安阳市夏季道路积尘水溶性离子污染特征及来源分析

为了解安阳市夏季道路积尘水溶性离子污染特征及来源，于2020年5月使用手持式便携吸尘器采集70个城市道路积尘样品，经离子色谱仪测定其中10种水溶性离子(F^-、Cl^-、NO₂^-、NO₃^-、SO₄^2-、K⁺、Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、NH₄⁺)，用比值分析法和相关性分析法分析其污染特征，结合地理统计分析和正定矩阵模型判断其主要来源.结果表明，Ca²⁺、SO₄^2-、NO₃^-、Cl^-、K⁺在安阳市道路积尘水溶性离子中占比较大，其中Ca²⁺占比最高，SO₄^2-和NO_...     

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PM_2.5样品(n=201)。使用离子色谱检测样品中的Na⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、K⁺、NH₄⁺、SO₄^2-、F^-、Cl^-和 NO₃^-的质量浓度。观测期间PM_2.5的平均浓度为葫芦岛市(54.25±26.14)μg·m^-3>朝阳市(45.38±20.64)μg·m^-3>区域背景点龙屯水库(33.73±21.64)μg·m^-3。水溶性无机离子是PM_2.5中的主要成分,朝阳市、葫芦岛市和龙屯水库中的水溶性离子分别占PM_2.5质量浓度的49%,52%和49%。其中NH₄⁺、NO₃^-、SO₄^2-是PM_2.5中最主要的水溶性离子.葫芦岛市和朝阳市的SOR(硫氧化率)、NOR(氮氧化率)值均大于0.1,说明两个城市存在明显的气溶胶二次转化过程。在不同污染状况下,朝阳市污染天中F^-、NH₄⁺、Cl^-和K⁺均为清洁天的2.5倍左右,葫芦岛市污染天中NH₄⁺、SO₄^2-和NO₃^-均为清洁天的3倍左右。朝阳市和葫芦岛市污染天SOR分别为0.13和0.18,分别为清洁天的0.76倍和1.5倍;NOR值分别为0.17和0.23,分别是清洁天的1.13倍和1.91倍,除朝阳市SOR外,污染天的SOR和NOR均大于清洁天,表明污染天中SO₂和NO₂向SO₄^2-和NO₃^-的二次转化增强。主成分分析结果表明,葫芦岛市和朝阳市PM_2.5的主要污染源来自于二次转化和燃煤、生物质燃烧;龙屯水库的主要污染源来自于二次转化。后向轨迹说明气团主要由内蒙古、俄罗斯及蒙古国传输至辽宁省。     

城市森林大气PM2.5中水溶性无机离子沉降特征

森林被誉为"地球之肺",在防霾治污方面有其独特不可替代的作用,不同树种沉降PM_2.5的功能有很大差别.本文选取代表性城市森林——奥林匹克森林公园为研究对象,设置垂直监测塔观测大气PM_2.5的浓度垂直分布,以考察不同季节城市森林对PM_2.5中各组分的影响.在冬季、春季和夏季各采集PM_2.5样品,分析并计算PM_2.5中Na⁺、NH₄⁺、K⁺、Mg2⁺、Ca2⁺、Cl^-、NO₃^-和SO₄^2-等典型水溶性无机离子的浓度.结果表明,PM_2.5中水溶性无机离子总浓度呈规律性变化特征:冬季((56.90±27.38)μg·m-3)>春季((46.69±12.24)μg·m^-3)>夏季((23.16±8.75)μg·m^-3).其中SO₄^2-和NO₃^-浓度和占PM_2.5主要水溶性无机离子总浓度的50%以上.3个季节中,除冬季外,在春季和夏季,8种离子有明显的垂直方向上的沉降,夏季的沉降速率高于春季,但是春季由于大气颗粒物浓度高,沉降通量高于夏季.NO₃^-和SO₄^2-垂直方向的沉降量在所有可溶性无机离子中最高.植被密度、叶面积指数、气象条件等因素对于PM_2.5的沉降特征有明显影响.     

南昌前湖区域夏季降水中低分子有机酸的分布与来源

2020年5—9月，共采集南昌前湖区域20个降水事件的88个分段降水样品，测定降水中3种低分子有机酸(甲酸、乙酸、草酸)和4种无机阴离子(Cl^-、NO₂^-、NO₃^-、SO₄^2-)浓度，分析讨论降水有机酸的分布、来源，定量解析云下冲刷、云水对降水有机酸的贡献.结果表明，降水中甲酸、乙酸、草酸占所测定阴离子总量的16%，降水有机酸与无机酸总量的月变化呈相反趋势；长降水事件的降水有机酸浓度在降水进程中呈现先逐渐降低，到降雨末期趋于平稳或稍稍反升的变化特征；降水进程中，云下冲刷对降水中3种有机酸的贡献率逐渐减小，而云水对其贡献率逐渐增大，降雨前期，云下冲刷为降水中有机酸根的主要来源，降雨后期，以云水贡献为主；前期降水中3种有机酸两两之间的相关性比末期降水中的弱，降水中草酸与SO₄^2-的相关性较甲、乙酸与SO₄^2-的相关性强，反映降水中草酸受二次污染影响大；...     

富氡地热水中δ34SSO42-、δ13CDIC同位素特征及其意义—以息烽温泉为例

贵州息烽温泉被誉为“亚洲第一氡泉”,富含多种有益元素.选取息烽地热水和与其有关的地表径流水及岩溶泉水为研究对象,利用水文地球化学、δ³⁴S(_SO₄^2-)、δ¹³C(HCO₃（^-）)同位素等方法对区内富氡地热水中硫、碳元素来源及水-岩作用过程进行研究.结果显示,地热水水化学类型为HCO₃·SO₄-Ca·Mg型,pH呈弱碱性,其阴离子主要为HCO₃^-和SO₄^2-,阳离子主要Ca²⁺和Mg²⁺,阴离子浓度变化范围为86—191.01 mg·L^-1,阳离子浓度变化范围为20.7—57.4 mg·L^-1.地热水中δ¹³C(HCO₃（^-）)值为-4.85‰—-9.1...     

南疆咸水结冰与融化过程中盐分及离子的变化

咸水淡化是缓解淡水资源紧张,减轻水体污染的有效途径.本试验分析了南疆农田排水不同冷冻温度下,结冰与融化过程中矿化度及离子浓度的分布规律;探讨了基于多级冷冻与重力脱盐条件下,盐分及Cl^-、 SO₄^2-、K⁺、Na⁺的迁移规律成因.试验结果表明,冰融水矿化度与离子浓度随冷冻温度的降低而上升;不同温度处理下,各级冰融水矿化度与离子浓度相较于初始水样（F₀）均显著降低（P<0.05）,冰晶逐级冷冻过程中,冰融水矿化度与离子浓度逐渐升高;各离子进入冰晶的迁移速率存在差异,离子结冰比率拟合线斜率呈K⁺> Cl^->Na⁺>SO₄^2-的分布规律.冰晶逐级融化过程中,冰融水矿化度、Cl^-、K⁺、Na⁺浓度呈现先快速下降、后缓慢下降、最终趋于平稳的变化趋势;SO₄     

疫情常态化管控下济南市春节前后PM2.5中二次组分变化特征

为研究新冠肺炎疫情常态化管控下,济南市春节前后PM_2.5中二次组分的变化特征、气粒分配规律及其影响因素,本文对2021年2月1-27日春节前、春节期间和春节后的3个时段济南市区在线监测的水溶性离子、碳组分及气态前体物质量浓度小时数据进行分析.结果表明,2021年疫情常态化管控下济南市春节前后二次组分浓度与2020年同比均明显下降,ρ(NO₃^-)、ρ(SO₄^2-)、ρ(NH₄⁺)和ρ(SOA)分别下降53.09%、58.32%、51.17%和61.84%,其中二次无机组分(NO₃^-、SO₄^2-、NH₄⁺之和)和SOA在PM_2.5中的占比分别为54.07%和8.20%,春节期间PM_2.5及二次组分在10—18时浓度较低,与春节期间白天人为活动相对减少,机动车、建筑工...     

MBR处理不同浓度高硫酸盐有机废水效能比较

针对食品加工过程中产生的高SO₄^2-有机物废水,采用MBR工艺对其进行处理研究,分别考察了1.6%和2.6%SO₄^2-浓度下反应器容积负荷和污染物去除情况.经过110天的运行时间发现,进水SO₄^2-浓度为1.6%的系统能获得更高的容积负荷和污染物去除效率,其最大容积负荷为1.0 kg·(m³·d)^-1COD,COD去除率为97.7%;而另一方面较高的无机盐环境进水SO₄^2-浓度为2.6%SO₄^2-系统下,获得的最大容积负荷仅为0.5 kg·(m³·d)^-1(按COD算),COD去除率为96.4%.在2.6%SO₄^2-浓度下,微生物受到的抑制更强,有机物降解效果低于1.6%SO₄^2-的系统.此外,氨...     

BDD-Fe-NADE电芬顿系统降解磺胺类抗生素的作用机理

本研究构建了以BDD电极为阳极,自然空气扩散电极(natural air diffusion electrode,NADE)为阴极,零价铁作为催化剂的电芬顿系统,深入探索了该系统对磺胺嘧啶(sulfadiazine,SD)的降解效果和机理.相较于其他系统,BDD-Fe-NADE系统降解优势明显.为进一步探索系统的作用机理,在BDD阳极和NADE阴极之间加入质子交换膜,构建双室降解系统,分别计算阳极室和阴极室中直接电子转移(direct electron transfer,DET)、H₂O₂、·OH、S₂O₈^2-和·SO₄^-等氧化性粒子对于磺胺嘧啶降解的贡献率.结果表明,在阳极室中,电极氧化和Fe²⁺催化S₂O₈^2-产生的·SO₄^-起主要氧化作用,贡献率分别为49.02%和35.29%;在阴极室中,Fe     

无机离子对左旋葡聚糖光降解的影响

左旋葡聚糖(LG)被广泛作为生物质燃烧的示踪剂.然而,近年来研究表明左旋葡聚糖在大气中不稳定而会发生光降解.此外,对于大气中含量较高的SO₄^2-、NO₃-、NO₂-无机离子对LG光解的影响罕有报到.为此,本文模拟了液相中SO₄^2-、NO₃-、NO₂-对LG光氧化行为的影响.结果表明,Na2SO₄、NaNO₃、NaNO₂条件下LG光解速率常数分别为0.208、0.182、0.165 min^-1,均低于对照组(0.266 min-1),这表明无机离子的存在会减缓LG光降解速率.此外,这3种无机离子对LG光解产物中的低分子脂肪酸分布,甲酸/乙酸(C1/C2)比率均有重要的影响.其中,SO₄^2-存在下产物中戊二酸较多、NO₃-存在下产物中甲酸较多、NO₂-存在下产物中乙酸较多;NO₂-存在下产物中的C1/C2比率小于1与一般二次源中的C1/C2比率不一致,这表明由单一反应引起的C1/C2并不总是大于1.这些结果对于我们深刻理解大气液相中的有机物转化具有重要的参考价值.     

球磨零价镁/石墨(ZVMg/C)降解水中三氯乙烯

利用机械球磨法制备了零价镁/石墨(ZVMg/C)材料,并将其用于水溶液中三氯乙烯(TCE)的降解。研究通过SEM、BET和XRD等分析手段解析了ZVMg/C的表面形态结构和成分组成;采用正交实验方法优化了ZVMg/C的制备参数,比较了石墨含量对材料性能的影响;并考察了ZVMg/C投加量、溶液初始pH和地下水中常见阴(Cl^-、SO₄^2-、HCO₃^-、NO₃^-)、阳(Fe³⁺、Cu²⁺)离子与ZVMg/C降解TCE的构效关系。研究结果表明,球磨转速和球磨时间是决定ZVMg/C还原能力的两个主要控制参数;ZVMg/C对TCE的降解主要发生在反应的前2 h内,当ZVMg/C投加量为0.2 mol·L^-1时,表面积归一化速率常数(KSA)达到最大为1.31×10^-1 L·h^-1·m^-2;溶液初始pH和常见阴离子对ZVMg/C降解TCE的影响相对较小;而溶液中的Fe³⁺或Cu²⁺能够被ZVMg/C原位还原成金属单质并与ZVMg组成双金属体系促进TCE的还原降解。     

氨基化氧化石墨烯(AGO)的制备及其对六价铬的吸附机制

以乙二胺盐酸盐(EDH)为改性剂改性氧化石墨烯(GO),水热法制备氨基化氧化石墨烯(Amino-functionalized;graphene;oxide,AGO).SEM、XRD、FTIR和Zeta电位表征分析发现,AGO表面含有羟基、羧基及氨基基团,Zeta电位为pH=10.14.以水中低浓度六价铬Cr(Ⅵ)为污染物,探讨了乙二胺盐酸盐(EDH)用量、pH、AGO用量、Cr(Ⅵ)初始浓度以及常见干扰离子对AGO吸附Cr(Ⅵ)影响.结果表明,在pH=6.0、7-AGO用量为0.8;mg·L^-1和Cr(Ⅵ)初始浓度为2.0;mg·L^-1,7-AGO对Cr(Ⅵ)去除率可达95.1%;SO₄^2-会明显抑制AGO对Cr(Ⅵ)的吸附.AGO对Cr(Ⅵ)的吸附过程符合二级动力学模型,吸附机制主要为静电作用.     

济南市PM2.5中二次组分的时空变化特征及其影响因素

为分析济南市PM_2.5中二次组分的时空变化和影响因素,对济南市春季(2019年5月16—25日)、秋季(2019年10月15—24日)和冬季(2019年12月17—2020年1月16日)4个典型点位的PM_2.5样品进行连续采样,并测定了PM_2.5中水溶性离子、有机碳(OC)和元素碳(EC)的含量。结果表明:物流交通区的二次组分质量浓度最高(56.13μg·m^?3),钢铁工业区的二次组分浓度比城市市区高,但是二次组分占比较城市市区低,清洁对照点的浓度和占比最低;济南市4个功能区SO₄^2?和NO₃^?转化率均高于0.1,除清洁对照点外,城市市区、钢铁工业区和物流交通区的SO₄^2?转化率明显高于NO₃^?转化率;济南市春季、秋季和冬季的ρ(NO₃^?)/ρ(SO₄^2?)分别为0.67、2.57和1.98,春季PM_2.5浓度以固定源贡献为主,秋季和冬季以移动源贡献为主;运用ISORROPIA热力学模型分析了含水量和pH对二次组分生成的影响,含水量会随着污染增大而增大,酸度和含水量对二次无机组分的转化机理产生影响,酸度会抑制二次无机组分的生成,而含水量会促进二次组分的生成;后向轨迹聚类分析结果表明,占比最高的轨迹(29.2%)来自东北方向的滨州和东营,基于潜在源贡献因子(WPSCF)和浓度权重轨迹(WCWT)分析PM_2.5中二次组分质量浓度的潜在污染源区域,SO₄^2?的主要贡献源区在济南市区北部的济阳区和东北方向的滨州、东营等,NO₃^?和NH₄⁺的主要贡献源区在济南市区北方向的济阳区、东北方向的章丘区和南方向的莱芜区等。该研究结果可为中国北方城市细颗粒物进一步的治理和防控提供数据支撑和理论依据。     

硫氮沉降下西北荒漠煤矿区周边土壤性质的变化特点

近年来中国大部分区域大气硫、氮沉降速率趋于平稳甚至下降,但西北地区煤炭行业的快速发展使得硫、氮沉降速率加快.燃煤电厂作为酸前体物的主要排放源之一,在其周围开展硫、氮沉降效应研究,可为合理评价煤矿区大气污染物控制措施的实施效果提供数据支撑.该文以宁东能源化工基地3个燃煤电厂为采样点,研究了电厂周围土壤化学和生物学性质的变...     

硝酸钙投加频次对污泥生物调理效果的影响

在接种了反硝化菌的剩余污泥中投加硝酸钙药剂,利用反硝化菌消耗NO₃^-进行反硝化作用去除污泥中易生物降解的有机物,利用Ca²⁺的中和、架桥作用,改善污泥的脱水性能.固定NO₃^-总投加浓度为100 mg·g^-1 TS,在6 d的时间内,按1次、2次、3次、6次的投加频次向污泥中投加硝酸钙.结果表明,1次投加对污泥脱水性能的提升最显著,较对照组而言,污泥CST降低了65.0%,SRF降低了73.2%,污泥脱水性能明显改善;投加硝酸钙后,污泥胞外聚合物中蛋白质含量大幅降低,S层、L层蛋白质分别从13.47 mg·L^-1、11.66 mg·L^-1降低至0.52 mg·L^-1、1.43 mg·L^-1;投加硝酸钙的污泥Zeta电位更趋于电中性.研究还发现,一次性投加硝酸钙产生了更多NO₂^-,有利于污泥结合水,即微生物细胞质的释放.释放出的有机碳被反硝化菌用作碳源,又增强了反硝化效果,从而促进了污泥EPS的破坏与降解,从而改善了污泥的脱水性能.     

复合自养反硝化材料处理低碳氮比硝酸盐污水

作为一种典型的硝酸盐污水,低碳氮比硝酸盐污水的存在具有广泛性,且对生态环境和居民健康带来的危害日益突出。本研究构建了复合硫自养反硝化(CSAD)体系,基于硫-碳酸钙型复合材料与微生物,进行低碳氮比硝酸盐污水的深度处理,分析了材料投加量、粒径以及进水硝酸盐浓度对CSAD的影响,并探究了硝酸盐去除的动力学行为。结果表明,体系中NO₃^--N去除率为52.7%—99.9%,NO₂^--N在NO₃^--N浓度降低至5 mg·L^-1左右时由积累转变为迅速下降;复合材料投加量较低(1 g·L^-1)时,自养阶段体系内电子供体数量不能满足微生物反硝化需求;增大投加量可提高NO₃^--N去除速率并降低反应过程中NO₂^--N积累量。当粒径大于2.5 mm时,复合材料利用效率显著降低。Michaelis-Menten方程拟合表明,投加量增大提高了酶与底物亲和力,促进V_max增大,粒径减小增大了亲和力,但V_max却减小。进水NO₃^--N浓度增大至50 mg·L^-1时,亲和力显著降低,但V_max增大可能与微生物数量增多有关。本研究从动力学角度上揭示了不同工艺参数对复合材料反硝化过程的影响,同时也为基于复合自养反硝化材料的低碳氮比污水深度处理的实际工程应用提供参考。     

Micro-analysis of nitrogen transport and conversion inside activated sludge flocs using microelectrodes

To investigate the nitrogen transport and conversion inside activated sludge flocs, micro-profiles of O₂, NH₄⁺, NO₂^–, NO₃^–, and pH were measured under different operating conditions. The flocs were obtained from a laboratory-scale sequencing batch reactor. Nitrification, as observed from interfacial ammonium and nitrate fluxes, was higher at pH 8.5, than at pH 6.5 and 7.5. At pH 8.5, heterotrophic bacteria used less oxygen than nitrifying bacteria, whereas at lower pH heterotrophic activity dominated. When the ratio of C to N was decreased from 20 to 10, the ammonium uptake increased. When dissolved oxygen (DO) concentration in the bulk liquid was decreased from 4 to 2 mg·L^-1, nitrification decreased, and only 25% of the DO influx into the flocs was used for nitrification. This study indicated that nitrifying bacteria became more competitive at a higher DO concentration, a higher pH value (approximately 8.5) and a lower C/N.