微流控在二氧化碳捕集、利用与封存的研究

二氧化碳(CO₂)捕集、利用与封存(CCUS)是解决全球变暖问题的关键技术。CCUS通过捕集与封存减少大气中的CO₂含量，并利用CO₂代替化石原料的使用进一步减少CO₂的净排放。CCUS技术的实施基于微尺度下CO₂物理和化学过程的综合研究。微流控技术可以在微米甚至纳米尺度操控流体并揭示流体运动规律，在CO₂捕集、利用与封存等各个环节中均发挥了重要的作用。本文概述了微流控技术的优势，包括精确的流体操控、大比表面积和增强的传热传质能力。系统介绍了与CCUS相关的微流控研究，包括CO₂捕集吸收剂的快速筛选、配方优化和材料制备，CO₂高效转化利用的电催化反应、光催化反应、催化剂制备和光合作用检测，CO₂地质封存的流体分析和地质建模等。最后，总结了微流控技术在CCUS中所扮演的重要角色，提出了微流控技术在CCUS领域的机遇和挑战。     

高效液相色谱-三重四级杆/复合线性离子阱质谱法测定饮用水中22种邻苯二甲酸酯

建立了一种同时测定饮用水中22种邻苯二甲酸酯(PAEs)的高效液相色谱-三重四级杆/复合线性离子阱质谱方法:饮用水样品经针头过滤器过滤,选用Biphenyl液相色谱柱进行分离,以含0.1%甲酸的水溶液和含0.1%甲酸的甲醇溶液为流动相,电离模式为电喷雾正离子,选用多反应监测触发增强子离子扫描模式进行检测。结果表明,22种PAEs的灵敏度良好,定量限为0.001～0.1 μg/L。配制浓度为0.1～100.0 μg/L的混标溶液进行进样分析,分析结果显示,22种PAEs在该范围内的线性关系良好,相关系数均大于0.995,方法的平均回收率为82.9%～108.9%,相对标准偏差为0.9%～11.2%。同时,使用增强子离子扫描谱图进行搜库匹配,定性准确性高。该方法适用于饮用水中PAEs的检测。     

盐度对模拟餐厨垃圾发酵液产聚羟基脂肪酸酯工艺的影响

利用餐厨垃圾发酵液生产聚羟基脂肪酸酯(PHA)可以在废物处理的同时实现有价资源回收。为探究发酵液中盐分对产PHA菌群富集过程的影响,以模拟餐厨垃圾发酵液为底物,研究了盐度存在下污泥理化性质、富集过程主要指标及菌群PHA合成能力等变化。结果表明,未经盐度富集的菌群易受到盐度抑制,在15 g·L~(-1)的盐度条件下,污泥PHA最大合成量可降至39.9%。富集过程中盐度的增加有利于污泥沉降性的提升,低盐度(5 g·L~(-1))下菌群分泌胞外聚合物量最多,达49.8 mg·g~(-1)(以VSS计),对菌群保护能力最强。不同盐度条件下的富集系统皆能保持较好的生态选择压力,但盐度对微生物生长的抑制随着浓度的增大而增强。经过盐度存在下长期富集后的污泥,在高盐度(10、15 g·L~(-1))底物条件下,仍能获得较高的PHA最大合成能力,但其较低的生长活性不利于最终PHA产量的提升,短期富集下,高盐度会抑制PHA的合成;而低盐度(5 g·L~(-1))有助于提高PHA合成能力,最高达50.5%。     

大气污染排放窗口机制研究

以2种典型的污染排放源(点污染源和线污染源)为基础,提出排污窗口的概念,通过参数转换分解源强对污染扩散进行研究。首先在高斯污染扩散模型的基础上,对非持续性污染源强建模,然后以某烟囱的周期性排污分析,检验排污窗口设置的合理性。对于单双号限行的窗口性质的污染排放研究中,首先对交通流建立线污染扩散模型,然后融合元胞自动机(9元胞互影响)模拟区域多角度污染的扩散平衡,最后对"单双号限行"下北京市不同区域空气质量指标进行分析与仿真。分析结果表明,合理的排污窗口能够减轻污染程度及对人们日常生活的影响。     

紫外诱变对假单胞菌降解间甲酚生物特性的影响

室温下用紫外光对假单胞菌进行2min诱变。分别用驯化后紫外诱变和未诱变假单胞菌处理不同浓度的间甲酚水样,对比分析其在降解能力、降解速率、微生物呼吸率、酶活性等方面的差异性。结果表明,诱变假单胞菌和未诱变假单胞菌能完全降解400mg/L以下的间甲酚水样,降解过程中脱氢酶始终保持较高活性。诱变假单胞菌降解相同浓度间甲酚的速率明显高于未诱变假单胞菌,假单胞菌经诱变后其降解间甲酚的能力、对间甲酚的耐受性均有所提高。     

藻型湖泊大量藻类衰亡后致嗅物的分析以及水质变化的研究

藻类大量死亡后极易产生致嗅物.我们模拟了藻类的生长死亡过程,观测除藻后水体理化性质和生物性质的改变情况以及致嗅物的成分及浓度,以确定致嗅物质产生的途径.由于藻类死亡后细胞解体,藻类细胞中的氮、磷物质释放到水体中,导致水体的富营养化程度反而升高,而叶绿素-a也呈现下降趋势,整个试验过程后期溶解氧为0,水体产生嗅味物质,可采用吹扫捕集/固相微萃取—气相色谱—质谱法和顶空固相微萃取气质联用法分析致嗅物质.实验证明,当藻型湖泊的藻类被基本去除后,整个水体的初级生产力受到严重的破坏,威胁到水生态系统的安全性,可导致水体进一步恶化.     

恶臭假单胞菌降解苯酚的动力学研究

研究了恶臭假单胞菌（Pseudomonas putida LY1）利用苯酚作为唯一碳源和能源时的生长动力学特性。通过对该菌株在不同温度、pH和初始苯酚浓度下的生长和降解情况的研究,可知该菌株在温度为25℃左右、pH为中性和偏碱性的条件下具有更高的降解活性。细菌的生长动力学过程符合基质抑制型的Haldane方程,可利用该...