冬季调水期南四湖水体温室气体溶存浓度及其影响因素

为了解冬季调水期南四湖表层水中温室气体的溶存浓度及其排放通量,采集南四湖各湖区和主要入湖河流的河口区表层水及气体样品,分析了水体的理化指标以及CO₂、CH₄和N₂O的溶存浓度,采用薄边界层扩散模型法估算了水—气界面排放通量,并探讨了影响调水期南四湖温室气体溶存浓度的主要因子.结果表明,调水期南四湖表层水中N₂O、CH₄和CO₂浓度分别为(23.0±6.13) nmol·L^-1、(0.15±0.10)μmol·L^-1和(52.4±11.4)μmol·L^-1,均处于高度过饱和状态,排放通量分别为(0.22±0.18)μmol·m^-2·h^-1、(3.95±2.73)μmol·m^-2·h^-1和(658±336)μmol·m^-2·h^-1;浓度和排放通量多与冬季其他湖泊相当...     

澜沧江（云南段）水-气界面氧化亚氮释放通量时空分布特征及其影响因素研究

温室气体浓度上升导致全球气候变暖已成为国际社会关注的焦点。氧化亚氮(N₂O)作为痕量温室气体,在全球气候变暖过程中扮演着重要的角色。河流和水库被认为是N₂O释放的活跃区域,然而目前研究多集中在对单一河流或水库的监测,对大范围河库系统的N₂O研究仍相对欠缺。选取澜沧江(云南段)流域作为考察对象,在2022年4月、8月采用悬浮箱采集24个点位的水-气界面的气体样品,并于实验室通过气象色谱仪检测气样氧化亚氮浓度,探究该流域干支流N₂O释放通量的时空分布特征;同时,测定了水体水环境参数,解析其时空差异的环境影响因素。结果表明,1)在时间尺度上,澜沧江(云南段)旱季N₂O通量均值低于雨季。旱季N₂O通量均值为0.10 mg·m^-2·d^-1,雨季为0.18 mg·m^-2·d^-1,其中旱季干流均值为0.11 mg·m^-2·d^-1,支流为0....     

嘉善冬季PM2.5化学组分特征及来源分析

为研究嘉兴地区嘉善冬季污染时段和清洁时段PM_2.5化学组分特征,结合气象数据对2019年1月嘉兴市嘉善县善西超级站在线自动监测PM_2.5及化学组分数据、气态污染物(NO₂和SO₂)进行了分析.结果表明,2019年1月嘉善善西超级站污染时段PM_2.5浓度(97.18μg·m^-3)为清洁时段(36.77μg·m^-3)的2.6倍.污染时段水溶性离子浓度(41.58μg·m^-3)较清洁时段(19.82μg·m^-3)高21.76μg·m^-3,但占比有所降低,含碳组分比例增加.OC;EC比值为3.93,可能受到燃煤及机动车排放的共同影响.低风速及高湿有利于NO₂和SO₂等气态污染物进行二次转化,污染时段硫转化率和氮转化率均比清洁时段高,分别增高7.93%和54.11%,说明NOx向硝酸盐二次转化较为明显,导致颗粒物浓度升高.聚类分析结果显示67.34%气流来自北方,且相应的气流轨迹上污染物浓度比周边高,说明污染物存在一定的长距离输送.结合风玫瑰图可以看出,污染主要为本地及其周边的输送,污染物的长距离输送在短时会使污染浓度突增.因此,在重点关注本地及周边污染的同时,偏北气流下的污染物区域输送不可忽视.     

天津市夏季PM2.5中碳组分时空变化特征及来源解析

为研究天津市夏季PM_2.5中碳组分的时空变化特征及来源,于2019年7—8月设立2个点位分昼夜采集天津市PM_2.5样品,并测定了其中有机碳(OC)和元素碳(EC)的含量。结果表明,城区PM_2.5、OC和EC浓度日均值分别为(53.4±20.8)μg·m^-3、(8.72±2.56)μg·m^-3和(1.67±0.90)μg·m^-3,郊区PM_2.5、OC和EC浓度日均值分别为(54.2±24.5)μg·m^-3、(7.54±2.50)μg·m^-3和(1.82±1.06)μg·m^-3;白天PM_2.5、OC、EC的平均浓度分别为(47.3±16.1)μg·m^-3、(8.7±2.1)μg·m^-3和(1.5±0.6)μg·m^-3,夜间PM_2.5、OC、EC的平均浓度分别为(60.2±26.2)μg·m^-3、(7.5±2.9)μg·m^-3和(2.0±1.2)μg·m^-3。OC浓度表现为城区高于郊区,白天高于夜间;EC及PM_2.5浓度表现为郊区高于城区,夜间高于白天。OC/EC比值分析得,城区(6.04)高于郊区(5.08);白天(6.58)高于夜间(4.54)。城区OC与EC相关性弱于郊区,白天OC与EC相关性弱于夜间。采用EC示踪法与MRS模型对SOC含量进行估算,得到白天与夜间SOC浓度分别为(5.71±1.35)μg·m^-3和(3.81±1.20)μg·m^-3,白天SOC污染比夜间严重。丰度分析与主成分分析的结果表明,天津市夏季城郊区PM_2.5中碳组分均主要来源于燃煤和机动车尾气排放。     

高山风景区居民区碳质气溶胶污染特征及来源

碳质气溶胶是大气颗粒物的重要组成部分,具有很强的环境和气候效应,是气溶胶科学研究领域的热点.为探究庐山风景区居民区PM_2.5中碳质组分的污染特征及来源,于2019年12月2日—2020年10月31日在庐山风景区居民区进行PM_2.5样品采集,并对其碳质组分有机碳(OC)和元素碳(EC)进行分析.结果表明,观测期间庐山风景区居民区PM_2.5的平均质量浓度为(46.45±18.64)μg·m^-3,其中OC和EC平均质量浓度分别是(4.08±1.61)μg·m^-3和(0.23±0.10)μg·m^-3,占PM_2.5总质量的8.78%和0.50%.且碳质颗粒的污染水平普遍低于城市地区,介于国内其他典型高山背景点之间.采用EC示踪法对PM_2.5中的二次有机碳(SOC)进行估算,发现采样期间SOC的平均浓度为(1.51±1.22)μg·m^-3,占OC的33.2%,表明SOC是PM_2.5...     

保定市污染天气PM2.5中水溶性离子的特征和源解析

采集了2018年保定市污染天气的PM_2.5样品,采用离子色谱法测定了PM_2.5样品中的水溶性离子（WSIs）,分析了不同季节PM_2.5及其水溶性离子的分布特征,并采用PMF模型对PM_2.5进行了源解析.结果表明,采样期间保定市的PM_2.5浓度为18.4—258.0μg·m^-3,年均值为（91.5±62.5）μg·m^-3;季节规律是冬季(160.6μg·m^-3)>秋季(105.3μg·m^-3)>春季(57.6μg·m^-3)>夏季(53.2μg·m^-3).WSIs年均值为49.20μg·m^-3,占PM_2.5.的63.95%,WSIs的季节规律和PM_2.5的一致.二次离子占水溶性离子的77.12%.湿度和温度与SOR和NOR成正相关.春夏两季水溶性离子主要以Na_...     

天津市2018—2020年春节PM2.5中水溶性无机离子特征及重污染过程分析

为阐明大气污染重点整治和新冠疫情影响下我国华北地区城市春节期间重污染过程PM_2.5中水溶性无机离子变化特征及其影响因素,本研究结合气态前体物浓度和气象要素,对天津市2018—2020年连续3年春节假期的2次重污染过程PM_2.5中主要水溶性无机离子(WSIIs)浓度进行对比分析.结果表明,2018年和2020年春节假期PM_2.5平均浓度(98.32μg·m^-3和137.7μg·m^-3)显著高于2019年(49.97μg·m^-3).PM_2.5平均浓度在污染期Ⅱ(2020年为206.5μg·m^-3)是污染期Ⅰ(2018年98.32μg·m^-3)的2.1倍;2次污染事件中NO₂浓度变化不大,而SO₂浓度在污染期Ⅱ(14.89μg·m^-3)是污染期Ⅰ(30.04μg·m^-3)的49.6%.SNA在WSIIs中占比超...     

中国典型沿海城市冬季PM2.5中碳组分的污染特征及来源解析

为研究中国典型沿海城市冬季PM_2.5中碳组分的污染特征及来源,于2018年12月5日—2019年1月30日分别在天津(TJ)、上海(SH)和青岛(QD)同步采集PM_2.5样品。结果表明,天津、上海和青岛PM_2.5的平均浓度分别为(116.96±66.93)、(31.21±25.62)、(74.93±54.60)μg·m^-3,OC和EC的空间分布均为天津(18.69±7.95)μg·m^-3和(4.98±2.08)μg·m^-3>青岛(16.45±8.94)μg·m^-3和(2.01±1.04)μg·m^-3>上海(7.28±3.11)μg·m^-3和(1.05±1.25)μg·m^-3。3个站点的OC和EC均呈现较好的相关性,表明OC和EC具有相似的来源;OC/EC比值范围在2.37—7.53、5.47—46.41和4.77—13.36之间,证明各采样点均存在二次有机碳(SOC)的生成;采用最小R²法(MRS)估算SOC浓度,得到3个采样点SOC的平均质量浓度为(5.09±4.68)、(3.90±1.65)、(4.21±4.31)μg·m^-3,分别占OC总量的27.2%、55.8%和19.5%,其中上海的SOC在OC中的占比最大,说明上海二次有机碳污染较为严重,这主要归因于冬季严重污染源排放和有利的二次转化气象条件,而天津和青岛的碳组分主要来自污染源的直接排放。主成分分析(PCA)结果发现,天津PM_2.5中碳组分主要来源于道路尘、生物质燃烧和机动车尾气,上海PM_2.5中碳组分主要来源于生物质燃烧、道路扬尘和机动车尾气。青岛PM_2.5中碳组分主要来源于道路扬尘、机动车尾气。后向轨迹聚类分析表明,来自西北方向的气团对天津的影响较大,PM_2.5和碳组分的浓度值最大;而对上海而言,主要受北方气溶胶经过海面又传输回上海的气团的影响;青岛站点主要受华北地区污染物和本地排放源的影响。     

大气颗粒物中类腐殖质的测定、理化特性及健康影响

类腐殖质(humic-like substance,HULIS)是一类水溶性、相对分子量高的有机混合物,常见于雾滴、云滴、积雪和大气颗粒物(PM)中.本文主要综述了大气PM中HULIS的提取和分析方法、毒理性、吸光特性和光敏性,重点探讨了PM中有机物和过渡金属(尤其是Fe离子)产生活性氧化性物种(reactive oxygen species,ROS)从而破坏DNA的致毒机理,进一步提出HULIS(含有可逆的氧化还原位点)单独或与过渡金属螯合成有机-金属配体形成ROS的机理.最后对未来大气HULIS的研究方向进行了展望,指出今后应该加强大气HULIS、金属等通过细胞内催生ROS的测定及细胞毒性相关的研究,并关注HULIS的化学结构、分子组分等的定量分析,更好地揭示物质结构与细胞毒性之间的作用机制和关系,以期为大气HULiS的健康影响提供支持.     

济南市典型区夏季VOCs分布特征及臭氧生成机制

基于2020年6—8月济南市石化区、市区和南部山区VOCs以及臭氧和气态污染物等在线监测数据,结合气象因素分析了各典型区夏季VOCs污染特征,并通过计算臭氧生成潜势(OFP)和MCM模型模拟分析了不同区域不同污染等级VOCs对臭氧生成的影响,采用PMF模型对市区夏季VOCs进行了来源解析研究.结果表明,石化区VOCs浓度(158.29μg·m^-3)明显高于市区(47.71μg·m^-3)和南部山区(24.65μg·m^-3),VOCs中均以烷烃占比最大,其次为芳香烃,3个区域VOCs浓度均随污染等级升高而升高;不同污染等级下均为石化区OFP(743.7—1474.9μg·m^-3)大于市区(156.9—378.1μg·m^-3)和南部山区(113.4—168.7μg·m^-3),3个区域均是芳香烃OFP占比最大,其次为烯烃,说明芳香烃和烯烃类VOCs对臭氧生成的贡献最大,其中OFP贡献最大的单体为间/对-二甲苯;MCM模拟结果表明石化区O₃净生...     

Selective recovery of Cu2+ and Ni2+ from wastewater using bioelectrochemical system

As the bioelectrochemical system, the microbial fuel cell (MFC) and the microbial electrolysis cell (MEC) were developed to selectively recover Cu²⁺ and Ni²⁺ ions from wastewater. The wastewater was treated in the cathode chambers of the system, in which Cu²⁺ and Ni²⁺ ions were removed by using the MFC and the MEC, respectively. At an initial Cu²⁺ concentration of 500 mg·L^-1, removal efficiencies of Cu²⁺ increased from 97.0%±1.8% to 99.0%±0.3% with the initial Ni²⁺ concentrations from 250 to 1000 mg·L^-1, and maximum power densities increased from 3.1±0.5 to 5.4±0.6 W·m^-3. The Ni²⁺ removal mass in the MEC increased from 6.8±0.2 to 20.5±1.5 mg with the increase of Ni²⁺ concentrations. At an initial Ni²⁺ concentration of 500 mg·L^-1, Cu²⁺ removal efficiencies decreased from 99.1%±0.3% to 74.2%±3.8% with the initial Cu²⁺ concentrations from 250 to 1000 mg·L^-1, and maximum power densities increased from 3.0±0.1 to 6.3±1.2 W·m^-3. Subsequently, the Ni²⁺ removal efficiencies decreased from 96.9%±3.1% to 73.3%±5.4%. The results clearly demonstrated the feasibility of selective recovery of Cu²⁺ and Ni²⁺ from the wastewater using the bioelectrochemical system.     

乌鲁木齐市米东区大气降水的化学特征及来源分析

为研究乌鲁木齐市米东区大气降水中的化学组分特征及来源,对2017-2019年降水中主要离子浓度及来源进行了分析.研究结果显示,米东区2017-2019年降水的雨量加权pH年均值为7.95,雨量加权平均电导率年均值为16.15 mS·m-1,雨量加权平均总离子浓度为72.75-95.89 μeq·L-1,年均浓度为81....     

辽宁西南典型城市冬季大气细颗粒物水溶性无机离子污染特征及来源解析

本研究于2018年12月3日-2019年1月1日在辽宁省西南典型城市葫芦岛市和朝阳市分别布设3个城区采样点,在区域传输点龙屯水库布设1个采样点,采集大气细颗粒物PM2.5样品(n=201).使用离子色谱检测样品中的Na+、Mg2+、Ca2+、K+、NH4+、SO42-、F-、Cl-和NO3-的质量浓度.观测期间PM2....     

Performance of an ANAMMOX reactor treating wastewater generated by antibiotic and starch production processes

A pilot-scale anaerobic ammonia oxidation (ANAMMOX) reactor was used to treat mixed wastewater resulting from a chlortetracycline and starch production process. The results, collected over the course of 272 days, show that the ratio of influent ammonium to nitrite, pH, and temperature can all affect the efficiency of nitrogen removal. The ratio of influent ammonium to nitrite was maintained at about 1:1 at a concentration below 200 mg·L^-1 for both influent ammonium and nitrite. The total nitrogen (TN) loading rate was 0.15–0.30 kgN·m^-3·d^-1, pH remained at 7.8–8.5, and temperature was recorded at 33±1°C. The rate of removal of ammonia, nitrite, and TN were over 90%, 90%, and 80%, and the effluent ammonium, nitrite and TN concentrations were below 50, 30, and 100 mg·L^-1.     

Upgrade of three municipal wastewater treatment lagoons using a high surface area media

Lagoon-based municipal wastewater treatment plants (WWTPs) are facing difficulties meeting the needs of rapid population growth as well as the more stringent requirements of discharge permits. Three municipal WWTPs were modified using a high surface area media with upgraded fine-bubble aeration systems. Performance data collected showed very promising results in terms of five-day biochemical oxygen demand (BOD₅), ammonia (NH₃) and total suspended solids (TSS) removal. Two-year average ammonia effluents were 4.1 mg·L^-1 for Columbia WWTP, 4 mg·L^-1 for Larchmont WWTP and 2.1 mg·L^-1 for Laurelville WWTP, respectively. Two- year average BOD₅ effluents were 6.8, 4.9 and 2.7 mg·L^-1, and TSS effluents were 15.0, 9.6 and 7.5 mg·L^-1. The systems also showed low fecal coliform (FC) levels in their effluents.     

Fermentative hydrogen production from beet sugar factory wastewater treatment in a continuous stirred tank reactor using anaerobic mixed consortia

A low pH, ethanol-type fermentation process was evaluated for wastewater treatment and bio-hydrogen production from acidic beet sugar factory wastewater in a continuous stirred tank reactor (CSTR) with an effective volume of 9.6 L by anaerobic mixed cultures in this present study. After inoculating with aerobic activated sludge and operating at organic loading rate (OLR) of 12 kgCOD?m^-3·d^-1, HRT of 8h, and temperature of 35°C for 28 days, the CSTR achieved stable ethanol-type fermentation. When OLR was further increased to 18 kgCOD?m^-3·d^-1 on the 53rd day, ethanol-type fermentation dominant microflora was enhanced. The liquid fermentation products, including volatile fatty acids (VFAs) and ethanol, stabilized at 1493 mg·L^-1 in the bioreactor. Effluent pH, oxidation-reduction potential (ORP), and alkalinity ranged at 4.1–4.5, -250–(-290) mV, and 230–260 mgCaCO₃?L^-1. The specific hydrogen production rate of anaerobic activated sludge was 0.1 L?gMLVSS^-1·d^-1 and the COD removal efficiency was 45%. The experimental results showed that the CSTR system had good operation stability and microbial activity, which led to high substrate conversion rate and hydrogen production ability.     

Using crosslinked polyvinyl alcohol polymer membrane as a separator in the microbial fuel cell

Separator between anode and cathode is an essential part of the microbial fuel cell （MFC） and its property could significantly influence the system perfor- mance. In this study we used polyvinyl alcohol （PVA） polymer membrane crosslinked with sulfosuccinic acid （SSA） as a new separator for the MFC. The highest power density of 7594-4 mW-m-2 was obtained when MFC using the PVA membrane crosslinked with 15% of SSA due to its desirable proton conductivity （5.16 x 10-2 S.cml）. The power density significantly increased to 11064- 30 mW.m-2 with a separator-electrode-assembly config- uration, which was comparable with glass fiber （11704- 46 mW.m-2）. The coulombic efficiencies of the MFCs with crosslinked PVA membranes ranged from 36.3% to 45.7% at a fix external resistance of lO00f2. The crosslinked PVA membrane could be a promising alter- native to separator materials for constructing practical MFC system.     

碳基纳米铜复合材料对普通小球藻胁迫作用的研究

随着科技的飞速发展,纳米类材料在电化学、药物运输、生物传感器等领域中得到了广泛的应用,这导致了其通过各种途径进入水、土壤、大气等环境介质中,对生态环境安全造成潜在威胁。以水体中环境浓度的碳基纳米铜复合材料为受试浓度范围,以环境适应性和污染物耐受性均较强的普通小球藻(Chlorella vulgaris)为对象,研究了水体中不同浓度碳基纳米铜复合材料对普通小球藻的细胞胁迫作用,使用分光光度法检测了0,0.05,0.5,5,50 mg·L^-1碳基纳米铜暴露条件下普通小球藻叶绿素a含量的变化。运用非靶向代谢组学(气相-质谱联用)检测法探究了不同浓度碳基纳米铜胁迫条件下第8天普通小球藻细胞内代谢物相对丰度变化、代谢通路及相关代谢组学特性的变化。结果表明,在培养周期的第8天,藻细胞叶绿素a含量随碳基纳米铜浓度的升高而降低,当碳基纳米铜达到50 mg·L^-1时,将严重抑制藻细胞叶绿素a的产生。代谢组学检测结果表明,当碳基纳米铜复合材料的浓度达到50 mg·L^-1时,藻细胞中与叶绿素合成密切相关的碳固定过程、氨基酸代谢过程均受到了严重抑制。这表明,高浓度碳基纳米铜会扰乱普通小球藻的细胞代谢并产生明显胁迫作用。文章旨在评估水体中碳基纳米铜复合材料对水体初级生产者普通小球藻的胁迫作用,以期为水体污染修复与藻细胞生态毒理学的研究提供一定的数据支持与参考。