Influences of working pressure on properties for TiO2 films deposited by DCpulse magnetron sputtering

TiO2 films were deposited at room temperature by DC pulse magnetron sputtering system.The crystalline structures,morphological features and photocatalytic activity of TiO2 films were systematically investigated by X-ray diffraction (XRD),atomic force microscopy and ultraviolet spectrophotometer,respectively.The results indicated that the working pressure was the key deposition parameters influencing the TiO2 film phase composition at room temperature,which directly affected its photocatalytic activity.With increasing the working pressure,the target self-bias decreases monotonously.Therefore,low temperature TiO2 phase (anatase) could be deposited with high working pressure.The anatase TiO2 films deposited with 1.4 Pa working pressure displayed the highest photocatalytic activity by decomposition of Methyl Orange solution,which the degradation rate reached the maximum (35%) after irradiation by ultraviolet light for 1 h.     

工业燃煤链条炉细粒子排放特征研究

链条燃煤锅炉是当前我国工业锅炉的最主要应用炉型,其容量占到了工业锅炉总容量的85%,是重要的大气污染物排放源之一.本研究在3个地区选取了5种典型容量的链条炉,应用自行设计的二级稀释系统现场测试其细粒子（PM_2.5）和各种气态污染物的排放特征.结果表明,链条炉烟气中的PM_2.5质量粒径呈单峰或双峰分布,第1个峰值在0.14 μm处,第2个峰值在1 μm后;湿法除尘和旋风除尘对PM_1.0的细粒子仍具有有效的去除效率;在相同或相似除尘控制技术的条件下,PM_2.5的排放水平随锅炉容量的增大而减小.在PM_2.5中,SO^2-₄是最丰富的离子,质量分数在20%～54%范围内;C是最丰富的元素,质量分数在7.5%～31.8%之间,其次是S,质量分数为8.4%～18.7%.采用碳平衡法计算得出PM_2.5、NO_x和SO₂的排放因子分别为0.046～0.486 　g·kg^-1、 1.63～2.47　g·kg^-1、 1.35～9.95　g·kg^-1,这为建立我国的工业锅炉排放清单及大气污染来源分析提供了必要的基础数据.     

溶解性有机氮乙酰胺氯化生成饮用水THMs的影响因素研究

氯化消毒可以有效杀灭细菌,但同时会产生危害人体健康的消毒副产物(DBPs).溶解性有机氮(DON)是DBPs的重要前体物,为考察DON对THMs的影响,首次选取乙酰胺(AcAm)作为前体物DON的代表物质,采用Plackett-Burman和Box-Behnken方法设计试验,考察了AcAm初始浓度、加氯量、pH、温度、溴离子浓度和反应时间等因素对三卤甲烷(THMs)生成的影响.结果表明,在AcAm生成THMs的过程中,AcAm初始浓度、pH和反应温度3个因素的影响程度较小,溴离子、有效氯和反应时间3因素的影响较大,其中溴离子的影响最为显著.溴离子浓度一定时,改变有效氯的含量,生成的THMs总量变化不大,溴离子对THMs的生成有一定的催化作用,控制溴离子的浓度是减少AcAm生成THMs的有效措施.在有效氯为8.77 mg/Ｌ、溴离子为0.77 mg/Ｌ及接触时间为6.20 h的条件下,THMs存在最大生成量为45.82 μg/L.随着反应时间的推移,溴分配系数n呈上升趋势,控制消毒反应时间,是减少THMs致癌风险的有效方法.同时探讨了AcAm生成THMs的反应路径,表述了溴离子的催化作用机制.     

中国南方森林黄壤的铝活化模式

将酸化模型应用于我国区域酸沉降影响的预测和控制对策的制定,需要选择有区域代表性的土壤铝活化模式并确定其参数.利用我国南方4个森林小流域的土壤化学长期观测资料,对常见的铝活化模式,如三水铝石模式、斜矾石模式、高岭石模式、伊毛缟石模式和有机质吸附模式等在中国南方森林黄壤的区域适用性进行了分析.结果表明,广泛应用于各种酸化模型的三水铝石模式实际上并不适用,而修正后的三水铝石经验模式在土壤水pH值≥4时能够适用,经验常数可取pK=-2.40、 a=1.65（上层土壤）和pK=-2.82、a=1.66（下层土壤）.其他模式与经验三水铝石模式相比,模拟性能并无明显的改善.观测结果还表明,当pH<4时,pAl不随pH明显变化,这些模式均不能解释其机制.     

硝基苯、苯胺在湿地土壤不同有机组分中的吸附特征

应用平衡法研究了湿地土壤不同有机组分对硝基苯和苯胺的吸附行为.结果表明,吸附等温线经拟合后均符合Freundlich模型,可决系数分别为R2=0.983～0.997,R2=0.963～0.991(P<0.01,n=5),土壤不同有机组分对硝基苯和苯胺的吸附表现为非线性特征,其吸附过程与有机质含量和结构有关.硝基苯和苯胺在湿地土壤中的吸附主要受腐殖酸、易氧化有机质组分和脂类化合物的影响,其中腐殖酸对硝基苯和苯胺具有最大的吸附容量;脂类化合物表现为与硝基苯、苯胺竞争土壤有机质结构中的吸附位点,去除脂类化合物后残余物的吸附量增大;矿物组分对硝基苯和苯胺的吸附是次要的,吸附容量仅为2.31mg·kg-1和3.63mg·kg-1.硝基苯和苯胺的Koc值分别按如下顺序增加:碱提取残余物<原始土<过氧化氢氧化残余物<苯/甲醇提取残余物,原始土<苯/甲醇提取残余物<过氧化氢氧化残余物<碱提取残余物.     

二氧化锰氧化降解金霉素的动力学研究

研究了金霉素(CTC)在二氧化锰(MnO2)作用下的氧化降解过程,并讨论了初始MnO2浓度、体系pH及温度对降解反应的影响.无MnO2存在时,CTC没有发生降解.但是当体系中存在MnO2时,CTC浓度开始迅速下降,反应后期降解速率逐渐变慢;同时体系中二价锰离子(Mn2+)浓度逐渐升高,表明MnO2可以降解CTC,该过程是一个氧化还原反应.采用草酸溶解MnO2和过滤2种不同的方法终止反应,对比2种方法所得的结果,可以发现该反应过程中,开始阶段降解作用占主导地位,在反应达到平衡后吸附作用才明显.CTC的降解速率随着MnO2初始浓度的增加和体系温度的升高均显著加快.反应体系的pH能强烈影响CTC的氧化降解,降解速率随着pH的升高而明显降低.这是由于CTC随体系pH由3.77升高到7.41时,分别以阳离子、中性形态和阴离子的形式存在;而-δMnO2(pHzpc=2.25)表面在pH3.77的整个范围内均呈现为负电性.因此随pH升高,阴离子形态的CTC逐渐增多,导致其在MnO2表面的吸附作用减弱,从而使降解速率变缓.     

深圳市清水河垃圾焚烧厂周围地区优势植物的汞污染研究

为研究垃圾焚烧厂对周围植物的汞污染状况,分析了深圳市清水河垃圾焚烧厂周围优势植物茎叶以及土壤的总汞浓度.结果表明,该垃圾焚烧厂周围的优势植物均受到一定程度的汞污染,叶总汞浓度为0.0309~0.2467 mg.kg-1,平均值为0.0948 mg.kg-1,所选择的6种优势植物叶总汞的浓度:台湾相思豺皮樟马占相思大叶相思木荷梅叶冬青;茎总汞浓度为0.0074~0.1196 mg.kg-1,平均值为0.0417 mg.kg-1.同种植物茎叶总汞浓度呈显著正相关,而植物茎叶的总汞浓度与土壤总汞浓度并无显著相关性;在该垃圾焚烧厂主导风向的下风向,距污染源的距离和地形差异共同对烟气扩散浓度产生影响,而植物茎叶总汞浓度变化则与烟气扩散浓度的空间分异格局基本吻合.上述结果充分证明,本研究区内烟气-叶的交互作用在植物与环境的汞交换中占据主导地位.     

Zn,Cu和Ni污染土壤中重金属的化学固定

利用化学固定剂处理被污泥中Zn,Cu和Ni污染的土壤,研究不同化学药剂对重金属离子的固定技术.结果表明,石灰、硫化物和硅酸盐对Zn都有较好的稳定效果,硫化物对Cu的稳定效果较好,硅酸盐和石灰对Ni的稳定效果较好;对于被Zn,Cu和Ni污染的土壤,混合药剂对重金属污染物的固定效果最佳.研究表明通过调解系统的pH和生成稳定化合物形态使土壤中Zn,Cu和Ni得以固定.通过硫化物 石灰化学固定处理,固定前后Zn,Cu和Ni的不稳定形态含量分别减少了69%,56%和59%.     

蒽与DNA碱基胸腺嘧啶相互作用的分析

利用紫外、红外和荧光光谱法研究DNA碱基胸腺嘧啶与蒽的相互作用以及由此引起的胸腺嘧啶结构变化,荧光猝灭实验测得二者的结合常数为9.6×103L·mol-1;紫外差谱结果显示,蒽与胸腺嘧啶的作用对共轭系统的π-π跃迁产生了影响;蒽与胸腺嘧啶混合物的红外光谱显示胸腺嘧啶的N-H和C=O振动峰以及环的面外变形振动峰均发生位移,表明二者之间可能以面对面相平行的方式发生了π-π电子给体受体作用,作用结果导致胸腺嘧啶环上电子云密度增大.     

偶氮类染料刚果红水溶液的辐射降解

利用60Co γ射线、电子束辐照刚果红水溶液,研究其降解行为.考察了刚果红水溶液辐照前后紫外可见光谱的变化、刚果红的降解率及溶液总有机碳(TOC)的去除率.通过不同气氛饱和辐照,对比了各种活性粒子对降解效果的影响.初步研究了初始pH值、H2O2和TiO2的加入对刚果红水溶液降解效果的影响.结果表明,60 γ射线、电子束辐照是一种有效的去除水体中刚果红染料的方法,其降解效果在不同体系中均可以达到100%.高剂量下TOC去除率可以达到85.7%.H2O2和TiO2的加入可以有效提高刚果红的降解效率.