不同环境条件下海水中苯系物的挥发过程研究

为研究不同环境条件下海水中苯系物的挥发过程,基于吹扫捕集-气相色谱-质谱联用（PT-GC-MS）法,获取了不同模拟实验条件下海水中苯系物的挥发动力学曲线,并分析讨论了温度、风速等条件的变化对海水中苯系物挥发的影响。结果表明:不同温度、特定风速条件下海水中苯系物的挥发动力学曲线可用指数方程拟合,符合一级反应动力学模型。海水中苯系物各组分挥发随时间的变化规律基本相同,室温25℃下挥发速率明显高于4℃时;相同温度时风速提高海水中苯系物挥发速率加快。海水中苯乙烯、甲苯挥发速率稍高,二甲苯相对较低。不同实验条件下海水中苯系物的挥发速率差异明显,其大小顺序表现为室温25℃+特定风速＞室温25℃+静态挥发＞低温4℃+特定风速＞低温4℃+静态挥发。在低温4℃条件下风速对苯系物挥发的贡献程度更加显著。     

表面活性剂对苯系物在静水面挥发的影响

以苯、甲苯和乙苯为苯系物(BTEX)的目标化合物 ,研究了十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)和月桂醇聚氧乙烯(4)醚(Brij30)共存时,BTEX在静水面的挥发及机理 ,为复合污染的水体中表面活性剂对有机物挥发的影响提供理论依据 .结果表明 ,在所测浓度范围内 ,表面活性剂浓度大于临界胶束浓度 (CMC)且分别达到1000mg/L、2000mg/L和3000mg/L 时 ,乙苯、甲苯和苯的挥发速率分别开始变小 ,挥发半衰期值(t_1/2)变大 .胶束的形成 ,减小了BTEX在液膜和液相中的浓度比(α) ,使BTEX在静水面的挥发速率降低 .CTMAB和Brij30对苯系物在静水面挥发速率的抑制作用明显强于SDBS .相同表面活性剂对BTEX挥发速率的抑制作用与BTEX的辛醇 水分配系数 (Kow)和亨利系数(H)均呈正相关 .     

合肥市典型区域夏季苯系物的浓度变化研究

通过对长江西路苯系物浓度数据的分析,得到了合肥市交通干道苯系物浓度的时间变化规律。结果表明,长江西路苯系物中苯、甲苯、乙苯和二甲苯、甲基乙苯和三甲苯的月均浓度分别是3. 31μg/m~3、9. 93μg/m~3、11. 56μg/m~3和5. 75μg/m~3。工作日苯系物浓度比周末要高,但苯系物的浓度整体较低,其污染情况与国内外其他城市相比,处于相对良好的水平。CO与苯系物都具有显著的相关性,并且苯系物间各物质也具有显著的相关性,说明苯系物都主要来自交通源。B/T的值为0. 33,说明除了受交通源的影响外还有可能受乙醇汽油、涂料的使用和溶剂的挥发等的影响。     

蚊香和佛香燃烧过程中苯系物的排放研究

利用小型烟雾箱对6种市售蚊香和5种佛香燃烧过程进行采样研究,定量分析释放的5种苯系物(苯、甲苯、乙苯、对/间二甲苯、邻二甲苯),利用单室质量平衡模型分别计算排放系数.结果表明,蚊香和佛香的不同品牌之间苯系物的排放系数相差较大,蚊香中5种苯系物的平均排放因子分别是77,101,94,250,94μg/g,佛香中5种苯系物的平均排放因子依次是732,598,2084,2349,221μg/g.蚊香与佛香燃烧释放物中含量最高的苯系物均是间/对二甲苯,分别占总含量的41%、39%.取测得的最大排放速率,采用室内空气质量模型模拟一般条件下蚊香和佛香燃烧释放苯系物对室内空气的影响,分析结果显示,燃烧蚊香造成室内苯、甲苯和乙苯的最大模拟浓度分别是31,45,86μg/m3,燃烧佛香造成室内苯、甲苯和乙苯的最大模拟浓度为65,66,187μg/m3.     

随州市环境空气中苯系物的污染特征

2013年1月对随州市环境空气中苯系物(BTEX-苯,甲苯,乙苯和二甲苯)的质量浓度进行了监测,并分析了其变化规律及影响因素。结果表明,随州市环境空气中几种苯系物的浓度差异明显,其中苯的浓度最高,平均浓度为58.92μg/m3,甲苯、乙苯、间,对-二甲苯、邻-二甲苯的平均浓度分别为15.17、7.69、22.46、12.11μg/m3。对比发现,环境空气中苯系物的日间浓度高于夜间,工业区苯系物的浓度高于居住区和商业区。用SPSS软件对监测数据进行了分析,结果表明,溶剂的挥发和涂料喷涂行业是苯的重要来源。苯系物的浓度变化特征与交通尾气排放、化石燃料燃烧、光化学反应活动等密切相关。     

水位波动对双岩性土层中苯系物运移规律的影响

以苯和甲苯为研究对象,构造双岩性土柱I(砂土-粉土-砂土)和单岩性土柱II(砂土),模拟水位波动、土层介质对苯系物运移的影响。结果表明:水位波动前苯多集聚在粉土夹层上界面,水位波动后下界面苯浓度升高了27.04倍,水位波动有助于苯的垂向运移。波动周期内,苯和甲苯在夹层界面处浓度变化趋势一致,但两者浓度峰值出现阶段不同,且甲苯穿透夹层的浓度小于苯,仅为苯的17.55%。在柱I粉土夹层下界面与柱II相同位置,水位下降时,苯的浓度变化趋势相反;波动周期内,柱I中苯浓度变化速率的改变幅度小于柱II,其受水位波动影响较小。由此,苯系物在不同条件下的运移特征,可为土壤和地下水污染的精准修复和防治提供技术支持。     

基于SOA和O3生成潜势的杭州市PM2.5和O3协同控制

2019年3月1日～2019年5月31日期间采用Syntech Spectras GC955在线气相色谱仪对杭州市大气环境中挥发性有机物（VOCs）进行了在线连续监测,分析了VOCs体积分数的组成特征、 PM_2.5和O₃协同控制的优控VOCs物种和VOCs特征污染物比值.结果表明,烷烃是VOCs体积分数中最重要的组分,贡献了62.40%. C2～C6的烷烃、苯系物、乙烯和乙炔是VOCs关键物种.烯烃和芳香烃是OFP的主要贡献组分,贡献率分别为41.35%和37.50%.芳香烃是SOA的主要贡献者,贡献率超过90%.低碳的烷烃、低碳烯烃和苯系物是OFP的关键贡献物种,控制好甲苯、间/对-二甲苯和邻-二甲苯这3种苯系物,是O₃和PM_2.5协同控制的关键.采样点大气中VOCs除了受机动车尾气的影响外,溶剂使用等工业排放的影响也较为显著.     

城市典型花卉苯系物的释放规律研究

采用热脱附-气相色谱/质谱联机对城市3种典型花卉植物变叶木、夹竹桃、广东万年青释放苯类物质的规律进行测定表明:3种植物均释放苯系物中的3种,分别是甲苯、乙苯、苯乙烯,苯和二甲苯没有检出;3种花卉单位时间内释放苯类物质由多到少排列依次为广东万年青>变叶木>夹竹桃,且所释放出来的苯系物中,苯乙烯的含量最高;3种植物释放苯类物质的日变化呈单峰型,一天中14:00-15:30释放量最大。环境因子温度和光照强度是植物释放苯系物的主要影响因素。     

土壤中苯向大气挥发过程的影响因素和通量特征研究

采用通量箱(30.0 cm×17.5 cm×29.0 cm)研究砂土与黑土中苯挥发过程中的影响因素和通量变化特征.通过模拟不同空气流速、不同温度,并设定土壤类型、土壤含水量、初始浓度等条件,实时监测通量箱中各层土壤气相中和土壤上方空气中苯的浓度,来分析不同条件下苯的挥发特征.结果表明,砂土和黑土中苯的挥发通量分别随着土壤含水量的增加而降低,土壤充气空隙率相近情况下,苯在砂土中的挥发通量明显高于黑土.空气流速在300~900 mL·min-1范围内,砂土中苯挥发通量随空气流速升高而加大;在20~40℃范围内对黑土的试验结果表明,苯挥发强度受温度影响显著.苯挥发通量与土壤中苯浓度呈线性相关,其可根据土壤中苯初始浓度和水溶出浓度进行预测.     

1株BTEX降解新菌株的分离鉴定及其降解特性研究

取自炼油污水处理厂曝气池的活性污泥经过苯系物定向驯化后,选育到1株能同时高效降解苯、甲苯、乙苯和邻二甲苯(BTEX)的菌株byf-4,基于形态特征、生理生化、16S rDNA序列系统学分析和Biolog鉴定,可确定该菌株为染料分枝杆菌Mycobacterium cosmeticum,其为新发现的1株具有降解BTEX性能的菌株.该菌株最佳生长温度和pH分别为30℃和7.0,其对4种苯系物的降解优先顺序为苯、甲苯、乙苯、邻二甲苯;菌株降解苯、甲苯、乙苯和邻二甲苯的比耗氧速率分别为165.3、170.5、49.3和57.4 mg.(min.mg)-1;菌株降解BTEX的过程遵循Haldane动力学模型,对苯、甲苯、乙苯和邻二甲苯的最大比降解速率分别为0.518、0.491、0.443和0.422 h-1,菌株最大比生长速率分别为0.352、0.278、0.172和0.136 h-1.     

Bio-removal of mixture of benzene, toluene, ethylbenzene, and xylenes/total petroleum hydrocarbons/trichloroethylene from contaminated water

Four pure cultures were isolated from soil samples potentially contaminated with gasoline compounds either at a construction site near a gas station in Fai Chi Kei, Macau SAR or in the northern parts of China (Beijing, and Hebei and Shandong). The e ects of di erent concentrations of benzene, toluene, ethylbenzene, and three isomers (ortho-, meta-, and para-) of xylene (BTEX), total petroleum hydrocarbons (TPH), and trichloroethylene (TCE), when they were present in mixtures, on the bio-removal e ciencies of microbial isolates were investigated, together with their interactions during the bio-removal process. When the isolates were tested for the BTEX (50–350 mg/L)/TPH (2000 mg/L) mixture, BTEoX in BTEoX/TPH mixture was shown with higher bio-removal e ciencies, while BTEmX in BTEmX/TPH mixture was shown with the lowest, regardless of isolates. The TPH in BTEmX/TPH mixture, on the other hand, were generally shown with higher bio-removal e ciencies compared to when TPH mixed with BTEoX and BTEpX. When these BTEX mixtures (at 350 mg/L) were present with TCE (5–50 mg/L), the stimulatory e ect of TCE toward BTEoX bio-removal was observed for BTEoX/TCE mixture, while the inhibitory e ect of TCE toward BTEmX for BTEmX/TCE mixture. The bio-removal e ciency for TPH was shown lower in TPH (2000 mg/L)/TCE (5–50 mg/L) mixtures compared to TPH present alone, implying the inhibitory e ect of TCE toward TPH bio-removal. For the mixture of BTEX (417 mg/L), TPH (2000 mg/L) along with TCE (5– 50 mg/L), TCE was shown co-metabolically removed more e ciently at 15 mg/L, probably utilizing BTEX and/or TPH as primary substrates.     

土壤中氯苯类化合物的迁移行为

为了污染土壤的恢复 ,应用土壤污染实时模拟系统 ,研究土壤中氯苯类化合物的迁移行为 .结果表明 ,氯苯类化合物主要滞留在土壤相中 ,在气、液 2相中的含量随着其蒸汽压和水溶性的增大而增大 ;15cm以上土壤中的氯苯类化合物由最初的均匀分布 ,变为从上至下浓度逐渐增大的分布 .渗滤液中的氯苯类化合物随渗滤水量变化为 2个阶段 ,渗滤水量 <1000 ml时 ,浓度随水量逐渐下降 ;而渗滤水量 >1000 ml后 ,浓度变化不大 ,趋于某一稳定的浓度值 .氯苯类化合物在土壤层和渗滤水中浓度的变化可较好地用吸附模型来解释 .不同氯苯类化合物的挥发速率随时间延长而降低 ,挥发速率与氯苯施加量的对数和蒸汽压呈良好线性关系 .     

沈阳地区地表水、浅层地下水及沿岸土壤中苯

对沈阳地区主要地表水(浑河、细河、蒲河、沈抚灌渠)及其沿岸地下水和土壤中苯系物(BTEX)的污染特点和分布特征进行了研究.结果表明:细河和沈抚灌渠地表水中BTEX检出率较高(33%～67%),苯和甲苯是该区域的主要污染物,ρ(苯)和ρ(甲苯)分别为<0.30～24.90和<0.30～354.00 μg/L;地表水检出的BTEX均未超过《生活饮用水卫生标准》(GB5749—2006)的限值(1 510 μg/L). 细河两岸的浅层地下水在一定程度上受到BTEX的污染,苯和甲苯的检出率分别为25%～33%和13%～25%,二甲苯和乙苯检出率较低(0～20%). 彰驿镇19个监测井中有2个浅层地下水监测井中的ρ(苯)超过GB5749—2006限值(10 μg/L),夏季ρ(苯)最大值为236.00 μg/L. 沿岸附近土壤中5种BTEX全部被检出,检出率均高于相应的河水. 研究区包气带土壤层虽具有良好的防污性能,但也具有储存和阻碍BTEX挥发和降解的负面效应,对当地的生态系统和人类健康构成了潜在的威胁.      

BTEX在地下环境中的自然衰减

通过室内模拟柱实验研究了BTEX在地下环境中的自然衰减过程,发现BTEX通过以细砂为介质的模拟地下环境时确实发生了自然衰减,挥发和生物降解作用是其自然衰减的重要机制.以苯为例,其在水中的质量浓度为11.40 mg/L左右时,挥发和生物降解作用占自然衰减的比例分别是16.36%和4.91%;而甲苯浓度为3.30 mg/L左右时,两者所占比例分别是11.04%和41.50%.可见BTEX中各组分衰减规律不同.BTEX浓度越大,其挥发得也越快,挥发对自然衰减的作用越大.微生物降解作用对甲苯更有效,占自然衰减的41.50%,间、对二甲苯次之占8.49%,而苯和乙苯很难被降解.     

水泥窑共处置过程中砷挥发特性及动力学研究

针对不同形态的含As化合物开展了热重实验、熟料煅烧以及熟料消解实验,研究了水泥窑共处置过程中砷在等温条件下随时间的挥发特性和可能的化学反应.结果表明,不同化学形态的砷挥发规律不尽相同,砷酸钠在水泥生产涉及的温度区间基本不挥发;硫化亚砷在水泥窑共处置的过程中,砷的挥发率随时间逐渐增大,25min以后基本不再挥发,低于1000℃时,砷的挥发率随温度的升高而增大,但高于1000℃时,挥发率随温度的增大而减小;亚砷酸钠在1000℃以上的挥发规律与硫化亚砷类似,挥发率随温度的升高而减小,25min以后基本不再挥发.硫化亚砷在1000℃以下煅烧时,挥发率随时间和温度变化的动力学方程为a =1-exp[-1.77exp(-3158/T)t],可以根据此方程计算不同温度和停留时间工况下砷挥发的理论值,进而控制含砷废物的投加量,避免对环境造成危害.     

焦化场地包气带区土壤苯的精细化风险评估

苯系物是以煤炭为原料的焦化企业主要挥发类有机污染物（VOCs）.我国现行技术导则在评估VOCs呼吸暴露健康风险时推荐Johnson-Ettinger（J&E）蒸气入侵模型,该模型简单易用,但在某些实际场地应用中存在过于保守的问题,采用双元平衡模型（Dual Equilibrium Desorption,DED）对J&E模型进行校正后可以在一定程度上克服该问题.基于河北省某焦化厂前期土壤调查结果,选取约30 000 m2污染较重的区域开展苯土壤气通量专项调查并进行精细化风险评估,采用J&E-DED模型计算苯的室内呼吸暴露途径健康风险,并与基于J&E模型和实测土壤气挥发通量计算的风险结果进行比较.结果表明:①基于J&E模型、J&E-DED模型、实测土壤气挥发通量计算研究区域土壤苯的致癌健康风险均超过1.00×10-6,对人体存在不可接受的致癌风险.②基于J&E-DED模型计算的风险值比基于J&E模型计算的风险值更接近于基于实测土壤气挥发通量计算的风险值.③当场地土壤性质偏砂性时,可为土壤气中VOCs的扩散迁移提供相对贯通的自由通道,致使整个污染区域土壤气的浓度和风险分布比较均匀.④对J&E-DED模型评估苯室内人体呼吸暴露健康风险时的敏感性参数进行分析发现,地基裂隙中空气体积比对结果的影响最明显（达190.6%）,影响最小的是土壤孔隙水体积比和土壤容重,其他参数对结果均有比较明显的影响.研究显示,该场地地质条件下,J&E-DED模型对于反映土壤中苯的人体健康风险具有较好的适用性,可以在一定程度上克服J&E模型计算结果过于保守的问题.      

基于TMVOC的水位波动带土壤气相抽提模拟

为探究水位波动对土壤气相抽提（Soil Vapor Extraction，SVE）修复的影响，以西北某傍河石化场地为研究对象，利用TMVOC模拟苯系物的自然衰减过程及不同水位状态下SVE修复过程，从修复效果、相间转化、饱和度演变等方面比较不同条件下苯系物的衰减率.结果显示，该场地较佳的抽提井的压强为9.1×10⁴Pa，影响半径为8m；苯系物在自然衰减、水位稳定状态下SVE修复及水位波动状态下SVE修复12个月后的质量损失分别为17%、85%、96%；水位稳定和水位波动状态下SVE修复12个月后，非水相液体（Non-Aqueous Phase Liquids，NAPL）的饱和度最大可达到0.066和0.044；水位稳定状态下，苯系物在"气-液-NAPL"相去除率逐渐降低，水位波动状态下，在水位下降的阶段，更多的NAPL相苯系物转化为气相，并被抽提气流携带去除.     

Volatilization of heavy metals during incineration of municipal solid wastes

Incineration experiments with MSW, which had been impregnated with heavy metals, were presented to obtain information on the volatilization behavior of the elements cadmium (Cd), lead (Pb), and zinc (Zn) under different conditions. Experiments were carried out in a bubbling fluid bed system connected to a customized inductively coupled plasma optical emission spectroscopy(ICP-OES) for analyzing metals in the flue gas. The results indicated that the combustion temperature, the gas atmosphere, and the chlorine content in the flue gas could affect the volatilization behavior of heavy metals. In the fluidized bed combustion, a large surface area was provided by the bed sand particles, and they may act as absorbents for the gaseous ash-forming compound. Comparer with the metals Cd and Pb, the vaporization of Zn was low. The formation of stable compounds such as ZnO.Al2O3 could greatly decrease the metals volatilization. The presence of chlorine would enhance the volatilization of heavy metals by increasing the formation of metal chlorides. However, when the oxygen content was high, the chlorinating reaction was kinetically hindered, which heavy metals release would be delayed.     

污水处理过程中苯系物和氯代烃三相分布规律

为研究污水处理过程中曝气对苯系物中苯、甲苯和二甲苯以及氯代烃中三氯甲烷、四氯化碳、三氯乙烯和四氯乙烯去除的影响,设计了2个反应器,模拟污水处理过程,一个为活性污泥反应器,另一个为没有活性污泥的对照反应器.结果表明,在液相中,30.6%的TOC未经微生物降解而直接因曝气逸散到气相.苯系物的逸散比例达到了100%;三氯甲烷、四氯化碳、三氯乙烯和四氯乙烯的逸散比例分别为27.5%、39.0%、42.4%和38.5%.同时利用密闭水箱研究了生物处理单元中苯系物和氯代烃三相分布规律.在厌氧阶段,固相中苯、甲苯、二甲苯、三氯甲烷、四氯化碳、三氯乙烯和四氯乙烯占总量比例分别为38.7%、43.6%、38.0%、28.8%、24.3%、15.3%和20.5%.在曝气阶段,苯系物全部被去除,氯代烃总量略有下降.二沉池阶段,固相中三氯甲烷、四氯化碳、三氯乙烯、四氯乙烯占总质量的比例分别为5.2%、20.1%、6.8%和0%.      

Anaerobic BTEX degradation in soil bioaugmented with mixed consortia under nitrate reducing conditions

Different concentrations of BTEX, including benzene, toluene, ethylbenzene, and three xylene isomers, were added into soil samples to investigate the anaerobic degradation potential by the augmented BTEX-adapted consortia under niwate reducing conditiom. All the BTEX substrates could be anaerobically biodegraded to non-detectable levels within 70 d when the initial concentrations were below 100 mg/kg in soil. Toluene was degraded faster than any other BTEX compounds, and the high-to-low order ofdegradation rates were toluene>ethylbenzene>m. xylene>o-xylene>benzene>P. xylene. Nitrite was accumulated with nitrate reduction. but the accumulation of nitrite had no inhibitory effect on the degradation of BTEX throughout the whole incubation. Indigenous bacteria in tIle soil could enhance the BTEX biodegradation ability of the enriched mixed bacteria. When the six BTEX compounds were simultaneously present in soil, there was no apparent inhibitory effect on their degradation with lower initial concentrations. Alternatively, benzene, o-xylene, and P-xylene degradation were inhibited with higher initial concentrations of 300 mg/kg. Higher BTEX biodegradation rates were observed in soil samples with the addition of sodium acetate compared to the presence of a single BTEX substrate. and the hypothesis of primary-substrate stimulation or cometabolic enhancement of BTEX biodegradation seems likely.