厌氧环境雌黄溶解产物形态的XAS研究

雌黄是砷的环境地球化学过程中的重要的次生矿物.雌黄的溶解性研究对于研究砷在水环境中的形态转化和环境归趋具有重要意义.环境中p H和硫化程度对于雌黄中的砷的形态变化及其稳定性有重要影响.通过室内模拟实验,结合同步辐射X射线近边吸收光谱(XANES)和扩展X射线吸收光谱(EXAFS)表征手段研究了近中性厌氧条件下,有硫和无硫体系中雌黄溶解产物中稳定存在的砷形态.结果表明,在p H中性条件下,雌黄在两种体系中均形成硫代砷和亚砷酸盐的混合物,有硫体系中硫代砷是以全硫代为主,而无硫体系中硫代亚砷酸盐是部分硫代为主.线性拟合分析确定在有硫体系中硫代亚砷酸盐形态占总砷形态的88.2%,亚砷酸盐形态占总砷形态的11.8%,而在无硫体系中,硫代三价砷形态占总砷形态的43.7%,亚砷酸盐形态占总砷形态的56.3%.可见亚砷酸盐的形成与砷硫比有关,提高硫砷比可以提高亚砷酸盐中硫取代的比例以及全硫代亚砷酸盐的形成.     

华南地区酸沉降的硫同位素组成及其环境意义

为探讨华南珠江三角洲和湘桂走廊及其周边地区的酸沉降硫源,分别对大气降水、大气SO₂、气溶胶和工业用煤、重油及其燃烧产物进行了硫同位素组成测定.研究结果表明,珠江三角洲和湘桂走廊地区的大气降水硫同位素组成有明显的差异,其大气降水δ³⁴S值的变化范围分别为1.9‰～10.3‰和-4.8‰～-0.1‰.湘桂走廊地区大气降水明显的富集轻硫同位素(32S),而珠江三角洲地区则富集重硫同位素(34S).在煤、重油燃烧过程中硫同位素分馏效应研究基础上,将该地区酸雨硫源区分为4种类型,即人为成因硫、天然生物硫、海雾硫和远距离传输硫.在定量计算不同硫源对酸雨贡献的基础上.提出人为成因硫是珠江三角洲和湘桂走廊地区最强的污染硫源,而生物硫在夏季贡献突出,其贡献率分别为47%和52%.传输硫在冬季贡献率可达49%.上述结果,对研究治理华南地区的酸雨具有重要意义.     

燃煤固硫技术的原理

煤的脱硫在技术工艺上比较复杂,设备庞大,费用高,当前进行普及还有不少困难.但煤燃烧过程中将硫大部分固定在煤碴之中是一种技术上简单、投资少、容易管理的治理方法.现就这方面进行一些探讨.一、煤在燃烧过程中SO_2的生成反应煤中的全硫份包括无机硫及有机硫.有机硫通式为R-S;无机硫有游离态的硫及硫铁矿和硫酸盐中的硫.在高硫份煤中,硫主要以硫铁矿的形式存在.有机硫、游离状态的硫和硫铁矿中的硫皆为可燃性硫.燃烧后的生成物为SO_2,其反应式如下:     

硫氨基循环抑制烟气二噁英生成的试验研究

新型硫氨基物质对二噁英低温从头合成具有良好的抑制效果,但尚未在实际焚烧炉中应用.本文借助烟气循环抑制和飞灰低温热处置联用控制二噁英排放中试系统(500 Nm~3·h~(-1)),开展了硫氨基循环抑制实际焚烧炉烟气二噁英排放的研究.试验结果表明,硫氨基抑制气氛能在该系统中循环累积,该系统对二噁英阻滞率达95%以上,烟气二噁英排放浓度低于最新国家环保标准0.1 ng·Nm-~3(以I-TEQ计).该新型硫氨基循环抑制技术对实际废物焚烧炉二噁英的减排控制具有重要指导价值.     

生物炭对土壤中硫的迁移转化及植物有效性的影响研究

土壤中的硫是作物生长发育不可缺少的营养元素,也是合成植物体内蛋白质、核酸等的重要组成成分.硫素是不可再生资源,充分合理的利用现有的硫素资源,对于保持硫素的循环平衡具有重要意义.生物炭一般指农林废弃物在厌氧或缺氧条件下高温热解生成的一种富碳颗粒,因其在土壤性质改良等方面的广泛应用而备受关注.生物炭施入土壤,将直接或间接影响土壤中硫的植物有效性.评述了生物炭对土壤中硫素有效性的重要研究进展,为生物炭的农业应用提供参考价值.     

污泥焚烧项目环境监理钙硫比核算应用实践研究

在污泥焚烧项目环境监理过程中,通过核算钙硫摩尔比考察或佐证二氧化硫的去除能力及效果.根据钙硫比核算需要收集项目相关生产报表,并对污泥焚烧过程中的钙硫摩尔比进行核算.通过对钙硫比的合理性进行分析,进而考察污泥焚烧过程中二氧化硫产生情况及达标排放情况,提升环境监理工作深度.数据来源为企业实际生产报表,分析方法为钙硫元素摩尔量理论反应值、质量平衡、热量平衡.通过实际数据核算分析发现,污泥焚烧项目中的钙硫元素摩尔比明显低于理论设计值,污泥中硫在焚烧过程中转化成SO2的比例约为64.52%.     

燃煤过程硫同位素分馏效应及其环境意义

世界范围内燃煤而释放的二氧化硫气体和颗粒物,严重地扰动了硫的全球环境地球化学循环,是导致全球性大气污染和酸沉降的重要原因.为定量地评估人为活动释放硫和天然生物成因硫对全球环境质量的相对影响,稳定硫同位素示踪技术是一新的发展方向.     

上海工业区大气颗粒物中硫的化学形态和分布

用低压冲击式采样器 (DLPI) 采集了上海工业区和郊区大气中28nm~9.92μm粒径范围的颗粒物样品,用同步辐射X射线吸收近边结构谱(XANES)和X射线荧光分析(SRXRF) 对样品中硫的化学形态和含量进行了研究.结果表明,粗颗粒物和细颗粒物中的硫,大部分以硫酸盐形式存在;超细颗粒物中除了硫酸盐硫之外,一部分硫以低价的还原态形式存在,可能的化学形态为金属硫化物、噻吩类有机硫化物.细粒子中硫的质量浓度高于粗颗粒,约 70%的硫分布在细粒子中.硫的质量浓度呈多模态分布.工业区的超细颗粒物峰值出现在0.091~0.154μm;细颗粒的分布为积聚模,峰值出现在0.38~0.611μm;粗颗粒分布为粗模态,在1.59~3.98μm和6.57~9.92μm出现2个峰值.郊区的超细颗粒物中硫的质量分布不存在峰值;积聚模出现两个亚模态,分别为峰值在0.261~0.380μm的“凝结模态”和峰值在0.611~0.945μm的“液滴模态”;粗模态峰值在2.38~6.57μm.污染来源和颗粒物形成、转换机制以及不同采样时间的气象条件差异决定了2个地区颗粒物中硫的分布特性,工业区颗粒物中硫的来源有海盐源的贡献,而郊区较少受海洋源的影响.     

太湖蓝藻聚集区沉积物硫形态的时空变异特征

以太湖竺山湾蓝藻聚集区沉积物为对象,通过季节性采样,借助硫形态提取与硫同步辐射技术(S-XANES),对沉积物内硫形态分布特征进行研究.结果表明,沉积物中硫分布具有明显的季节性波动特征,夏季沉积物中还原性硫含量要显著高于春季.硫形态提取结果显示,聚藻区沉积物中酸可挥发性硫、黄铁矿硫的平均浓度分别是非聚藻区的12.7、4.16倍,表明蓝藻聚集有利于还原性硫的产生.S-XANES分析结果也表明聚藻区沉积物内Fe S、Fe S2和ES的平均百分比含量明显高于非聚藻区.结合对比两种硫分析方法,可以发现聚藻区内强还原环境会使沉积物中硫优先还原为硫化亚铁,有利于向稳定态铁硫化物黄铁矿的转化.聚藻区沉积物内腐殖质硫(HS+FS)的平均含量是非聚藻区的1.53倍,且以硫醇、硫醚等还原态有机硫为主.上述研究表明,聚藻区沉积物中还原性硫和有机硫组分的含量均明显高于非聚藻区,可能是导致水体黑臭事件发生的主要诱因之一,应加大对聚藻区沉积物的治理.     

矿床中硫的来源(根据同位素资料)

目前人们认为,矿床中的硫至少来自下列来源之一,即: 1.直接由地壳初始岩浆冷却而沉积的初生硫; 2.在地壳最上部带的沉积或结晶岩层中形成的沉积硫; 3.沉积岩层变质或熔融时分离出的再生硫。 下面我们将根据矿床的硫同位素成分来讨论上述来源的某些特征。 初生硫 产在地壳深部或上地幔的岩石可能是初生硫的来源。组成这些岩石的矿物成分从未参与沉     

水稻根际与非根际土壤硫素赋存形态转化及其迁移规律

在未污染及重金属污染水稻土上施用不同硫肥处理,通过池栽试验研究硫在水稻根际与非根际土壤中迁移规律及其赋存形态的影响.结果表明,在水稻生育期内,根际与非根际土壤溶液Eh、pH和pe+pH范围分别在93~283 mV和83~254 mV之间、7.5~8.4和7.7~8.4之间、9.1~13.2和9.1~12.5之间.根际土Eh总体上高于非根际土,根际土pH总体上低于非根际土.在根际土壤中,水溶性硫(占总无机硫的41%~81%,下同)吸附性硫(9%~34%)盐酸可溶性硫(8%~24%)盐酸挥发性硫(2%~8%).在分蘖期和抽穗扬花期,水溶性硫和吸附性硫的质量分数,施用石膏处理的显著性高于单质硫处理的;对未污染水稻土,其质量分数显著性高于污染水稻土的.在非根际土壤,水溶性硫(40%~69%)盐酸可溶性硫(18%~41%)盐酸挥发性硫(6%~16%)吸附性硫(0.7%~7.5%).根际土与非根际土壤的无机硫质量分数分别为223~738mg·kg~(-1)和68~128 mg·kg~(-1),土壤有机硫质量分数分别为574~1 647 mg·kg~(-1)和108~391 mg·kg~(-1),总硫的质量分数分别为825~2 287 mg·kg~(-1)和200~477 mg·kg~(-1).水稻根际土中,无机硫和有机硫分别占总硫20%~40%和60%~80%;非根际土为18%~46%和54%~82%.水稻根际土在总硫、有机硫、水溶性硫、吸附性硫和盐酸可溶性硫的质量分数分别是非根际土壤的3~11倍、3~5倍、5~7倍,12~20倍、2~3倍,而盐酸挥发性硫的质量分数低于非根际土.     

Mn/TiO2和Mn-Ce/TiO2低温脱硝催化剂的抗硫性研究

在低温选择性催化还原(SCR)反应条件下考察了烟气残余SO2对Mn/TiO2和Mn-Ce/TiO2催化剂选择性催化还原活性的影响,同时对SO2的影响机理进行了探讨.结果发现,Mn/TiO2催化剂在SO2反应气氛中失活很快,硫铵盐的沉积和活性组分的硫酸化是催化剂失活的重要原因;Ce的加入可以有效地抑制催化剂活性组分的硫酸化,同时还能降低硫酸盐在催化剂表面的稳定性,从而可以提高催化剂的抗硫性.     

硫氨基循环抑制烟气二英生成的试验研究

新型硫氨基物质对二英低温从头合成具有良好的抑制效果,但尚未在实际焚烧炉中应用.本文借助烟气循环抑制和飞灰低温热处置联用控制二英排放中试系统(500 Nm³·h^-1),开展了硫氨基循环抑制实际焚烧炉烟气二英排放的研究.试验结果表明,硫氨基抑制气氛能在该系统中循环累积,该系统对二英阻滞率达95%以上,烟气二英排放浓度低于最新国家环保标准0.1 ng·Nm^-3(以I-TEQ计).该新型硫氨基循环抑制技术对实际废物焚烧炉二英的减排控制具有重要指导价值.     

污泥厌氧消化系统中硫转化的主要途径及影响因素

污水厂污泥中的无机硫和有机硫在厌氧消化过程中同时进行固-液-气三相的物理、化学和生物转化。硫的迁移转化及影响机制是污泥厌氧消化物质转化理论体系的重要组成部分。主要介绍了污泥厌氧消化系统中硫的主要生物转化途径和非生物转化途径,分析和总结了污泥厌氧消化体系中影响硫转化的主要因素,并对该领域的未来研究方向进行了展望。     

哒嗪硫磷在液相中的光化学降解

以高压汞灯为光源,研究了哒嗪硫磷在液相中的光化学降解及影响因素.结果表明,哒嗪硫磷浓度为5mg·L-1时,在纯水中光解半衰期为9.82h,哒嗪硫磷在不同有机溶剂中的光解速率大小依次为正己烷>乙酸乙酯>甲醇>乙腈,在碱性溶液中比中性和酸性溶液中光解快.在2～20mg·L-1浓度范围内,哒嗪硫磷在水与甲醇中光解速率均随初始浓度的增加而降低.硝酸盐对哒嗪硫磷水中光解有一定的光敏化作用,而表面活性剂(SDS)则表现出显著的光猝灭作用,且猝灭作用与剂量比正相关.Fe3+和Fe2+对哒嗪硫磷水中光解有极强的光敏作用,并且光敏效应随着离子浓度的提高表现出先增加后减小的现象.光解产物的HPLC-MS检测表明,哒嗪硫磷在水中光解主要的途径是发生光氧化和光异构化作用.     

矿业污染土壤中还原态硫的测定方法探讨

铬粉还原法(SCr)常用于酸性硫酸盐土和河流底泥中还原态硫的测定,其能否应用于矿业污染土壤中还原态硫的测定还有待检验.选取矿渣污染土壤和未污染土壤,添加不同浓度的黄铁矿培养15 d后采用SCr法测定其消化时间和土壤预处理方法的回收率.研究表明:SCr法可应用于矿业酸化土壤中还原态硫的测定,消化时间达到20 min时,不同含硫浓度的处理中还原态硫回收率在95%-105%之间.说明消化20 min即可满足SCr法测定还原态硫的要求.不同预处理方法的比较表明:采用80℃快速风干处理和真空冷冻干燥处理,土壤样品的还原态硫回收率均能达到满意的要求,而采用传统的自然风干处理会使土壤还原态硫的测定结果偏低.因此,测定矿山污染土壤的还原态硫时,可以采用真空冷冻干燥处理或80℃快速风干处理.消化时间为20 min即可.     

同步辐射XRF和XANES研究重金属污染环境中小羽藓体内硫元素的生物指示作用

在实验室将小羽藓(Haplocladium)暴露于不同浓度的铅、铁、铬重金属环境下进行培育,分别应用同步辐射X射线荧光(SRXRF)方法测定小羽藓植株硫元素的含量和X射线吸收近边结构(XANES)分析不同价态的硫所占的相对含量.结果表明,暴露于铅、铁下的小羽藓植株内硫的含量明显增加,铅、铁浓度分别为400 mg/L和200 mg/L时,硫元素含量下降.培养周期为15 d时,小羽藓在100 mg/L铅胁迫下,低价硫由对照组的17.8%升高到23.6%,而同时以硫酸盐形式存在的硫由对照组的56.3%下降到51.2%.在400 mg/L铅胁迫时,低价硫含量增加到24.8%,硫酸盐中的硫所占的比例下降到48.4%.小羽藓植株内的胱氨酸、半胱氨酸、甲硫氨酸和谷胱甘肽中所含低价态硫的总相对含量增加,以硫酸盐态存在的硫相对含量明显下降.研究表明,重金属污染环境导致小羽藓硫吸收同化过程中硫元素含量和价态变化特征具有一定的生物指示作用.     

喀斯特小流域黄壤硫同位素组成特征——对环境过程和效应的指示

用连续提取方法分析了黄壤中总硫、SO₄^2-、总还原态硫（TRS）和有机硫的硫同位素组成,探讨黄壤中硫的迁移转化过程及其环境效应.有机硫是主要的硫形态,SO₄^2-是主要的无机硫形态.TRS具有最低的δ³⁴S值,同时SO₄^2-和TRS的δ³⁴S值随剖面加深而平行地增大指示黄壤中存在SO₄^2-异化还原过程.黄壤剖面中总硫和有机硫的δ³⁴S值先增大后降低与有机硫矿化及有机硫组分的迁移和底层吸附有关.生物滞留后剩余SO₄^2-的吸附、解吸、淋溶迁移及深层吸附与累积导致剖面中SO₄^2-的δ³⁴S值先增大后明显降低.酸沉降下剖面中SO₄^2-的吸附、解吸和淋溶迁移可引起黄壤酸化.值得关注的是,酸沉降输入的SO₄^2-主要以有机硫和吸附态SO₄^2-滞留在黄壤中,则在硫的年沉降速率大幅降低后,在较长时期内,黄壤中有机硫矿化和吸附态SO₄^2-解吸可能释放大量SO₄^2-进入地表和地下水体,与之相关的土壤理化性质变化和水体化学组成改变等方面的环境效应值得关注.     

江西省表层土壤和苔藓硫含量及硫同位素组成对比研究

为探讨土壤受大气硫源的影响,采集了江西省北部地区的表层森林土壤样品,分别测定了土壤不同形态硫(总硫、水溶态硫、吸附态硫和有机硫)的含量以及同位素组成.并随机采集土壤样品附近的石生苔藓样品,测定其硫含量和同位素组成,再与土壤样品进行比较.江西省苔藓组织硫含量平均为0.34%±0.20%,同位素组成除丰城外(-3.31‰),均偏正,平均为5.64‰±2.23‰.土壤总硫平均含量在189.0~793.5 mg·kg-1之间,有机硫是土壤硫的主要形态,水溶态硫含量最少.土壤总硫同位素值在4.45‰~10.28‰之间变化.各形态硫同位素值均偏正,有机硫同位素值最大,水溶态硫与吸附态硫的同位素值接近.土壤总硫含量明显低于苔藓硫含量,且与苔藓硫含量无明显相关.除有机硫外(R=0.50,P>0.05),土壤总硫、水溶态硫、吸附态硫均与苔藓硫同位素值有着较为显著的线性关系(R均在0.7以上,P<0.01),即随着苔藓硫同位素值的增大而增大,说明土壤总硫、SO2-4受大气硫源的直接影响较大,而有机硫受大气硫的直接影响较小.     

燃煤锅炉硫平衡的研究

本文根据燃煤中硫的燃烧氧化机理,通过大量的实测数据统计和分析,计算出硫的转化率,从而导出烟尘和SO_2排放因子.提出了一个简捷、可靠、科学的硫平衡计算方法.此研究成果在我国北方燃煤锅炉集中地区很有推广价值.