应用概率物种敏感度分布法研究太湖重金属水生生物水质基准

目前广泛使用的水质基准推导方法—物种敏感度分布法存在曲线拟合模型不确定、曲线拟合效果不佳、种内差异欠考虑、基准值不准确等诸多问题,概率物种敏感度分布法可有效解决上述问题。应用概率物种敏感度分布法构建了太湖水体中5种重金属Ag、Pb、Cd、Hg和Zn的概率物种敏感度分布曲线,在此基础上得到了保护水生生物的急性水质基准分别为1.079μg·L~(-1)、637.973μg·L~(-1)、19.465μg·L~(-1)、8.729μg·L~(-1)和105.506μg·L~(-1),慢性水质基准分别为0.108μg·L~(-1)、63.797μg·L~(-1)、1.947μg·L~(-1)、2.340μg·L~(-1)和52.753μg·L~(-1);不同类群间生物对重金属的敏感度存在差异,不同重金属对同一类群生物的毒性也存在差异;通过与国内外已有的重金属水质基准值比较,发现水质基准具有明显的区域性,目前基于国外水质基准或我国整体水域特点来制定的太湖水质标准,往往造成对太湖水生生物欠保护或过保护的状况。     

澜沧江梯级水电站库区水环境时空差异性研究

根据2008年1—12月澜沧江下游的漫湾水电站、大朝山水电站库区的水质监测资料,对水环境时空差异性进行了分析,结果表明:两库区水质特征变化趋势比较相似,季节性变化明显,两库区水体有机污染程度小,水体氮磷含量较高,属于中—富营养水平,总氮在秋季最高,冬季最低,总磷在夏秋季最高,春季最低。梯级水坝的形成对水体中总氮含量、有机污染的累积效应不明显。     

HF对Cu-SSZ-13/堇青石的原位合成及脱除NO_x的影响

以Cu-TEPA为模板剂原位水热合成一系列具有优良deNOx特性的Cu-SSZ-13/堇青石整体式催化剂.为进一步改善其氨的选择性催化还原氮氧化物的活性,在制备过程中添加HF对原位制备Cu-SSZ-13/堇青石整体式催化剂进行改性.利用XRD、SEM、XPS、BET、ICP-AES等对样品进行了表征.结果表明,当nHF/nAl在0.015—0.0375时,晶化72 h的Cu-SSZ-13/堇青石表现出了优异的脱硝性能和抗老化性能,其最大转化率为99.8%,NOx转化率保持在90%以上的最宽活性温度窗口为280—640℃,而无HF的新鲜样品的NOx转化率保持在90%以上的活性温度窗口为300—580℃;720℃老化50 h处理后,nHF/nAl=0.015—0.0375样品的NOx转化率保持在90%以上的最宽活性温度窗口为360—520℃,未添加HF的老化样品相应的活性温度窗口为400—500℃.无论新鲜还是老化,nHF/nAl=0.015—0.0375样品在低温段200—300℃和高温段500—700℃的NOx转化率基本都大于未添加HF的样品.结合表征结果,在催化剂原位水热合成过程中HF的加入既提高了样品的相对结晶度和负载量,又增大了样品的比表面积和比孔容,且提高了Cu-SSZ-13/堇青石骨架结构的稳定性,进而在一定程度上改善了Cu-SSZ-13/堇青石的高温脱硝活性和水热稳定性.     

地壳元素铁的吸光贡献对黑碳吸光增强估算的影响——以武汉为例

传统方法使用固定的波长吸收指数来估算地壳元素或棕碳吸光,但该方法只能处理仅存在两种组分的情形(黑碳/棕碳,或黑碳/地壳元素)的吸光贡献,存在较大不确定性.为此,本文提出一种新的方法,利用武汉在线观测数据(2021年2、3、8、9月),采用铁作为地壳元素的示踪物,利用最小相关系数法(MRS)得出地壳元素的吸光贡献,在扣除地壳元素吸光之后,再得到黑碳吸光增强系数(E_abs).结果显示观测期间370nm波段地壳元素吸光贡献均值为12.3%,月均值范围5.7%~15.5%,且波长吸收指数与铁的浓度正相关,表明地壳元素吸光贡献不可忽视.地壳元素吸光贡献呈现出显著的季节特征,呈现出冬季低,春季高的特点.地壳元素吸光的分离前后计算的E_abs存在一定的差异,受到了黑碳和铁的相关性的影响.观测期间扣除地壳元素吸光后,E_abs均值为1.43±0.53,在季节性上呈现春夏高,秋冬低的特性,春季较高E_abs值与春季黑碳较高的老化程度有关.E_abs对无机盐和有机物的含量存在正的依赖关系,证明了这些包裹物质对吸光增强的影响.     

不同基质组合对氮磷吸附能力的研究

就地利用菜地改建小型湿地系统可能是实现农村生活污水消纳和资源化利用的一种有效途径,其中菜园土与吸附基质的组合直接关系水体污染物中氮磷的净化效果. 选取沸石、谷壳、活性炭、陶粒和菜园土作为试验基质,使用BET比表面积孔径分析仪、扫描电子显微镜和Ｘ射线衍射仪(EDX)对其进行表征,通过等温吸附试验分别筛选出对氮磷吸附效果较好的沸石和陶粒,设置菜园土∶陶粒∶沸石质量占比基质组合:F1(10∶0∶0)、F2(6∶2∶2)、F3(8∶1∶1)、F4(8∶2∶0)、F5(8∶0∶2)、F6(6∶1∶3)和F7(6∶3∶1). 在低、中、高3种氮磷浓度下,通过吸附动力学试验筛选出去除效果最好的基质组合. 结果表明:①5种单一基质中,活性炭、陶粒的比表面积(35.72、33.23 m2/g)和微孔体积(2.20×10?1、8.25×10?2 cm2/g)均较大;沸石和陶粒表面呈粗糙多孔结构. ②Freundlich和Langmuir等温吸附模型均能较好地拟合5种单一基质对氮磷的吸附,各基质对氮的饱和吸附量表现为沸石(2.00 mg/g)>陶粒(1.47 mg/g)>菜园土(1.17 mg/g)>活性炭(0.99 mg/g)>谷壳(0.21 mg/g),对磷的饱和吸附量表现为陶粒(1.28 mg/g)>活性炭(1.25 mg/g)>沸石(1.16 mg/g)>谷壳(0.80 mg/g)>菜园土(0.50 mg/g). ③7种基质组合对氮磷吸附具有相似的动力学特征,Elovich模型、双常数速率模型和一级反应动力学模型均能较好地模拟基质组合对不同污染负荷条件下氮磷的吸附规律. ④7种基质组合对氮磷的吸附速率均呈现先快后慢的趋势,最终于12~48 h趋于稳定. 研究显示,F2、F4和F7基质组合对氮磷的去除效果均较好,但考虑菜地改造的简易性和可操作性,F4为最佳基质组合,其在3种不同氮磷浓度下对氮、磷的吸附量分别为0.36~0.68和0.10~0.39 mg/g.      

道南膜技术测定自由态重金属离子研究

土壤和水体中自由态重金属离子由于具有生物有效性和毒性而一直受到广泛关注。近年来发展起来的道南膜技术(DMT)对待测体系干扰小、测定范围广且能同时测定多种重金属离子,得到较广泛的应用。当前,DMT已较成熟,已有实验室道南膜技术(lab-DMT)和原位道南膜技术(filed-DMT),广泛应用于土壤溶液、地表水以及人工配制的络合溶液,已成功测定的重金属离子包括Cu2+、Zn2+、Pb2+、Cd2+、Al3+、Ni2+和Cr(Ⅲ);已开发出基于离子跨膜迁移动力学DMT,解决了重金属离子达到平衡时间过长和重金属离子低于电感耦合等离子-质谱检测限等问题。详细介绍了DMT的原理、方法、应用及离子跨膜传输机制,将关于DMT的研究分为适用性和改进研究、理论基础研究、应用研究3类分别进行综述;提出了采样装置微型化、发展实时动态的原位测定技术、改进原位测定技术用于淹水土壤、湿地及底泥中自由态重金属离子的测定是该技术的发展方向。     

CNTs/TiO2/CS光降解苯的动力学

综合光催化氧化苯的动力学过程、光辐射场模型和质量守恒定律,采用平板型反应器建立了碳纳米管/二氧化钛/壳聚糖(CNTs/TiO2/CS)催化薄膜光催化氧化气相苯的数学模型;该模型考虑了光强、相对湿度、初始浓度与气体流速对气相苯光降解的影响。结果表明,建立的数学模型与实验结果吻合较好。     

磺胺甲(口恶)唑对罗非鱼养殖水体细菌群落的影响

以SCT 1084-2006《磺胺类药物水产养殖使用规范》为依据,制作无(NS)、低(LS)、中(MS)和高(HS)剂量磺胺甲啊恶唑(SMZ)的饲料,通过8周的养殖试验(前4周投喂SMZ饲料,后4周投喂无SMZ饲料)、16S高通量测序技术和生物信息学分析来研究养殖过程中不同剂量SMZ的使用对养殖水体细菌群落结构的影响。第2、4、6和8周时运用16S rRNA和生物信息学测定分析水体微生物多样性。研究显示:(1)不同剂量SMZ投喂下对养殖水体细菌的生物多样性有不同程度的降低影响,中、高剂量效果显著,停止投喂SMZ饲料后显著性差异消失、差异程度降低;(2)不同剂量SMZ投喂时均改变了细菌群落结构,其中NS群落和LS群落差异弱于与MS和HS群落的差异,这种差异在停药4周后仍存在;(3)SMZ的抑菌和细菌耐药作用显著改变水体菌群从门至属的物种组成,SMZ主要诱导了变形菌门下β-变形菌纲中的某些参与氮循环相关的细菌(如:Candidatus_Branchiomonas和12up),同时抑制了一些致病菌(如:拟杆菌门的黄杆菌等);(4)SMZ对水体细菌群落的改变在一定程度上改变其功能分配和抑制其功能强度。研究结果表明,不同剂量饲料拌喂SMZ不仅会在不同程度上显著改变养殖水体细菌群落结构且有一定的延续性;此外,在SMZ的选择压力下一些与脱氮相关的菌成为明显的优势种,可能会对养殖池塘的氮循环有潜在的影响。     

道南膜技术测定Ca(NO3)2溶液体系中汞的化学形态

虽然道南膜技术(DMT)已经成功用于土壤/溶液中多种重金属自由态离子浓度的测定,但DMT技术测定Hg的形态尚未解决.采用DMT测定Ca(NO3)2溶液体系中Hg化学形态.实验结果表明,Hg在阳离子交换膜内的吸附除静电吸附外还存在结合力更强的化学吸附,Hg在阳离子交换膜内扩散成为Hg跨膜传输受阻的主要因素,限制道南膜技术用于Hg形态测定.Hg2+和Hg(OH)2都表现出在阳离子交换膜上的强烈吸附,供端(Donor)Hg损失达50%以上.缩短试验时间至8h以内,可在一定程度上降低Hg吸附.计算结果表明,由于大量的Hg滞留在阳离子交换膜内,在计算受端(Acceptor)Hg浓度时引入滞留系数补偿供端Hg的损失,较好地预测了Ca(NO3)2溶液体系中Hg的化学形态.