Discovery of emerging organic pollutants in the atmosphere through an omics approach

● We review the framework of discovering emerging pollutants through an omics approach. ● High-resolution MS can digitalize atmospheric samples to full-component data. ● Chemical features and databases can help to translate untargeted data to compounds. ● Biological effect-directed untargeted analyses consider both existence and toxicity. Ambient air pollution, containing numerous known and hitherto unknown compounds, is a major risk factor for public health. The discovery of harmful components is the prerequisite for pollution control; however, this raises a great challenge on recognizing previously unknown species. Here we systematically review the analytical techniques on air pollution in the framework of an omics approach, with a brief introduction on sample preparation and analysis, and in more detail, compounds prioritization and identification. Through high-resolution mass spectrometry (HRMS, typically coupled with chromatography), the complicated environmental matrix can be digitalized into “full-component” data. A key step to discover emerging compounds is the prioritization of compounds from massive data. Chemical fingerprints, suspect lists and biological effects are the most vital untargeted strategies for comprehensively screening critical and hazardous substances. Afterward, compressed data of compounds can be identified at various confidence levels according to exact mass and the derived molecular formula, MS libraries, and authentic standards. Such an omics approach on full-component data provides a paradigm for discovering emerging air pollutants; nonetheless, new technological advancements of instruments and databases are warranted for further tracking the environmental behaviors, hence to evaluate the health risk of key pollutants.     

乙醇汽油对减少机动车污染排放的机理研究与分析

以93#国Ⅲ乙醇汽油(E10)、93#国Ⅲ普通汽油和93#国Ⅳ普通汽油为实验对象,对GB18352.3-2005中要求限定的CO、HC和NOx,以及颗粒物(PM)和CO2等主要污染物的排放进行了测量和对比研究,并对CO、HC、PM、NOx、CO2和苯系物等污染物的形成原因和减排机理进行了分析.和93#国Ⅲ普通汽油相比,93 #国Ⅲ乙醇汽油(E10)排放的尾气中:CO降低了19.7％,HC降低了16.4％;和93#国Ⅳ普通汽油相比,93#国Ⅲ乙醇汽油(E10)排放的尾气中:CO降低了1.8％,HC降低了12.9％,CO2降低了2.4％.研究表明,乙醇汽油在减少CO、HC、NOx、颗粒物和苯系物等有毒物质排放方面具有显著功效,使用乙醇汽油可以减少环境污染物的排放,显著改善空气质量.     

韩国西海岸地区停车场径流携带沉积物的粒径分布及污染特征研究

为了解沿海地区城市停车场内径流携带沉积物的粒径分布及污染特征,于2011年4—6月在韩国西海岸12个不同停车场采集了沉积物样品,分别分析了其粒径分布和各粒径中污染物质的含量.结果表明,不同采样点的废弃物形态差异较大,主要表现在较大的植物茎叶、烟蒂及动物粪便等废弃物和含水率等方面.不同采样点的颗粒物粒径大小不同,其颗粒物的均一性也有所差异.总体来讲,106～500μm之间的颗粒物是径流携带沉积物的主要组成部分,其平均质量分数占总体(<2360μm)颗粒物的59.9%.对不同粒径中污染物质的含量分析得出,颗粒物中污染物质的含量随粒径增大而减小.其中,<106μm的颗粒物中总氮、总磷、COD和挥发性物质的质量分别占各污染物总量的18.9%、17.8%、20.41%和18.9%,而该部分颗粒物本身的平均质量分数只有3.9%.可见<106μm的颗粒物处于高度污染状态.因此,在城市停车场面源污染管理中,应该对该部分高度污染的颗粒物给以足够的重视.对于不同污染特征的颗粒物应该采用不同的去除方法.     

基于能源-环境情景模拟的北京市大气污染对居民健康风险评价研究

保护居民健康是北京市能源系统优化管理和大气污染治理的重要目标.本研究基于北京市的社会经济发展目标并结合相关节能减排和环保要求,针对全市2010-2020年间的能源消费分别设计了高、中、低3种约束情景,通过LEAP模型预测了全市至2020年的能源消费量与S02、NOx、PM10和PM2.5等4种主要大气污染物的排放强度,并采用泊松回归模型对3种情景下主城区居民受环境空气中这4种大气污染物的暴露危害所导致的健康风险进行了评估.结果显示:相对低约束情景,高约束情景至2020年可避免与S02、NOx、PM10和PM2.5污染相关的死亡危害分别为2663、6359、4720和4104人·a-1,而且在高约束情景下煤炭消费比重每下降1％,可相应地避免约1400人·a-1的污染急性死亡.由此建议北京市实施更加严格的节能和减排措施,严控煤炭消费总量,进一步优化能源结构,最大程度地降低能源消费导致的大气污染所产生的居民健康风险.     

在用车I／M制度的脆性及脆性源研究

I／M制度作为一个系统存在着脆性源,如果该制度在运行过程中控制不好脆性源,则其有效实施将受到影响。利用系统脆性理论对该制度进行分析研究找出L／M制度系统的脆性源以及解决措施是其分析研究的目的。在系统子因子中从业人员素质、仪器设备是最大的脆性源,但是其均被维修企业和检测企业所包含。综合分析研究结果显示,由于其在维修企业的脆性度比在检测企业的脆性度大,所以维修企业是该制度最重要的脆性源。用系统脆性理论分析方法分析I／M制度的脆性是一种科学、有效和实用的方法,具有较好的应用前景,为保障更好的运行I／M制度以有效的控制在用车的排放提供了理论依据。     

浦东新区“十二五”主要工业污染物排放总量预测及控制对策研究

文章以2010年污染源普查动态更新数据为基础,分析了目前浦东新区主要工业污染物的排放现状,掌握了浦东新区工业源主要能源消耗及污染物排放情况,重点工业源主要污染物行业分布和时空分布。根据浦东新区社会经济发展和环境保护的实际情况,采用情景分析法,设置三种不同工业增加值年增长率情景对浦东新区2015年主要工业污染物的排放量进行了预测,并结合浦东新区“十二五”主要污染物排放总量控制目标作了可达性分析,在此基础上,提出了浦东新区“十二五”主要工业污染物总量控制的对策措施。     

国家大气污染物排放标准体系研究

科学合理的大气污染物排放标准体系,有助于全面系统地控制大气污染源,提高大气环境保护工作效力,改善整体大气环境质量.在深入研究国家大气环境标准体系发展历程、现状及特点的基础上,指出了目前标准体系存在的不配套、不协调和不完善的问题,并提出了相应的对策和建议.     

Efficient dechlorination of chlorinated solvent pollutants under UV irradiation by using the synthesized TiO2 nano-sheets in aqueous phase

Titanium dioxide(TiO2), which is the widely used photo-catalyst, has been synthesized by simple hydrothermal solution containing tetrabutyl titanate and hydrofluoric acid. The synthesized product has been applied to photo-degradation in aqueous phase of chlorinated solvents, namely tetrachloroethene(PCE), trichloroethene(TCE) and 1,1,1-trichloroethane(TCA). The photo-degradation results revealed that the degradation of these harmful chemicals was better in UV/synthesized TiO2 system compared to UV/commercial P25 system and UV only system. The photo-catalytic efficiency of the synthesized TiO2 was 1.4, 1.8 and 3.0 folds higher compared to the commercial P25 for TCA, TCE and PCE degradation, respectively. Moreover, using nitrobenzene(NB) as a probe of hydroxyl radical(.OH), the degradation rate was better over UV/synthesized TiO2, suggesting the high concentration of.OH generated in UV/synthesized TiO2system. In addition,.OH concentration was confirmed by the strong peak displayed in EPR analysis over UV/synthesized TiO2system. The characterization result using XRD and TEM showed that the synthesized TiO2 was in anatase form and consisted of well-defined sheet-shaped structures having a rectangular outline with a thickness of 4 nm, side length of 50 nm and width of 33 nm and a surface 90.3 m2/g. XPS analysis revealed that ≡Ti-F bond was formed on the surface of the synthesized TiO2. The above results on both photocatalytic activity and the surface analysis demonstrated the good applicability of the synthesized TiO2 nano-sheets for the remediation of chlorinated solvent contaminated groundwater.     

饮用水水源地严格管理水质的对策分析——对实行严格水资源管理问题上的看法和建议

2012年1月国务院发布了《关于实行最严格水资源管理制度的意见》,这是众所关注的要事,实行了最严格水资源管理的原则精神以及确定县级以上政府负总责的规定.但对如何严格管理的技术路线和对策措施上,特针对现实中存在的主要问题提出以下3点看法和建议:①达到地面水环境质量Ⅱ类水质的饮用水水源地不一定未受污染;②保护区内企业车间排水口符合第一类污染物最高允许排放浓度规定是满足饮用水水源地要求的必要条件;③《地面水环境质量标准》(GB 3838-2002)对第一类污染物规定的Ⅱ类水质,是否体现了水环境背景值有较大存疑.     

模糊综合评判法在渭河水质评价中的应用研究

渭河是陕西省的第一大河流,准确的水质评价是治理渭河水体污染的重要前提。本文采用模糊变换原理和最大隶属度原则,运用模糊综合评判法对渭河潼关吊桥断面2012年的监测数据进行了全面评价。结果表明该断面春、夏、秋、冬四个季度的水质污染级别分别为:Ⅴ类(严重污染)、Ⅰ类(未污染)、Ⅳ类(重污染)和Ⅴ类(严重污染),主要污染物为NH3-N。与传统的单因子评价法相比,该方法能更全面合理地反映水质情况。