原子力显微镜分析聚二甲基二烯丙基铵盐的吸附和絮凝行为:反离子的影响

通过对聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDADMAC)改性得到了高分子量的聚二甲基二烯丙基硝酸铵(PDADMANO₃)和聚二甲基二烯丙基硫酸铵(PDADMASO₄).通过电导率,比浓粘度,原子力显微镜,以及高岭土悬浊液絮凝试验的残余浊度,Zeta电位和絮凝指数,研究了一价阴离子(Cl^-,ON₃^-)和二价阴离子(SO₄^2-)对聚二甲基二烯丙基铵盐(PDADMAX)的溶液性质、吸附的结构与形貌和絮凝性能的影响.结果表明:不同的反离子对PDADMAX的溶液性质、吸附的结构与形貌和絮凝性能有显著影响.PDADMANO₃具有更高的絮凝效率和“电中和作用”,而PDADMASO₄具有更宽的最佳絮凝范围和更大的絮体粒径,及更强的“吸附架桥作用”.特别对于聚电解质的吸附和絮凝机理的研究,单个高分子的原子力显微镜图象是一种非常有效地分析方法.     

光催化降解甲胺磷的研究

用离子色谱法检测光催化降解甲胺磷的最终产物PO4^3-、SO4^2-、NH4^ 、NO3^-，它们随光照时间的生成量不同，80min时甲胺磷分子中的N原子已完全矿化为NH4^ 和NO3^-，而P、S原子矿化为PO4^3-、SO4^2-则较慢且不同步，刚开始，SO4^2-生成量大于PO4^3-，100min后则PO4^3-生成量大于SO4^2-，经气相色谱及CODCr分析，均表明在甲胺磷光催化降解过程中存在中间产物，用气质联用仪（GC-MS）检测出中间产物CH3-SO2-SCH3及CH3S-SCH3，提出光催化降解甲胺磷的可能途径。     

吸附Sr~(2+)后酵母细胞的絮凝特性研究

为寻求生物吸附处理重金属或核素废水的后处理途径,本论文以吸附Sr2+后酵母细胞为对象,通过对絮凝前后上部液相浊度分析,探讨了絮凝剂种类、液相初始p H、酵母细胞初始浓度以及絮凝剂量等因素对絮凝效果的影响;并探讨了PAC(聚合氯化铝)对吸附Sr2+后酵母细胞的絮凝机理.结果显示:3种铝盐絮凝剂对酵母细胞絮凝效果对比结果显示为:PACKAl(SO4)2Al2(SO4)3.对PAC而言,其在实验条件下对酵母细胞的絮凝是一个快速作用过程,在1 min内出现明显矾花现象,而60 min时絮凝效率可达到99%以上.Zeta电位分析显示p H为3~10范围内,酵母细胞与PAC之间的电位差值Δζ均在50 m V以上,其中最大可达68.4 m V,这将带来PAC对酵母细胞的快速絮凝,SEM和液相电导率变化分析也证实了这点.PAC可作为一种良好的絮凝剂用于对吸附Sr2+或其他重金属离子后的酵母细胞进行絮凝处理.     

阳离子型聚合物对低温低浊水的絮凝效果与形态学特性

采用微絮凝-深床直接过滤工艺,以西安市曲江水厂低温低浊水质为原水(水温低于10 ℃,初始浊度低于10NTU),投加阳离子型聚合物(简称CP)作主混凝剂或助凝剂,借助分形数学理论与图像分析技术,对滤料粒径、原水浊度、原水温度、药剂种类、聚合物分子量及投加量、混合强度等因素对处理效果的影响进行了研究,分析探讨了不同药剂处理低温低浊水的作用机理、絮凝形态学特征以及絮体结构的分形特性.结果表明,①当温度低于4 ℃、初始浊度小于4NTU时,不宜单独采用Al2(SO4)3或PAC作为絮凝剂;当温度为4～10 ℃、初始浊度小于10NTU时,如果只投加Al2(SO4)3或PAC作为絮凝剂,宜用细砂滤料过滤;低温低浊条件下,无机混凝剂形成的絮体粒径小、结构松散脆弱、有效质量密度低、沉速慢,但表征絮体分形特性的分维值较高.②CP作絮凝剂能显著改善低温低浊水的絮凝效果与过滤性能,但混合强度需增大,宜用粗砂滤料过滤;③单独用CP作絮凝剂时,宜投加分子量较低的弱阳性聚合物或投加低剂量较高分子量的强阳性聚合物;CP用作助凝剂时,能显著减少主混凝剂用量,但宜投加强阳性聚合物或增加弱阳性聚合物的剂量.④CP兼备电性中和与吸附架桥絮凝作用,能形成粒径较大、吸附性能与过滤性能良好的网状絮体构型,其有效质量密度高,产生的污泥量少,污泥沉降速度快,脱水效果好,但分维值低.⑤各种水处理药剂的处理效果为:Al2(SO4)3(或PAC) CP＞CP＞PAC＞Al2(SO4)3,这种差别由絮体的形态学特性与构型特征各异引起.     

无机-有机复合絮凝剂净化海水的试验

在海水净化过程中,絮凝是重要的中间环节,絮凝剂的品质在海水絮凝过程中起着决定作用。以Fe2(SO4)3与二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)为原料,制备出新型无机-有机复合絮凝剂Fe2(SO4)3-PDMDAAC,用来净化渤海近岸海水,通过与单纯投加Fe2(SO4)3无机絮凝剂对比,考察对海水中污染物的去除效果。借助Turbiscan Lab分散稳定性分析仪,研究絮凝剂对海水体系动态稳定性的影响。结果表明:与Fe2(SO4)3相比,Fe2(SO4)3-PDMDAAC复合絮凝剂对海水中浊度、CODMn、TP的去除效果均有一定程度的提高,最高去除率分别为95.2%、51.6%和70.4%。通过监测海水悬浮液动态沉降过程,验证了光学评价方法可行性,并从海水稳定性角度为絮凝机理分析提供了理论依据。     

几种阴阳离子对磷钨酸光催化降解甲基橙的影响

以磷钨酸为光催化剂,在紫外灯照射下,对甲基橙溶液进行光催化降解,考察了几种阴阳离子对磷钨酸光催化降解甲基橙溶液的影响。结果表明：Mg^2＋、Ca^2＋、NO3^-、SO4^2-和CO3^2-均对催化活性有促进作用,其中Mg^2＋和Ca^2＋仅有微弱的促进作用;NO3^-和SO4^2-随着浓度的增加促进作用也有所增加;CO3^2-则随着浓度的增加促进作用呈下降趋势;Mn^2＋、Al^3＋和Cl^-对光解反应存在较强的抑制作用,且Al^3＋和Cl^-随着其浓度的增加,抑制作用增强。     

离子色谱法在石化工业废水分析中的应用

用IC-6离子色谱分析仪，研究石化工业废水中阴离子的测定技术，并首次建立炼油、化肥外排废水中F^-、Cl^-、NO2^-、PO4^3-、NO3^-、SO4^2-等阴离子含量测定的岗位。以含0．0054mol／L碳酸氢钠和0．0050mol／L碳酸钠为淋洗液，在电流70mA、流速1．5mL／min、泵压0～42MPa的条件下，测得各阴离子的相关系数均大于0．995、相对标准偏差（RSD）〈5．00％、加标回收率为95％～116％。     

无机阴离子对Fe-TiO2/SiO2复合光催化剂脱色染料的影响

考察了6种常见的无机阴离子对金属掺杂Fe-TiO2／SiO2复合光催化剂光催化降解酸性红B反应的影响，考察了导致催化剂失活的无机阴离子的最低浓度．结果发现H2PO4^-、HCO3^-具有较强的抑制作用，SO4^3-、I^-具有一定的抑制作用，而NO3^-、CI^-无明显影响实验结果证实无机离子对金属掺杂Fe-TiO2／SiO2活性的影响比TiO2／SiO2催化剂的影响明显要弱．对催化剂失活的机制也作了探讨。     

广州地区降水SO4^2／NO3^—比值的变化

结合广州地区污染源的排放状况,分析本地区近10年来降水中SO4^2-、NO3^-组分的变化,提出在控制SO2排放总量的同时,必须要注意肖减NOx排放。     

离子色谱方法在分析大气湿沉降中的应用

使用ISC-90美国戴安离子色谱仪,采用AS14阴离子分离柱,分析大气湿沉降中无机阴离子F^-、Cl^-、NO2^-、NO3^-、PO4^-等七种,共检出F^-、Cl^-、NO2^-、NO3^-和SO4^2-五种无机阴离子,它具有分析快速,准确、灵敏高、噪声小,基线稳定,背景电导低,线性范围宽,样品用量少,无污染等优点,同时进行多组份测定,是目前分析大气湿沉降组份首选的分析方法之一。     

Simultaneous removal of selected oxidized contaminants in groundwater using a continuously stirred hydrogen-based membrane biofilm reactor

A laboratory trial was conducted for evaluating the capability of a continuously stirred hydrogen-based membrane biofilm reactor to simultaneously reduce nitrate (NO3--N), sulfate (SO42-), bromate (BrO3-), hexavalent chromium (Cr(VI)) and para- chloronitrobenzene (p-CNB). The reactor contained two bundles of hollow fiber membranes functioning as an autotrophic biofilm carrier and hydrogen pipe as well. On the condition that hydrogen was supplied as electron donor and diffused into water through membrane pores, autohydrogenotrophic bacteria were capable of reducing contaminants to forms with lower toxicity. Reduction occurred within 1 day and removal fluxes for NO3--N, SO4-2 , BrO3-, Cr(VI), and p-CNB reached 0.641, 2.396, 0.008, 0.016 and 0.031 g/(day·m-2 ), respectively after 112 days of continuous operation. Except for the fact that sulfate was 37% removed under high surface loading, the other four contaminants were reduced by over 95%. The removal flux comparison between phases varying in surface loading and H2 pressure showed that decreasing surface loading or increasing H2 pressure would promote removal flux. Competition for electrons occurred among the five contaminants. Electron-equivalent flux analysis showed that the amount of utilized hydrogen was mainly controlled by NO3 -N and SO4-2 reduction, which accounted for over 99% of the electron flux altogether. It also indicated the electron acceptor order, showing that nitrate was the most prior electron acceptor while sulfate was the second of the five contaminants.     

广州PM2.5化学组分特征及其与气象因子的关系

于2012年12月—2013年12月在广州城区(市站)和东部郊区(九龙)开展为期一年的PM2.5样品采集,并同步收集气象因子和气态污染物质量浓度等数据.结果表明,PM2.5中主要化学组分为有机质(OM)和硫酸盐(SO2-4),分别占市站和九龙PM2.5质量浓度的49.4%和15.2%及57.0%和17.3%.碳质气溶胶(OM和EC)贡献接近50%,二次无机气溶胶(SO2-4、NO-3和NH+4总和,SIA)贡献超过30%.由于以机动车尾气为代表的移动污染源在城市区域贡献较大,市站[NO-3]/[SO2-4]比值显著高于九龙.两个站点[NH+4]/[SO2-4]摩尔质量比均高于1.5,表明观测期间广州市干季大气处于富铵状态.市站和九龙站硫氧化率(SOR)和氮氧化率(NOR)的时空变化趋势与O3类似,表明大气光化学过程是影响广州市SOR和NOR的重要因素.相对湿度低于65%时,SOR和NOR均较高;温度对SOR和NOR的影响有显著的城郊差异.降雨对PM2.5及各化学组分浓度有显著去除作用.     

产色链霉菌(Streptomyces chromogenes)和立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)转化NO3-的研究

筛选出２株真菌,产色链霉菌（Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ ｃｈｒｏｍｏｇｅｎｅｓ）和立枯丝核菌（Ｒｈｉｚｏｃｔｏｎｉａ ｓｏｌａｎｉ）具有转化ＮＯ３＾－的活性。它们的生比枯草芽孢杆菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｕｂｔｉｌｉｓ）还强。产色链霉菌和立枯丝核菌将ＮＨ４＾＋转化为ＮＯ３＾＿的机理也不同于真菌尖孢镰刀菌（Ｆｕｓａｒｉｕｍｏｘｙｓｐｏｒｉｕｍ）必需有ＮＯ３＾－或ＮＯ２＾－的诱导才具有活性,它们可直接将硫     

天津市2017年重污染过程二次无机化学污染特征分析

基于2017年天津市超级观测站数据,筛选出7次典型重污染过程,从污染物浓度、二次转化方面分析重污染过程二次无机化学污染特征.结果表明,重污染期间NO₃^-和SO₄^2-浓度较清洁天气增长幅度最高,显著高于PM_2.5的增长程度,说明二次无机转化是导致重污染期间PM_2.5污染加重的重要原因;下半年PM_2.5和SO₂污染程度较上半年减轻,与秋冬季采取燃煤治理等活动有关;重污染期间NO₂/SO₂比值为1.5~19.6,其中下半年NO₂/SO₂比值显著高于上半年,说明在各项污染源管控下移动源的影响比例相对增加;大部分重污染期间NO₃^-浓度大于SO₄^2-浓度,SOR值高于NOR值,说明重污染期间硫酸盐和硝酸盐转化均较重要;在SO₂浓度显著降低的情况下,重污染期间SO₄^2-浓度并未明显降低,说明除二次无机转化外,硫酸盐生成还受其他因素影响.     

硫酸盐还原-氨氧化反应的特性研究

将接种的ANAMMOX污泥进行自养条件下的硫酸盐还原-氨氧化反应,实验发现硫酸盐还原-氨氧化反应是pH下降的过程,其产物为单质硫和氮气,NO-3-N是其中间产物.NH+4-N/SO2-4-S的转化比随着原水n(N)/n(S)比的减小而减小,其中原水n(N)/n(S)比对氨的转化率影响不大,低的n(N)/n(S)比可以提高SO2-4-S的转化率,但却使NH+4-N转化为NO-3-N的比率增大,导致n(TN)/n(TS)的去除比减小.这表明硫酸盐还原-氨氧化反应不是基元反应.硫酸盐能把氨氧化为NO-2-N或NO-3-N,其中转化为NO-3-N的反应是限速步骤,缩短反应时间有利于氮损失.     

Effectiveness of national air pollution control policies on the air quality in metropolitan areas of China

Understanding the effectiveness of national air pollution controls is important for control policy design to improve the future air quality in China. This study evaluated the effectiveness of major national control policies implemented recently in China through a modeling analysis. The sulfur dioxide （SO2） control policy during the llth Five Year Plan period （2006-2010） had succeeded in reducing the national SO2 emission in 2010 by 14% from its 2005 level, which correspondingly reduced ambient SO2 and sulfate （SO42-） concentrations by 13%-15% and 8%-10% respectively over east China. The nitrogen oxides （NOx） control policy during the 12th Five Year Plan period （2011-2015） targets the reduction of the national NOx emission in 2015 by 10% on the basis of 2010. The simulation results suggest that such a reduction in NOx emission will reduce the ambient nitrogen dioxide （NO2）, nitrate （NO3-）, 1-hr maxima ozone （03） concentrations and total nitrogen deposition by 8%, 3%-14%, 2% and 2%--4%, respectively over east China. The application of new emission standards for power plants will further reduce the NO2, NO3-, 1-hr maxima 03 concentrations and total nitrogen deposition by 2%-4%, 1%-%, 0-2% and 1%-2%, respectively. Sensitivity analysis was conducted to evaluate the inter-provincial impacts of emission reduction in Beijing-Tianjin-Hebei and the Yangtze River Delta, which indicated the need to implement joint regional air pollution control.     

利用SPAMS研究石家庄市冬季连续灰霾天气的污染特征及成因

2014年11月18~26日石家庄市发生了连续的灰霾天气.利用位于石家庄市大气自动监测站(20 m)的单颗粒气溶胶质谱仪(SPAMS)分析了细颗粒物的化学组成,根据石家庄市大气污染物排放源谱库对主要成分进行了来源解析,并结合颗粒物质量浓度和气象条件研究了该地区冬季灰霾天气成因.结果表明,石家庄市大气细颗粒物来源分为7类,各源示踪离子:燃煤源为Al,工业源为OC、Fe、Pb,机动车尾气源为EC,扬尘源为Al、Ca、Si,生物质燃烧源为K和左旋葡聚糖,纯二次无机源为SO-4、NO-2和NO-3,餐饮源为HOC.灰霾期间大气中主要含有OC、HOC、EC、HEC、ECOC、富钾颗粒、矿物质和重金属等8类颗粒,其中OC和ECOC颗粒最多,分别占到总数的50%和20%以上,OC颗粒主要来自燃煤和工业工艺,ECOC颗粒主要来自燃煤和机动车尾气排放.灰霾发生时含有NH+4、SO-4、NO-2和NO-3等二次离子的颗粒物占比升高,其中含NH+4颗粒增幅最大;EC、OC与NO-3、SO-4、NH+4在灰霾天气下的混合程度均比干净天气高,其中与NH+4的混合程度加剧最为明显.冬季采暖期煤炭的大量燃烧、医化行业工艺过程及机动车尾气等污染源排放的一次气态污染物(SO2、NOx、NH3、VOCs)和一次颗粒物在静稳天气中难以扩散而迅速累积,气态污染物发生二次转化形成硝酸铵、硫酸铵,而颗粒物之间通过碰撞形成二次颗粒物并发生不同程度的混合,从而导致大气能见度下降,以上是石家庄市冬季灰霾形成的主要原因.     

北京大气气溶胶部分无机组分及相关气体的浓度变化

利用SJAC-MOBIC在2000-05～2000-09的3个采样时段测量了北京大气中的气溶胶SO₄^2-、NO₃^-、NO₂^-、Cl^-及相关气体组分,得出了这些污染组分的逐时变化.结果表明气溶胶Cl^-、NO₂^-、NO₃^-及气体HCl、HNO₂和HNO₃有明显的变化规律,SO₂和气溶胶SO₄^2-的变化取决于SO₂的排放,SO₄^2-的峰值一般比SO₂的峰值晚2h左右.     

应用扩散管测量霾污染期间大气氮硫化合物浓度的方法

活性氮和硫化合物在大气颗粒物形成过程中扮演重要角色,但对它们气相/颗粒相的同步观测结果比较缺乏.本研究尝试基于扩散管的DELTA系统测量氮和硫化合物短时累积浓度,以期捕捉它们在霾污染期间的演变规律.结果表明,DELTA系统收集气态污染物的扩散管中以及颗粒物滤膜上NH_4~+和NO-3空白干扰较小,适用于研究NH_3、HNO_3、NH_4~+和NO-3的日均浓度,可以作为城市环境空气质量监测参数的有效补充;但采样系统中SO_2-4背景含量较高,仅适合监测48 h以上时间尺度的SO_2浓度和周~月尺度SO_2-4浓度,用于大气硫沉降观测.北京2016年5月9日~6月7日观测期间,大气NH_3、HNO_3、NH_4~+和NO-3浓度具有明显的逐日演变规律,呈现出随着风向转变而发生周期性波动的典型特征;这些含氮污染物与PM_(2.5)、CO、SO_2和NO_2浓度的变化规律一致,其来源可能与化石燃料燃烧源有关.污染天NH_3、HNO_3、NH_4~+和NO-3浓度约为清洁天的2倍,但还原性氮和氧化性氮的相态分布在清洁天和污染天无明显差异;整个观测期间,HNO_3/NO-3约为1.2,NH_3/NH_4~+为4.5,春夏之交较高的温度有利于活性氮在气粒平衡过程中偏向于气态形式存在.