中原城市群典型城市秋冬季大气PM2.5污染特征及溯源

为了研究中原城市群区域城市秋冬季大气PM_2.5的污染特征和其主要成分的潜在来源,于2018年10月到2019年1月在郑州、洛阳、安阳和新乡这4个典型城市展开秋冬季连续4个月PM_2.5膜样本采集,采用X射线荧光光谱法,碳分析法和离子色谱法分别对18种无机元素,有机碳（OC）/元素碳（EC）,和9种水溶性无机离子进行了测定.根据PM_2.5日均值浓度水平分为3个污染等级,并分别通过对氮氧化率（NOR）和二次有机碳（SOC）及富集因子的计算结果对PM_2.5主要成分NO₃^-和SOC及18种无机元素的时空变化进行了对比分析.通过化学质量平衡（CMB）模型计算了4个城市的排放源及贡献率,并通过后向轨迹（HYSPLIT）模型和潜在源贡献因子法（PSCF）分析了4个城市PM_2.5和主要成分NO₃^-及OC的潜在污染来源.结果表明,采样期间郑州、洛阳、安阳和新乡PM_2.5均值分别为（82.1±45.5）、（84.7±39.8）、（96.8±46.1）和（81.1±36.6）μg·m^-3,日均值的最高浓度值分别是国家二级标准的3.3、2.6、3.0和2.3倍;4个城市PM_2.5的主要组分都为NO₃^-和SOC,NO₃^-的浓度,NO₃^-/EC和NOR都随着污染等级的升高而显著升高,NO₃^-/EC和NOR的均值随着污染等级的升高总体上表现出郑州和洛阳略高于安阳和新乡;SOC的浓度和在OC中的占比及SOC/EC的比值都随着污染等级的升高而增大;从无机元素的浓度和富集程度来看,As在郑州最高,Mn和Fe在洛阳最高,Zn、Ni和Cr在安阳最高以及Cu和Pb在新乡最高;4个城市PM_2.5污染源为二次硝酸盐、二次硫酸盐、有机物、燃煤源、机动车源、扬尘源、生物质源和工艺过程源,二次硝酸盐的分担率在郑州（37.7%）最高,新乡（14.1%）机动车分担率最高,洛阳（7.0%）和安阳（6.8%）的工业过程源的分担率相对较高;郑州、洛阳、安阳和新乡分别有51.6%、49.2%、49.6%和46.3%的气流来自西北方向;郑州潜在污染区域主要集中在河南省,洛阳主要在河南省南部和汾渭平原,安阳和新乡则是主要在河南省和京津冀传输带上,另外安徽西北部、山东西南部、山西东南部和陕西北部也对安阳和新乡OC的污染造成了影响.     

河北省夏玉米气候适宜度及其变化特征分析

采用逐日气象要素和统计方法,建立了河北省夏玉米(Zea Mays)各生育期气候适宜度评价模型,计算了河北省1981—2010年逐年夏玉米各生育期气温、降水、日照、气候适宜度值,并对夏玉米各生育期气候适宜度特征及变化趋势进行了分析。结果表明:夏玉米生长期间气温适宜度最高,日照次之,降水最低且变异系数最大。气温适宜度以夏玉米灌浆期最低,变异系数最大;日照和降水适宜度均以抽雄期最低且变异系数最大。多年适宜度变化趋势为:全生育期日照适宜度明显下降(下降速率为0.047/10a);气温适宜度基本持平;降水适宜度波动较大,无明显变化规律。幼苗和灌浆期气候适宜度呈下降趋势(下降速率分别为0.015/10a,0.024/10a),其中幼苗期气候适宜度下降由期间气温和日照适宜度下降引起;灌浆期气候适宜度下降由日照和降水适宜度下降引起。     

河北省夏玉米气候适宜度及其变化特征分析

采用逐日气象要素和统计方法,建立了河北省夏玉米（Zea Mays）各生育期气候适宜度评价模型,计算了河北省1981—2010年逐年夏玉米各生育期气温、降水、日照、气候适宜度值,并对夏玉米各生育期气候适宜度特征及变化趋势进行了分析。结果表明：夏玉米生长期间气温适宜度最高,日照次之,降水最低且变异系数最大。气温适宜度以夏玉米灌浆期最低,变异系数最大;日照和降水适宜度均以抽雄期最低且变异系数最大。多年适宜度变化趋势为：全生育期日照适宜度明显下降（下降速率为0.047/10a）;气温适宜度基本持平;降水适宜度波动较大,无明显变化规律。幼苗和灌浆期气候适宜度呈下降趋势（下降速率分别为0.015/10a,0.024/10a）,其中幼苗期气候适宜度下降由期间气温和日照适宜度下降引起;灌浆期气候适宜度下降由日照和降水适宜度下降引起。     

农田土壤微塑料分布、来源和行为特征

微塑料(MPs)作为一种新型污染物广泛存在于农田土壤中.针对农田土壤中微塑料可能发生的污染问题,对全球农田土壤中微塑料的分布、丰度、来源、形状、聚合物组成、尺寸和迁移等方面特征的研究进展进行了综述,提出了研究展望.全球各地所调查农田土壤均有微塑料检出,其来源主要包括农用塑料薄膜、有机肥、污泥、地表径流与农业灌溉、大气沉降和轮胎磨损颗粒.土壤中微塑料形状以碎片、纤维和薄膜为主,微塑料聚合物组成以聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚苯乙烯(PS)为主.农田土地利用方式显著影响土壤中微塑料的丰度,农田土壤中微塑料丰度随颗粒变小而增加.土壤中微塑料可在耕作、淋溶、生物扰动和重力作用下发生迁移.今后应加强土壤微塑料检测方法、数据库建立、安全阈值、迁移转化规律、潜在生态健康风险评价和防控技术体系构建等方面的研究,为农田土壤微塑料污染的风险管控与治理提供参考.     

碱后处理对互花米草沼渣理化特性的影响研究

以互花米草厌氧发酵后的沼渣为原料,采用紫外扫描、FTIR、XRD、1H-NMR、13C-NMR和其他一些常规分析手段研究了5%NaOH溶液固态处理前后,互花米草沼渣的物质结构、物质组成以及水浸提液理化特性的变化.结果表明,经5%的NaOH溶液处理48 h后,互花米草沼渣的骨架结构并未受到破坏,只是某些官能团的结构受到破坏;碱处理后,互花米草沼渣中木质素碎片化,木质素的芳香环结构受到不同程度的破坏,但木质素含量稍有增加;碱处理破坏了互花米草沼渣中纤维素的结晶结构,形成可被厌氧微生物破坏的类似结晶区结构,结晶区的比例增加,纤维素相对含量增加;碱处理后,互花米草沼渣中羧酸盐破坏严重,沼渣中羧基碳含量降低,烷烃类物质也受到一定的破坏,半纤维素相对含量降低;碱处理后,互花米草沼渣中烷基碳和芳香碳含量均降低,烷氧碳含量增加,芳香度降低,表明碱处理后互花米草沼渣的脂肪族特性增强,可生物降解性能提高.     

双驱动反应器中热钾碱吸收二氧化碳的动力学研究

采用双驱动反应器研究了热钾碱吸收二氧化碳的反应动力学,根据双膜理论,应用CO_2-H_2O体系,实验首先对气相传质过程进行了研究,结果表明:当气相体积流量为80 m L·min~(-1)时,气相搅拌速度在100 r·min~(-1)时可认为气膜阻力消去.通过改变液相搅拌转速,研究了液相传质系数kL变化规律,获得了k_L的无因次关联式.根据热钾碱吸收CO_2反应机理,获得了宏观动力学方程,并结合溶液的非理想性,对速率方程中的浓度效应进行了校正,通过实验测定并进行了模型参数估值,各参数分别为:表观活化能E_(ob)=21.9308 k J·mol~(-1),表观反应级数n=0.1399,表观指前因子K'_0=1.1908×10~(-4)mol·m~(-2)·s~(-1)·Pa~(-1).在此基础上,通过计算获得了热钾碱吸收CO_2的本征动力学方程,各模型参数分别为:本征反应活化能E=59.57 k J·mol~(-1),指前因子k_0=2.1802×1011m~3·mol~(-1)·s~(-1).为进行整个过程反应机制的判断,计算了膜内转化系数γ,结果表明该值远大于2,可知CO_2吸收为快速反应过程,反应主要集中在膜内完成,并由此可知工业反应器选型应采用比相界面积较大的填料塔为优.     

铜-胺改性ZSM-5吸附剂的制备及其对NOx的净化机理

以ZSM-5分子筛粉体为原料，成型后负载铜盐和有机胺改性，制备出一种高效脱除氮氧化物的吸附剂。通过改变铜盐、有机胺的含量以及铜盐活化温度使吸附剂的性能得到优化，在实验条件下（NO₂初浓度1 000 mg/m³，气流2.7 L/min）床层对NO₂动态吸附的透过时间由改性前的3 min提高到90 min，并使NO气体的释放得到有效减缓。通过动态吸附实验研究了NO释放时间在负载前后的变化，通过X射线光电子能谱（XPS）和红外分析（FTIR）研究了吸附剂表面铜元素、有机基团等在吸附前后的变化规律，提出了可能的净化机理。     

超声波树脂联用法提取活性污泥中的胞外聚合物

考察了超声波树脂联用法提取活性污泥中胞外聚合物的影响因素,确定了最佳提取条件.试验结果表明,树脂量为60 g/g VSS,在摇床振摇强度250 r/min下处理4 h,再进行超声处理2 min,EPS提取量接近理论含量,即污泥干重的15%,与阳离子树脂法相比,EPS提取物中DNA的百分含量较低,即对细胞的破坏程度更小,说明超声波树脂联用法稳定、高效,是一种较佳的提取方法.     

阳离子树脂法提取活性污泥胞外聚合物的研究

考察了树脂法提取活性污泥中胞外聚合物（extracellular polymeric substance,EPS）的影响因素,确定了最佳的提取条件.试验结果表明,树脂量60g/g VSS,振摇频率200r/min下处理4 h,EPS的提取量达到111.20 mg/L,DNA占提取量的12.13%.该方法的重现性试验结果还表明,EPS及其各成分的相对标准偏差在2.21%～6.07%之间,能较好地满足试验要求,是一种可靠的EPS提取方法.