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黄土高原半干旱地区尾菜高量还田的环境风险及其成本约束机制 被引量:4
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作者 张光全 巴音 +2 位作者 杜玉明 李凤民 薛伟 《中国生态农业学报(中英文)》 CAS CSCD 北大核心 2022年第11期1827-1841,共15页
尾菜还田能够培肥低质黄土,但其高量还田是否带来环境二次污染并由此增加处理成本等问题仍不清楚。在黄土高原半干旱区,采用覆土埋压方法设计了3个尾菜高量还田厚度(20 cm、40 cm和60 cm)和3个覆土厚度(10 cm、20 cm和30 cm)随机组合的... 尾菜还田能够培肥低质黄土,但其高量还田是否带来环境二次污染并由此增加处理成本等问题仍不清楚。在黄土高原半干旱区,采用覆土埋压方法设计了3个尾菜高量还田厚度(20 cm、40 cm和60 cm)和3个覆土厚度(10 cm、20 cm和30 cm)随机组合的小区试验,和两个中型试验(尾菜还田厚度350 cm,覆土厚度30 cm),调查了尾菜降解率、土壤表面NH_(3)和H_(2)S排放速率、土壤重金属和农药残留量、盐离子含量以及工程成本等数据。结果显示,所有处理尾菜累积降解率均呈对数增长曲线,其表现先快后慢,第20天和第35天小区和中型试验场尾菜降解率均达70.0%以上,之后趋缓;还田尾菜厚度60 cm、覆土厚度10~30 cm,较对照全菜(60 cm厚尾菜露天堆放)的NH_(3)和H_(2)S排放量分别减少71.0%~86.0%和84.9%~87.9%。覆土表面NH_(3)排放速率时间序列均呈单窄峰值曲线,峰值大小和排放量与还田尾菜厚度呈显著正相关(P<0.05),与覆土厚度呈显著负相关(P<0.05)。小区试验覆土表面H_(2)S排放量与对照全土(翻耕0~30 cm土壤)无显著差异,但中型试验场的H_(2)S排放量明显增加。尾菜还田量越大,污染物排放强度越小;中型试验场尾菜层及其上层和下层土壤重金属、农药残留量、Ca^(2+)含量均与对照全土无显著差异,而Na^(+)向深土层淋洗。中型试验场尾菜还田量与处理成本呈幂律负相关关系,尾菜还田量越大,其处理成本越低,最低成本均值可至25.0±7元∙t^(−1)(鲜重)。因此,在黄土高原半干旱区,采用覆土埋压法高量还田尾菜是一种低成本、简便易行和生态环保的尾菜高效处理方案。 展开更多
关键词 尾菜 高量还田 降解率 NH_(3)排放 H_(2)S排放 成本 黄土高原
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Fe-B/N-C单原子催化剂活化PMS处理焦化废水
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作者 王建 刘宇琪 +1 位作者 韩世豪 杨少霞 《化工环保》 北大核心 2025年第3期363-370,共8页
采用一锅法制备了Fe-B/N-C单原子催化剂,并将其用于活化过一硫酸盐(PMS)处理焦化废水。表征结果显示,单原子Fe的负载量为3.69%(w),B原子掺杂并未改变催化剂的微观形貌,Fe、B、N和C元素在Fe-B/N-C表面均匀分布。实验结果表明:在Fe-B/N-C... 采用一锅法制备了Fe-B/N-C单原子催化剂,并将其用于活化过一硫酸盐(PMS)处理焦化废水。表征结果显示,单原子Fe的负载量为3.69%(w),B原子掺杂并未改变催化剂的微观形貌,Fe、B、N和C元素在Fe-B/N-C表面均匀分布。实验结果表明:在Fe-B/N-C投加量为0.5 g/L、PMS投加量为2.0 g/L的条件下,Fe-B/N-C活化PMS体系在10 min内可完全去除废水中的苯酚,30 min后总有机碳(TOC)去除率可达75.8%,表现出较强的去除能力,且明显强于单独PMS和Fe-N-C活化PMS体系;与单独PMS和Fe-N-C活化PMS体系相比,Fe-B/N-C活化PMS体系对废水中荧光溶解性有机物(FDOM)的去除效果最好(30 min后去除率可达84.8%),尤其是对络氨酸类蛋白质、色氨酸类蛋白质和溶解性微生物代谢产物的去除,30 min后去除率分别可达80.9%、60.8%和81.4%。 展开更多
关键词 类芬顿反应 过一硫酸盐 单原子催化剂 杂原子掺杂 苯酚
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三聚氰胺改性促进活性炭室温甲醛吸附机理的研究
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作者 李蒙召 向宁 +5 位作者 尚春林 刘耀鑫 薛苗 付航 李巧艳 赵青松 《煤炭转化》 北大核心 2025年第4期140-151,共12页
氮改性是提升活性炭甲醛吸附性能的有效方法之一。然而,氮改性活性炭中同时存在多种含氮官能团(如吡咯-N、吡啶-N、石墨-N等),特定类型含氮官能团对甲醛吸附的促进机制目前仍不清楚。通过调整三聚氰胺和煤基活性炭的配比(两者质量比为0~... 氮改性是提升活性炭甲醛吸附性能的有效方法之一。然而,氮改性活性炭中同时存在多种含氮官能团(如吡咯-N、吡啶-N、石墨-N等),特定类型含氮官能团对甲醛吸附的促进机制目前仍不清楚。通过调整三聚氰胺和煤基活性炭的配比(两者质量比为0~2),实现了含氮官能团的定向调控。借助实验和密度泛函理论计算相结合的手段,探究了特定含氮官能团(吡咯-N、吡啶-N、石墨-N)、孔隙结构与甲醛吸附性能间的关联。结果表明:含氮官能团的引入提升了活性炭的甲醛吸附容量,但过量的氮改性会严重堵塞样品的孔道,降低其比表面积和孔体积,从而不利于甲醛的吸附。计算结果表明,与原始炭片、吡啶-N改性的炭片和石墨-N改性的炭片相比,吡咯-N改性的炭片由于与甲醛形成了更强的氢键相互作用使其具有显著更高的甲醛吸附能(-33.26 kJ/mol)。当三聚氰胺和煤基活性炭的改性比例(质量比)为1∶1时,所制备的ACM-1样品同时具有丰富的吡咯-N物种和发达的微孔结构,从而展示了最佳的室温甲醛吸附性能,甲醛吸附容量为2.02 mg/g。 展开更多
关键词 活性炭 氮改性 甲醛 吸附 DFT计算
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特种臭氧催化剂制备及处理煤化工生化出水研究 被引量:1
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作者 雷军 《工业水处理》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期152-158,共7页
为高效去除煤化工生化出水中的有机物,采用浸渍法制备非均相臭氧催化剂,用于催化臭氧氧化处理煤化工生化出水。先以模拟废水为处理对象,分析了催化剂载体种类、活性组分种类及配比、浸渍时间、焙烧温度及焙烧时间等因素对催化剂催化臭... 为高效去除煤化工生化出水中的有机物,采用浸渍法制备非均相臭氧催化剂,用于催化臭氧氧化处理煤化工生化出水。先以模拟废水为处理对象,分析了催化剂载体种类、活性组分种类及配比、浸渍时间、焙烧温度及焙烧时间等因素对催化剂催化臭氧氧化效果的影响,确定最佳臭氧催化剂组分及制备工艺,之后对优化条件下制备的催化剂开展物性分析,分析了催化剂的表观形貌、微观结构及成分,最后采用实际生化出水开展了催化剂的稳定性评价。结果表明:采用浸渍法,在浸渍时间24 h、焙烧温度550℃、焙烧时间5 h条件下,以γ-Al_(2)O_(3)为载体、以n(Mn)∶n(Fe)∶n(Cu)=2∶1∶1作为活性组分配比制备得到的非均相臭氧催化剂具有较优的催化臭氧氧化性能,实验条件下将其用于催化臭氧氧化处理模拟废水中的难降解有机物,COD去除率高达64.6%;所制备催化剂具有较高的比表面积及介孔,用于中试处理实际煤化工生化出水时结构稳定,应用效果稳定,吨水处理运行费用为4.57元。 展开更多
关键词 生化出水 臭氧催化剂 制备工艺 物性表征 稳定性 金属溶出率
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黄土高原半干旱区尾菜高量埋压抑制土壤氮淋溶的研究 被引量:3
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作者 巴音 张光全 +2 位作者 薛伟 杜玉明 李凤民 《农业资源与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期434-444,共11页
为明确尾菜高量埋压带来的土壤氮淋溶风险,本研究设计了不同尾菜埋压厚度和表层覆土厚度的组合试验,分析不同土层水分和无机氮(NH+4-N和NO-3-N)时空变化特征。结果表明:埋压尾菜厚度0.2~0.6 m、表层覆土厚度0.1~0.3 m时,试验前10 d,表... 为明确尾菜高量埋压带来的土壤氮淋溶风险,本研究设计了不同尾菜埋压厚度和表层覆土厚度的组合试验,分析不同土层水分和无机氮(NH+4-N和NO-3-N)时空变化特征。结果表明:埋压尾菜厚度0.2~0.6 m、表层覆土厚度0.1~0.3 m时,试验前10 d,表层土壤水分快速增加,较对照提高了40%~110%,尾菜向深层土壤补水深度最大为1.6 m;试验开始土壤无机氮以NH^(+)_(4)-N增加为主,下移深度仅为0.6 m,试验第83天时,NO^(-)_(3)-N快速积累,最大下移深度为0.8 m,土壤无机氮主要集中于耕作层,尾菜层上、下0.1 m土壤无机氮含量是当地高产玉米农田的1.0~3.5倍。当尾菜埋压厚度达到3.0 m、表层覆0.4 m黄土时,尾菜向深层土壤补水深度为5.0 m,NH^(+)_(4)-N下移深度为1.5 m,试验第194天时NO^(-)_(3)-N增加不显著,与对照无显著差异,尾菜层上、下0.1 m土壤无机氮含量是高产玉米农田的3.5~4.2倍。研究表明在黄土高原半干旱地区,采用覆土埋压法将尾菜高量还田可以显著增加土壤水分和无机氮固存量,尾菜厚度、表面覆土厚度与土壤水分、土壤无机氮累积量和NH^(+)_(4)-N含量呈正相关,与土壤NO^(-)_(3)-N含量呈负相关,无机氮并未随土壤水分向深层土壤淋溶。 展开更多
关键词 尾菜 高量埋压 土壤水分 NH^(+)_(4)-N NO^(-)_(3)-N 氮淋溶
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