实时气体分析在控制炼钢过程中的应用

电弧炉二次燃烧和转炉煤气回收是炼钢过程中2个最重要的节能降耗手段.而这2个过程中都需要对气体浓度进行实时分析来反馈控制工艺过程.分析了这两个过程中的气体实时分析的重要性,并对正在开发的激光气体分析系统进行了简要介绍.     

焦化废水中不同极性组分的光谱分析及可生物降解特性

焦化废水是典型难降解工业有机废水,构成其成分的复杂及种类的繁多使其难以实现高效的生物降解过程,制约了水处理的水质达标.为了探明其中生物降解强抑制组分,采用DAX-8大孔树脂将焦化废水分离出疏水酸性组分(HOA)、疏水碱性组分(HOB)、疏水中性组分(HON)和亲水性组分(HIS)等4种极性不同的组分,分析了各组分的有机物含量分布,紫外吸收光谱和三维荧光光谱,并用两种方法考察了各组分的可生物降解性能.结果表明,HOA是主要的有机组分,其COD和TOC分别占比55.9%和56.8%;HOA也是主要的芳香物质及荧光组分,而HON是芳香构造化程度最高和类腐殖质占比P(Ⅲ+Ⅴ)最高的组分;各组分的BOD5/COD值及脱氢酶活性的抑制结果显示其难降解程度依次为HONHOBHIS原水HOA,而HON是焦化废水中生物抑制最强组分,其BOD5/COD值仅为0.21±0.02,对脱氢酶活性的抑制达到38.5%;SUVA和P(Ⅲ+Ⅴ)与可生物降解性的关联分析发现,焦化废水中难降解组分并不都是芳香性化合物造成的,类腐殖质对其中难降解有机组分的指示作用相比SUVA更加灵敏.     

冬季不同污水处理工艺对溶解性有机物的去除

以东北地区4个城市污水处理厂为研究对象,考察冬季不同污水处理工艺对溶解性有机物(DOM)组分的去除效果,以及对DOM组分的光谱学特性和卤代活性的影响.利用XAD树脂将DOM分为5个部分:疏水性有机酸(HPO-A)、疏水性中性有机物(HPO-N)、过渡亲水性有机酸(TPI-A)、过渡亲水性中性有机物(TPI-N)和亲水性有机物(HPI).结果表明,A/O法、曝气生物滤池、浮动填料法和A2/O法对DOM都具有较高的去除能力,其中曝气生物滤池对DOM的处理效果最好.经4种污水处理工艺处理后,5种组分的芳香性和三卤甲烷生成活性(STHMFP)均升高.A2/O法对HPO-A和TPI-A的芳香性增强程度最高,而曝气生物滤池对HPO-N,TPI-N和HPI的芳香性增强程度最高.浮动填料法对HPO-A,TPI-A和HPI的STHMFP升高最显著,A2/O法对HPO-N的STHMFP增加最显著,曝气生物滤池对TPI-N的STHMFP升高最显著.4种污水处理工艺对HPI中荧光物质的去除率高于非荧光物质.而对于其他4种DOM组分来说,不同的污水处理工艺对不同荧光峰的改变不相同.     

蚯蚓处理对城市生活污泥水溶性有机物结构特性的影响

对蚯蚓处理前后污泥水溶性有机物的量及分子量比例进行了分析,同时采用傅立叶红外光谱(FTIR)和荧光光谱分析技术,研究了水溶性有机物的组成与结构特征变化.结果表明,和对照相比,污泥经蚯蚓处理后,水溶性有机物的含量和小分子有机物的比例增加,小分子物质含量增加12%.红外光谱和荧光光谱的结果表明,污泥经蚯蚓处理后,水溶性有机物中羧基和多糖类物质增加,芳香族类物质的量增多,产生了少量的蛋白质类物质.同时发现,蚯蚓处理使污泥水溶性有机物不饱和结构的多聚化或联合程度变小,水溶性有机物的结构变得更加简单,形成了更多的小分子有机物。     

土壤有机污染物非理想吸附研究的理论与方法

应用于土壤中的有机农业化合物的归宿和生物有效性主要取决于它们与土壤组分的交互作用,而土壤有机质(SOM 的组分相当重要。虽然对SOM的吸附机理已经进行了多年研究,但在分子和微观水平上的研究甚少。文章根据国内外有关研究的最新进展,从理论和技术上分析并讨论了选择化合物的膨胀等温线法、电介质分光术(光谱学)、固态1H-和13C-核磁共振(NMR)和化学等几个全新的手段和方法在研究土壤有机质中有机污染物非理想吸附行为的非线性、复合化合物间的竞争以及滞后现象等基本原因的可行性,把温度和可以起到软化(塑化)剂的吸附分子的存在、含量及其结构之间的函数变化关系,做为研究SOM中化合物从玻璃质到橡胶质的转化过渡(transition)状态。该方面的研究结果将被广泛的应用于包括杀虫剂在内的非离子化合物上,并将进一步促进我们对SOM 中非理想吸附的基本机理和原因的理解。     

蘑菇渣对落叶堆肥中水溶性有机物光谱学特性的影响

采用光谱分析技术研究落叶堆肥过程中水溶性有机物的组成和结构特征以及添加蘑菇渣对堆肥中水溶性有机物光谱学特性的影响.荧光光谱的结果表明,随着堆肥过程的进行,水溶性有机物的芳构化程度不断增加,生成的腐殖质类物质与土壤富啡酸相似,添加蘑菇渣会促进这一过程的进行;红外和紫外光谱进一步显示,在堆肥过程中,水溶性有机物中的碳水化合物和脂肪族化合物不断被降解,而羧基、芳香族化合物和硅酸盐类物质明显增加,添加蘑菇渣可以有效促进木质素类物质的分解,提高水溶性有机物的芳构化程度,加快堆肥腐熟.     

堆肥处理对污泥腐殖物质组成和光谱学特征的影响

采用凝胶(Sephadex G-75)色谱、荧光光谱和红外光谱法研究了污泥堆肥的HA和FA在堆制前后的组成与结构特征变化．凝胶色谱分析表明,污泥经过63d堆腐后,HA中大分子组分含量明显提高;而FA则由不同分子量物质组成,其中小分子量物质占主要部分,在堆腐以后,FA中大分子物质含量下降30％,小分子量物质含量则相对增加．同时,荧光光谱、红外光谱的结果表明：随着污泥堆肥的进行,HA中有机物不饱和结构的多聚化或联合程度增大,芳香结构物质含量增加;但经过堆制的FA具有更多的结构简单的低分子量物质和更低的芳构化水平．     

铁铈氧化物对土壤As (Ⅴ)和P的稳定化效果

本文以铁铈氧化物(Fe-Ce,FC)为研究对象,评估其对中国3种典型砷(As)污染土壤的稳定化修复效果,并通过电子扫描显微镜能散X线分析仪(SEM-EDS)和X射线光电子能谱仪(XPS)等光谱学技术探索FC对As(Ⅴ)的微观吸附特征.结果表明,FC能使土壤毒性浸出As含量显著降低84. 1%～98. 3%,且在碱性土壤中表现出较强的高p H适应性,能显著增加吸附态As(F1+F2)向水合铁铝氧化物结合态(F3+F4)的稳定化. FC能使不同类型土壤的有效态P含量显著下降47. 13%～60. 32%,不仅能缓解P竞争土壤As(Ⅴ)吸附位点,而且能有效预防周边水体的面源污染.通过SEM-EDS和XPS分析,发现As(Ⅴ)吸附产物表面均检测到Fe、Ce和As这3种元素,且As主要吸附于Fe原子表面. FC在我国土壤砷污染稳定化修复领域具有较好地应用前景.     

秋冬交替季节白洋淀沉积物有机质特性研究

为了研究白洋淀沉积物中有机质释放对秋冬交替季节淀区水环境的影响.将白洋淀分为自然保护区、旅游区、村落密集区、淀中村区和出淀口区五部分,在20个代表性采样点采集沉积物样品,采用光谱学方法表征样品中有机质特性,并研究氮、磷的溶解释放特征.结果表明:①在自然保护区、淀中村区和出淀口区,沉积物中有机质的腐殖化和芳香化程度较高,主要为陆源可见光类腐殖酸组分（C1）、海源可见光类腐殖酸组分（C3）和紫外光类腐殖酸组分（C4）;而在旅游区和村落密集区,有机质的腐殖化和芳香化程度较低,主要为类色氨酸组分（C2）,表明这些区域受人为活动影响大.②紫外吸收光谱和荧光光谱参数具有很好的相关性,可用于表征沉积物中有机质特征;类色氨酸组分的荧光强度与沉积物中w（TN）和w（TP）具有良好的正相关关系,显示出同源性特征.③与以类腐殖酸为主要成分的沉积物样品相比,氮、磷更易从以类蛋白为主要成分的沉积物中释放.研究显示,秋冬交替季节白洋淀沉积物中有机质以类蛋白和类腐殖酸为主,且类蛋白具有促进共存氮、磷溶解释放的作用.      

基于生物光谱技术的污染物毒性效应研究进展

生物光谱技术能够有效反映生物、组织以及细胞等样本中生物化学的综合信息,能够精确检测和评价生物分子成分或构象的微观变化,具有快速、客观、无损、重现性好等优点。本文系统综述了生物光谱技术在环境污染物毒性效应研究方面的进展,其中常用的2种技术是红外光谱和拉曼光谱技术。红外光谱技术目前已被广泛用于单一污染物(重金属、有机污染物、纳米材料等)以及复合污染对细胞、植物、动物以及微生物的蛋白质、氨基酸、脂质、DNA/RNA、多糖以及碳水化合物等方面的影响研究之中;拉曼光谱技术包括常规拉曼技术和表面增强拉曼光谱技术,二者均可以用于污染物的毒性效应研究之中,表面增强拉曼光谱技术具有信噪比高、检测限低、灵敏度高等特点,并提供丰富的细胞生物化学指纹图谱信息。数据处理是生物光谱技术应用的重要一环,光谱数据分析大致分为光谱数据预处理、提取光谱信息特征、以及信息分类和光谱特征峰解析3个部分。本研究结果将为进一步系统地开展生物光谱技术在污染物毒性效应方面的研究提供支持。