实验室模拟制备环境持久性自由基及其生物毒性研究

一些表面吸附有机物的颗粒物在不完全燃烧的过程中会产生环境持久性自由基(EPFRs),但是目前关于这些EPFRs的水生生物毒性的报道还很有限.为了更好地了解EPFRs对水生生物的毒性作用,采用邻苯二酚-二氧化硅(CT-SiO_2)模拟体系在限氧条件下制备EPFRs,考察金属离子(Fe、Cu、Ni、Zn)及其氧化物、热解温度和CT/SiO_2质量比对颗粒物表面EPFRs生成的影响,并对EPFRs悬浮液中·OH的产生以及对发光细菌的急性毒性进行了测定.采用电子顺磁共振(EPR)对制备的EPFRs进行表征的结果表明,金属氧化物能够促进EPFRs的生成,而金属离子则恰好相反;热解温度以及CT/SiO_2质量比是EPFRs的生成过程的重要影响因素,对CT-SiO_2热解体系中EPFRs的生成浓度和类型具有至关重要的影响,EPFRs的生成浓度在热解温度为400℃且CT/SiO_2质量比为0.032时,达到最高值5.04×10~(15)spins·g~(-1).本研究所制备的EPFRs在环境空气中的半衰期,能够达到18—80 d,这可能是因为其与颗粒物的结合增加了其稳定性;发光细菌(P.phosphoreum T3spp.)的急性毒性结果表明,含有EPFRs的颗粒物对发光细菌的发光具有明显的抑制作用,发光抑制率与EPFRs浓度呈明显的剂量-效应关系,并推测可能与EPFRs悬浮液中活性氧物种(ROS)的产生有关.该结果为研究EPFRs在环境过程中的形成因素及其生物毒性提供了基础,为研究EPFRs的潜在环境风险提供了基础数据.     

生物质燃料高温燃烧过程中有害气体的排放

利用FACTSAGE软件定量计算麦秆、玉米秆和稻草3种生物质燃料在燃烧过程中PM2.5的排放情况,探究反应过程中氧含量、温度等对燃烧尾气中HF、HCl、SOx和NO排放的影响,从而确定适合生物质燃料燃烧的条件。结果表明:由于秸秆F、Cl含量较多,燃烧反应后会产生大量HCl和HF。为了控制生物质燃料中F、Cl化合物的产生,燃烧温度应控制在1 000~1 100℃;氧含量应选择正常空气氧含量,氧含量过低,燃烧尾气中会生成较多的氨及氢氧化物;氧含量过高,则会生成较多的硫氧化物和氮氧化物。     

城市道路灰尘中环境持久性自由基污染特征及暴露评估

环境持久性自由基(EPFRs)是一类具有一定环境风险的新型污染物,对人体健康有一定的威胁,引发了广泛关注.以中原城市群核心区快速城镇化的周口市为研究区域,采集包括一般城市道路、公园道路和居民区道路共44个样点的灰尘.研究确定了电子顺磁共振波谱法测定道路灰尘中EPFRs的优化参数,描述了道路灰尘中EPFRs污染及分布特征...     

焦作市人为源挥发性有机物排放清单

基于焦作市各类挥发性有机物(VOCs)的活动水平数据,采用排放系数法,编制了焦作市2016年人为源挥发性有机物排放清单.结果表明,2016年焦作市人为源VOCs排放总量为28804.80 t,其中,工艺过程源、溶剂使用源、化石燃料燃烧源、移动源和生物质燃烧源分别占排放总量的36.19%、25.48%、14.38%、13.72%、10.23%.2016年焦作市VOCs的重点排放二级源是非金属矿物制品业、表面涂装业、道路移动源、生物质露天燃烧、工业燃烧,其排放量之和共占排放总量的72.47%.在焦作市各区县中,博爱县、孟州市、武陟县和马村区的排放量较高,4个县区的VOCs排放量均超过3000 t,其排放量之和占排放总量的54.26%.     

北京怀柔PM2.5中环境持久性自由基及共存健康风险物质的污染特征

北京怀柔科学城的建设加快了区域城市化的进程.为探究此过程对空气质量的影响,于2018年在怀柔地区采集了大气PM2.5样品,分析了 PM2.5中环境持久性自由基(environmental persistent free radicals,EPFRs)及其共存组分的季节变化特征.结果表明,冬、春、夏、秋四季EPFRs的浓...     

生物质燃烧的二噁英排放特性

通过室内模拟燃烧5种生物质,分别采集燃烧排放的烟气作为样品,然后分析生物质和燃烧产物的二噁英含量,得到玉米秸秆、稻草、松树、桉树、松针燃烧的二噁英排放因子分别为2.59、16.78、1.44、5.15、34.12 n.gkg-1,对应的I-TEQ浓度为0.26、1.04、0.10、0.31、1.49 n.gkg-1.O...     

秸秆燃烧产生的颗粒物中有机示踪物的分析方法

针对秸秆燃烧产生的颗粒物建立了测定4种有机示踪物的GC-MS分析方法,着重讨论了柱前衍生反应的条件,通过条件实验确定了在样品中加入80-100μl BSTFA/TMCS作为衍生试剂,在70℃下反应2h的最佳反应条件.方法的检测限为0.042-0.260μg,精密度为2.7%-19.7%,加标回收率为60.3%-111%.应用本方法定量分析了小麦秸秆闷烧排放的细颗粒物中22种有机物的含量,其分布特征为糖类物质含量最高,其次为含-OCH3酚类和甾醇类物质,而烷醇类物质含量最低.     

新疆阿勒泰地区土壤中多环芳烃含量水平及来源解析

为了研究新疆阿勒泰地区土壤多环芳烃(PAHs)污染状况,于2018年10月对阿勒泰地区表层土壤进行采样,共采集样品14个,采用气相色谱-质谱仪(GC-MS 7890A-5975MSD Agilent)测定土壤样品中16种优控PAHs含量,并对其组成、分布及来源情况进行解析。结果表明,阿勒泰地区表层土壤中∑_(16)PAHs含量介于3.48～103.81 ng·g~(-1)之间,平均含量为32.24 ng·g~(-1),PAHs组成以3、4环为主,其中,7种致癌PAHs总含量介于0.32～50.95 ng·g~(-1)之间,平均含量为11.20 ng·g~(-1)。研究区域土壤PAHs污染水平较低,且PAHs污染水平与海拔高度无显著相关性(r=-0.471,P=0.668)。同分异构体比值法分析结果表明阿勒泰地区土壤PAHs主要来源于化石燃料及生物质燃烧,机动车尾气排放对PAHs贡献较大。主成分分析-多元线性回归解析结果表明,阿勒泰地区土壤PAHs主要受交通源(62.8%)、焦炉和燃煤源(28.2%)以及生物质燃烧源(9.0%)3个污染源影响,与新疆2012年排放贡献源相比,交通源以及焦炉和燃煤源排放占比呈上升趋势。     

固相萃取-气质联用法测定饮用水中亚硝胺类消毒副产物

建立了饮用水中亚硝胺类消毒副产物的固相萃取-气质联用分析方法,对固相萃取材料、洗脱溶剂种类、洗脱溶剂体积和样品上样量等测试条件进行了优化,得出最佳萃取条件.实验结果表明,方法检出限为0.002—0.02μg·L~(-1),相对标准偏差范围为0.7%—4.1%.     

加速溶剂萃取的原理及应用

复杂样品的前处理，常常是现代分析方法的薄弱五一节，在以往的数年中，人们做了多种尝试以期找到一种高效、快捷的方法以取代传统的萃取法，例如，自动索氏萃取、微波消解、超声萃取和超临界萃取等。值得注意的是，以上各法无论是自动索氏萃取，还是超临界流体萃取……等，都有一个共同点，即与温度有关，在萃取过程中，通过适当提高温度，可以获得较好的结果，例如，在自动索氏萃取中，由于萃取时是将样品浸入沸腾的溶剂之中，因此，其萃取速度和效率较常规索氏萃取法快且溶剂用量少，超临界流体萃取可通过提高萃取时的温度使其温度使其回收率得到改善，而微波萃取则是利用一种可以施加压力的容器，将溶剂加热到其沸点之上，来提高其萃取的效率，虽然以上各法与经典的索种可以施加压力的容器，将溶剂加热到其沸点之上，来提高其萃取的效率，虽然以上各法与经典的索氏法相比已有了很大的进步，但有机溶剂的用量仍然偏多，萃取时间较长，萃取效率还不够高。     

朔州市夏季环境空气中VOCs的污染特征及来源解析

采集夏季朔州市环境空气中挥发性有机物(VOCs)的日变化样品,分析其中VOCs的浓度特征,运用特征比值和相关性、主成分分析、后向轨迹模型对其来源进行分析,并使用臭氧生成潜势和二次有机气溶胶生成潜势研究了其环境影响.结果表明,观测期间,朔州市VOCs的总体平均浓度为(102.93±35.90)μg·m~(-3),其中芳香烃类浓度最高,为53.52μg·m~(-3);VOCs的日变化呈现了双峰特征,与NO_2和O_3的日变化结合分析显示了其浓度受到了机动车排放和光化学反应的影响显著;源解析结果显示VOCs的排放源主要有机动车排放、汽油和溶剂挥发、燃烧、植物排放等;观测期间气团受北方向、西北方向与西南方向输送的影响;芳香烃类化合物是臭氧生成潜势和二次有机气溶胶生成潜势最高的VOCs类化合物种类.研究结果显示,控制机动车排放和燃烧排放、减低溶剂使用等措施是目前控制朔州市环境空气中VOCs污染的主要途径.     

生物炭理化性质对其反应活性的影响

生物炭作为一种富炭材料,由于其具有固碳、增强土壤肥力、促进植物生长等特性,在固碳减排及土壤改良方面的应用价值受到广泛关注.同时,生物炭具有较大的比表面积和较高的孔隙率,常被作为吸附剂用于污染物的去除.研究发现生物炭在吸附有机污染物的过程中可降解有机污染物,因此生物炭的反应活性成为近年来研究的热点.生物炭的反应活性主要由其制备过程中生成的环境持久性自由基(EPFRs)和自身的氧化还原能力贡献.生物炭的EPFRs活性与官能团种类、过渡金属含量和EPFRs种类有关,其中官能团和过渡金属通过影响EPFRs的生成及稳定从而影响EPFRs的浓度和种类,进而影响EPFRs活性,而EPFRs种类直接影响EPFRs活性.生物炭的氧化还原活性与官能团、芳香性和导电性有关,其中官能团影响氧化还原活性基团(RAMs)的生成,芳香性和导电性影响基质电导(EC_(BC))结构的生成及导电活性,从而影响氧化还原活性.本文总结了生物炭的反应活性机理和影响因素,旨在为生物炭处理有机物污染物等方面的应用提供理论支撑和技术参考.     

橡塑保温材料中单质硫测定

本文对橡塑保温材料中单质硫测定的前处理方法进行了研究.优化了样品颗粒大小、颗粒样品存放时间、萃取溶剂选择、超声萃取时间,优选出测定橡塑保温材料中单质硫的最佳条件.研究表明,取2—5 mm的颗粒0.1 g,加入7 mL乙醇萃取12 min静置后,后采用液相色谱法测定单质硫,测定结果具有良好的重现性和准确性,相对标准偏差RSD均小于3.0%,样品加标回收率为95%—105%.     

配施猪粪对麦季CH4和N2O排放及温室效应的影响

采用遮光密闭箱和气相色谱法研究配施猪粪条件下麦季CH4和N2O的排放特征,并运用全球增温潜势(PGW)对麦田CH4和N2O排放的温室效应进行估算。结果表明,常规施肥、秸秆还田、50%猪粪和100%猪粪替代化肥处理CH4平均排放通量分别为6.10、10.26、5.32和2.35μg.m-2.h-1,N2O平均排放通量分别为24.25、38.24、12.21和16.06μg.m-2.h-1。CH4排放通量在拔节后随温度升高而增加,N2O排放主要发生在苗期灌溉或降水后。与常规施肥相比,100%猪粪和50%猪粪替代化肥处理麦季CH4和N2O排放产生的总PGW分别降低34.3%和48.9%,单位产量的PGW分别降低26.0%和48.9%,秸秆还田措施的PGW及单位产量的PGW分别提高57.9%和52.0%。然而,与常规施肥与秸秆还田处理相比,100%猪粪处理的小麦产量显著降低(P<0.05)。试验结果表明,在作物高产、稳产要求下,50%猪粪替代化肥措施的减排效果较好。     

秸秆还田下改良剂对水稻生长和Cd吸收积累的影响

土壤中的镉（Cd）易在水稻中积累而威胁人体健康,秸秆还田下不同化学改良剂对水稻Cd 吸收累积特性的影响效应值得关注.选取成都平原德阳市旌阳区Cd 污染稻田为研究对象,开展小区试验,研究秸秆（油菜、小麦）直接还田下添加石灰、钙镁磷肥、海泡石3 种改良剂对水稻生长和Cd 吸收累积的影响.结果表明：与对照相比,油菜秸秆＋钙镁磷肥和小麦秸秆＋海泡石处理均能增加水稻株高、分蘖数和产量,其中产量提高了6.34%和12.64%,达显著水平（P〈0.05）.秸秆还田下,配施改良剂（石灰、钙镁磷肥、海泡石）均能显著降低（P〈0.05）水稻糙米Cd 含量,较对照降幅分别为21.65%-36.75%（油菜秸秆还田）和21.11%-33.87%（小麦秸秆还田）.油菜秸秆＋改良剂（石灰、钙镁磷肥、海泡石）促进了土壤Cd 向茎叶的累积,较对照增加1.31-2.41 倍,这对水稻秸秆（茎叶）还田利用有不利影响.小麦秸秆＋石灰或海泡石处理均显著降低了茎秆、谷壳Cd 积累,较对照降幅为6.28%-19.63%和70.16%-78.68%.综合水稻产量及其对土壤Cd 吸收累积效应,油菜秸秆配合改良剂（海泡石、石灰和钙镁磷肥）、小麦秸秆＋海泡石是较为理想的秸秆还田与改良剂配合处理技术.     

使用加速溶剂萃取提取环境样品中的多氯联苯

加速溶剂萃取(简称ASE)是一种全新的萃取方法.它可以显著提高样品前处理的速度.溶剂被泵入填充有样品的萃取池后,加温、加压,数分钟后,萃取物从加热的萃取池中输送到收集瓶中供分析用.萃取步骤全程自动化,时间短,溶剂消耗少.可以代替溶剂消耗量很大的索氏萃取和超声波萃取.     

离子液体分散液-液微萃取技术测定环境水中的杀菌剂

分散液-液微萃取(DLLME)是一种微型化液相萃取技术,是在一定体积的样品溶液中,快速注入含有萃取剂的分散剂,轻轻振荡,形成乳浊液体系而实现萃取,经离心后吸取聚积在试管底部的萃取剂,直接进样分析.使得目标分析物的富集倍数更高,非常适合进行痕量分析.传统的DLLME使用的提取溶剂大部分是一些含氯溶剂,毒性较高,容易挥发.离子液体以其独特的理化性质作为一种绿色溶剂替代传统DLLME中的提取溶剂.杀菌剂是使用量较多的农药,其残留通过喷雾、废水排放、土壤渗透等途径造成地下和地表水污染,给人们的身体健康造成危害.欧盟的饮用水法则(EC/98/     

土壤中痕量氯代苯胺的MAE-SPME-GC/QQQ测定

建立了微波辅助萃取-固相微萃取-气相色谱/三重四极质谱法(MAE-SPME-GC/QQQ)同时测定土壤中多种氯代苯胺的方法.优化了多反应监测(MRM)的仪器条件,研究了微波萃取温度、保持时间、溶剂体积对萃取效果的影响,确定最佳实验条件为4 g土壤样品加入30 m L水,在100℃下微波萃取5 min.各目标物的线性范围为0.005—20μg·L-1,方法检出限为0.003—0.4 ng·g-1.测定0.5 ng·g-1和5 ng·g-1加标土壤样品,回收率为38.6%—116.4%和24.8%—82.0%,相对标准偏差为3.2%—27.7%和12.5%—22.7%(n=7).方法综合了MAE快速高效、SPME富集浓缩以及GC/QQQ抗干扰强的优势,适合于非高有机质含量土壤中氯代苯胺类残留的快速痕量分析.     

不同作物原料热裂解生物质炭对溶液中Cd2＋和Pb2＋的吸附特性

选择由小麦秸秆、玉米秸秆和花生壳经350-500℃热裂解制成的生物质炭,研究生物黑炭对水溶液中Cd2＋和Pb2＋的吸附特性,分析了pH值、吸附时间、溶液初始质量浓度、生物质炭粒径和投加量对吸附效果的影响。结果表明：生物质炭对Cd2＋和Pb2＋的吸附约10 min即达平衡;3种生物质炭对Cd2＋和Pb2＋的等温吸附均可用Langmuir方程和Freundlich方程拟合,玉米秸秆炭对Cd2＋和Pb2＋的最大吸附量远大于小麦秸秆炭和花生壳炭;在生物黑炭投加量为150 mg（6 g.L-1）时,3种生物黑炭对溶液Cd2＋的去除率均在90%以上,玉米秸秆炭对溶液Pb2＋的去除率达90.30%,而小麦秸秆炭和花生壳炭的去除率仅为52%和47%,玉米秸秆炭有望成为处理重金属污染废水的新型吸附材料。     

不同作物原料热裂解生物质炭对溶液中Cd2+和Pb2+的吸附特性

选择由小麦秸秆、玉米秸秆和花生壳经350~500℃热裂解制成的生物质炭,研究生物黑炭对水溶液中Cd2+和Pb2+的吸附特性,分析了pH值、吸附时间、溶液初始质量浓度、生物质炭粒径和投加量对吸附效果的影响。结果表明:生物质炭对Cd2+和Pb2+的吸附约10 min即达平衡;3种生物质炭对Cd2+和Pb2+的等温吸附均可用Langmuir方程和Freundlich方程拟合,玉米秸秆炭对Cd2+和Pb2+的最大吸附量远大于小麦秸秆炭和花生壳炭;在生物黑炭投加量为150 mg(6 g.L-1)时,3种生物黑炭对溶液Cd2+的去除率均在90%以上,玉米秸秆炭对溶液Pb2+的去除率达90.30%,而小麦秸秆炭和花生壳炭的去除率仅为52%和47%,玉米秸秆炭有望成为处理重金属污染废水的新型吸附材料。