红外光谱法测定石灰型固硫剂中的SO_4~(2-)、SO_3~(2-)、CaO

采用红外光谱法测定燃煤固硫剂中的SO_4~(-2)、SO_3~(-2)、CaO。对SO_4~(-2)、SO_3~(-2)、CaO的检测极限分别为0.01％、0.01％、0.05％,线性响应范围分别为0.01—0.20％、0.01—0.20％、0.05—3.0％。本法具有快速、样品需用量少等特点,特别适于对易氧化的SO_3~(-2)的测定。采用本法对实际固硫剂灰渣样进行了测定,所得结果与标准化学法相比,重合性较好。     

~(35)S标记法研究土壤中SO_4~(2-)的吸附-解吸行为

本文比较了~35S同位素标记法和两种常规化学分析、一种电化学分析法测定环境样品中SO_4~2-的优劣.用本法和BaCrO_4分光光度法研究土壤对SO_4~2-的吸附-解吸特征,表明两者测定结果接近,且所得规律一致.酸雨研究中,在样品数量多、SO_4~2-分析任务重且仪器、设备条件具备时,本法为便捷、准确、较理想的SO_4~2-测定技术.     

固体吸收管携带式采样-离子色谱法测定大气中SO_2和NO_2

本文用简单的携带式采样技术、用浸渍三乙醇胺的分子筛13X装填的固体吸收剂采样管采样、用淋洗液(0.003M NaHCO_3/0.0024M Na_2CO_3)把定量吸附在分子筛上的NO_2和SO_2提取出来。提取液为含NO_2~-、NO_3~-、SO_3~(2-)和SO_4~(2-)的混合液,加入过氧化氢把SO_3~(2-)氧化成SO_4~(2-),继用离子色谱法测定NO_2~-、NO_3~-和SO_4~(2-),以NO_2~-和NO_3~-的离子浓度之和换算出样品中的NO_2浓度。文中讨论了固体吸附剂的制备、影响固体吸附剂吸收效率的因素、固体吸收管的吸收容量以及吸收剂的稳定时间,并与几种液体吸收剂作了对照。     

河西走廊东段大气降水特征及水汽来源分析

通过连续收集降水样品对河西走廊东段大气降水特征及水汽来源进行研究,运用相关分析、因子分析、富集因子和HYSPLIT模型,探讨2013年7月3日—2014年7月3日河西走廊东段降水常量离子的化学特征,结果表明,河西走廊东段p H值介于6.86—8.71,降水样品的电导率分布在78.42—502.50μS·cm-1之间.Ca~(2+)、Na~+、Cl~-、NO-3和SO_4~(2-)是降水中的主要离子,Ca~(2+)和Na+的浓度占阳离子总浓度的77.43%,而Cl-、NO-3和SO_4~(2-)占阴离子总浓度的99.12%,降水中阳离子浓度的大小顺序为Ca~(2+)Na+NH_4~+K+Mg~(2+),降水中阴离子浓度的大小顺序为SO_4~(2-)NO-3Cl-NO_2~-F-;夏季大气降水中总离子浓度最低(50.61 ueq·L-1),而冬、春两季浓度较高,且春季最高(115.45 ueq·L-1);而单个降水离子的最高浓度却多出现在3—7月份;河西走廊东段的降水离子主要受陆源以及工农业生产和人类活动控制,海盐离子的影响极小.     

郴州市大气细颗粒物中水溶性离子的污染特征及来源分析

为全面了解南方典型工业城市郴州市的大气细颗粒物(PM_(2.5))中水溶性离子污染特征及其来源,本研究利用离子色谱对从2016年4月到2017年1月间郴州市6个采样点的PM_(2.5)样品中的9种水溶性离子(SO_4~(2-)、NH_4~+、NO_3~-、Ca~(2+)、Cl~-、Na~+、K~+、F~-、Mg~(2+))进行分析.研究表明:郴州市的PM_(2.5)浓度范围为23. 3—66.5μg·m~(-3),呈现秋冬高,春夏低的特点.研究区域的水溶性离子质量浓度的变化趋势与PM_(2.5)变化趋势相类似; NO_3~-、SO_4~(2-)、NH_4~+和K~+与PM_(2.5)相关性较好,其中SNA(SO_4~(2-)、NH_4~+、NO_3~-)占PM_(2.5)的比重最高,为18.9%—40.2%.SNA三角图解表明NH_4~+的主要存在形式为(NH_4)_2SO_4,AE/CE均小于1,因此研究区域的PM_(2.5)呈碱性.通过主成分分析可知研究区域的水溶性离子污染来源主要为燃煤、交通、生物质燃烧等燃烧综合源,[NO_3~-]/[SO_4~(2-)]证明该区域的大气污染属于煤烟型污染.     

丽江-玉龙雪山地区大气降水化学特征

2014年6—8月分别对丽江-玉龙雪山索道区,甘海子,丽江市区,龙蟠镇等4个地区进行降水采集,共采集87个样品,对主要化学离子(Na~+、K~+、NH_4~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)、SO_4~(2-)、Cl~-、NO_3~-)电荷浓度进行分析.结果表明,离子总浓度丽江市区龙蟠镇甘海子索道区.阳离子含量最高的为Ca~(2+)和NH_4~+,阴离子含量最高的为SO2-4.分析1997—2014年丽江降水离子含量,SO_4~(2-)与NO_3~-的比值逐年下降,表明旅游业和交通运输业对丽江大气环境质量影响显著.采用主因子分析法进行分析,NH_4~+、SO_4~(2-)、NO_3~-在第一因子中为高载荷,受人类污染的影响,Na~+与K~+、Cl~-在第二因子中高载荷,受海洋源影响.Ca~(2+)、Mg~(2+)在第三因子中高载荷,受陆地源影响.     

库仑滴定法测定酸雨中总氢离子浓度的研究

本文用库仑滴定法结合Gran作图,测定酸雨中包括强酸(H_2SO_4、HNO_3、HCl等)解离的“自由氢离子”和只有在近中性或弱碱性条件下才能释放的“被束缚的氢离子”的总浓度。并对雨水中常出现的Fe~(3+)、Al~(3+)和土壤矿物离子Ca~(2+),Mg~(2+)的干扰影响进行了探讨。对10~(-4)—10~(-6)M浓度范围内标准硫酸溶液滴定结果进行了处理;以Gran函数(ψ或ψ＇)对滴定时间(t)作图,得一直线,其线性相关系数均在0.99以上,相对误差在±5％左右。同时用该方法对重庆酸雨样品做了实际测量,用标准加入法测得其回收率在91％以上。     

济南冬季大气重污染过程颗粒物组分变化特征

为研究济南市冬季大气重污染过程的颗粒物化学组分特征,于2017年11月15日—12月30日在市监测站及跑马岭清洁对照点同步采集PM_(10)和PM_(2.5),并对其质量浓度、水溶性离子及碳组分进行分析,结果表明重污染过程中PM_(2.5)/PM_(10)质量浓度比均超过0.6.NO_3~-(硝酸盐)、SO_4~(2-)(硫酸盐)、NH_4~+(铵盐)、OC(有机碳)浓度及百分占比与颗粒物浓度同步增加,其中NO_3~-、SO_4~(2-)、NH_4~+、OC的浓度增加倍数远大于PM_(2.5)的浓度增加,重污染日市监测站NO_3~-、SO_4~(2-)、NH_4~+、OC质量浓度分别是非污染日的5.1倍、8.8倍、8.3倍、7.0倍,跑马岭重污染日NO_3~-、SO_4~(2-)、NH_4~+、OC质量浓度分别是非污染日的3.0倍、3.9倍、3.7倍、4.6倍;且SO_4~(2-)和NH_4~+质量百分占比涨幅比NO_3~-的大,说明重污染天气下SO_4~(2-)和NH_4~+对PM_(2.5)浓度增加的贡献更大.通过经验公式计算得出市监测站和跑马岭SOC质量浓度分别占OC的82.4%和92.3%,说明重污染期间SOC是OC主要组成部分.二次无机离子和二次有机碳是导致重污染的主因,表明在冬季重污染过程中,大气化学反应非常重要,这可能与空气静稳和湿度较大的气象条件、前体物的大量积累、液相非均相化学过程的加强紧密相关.重污染天气下需要重视NO_2对SO_2液相催化氧化作用,严格控制NO_2的排放.     

棉花秸秆生物炭对水中硫酸根离子的吸附特性

以棉花秸秆生物炭(BCS)为吸附剂,研究了BCS的吸附动力学、热力学特性以及制备温度、投加量和溶液p H等因素对BCS吸附SO_4~(2-)的影响.结果表明,制备温度为500℃的BCS(BCS500)比300℃的BCS(BCS300)更有利于SO_4~(2-)的吸附去除;在20 m L溶液中,BCS500的投加量为0.1000 g时,对SO_4~(2-)的吸附去除最为理想,升高溶液p H值会减小BCS500对SO_4~(2-)的吸附量.动力学拟合表明准二级动力学方程比准一级动力学方程和Elovich方程能更好地描述吸附过程,所得吸附平衡时间为6 h.颗粒内扩散模型拟合发现BCS吸附SO_4~(2-)分为表面吸附和颗粒内扩散两个过程.相比于其他等温吸附方程,Langmuir方程能更好地描述BCS500对SO_4~(2-)的吸附行为,由Langmuir方程拟合所得BCS500的理论最大吸附量(52.13 mg·g~(-1))比BCS300的理论最大吸附量(31.46 mg·g~(-1))大.而计算所得热力学参数,如吉布斯自由能变G_m0,焓变H_m0和熵变S_m0,表明BCS500对SO_4~(2-)的吸附是一个自发、吸热且熵增加的过程;在25、35、45℃时,G_m分别为-9.61、-12.50、-13.96 k J·mol~(-1),介于-20─0 k J·mol~(-1)之间,且反应为吸热反应,表明BCS500吸附SO_4~(2-)主要以物理吸附为主.     

北京大气悬浮颗粒物中硫的化学状态

用X射线光电子能谱技术测定了北京大气悬浮颗粒物中硫的化学状态,在北京几个典型地区采集的样品中,鉴别出六种不同化学状态的硫化合物,它们是SO_3、SO_4~(2-)、SO_2、SO_3~(2-)、S(?)和S~(2-),大多数情况下主要的硫污染物是SO_4~(2-),但是,也有不少数量的其它化学状态的硫化合物,讨论了季节变化和地区差异。     

溶液中金属离子和pH对红壤吸附SO4^2—的影响

本文研究了溶液中金属离子和pH对红壤吸附SO_4~(2-)的影响。实验结果表明,溶液pH降低,红壤吸附SO_4~(2-)的量增加;溶液中金属离子种类不同,红壤吸附SO_4~(2-)的量差异很大。其次序为Al~(3+)>Zn~(2+)>Na~+。实验结果也表明,当溶液中有Al~(3+)Zn~(2+)离子存在时吸附的SO_4~(2-)较有Na~+离子存在时吸附SO_4~(2-)难被水解吸下来。     

湘南红壤对NO_3~-和SO_4~(2-)的吸附机理研究

本文研究了湘南第四纪红粘土发育的红壤对NO_3和SO_4~(2-)的吸附等温线。结果表明红壤对NO_3~-的吸附在浓度低时为负吸附,浓度高时为正吸附,吸附机理为非专性吸附,红壤对SO_4~(2-)的吸附等温式以Freundlich方程最好,在达到最大吸量(X_m)之前,SO_4~(2-)以置换羟基(—OH)的配位吸附为主;而在达到最大吸附量以后,以非专性物理吸附为主。     

北京采暖季PM_(2.5)水溶性无机离子污染特征及其影响因素

为深入研究北京市采暖季PM_(2.5)中水溶性离子的污染特征及其影响因素,利用大流量采样器结合石英滤膜采集了2016年11月15日—2016年12月31日期间北京市典型污染天的PM_(2.5)样品(19个),采用离子色谱法测定了其中的水溶性无机离子成分,收集了同期北京市的日均气象数据和海淀区日均PM_(2.5)数据。应用热力学平衡模型ISORROPIA-Ⅱ分析了PM_(2.5)样品的酸度值,Traj Stat软件分析气流的72 h后向轨迹,并采用潜在源贡献因子分析法(PSCF)定位了PM_(2.5)潜在污染源的位置,浓度权重轨迹分析(WCWT)法定量解析了潜在污染源对北京PM_(2.5)质量浓度贡献的大小。结果表明:(1)PM_(2.5)的日均质量浓度变化范围为7.6~383μg·m~(-3),均值为114μg·m~(-3),污染天是清洁天的4.4倍;(2)10种水溶性离子的总质量浓度均值为44.61μg·m~(-3),SNA(NO_3~-、SO_4~(2-)、NH_4~+)占总水溶性离子的81.37%,污染天NO_3~-、SO_4~(2-)、NH_4~+质量浓度均值分别为20.35、16.16、8.68μg·m~(-3),分别是清洁天的4.7、3.5、3.6倍;(3)污染天PM_(2.5)酸性比清洁天强,污染天NH_4~+的存在形式主要是(NH_4)_2SO_4、NH_4HSO_4,清洁天NH_4~+的存在形式主要是(NH_4)_2SO_4、NH_4HSO_4、NH_4NO_3;(4)北京PM_(2.5)及其水溶性离子的污染除受本地污染源影响,还受河北省中部和南部以及内蒙古中部等区域传输的影响;(5)在北京采暖季低大气边界层以及三面环山的特殊条件下,风速和相对湿度是影响北京PM_(2.5)及其水溶性离子污染特征的2个主要气象因素,高湿度低风速的静稳天气条件可以造成以本地污染物为主的大气重污染,此外,一定范围内的低风速可以使周边地区高浓度的污染物传输至北京,加重大气污染。     

SO_4~(2-)和Se(Ⅵ)对紫花苜蓿和大麦吸收Se的影响

在温室中用砂培和水培方法种植紫花苜蓿和大麦,以此来研究SO_4~(2-)和SE(Ⅵ)对作物吸收Se的影响以及SO_4~(2-)和Se(Ⅵ)之间的相互作用。试验结果证明,紫花苜蓿和大麦体内都能累积Se(Ⅵ)并达到危害人类和动物健康的水平。Se(Ⅵ)对紫花苜蓿和大麦的干物质量都有不利的影响。当溶液含Se(Ⅵ)量超过0.1mg L~(-1)时,两者的干物质量减少25％—35％,含Se(Ⅵ)量超过lmg L~(-1)时,作物减产50％以上。SO_4~(2-)对植物吸收Se(Ⅵ)有明显的拮抗作用,能减少植物对Se(Ⅵ)的吸收,溶液中含SO_4~(2-)量超过2dS m~(-1),植物吸收Se(Ⅵ)减少99％,这是因为Se(Ⅵ)和SO_4~(2-)有相似的化学和物理性质,植物吸收Se(Ⅵ)和SO_4~(2-)的机理是极相似的。因此,当SO_4~(2-)在根的吸收基上成为主要离子时,植物组织中含Se(Ⅵ)量就会大大减少。含Se(Ⅵ)量较高的井水或农业排水是否可以用于灌溉,主要取决于水中的SO_4~(2-)含量。     

清洁能源政策下济南市采暖季PM_(2.5)中水溶性离子变化分析

为了评价清洁能源政策对济南市采暖季PM_(2.5)质量浓度及PM_(2.5)中水溶性离子的影响,于2016年11月—2017年3月(2016年采暖季)和2017年11月—2018年3月(2017年采暖季)济南市区清洁能源政策实施前后两个采暖季分别采集PM_(2.5)样品,采用离子色谱法得到了PM_(2.5)中的8种水溶性无机离子(F~-、Cl~-、NO_3~-、SO_4~(2-)、Na~+、K~+、Ca~(2+)、NH_4~+)的质量浓度,并对PM_(2.5)不同污染等级水溶性离子进行了变化分析。结果表明:(1)采用清洁能源后,济南市采暖季的污染等级从轻度污染变为良,PM_(2.5)日均质量浓度从98.34μg·m~(-3)降到83.48μg·m~(-3),达标率上升了15.42%;(2)8种水溶性离子的总质量浓度从90.78μg·m~(-3)降到了67.72μg·m~(-3),对比两年采暖季各离子的质量浓度发现,实施后除污染天K+和Na+的质量浓度有所增长外,其余离子质量浓度均比清洁能源使用前要低;(3)NO_3~-、SO_4~(2-)、NH_4~+(SNA)在水溶性离子中占比最高,能源政策实施后,SNA的质量浓度降低了12.32%-31.71%;实施后SO_4~(2-)的占比降低,NO_3~-占比升高,NO_3~-是最主要的二次污染离子;(4)两年采暖季的硫氧化率SOR、氮氧化率NOR值均大于0.1,说明NO_3~-、SO_4~(2-)主要来自于大气中NO_2和SO_2的二次转化,随着污染等级的升高,SOR和NOR基本呈现上升的趋势,尤其是在重度污染下,由于NO_2对SO_2的氧化反应起到很好的催化作用,SOR是清洁天的2倍;(5)采用清洁能源前后阴阳离子电荷当量(AE/CE)分别为0.76和0.96,PM_(2.5)整体从弱碱性恢复到中性。清洁能源的使用,有效降低了各水溶性离子的质量浓度,减小了PM_(2.5)质量浓度,改善了颗粒物的酸碱性,提高了采暖季环境空气质量。     

桂林市秋季PM_(2.5)组分特征及高浓度硫酸根形成机制初探

为了揭示桂林市大气中PM_(2.5)组分特征,本研究于2015年秋季在桂林5个环境受体点采集了PM_(2.5)样品,分析了PM_(2.5)质量浓度及多种无机元素、水溶性离子和有机碳(OC)、元素碳(EC)的含量,并运用富集因子法、比值法等分别研究了PM_(2.5)中元素富集程度、颗粒物来源等情况,并探讨了PM_(2.5)中高硫酸盐(SO_4~(2-))的污染成因.结果表明,采样期间,桂林市PM_(2.5)的浓度为(57.0±35.8)μg·m-3,PM_(2.5)中以水溶性离子(56.7%)和有机物OM(22.6%)污染最为突出,其次是元素(7.2%)和EC(6.3%).PM_(2.5)中Se、Pb、As、Zn、V、Cu严重富集,表明燃煤源排放对桂林市大气中元素产生了较大的影响;[NO_3~-]/[SO_4~(2-)]比值小于1,也进一步证明了固定燃烧源的主导作用.SO_4~(2-)/PM_(2.5)的比值为41%,高于国内其他城市报道值;而SOR均值0.51远高于一次排放源特征值(0.1),表明除本地和区域传输的一次SO_4~(2-)排放外,SO_4~(2-)主要来自SO_2的二次转化.因此,桂林市在控制本地燃煤源排放的同时,还应当注意区域污染传输对PM_(2.5)的影响.     

兰州市大气细颗粒物中水溶性离子的污染特征

为了探讨兰州市大气细颗粒物中水溶性无机组分的污染特征及来源,采集了2012年冬季和2013年夏季PM_(2.5)样品共40个,并利用离子色谱法对其中的无机离子进行了分析.分析结果显示,兰州市PM_(2.5)中无机离子冬季平均值为39.59μg·m~(-3),夏季平均值为10.71μg·m-3,冬季污染程度远高于夏季,SO_4~(2-)、NH_4~+和NO_3~-是3种最主要的水溶性离子;阴阳离子当量回归分析表明,冬季兰州PM2.5组分偏酸性,夏季偏碱性,离子间的结合方式主要以NH_4NO_3、(NH_4)_2SO_4、NH_4HSO_4和NH_4Cl的形式为主,冬季还有少量KNO_3、NaNO_3、K_2SO_4、Na_2SO_4、KCl和Na Cl存在;[NO_3~-]-/[SO_4~(2-)]比值的均值冬季为0.58±0.22,夏季为0.49±0.20,说明兰州市的冬季大气污染虽然呈现燃煤源等固定源和机动车尾气等流动源并存的复合污染类型,但仍然以煤烟型污染为主,而夏季NO_3~-受高温条件影响比较大,机动车尾气污染仍需引起重视.     

喀斯特小流域石灰土硫形态和硫酸盐还原菌分布特征

用土壤硫形态连续提取和微生物学方法分析了石灰土中总硫、SO_4~(2-)、总还原态硫(TRIS)、有机硫含量以及硫酸盐还原菌(SRB)类群和数量,目的是阐明西南酸沉降地区土壤中硫化物积累和SRB的分布特征。有机硫是主要的硫形态,SO_4~(2-)是主要的无机硫形态。石灰土中检出脱硫叶菌属和脱硫弧菌属-脱硫微菌属类群。石灰土剖面中SRB数量与TRIS含量增大的深度对应SO_4~(2-)-S含量降低的深度,指示石灰土中存在SO_4~(2-)异化还原反应。石灰土较高pH值和较低的黏粒含量不利于SO_4~(2-)吸附,生物滞留后剩余SO_4~(2-)主要通过淋溶迁移出石灰土剖面。有机硫是石灰土中大气酸沉降输入SO_4~(2-)的主要硫滞留方式,在硫沉降输入通量显著降低后,石灰土中有机硫矿化在较长时期内可能导致大量SO_4~(2-)输入流域水体,与SO_4~(2-)淋溶输出有关的流域土壤和水体物理化学组成变化应予以关注。     

宁夏燃煤电厂周围降水降尘中硫氮沉降特征研究

燃煤电厂是SO_2和NOx的主要排放源之一。本世纪初以来,随着煤炭等行业的快速发展,中国西北地区大气酸沉降速率加快。以宁东能源化工基地3个燃煤电厂为监测点,初步探讨了2019年1—6月电厂周围降水降尘S、N组成特征。结果表明:研究区SO_4~(2-)月沉降量、NO_3~-月沉降量、NH_4~+月沉降量、无机N月沉降量、SO_4~(2-)/NO_3~-和NO_3~-/NH_4~+均存在较大变异,其平均值分别为(2.51±0.07)、(1.17±0.05)、(0.23±0.01)、(1.40±0.05) kg·hm~(-2)·month-1、(3.82±0.26)和(5.34±0.21);马莲台电厂和灵武电厂具有较高的SO_4~(2-)月平均沉降量、NH_4~+月平均沉降量和SO_4~(2-)/NO_3~-,鸳鸯湖电厂具有较高的NO_3~-月平均沉降量、无机N月平均沉降量和NO_3~-/NH_4~+;除SO_4~(2-)/NO_3~-外,5月各指标的测定值较高,2月各指标的测定值较低;除SO_4~(2-)月平均沉降量外,各指标在取样距离间差异较小。以上结果意味着,SO_4~(2-)是研究区降水降尘中主要的酸沉降形式、NO_3~-是其主要的N沉降形式,体现了以燃煤电厂为主导的工业源排放特点;研究区SO_4~(2-)沉降量与全国水平相当,但低于区域S沉降临界负荷。N沉降量高于中国西北地区平均值,且超过了区域可接受的沉降量;鉴于本研究收集的大气沉降为湿沉降加部分干沉降,故可能低估了研究区S、N总沉降量。考虑到酸沉降的时间累积性,宁夏燃煤电厂S、N限排工作依然十分必要。     

新疆独山子石化区域PM_(2.5)中水溶性无机离子的形成机制

2015年9月至2016年7月在新疆独山子区采集大气PM_(2.5)样品,对所含的水溶性无机离子和大气气态污染物的季节性变化进行了分析.其结果表明,PM_(2.5)、SO_2、NO_2和O_3的年均浓度分别为70.04、19.36、4.50、83.06μg·m~(-3); PM_(2.5)、SO_2、NO_2的浓度均出现冬季最高,夏季最低的趋势,而O_3浓度在春、夏季节偏高,冬季偏低;总水溶性无机离子的季节变化特征为冬季(68.99μg·m~(-3))秋季(14.23μg·m~(-3))春季(10.31μg·m~(-3))夏季(5.06μg·m~(-3)),其中SO_2~(-4)、NO_3~-、NH_4~+为水溶性无机离子的主要组成部分,占到水溶性总离子质量浓度的70%以上.对硫氧化率(SOR)和氮氧化率(NOR)的估算表明,全年SOR的值均大于0.1,表明SO_2~(-4)主要来自大气二次转化.夏季NOR值远低于其它季节. SO_2~(-4)浓度和SOR在冬季出现较高值,可能是由于冬季取暖导致SO_2排放量增加,同时较高的相对湿度又促进了SO_2的非均相转化.受相对湿度的影响,NO_3~-在冬季主要以非均相反应的方式生成,在春、夏、秋的3个季节主要以均相反应的方式生成;当PM_(2.5)的质量浓度大于75μg·m~(-3)时,NO_3~-/SO_2~(-4)、NOR/SOR和NOR值均显著增加,表明独山子区的硝酸盐污染较为严重.