燃煤电厂排放PAHs的气粒分配机制和排放通量

对循环流化床锅炉(CFB)布袋除尘器进口和出口的多环芳烃(PAHs)进行了分析,研究了PAHs在气相和颗粒相中的分配机理.结果表明, 除尘过程气相和颗粒相PAHs对应的去除率分别为45.59%与70.67%~89.06%.气相中主要为低分子量PAHs,颗粒相中主要为高分子量PAHs.随着粒径的增加,低分子量PAHs比例呈上升趋势.除尘过程PAHs主要以吸附状态附着在颗粒物上. “开尔文效应”导致挥发性相对低的高分子量PAHs更易凝结在细颗粒上.PAHs的气粒分配主要受有机碳吸收作用控制,其吸收作用强弱与烟气颗粒物颗粒大小有明显的相关性.PAHs排放因子为3.55mg/kg,其中气相和颗粒相PAHs的排放因子分别为0.55和3.0mg/kg.通过计算得出安徽省CFB燃煤电厂PAHs排放量从2010年的29000kg逐年增加至2014年的34200kg,随后保持稳定的趋势,并于2017年又明显增加到35900kg.     

胞外聚合物对活性污泥吸附去除全氟辛烷磺酸（PFOS）的影响

采用活性污泥和去除胞外聚合物(EPS)污泥作为吸附剂,探讨污泥吸附PFOS的机制和EPS在吸附过程中的作用.结果表明,活性污泥和去除EPS污泥吸附PFOS均符合准二级动力学方程,平衡吸附量(q_e)分别为0.46 mg·g~(-1)和0.38 mg·g~(-1),化学吸附占主要作用.吸附等温线可以用Freundlich、Langmuir及Temkin方程拟合.Ca~(2+)和Cu~(2+)通过离子架桥作用促进PFOS在污泥上的吸附.活性污泥吸附去除PFOS的效果明显优于去除EPS后的污泥.傅里叶红外光谱(FTIR)和X射线光电发射光谱(XPS)分析吸附前后的污泥官能团变化,发现去除了EPS的污泥中羟基、羧基和氨基活性基团减少,而这些基团是PFOS吸附过程中参与反应的主要成分.由此可见污泥EPS中蛋白质含有的羧基和氨基活性基团为PFOS提供了吸附反应位点,EPS在吸附过程中起到至关重要的作用.     

基于实地调研的广东省工业VOC排放清单改进研究

工业源是人为源挥发性有机物(VOC)排放的重要贡献源,然而现有基于统计年鉴数据建立的工业VOC排放清单仍然存在排放源缺失、排放量低估、空间分配精度不足等问题.为了提高清单表征及空间分配的精细度,本文在2014年基于统计年鉴数据建立的广东省工业VOC排放清单的基础上,利用问卷调研方式获取了12000多家工业企业的详细活动水平数据,对工业VOC排放表征与空间分配进行改进,进而建立了基于实地调研和统计年鉴数据相结合的2014年广东省工业VOC排放改进清单.结果表明,改进后广东省工业VOC清单排放量由500927 t增至716470 t,珠三角地区行业VOC排放量增加30%左右,非珠三角地区增加90%左右,其中,炼油及石化行业VOC排放量变化最为明显.改进前清单借助人口密度等空间地理信息为空间分配依据,导致部分VOC排放分配到工业源较少的居民区或市中心;改进后的空间分配优先采用基于经纬度信息的点源分配方法,点源调研数据使得分配后的工业VOC主要集中在工业园区,少数工业VOC排放分配给人类活动有限的偏远农村地区,分配结果更为合理、精细.利用CAMx模型结合实际观测站点监测结果评估此次改进对O_3生成的影响,总体上改进后清单提高了广州、东莞、惠州和茂名等城市的O_3峰值期的模拟浓度,降低了东莞及广州O_3污染时期的模拟偏差,部分被低估的模拟峰值可以提高6～9μg·m~(-3);同时,空间分配的改进也影响了城市间O_3传输模拟.     

利用单颗粒气溶胶质谱仪研究燃煤尘质谱特征

采用单颗粒气溶胶质谱仪(SPAMS)和再悬浮采样器联用的方式对燃煤电厂烟道气样品和下载灰样品的质谱特征进行测定,并使用颗粒物粒径分级采样仪ELPI测定其粒径分布特征.研究表明,SPAMS监测得到的粒径分布与ELPI结果差异较大,SPAMS对于500 nm以上粒径段检测效果较好;两个样品正谱图中有非常明显的锂、钙、钛、铝等金属组分信号和碳组分信号特征,负谱图中硅酸盐、硝酸盐和硫酸盐等信号比较明显,并且随着粒径的增加碳组分、硫酸盐和硝酸盐等组分对应的信号强度逐渐减弱,而硅酸盐、铝、钙和钛等组分对应的信号强度逐渐增强;对两个样品使用ART-2a聚类获得多个颗粒物类别,分析表明,它们均含有元素碳二次类(硫酸盐和硝酸盐缩写为二次Sec)、有机碳二次类、铝元素碳类、铝钙硅酸盐类和富硅酸盐类等颗粒物类别,并且随着粒径的增加金属硅酸盐颗粒出现频率增大,而含碳颗粒与硫酸盐出现频率降低.但烟道气样品和下载灰样品的质谱特征呈显著差异,下载灰样品更能代表燃煤源真实排放特征.建议在今后建立基于单颗粒质谱固定源成分谱时,应使用单颗粒气溶胶质谱仪在外场进行实测,并使用聚类的方法提取不同粒径段上的源质谱特征,可能会取得更好的效果.     

广州市南沙区高新沙水库大气干湿沉降重金属含量、沉降通量特征分析及其对水库水质的影响

大气干湿沉降是地表水某些元素的主要输入途径,其中的重金属元素可能对水体质量产生影响.本研究于2020年8月—2021年8月在广州市南沙区高新沙水库采集了大气干湿沉降样品,测定了8种重金属（铬、镍、铜、锌、砷、镉、汞、铅）的浓度,探讨了其含量特征,对大气干湿沉降重金属来源进行了解析,估算了重金属的月、季度和年沉降通量,并研究了大气干湿沉降对水库水质的影响.结果表明：大气干湿沉降中铬、镍、铜、锌、砷、镉、汞、铅的平均含量分别为68.44、18.41、39.56、244.02、9.98、0.39、0.91、38.6 mg?kg^-1,其中铬、镍、铜、锌、镉、汞、铅的平均含量均高于广东省土壤背景值.Zn、Cu、Cd、Ni、As、Pb可能有相同的物源,来自燃煤、垃圾燃烧和交通活动,贡献率为45.05%;Cr、As可能有相同的物源,来自工地粉尘、道路尘,贡献率为22.52%.大气干湿沉降重金属的月沉降通量在3、4月达到最大值.Cr、Ni、Cu、Zn、As、Pb的大气干湿沉降季度通量随季度变化逐渐减少,即第I季（春季）>第II季（夏季）>第III季（秋季）>第IV季（冬季）.大气干湿沉降中锌的年沉降通量最高（均值94.96 mg·m^-2·a^-1）,镉的年沉降通量最低（均值0.13 mg·m^-2·a^-1）.大气干沉降年通量均大于湿沉降年通量.考虑大气干湿沉降落入库区的重金属（无论重金属在水中的溶解效率高低）,水库中重金属的浓度低于地表水环境质量标准II类标准.研究成果对于制订高新沙水库的污染防控政策具有重要的指导作用.     

螺旋藻(Spirulina)对垃圾填埋渗滤液污染物的净化作用

探讨了螺旋藻(Spirulina,SP)对垃圾填埋渗滤液(LandfillLeachate,LFL)中污染物的净化作用。从广州市大田山垃圾填埋场收集LFL,用国家标准方法进行理化分析,在不同稀释度的LFL中接种SP后连续培养,观察藻细胞生长并比较接种前和培养7d后LFL主要污染物的质量浓度变化。结果发现SP可在LFL原液及体积分数分别为50%和25%LFL中维持生长达对照的30%～50%,藻细胞的生长使LFL中PO4-P、COD、NH3-N清除率达50%以上,对50%LFL中铅、锌、砷、铬、镍等重金属的清除率大于60%。结果提示,螺旋藻对LFL污染物有一定的生物净化作用。     

Pseudomonas putida细胞对微囊藻毒素-LR的胁迫响应

将1.0g/L的微囊藻毒素-LR(MC-LR)降解菌恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)置于含不同浓度MC-LR的体系中,研究了体系中菌体细胞完整性和生物量的变化,考察了MC-LR对细胞的氧化胁迫以及抗氧化酶的响应.结果表明,MC-LR能够增大P. putida细胞质膜通透性,造成膜损伤,导致胞内物质外流,使细胞完整性遭到破坏;同时,MC-LR能够引起P. putida细胞的氧化胁迫,随着毒素暴露时间的延长,活性氧自由基(ROS)和膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)含量显著升高,具有明显的剂量效应.超氧化物歧化酶(SOD)活性在MC-LR的诱导下有一个先升后降的过程,表现为对低浓度污染物的主动响应,而高浓度(2.5 mg/L)MC-LR作用5d后,ROS积累到相当高水平,对细胞代谢功能造成破坏,使SOD活性下降,并加速细胞的死亡,P. putida生物量与对照相比,下降了将近50%.     

一株微囊藻毒素-LR降解菌的降解特性

研究了从某人工湖底泥中筛选出的1株能够降解微囊藻毒素-LR(MC-LR)的菌株JM13的降解特性.实验结果表明,当加入50 mg·L-1淀粉作为外加碳源时,菌株对初始浓度为0.5 mg·L-1MC-LR的降解率可达44.5%;低浓度重金属Cu2+的加入可在一定程度上提高菌株对MC-LR的降解,降解率可达到44.8%;随着时间的延长,菌株对MC-LR的降解率不断增大,到第10天达到52.6%,当投入菌龄为36 h的菌悬液时,降解率可达到55.4%.对该菌株细胞表面疏水性(CSH)的测试结果显示,在菌JM13细胞表面疏水性最大的情况下(即有机∶相水相=3∶4时),添加淀粉及低浓度(0.5 mg·L-1)Cu2+可以在一定程度上抵御降解过程中细菌表面疏水性的降低,使菌体细胞能更好地同污染物接触,从而在一定程度上提高菌株对MC-LR的降解.     

铁活化过硫酸盐原位修复有机污染土壤研究进展

原位化学氧化修复技术（in situ chemical oxidation,ISCO）是处理场地污染物的常用方法。过硫酸盐（S₂O₈2-）作为原位化学氧化技术使用的1种新兴修复剂,具有更加稳定、易传质、pH适用范围广的特点。通过光、热、过渡金属等条件可以对S₂O₈2-进行活化,分解产生SO₄-·。在分析过硫酸盐氧化机理时,介绍了不同活化方式对过硫酸盐氧化降解有机污染物的影响,重点阐述了不同铁活化方式活化过硫酸盐在有机污染土壤的研究现状,同时对存在的问题及发展趋势进行了展望。     

腐植酸和黑炭的提取及其对菲和芘的吸附行为

从河水沉积物中提取腐植酸和黑炭,通过元素分析仪、总有机碳仪、扫描电子显微镜和Zeta电位仪对其进行表征分析。研究了多环芳烃（PAHs）的代表物质菲和芘分别在腐植酸和黑炭上的分配行为并测定其分配系数,以及Ca2+浓度对菲、芘吸附的影响。结果表明:河水沉积物中提取的腐植酸和黑炭的主要元素组成是碳和氧,两者含有较多的芳香烃组分;水生植物是腐植酸和黑炭来源的主要贡献者;腐植酸呈发泡絮状结构,黑炭具有微孔结构;黑炭颗粒表面带有的负电荷明显少于腐植酸,其分子间的斥力作用较小。基于以上结果,认为黑炭的吸附能力高于腐植酸。菲和芘在腐植酸上分配系数的对数值（lg K_d）分别为3.55和4.55,在黑炭上分配系数的对数值（lg K_d）分别为4.57和5.35,这说明单位质量腐植酸和黑炭上芘的吸取量高于菲;菲和芘在腐植酸和黑炭上的吸附量随着Ca2+浓度的增加而呈先增加后减少的趋势。