双良环境最新科研动态(2022-03)

2022-03-01 14:34:35 0 双良环境
双良环境最新科研动态(2022-03)
1.中文标题:大型浅水湖泊蓝藻水华风险对氮磷浓度的响应——以太湖为例6JL新型光催化网_水库治理_河道治理_水生态修复_水环境治理与修复_江苏双良环境科技有限公司
引自:Response of cyanobacterial bloom risk to nitrogen and phosphorus concentrations in large shallow lakes determined through geographical detector: A case study of Taihu Lake, China.Li Shan, Liu Chang, Sun Ping, et al. Science of The Total Environment, 2022, 816: 1516176JL新型光催化网_水库治理_河道治理_水生态修复_水环境治理与修复_江苏双良环境科技有限公司
了解叶绿素(Chla)对营养物质(氮和磷)浓度反应的敏感性对于预测蓝藻水华风险非常重。然而,湖泊中营养物质影响蓝藻生长和暴发的过程是非线性的、渐进的、时空异质性的,目前研究中提出的营养物质和叶绿素a之间浓度的单一响应阈值可能很难反映这些特征。由于区域社会经济的快速发展,我国太湖富营养化严重,每年都有蓝藻水华发生。在这项研究中,我们量化了不同形式的氮和磷对湖水和沉积物孔隙水中Chla浓度的相互作用效应。并提出了一个连续变化的精细响应阈值范围来表征Chla浓度与NH4-N、总氮(TN)和总磷(TP)浓度之间的关系。结果表明,TP是影响太湖大部分地区蓝藻水华空间变异的主导因子,TN次之。因此,TP应该是未来太湖污染负荷削减的最高优先事项。污染因子之间的相互作用的影响大于它们各自的总和。NH4-N和溶解无机磷(DIP)可能是藻类生长的首选消耗物,应成为太湖营养控制工作的重点。对于蓝藻风险预测、预防和控制,NH4-N、TN和TP浓度分别为0.06 mg/L、2.89 mg/L和0.06 mg/L,可用于指示太湖蓝藻水华的开始;浓度分别为0.34 mg/L、4.67 mg/L和0.11 mg/L可作为指示严重蓝藻水华的参考阈值。6JL新型光催化网_水库治理_河道治理_水生态修复_水环境治理与修复_江苏双良环境科技有限公司
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2. 中文标题:小球藻复合TiO2纳米粒子:水处理应用的有效吸附剂/光催化混合材料6JL新型光催化网_水库治理_河道治理_水生态修复_水环境治理与修复_江苏双良环境科技有限公司
引自:M.Blosi,A.Brigliadori,I.Zanoni,etc.Chlorella vulgaris meets TiO2 NPs: Effective sorbent/photocatalytic hybrid materials for water treatment application.Applied Journal of Environmental Management,volume 304, 15 February 2022 .6JL新型光催化网_水库治理_河道治理_水生态修复_水环境治理与修复_江苏双良环境科技有限公司
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我们开发了一种可用于下游废水处理的新型生物纳米杂化催化剂。通过将小球藻的吸附潜力与 TiO2的光催化性能相结合,研究探索它们之间的协同效应,从而推动藻类修复技术朝着更具成本效益的平衡方向发展。我们开发了非活的普通梭菌,它保持了活微藻的生物吸附特性,但大大提高了整体加工性能。将普通梭菌生物质与TiO2偶联,然后通过喷雾冷冻干燥(SFD)工艺干燥纳米溶胶,该工艺能够产生高活性颗粒。用对铜离子的重金属吸附和罗丹明B(RhB)光降解的光催化活性对样品进行了评估。结果表明,混合样品的正协同效应与金属生物吸附的增强一致,原始的普通梭菌吸附为103 mg/g,当生物质与无机纳米相偶联时,吸附约为4000mg/g。光催化活性在1h后保持良好,RhB完全转化,甚至在SiO2纳米粒子存在下进一步转化为无机物。研究结果为从创新的可持续设计角度将这些吸附剂/光催化混合材料整合到水修复系统中铺平了道路。6JL新型光催化网_水库治理_河道治理_水生态修复_水环境治理与修复_江苏双良环境科技有限公司
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3. 中文标题:具有自清洁性的光催化涂层通过对NO的绿色降解来抑制NO2的性能和机理6JL新型光催化网_水库治理_河道治理_水生态修复_水环境治理与修复_江苏双良环境科技有限公司
引自:Guanyu Liu,Huiyun Xia,Minjie Yan,Lifang Song, et al. Performance and mechanism of self-cleaning synergistic photocatalytic coating inhibiting NO2 for green degradation of NO . Applied Surface Science Volume 586, 1 June 2022, 152787.NO光催化降解过程中会产生大量有害的NO2,可能造成严重的二次污染。本研究采用简单喷涂法构建了一种具有自清洁性的光催化涂层。该涂层具有优异的超双疏性和NO降解性能。此外,在光催化涂层降解NO过程中,NO2的产生受到抑制,表明该光催化涂层表现出更绿色的降解过程。此外,为了阐明涂层对NO2的抑制作用,通过原位IR、捕获试验和EPR光谱研究了光催化涂层对NO降解机理,总结了NO降解的可能途径。结合DFT计算结果和降解产物分析,探索并提出了具有自清洁性的光催化涂层对NO2的抑制和“绿色”降解机理,为光催化的“绿色”应用提供一定的理论支持。6JL新型光催化网_水库治理_河道治理_水生态修复_水环境治理与修复_江苏双良环境科技有限公司
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4. 中文标题:UVA和太阳能驱动的rGO/TiO2/聚硅氧烷光催化灭活循环水产养殖系统(RAS)中的病原体6JL新型光催化网_水库治理_河道治理_水生态修复_水环境治理与修复_江苏双良环境科技有限公司
引自: Irina Levchuk , Tom´aˇs Homola, et al. UVA and solar driven photocatalysis with rGO/TiO2/polysiloxane for inactivation of pathogens in recirculation aquaculture systems (RAS) streams[J]. Chemical Engineering Journal Advances, 2022:100243.6JL新型光催化网_水库治理_河道治理_水生态修复_水环境治理与修复_江苏双良环境科技有限公司
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图2 光催化试验前GO/TiO2/聚硅氧烷(SiBi)薄膜的SEM图像6JL新型光催化网_水库治理_河道治理_水生态修复_水环境治理与修复_江苏双良环境科技有限公司
在本研究中,采用不同浓度的氧化石墨烯(GO)改性TiO2/聚硅氧烷(SiBi)薄膜,通过喷墨打印在柔性聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)基材上。制备涂层通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外光电子能谱(UPS)、拉曼光谱和水接触角测量。在光催化试验中,观察到用GO改性制备的涂层颜色发生了强烈变化。光催化测试后薄膜的XPS分析表明GO发生了还原。研究表明制备的涂层在UVA和自然太阳照射下对水产养殖水中自然产生的微生物有灭活作用。在UVA照射下,涂层中rGO浓度对目标菌Aeromonas hydrophila菌和Citrobacter gillenii菌灭活的影响进行了评估。Aeromonas hydrophila菌与Citrobacter gillenii菌相比,对光催化灭活更敏感。高效光催化灭活目标微生物的rGO薄膜浓度为1%和5%的。进一步测试了5%的rGO/TiO2/SiBi在自然阳光下对Aeromonas salmocida菌, Serratia fonticola菌和Lactococcus lactis菌的灭活作用。太阳光催化略微增强了对Aeromonas salmocida菌和Serratia fonticola菌的灭活作用,而削弱了Lactococcus lactis菌的灭活作用。6JL新型光催化网_水库治理_河道治理_水生态修复_水环境治理与修复_江苏双良环境科技有限公司
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  5. 中文标题:微生物电化学集成系统和光催化可持续处理有机难降解废水: 主要机理、最新进展和展望6JL新型光催化网_水库治理_河道治理_水生态修复_水环境治理与修复_江苏双良环境科技有限公司
引自:Razieh Rafieenia , Mira Sulonen , Mohamed Mahmoud , et al. Integration of microbial electrochemical systems and photocatalysis for sustainable treatment of organic recalcitrant wastewaters:Main mechanisms, recentadvances, and present prospects[J].Science of the Total Environment 824 (2022) 153923.    6JL新型光催化网_水库治理_河道治理_水生态修复_水环境治理与修复_江苏双良环境科技有限公司
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图3  不同模式原理图6JL新型光催化网_水库治理_河道治理_水生态修复_水环境治理与修复_江苏双良环境科技有限公司
近年来,微生物电化学系统(MESs)已被证明是一种处理废水的同时能生产增值产品或能源的环境友善技术。然而,由于其功率低、污染物生物降解速度慢等特点,限制了MESs在难降解废水处理中的实际应用。MESs、生物降解与光催化复合技术作为一种新型技术,在加速对生物难降解污染物的降解和提高系统产量方面具有极大的潜力。在文中我们总结了近年来光催化协同MESs强力去除难降解污染物的研究进展,并进一步讨论了生物降解与光催化同步作用的机理。此外,我们详细分析了不同的设置配置,讨论了光增强细胞外电子转移的机制,并简要介绍了正在进行的研究案例。最后,我们指出了目前的局限性和相应的研究空白,并提出了对未来研究的启示。6JL新型光催化网_水库治理_河道治理_水生态修复_水环境治理与修复_江苏双良环境科技有限公司
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6. 中文标题:使用紫外发光二极管灭活水中与健康相关的微生物6JL新型光催化网_水库治理_河道治理_水生态修复_水环境治理与修复_江苏双良环境科技有限公司
引自:Oguma K ,  Rattanakul S ,  Masaike M . Inactivation of health-related microorganisms in water using UV light-emitting diodes[J]. Water science & technology, 2019, 19(5-6):1507-1514.6JL新型光催化网_水库治理_河道治理_水生态修复_水环境治理与修复_江苏双良环境科技有限公司
紫外线发光二极管 (UV-LED) 提供各种波长选择,而微生物具有光谱敏感性,即所谓的作用光谱,它可能因物种而异。因此,适当匹配紫外发光二极管的发射光谱和微生物的光谱灵敏度是增强灭活的合理策略。在这项研究中,与大肠杆菌、枯草芽孢杆菌孢子、噬菌体Qβ和MS2等指示物种相比,将标称峰值发射为265、280和300 nm的紫外线LED用于包括嗜肺军团菌、铜绿假单胞菌、副溶血性弧菌和猫杯状病毒等病原体。结果表明,对于所有受试物种,265 nm UV-LED的荧光灭活速率常数k最高,其次是280 nm,300 nm则更低。猫杯状病毒和MS2在280 nm处的k值接近于265 nm处的k值,说明280 nm UV-LED可以和265 nm UV-LED一样有效地灭活这些病毒。细菌倾向于显示带有肩部和尾部的通量响应曲线,而病毒在所有测试波长下都遵循对数线性曲线。这项研究显示了通量响应曲线和微生物靶灭活所需的通量,这将为UV-LED的未来研究和应用提供参考数据。6JL新型光催化网_水库治理_河道治理_水生态修复_水环境治理与修复_江苏双良环境科技有限公司
  7. 中文标题:CuO-TiO2/石墨烯三元纳米复合材料高效可见光催化降解双酚A引自:Ilknur Altin,CuO-TiO2/graphene ternary nanocomposite for highly efficient visible-light-driven photocatalytic degradation of bisphenol A.  JOURNAL OF MOLECULAR STRUCTURE.6JL新型光催化网_水库治理_河道治理_水生态修复_水环境治理与修复_江苏双良环境科技有限公司
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为了在氧化石墨烯(CuO-TiO2/GO)纳米复合材料上耦合CuO-TiO2制备可见光响应光催化剂,首先通过表面活性剂辅助溶胶-凝胶法合成CuO-TiO2光催化剂,然后通过简单的水热工艺固定在GO上。XPS、TEM、SEM和Raman分析结果表明,CuO-TiO2颗粒被修饰在表面,从而产生有效的光生电荷分离,通过PL光谱表征。催化剂的光催化性能还可以通过调整CuO-TiO2和GO之间的比例来改善CuO-TiO2/GO。最佳GO百分比为10wt%,与CuO-TiO2光催化剂(28.8%)相比,在300 min的可见光下,CuO-TiO2/GO复合材料的BPA去除率为56.5%。此外,还研究了该CuO-TiO2/GO三元纳米复合材料光催化性能的假设机理。在光催化反应中形成的主要活性氧物种(ROS)被确定为O2 .− 和 . OH. 。文中还讨论了阴离子的存在对BPA降解的具有有抑制作用,HCO3 和CO32− 对光催化降解双酚A有明显的促进和改善作用。这项工作表明,这种CuO-TiO2/GO杂化三元纳米复合材料也可以作为一种高潜力的光催化剂应用于工业领域二级处理,以降解其他有机污染物。6JL新型光催化网_水库治理_河道治理_水生态修复_水环境治理与修复_江苏双良环境科技有限公司
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8. 中文标题:大型植物为主的富营养化湖泊的内部氮循环:生态恢复的机制和意义6JL新型光催化网_水库治理_河道治理_水生态修复_水环境治理与修复_江苏双良环境科技有限公司
引自:Jing Zhang, Pengfei Hei, Yizi Shang, et al, Internal Nitrogen Cycle in Macrophyte-Dominated Eutrophic Lakes: Mechanisms and Implications for Ecological Restoration, ACS EST Water 2021, 1, 2359−2369.6JL新型光催化网_水库治理_河道治理_水生态修复_水环境治理与修复_江苏双良环境科技有限公司
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图56JL新型光催化网_水库治理_河道治理_水生态修复_水环境治理与修复_江苏双良环境科技有限公司
以植物为主的富营养化( MDE )对湖泊管理提出了巨大挑战。然而,大型水生植物过度生长研究主要局限于入侵生态学领域,富营养化研究主要局限于浮游植物主导的富营养化。本研究基于前-后-对照-影响分析方法,利用单个大型MDE湖13个半连通子湖中几个任意选择的对比区域(即有和没有大型植物以及有和没有水流)的野外尺度观测数据,利用推断统计研究了水生植物对内部氮循环的影响。影响区与控制区之间的t检验,结合沉水植物氮储量变化和垂直沉积物氮扩散分析,表明沉水植物生物动力学而非物理化学动力学,主导了可持续的内部氮循环,导致MDE湖泊沉水植物过度生长。沉淀物氮在植物生长季节被大型植物吸收和储存,在枯萎期开始回到沉淀物中,形成可持续的内部氮循环。因此,富营养化的恢复应强调限制自增强的“沉积物-植物”氮循环,而不是仅仅控制水体氮含量或沉积物氮释放。综合考虑底泥脱氮效率和生态干扰,提出了一种切实可行的策略。6JL新型光催化网_水库治理_河道治理_水生态修复_水环境治理与修复_江苏双良环境科技有限公司
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