上海市PM2.5的物理化学特征及其生物活性研究

采集了上海市区和郊区春季和夏季的大气PM_2.5样品,分析了市区和郊区春夏2季PM_2.5质量浓度变化的规律,使用PIXE(Proton Induced X-ray Emission)分析技术获得S、K、Ca、Ti、Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、As、Se、Br、Sr、Pb等15种元素的质量浓度.结果表明,上海PM_2.5中化学元素的质量浓度在春季　(5?038.6 ng·m^-3) 比在夏季 (3?810.6 ng·m^-3) 高,春季郊区(2?528.9 ng·m^-3) 和市区(2?509.7 ng·m^-3) PM_2.5中化学元素的质量浓度相当,夏季市区样品 (1?674.2 ng·m^-3) 中化学元素质量浓度的总量比郊区(2?136.3 ng·m^-3) 的低,但来自人为污染的化学元素 (Cr、Mn、Ti、Ni、Cu、Zn、As、Br、Sr、Pb) 在市区PM_2.5中的含量较高;场发射扫描电镜 (FESEM) 分析显示,上海PM_2.5主要由烟尘集合体、燃煤飞灰、矿物颗粒、生物质颗粒和不明物质组成,质粒DNA评价揭示上海市区PM_2.5比郊区的具有更强的生物活性,主要原因可能在于市区样品中含有较高的重金属元素和较多的烟尘集合体．     

石油炼化无组织VOCs的排放特征及臭氧生成潜力分析

选取我国光化学活跃的珠江三角洲地区(PRD)典型石油炼化工艺的炼油装置、化工装置和污水处理装置,采用离线和在线的多种先进仪器监测其VOCs的无组织排放特征,并采用间、对-二甲苯/苯(X/B)、甲苯/苯(T/B)、乙苯/苯(E/B)比值分析其VOCs的老化特征,采用最大增量反应活性法(MIR)、等效丙烯浓度法和OH自由基反应速率法(L_OH)3种方法综合评价其VOCs的化学反应活性及臭氧生成潜势(OFP).研究发现,炼油装置区和化工装置区总挥发性有机物(TVOC)浓度早晚高,中午低;污水处理区呈双峰趋势.3个装置区无组织排放的VOCs中烷烃浓度均占比最高,同一装置区内的不同装置VOCs排放特征不同.石化企业X/B、T/B和E/B值较城区和郊区的高,化工装置区的压缩碱洗装置区(CAW)T/B值最大.石化企业VOCs的活性较城区和郊区的强,其平均OH消耗速率常数为15.22×10^-12cm³/(mol·s),最大增量反应活性为4.21mol(O₃)/mol(VOC).化工装置区对石化企业OFP总量的贡献最高,为84.83%;其次是污水处理区,12.95%;炼油装置区最低,为2.22%.化工装置区的CAW对石化企业OFP贡献率最高,为34.26%;污水处理区的浮选池(FT)贡献率最低,为0.36%.     

鲜甘薯发酵生产燃料乙醇中的降粘工艺

鲜甘薯高浓度发酵生产燃料乙醇的瓶颈之一是醪液粘度高,容易堵塞管路,严重影响工业化生产和增加能源消耗,同时也会降低乙醇发酵效率.为解决此问题,进行了添加降粘酶系及其作用条件优化研究,结果如下:1)确定最适降粘酶系为四川禾本生物工程有限公司的纤维素酶,粘度由1.7×104mPa.s降到8.8×102mPa.s,并且降低了生产成本;2)确定降粘酶作用前高温处理条件:110℃,20 min;3)最适降粘酶对不同品种鲜甘薯高浓度发酵的降粘效果表明降粘酶对大部分品种鲜甘薯降粘效果较好,粘度均约为1.0×103mPa.s以下,最低粘度只有2.7×102mPa.s,粘度下降率均在95%以上;4)在确定最适降粘酶系和其作用前高温条件后,将其应用于工业化生产,加入降粘酶2 h后发酵醪液的粘度由1.8×105mPa.s下降到2.7×103mPa.s,发酵后终粘度仅为7.9×102mPa.s,发酵时间仅为23 h,乙醇浓度达到10.56%(V/V),进一步验证了该降粘酶系应用于工业化鲜甘薯燃料乙醇生产的实际意义.表8参19     

广州市灰霾期间大气颗粒物中无机元素的质量浓度

用ICP-MS测定K,Al,Fe,Mn,Cu,Pb 和Zn等27种元素的浓度,讨论了这些元素在灰霾与非灰霾期的浓度特征.结果表明, 广州市大气PM10中无机元素的质量浓度在灰霾期要高于非灰霾期,同时灰霾与非灰霾期间所测元素的分布特征基本一致,说明灰霾与非灰霾期间无机元素的来源基本上是一致的.富集因子法分析结果显示,来源于人为活动的Zn, Pb, As和Cu在灰霾期更容易富集.     

典型电子垃圾拆解区大气颗粒物中元素污染的季节变化特征

分别在典型电子垃圾拆解区(E)和其参考区(S)采集了大气总悬浮颗粒物(TSP)样品,利用等离子体电感耦合质谱(ICP-MS)检测了13种元素。结果表明,E地区大气TSP中各元素含量均高于对照区,特别是污染元素Zn、Cu、Cd、Sn和Pb。E地区和S地区TSP中元素质量浓度的季节变化趋势相似,TSP中地壳元素质量浓度夏季高于冬季,而污染元素冬季高于夏季。E地区和S地区TSP中Cu、Zn、Sn和Pb的富集因子(EF)100,E地区EF值高于对照区,说明这些元素主要来源于电子垃圾处理过程;而Mg、K、Ca、Ti、V、Mn、Fe、Co和Cd的EF值为1~10,说明元素主要为自然来源。     

典型工业园污染源羰基化合物排放特征研究

选取中国华东地区某工业园新区典型行业企业进行现场采样,利用PFPH衍生化-GC/MS联用技术进行羰基化合物(CBCs)的组成特征和含量水平检测,研究其排放特征。结果表明,在该工业园新区内共检出22种CBCs,各化合物的质量浓度为0.008~239.4μg/m~3,各企业CBCs总质量浓度均值为(437.62±64.45)μg/m~3,工业污染源排放贡献率由高至低顺序依次为涂料制造橡胶制造医药制造化学品制造金属制造电子元件制造。根据各物质化学反应活性及大气化学寿命,获得该工业园新区典型的CBCs分子标志物为甲醛、乙醛、丙酮、丙醛、2-丁酮、丁醛、己醛、环己酮和苯甲醛,它们占总CBCs含量的80.01%,其中乙醛含量最高,质量浓度均值高达(95.42±71.48)μg/m3。最后,建立了6种典型工业污染源CBCs成分谱。     

我国城市污泥中邻苯二甲酸酯的研究

应用GC/MS对我国内地和香港共11个城市污泥中的6种U.S. EPA优控的邻苯二甲酸酯化合物(PAEs)进行了研究.各城市污泥中邻苯二甲酸酯化合物的总含量(∑PAEs)在10.465～114.166mg/kg之间,多数在20mg/kg左右.分子量较低的邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸正二丁酯(DnBP)和邻苯二甲酸丁基苄基酯(BBP)在所有的城市污泥中均检测到,但多数含量较低(小于1.0mg/kg).邻苯二甲酸正二辛酯(DnOP)在少数城市污泥中未检测到,但在其他城市污泥中的含量都较高.邻苯二甲酸(2-乙基己基)酯(DEHP)仅在个别城市污泥中检测到,且含量较低.各城市污泥中的邻苯二甲酸酯都是以个别化合物为主,显示出不同的分布特征.污泥中邻苯二甲酸酯化合物的种类和含量与污水来源、污水处理方式、污泥类型、化合物的结构和理化性质等因素有关.     

机动车排放中挥发性有机污染物的组成及其特征研究

应用大气采样罐采样技术和色谱-质谱联用(GC-MS)技术,对广州市环境空气、交通道路、城市隧道和汽车尾气中55种挥发性有机物(VOCs)的组分及其质量浓度水平进行测试,并研究了广州市机动车VOCs排放特征.结果表明:①城区环境空气质量本底观测点白云山摩星岭的大气样品中ρ(VOCs)数量级为10-1～101 μg/m3,其中烷烃类、烯烃类、乙炔和单环芳香烃类平均质量浓度分别为13.97,15.15,6.16和43.27 μg/m3.市区主要交通干道(东风中路、环市中路和新港西路)旁空气样品的ρ(VOCs)数量级为101～102μg/m3,其中烷烃类、烯烃类、乙炔和单环芳香烃类最高质量浓度相应比环境本底质量浓度高约20～30倍.②在怠速条件下检测了摩托车、出租车、大客车、轻型卡车、小轿车和公交车等6种新车和在用车型VOCs的排放,其组成和质量浓度因机动车类型、功率和燃料不同而不同,一般功率越大VOCs排放越严重,ρ(VOCs)数量级大致为10-1～103mg/m3,为交通干道空气ρ(VOCs)的1 000倍以上.其中LPG车具有最高的烷烃类、烯烃类和乙炔排放量,测试样品的ρ(VOCs)分别为815.79～2 001.66,696.84～1 799.10和53.87～416.13 mg/m3.而柴油车排放的VOCs远远低于其他燃料车型.③通过对广州珠江隧道连续48 h的监测,研究了隧道内交通特征、微气象特征和VOCs组成及其质量浓度水平,能够计算出广州机动车55种VOCs化合物的平均排放因子.      

广州秋季不同功能区大气颗粒物中PAHs粒径分布

利用MOUDI^TM级联分段式采样器采集了秋季广州市区(荔湾采样点和五山采样点)及郊区(新垦采样点)3个采样点的气溶胶样品并使用GC-MS分析了样品中13种多环芳烃的含量.发现3～4环的多环芳烃呈双峰分布,5～7环的多环芳烃呈单峰分布.广州市区和郊区的多环芳烃具有不同粒径分布模式;相对于城区,郊区的多环芳烃存在于更大的颗粒物中,这可能是气溶胶的陈化过程不同导致的.城区的多环芳烃可能主要受吸附作用控制,而郊区的多环芳烃则可能受多种机制控制,如吸附作用、吸收作用和多层吸附.诊断参数值在粒径1～2.5μm和0.1～0.56μm存在较大差异;从浓度上看新垦13种多环芳烃的总浓度为39ng/m³,五山为71～94ng/m³,荔湾为32～154 ng/m³;从组成上看广州市大气颗粒物种多环芳烃以5～7环为主.     

硼掺杂CeO2/TiO2光催化剂的制备及其活性研究

在三氯化钛和钛酸丁酯水解过程中引入硼酸、硝酸铈,制备了具有可见光活性的硼(B)掺杂CeO₂/TiO₂复合氧化物光催化剂,采用XRD、DRS、XPS等手段进行表征,以偶氮染料酸性红B为模型污染物评估了催化活性.结果表明,硝酸铈加入量影响催化剂的吸收带边,随用量增加,吸收带边红移至481nm(Ce/Ti=1.0,摩尔比),继续增加用量,吸收带边轻微蓝移.催化剂晶相组成与焙烧温度有关,500℃时焙烧样品主要由立方晶型CeO₂和锐钛矿TiO₂组成,焙烧温度高于700℃时,TiO₂转化为金红石型,CeO₂则无显著变化.随焙烧温度升高,催化剂吸收带边明显蓝移,综合考虑催化剂稳定性和太阳能利用,认为500℃焙烧较为合适.B1s XPS显示仅有少量B原子进入复合氧化物晶格取代了氧原子,主要以B₂O₃形式存在.酸性红B降解试验显示B掺杂CeO₂/TiO₂可以提高TiO₂的催化活性,紫外光辐射10min最高可使96.0%的酸性红B分解,且反应彻底,表现出较强的氧化能力,但Ce/Ti>0.5(摩尔比)时催化活性显著下降.