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基于Guassian、Multiwfn及ECOSAR的氮磷系阻燃剂在UV/PDS体系中的降解路径及产物毒性预测研究

环境科学学报 2022年第12期42卷 39-48页

作者：陈洁洁范勇杰杨婧蔡开聪郑育毅王菲凤孙启元福建师范大学环境与资源学院、碳中和现代产业学院福州350007 福建省污染控制与资源循环利用重点实验室福州350007 福建省高校城市废物资源化技术与管理工程研究中心福州350007 福建师范大学化学与材料学院福州350007

氮磷系阻燃剂作为一类新兴无卤阻燃剂被广泛应用,但其在环境中难降解,紫外活化过二硫酸钠(UV/PDS)高级氧化技术能有效降解结构复杂的有机污染物.为探究氮磷系阻燃剂在UV/PDS氧化体系的降解路径,本研究选取3种典型氮磷系阻燃剂9,10-二氢... 详细信息

氮磷系阻燃剂作为一类新兴无卤阻燃剂被广泛应用,但其在环境中难降解,紫外活化过二硫酸钠(UV/PDS)高级氧化技术能有效降解结构复杂的有机污染物.为探究氮磷系阻燃剂在UV/PDS氧化体系的降解路径,本研究选取3种典型氮磷系阻燃剂9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)、三聚氰胺(Melamine)及磷酸三苯酯(TPP)为降解目标物.首先利用Guassian模型结合Fukui指数推测了UV/PDS体系中HO·和SO_(4)·^(-)自由基与阻燃剂发生反应的位点及其相应的降解路径,通过分析DOPO及其降解产物的质谱数据验证了所推测降解路径的合理性,并进一步利用ECOSAR模型进行降解产物的毒性预测.结果表明,各氮磷系阻燃剂键能较低的位点与Fukui指数较高的位点相吻合,UV/PDS反应体系中的自由基主要通过攻击苯环上的碳氢键(键能较低的位点)来降解氮磷系阻燃剂,DOPO降解的质谱分析数据表明,依据低键能位点推测的降解产物与质谱鉴定结果相一致.同时利用ECOSAR模型评估发现,降解产物毒性普遍低于阻燃剂母体.因此,本研究采用模型预测阻燃剂降解路径与产物毒性的方法便捷有效,可为光催化降解复杂结构有机物的研究提供理论依据.

关键词：氮磷系阻燃剂降解路径 Guassian模型 ECOSAR Fukui指数

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预处理污泥发酵液直接用于微生物电解池产氢研究

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环境科学学报 2023年第3期43卷 234-243页

作者：曹麒鄢胜韩庄廷烽郑思颖刘常青曾艺芳郑育毅甄广印福建师范大学环境与资源学院、碳中和现代产业学院福建省污染控制与资源循环利用重点实验室福州350007 城市废物资源化技术与管理福建省高校工程研究中心福州350007 福建师范大学地理科学学院、碳中和未来技术学院福州350007 福建省闽环试验检测有限公司福州350012 华东师范大学生态与环境科学学院上海200241

预处理污泥发酵液(SFL)直接用于微生物电解池(MEC)产氢,相较于预处理发酵液上清液MEC产氢,可更好地实现污泥资源化利用.通过批式循环试验,将分别经pH=3、pH=10和70℃预处理后的SFL进行MEC产氢.结果表明,70℃和pH=10有效预处理的产氢速... 详细信息

预处理污泥发酵液(SFL)直接用于微生物电解池(MEC)产氢,相较于预处理发酵液上清液MEC产氢,可更好地实现污泥资源化利用.通过批式循环试验,将分别经pH=3、pH=10和70℃预处理后的SFL进行MEC产氢.结果表明,70℃和pH=10有效预处理的产氢速率分别为0.36 m^(3)·m^(-3)·d^(-1)和0.34 m^(3)·m^(-3)·d^(-1).挥发性脂肪酸总量(TVFA)利用量最高,分别约为未处理组的1.99倍和1.60倍,其中,乙酸利用量占比最大;而后依次是可溶性蛋白质与可溶性碳水化合物.70℃组和pH=10组SFL更适合作为MEC底物,其峰值电流相对较高、电流持续时间相对较长.70℃组阴极氢气损失得到有效控制,阴极氢回收率达到59%;pH=10组由于体系中较多的OH-和钠盐影响,阴极氢回收率较低.MEC可加速SFL水解过程,由于SCOD不断溶出,其利用率相对较低.

关键词：污泥发酵液(SFL) 氢气微生物电解池(MEC) 预处理

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生物炭基猪粪堆肥对土壤-樱桃萝卜系统的影响及其生态安全风险评价

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环境污染与防治 2023年第8期45卷 1138-1143,1163页

作者：李海民叶枢华王晋娟易素瑶刘强刘常青郑育毅福建师范大学环境与资源学院、碳中和现代产业学院福建省污染控制与资源循环利用重点实验室福建福州350007 城市废物资源化技术与管理福建省高校工程研究中心福建福州350007 福建师范大学地理科学学院、碳中和未来技术学院福建福州350007

猪粪堆肥土地利用是实现猪粪资源化的主要途径,将生物炭作为添加剂用于畜禽粪便好氧堆肥可以有效改善堆肥质量,而生物炭基堆肥的施用对土壤-植物系统的影响值得探究。以土壤-樱桃萝卜系统为研究对象,通过盆栽实验短期施用不同比例的生... 详细信息

猪粪堆肥土地利用是实现猪粪资源化的主要途径,将生物炭作为添加剂用于畜禽粪便好氧堆肥可以有效改善堆肥质量,而生物炭基堆肥的施用对土壤-植物系统的影响值得探究。以土壤-樱桃萝卜系统为研究对象,通过盆栽实验短期施用不同比例的生物炭基猪粪堆肥,考察其对土壤理化性质及重金属含量的影响,并在此基础上对土壤的生态安全进行评价。结果表明:施用生物炭基猪粪堆肥可改善土壤酸化及土壤养分状况,同时还可增加樱桃萝卜的生物量。总体看来,施用生物炭基猪粪堆肥后土壤重金属含量升高,土壤的潜在生态风险增加,但其能在一定程度上降低植物中的重金属含量。6种重金属中,Cd对土壤综合潜在生态风险指数的贡献率为54.64%~62.71%,是影响土壤生态风险的最主要元素。冗余分析表明,pH是对土壤重金属含量影响较大的理化指标,其中Co、Zn的含量受土壤理化指标的影响尤为显著(P<0.05)。

关键词：生物炭基猪粪堆肥樱桃萝卜重金属速效氮速效磷

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细菌纤维素膜纯化条件的优化及性能表征

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福建师范大学学报（自然科学版） 2023年第1期39卷 38-47页

作者：王耀强王涛李旖曦张虹张勇李家兵韩永和福建师范大学环境与资源学院、碳中和现代产业学院福建福州350117 福建省污染控制与资源循环利用重点实验室福建福州350117

研究NaOH浓度(0~2.0 mol·L^(-1))和处理时间(30~240 min)2种纯化条件对细菌纤维素(bacterial cellulose, BC)膜性能的影响,通过SEM、XRD和FTIR分别表征BC的微观形貌、晶体结构和表面官能团.SEM分析显示,低浓度NaOH处理未能有效去... 详细信息

研究NaOH浓度(0~2.0 mol·L^(-1))和处理时间(30~240 min)2种纯化条件对细菌纤维素(bacterial cellulose, BC)膜性能的影响,通过SEM、XRD和FTIR分别表征BC的微观形貌、晶体结构和表面官能团.SEM分析显示,低浓度NaOH处理未能有效去除杂质,但过高浓度会导致NaOH以结晶形式析出.当NaOH浓度为0.2 mol·L^(-1)时,BC的纳米纤维分布较均匀且形貌规整.此外,处理时间不足或过长均不利于制备性能优良的BC材料,BC纯化的最优处理时间为120 ***分析表明,NaOH浓度过低或过高及处理时间不足或过长时,BC在2θ为14.5°、16.6°和22.7°处的吸收峰不显著,且BC纳米纤维的结晶度低于85%.但FTIR分析未发现不同NaOH浓度和处理时间显著影响BC表面官能团.结果说明,纯化条件是BC性能的重要影响因素,该结论可为制备纯度更高、性能更好的BC材料提供理论依据.

关键词：细菌纤维素膜纯化微观形貌表征理化性能

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紫外光电芬顿降解四环素性能研究

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福建师范大学学报（自然科学版） 2023年第1期39卷 21-27页

作者：叶鹭婷王心如陈隋晓辰陈雄建陈晓金延超福建师范大学环境与资源学院、碳中和现代产业学院福建福州350117 福建省污染控制与资源循环利用重点实验室福建福州350117

以钌铱钛电极为阳极,碳刷为阴极,长波紫外线LED灯为光源构建光电芬顿体系降解四环素.研究了四环素初始浓度、电流密度、pH值和通气条件对四环素降解的影响及不同类型的活性氧簇所发挥的作用.结果表明,·OH是降解四环素的主要活性物... 详细信息

以钌铱钛电极为阳极,碳刷为阴极,长波紫外线LED灯为光源构建光电芬顿体系降解四环素.研究了四环素初始浓度、电流密度、pH值和通气条件对四环素降解的影响及不同类型的活性氧簇所发挥的作用.结果表明,·OH是降解四环素的主要活性物种,适宜的pH条件(pH=3)、通气增氧可显著提高四环素的降解率.当电流从60 mA增加至100 mA,四环素的降解率可提高至95.51%,最佳条件下四环素降解率达97.00%,矿化率达57.85%.

关键词：四环素光电芬顿 UVA-LED 羟基自由基

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椰壳炭吸附去除四环素性能及机理研究

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福建师范大学学报（自然科学版） 2023年第5期39卷 117-123页

作者：李钲王国栋陈日耀陈晓丁蕊金延超福建师范大学环境与资源学院/碳中和现代产业学院福建福州350117 福建省污染控制与资源循环利用重点实验室福建福州350117

资源化利用椰壳炭作为吸附剂去除水中四环素,对其进行了详细表征,研究了pH值、椰壳炭投加量、四环素初始质量浓度对吸附性能的影响,并探究了吸附机理.结果表明,椰壳炭以微孔和介孔为主,比表面积达478.45 m^(2)·g^(-1).初始质量浓度... 详细信息

资源化利用椰壳炭作为吸附剂去除水中四环素,对其进行了详细表征,研究了pH值、椰壳炭投加量、四环素初始质量浓度对吸附性能的影响,并探究了吸附机理.结果表明,椰壳炭以微孔和介孔为主,比表面积达478.45 m^(2)·g^(-1).初始质量浓度为50 mg·L^(-1)的四环素废水,投加500 mg·L^(-1)椰壳炭,处理15 min,去除率可达98%.椰壳炭对四环素的吸附符合Langmuir等温吸附模型,以单分子层表面吸附为主,吸附过程符合准一级吸附动力学模型,主要为物理吸附.

关键词：椰壳炭吸附四环素废水处理机理

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废旧纸塑铝复合包装物及其二次固废的炭化回收研究

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塑料科技 2023年第10期51卷 8-12页

作者：陈俊荣倪尔灵张宏斌刘文贵曹长林张健薛珲肖荔人福建师范大学环境与资源学院、碳中和现代产业学院福建福州350117 聚合物资源绿色循环利用教育部工程研究中心福建福州350117 福建省污染控制与资源循环利用重点实验室福建福州350117 福建省环境科学研究院福建福州350013 福建省环境工程重点实验室福建福州350013

直接分离再生是废旧纸塑铝复合包装物常用手段之一,其过程会产生由残余纸浆碎屑、聚乙烯薄膜与铝膜组成的二次固废。采用热解炭化技术研究废旧纸塑铝复合包装各组分及二次固废的热分解特性及成炭规律。结果表明:炭化温度为550~700℃下,... 详细信息

直接分离再生是废旧纸塑铝复合包装物常用手段之一,其过程会产生由残余纸浆碎屑、聚乙烯薄膜与铝膜组成的二次固废。采用热解炭化技术研究废旧纸塑铝复合包装各组分及二次固废的热分解特性及成炭规律。结果表明:炭化温度为550~700℃下,铝箔可从废旧复合包装物及其二次固废中分离回收。二次固废显示聚乙烯薄膜为主的热分解特性,随着炭化温度的提高,炭产率下降,无序结构比例增加,纤维结构被破坏,孔结构增多。炭化温度为600℃下,废旧复合包装物炭化产率为23.70%,比二次固废炭产率高,但二次固废的铝产率(35.41%)高于废旧复合包装物的铝产率(12.79%)。

关键词：废旧复合包装物二次固废热解炭化炭产率

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餐厨垃圾淀粉类代表组分生熟大米中温厌氧发酵产氢性能

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环境化学 2024年第6期43卷 2111-2121页

作者：杨煜琦卓桂华王瑛琦白雨欣陈细妹黄雅欣刘常青甄广印福建师范大学环境与资源学院、碳中和现代产业学院福建省污染控制与资源循环利用重点实验室福州350007 福建省环境科学研究院福州350013 福州中城科再生资源利用有限公司福州350011 福建师范大学地理科学学院、碳中和未来技术学院福州350007 城市废物资源化技术与管理福建省高校工程研究中心福州350007 华东师范大学生态与环境科学学院上海200241

餐厨垃圾中淀粉类组分的性质是影响产氢效率的重要因素.为探究淀粉类代表组分——大米在生、熟性状下(RR、CR)的产氢效能,本文通过中温批式小瓶试验,研究不同接种比条件下生、熟大米的厌氧发酵混合体系(RR-F、CR-F)产氢及底物变化情况.... 详细信息

餐厨垃圾中淀粉类组分的性质是影响产氢效率的重要因素.为探究淀粉类代表组分——大米在生、熟性状下(RR、CR)的产氢效能,本文通过中温批式小瓶试验,研究不同接种比条件下生、熟大米的厌氧发酵混合体系(RR-F、CR-F)产氢及底物变化情况.结果表明,无论RR-F或CR-F产氢效能均随基质与种泥比(S/I)比的增大而增大,最佳S/I比为1∶1;CR产氢效能更佳,RR-F和CR-F的最大累积产氢量分别为59.62 mL·g^(−1)VS和166.97 mL·g^(−1)VS.发酵副产物以乙酸和正丁酸为主,属于丁酸型发酵;正丁酸/乙酸比值越大,累积产氢量越大.发酵过程中,可溶糖、可溶蛋白浓度和pH快速降低,总挥发酸(TVFA)浓度快速增加并逐趋于稳定.Pearson相关性分析表明,累积产氢量主要受可溶糖降解量、乙酸浓度的影响.蒸煮使CR的可溶糖析出更多,导致CR-F产氢效能明显高于RR-F.

关键词：餐厨垃圾大米生熟组分厌氧发酵产H_(2) 碳水化合物中温

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基于巯基的可降解壳聚糖-Cu(Ⅱ)印迹膜的选择渗透性研究

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海峡科学 2023年第1期 45-48页

作者：林霄黄培颖刘俊彬刘键熙福建师范大学环境与资源学院、碳中和现代产业学院福建福州350007 福建省污染控制与资源循环利用重点实验室福建福州350007

该文介绍了一种新型Cu(II)选择性离子印迹聚合物膜的制备,制备以壳聚糖为骨架,硫脲为功能单体,Cu(Ⅱ)为印迹离子合成并测试了一系列的铜离子印迹膜(Cu(Ⅱ)-IICM)和相应的非印迹膜(NIPM)。在最佳实验条件下,制备的膜对Cu(Ⅱ)具有较高的... 详细信息

该文介绍了一种新型Cu(II)选择性离子印迹聚合物膜的制备,制备以壳聚糖为骨架,硫脲为功能单体,Cu(Ⅱ)为印迹离子合成并测试了一系列的铜离子印迹膜(Cu(Ⅱ)-IICM)和相应的非印迹膜(NIPM)。在最佳实验条件下,制备的膜对Cu(Ⅱ)具有较高的印迹因子(α=1.39)。采用FE-SEM、ATR-FTIR技术,研究Cu(Ⅱ)-IICM和NIPM的结构特征,评价其渗透选择性Cu^(2+),从Cu^(2+)和Fe^(3+)混合物中选择性分离,进行了扩散渗透实验。使用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES),随时间变化的渗透反应获得了Cu(Ⅱ)的选择性。所合成的IICM对Cu(Ⅱ)具有一定的渗透选择性(1.39),可用于多种元素中特定离子的分离纯化。

关键词：巯基离子印迹壳聚糖

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多因素共同作用对中温条件下污泥与餐厨垃圾联合厌氧发酵产H2的影响

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环境工程 2023年第3期41卷 103-110页

作者：王永萍方皓珏华若婷何雨恒张燕琼郑育毅刘常青甄广印福建师范大学地理科学学院碳中和未来技术学院福州350007 福建师范大学环境与资源学院碳中和现代产业学院福建省污染控制与资源循环利用重点实验室福州350007 城市废物资源化技术与管理福建省高校工程研究中心福州350007 华东师范大学生态与环境科学学院上海200241

污泥与餐厨垃圾联合厌氧发酵产H2既可减少环境污染,又可制备清洁能源,是一种理想的有机固废处理处置技术。通过4因素5水平正交设计的批式实验及产氢动力学,探究餐厨垃圾C/N、混合体系C/N、含水率、初始pH值4个主要因素共同作用对中温条... 详细信息

污泥与餐厨垃圾联合厌氧发酵产H2既可减少环境污染,又可制备清洁能源,是一种理想的有机固废处理处置技术。通过4因素5水平正交设计的批式实验及产氢动力学,探究餐厨垃圾C/N、混合体系C/N、含水率、初始pH值4个主要因素共同作用对中温条件下污泥餐厨垃圾联合厌氧发酵产H2的影响。极差与方差分析结果表明:4个主要因素对联合厌氧发酵产H2结果影响较明显,而餐厨垃圾C/N和混合体系C/N的交互作用对产H2结果的影响不显著。不考虑交互作用,以比氢气产量为产H2效能主要表征指标,最终确定餐厨垃圾C/N为20,联合发酵体系C/N为10,初始pH值为7,含水率为90%时,产H2效能最佳,此时的累积产氢量为1499.6 mL,比氢气产量为140.96 mL H2/g DS,最大产氢速率为21.73 mL H2/h,最大H2浓度为55.79%。

关键词：污泥餐厨垃圾联合厌氧发酵正交实验产H2 优化

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