生物炭吸附硫化氢机制与影响因素研究进展

硫化氢（H₂S）是现代社会工业生产过程中最常见的气体污染物之一,具有高毒性、腐蚀性和污染性,若处理不当会对自然环境与人类健康造成危害.生物炭因具备良好的吸附特性以及低成本和制备来源广等优点,在环境污染治理领域有着广泛的应用前景.目前生物炭吸附硫化氢技术在国内外受到越来越多的关注,但影响生物炭吸附硫化氢的因素复杂多样,需要对相关知识和研究进展进行系统地总结和归纳.从生物炭特性、吸附影响因素（生物质原料、热解温度、热解停留时间、粒径）、调控手段（包括湿度、吸附温度、吸附操作条件、改性活化）以及吸附硫化氢机制,对国内外生物炭吸附硫化氢的研究进展进行综述,通过选择合适的生物炭原材料、制备条件和优化生物炭吸附条件,从而为实现生物炭对硫化氢的高效去除提供更多的参考信息.     

基于不同土地利用方式的深圳市农用地土壤重金属污染评价（Evaluation of the Heavy Metal Pollution in Different Agricultural Soils of Shenzhen City）

为探讨深圳市农林土壤重金属的污染现状,分菜地、果园、林地和荒地等4种不同的土地利用类型,共采集了52个表层土壤样品,采用原子吸收法测定了其重金属Cu、Pb、Zn、Cd、Cr和Ni全量,单项污染指数法和内梅罗综合指数法评价了6种重金属在土壤中的污染现状.评价结果显示,部分土壤样点存在较为严重的重金属污染,Cd的污染最为严重,Cu的污染最轻;不同用地类型下的污染等级不同,荒地处于尚清洁(警戒限)水平,菜地和林地处于轻度污染水平,果园处于中度污染水平,全市农用地土壤处于轻度污染水平.     

室内空气污染预测方法的实证研究

在大型(30m3)、小型(1m3)环境箱实验获得数据的基础上构建释放模型,并将模拟结果和现场监测得到的浓度水平进行对比,对开发的室内空气污染预测方法进行了实证研究.以一新装修房间为例,分别利用大型和小型环境箱实验,研究了复杂整装材料和简单层状材料的释放规律,建立了相应材料的污染物释放模型;依据单元内物质守恒理论和污染物充分混合的假设将释放模型组合,建立了室内空气污染预测方法,并预测了该房间甲醛和TVOC(total volatile organic compounds)浓度的变化过程.在考虑了0.03ACH(air change per hour)的换气率之后,模型预测与现场监测的污染物浓度变化趋势基本吻合,甲醛和TVOC污染预测误差(正则化标准差)分别为2.8%和1.6%.模型分析表明,各污染源对于甲醛污染的贡献,家具＞涂料＞地板;对于TVOC污染的贡献,涂料＞地板＞家具.结论表明,该预测方法可以真实反映现场污染物浓度变化趋势,可以用来分析各污染源对于整体污染的贡献、指导装修材料的选择和作为室内污染评估和控制的有效工具.     

菌株Sphingomonas sp. FL降解溴氨酸的特性研究

分离了1株澳氨酸降解菌.其可以溴氨酸为唯一碳源进行降解并使其脱色,通过16S rRNA基因序列比较和生理生化特性分析,将其归为鞘氨醇单胞菌属.溴氨酸降解和菌株生长的最适条件为:温度30℃,pH 7.0,摇床转速100 r/rain,(NH4)2SO4作为氮源,在此条件下,溴氨酸(100 mg/L)在14 h内的脱色率可达99%.低浓度NaCl(<2%)对脱色有促进作用,而高浓度NaCl(≥2%)对脱色产生抑制.以Haldane底物抑制模型表征溴氨酸初始浓度对脱色的影响.确定当初始浓度为1 393.5 mg/L时可取得最佳比降解速率1.4 h-1.菌株不能将溴氨酸完全矿化,至反应终点52.4%的有机碳得到去除.利用GC-MS和HPLC-MS分析代谢产物显示.溴氨酸降解的中间产物是邻苯二甲酸,终产物可能为2-氨基-3-羟基-5-溴苯磺酸或2-氨基-4-羟基-5-溴苯磺酸,邻苯二甲酸可经3,4-二羟基苯甲酸途径进一步降解而被菌体利用.     

纳米金增强SPR铅离子检测器构建

为满足采用简便方法检测痕量铅离子（Pb²⁺）的需求,构建了新型的超灵敏、高特异性表面等离子体共振（SPR）生物传感器,用于水中Pb²⁺检测.以硫醇化GR-5脱氧核酶（DNAzyme）为Pb²⁺特异性识别探针,并自组装到芯片金膜表面,底物官能化的纳米金（S-AuNPs）用于信号增强,并与DNAzyme杂交形成传感薄膜.AuNPs不仅增加了质量变化,其局部表面等离子体共振（LSPR）与芯片表面传播SPR的耦合作用也可产生信号放大的效果.在Pb²⁺离子存在下,DNAzyme催化底物裂解,导致AuNPs的去除并引起SPR信号显著变化.通过X射线光电子能谱和扫描电镜对芯片表面的表征分析验证了传感薄膜构建过程和检测原理.Pb²⁺检测实验结果表明,1 μmol/L DNAzyme修饰的传感器检测效果最好,检测限为80pmol/L,并在100nmol/L范围内与Pb²⁺浓度的对数呈线性关系（R²=0.992）.该传感器对10倍浓度的其他金属离子无明显响应,说明其具有良好的Pb²⁺特异性;检测自来水和地下水中Pb²⁺的结果与ICP-MS方法有良好的一致性.研究建立的Pb²⁺检测方法具有高灵敏度和特异性,且操作简便,具有现场检测的应用前景.     

深圳秋季大气有机气溶胶来源与挥发性研究

使用热扩散管与长飞行时间气溶胶质谱联用系统对2020年深圳市秋季亚微米级气溶胶进行在线测量,获取和分析了气溶胶的化学组成及挥发性特征,并利用正矩阵因子分析法（PMF）对有机气溶胶进行了来源解析.结果显示：观测期间,气溶胶平均质量浓度为（28.3±11.1）μg/m³（9.5~76.8μg/m³）,其中,有机物占比最高,为57.9%,其次为硫酸盐（24.7%）.PMF对有机气溶胶解析结果得到四类源,分别为烃类有机气溶胶（HOA）、餐饮源有关的有机气溶胶（COA）、低氧化性的氧化有机气溶胶（LO-OOA）和高氧化性的氧化有机气溶胶（MO-OOA）.HOA、COA、LO-OOA和MO-OOA平均分别占到总有机物的9.1%、27.2%、31.8%和31.9%.进一步采用NO⁺/NO₂⁺比值法和PMF方法估算有机硝酸酯（ON）浓度,两种方法估算结果相关性良好,ON的平均浓度为0.17~0.25μg/m³,占总有机气溶胶质量的1.5%~9.7%,说明其对深圳大气气溶胶贡献显著.ON与各有机气溶胶因子的相关性比对发现,其与LO-OOA相关性最高（R=0.80）,说明其可能来源于新鲜的二次生成反应.挥发性研究结果得出,深圳市气溶胶主要化学组分挥发性顺序为氯盐≈无机硝酸盐 > 铵盐 > 有机物 > 有机硝酸酯 > 硫酸盐,对于有机气溶胶因子,其挥发性排序为LO-OOA > HOA > COA > MO-OOA,除了LO-OOA,其余因子挥发性与其氧化态排序一致,而LO-OOA从50~70℃组分下降最多,说明其所含组分挥发性差异最为明显.     

快速城市化地区道路格局对土地利用的影响研究

道路作为重要的人为活动因素之一,对其两侧的土地利用具有重要影响.以深圳市为例,从道路等级和道路密度出发,采用缓冲区分析和城市化影响指数,研究了快速城市化地区道路格局对土地利用的影响.结果表明:道路格局对土地利用存在显著影响,主干道路和街巷道路的影响范围分别为1 200和800 m;在道路高、中、低密度区内,道路的影响范围分别为600,1 200和1 000 m;主干道路对土地利用的主要影响形式是园地,街巷道路是建设用地;在道路高、中、低密度区,道路影响范围内面积比例占主导地位的分别为建设用地、工业用地和林地.研究区内道路的影响范围已占深圳市总面积80%左右,目前道路影响范围外区域主要零散分布在山地丘陵地带.探讨了道路等级和道路密度在道路对土地利用影响中的关系.      

双室微生物燃料电池不同接种条件下处理薯蓣素废水

比较了在5种不同接种条件下,利用双室微生物燃料电池(Microbial Fuel Cells,MFCs)处理薯蓣素生产废水的污染物去除和产电效果. 结果表明,该种废水可以用作微生物燃料电池的底物,在去除有机物的同时能够获得电能;采用全混合接种对污染物的去除效果最好,在350 h时COD_Cr去除率达到90%;采用污水处理厂厌氧污泥和薯蓣素废水驯化菌液混合接种的产电效果最好,在1 000 Ω的外电阻下得到了370 mV的输出电压,最大输出功率密度达到10.32 mW/m2;不同菌属在MFCs中的作用差别显著,产电与去污功能可能由不同优势菌属承担;初步富集到优势菌菌b,菌d和菌e;PCR-DGGE和DNA序列分析结果显示,菌d和菌e与β-变形菌具有较好的同源性.      

快速城市化地区道路对两侧土地利用影响模式研究

基于多时段的卫星影像和土地利用变更调查数据,选取深圳市14条主要道路的代表性影响路段,用城市化影响指数(U)表征道路对土地利用的影响.以社会经济背景、地形条件、道路等级和道路运营年限为道路特征参数,基于相关性和非线性回归分析的方法研究道路对两侧土地利用影响的模式及其成因.研究发现,道路特征参数对两侧土地利用强度的影响表现出显著的差异性,其中,社会经济背景是道路对土地利用影响的主要影响因素,道路运营年限的影响主要表现在道路近距离区域,道路等级在中距离区域,而地形条件影响主要在远距离区域.道路对土地利用的影响模式分为3类,即山峰型、递减型和山谷型,而不同道路特征参数被认为是导致道路影响模式差别的主要原因.根据U值变化的曲线拟合分析得到各道路的影响范围,结果表明,快速路和主干路的影响范围较大,城市化进程起步较早、社会经济发展水平较好的西部地区道路影响范围大于东部.     

城市生态足迹计算中温室气体环境责任的区域分配法

针对生态足迹方法应用于城市尺度时对温室气体处理上的不足,提出了除存在能源贸易调整的缺陷外,还应对城市的温室气体环境责任重新定义和划分,城市可持续发展应依照城市自身的区域特征来制定标准.在对城市尺度与国家尺度上生态足迹核算体系温室气体环境责任分配内涵的不同进行分析后,基于城市等级的划分和经济联系强度等概念,构建了在城市尺度上温室气体环境责任的区域分配法,使生态足迹方法应用在城市尺度的可持续评价上更加真实可靠.