燃煤PM2.5相变脱除实验研究

实验研究了添加蒸汽和雾化水2种不同烟气调节方式下,操作参数对燃煤可吸入颗粒物凝结长大脱除特性的影响.用电称低压冲击器（ELPI）实时测量脱除前后颗粒数浓度和粒径分布情况.结果表明,蒸汽在颗粒表面凝结能有效促进燃煤PM_2.5的脱除;颗粒的分级脱除效率随粒径的增大呈上升的趋势,特别是对于粒径<0.3 μm的颗粒,当蒸汽添加量为0.1 kg/m³,随粒径从0.03　μm增加到0.3　μm,脱除效率提高了60%以上;添加蒸汽时,脱除效率与调节室入口烟气温度无关;而添加雾化水,脱除效率则随调节室入口烟气温度的升高而显著增大,温度从136℃升高到256℃,脱除效率提高了30%以上.烟气温度较高时,利用雾化液滴的蒸发能替代添加蒸汽实现燃煤PM_2.5的高效脱除.     

Shinella zoogloeoides BC026对吡啶的降解特性研究

从首钢焦化厂的污水处理系统中分离1株能以吡啶为唯一碳、氮源的细菌BC026,它具有自絮凝特性,对卡那霉素、氨苄青霉素和壮观霉素具有抗性,可在阿须贝无氮培养基中良好生长.通过16S rRNA序列分析和Biolog微生物鉴定系统鉴定,确定该菌为Shinella zoogloeoides.纯菌对单基质的降解实验表明,在30℃、180 r/min和pH为7的条件下,当投菌量为0.1 g/L时,BC026可在17 h内将400 mg/L吡啶完全降解;在吡啶初始浓度为99～1 806 mg/L的无机盐培养基中,BC026均能保持降解活性,较高初始浓度的吡啶对BC026的生长产生一定抑制,但BC026在适应后对吡啶的降解速率较快;降解最适温度为30～35℃,最适pH为8.BC026对吡啶的代谢途径研究表明：降解的第一步是断开吡啶的2条C—N链,生成氨氮和戊二醛,随后戊二醛被氧化为戊二酸,并最终转化为二氧化碳和水;吡啶中的氮有59.5%转化成氨氮.     

多氯联苯污染土壤菌根真菌-紫花苜蓿-根瘤菌联合修复效应

选用紫花苜蓿（Medicago sativa L.）作为宿主植物,盆栽试验研究了丛枝菌根真菌（Glomus caledonium）和苜蓿根瘤菌(Rhizobium meliloti)单接种及双接种对PCBs复合污染土壤的联合修复效应.结果表明,在紫花苜蓿-菌根真菌-根瘤菌共生体系中,紫花苜蓿对土壤中PCBs的降低起到明显作用,使轻度污染和重度污染土壤中PCBs浓度分别下降了15.8%、 23.5%,紫花苜蓿单接种菌根真菌和苜蓿根瘤菌后轻度污染和重度污染土壤中PCBs浓度分别下降了14.8％、 24.1%和20.6%、 25.5%,双接种后土壤PCBs分别降低了23.2％、26.9%,而且也改变了紫花苜蓿根际土壤微生物群落的碳源利用程度,改善了微生物群落功能多样性.可见,紫花苜蓿豆科植物-菌根真菌-根瘤菌特殊共生体对PCBs污染土壤显示了较好的修复潜力.     

土壤中多氯联苯的综合污染指数评价方法研究

借鉴综合污染指数的概念,引入加拿大环境理事会制订的土壤中多氯联苯(PCBs)标准指标.建立了PCBs污染的毒害性分污染指数(TPI)、持久性分污染指数(PPI)和生物累积性分污染指数(BPI)加权计算的综合污染指数(IPI)评价方法以及各污染指数的相关表达式,确定了土壤环境中PCBs的毒害性转换系数(Ti)、持久性转换系数(Pi)和生物累积性转换系数(Bi).利用建立的土壤中PCBs的综合污染指数评价方法定量评价了现代黄河三角洲地区土壤中的PCBs污染现状,22个采样点的PCBs污染的IPI值在1.1-531.7之间,整个现代黄河三角洲地区的PCBs污染现状属轻度污染.该评价体系综合地考虑了PCB8同系物间的环境行为差异,较现有的PCBs总量评价方法更科学合理,在持久有机污染物(POPs)的污染评价方面具有推广价值.     

黄土高原沟壑区小流域土壤有机碳与环境因素的关系

研究不同环境要素共同作用下的土壤有机碳分布特征及其与环境因素的关系对于全面准确评估黄土高原地区土壤有机碳状况和土壤碳循环具有重要意义.结合野外调查和室内分析,研究了黄土高原沟壑区典型小流域土壤不同组分有机碳分布特征及其与地形条件、土地利用方式和土壤类型之间的关系.结果表明,黄土沟壑区小流域土壤总有机碳变异较小(变异系数为34%),高活性有机碳变异较大(变异系数为43%),有机碳的变异性随其活性的增强而增大.各组分有机碳之间极显著正相关,而且在不同环境条件下的含量顺序一致.各组分有机碳在不同地形条件下以塬面土壤最高,沟道土壤最低:在不同土地利用方式下以林地和农田土壤较高,草地土壤较低;在不同土壤类型中则以黑垆土最高,红土最低.不同环境条件下各组分有机碳之间的关系分析表明,环境条件不但直接影响有机碳的分布,还通过影响有机碳不同组分之间的关系来改变其分布特征.研究区总有机碳与活性有机碳之问的关系受环境条件影响最大,中活性与高活性有机碳之间的关系受环境条件影响最小.     

亚热带土壤反硝化过程中NO-3-N对CH4排放的影响

研究了发育于不同成土母质和不同土地利用方式下的45个亚热带土壤样本,在反硝化严格厌氧培养条件下（密闭、淹水、充N₂）,加入KNO₃的处理（加入N量为200 mg·kg^-1）和不加KNO₃的空白对照对CH₄产生和排放的影响.结果表明,厌氧培养条件下无论加入KNO₃与否,CH₄的产生和排放首先取决于土壤有机碳总量水平及其有效性.对照土壤中花岗岩母质发育的土壤和KNO₃处理土壤中稻田利用方式下的土壤CH₄排放量最高.加入KNO₃显著抑制了CH₄的产生和排放,NO^-₃-N对CH₄产生的抑制效应可能较N₂O对CH₄产生的抑制效应更大.加入KNO₃处理中厌氧培养第1周内的NO^-₃-反硝化量和降低速率是决定CH₄排放量的关键因素.不加KNO₃的对照土壤中,73％的土样表现为 Fe²⁺的产生和CH₄的排放之间呈指数关系增长,表明Fe³⁺和CO₂的还原可同步进行.NO^-₃-N不仅显著抑制了CH₄的产生和排放,也抑制了Fe³⁺的还原.     

上海城市地表灰尘重金属污染累积过程与影响因素

选择上海中心城区典型样点开展地表灰尘重金属累积过程的实证研究.结果表明,交通区地表灰尘负荷平均值为12.4 g/m,范围为5.04 ～23.2 g/m;文教区道路灰尘负荷为6.1g/m,范围为3.8～10.0 g/m.持续时间长、强度较大的降雨对颗粒物负荷有明显的削减作用,而小雨则会使其总量有所增加,土地利用类型和道路交通行为是影响地表灰尘大气环境“源-汇”效应的重要因素.在干期累积过程中,随着无雨天数的增加,地表灰尘负荷随之升高,同时颗粒物粒径逐渐增大.在交通流量较高的地区,灰尘重金属浓度呈现降低趋势,表现出对大气悬浮颗粒物的“源”效应,而交通流量相对较低的区域灰尘重金属浓度则有所升高,显示出其对大气悬浮物的"汇"效应.干期累积过程中,污染物负荷变化取决于灰尘负荷和污染物浓度两者的共同作用,呈现出S型增长趋势,降雨过后10 d内,污染负荷增长缓慢,10～15 d迅速增加,15 d后,污染负荷增长速率减小,颗粒物与大气悬浮物交换保持平衡状态.     

珠江三角洲4种代表性土壤/沉积物中自由态与结合态有机氯农药的含量与分布特征

有机氯农药在土壤/沉积物中主要以自由态和结合态存在.本研究选取珠江三角洲地区4种代表不同沉积环境的典型土壤/沉积物样品,先采用碱萃取、盐酸/氢氟酸去矿物等方法对样品进行了组分分离,再采用有机溶剂萃取法对不同组分中自由态和结合态有机氯农药进行了系统分析.结果显示,4种土壤/沉积物总有机氯农药含量为20.96～134.22 μg·kg^-1,其中HCHs总含量为5.66～22.87　μg·kg^-1,DDTs总含量为1.51～11.70　μg·kg^-1,β-HCH、七氯、艾氏剂、异狄氏剂、硫丹硫酸盐和甲氧滴滴涕等6种农药为主要成分,占总有机氯农药的53.56%～77.26%.自由态有机氯农药含量为8.46～88.45　μg·kg^-1,占总有机氯农药的40.37%～65.90%.结合态有机氯农药含量为11.46～45.77　μg·kg^-1,占总有机氯农药的34.10%～59.63%,主要存在于土壤/沉积物的腐殖酸和胡敏素组分,反映了环境中结合态有机氯农药的大量存在.自由态DDT和HCH类有机氯农药的分布情况表明,4种样品均没有新鲜HCH类农药输入而部分样品仍有新鲜DDT类农药输入.结合态有机氯农药在腐殖酸和胡敏素间的分布与有机质碳含量相关,占总有机碳57.71%～80.55%的胡敏素结合了94.78%～97.48%的结合态有机氯农药.风险评价结果表明,部分游离态有机氯农药如γ-HCH、艾氏剂、异狄氏剂、DDT类农药可能存在一定的生态风险.由于单个化合物的总量要比自由态高出约1～30倍,同时结合态农药在一定条件下有释放到环境的可能,因此有机氯农药的环境风险评价和环境标准建立均需考虑结合态有机氯农药.     

Co(C3H6NS2)3·C6H12N2S3单晶的制备及催化性能的研究

采用常温饱和溶液蒸发法,一硫化四甲基秋兰姆与钴(Ⅱ)发生原位反应得到一种新型非均相Fenton催化剂单晶Co(C₃H₆NS₂)₃·C₆H₁₂N₂S₃;通过单晶X衍射、红外光谱和C、N和H元素分析对该单晶结构进行了表征;该单晶的空间群为P-1,在不对称单元中有1个Co(Ⅲ)中心,3个新配体C₃H₇NS₂和1个TMTM;Co(Ⅲ)呈现出稍微偏斜的八面体的配位几何构型.利用该单晶催化氧化降解了直接蓝6和直接绿28;结果显示,在酸性和碱性条件下,染料的降解率和矿化率都较高,这是因为活性中心Co(Ⅲ)提高了H₂O₂的效率.当投加量在1 200～1 600　mg·L^-1之间时,处理90　min后,直接蓝6和直接绿28的降解效率可分别达到94.39%和94.78%.相比之下,不加该单晶光催化剂,其它条件完全相同时,处理90　min后2种染料的降解率均不到45%,降解缓慢.使用后的单晶,通过过滤,可反复使用,有利于降低处理成本.此外还研究了催化反应的动力学,反应遵从Langmuir-Hinshelwood动力学模型;2种染料降解反应速率常数k分别为3.03×10²和6.25×10²　mg·(L·min)^-1,吸附常数K分别为1.52×10^-4和7.23×10^-5　L·mg^-1.     

游离氨对城市生活垃圾渗滤液短程硝化的影响

为了考察游离氨(free ammonia,FA)对高氮城市生活垃圾渗滤液短程硝化的影响,采用“两级UASB-缺氧-好氧系统”处理实际城市生活垃圾渗滤液.首先在UASB1中实现同时反硝化与产甲烷反应,COD在UASB2中进一步去除,在A/O反应器中利用残余COD进行反硝化以及将NH⁺₄-N彻底硝化.试验共进行79 d,经历3个阶段,即稳定短程硝化(40 d)、短程硝化破坏(19 d)、短程硝化恢复(20 d).结果表明,适当的游离氨浓度（40～70 mg·L^-1）可实现稳定的短程硝化,如在阶段1中亚硝态氮积累率为97%,氨氮的去除率为99%.但游离氨浓度在160 mg·L^-1左右会抑制全部的硝化反应.在阶段3中,通过稀释原水降低了游离氨浓度,在短时间内就恢复了短程硝化.可见,游离氨是实现和维持城市生活垃圾渗滤液短程硝化的重要影响因素.