碳纳米管对不同分区溶解有机物的吸附研究

选用单壁碳纳米管、多壁碳纳米管两种吸附剂,对广州市3种地表水体(城市径流、农田径流、森林径流)中不同分区溶解性有机物(DOM)进行吸附研究,并以腐殖酸溶液作为标准对照组。以UV254、荧光激发-发射矩阵光谱、溶解性有机碳质量浓度作为吸附效果的评价指标。结果表明,在UV254上,单壁碳纳米管比多壁碳纳米管平均多吸附11%的DOM。3种地表水样中均无Ⅰ区荧光峰,而有明显的Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ区荧光峰。水样中II区、III区、IV区、Ⅴ区荧光峰的位置分别为Ex230/Em345、Ex245/Em445、Ex275/Em320、Ex335/Em380,误差在40 nm内。多壁碳纳米管吸附溶解性有机物的动力学模式符合准二级动力学方程,决定系数高达0.994 7。Langmuir方程相对于Freundlich方程更适合描述MWNT-1030对DOM的吸附过程。     

土壤中三聚氰胺的降解动态与两种蔬菜的吸收效应研究

以青菜和马铃薯为供试蔬菜,在建立蔬菜中三聚氰胺液相色谱串联质谱(LC-MS-MS)测定方法的基础上,采用N15同位素稀释法,通过在土壤中添加三聚氰胺进行盆栽试验,研究了三聚氰胺在土壤中的降解动态及两种蔬菜的吸收效应.结果表明,土壤中三聚氰胺降解速率随着土壤中三聚氰胺质量比的增加而变慢,20d以后,降解曲线平缓,速度缓慢,残留时间延长,其降解动态符合Logistic方程.同位素稀释法证实两种蔬菜均可以吸收土壤中的三聚氰胺.当土壤中含有50 mg/kg和100 mg/kg三聚氰胺时,马铃薯的吸收量分别比青菜高4.4和2.1倍.青菜根部对三聚氰胺的吸收高于茎叶.高质量比三聚氰胺对蔬菜生长具有明显的抑制效应.     

新疆伊犁河灌区土壤地球化学特征研究

根据2009年伊犁河灌区土壤监测和取样分析资料,运用半方差函数与克里格插值法,对伊犁河灌区土壤盐分和主要离子组成特征与空间分布情况进行研究.结果表明,研究区0～3 cm土层含盐量约占0～60 cm土层含盐量的60.19％,土壤盐分剖面分布呈现表聚性.土壤各层盐分质量比与主要离子质量比呈现强烈的空间变异性.表层土壤主要离子总体上在东西向和南北向上呈二阶趋势效应.从克里格插值结果可以看出,研究区表层土壤离子组成的空间分布格局基本相似,即各离子质量比最高值均出现在研究区的中、西部区域,并形成了区域土壤的积盐中心.     

基于野外实测光谱的污灌区土壤重金属污染快速监测

利用光谱反射率反演土壤重金属含量相比传统实验室化学分析方法具有简单高效、成本低、非侵入性等优点。但光谱采集主要局限于实验室内,大大降低了监测的时效性。采集了龙口市污水灌溉区内的32个土壤样本,对9种重金属(Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb)进行了测定,并对土壤光谱进行了野外实测,同时对实测光谱进行光谱变换,提取了去除包络线(CR)、光谱倒数对数(lg(1/R))、一阶微分(RD1)、二阶微分(RD2)4种光谱指标,采用偏最小二乘回归方法(PLSR)建模。结果表明,污水灌溉区内存在严重的土壤重金属污染现象,As、Ni、Cd等重金属富集情况显著,与Fe、Mn呈显著相关的6种元素为Ni、Mn、As、Pb、Zn、Cr,相应的最优建模光谱指标分别为一阶微分(RD1)、二阶微分(RD2)、反射率(R)、反射率(R)、二阶微分(RD2)、去除包络线(CR),验证精度r分别为0.935 3、0.781 4、0.699 6、0.745 8、0.690 1、0.569 6。研究表明,利用野外实测光谱可以提高土壤重金属监测的时效性,预估土壤重金属含量具有一定的可行性,但针对不同的重金属应使用不同的光谱指标建模来达到最优效果。     

两类木本植物对岸带土壤氮素的去除作用

为了解植物对水体岸边过渡带土壤氮素去除作用的差异和机理,以及为构建生态岸堤带、防治水体富营养化提供理论依据,选用太湖地区常见且适合岸带生长的两类木本植物——乔木马尾松(Pinus massoniana)、广玉兰(Magnolia grandiflora)、香樟(Cinnamonum campora)和灌木火棘(Pyracantha fortuneana)、构骨冬青(Ilex cornuta)、大叶黄杨(Euonymus japonicus Thunb.)、扶芳藤(Euonymus fortunei)、迎春(Jasminum nudiflorum)为试材,采用盆栽试验方法模拟不同氮素水平土壤,研究土壤氮素水平对两类木本植物叶绿素质量比、叶绿素荧光反应、叶片总氮质量比、硝酸还原酶活性(NRA)的影响,反映植物对氮素利用的差异,并比较不同植物对土壤中氮素去除作用的强弱。结果表明,火棘、构骨冬青、大叶黄杨、扶芳藤、迎春、香樟、马尾松的叶绿素质量比、叶片总氮质量比、NRA在3个氮素水平下均增大,且高氮质量比处理最大;广玉兰的上述指标在中氮质量比下增量最大,低氮质量比下增量较小,而高氮质量比下叶绿素质量比和NRA下降。其中对土壤中氮素去除效果最优的灌木是火棘,乔木是香樟。在乔、灌两种类型植物比较中,灌木对土壤中氮素的利用及去除作用明显优于乔木,显现了较强的氮素污染土壤修复能力。因此,在构建具有生态净化作用的岸带、利用植物修复岸带氮素污染的土壤时,灌木应成为优势型。     

成绵高速公路两侧土壤中4种重金属的污染特征及分布规律

对成绵高速公路两侧土壤中4种重金属(Cu、Zn、Pb和Cd)的质量比进行了测定,分析了其污染特征和分布规律,并利用单因子指数法和内梅罗综合指数法对土壤重金属污染程度进行了评价。结果表明:分析路段Cu、Zn、Pb、Cd的平均单项指数分别为0.52、0.37、2.33、3.18,Cu、Zn污染等级为安全,Pb为中度污染,Cd为重度污染。分析路段为东北至西南走向,路段南北两侧综合污染指数从大到小为南侧无防护林段(3.36)、南侧有防护林段(2.39)、北侧有防护林段(1.87),北侧为轻污染,南侧有防护林段为中污染,南侧无防护林段为重污染,防护林可有效降低高速公路上车辆对路旁土壤造成的重金属污染。Cu、Zn、Pb和Cd的质量比在路基两侧随公路路基距离的增加变化较大,除南侧无防护林的Cu外,其余路段分布趋势基本一致,峰值出现在35~50 m,随后逐渐降低,并不呈现简单的线性负相关。     

土壤和西瓜中五氯硝基苯的残留检测与消解动态研究

为了解五氯硝基苯在土壤和西瓜中的消解动态及残留状况,研究了土壤和西瓜中五氯硝基苯的气相色谱检测方法,并在山东济南和浙江杭州进行了土壤和西瓜中五氯硝基苯残留状况和消解动态规律研究的田间试验.结果表明,在0.01～0.5 mg/kg的添加水平内,土壤和西瓜中五氯硝基苯的平均添加回收率为83.41%～93.17%,变异系数为3.37%～9.74%;土壤和西瓜中五氯硝基苯的最小检出量均为1.2×10-12 g,其中西瓜中五氯硝基苯的最低检出质量比为0.001 mg/kg,土壤中为0.005 mg/kg.田间残留试验表明,五氯硝基苯在土壤和西瓜中的残留消解动态规律符合一级动力学反应模型,在土壤、全瓜和瓜瓤中的消解半衰期分别为4.13～6.08 d、4.28～4.92 d和3.67～4.10 d.按推荐剂量和1.5倍推荐剂量在西瓜上各喷施质量分数为40%的多菌灵·五氯硝基苯可湿性粉剂1～2次,2次施药间隔为7 d,距最后1次施药7 d时,五氯硝基苯在瓜瓤中的最高残留量为0.005 8 mg/kg,低于规定的果菜类蔬菜中五氯硝基苯的最大残留限量标准0.1 mg/kg.     

毒死蜱在香蕉、土壤中的残留动态及安全性评价

为了监测香蕉中毒死蜱的残留量,科学、安全地使用毒死蜱防治香蕉上的害虫,确保产品质量,采用气相色谱法及田间试验方法,研究了毒死蜱在香蕉及其土壤中的残留降解动态.结果表明:在香蕉中,毒死蜱的原始沉积量较高,残留降解规律符合一级动力学关系,推荐剂量和加倍剂量处理的降解动态方程分别为y=1.0724e-014149t和y=1.7840e-0.1468t,半衰期(T1/2)为4.8 d,降解99％所需要的时间(T0.99)为31.4～31.8d;在土壤中,毒死蜱的残留降解动态方程为y=6.4365e-1412t,T1/2为4.9d,T0.99为32.7 d.距第2次施药后60～68d,最终在香蕉与土壤中均未检出毒死蜱残留量(检出限为0.005mg/kg).研究表明,漳州蕉区在香蕉生产上科学、合理地施用毒死蜱,其最终残留符合NY/T 750-2011规定的MRL要求,不会对蕉园土壤环境造成污染.     

船舶载运煤炭甲烷释放特性研究

为了研究船舶载运煤炭甲烷释放规律,基于Fick扩散定律建立了货舱甲烷体积分数计算模型,分析了不同扩散系数条件下甲烷释放量与时间的关系,确定了空隙系数的取值范围,通过对某船舶煤炭运输过程中甲烷体积分数随船实测对模型进行了验证.结果表明,货舱甲烷体积分数随运输时间增加而增加,扩散系数为1.0×10-8 cm2/s时,甲烷释放量达到极大值;煤炭的空隙系数基本在0.53～ 0.57 m3/t之间.当煤炭极限甲烷解吸量为1.6 ～ 3.83 m3/t时,货舱甲烷最高体积分数在0.53％ ～ 1.22％,5个货舱中4个货舱的甲烷释放量与理论计算相吻合,1个货舱的最大甲烷释放量高出理论计算量6％,船运煤炭过程中的甲烷释放计算模型与实测结果较为吻合.对于甲烷体积分数超限的货舱,及时通风可使甲烷体积分数迅速降低,有效地解决船运煤炭过程中甲烷体积分数超限的问题.     

典型固定燃烧源颗粒物成分谱特征研究

为了研究典型固定燃烧源颗粒物成分谱特征,于2013年在河北省应用固定源稀释采样系统采集燃煤电厂、燃煤锅炉、水泥窑及焦化厂炼焦炉等固定燃烧源排放的颗粒物(PM_(10)和PM_(2.5))样品。采样点设置在脱硫除尘器后,稀释比控制在20倍,采样流量为16.7L/min,采集3~4 h,每种颗粒物采集3个平行样品。应用ICP-MS、离子色谱仪和DRI碳质分析仪对PM_(10)和PM_(2.5)样品中的元素组分、水溶性离子及OC/EC组分质量分数进行了分析。结果表明,采用循环流化床锅炉的燃煤电厂排放的PM_(10)中主要组分为Al、Ca、SO_4~(2-)、OC,其质量分数分别为12.1%±5.3%、20.4%±7.3%、9.7%±3.1%、26.7%±8.2%,PM_(2.5)主要组分为Al(11.4%±4.7%)、Ca(17.9%±5.8%)、SO_4~(2-)(11.5%±2.8%)、OC(30.4%±10.8%);采用煤粉炉锅炉的燃煤电厂排放的PM_(10)中主要组分为Al、Ca、SO_4~(2-),其质量分数分别为18.9%±6.4%、12.8%±4.3%、6.2%±2.3%,PM_(2.5)主要组分为Al(9.5%±3.7%)、Ca(12.8%±5.5%)、SO_4~(2-)(10.8%±3.6%)。燃煤锅炉排放的颗粒物中主要组分为Na、Ca、Al、Fe、S、SO_4~(2-)、OC,水泥窑窑尾烟气颗粒物中Na、S、Ca、SO_4~(2-)、Mg~(2+)、OC质量分数较高,炼焦炉排放的颗粒物中主要组分为S、SO_4~(2-)、NH_4~+、OC。4类固定燃烧源PM_(10)和PM_(2.5)成分谱中各成分的相关系数均在0.9以上,但分歧系数分析结果表明PM_(10)和PM_(2.5)颗粒物成分谱差异性较大。     

铜绿假单胞菌NY3好氧降解四溴双酚A的特性研究

为发掘铜绿假单胞菌NY3对有机污染物更多的降解功能,探究该菌好氧降解四溴双酚A(TBBPA)的特性。结果表明,NY3菌能以四溴双酚A为唯一碳源和能源好氧生长,并在TBBPA质量浓度为20 mg/L时,脱溴率达到51.90%。该菌生长量越大,对TBBPA降解率和脱溴率越高。TBBPA质量浓度为60 mg/L时,外加共代谢碳源葡萄糖、丙酮酸钠、乙酸钠、乳酸钠、柠檬酸钠、乙醇均能明显提高NY3菌生长量,且使脱溴率分别提高21.7%、13.4%、13.11%、18.5%、18.3%、17.1%。NY3菌好氧降解TBBPA优化条件为最佳氮源(NH4)2SO_4、pH=8.0、温度(30±1)℃、摇床转速150 r/min的条件下振荡培养。在NY3菌降解TBBPA过程中,转化的主要中间产物包括3,3',5-三溴双酚A、4-(2-羟基-异丙烷基)-2,6-二溴-苯酚、2,6-二溴-4-异丙烷基-苯酚、3,3',5-三溴-5'-羟基-双酚A、4,5-二羟甲基-5-(3,5-二溴-4-羟苯基)-2-己烯酸,根据转化产物分析,NY3菌降解TBBPA主要通过脱溴、羟基化,然后开环裂解,进一步脱羧等途径。这是首次报道铜绿假单胞菌具有降解含溴阻燃剂的功能,且质荷比为477和407的2种中间产物也鲜有报道。     

超细微粒灭火剂冷施放运动特性试验研究

通过激光测量微粒灭火剂释放后在受限空间内各点质量浓度随时间的变化.结果表明,超细微粒灭火剂在受限空间内的运动包括喷射运动和沉降扩散两个过程.前者灭火剂在驱动气流作用下在受限空间顶部、底部及墙壁处积聚,质量浓度较高.后者灭火剂微粒受重力作用发生沉降,同时在湍流气流作用下进行无规则扩散运动,在受限空间顶部质量浓度最低;在受限空间垂直方向的一半高度处,质量浓度较高且波动剧烈;在受限空间底部,当喷射结束后有一个短暂的质量浓度低谷,随着灭火剂微粒发生沉降,质量浓度逐渐升高.喷射压力及喷射质量对灭火剂的运动及质量浓度分布有一定程度的影响,压力过高或过低都会影响超细微粒灭火剂的全淹没灭火效果;喷射质量主要影响湍流驱动在初始阶段的支配地位,进而影响质量浓度大小及分布.喷射压力为1.0 MPa,喷射质量为1 000 g时全淹没灭火效果最好.     

水溶性有机物和非离子表面活性剂对土壤中芘生态毒性的影响

采用生物培养和物理化学试验研究了水溶性有机物(DOM)和非离子表面活性剂对土壤中芘生态毒性的影响.结果表明,水溶性有机物具有表面活性.水稻根的芘毒害敏感区间为0～200 mg/kg,100 mg/kg是土壤中芘对水稻根伸长最大抑制率质量比.DOM的存在会降低芘的生态毒性,且芘生态毒性的降低程度随DOM质量浓度的增大而增大.在试验条件下,DOM和表面活性剂单一作用对芘生态毒性均有减轻的趋势;当DOM和表面活性剂共存时,芘的生态毒性则比DOM单独作用时的结果弱,而强于表面活性剂单独作用的结果.     

超细聚苯乙烯微球粉体的燃爆特性研究

为研究超细聚苯乙烯微球粉体的燃爆特性,通过粉尘层最低着火温度测试装置、MIE-D1.2最小点火能测试装置、20 L球形爆炸测试装置,对其最低着火温度、最大爆炸压力、最小点火能量(MIE)等爆炸特性参数进行测定,探讨了加热温度、点火延滞时间、粉尘质量浓度、粉尘粒径对粉体燃爆特性的影响。结果表明:超细聚苯乙烯微球粉尘层在350℃左右时会发生无焰燃烧,且加热温度越高,粉体粒径越小,粉尘层发生着火时所需的时间越短;当粉体质量浓度为250 g/m3时,最大爆炸压力达到0.65 MPa,质量浓度为500 g/m3时,最大爆炸压力的上升速率达90 MPa/s以上;随点火延滞时间增加,最小点火能表现出先缓慢减小再急剧增大的规律;随粉尘质量浓度增加,最小点火能逐渐降低,当粉尘质量浓度超过500g/m3后逐渐趋于稳定。     

硝基甲烷热分解危险特性研究

利用C80微量热仪对不同升温速率下硝基甲烷的热分解特性进行了试验研究。在此基础上,运用热动力学分析软件和热安全分析软件对硝基甲烷进行了热安全参数模拟分析。结果表明,绝热条件下硝基甲烷最大反应速率到达时间为24 h时所对应的温度为149.47℃,且内半径为500 mm的不锈钢材质包装下的硝基甲烷自加速分解温度为161℃。     

软质聚氨酯泡沫阴燃前期热解特性研究

采用DSC-TGA(差示扫描量热-热重分析)同步热分析仪对软质聚氨酯泡沫(聚氨酯软泡)在不同氧气体积分数(0、10％、30％、50％)和不同加热速率(10 K/min、20 K/min、50 K/min)下热解到800℃的过程及其对阴燃的影响进行了研究.结果表明,当氧气体积分数介于10％ ～ 50％时,聚氨酯软泡热失重DTG曲线只有1个峰;当氧气体积分数降低到10％时,DTG曲线开始逐渐分离为2个峰;当氧气体积分数降为0(即氮气气氛)时,DTG曲线已经明显分为2个峰.这表明氧气体积分数对聚氨酯软泡热解特性具有重要作用.氧气体积分数和加热速率降低均对聚氨酯软泡的热解有抑制作用,均能减小阴燃传播速率和向明火转化的可能性.加热速率降低主要是延长了聚氨酯软泡的热解周期,从而减小了热解可燃气体积分数和放热速率.氧气体积分数降低对聚氨酯软泡热解的影响相对复杂的多:当氧气体积分数从10％降低到0时,主要提高了聚氨酯软泡的分解温度,而对热解速率影响不大;当氧气体积分数介于10％～50％时,氧气体积分数减小主要会降低聚氨酯软泡的热解速率、放热速率和放热量而对热解温度影响相对不大.氧气体积分数和加热速率降低抑制了多元醇的分解,而多元醇是聚氨酯软泡维持阴燃或向明火转化的主要物质及能量来源.     

土介质炸点痕迹反演爆源特征的研究

论述了土介质炸点痕迹特征参量及其控制影响因素,通过对国内外现有研究成果的再分析和有效利用,得到爆源特征与炸点痕迹特征参量之间的关系。在此基础上,建立利用土介质上的炸点痕迹反演爆源特征的方法,并实现编程计算。通过实例分析说明了该方法的可行性。