技术国家地方联合工程实验室长春130021

为探究海泡石的添加对土-膨润土泥浆阻截墙材料的施工和易性、渗透性,以及对地下水重金属阳离子污染阻截性的影响,采用天然海泡石对土-膨润土泥浆阻截墙改性,并以铅污染为代表,进行了坍落度实验、渗透实验和吸附实验。结果表明:添加海... 详细信息

为探究海泡石的添加对土-膨润土泥浆阻截墙材料的施工和易性、渗透性,以及对地下水重金属阳离子污染阻截性的影响,采用天然海泡石对土-膨润土泥浆阻截墙改性,并以铅污染为代表,进行了坍落度实验、渗透实验和吸附实验。结果表明:添加海泡石不会对土-膨润土-海泡石阻截材料施工和易性造成太大影响,海泡石掺量从0增加至30%,满足目标坍落度要求的含水率仅增加1%;在实验掺量范围内海泡石对泥浆阻截材料渗透性能的影响较小,材料渗透系数均小于10^(-7)cm/s,能够满足工程要求;材料对Pb^(2+)的吸附是以化学吸附为主的吸附过程,海泡石掺量分别为0、5%、10%和20%时,泥浆阻截材料对Pb^(2+)的吸附量依次为89.73、112.52、140.85、183.40 mg/g,温度降低,阻截材料吸附量也随之减少。在铅污染液的作用下,土-膨润土-海泡石阻截材料渗透系数逐渐上升,海泡石的存在能够延缓Pb^(2+)对该阻截材料的侵蚀;渗出液pH和Pb^(2+)质量浓度变化表明,在实验时间内阻截材料仍然起着阻截作用。

关键词：泥浆阻截墙海泡石土-膨润土地下水重金属污染污染物侵蚀

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烷基糖苷复配体系对地下水中四氯乙烯的增溶作用

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环境化学 2022年第12期41卷 3916-3924页

作者：姜迪瀚董军梁雪马冠群吉林大学新能源与环境学院长春130021 吉林大学石油化工污染场地控制与修复技术国家地方联合工程实验室长春130021

为选出适用于地下水环境的四氯乙烯增溶试剂,选用高效绿色表面活性剂烷基糖苷及其与β-环糊精、异丙醇的复配体系对四氯乙烯进行增溶,分别考察了溶液浓度、环境温度和无机盐浓度变化对四氯乙烯增溶效果的影响,并筛选出最佳的复配组合.... 详细信息

为选出适用于地下水环境的四氯乙烯增溶试剂,选用高效绿色表面活性剂烷基糖苷及其与β-环糊精、异丙醇的复配体系对四氯乙烯进行增溶,分别考察了溶液浓度、环境温度和无机盐浓度变化对四氯乙烯增溶效果的影响,并筛选出最佳的复配组合.结果表明,烷基糖苷的临界胶束浓度约为100 mg·L^(−1),初级生物降解度为91%;烷基糖苷复配体系对四氯乙烯的增溶效果明显优于单一体系,且增溶能力随体系浓度增大而增强;复配体系的增溶能力随环境温度降低而略有降低,在一定范围内随无机盐浓度升高而先升高后降低.烷基糖苷增溶四氯乙烯的最佳复配组合为:烷基糖苷浓度10000 mg·L^(−1),β-环糊精浓度3750 mg·L^(−1),异丙醇体积浓度2.5%,该复配组合具备良好的增溶能力及抗低温、抗盐性能.该体系的筛选可为后续场地修复中提供一定的实验依据.

关键词：烷基糖苷四氯乙烯增溶地下水

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稳定型与负载型FeS修复Cr(Ⅵ)污染地下水的可行性

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吉林大学学报（地球科学版） 2020年第4期50卷 1182-1188页

作者：洪梅任璇杨慧萍吉林大学新能源与环境学院长春130021 吉林大学石油化工污染场地控制与修复技术国家地方联合工程实验室长春130021

纳米硫化亚铁(Nano-FeS)粒径小、比表面积大、反应活性高,但易团聚、易氧化的特点使其在地下水修复中的应用受到限制,通过改性可提高Nano-FeS的分散性和稳定性。本文选用羧甲基纤维素钠(CMC)及羟基铝柱撑膨润土(Alb)两种改性剂,制备了... 详细信息

纳米硫化亚铁(Nano-FeS)粒径小、比表面积大、反应活性高,但易团聚、易氧化的特点使其在地下水修复中的应用受到限制,通过改性可提高Nano-FeS的分散性和稳定性。本文选用羧甲基纤维素钠(CMC)及羟基铝柱撑膨润土(Alb)两种改性剂,制备了稳定型改性的CMC-FeS和负载型的Alb-FeS。分别从分散性、抗沉降性、抗氧化性、反应性和迁移性考察了两种改性Nano-FeS的性能。结果表明:Alb-FeS与CMC-FeS的分散性均较Nano-FeS得到明显改善;3d后Nano-FeS完全沉降氧化,CMC-FeS沉降3cm且开始氧化,而Alb-FeS沉降16cm却未氧化;在相同的实验条件下,Alb-FeS、Nano-FeS、CMC-FeS对Cr(Ⅵ)的去除能力从强到弱,去除率分别是85.16%、84.90%、82.78%。在粗砂、中砂与细砂介质中,3种FeS的迁移能力从强到弱依次为CMC-FeS、Alb-FeS、Nano-FeS;在3种介质中CMC-FeS的最大迁移距离分别是Nano-FeS的6.1倍、6.4倍和3.4倍,而Alb-FeS与Nano-FeS相比迁移性没有明显提高。综合考虑分散性、抗沉降性、稳定性、反应活性及迁移能力,实际应用中宜优先选择CMC-FeS作为Cr(VI)污染地下水的原位修复材料。

关键词：硫化铁羧甲基纤维素钠羟基铝柱撑膨润土反应性迁移性

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CMADS降水数据在温带东亚季风气候区水库控制流域适用性--以潮白河、东洋河流域为例

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吉林大学学报（地球科学版） 2021年第3期51卷 833-842页

作者：洪梅林豪栋吉林大学新能源与环境学院长春130021 吉林大学石油化工污染场地控制与修复技术国家地方联合工程实验室长春130021

为探究中国气象同化驱动数据集(CMADS)降水数据在温带东亚季风气候区水库控制流域情景下水文模拟中的适用性,选择SWAT(soil and water assessment tool)模型为研究工具,分别以CMADS降水数据与年鉴实测降水数据为模型输入项,以水文站实... 详细信息

为探究中国气象同化驱动数据集(CMADS)降水数据在温带东亚季风气候区水库控制流域情景下水文模拟中的适用性,选择SWAT(soil and water assessment tool)模型为研究工具,分别以CMADS降水数据与年鉴实测降水数据为模型输入项,以水文站实测月径流资料对模型模拟结果进行参数率定及验证,对潮白河流域有水库、无水库控制情形下水文径流进行模拟,并对东洋河流域有水库控制情形下以CMADS降水数据作为模型输入项进行了水文径流模拟。结果表明:在潮白河流域无水库控制的支流潮河水系,CMADS降水数据和实测降水数据支撑下的模型在率定期R2(决定系数)分别为0.64、0.83,ENS(纳什系数)分别为0.64、0.83,验证期模型R2分别为0.61、0.83,ENS分别为0.58、0.60;在潮白河流域有水库控制的支流白河水系,CMADS降水数据和实测降水数据支撑下的模型在率定期R2分别为0.89、0.87,ENS分别为0.87、0.86,验证期模型R2分别为0.61、0.67,ENS分别为0.61、0.65;在东洋河有水库控制流域,CMADS降水数据支撑的模型率定期R2=0.84,ENS=0.78,验证期R2=0.87,ENS=0.85。说明CMADS降水数据在有水库、无水库控制流域情景下的水文模拟中均具有较好的适用性。因此CMADS降水数据可以用于温带东亚季风气候区水库控制流域水文模型的建立。

关键词： CMADS降水数据 SWAT模型径流模拟适用性评价

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氮掺杂碳纳米管的合成及活化过一硫酸盐的性能与机理

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高等学校化学学报 2020年第11期41卷 2503-2510页

作者：闫松张成武袁芳秦传玉吉林大学新能源与环境学院地下水资源与环境教育部重点实验室石油化工污染场地控制与修复技术国家联合工程实验室长春130012

以多壁碳纳米管(MWCNT)为原材料,三聚氰胺为氮前体,采用高温煅烧法制得了含氮量约3.33%(摩尔分数)的氮掺杂碳纳米管(N-CNT-700),该纳米管为一维材料.N-CNT-700活化过一硫酸盐(PMS)体系60 min内对苯酚的降解效率可达100%,总有机碳(TOC)... 详细信息

以多壁碳纳米管(MWCNT)为原材料,三聚氰胺为氮前体,采用高温煅烧法制得了含氮量约3.33%(摩尔分数)的氮掺杂碳纳米管(N-CNT-700),该纳米管为一维材料.N-CNT-700活化过一硫酸盐(PMS)体系60 min内对苯酚的降解效率可达100%,总有机碳(TOC)去除率可达61.6%,体系的活化能为35.4 kJ/mol.通过电子顺磁共振(EPR)检测、掩蔽实验及PMS浓度测定等方式确定了体系降解机制为自由基(·OH,SO4·−)与非自由基共同作用,除去9%的吸附去除外,91%的氧化降解中自由基作用占比约49%,单线态氧(1O2)作用占比约18%,活性中间体作用占比约24%.N-CNT-700的反应活性随着重复利用次数的增加而降低,高温处理可以恢复其高反应活性.煅烧温度影响材料中的氮含量及种类,N-CNT的反应活性与氮含量成正比,且与石墨氮含量密切相关.

关键词：碳纳米管氮掺杂过一硫酸盐苯酚反应活性

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乳化纳米铁(EZVI)修复四氯乙烯(PCE)污染含水层的机理研究

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中国环境科学 2024年

作者：赵海峰董军孙晨王为雅祝凯吉林大学新能源与环境学院石油化工污染场地控制与修复技术国家地方联合工程实验室

在修复氯代烃污染含水层时，乳化纳米铁(EZVI)具有反应活性高、迁移性强、无二次污染的优良性能.为了明确EZVI对含水层四氯乙烯(PCE)的降解途径，探究降解过程对含水层介质矿物成分的影响及修复过程中关键微生物种类和功能，阐明EZVI修... 详细信息

在修复氯代烃污染含水层时，乳化纳米铁(EZVI)具有反应活性高、迁移性强、无二次污染的优良性能.为了明确EZVI对含水层四氯乙烯(PCE)的降解途径，探究降解过程对含水层介质矿物成分的影响及修复过程中关键微生物种类和功能，阐明EZVI修复PCE污染含水层过程中EZVI-PCE-含水层介质-微生物群落反应体系的作用机理.本研究设计EZVI、EVO、EZVI(灭活)三组对照实验，考察不同反应体系中污染物及介质矿物离子浓度变化情况，对含水层介质进行XRD表征与微生物16S rRNA基因测序.结果表明，EZVI对PCE的降解途径主要为化学还原与生物还原，前者作为主要还原途径降解了77.4% 的PCE;降解过程对含水层介质成分的影响包括两个方面，一是钾长石(Kfs)与钠长石(Ab)在酸性条件下的溶蚀反应，二是菱铁矿(Sid)的生成反应;修复过程对微生物群落具有驯化作用，反应结束后微生物群落中的优势菌属为Sporacetigenium、Syntrophomonas、Dechlorosoma，其功能分别为厌氧发酵产酸、产甲烷、生物脱氯.

关键词：乳化纳米铁四氯乙烯含水层介质微生物群落

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基于FeCo2S4@rGO的电化学传感器的构建以及用于铅离子检测

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分析化学 2023年第11期51卷 1747-1755页

作者：萧未王子恒毛东鹏李永新董军张伟红吉林大学新能源与环境学院吉林大学石油化工污染场地控制与修复技术国家地方联合工程实验室吉林大学地下水资源与环境教育部重点实验室

铅是地下水中最为常见的重金属污染物之一，开发灵敏、稳定和选择性强的铅离子快速检测方法非常重要。本研究采用两步溶剂热法制备了FeCo2S4@rGO，利用扫描电子显微镜和X射线光电子能谱等对其形貌和结构进行了表征。采用滴涂法将FeCo2S4... 详细信息

铅是地下水中最为常见的重金属污染物之一，开发灵敏、稳定和选择性强的铅离子快速检测方法非常重要。本研究采用两步溶剂热法制备了FeCo2S4@rGO，利用扫描电子显微镜和X射线光电子能谱等对其形貌和结构进行了表征。采用滴涂法将FeCo2S4@rGO修饰在玻碳电极上，构建了铅离子电化学传感器。考察了电化学检测的影响因素，优化了实验条件。采用方波溶出伏安法进行检测，FeCo2S4@rGO/GCE电化学传感器对铅离子的检出限为2.78 nmol/L（S/N=3），检测范围为0.03～1.00μmol/L。此传感器具有良好的的选择性和可重复利用性，对地下水实际样品中铅离子的加标回收率为95.7%～104.4%。本研究对地下水铅污染水平的监测和污染预警具有重要的参考价值。

关键词：铅离子电化学传感器 FeCo2S4@rGO 地下水

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