中和沉淀渣的稳定化研究

本研究用铁酸盐(FeSO_4·7H_2O)包复中和沉淀渣。实验证明,影响因素有加入的铁酸盐总量、反应温度、空气鼓泡速度、反应pH、氧化还原电位和加料次数。当加入铁酸盐总量减少时,包复效果变差;温度升高,对Mn包复不利;温度降低,使Cd、Cu和Zn的包复效果变坏;空气鼓泡速度变小,反应速度变慢;降低pH值,有利包复,但pH小于9时,不易控制;氧化还原电位对包复影响不明显;增加加料次数,有利包复。通过这种处理,在中和沉淀渣的小颗粒上形成完全的铁酸盐包复膜,在弱酸性条件下重金属离子不再浸出。     

新型分离富集剂对重金属离子吸附能力的研究

本文从静态和动态两个方面探讨了各种实验条件对新型分离富集剂吸附能力的影响。结果表明:在静态条件下,Cd~(2+)和Zn~(2+)的吸附平衡时间为1h,Pb~(2+)和Cu~(2+)为1.5h;富集剂对上述几种离子的吸附速度的顺序是:Pb~(2+)>Cu~(2+)>Zn~(2+)>Cd~(2+);当[Mg~(2+)]<200mg/L,[Ca~(2+)<400mg/L,[K~+]<350mg/L时,此三种金属离子不会干扰对Cu~(2+)的吸附。对于动态吸附,当吸附剂用量为0.1g(对Hg~(2+)),或0.15g(对Cu~(2+)),pH为0.3—8(对Hg~(2+)),3～8(对Cu~(2+))及流速>7mL/min(对Hg~(2+)),或≤10mL/min(对Cu~(2+))时,本富集剂可完全吸附上述两种物质。另外,此富集剂的饱和吸附量为巯基棉的3—20倍,具有很高的吸附能力和很好的稳定性。     

单柱离子色谱法同时测定地面水中阴离子

单柱离子色谱法同时测定地面水中Ｆ－、Ｃｌ－、ＮＯ－２－Ｎ、ＮＯ－３－Ｎ、ＳＯ２－４阴离子。以２．５ｍＭ苯二甲酸、２．４ｍＭ三羟甲胺缓冲液为淋洗液,在ｐＨ＝４．０,流速为１．５ｍｌ／ｍｉｎ的条件下,测得各阴离子检出限、线性回归方程及相关系数、方法的精密度和准确度。     

新乡市大气PM2.5中水溶性离子的污染特征、来源解析及气象影响分析

为探究新乡市大气PM_2.5中水溶性无机离子（WSIIs）的污染演变、来源特征及其气象影响,利用URG-9000在线监测系统于2022年1月（冬季）、4月（春季）、7月（夏季）和10月（秋季）对PM_2.5组分进行在线观测.结果表明,TWSIIs（总水溶性无机离子）与PM_2.5的季节变化特征一致,季度ρ（TWSIIs）均值变化范围为19.62~72.15 μg·m^-3,在PM_2.5中的占比超过66%,WSIIs是大气PM_2.5的重要组分.年均NO₃^-/SO₄^2-（质量浓度比）为2.11,且呈现逐年增加的趋势,移动源对二次无机气溶胶（SNA）的影响不容忽视,年均[NH₄⁺]/[NO₃^-]（量比）为1.95,说明农业源是大气中氮的主要贡献者.后向轨迹分析表明,在盛行东北风且风速较大时,PM_2.5中Ca²⁺和Mg²⁺的浓度较高.低温高湿的气象条件下（T<8℃,RH>60%）,SOR和NOR值均较高,更多的气态前体物SO₂和NO₂转化为颗粒态的SO₄^2-和NO₃^-.与SOR不同,在高温条件下（T>24℃）,NOR并没有表现出高值特征,与高温条件下NH₄NO₃的分解有关.结合PMF和后向轨迹分析,来自西北方向的气团所对应的扬尘源对WSIIs的贡献较大,观测站点周边区域的低空低速气团所对应的二次硫酸盐以及二次硝酸盐和生物质源对WSIIs的贡献较大.     

杭州城区春节PM2.5中水溶性离子在线观测

利用大气细颗粒物水溶性组分在线连续监测分析系统(AIM-URG9000D),考察了杭州城区春节期间PM2.5中无机水溶性离子的浓度变化范围,探讨了这些离子的日变化特征和影响因素,同时分析了集中燃放烟花爆竹对水溶性离子浓度的影响。结果表明,SO2-4、NO-3、NH+4是PM2.5中水溶性离子的主要成分,分别占全部水溶性组分的33.3%、28.4%、19.4%;强致癌物质NO-2浓度为2.07μg/m3,远大于膜采样结果;NO-3与SO2-4的质量比为0.85,表明机动车尾气排放导致的大气污染正逐步加重;各水溶性离子有着各自不同的日变化规律。相关性分析表明,NH+4与NO-3、SO2-4的相关系数分别为0.92、0.81;K+、Cl-、Mg2+3者之间的相关系数均在0.9以上。烟花爆竹燃放期间,PM2.5浓度急剧上升,Cl-、SO2-4、K+、Mg2+浓度分别达到燃放前的18、6、53、76倍。     

Unravelling the effects of complexation of transition metal ions on the hydroxylation of catechol over the whole pH region

Catechol pollutants (CATPs) serving as chelating agents could coordinate with many metal ions to form various CATPs-metal complexes. Little information is available on the effects of complexation of metal ions on CATPs degradation. This work presents a systematical study of •OH-mediated degradation of catechol and catechol-metal complexes over the whole pH range in advanced oxidation processes (AOPs). Results show that the pH-dependent complexation of metal ions (Zn²⁺, Cu²⁺, Ti⁴⁺ and Fe³⁺) promotes the deprotonation of catechol under neutral and even acidic conditions. The radical adduct formation (RAF) reactions are both thermodynamically and kinetically favorable for all dissociation and complexation species, and OH/O⁻ group-containing C positions are more vulnerable to •OH attack. The kinetic results show that the complexation of the four metal ions offers a wide pH range of effectiveness for catechol degradation. At pH 7, the apparent rate constant (k_app) values for different systems follow the order of catechol+Ti⁴⁺ ≈ catechol+Zn²⁺ > catechol+Cu²⁺ > catechol+Fe³⁺ > catechol. The mechanistic and kinetic results would greatly improve our understanding of the degradation of CATPs-metal and other organics-metal complexes in AOPs. The toxicity assessment indicates that the •OH-based AOPs have the ability for decreasing the toxicity and increasing the biodegradability during the processes of catechol degradation.     

Mg (OH)2@粉煤灰复合材料对重金属离子的去除研究

根据“粒子设计”思想，以粉煤灰为载体，采用非均匀形核法制备了一种核壳结构粉煤灰负载纳米氢氧化镁复合材料，并对其吸附废水中Cu （II）、Ni （II）和Pb （II）性能进行研究.采用扫描电子显微镜（SEM）、EDS能谱、比表面积分析仪（BET）、X射线衍射（XRD）、红外光谱（FTIR）等技术对包覆前后的复合粉体进行了表征.结果表明，复合粉体表面均匀包覆了大量纳米氢氧化镁和少量水合碳酸镁，比表面积增大到原来（粉煤灰1.79m²/g）的30多倍，平均孔径由11nm增加至14.7nm.平均孔隙宽度从12.8nm增加至15.4nm.粉煤灰表面的Si-O-Si、Si-O-C与氢氧化镁之间形成Si-O-C-O-Mg和Si-O-Mg-OH.复合粉体材料去除重金属的效率明显高于原粉煤灰和氢氧化镁，其单位饱和吸附量分别达到了216.30、116.50、160.96mg/g.根据Zeta电位、FTIR及模拟方程分析了复合粉体吸附重金属离子机理，结果表明复合粉体材料对重金属离子通过沉淀反应、静电吸引、离子交换等方式进行吸附，吸附过程等温线符合Langmuir等温模型，动力学符合颗粒内扩散模型，热力学符合自发吸热反应.通过解吸再生试验发现，经过5次循环再生利用后，复合粉体对重金属离子的去除率达到50%以上，这说明复合粉体在吸附过程中具有良好的再生性能.     

天津市PM10和PM2.5中水溶性离子化学特征及来源分析

2011年5月—2012年1月在天津市南开区设立采样点,采集大气中PM10和PM2.5样品。采用离子色谱法测定颗粒物中水溶性无机阴离子、阳离子成分,分析其主要组成、季节变化及污染来源。结果表明,天津市PM10中离子平均浓度为71.2μg/m3,占PM10质量浓度的33.7%。PM2.5中离子平均浓度为54.8μg/m3,占PM2.5质量浓度的39.6%。NH+4、SO2-4、NO-3等二次离子含量较大,且夏季含量均为最高。颗粒物总体呈酸性,PM10中∑阳离子/∑阴离子平均值为0.92,PM2.5中该比值为0.75。来源分析发现,PM10可能主要来源于海盐、工业源、二次反应及土壤和建筑尘等,PM2.5则主要来源于海盐污染源、二次反应及生物质燃烧。     

燃煤锅炉烟气中CPM与水溶性离子监测方法及应用研究

建立燃煤锅炉烟气可凝聚颗粒物(CPM)与水溶性离子监测采样方法,并应用于北京市典型烟气净化工艺燃煤锅炉排放监测。结果表明,北京市燃煤锅炉烟气中总颗粒物(TPM)基准排放质量浓度最高达82.4 mg/m3,最低14.0 mg/m3,其中CPM占TPM的43.5%~92.2%,水溶性离子对TPM的贡献水平为31.4%~62.2%。烟温对水溶性离子的分布形态有显著影响,进而影响TPM中可过滤颗粒物(FPM)和CPM的分配比例。颗粒物和水溶性离子的排放与烟气含湿量之间无显著相关性,而与燃煤锅炉烟气脱硫除尘净化工艺和脱硫产物的溶解度及其脱除方式密切相关。     

神经网络用于光度法同时测定多种重金属离子

采用可见分光光度法,通过构筑16-5-4多目标神经网络模型实现同时测定溶液中Cd2+、Pb2+、Cu2+、As3+的含量。实验以4-(2-吡啶偶氮)-间苯二酚(PAR)作为显色剂,采用"多因素多水平可视化设计法"设计样本,在4种组分可见吸收光谱严重重叠的390~480 nm范围内,选取16个特征波长处的吸光度作为输入信号,应用"留二法"原则训练BP网络。网络准确预测了结果,Cd2+、Pb2+、Cu2+、As3+的平均回收率分别为100.10%、100.03%、100.09%、99.99%,测定结果的相对标准偏差分别为0.18%、0.12%、0.26%、0.13%,达到了4种组分含量同时测定的目的。