浓度和离子强度及pH对城市污水3DEEMs特性影响

运用三维荧光激发-发射光谱(three-dimensional excitation-emission matrix spectroscopy,3DEEM)研究城市污水处理厂进出水的三维荧光光谱特征及其受浓度(稀释倍数1~5)、离子强度(0~0.4 mol/L NaCl)和pH(3~11)等因素影响的变化规律。结果表明城市污水有2个明显的荧光区,分别是类蛋白荧光和类腐殖酸荧光。浓度效应的研究结果表明,随着浓度的增加,进出水类蛋白和类腐殖酸荧光强度增加,荧光峰出现红移。随着离子强度的增加,进出水的类蛋白荧光强度增加,而类腐殖酸荧光强度则出现降低趋势,二者荧光峰均出现微小的红移。pH对城市污水荧光特性影响较明显,随着pH的增加,类蛋白和类腐殖酸荧光强度增加、荧光峰发生红移,前者在pH=7、后者在pH=9时荧光强度达到最高、荧光峰红移到最大。     

苯酚三维荧光光谱特征参数影响因素的研究

用三维荧光光谱法研究了不同离子浓度,pH值对苯酚荧光光谱特征参数的影响,并探讨了腐殖酸对苯酚的荧光猝灭效应.结果表明,天然水中9种常见离子Na+、Mg2+、Ca2+、K+、NH4+、Cl-、HCO3-、SO42-、HPO42-对苯酚的荧光光谱形状和荧光强度基本无影响;NO3-的存在会使苯酚的荧光强度发生变化,荧光强度随着NO3-浓度增大而减小.苯酚在酸性和碱性条件下的存在形式不同,致使pH值对其荧光光谱特征参数影响较大:在酸性条件下,荧光强度基本保持不变;在碱性条件下,由于羟基的电离使荧光强度很弱.腐殖酸的存在使苯酚发生荧光猝灭,采用Stern-Volmer方程修正式对实验猝灭结果进行拟合,得到的拟合结果较好,相关系数为0.9995.     

电催化氧化法处理阳离子染料废水的试验研究

以结晶紫作为阳离子染料,采用电催化氧化法对阳离子染料溶液进行了电解脱色处理试验,研究了电流密度、电解质种类、电解质浓度、pH值等对该溶液脱色率的影响,测定了电解时溶液中生成的余氯浓度和溶液的紫外-可见吸收光谱曲线,并对不同电解时间的溶液的吸光度进行了归一化计算。结果表明:随着电解时间的延长,水溶液中活性氯浓度不断上升,经一定时间后达到最大值;在电催化和活性氯的协同作用下,阳离子染料结晶紫分子中的大π共轭体系被破坏、苯环结构基本瓦解,溶液快速脱色;在电流密度为5.1mA/cm2、NaCl浓度为4g/L、pH值为9.41的条件下,初始浓度为100mg/L的结晶紫溶液经过20min的电解,其脱色率可高达98.31%。     

模拟酸雨对土壤酸性磷酸酶活性的影响及机理

通过恒温恒湿连续培养的方法,研究了外源酸雨对土壤pH值、酸性磷酸酶活性的影响,同时运用紫外差光谱和荧光光谱对其机理进行了探讨.结果表明,酸雨通过改变土壤pH值而影响酶活性,pH6.66的近中性土壤酶活性呈现激活-抑制的变化过程;而pH4.61的酸性土壤酶活性持续下降.溶液构象研究表明,pH值是通过改变酶的肽链构象、氨基酸残基微环境而影响其活性的.     

淡水藻类对辛基酚的吸附行为研究

选取辛基酚(4-OP)作为目标物,研究了水中2种常见淡水藻(小球藻和鱼腥藻)对辛基酚的吸附.结果表明,2种藻对辛基酚的吸附量都很大,且吸附迅速.小球藻在混合后的5 min内即吸附了4-OP初始浓度(2 mg/L)的20%,鱼腥藻在混合后的5 min内即吸附了4-OP初始浓度(2 mg/L)的46%.吸附在1 h即达到平衡.模型拟合结果表明,辛基酚在藻表面的吸附符合Langmuir吸附等温式.水溶液pH值的变化对吸附的影响很大,降低pH值有利于2种藻对辛基酚的吸附,pH值对小球藻吸附辛基酚的影响比对鱼腥藻大.用荧光光谱法研究了藻与辛基酚的相互作用,结果表明,藻的加入可使辛基酚荧光强度降低,随着藻浓度的升高,藻/辛基酚体系荧光强度不变,荧光光谱向红端移动,根据此结果推测藻/有机污染物体系能更好地利用太阳光中的近紫外光线,从而促进有机污染物光降解.     

两江交汇处水体溶解性有机质的吸收和荧光光谱特征:以渠江-嘉陵江、涪江-嘉陵江为例

利用三维荧光和紫外-可见吸收光谱手段,分析了渠江、涪江和嘉陵江交汇处水体DOM特征变化.结果表明,干支流各采样点水体DOM的FI值1.4,HIX值0.8,表现出明显陆源输入特征,整个研究区域水体混合模式为非保守混合,对交汇处水体DOM地化特征变化有一定贡献,但并非主导因素.河流沿岸不同土地利用类型对交汇处水体DOM特征改变有明显影响,聚类分析发现,所有采样点可分为两大类,一类为沿岸以森林和农田生态系统为主(渠江-嘉陵江交汇处),另一类为沿岸以城市用地为主(涪江-嘉陵江交汇处),前者向干流水体中输入芳香化程度和腐殖化程度较高的DOM,后者以浓度较高而结构相对较简单的DOM输入为主.此外,涪江-嘉陵江交汇处类蛋白质荧光组分信号增强,出现荧光T峰,表明人为活动对水体质量的影响明显.     

氧等离子体改性竹活性炭对苯胺的吸附特性

对氧等离子体改性前后的竹活性炭表面理化性质的改变及其对水溶液中苯胺的吸附特性进行了研究.结果表明,氧等离子体改性竹活性炭的表面物理性质变化较小,但是表面化学性质的变化十分显著.在实验条件下,当溶液pH值超过5.0以后,3种竹活性炭对苯胺的吸附效率达到最大并基本保持不变.吸附动力学研究表明,3种竹活性炭对苯胺的吸附过程均可以在480min内达到平衡,改性竹活性炭的苯胺平衡吸附量显著大于未改性炭,吸附过程均可以用准二级动力学模型和内部颗粒扩散模型进行描述.吸附等温线研究表明,3种竹活性炭对苯胺的吸附等温线均符合Langmuir模型.进一步的分析表明, π-π色散力和氢键作用的增强可能是导致改性竹活性炭吸附苯胺性能提高的主要原因.     

重金属阳离子荧光传感器合成及光谱性研究

通过亚胺缩合的反应制备出阳离子荧光传感器（Cation Fluorescent Sensors,CFSs）,并对其结构、光谱性能检测、荧光量子产率等进行了详细的研究.通过荧光化学传感器产生的荧光光谱一直是高效的分析方法,因此合成了新的基于席夫碱的荧光化学传感器,并研究了对各种金属离子的结合特性.在CH3CN溶液中测试了阳离子荧光传感器时不同阳离子的选择性响应,发现对Cu2＋有较好的选择性,可用于Cu2＋的检测.该类阳离子荧光传感器是基于2,2-联噻吩-5-乙醛的荧光发射基团和邻氨基苯甲醚为识别基团的一类阳离子荧光传感器.     

印染生化尾水电解过程溶解性有机物变化特性

基于荧光激发发射矩阵（EEM）,结合紫外-可见吸收光谱（UV-vis）、红外光谱（IR）和气相色谱质谱联用仪（GC-MS）,精准分析印染生化尾水电解过程溶解性有机物（DOM）结构和组成,揭示宏观水质指标COD、BOD变化的本质.三维荧光光谱PARAFAC分析显示,印染生化尾水存在酪氨酸类（C1）、色氨酸类（C2）、腐植酸类（YC3）3个荧光组分.15mA/cm²电流密度下,经过一定时间电解（如30min）,原荧光强度开始逐渐减弱,C1、C2组分最大荧光强度（Fmax）变化不大,出现最大荧光强度（F_max）降低的DC3色氨酸类组分,废水B/C比从0.27提升至0.42,即尾水可生化性得到提升.进一步分析,电解过程,印染生化尾水DOM的C=C、C=O、C-N、C-O-C结构被降解,原水中烯烃、酮类、胺类、醇类、苯类、卤代烃、酯类等有机化合物被逐步降解为小分子有机酸、烷基酯、烷烃等,这是荧光团转变、可生化性提升的本质原因.三维荧光直观反映了电解过程DOM组成结构的特征光谱,为科学评估电解技术效果和后续印染生化尾水排放溯源提供支撑.     

臭氧法对酸性嫩黄G溶液的脱色效率和残留物的分析

实验考察了臭氧对酸性嫩黄G色度脱除和其溶液pH值的变化情况,并对降解溶液中的残留物进行定量分析。结果发现,20min时,脱色率达到97.5%;有酸性物质生成并使得溶液的pH值随反应时间的推移下降,pH与脱色率总体变化趋势一致。经反应,分子中的—SO3Na基团大部分生成了SO42-;N并没有氧化成NO2-、NO3-,而是生成其它含N化合物。     

胶州湾围隔实验中溶解有机物三维荧光特征

利用三维荧光激发发射矩阵光谱法(EEMS),测定胶州湾围隔实验中不同营养盐条件下产生的溶解有机物的三维荧光特性.结果显示,浮游植物可产生类蛋白和类腐殖质荧光,类蛋白荧光峰由类酪氨酸(tyrosine-like)荧光峰和类色氨酸(tryptophan-like)荧光峰组成,主要位置为Ex_max/Em_max=270 nm/290～310 nm,Ex_max/Em_max=270～290 nm/320～350 nm的荧光峰强度比较弱;在Ex_max/Em_max=250～260 nm/380～480 nm(A峰)、Ex_max/Em_max=310～320 nm/380～420 nm(C峰)和Ex_max/Em_max=330～350 nm/420～480 nm(M峰)位置均出现零散的类腐殖质荧光峰,其中以A峰为主.类酪氨酸荧光强度明显高于类腐殖质荧光强度.浮游植物量降低时,类酪氨酸荧光强度与叶绿素a浓度呈明显的负相关.硅藻和甲藻产生的类酪氨酸和类色氨酸荧光强度之间具有较好的相关性,两者来源相似, 并且甲藻与硅藻相比能够产生更多的类蛋白荧光物质.不同环境下类腐殖质混合物的组分比例不同,甲藻生长环境下相对于硅藻具有较低的A/C比值.     

光导纤维氨气敏荧光传感器的研制和应用

以大环冠醚为铵离子中性载体，吖啶橙为荧光ＰＨ指示剂，二者结合于增塑的ＰＶＣ膜中，样品氨浓度变化直接引起膜的荧光强度变化。基于该原理研制成不需内电解质溶液的光导纤维氨气敏荧光传感器。用以测定生活污水的氨氮，精密度实验的平均变异系数为０．９－１．３％；回收率为９５．４％－１０５．６％。     

大沽河—胶州湾段溶解有机物类腐殖质荧光特征变化

利用荧光激发-发射矩阵光谱(excitation-emission matrix spectroscopy,EEMS)技术研究了溶解有机物类腐殖质荧光特征从大沽河到胶州湾的变化及其与盐度、pH、叶绿素a、溶解有机碳、化学需氧量和碳水化合物的关系.结果表明,大沽河溶解有机物类腐殖质荧光强度较大,胶州湾溶解有机物类腐殖质荧光强度较小,大沽河是胶州湾类腐殖质荧光物质的重要来源.类腐殖质荧光强度与叶绿素a含量的相关性较差,说明浮游植物并不是大沽河类腐殖质荧光物质的主要来源.类腐殖质荧光强度与溶解有机碳、化学需氧量和碳水化合物的相关性较好,说明类腐殖质荧光物质是水体溶解有机物的重要组成部分,其分布情况一定程度地反映了水体中有机物的分布.     

膜-生物反应器中溶解性有机物的三维荧光分析

采用三维荧光技术研究了膜-生物反应器(MBR)处理生活污水过程及膜污染物中溶解性有机物(DOM)的变化,并与传统的厌氧/缺氧/好氧(AAO)活性污泥工艺进行了对比.结果表明,生活污水DOM中主要的荧光物质有类蛋白质(荧光峰A和B)及类腐殖质(荧光峰C),经MBR处理后,荧光峰的强度降低了16%~35%,同时类蛋白质的结构也发生了变化.与好氧段滤液相比,溶解性膜污染物中类腐殖质含量较低,主要的荧光物质为分子量较小、共轭性较弱的类蛋白质.AAO工艺中厌氧段加强了对荧光峰A和C的去除,处理过程中类蛋白质结构的变化与MBR工艺有显著不同.     

除草剂莠去津对过氧化氢酶中酪氨酸微区的影响

应用紫外差光谱和荧光光谱研究了除草剂莠去津对过氧化氢酶中酪氨酸微区的影响.通过紫外差光谱发现,当9.1＜pH＜9.9之间变化时,差光谱吸收△A_260nm急剧变化,酪氨酸酚羟基的表观离解常数pK_侧链=9.5莠去津与过氧化氢酶作用后,可能是由于氢键的作用,紫外差光谱和荧光光谱都有一定的红移现象产生,但其表观离解常数未发生改变.SDS对其荧光性质有较大的影响;过氧化氢酶的荧光能被KI碰撞猝灭研究表明,酪氨酸残基可能是处于过氧化氢酶的亲水内核,莠去津可能与过氧化氢酶形成氢键,但对酪氨酸微区影响不大.     

基于吡啶甲基萘酰亚胺的水中痕量铁检测方法研究

合成了一种新型的荧光分子探针N-(2-吡啶甲基)-1,8-萘酰亚胺(PMN),研究了其在环境水样中痕量铁离子的检测应用.结果表明,该方法选择性好,灵敏度高,操作简便,且常见金属离子不干扰测定.Fe3+浓度在1×10-7~8×10-5mol/L范围内,荧光强度与其浓度呈良好的线性关系.方法用于自来水、井水、生活污水中痕量铁的测定,回收率在95.78%~104.02 %之间.     

Characteristic of emissive spectrum and the removal of nitric oxide in N2/O2/NO plasma with argon additive

Although the approach using non-thermal plasma (NTP) for deNOx has been studied for over 15 years,how to achieve higher removal efficiency with lower cost is still a barrier for its industrial application.In order to investigate the impact of the argon additive on the electron density,energy and the nitric oxide reduction process in plasma,the spectrum of the dielectric barrier discharge at atmospheric pressure in a coaxial reactor was measured using the monochromater with high resolution and the comparative experiments for NO reduction were carried out simultaneously in the N2/O2/NO plasma stream with and without argon,respectively.The nitrogen molecular spectrum which is attributed to the energy level transition (C3πu→B3πg ) was compared in the wavelength range 300-480 nm and the electron density and temperature were determined by the calculation based on the relative intensities and Stark broadening width of spectral lines.The spectrum results indicated that the argon additive could enhance the intensity of emissive spectrum of plasma,thus the electron concentration as well as the energy was increased,and finally prompted the ionization rate to produce active N,O and O3.The results of NO reduction showed that the NO conversion efficiency increased in the range of 10%-30% with 5% addition of argon in stream comparing with the condition without argon additive.This study will play a positive role in the industrial application of dielectric barrier discharge deNOx reactor.     

丁苯橡胶生产废水的生物降解特性

为研究丁苯橡胶生产废水的好氧生物降解特性,对某石化企业丁苯橡胶生产装置的生产废水进行好氧处理,并采用液液萃取-气相色谱/质谱、三维荧光光谱、紫外吸收光谱等手段对水质指标进行表征. 结果表明:经好氧生物降解后,丁苯橡胶废水中ρ(COD_Cr)和ρ(DOC)分别降至155和76 mg/L,COD_Cr和DOC去除率分别为76.07%和70.08%;废水中二苄胺、苯乙烯和十二烷基二甲基叔胺等9种主要特征有机物19 d内可被完全降解. 丁苯橡胶生产废水在λ_Ex/λ_Em(激发波长/发射波长)为225 nm/340 nm、215 nm/290 nm,275 nm/340 nm处有3个荧光峰,分别由二苄胺、十二烷基二甲基叔胺、苯乙烯、甲苯和苯甲醛等胺类、苯乙烯和芳香族化合物等有机物产生,好氧生物降解能去除废水中的绝大部分荧光物质,荧光峰强度的总去除率达到93.87%;废水中二苄胺、十二烷基二甲基叔胺、4-甲基环己酮、苯甲醛,苯乙烯、甲苯等有机物使丁苯橡胶生产废水分别在波长190~230、230~250、250~400 nm处有紫外吸收,好氧生物降解对UV₂₅₄的去除率达到52%. 研究显示,丁苯橡胶废水经单独好氧生物处理不能达到GB 31572—2015《合成树脂工业污染物排放标准》的要求,需结合其他方式进行联合处理.      

平寨水库荧光溶解性有机质的来源、特征及其动态转化

利用三维激发发射矩阵光谱(3-D EEM)和平行因子分析,研究了三岔河流域平寨水库溶解有机质的来源、组成和转化情况。在平寨水库的入库水、表层水(0～5 m)、深层水(10～60 m)和出库水中,检测到了几种荧光溶解有机质组分,分别为陆源类腐殖质、自源类腐殖质和浮游植物源的类蛋白质(或类色氨酸或类酪氨酸)。陆源类腐殖质的荧光强度在入库水中略高于出库水,表明陆源类腐殖质在水库系统中相对稳定,大坝截流对其影响不大。自源类腐殖质的荧光强度在库区明显高于入库水和出库水,表明自源类腐殖质既由自源有机物分解产生,又在光化学、微生物和大坝物理拦截过程的影响下发生分解;其他荧光组分中也检测到相似的结果。水温、pH、溶解氧和有色溶解有机质表现出相似的季节变化,光化学和微生物以及大坝拦截是引起水库入库水、库区表层水、库区深层水和出库水中荧光溶解有机质时空动态变化的主要原因。     

猪粪与秸秆协同发酵产热及溶解性有机质的转化特征

采用量热计法和三维荧光光谱,分别对猪粪发酵产热不同阶段温度、热值以及溶解性有机质(DOM)的转化特征进行了研究. 结果表明:在不同C/N(猪糞与芦苇秸秆物料配比)的4组发酵产热试验中,纯猪粪发酵产热温度高于室温时间达到60d,累积热量损失最多达8.862kJ/g,是增温技术最为理想的配比;随着发酵产热的进行,纯猪粪发酵产热样品中类蛋白化合物荧光比值(P_1,n+P_2,n,0.625~0.546)逐渐减少,类富里酸物质荧光比值(P_3,n,0.140~0.173)与类胡敏酸物质荧光比值(P_5,n,0.051~0.097)逐渐增多,腐殖化程度逐渐加强,但是与其他各组相比其腐殖酸类物质增加最少,腐殖化程度最低;不同C/N物料产热过程中,尽管不同区域的荧光强度与热值的相关性不同,但不同C/N物料释放的热量均来源于微生物对简单有机化合物的分解.