采用HRMS结合~(13)C-同位素比值技术探究水环境中新兴污染物的归趋和转化机制

新兴污染物(ECs)释放到水体中能够对野生物种和人群健康构成潜在隐患.天然有机质(NOM)含有羟基、氨基、羧基和醌基等活性官能团,可参与水体中天然酶介导的酶催化氧化腐殖化反应(ECOHRs),并通过自由基耦合机制与ECs形成共价结合产物.该过程不仅降低了ECs的生态毒性,也增加了水体中有机碳、氮储备.然而,如何分析和鉴定ECOHRs中ECs和NOM分子之间形成的共价结合产物已经成为限制研究者阐明ECs在天然水体中迁移和转化机理的瓶颈.本文综述了天然水体中ECs的来源、污染现状、分布特征和生态毒理学效应,明确了ECOHRs对ECs生物有效性和转化行为的影响,重点利用高分辨质谱(HRMS)结合~(13)C-同位素比值技术分析和鉴定了ECs和NOM分子之间形成的共价结合产物.该方法主要通过精确的分子量、同位素标记差值和相对强度比值,从水环境中筛选出ECs和NOM分子之间所有可能存在的共价结合产物,为深入阐明ECs在天然酶介导ECOHRs中的归趋和转化机理提供了理论支持和技术保障.     

台风强降雨输入水源水库的泥沙沉降模拟分析

台风强降雨作用能够引起湖泊水体中悬浮泥沙含量升高、水体营养盐浓度改变、透明度降低,使得藻类生长受到影响。目前关于水体中悬浮泥沙静态沉降的研究主要集中在正常条件下,而有关极端气候台风强降雨后泥沙自然沉降过程对水质的影响研究还相对较少。因此,进行台风强降雨输入水源水库的泥沙静态沉降实验研究,对于分析识别极端气候条件对水源水库水质和富营养化的影响具有重要意义。该研究于2015年10月强台风"彩虹"登陆粤西期间,采集台风强降雨后高州水库含悬浮泥沙的原水,通过实验模拟台风强降雨期间水库含沙原水自然沉降过程中水环境因子的变化情况,分析台风强降雨输入的泥沙沉降对高州水库水质的影响。结果表明,泥沙沉降过程中水体水质变化明显,随沉淀时间延长,水体溶解氧、pH、泥沙含量、浊度、氮磷浓度、叶绿素a、综合营养状态指数(Trophic Level Index,TLI)降低,透明度增大,氮磷比呈先增加后降低趋势;水体叶绿素a浓度与浊度、泥沙含量、总磷、pH和溶解氧呈显著正相关(P0.001),且与浊度的相关系数最高(r=0.941,P0.001),与透明度呈显著负相关(P0.001),与总氮、电导率、CODMn的相关性未达到显著水平(P0.01);台风后约9d时间,水体pH、电导率、溶解氧、透明度、浊度和泥沙含量可以恢复至正常水平;台风强降雨输入高州水库的泥沙沉降作用降低了水体磷营养盐和叶绿素a浓度,使得综合营养状态指数TLI由中营养水平的41.6降低至贫营养水平的23.4,减缓了高州水库富营养化进程。     

负载磁性废茶生物炭活化过一硫酸盐高效降解水中腐殖酸和富里酸

城市污水厂二级处理出水中含有大量的溶解性有机物（Dissolved organic matters,DOM）会对生物和受纳水体构成潜在的危害,因此有必要对二级处理出水进行深度处理.本研究以农业废弃物茶叶渣为原料,通过对废弃茶叶改性和负磁制备一种磁性废茶生物炭（Fe-tea biochar,Fe-TB）,用于活化过一硫酸盐（Peroxymonosulfate,PMS）氧化降解水中的腐殖酸（Humic acid,HA）和富里酸（Fulvic acid,FA）.考察Fe-TB铁负载量、PMS浓度、Fe-TB投加量、初始pH、HA和FA的初始浓度对Fe-TB/PMS体系氧化降解HA和FA的影响.结果表明,在铁碳比为2/1（W/W）、PMS=0.2 g·L^-1,2Fe-TB投加量分别为0.6 g·L^-1（HA体系）和0.4 g·L^-1（FA体系）、初始pH=7条件下,50 min时对初始浓度为20 mg·L^-1的HA和FA的去除率分别达到95.3%和77.4%;经过4次重复循环使用,HA和FA的去除率均在59.0%以上,表明其良好的稳定性和重复使用性.淬灭实验及电子顺磁共振（EPR）分析结果证明2Fe-TB/PMS体系以单线态氧（¹O₂）为主要氧化活性物种降解HA和FA.实际二级处理出水中的DOM降解结果表明,2Fe-TB /PMS体系可以有效降解实际水体中的DOM,具有良好的应用前景.     

改性赤泥负载Pt催化剂催化氧化甲苯的性能

以改性赤泥为载体,采用浸渍方法制备低成本改性赤泥(MRM)负载Pt催化剂,并探究Pt含量对Pt/MRM催化剂催化氧化甲苯活性影响.结果表明0.4Pt/MRM表现出最佳的催化活性,在230℃时甲苯转化率为100%.当空速高达120000h^-1时0.4Pt/MRM催化剂依然能保持着较高的催化活性.当甲苯进口浓度为5000mg/m³时仍可以有效氧化甲苯.采用XRD、FT-IR、BET、H₂-TPR和O₂-TPD等手段进行表征测试分析发现,MRM的比表面积较RM大幅度提高,使MRM能够更好分散活性组分Pt,成为合适的活性组分Pt的催化剂载体.同时所制备的x Pt/MRM催化剂具有较高的比表面积和良好的孔结构.改性赤泥中Fe₂O₃与活性组分Pt物种相互作用,使催化剂的总氧解吸量增大,提高了催化剂表面氧的迁移率,从而提高了催化效率.     

园林废弃物对滨海盐渍土固碳减排效应与微生物群落结构的影响

为了探讨发酵园林废弃物对盐渍土性质的影响及其固碳减排效应,利用大田试验,设置发酵园林废弃物施用(T1)、混施膨润土(T2)与对照(CK)3组处理。通过土壤pH、EC、总孔隙度、饱和导水率、速效氮磷钾、有机碳储量变化(ΔSOC)、微生物量碳(MBC)、细菌与真菌群落结构揭示其变化规律。结果表明：园林废弃物堆肥相比于传统焚烧处理可减少53%碳排放,发酵园林废弃物的施用可使ΔSOC增加5～24倍。T1、T2组处理的土壤容重与EC显著低于CK组,总孔隙度和饱和导水率显著高于CK组。T2的养分含量最高,土壤有机质和速效氮的含量均为CK组的2倍,堆肥与膨润土混施可显著提高土壤养分含量,改良效果显著高于其他处理。发酵园林废弃物的施用还可以改变微生物群落结构,变形菌门、放线菌门、拟杆菌门、绿弯菌门、芽单孢菌门和酸杆菌门为主要的优势菌。真菌中子囊菌门、担子菌门、壶菌门、被孢霉门为主要的优势菌。Pearson相关分析也表明：酸杆菌门和放线菌门与有机碳储量、微生物量碳、土壤养分等呈显著正相关,与土壤盐分、容重呈显著负相关。     

小麦秸秆对Cr(Ⅵ)的吸附特性及动力学、热力学分析

为实现农业废料资源化,解决含铬废水的污染问题,研究了小麦秸秆对Cr(Ⅵ)的吸附性能.试验考察了pH,小麦秸秆投加量,温度和初始ρ〔Cr(Ⅵ)〕对吸附活性的影响,进而确定了小麦秸秆去除Cr(Ⅵ)的最优条件.结果表明:当pH=1.0,温度为50 ℃,固液比为40 g/L时,小麦秸秆对Cr(Ⅵ)的吸附效果最佳.在pH=1.0,温度为30 ℃,固液比为4 g/L的条件下,初始ρ〔Cr(Ⅵ)〕分别为50,100和150 mg/L时,吸附6 h达到平衡,饱和吸附量分别为6.281,11.942 和13.981 mg/g.吸附动力学反应符合准二级动力学方程.吸附热力学反应符合Langmuir吸附等温方程.结合FTIR谱图和SEM结果,推断小麦秸秆对Cr(Ⅵ)的吸附过程以化学吸附为主.      

不同类型机动车尾气中芳香烃化合物含量分析

首次对北京市9种车辆、5种燃料在不同工况下排放芳香烃化合物的特征．进行了定量研究。结果表明,车型、燃料、净化器及工况等因素对排放量产生影响,电喷车比化油器车芳香烃化合物排放量低;汽油车排放量最高,柴油车其次,LPG及CNG车排放量最低;使用净化器可以降低芳香烃排放量;不同工况对排放量的影响随车型,燃料类型的不同而不同。     

氯氰菊酯对海洋卡盾藻的毒性效应

为了解拟除虫菊酯农药对海洋生态系统以及海洋初级生产力的影响,研究了氯氰菊酯对重要赤潮藻类海洋卡盾藻(Chattonella marina)的生长及生化指标的影响.结果表明,低浓度(≤10μg·L-1)的氯氰菊酯对海洋卡盾藻生长具有明显的促进作用,而高于50μg·L-1则产生较明显的抑制效应,但暴露后期会出现一定的超补偿效应.藻细胞内叶绿素a(Chl.a)、可溶性糖和可溶性蛋白含量及超氧化物歧化酶(SOD)活性在暴露初期变化较剧烈,24h或48h后趋于平稳.随着培养(暴露)时间的延长,低浓度暴露组以上指标均呈现先促进后恢复趋势,而高浓度暴露组则呈现先抑制后恢复趋势,丙二醛(MDA)含量随培养(暴露)时间的延长呈先促进后恢复趋势且随氯氰菊酯浓度升高而明显升高.在实验设计浓度下,氯氰菊酯对SOD活性和MDA含量的最低作用剂量为10μg·L-1,而对其他生长和生化指标的最低抑制浓度为50μg·L-1,SOD和MDA可作为监测环境中氯氰菊酯污染的敏感指标.     

臭氧氧化降解苯胺黑药模拟废水

苯胺黑药(学名:二苯胺基二硫代磷酸)是一种良好的有色金属硫化矿浮选捕收剂,属于典型的难降解有机污染物。为研究臭氧氧化苯胺黑药的条件和氧化反应的动力学,选用臭氧作为氧化剂,对苯胺黑药浓度和模拟废水的COD进行测定。结果表明,用5 g/h的臭氧氧化20 min后,初始浓度50、75和150 mg/L的苯胺黑药模拟废水的COD去除率分别为56%、59%和76%,苯胺黑药浓度的去除率分别达到100%、99%和88%,反应后废水p H变为强酸性(4)。对应的氧化反应动力学表观一级速率常数k为-0.372 s-1、-0.331 s-1和-0.259 s-1;R2为0.9926、0.9949和0.9903。探讨了臭氧氧化苯胺黑药前后p H变化的机理。     

首钢烧结厂PM_(10)治理技术与经济分析

通过对首钢烧结厂的污染结点、污染物特性、污染物控制技术措施和技术规范进行分析,提出了烧结厂PM10控制方案,对烧结厂采用高效除尘设备的PM10削减量及改造费用进行了估算,确定了烧结厂PM10治理技术方案排序,为钢铁企业烧结厂治理颗粒污染物的同时选择最为经济实用的除尘器类型提供理论依据.