光纤化学传感器的实验研究

主要研究对象为基于离子选择性中性载体的无机离子化学传感器，采用以吸光度为主要测量信号的分光光度法为主要分析方法。依据该传感器的特征，可使分析光束与被测溶液分开，甚至对不透明的液体作分光光度分析。为此，在离子选择性中性载体PVC膜的响应特征基础上设计并研制一种新型结构的光吸收池，应用前景广阔。     

生物传感器在环境监测中的应用

介绍了生物传感器在环境监测中的应用 ,主要分析了酶传感器、微生物传感器、免疫传感器及DNA传感器在环境监测中的作用机理及监测方法 ,并针对环境中的杀虫剂、爆炸类物质、有毒污染物及水体中的BOD负荷等的监测进行了较详细的论述 ,对生物传感器的发展方向及前景进行了展望     

生物传感器在环境监测中的应用及发展前景

简单介绍了生物传感器的结构和基本原理、种类和特点，重点论述了生物传感器在水、大气及其他环境监测中的应用，展望了生物传感器未来的发展前景及发展方向。     

生物传感器在环境监测中的应用

介绍了生物传感器在环境监测中的应用，主要分析了酶传感器、微生物传感器、免疫传感器及DNA传感器在环境监测中的作用机理及监测方法，并针对环境中的杀虫剂、爆炸类物质、有毒污染物及水体中的BOD负荷等的监测进行了较详细的论述，对生物传感器的发展方向及前景进行了展望。     

荧光化学传感器的制备及其在环境分析监测中的应用

随着荧光分析技术和传感技术的发展,荧光化学传感器已经成为一种重要的连续分析测量装置.它具有很高的选择性和灵敏度,可以实现对pH、溶解氧、含氮化合物、有毒害重金属离子、有机污染物进行实时和在线测定,因此在环境分析监测方面具有广泛的应用前景.简要介绍了荧光化学传感器的原理、制备及分类,综述了近年来荧光化学传感器的发展及其在环境分析监测中的最新研究成果,并探讨了荧光化学传感器在环境分析监测领域的应用前景和发展方向.     

环境监测在环境影响评价中的作用分析

在新时期,环境保护工作的发展面临着新的机遇和挑战。环境监测贯穿于整个环境影响评价体系之中,即环境影响评价中的评价初期、建设期、运行期以及后评价期,均需环境监测数据来支撑,因此,环境监测是环境影响评价的技术基础,同时还具有较强的监督功能。     

Ti/BDD/PbO_2复合电极在化学需氧量测定中的应用

以钛基掺硼金刚石为基体,采用电沉积的方法制备了Ti/BDD/PbO2复合电极,并将其用于化学需氧量（COD）的测定。采用扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射谱图（XRD）表征了电极的微观形貌及结构,采用电化学工作站考察了电极对有机物响应特性。实验结果表明,在1.45 V的低电位条件下,线性范围为0.5～175 mg/L,检测限为0.3 mg/L（S/N=3）。采用Ti/BDD/PbO2复合电极测定法和重铬酸钾标准方法对市政污水、食品废水及印染废水的对比结果表明,2种方法的相对误差小于10%,具有良好的一致性。     

Ti/BDD/PbO2复合电极在化学需氧量测定中的应用

以钛基掺硼金刚石为基体,采用电沉积的方法制备了Ti/BDD/PbO2复合电极,并将其用于化学需氧量(COD)的测定。采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射谱图(XRD)表征了电极的微观形貌及结构,采用电化学工作站考察了电极对有机物响应特性。实验结果表明,在1.45 V的低电位条件下,线性范围为0.5～175 mg/L,检测限为0.3 mg/L(S/N=3)。采用Ti/BDD/PbO2复合电极测定法和重铬酸钾标准方法对市政污水、食品废水及印染废水的对比结果表明,2种方法的相对误差小于10%,具有良好的一致性。     

气体色谱—质谱联用技术在环境污染物分析中的某些应用

气体色谱—质谱联用技术(简称GC—MS),现在公认为一种强有力的分析鉴别手段。近二十余年来,不但完成了从实验室的研制到仪器的商品化阶段而且发展了许多相应的技术,使它在分析化学领域,尤其是在痕量分析的结构鉴别和定性方面已是屈指可数的工具之一。它同时也是分析实验室装备现代化程度的标志之一。在环境科学、生物医学、药学、毒物学、法医学以及石油化学和地球地质科学等部门它都有着极其重要的应用。在环境保护工作中,赖以它,人们才有可能真正地将污染物的研究内容从无机污染物扩大到有机污染物,从而大大增加了人们对环境污染物潜在危害性的认识。无庸多言,目前世界上已经知道的有机化合物约已达二百余万种,无机物约数千种,这就不难理解这种扩大的重要意义了。环境污染物(有机污染物)的发展之所以与GC—MS技术如此紧密相关,主要是由于环境污染物的存在形式有以下特点:     

图论在大气化学模式计算和灵敏度分析等中的应用

若用吉尔型法求解大气化学模式、动力学模式和灵敏度分析时,预估矩阵是不对称矩阵。在图论中该矩阵对应于一有向图（ 一种类型的反应图） ,顶点代表反应物或产物,边表示反应。图论中将有向图划分成强成分可以用于ＬＵ 分解一系列小矩阵代替直接ＬＵ 分解预估矩阵本身,从而提高了效率。以大气化学模式的碳键机理和乙烷裂解动力学机理两例说明,给出了许多划分强成分前后动力学模型和灵敏度分析有关的有向图及其有关的矩阵,本法与间接法和其它方法的灵敏度分析的结果符合得很好,并评价了计算效率。     

膜基活化溶液中活化剂在回收温室气体CO2过程中的作用

将AMP和PZ作为活化剂添加于MDEA溶液中,形成活化溶液,研究了膜基活化溶液回收温室气体CO₂性能,着重考察活化剂的活化作用和对膜接触器传质加强的影响,提出一个活化机理来解释活化现象,建立了阻力层方程模型, 并模拟膜基活化溶液回收CO₂的传质过程。结果表明,活化剂对膜接触器传质的加强起到重要作用,具有双氨基环状结构的PZ对传质的加强作用高于具有空间位阻结构的AMP;活化溶液的CO2回收率和传质通量明显高于未活化的MDEA溶液,活化性能PZ＞AMP;活化剂的活化效应与分子结构有关;流体力学的改变对传质的影响有限,活化剂的反应动力学对传质的加强起主导作用;阻力层方程模型能较好地模拟膜基活化溶液回收CO₂传质过程,传质通量和总传质系数的模型值与实验值符合较好。     

UV/O3/PS耦合工艺在含酚废水处理中的应用

针对目前高级氧化技术处理含酚废水存在O₃利用率低等缺点,为提高反应体系强氧化性物质的含量,强化水体中酚类物质的降解与矿化,提出了UV/O₃/PS耦合体系;在探究多种不同耦合体系的苯酚降解率和TOC去除率、反应影响因素和活性物质的基础上,进一步发掘该体系降解含酚废水的潜力与优势。结果表明：UV/O₃/PS体系在15 min内可将苯酚完全降解;相较于单一的UV/O₃法或UV/PS法,水中酚类的矿化率分别提高了47.36%和39.93%;通过对多种影响因素进行分析,确定了UV/O₃/PS体系中合适的O₃与PS投加量,并发现UV/O₃/PS体系对pH和HCO₃⁻ 适应范围较广,在难降解废水处理中具有广泛的应用价值;通过ESR分析发现耦合体系在UV的催化下产生的·OH和·SO₄⁻比单一体系更多,具有促进作用。由此可知,UV/O₃/PS耦合工艺能在较广的适应范围内较好的降解酚类物质。该研究结果可为UV/O₃/PS耦合工艺对含酚废水的降解提供理论参考。     

投入产出分析在固体废物管理中的应用

通过构建固体废物投入产出表,分析包括资源提供、产品生产、废弃物循环利用及废物处置部门在内的国民经济各部门之间的经济技术关系。并对理想条件及其他条件下固体废物资源化对于资源节约、废物减量及经济发展的影响进行了定量分析。     

新型智能化曝气控制系统在生活污水A/O处理工艺中的应用

为探究AOSD（automatic oxygen supply device）智能化曝气控制系统在A/O污水处理工艺中应用的有效性,研究了实验组智能化曝气控制的A/O工艺（I-A/O）与对照组连续曝气的A/O工艺（C-A/O）处理生活污水启动期和稳定期的运行情况。结果表明,I-A/O和C-A/O两个系统均能在15 d内达到稳定,I-A/O对COD、NH4+-N、TN去除率分别达到89.53%、95.27%和91.48%,C-A/O对COD、NH4+-N、TN去除率分别达到90.25%、98.58%和85.64%;I-A/O对TP去除率达到92.08%,而C-A/O无显著除磷效果;第15天 I-A/O和C-A/O好氧池内粒径大于10 μm的污泥,其粒径分布均符合正态分布;I-A/O比C-A/O日节省鼓风曝气系统电耗52~54%。AOSD是一种有效的智能化曝气控制系统。     

新型生物强化A2/O系统在苯胺废水处理中的应用

针对常规A~2/O系统中污泥菌群泥龄不平衡、易受有毒物质毒害而难以有效处理苯胺类废水的问题,采用经驯化并固定的包埋菌对A~2/O系统进行强化。考察了常规A~2/O系统和生物强化A~2/O系统对氨氮(NH_4~+-N)、总氮(TN)、化学需氧量(COD)的去除效能,且研究了强化前后系统微生物的响应情况。结果表明:随着常规A~2/O系统随进水中苯胺组分的提高,脱氮能力明显下降,TN去除率由76.46%下降到34.28%,NH_4~+-N去除率由97.63%下降到31.82%;在包埋菌强化后,A~2/O系统TN和NH_4~+-N去除率分别恢复至73.09%和93.30%,同时能有效处理60 mg·L~(-1)苯胺。污泥微生物响应结果显示,生物强化A~2/O系统中活性污泥的比好氧呼吸速率(SOUR)和胞外聚合物(EPS)含量明显上升,说明污泥活性增强,抵御有毒物质能力提高。污泥微生物在属水平上,Zoogloea(动胶菌属)、Flavobacterium(黄杆菌属)和Brevundimonas(短波单胞菌属)等具有硝化和反硝化功能的菌属在强化后的相对丰度增加,这表明系统脱氮能力得到增强。生物强化A~2/O系统实现了苯胺类工业废水的有效处理,可为工程应用提供参考。     

改进型A/O生物膜工艺在油田污水达标外排中的应用

河南油田某稠油联合站污水生化处理装置,由于生物膜结垢原因不能长期稳定运行,为减少生物膜结垢,在原有工艺基础上增加了弹性填料和内循环曝气器。在中试规模实验中,考察了改进型工艺对COD、氨氮、总氮、悬浮物的去除效果以及长期运行的稳定性能,并与现有工艺进行了比较。结果表明,改进型工艺出水COD、氨氮、总氮、悬浮物浓度分别为71.0、6.1、7.9和7.6 mg/L,为现有工艺的68.9%、141.9%、44.6%、57.6%。改进型工艺出水后续进行实验室规模絮凝沉淀处理,出水COD<60 mg/L,满足国家污水综合排放标准一级B要求。运行期间,好氧生物膜VSS/SS没有明显变化,说明改进型工艺生物膜结垢量大量减少,解决了现有工艺不能长期稳定运行的问题。     

Cu/Al催化剂的制备及其在环丙沙星降解反应中的应用

为解决传统Fenton法在水体通常的酸碱(pH＞6.0)条件下活性低的问题,采用水热合成法制备了掺杂Al的非均相铜基类芬顿催化剂,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)及比表面与孔隙度分析(BET)等技术对其结构和形貌进行了表征;以20 mg·L⁻¹的环丙沙星(CIP)为目标污染物,研究了不同催化剂的非均相铜基类芬顿反应体系对CIP的降解效果及H₂O₂消耗量和·OH产生量的影响;探讨了Cu/Al-180催化剂投加量、H₂O₂投加量、初始pH 3个因素对Cu/Al-180催化剂的非均相类芬顿催化降解性能的影响;考察了催化剂的循环使用活性及稳定性。结果表明：不同温度下合成的Cu/Al催化剂主要组分是以CuO和少量Al₂O₃组成的介孔材料;Cu/Al-180催化剂具有较好的结晶度及均匀的颗粒状表面形貌,且对CIP具有最高的催化活性;在Cu/Al-180催化剂投加量为3.0 g·L⁻¹、H₂O₂投加量为149.55 mmol·L⁻¹、pH为5.0条件下,反应时间120 min时CIP降解率为93.3%;Cu/Al-180催化剂催化H₂O₂的pH范围明显拓展,在弱酸性和中性条件下表现出优良的催化性能;合成的Cu/Al-180催化剂经过5次连续循环使用后对CIP降解率可达64.2%,表明该催化剂具有较高的催化活性,且金属离子溶出量较少。     

新型碳质气溶胶(OC/EC)观测方法的应用效果分析

为探究新型碳气溶胶组分在线分析系统(CASS)对大气中碳质气溶胶测量的准确性和实用性,将CASS系统与在线SUNSET OC/EC分析仪测量结果进行了对比,并应用CASS系统对南京2020年秋季大气碳质气溶胶的组分进行了分析。结果表明：在南京北部郊区秋季用CASS系统测量,其黑碳 (BC) 与元素碳 (EC) 的计算系数为0.78;经校正后的CASS系统所测得的总碳 (TC)、有机碳 (OC) 和EC结果与在线SUNSET OC/EC分析仪的测量结果具有较好的一致性,斜率分别为1.04 (R²=0.9)、0.87 (R²=0.92)、1.05 (R²=0.92),2台仪器的各个碳质组分的测量误差在10%以内;OC和EC分别占PM_2.5的32%和10%左右,二次有机碳 (SOC) 占OC的38%左右;EC主要来源为化石燃料燃烧 (占比约80%);棕碳 (BrC) 在370 nm处的光吸收占比为 21.18%±6.91%,一次排放污染物居多。综上所述,经过校正后的CASS系统与传统的热光法SUNSET OC/EC分析仪相比,两者的测量结果较为一致;CASS可以分析EC的来源,也可以计算棕碳的吸光占比;CASS具有独特的载气功能以及测量方法,维护和移动观测更加方便,且更加适合于偏远地区。本研究成果可为CASS系统在大气污染监测中的推广应用提供参考。     

小波分析在郑州市供暖期PM2.5浓度相关性分析中的应用

为分析供暖期内各种物质与PM2.5的相关性和变化规律,以郑州市供暖期为例,运用Morlet小波分别对PM2.5、PM10、CO、NO2、和SO2的浓度进行分析,并对比各自主周期的小波系数模。结果表明,PM10与PM2.5波动主周期均为33 d,主周期小波系数模差值为0,与PM2.5相关性最高;SO2波动主周期为12 d,与PM2.5相差最大,相关性最低。由于燃煤中各成分含量不同,供暖期SO2与CO、NO2呈中度相关,相关系数依次为0.6045和0.6949;SO2与PM10呈低度相关,相关系数为0.4010。供暖期污染最严重的污染物是PM10和NO2,与非供暖期相比,两者与PM2.5相关系数增量分别为:0.1255和0.2858,相关性提高幅度较大。     

固相萃取技术在水体有机物分析中的应用

本文简述了固相萃取技术（ＳＰＥ）的原理、方法及特点,阐述了ＳＰＥ和气相色谱（ＧＣ）在线与离线两种联用技术应用于水样中有机化合物的分析,并着重介绍了ＳＰＥＧＣ应用于分析水环境中痕量多氯有机化合物,包括多氯联苯化合物（ＰＣＢｓ）和有机氯农药（ＯＣＰｓ）的方法进展情况