太原市夏季降水中溶解态重金属特征及来源

为了解太原市大气降水中溶解态重金属污染特征及来源,采用干湿沉降自动采样器采集了太原市2013~2015年夏季61场降水样品,使用ICP-MS测定了其中12种溶解态重金属,并对其浓度水平、湿沉降通量及来源进行分析.结果表明,太原市2013~2015年夏季降水p H值范围为4.34~7.95,降水量加权平均值为5.37.溶解态重金属平均浓度为236.931μg·L-1(范围66.324~1 029.212μg·L-1),主要元素是Zn和Fe,占总浓度的53.39%.12种溶解态重金属的湿沉降总通量为1.735mg·(m2·d)-1.降水中Ba、Cu、Sr、Zn、As、Cd和Pb的富集因子大于100,受到严重的人为源影响.PMF模型分析表明太原市夏季降水中重金属的主要来源为钢铁冶金、燃煤源、机动车源和地面扬尘,贡献率分别为38.34%、23.06%、20.45%和18.15%.气团的后向轨迹分析表明西南气团和东南气团对太原市夏季降水贡献最大,分别达到38%和35%,运城-临汾-晋中和晋城-长治-晋中的南部工业源污染应该引起重视.     

CH3O·引发的溴酸盐还原机制探究

针对溴酸盐(BrO-3)污染,本研究以三聚氰胺为前驱体制备石墨相氮化碳(g-C3N4)为自由基诱导催化材料.通过XRD、TEM、UV/Vis-DRS对其物相组成和光催化性能进行表征发现,制备的层状g-C3N4有稳定片层结构及可见光响应的禁带宽度(~2.70 e V).可见光照射下,g-C3N4表面产生的光生载流子不能直接还原溴酸盐.然而,若有有机小分子(如甲醇)存在,光催化还原效率迅速增大.通过原位电子顺磁共振谱(EPR)及对材料表面的光电化学测试分析,我们探索了该体系的光催化还原Br O-3的机制.结果表明,g-C3N4带隙较窄其空穴氧化能力较弱,在光催化过程中空穴只能将甲醇分子转化为CH3O·自由基,因而甲醇分子的存在提升了光生载流子的分离效率,加剧了自由基的累积.该自由基具有较高的还原活性,可迅速将水相中的溴酸根还原至溴离子.     

电动-微生物修复对胶质结构的改变及毒性的削减

我国开采原油的稠油比重大、胶质含量高、环境风险突出,亟需解决石油污染土壤中胶质组分的解毒问题.由于胶质结构复杂、难以降解,所以对胶质结构变化的研究较少,其降解率也并不足以说明胶质污染土壤的修复效果,因此本文着重分析了修复过程中胶质结构与毒性的变化,为污染土壤修复体系提供重要指标.本文从辽河油田原油中提取胶质配制污染土,并加入构建的混合菌群.设计微生物修复(Bio)、电动-微生物修复(EK+Bio1)、电动-微生物补充营养修复(EK+Bio2)及间断电动-微生物修复(EK+Bio3)共4种处理.结果表明,胶质平均降解率EK+Bio2EK+Bio3EK+Bio1Bio,降解率最高为9.67%,为Bio处理的3.05倍(3.15%).元素分析结果表明,修复前后胶质平均化学式为C_(106)H_(157)N、C_(96)H_(174)N,碳氢比降低,不饱和度降低.光谱分析与~1H-核磁共振结果表明,修复后胶质碳链变短,芳香环、羧基与酚类结构数量减少.根据B-L法计算胶质芳碳率(f_A)由0.28减少到0.11,可推测胶质的结构模型.MicroResp~(TM)与小麦种子发芽实验结果表明,修复后土壤中微生物活性增强,小麦种子发芽率大大提高,说明结构的变化使胶质毒性降低.因此,电动-微生物修复使胶质结构发生变化,并在一定程度上有效削减了胶质毒性,较好的对胶质污染土壤进行了修复.     

机动车排放空间分配模型评估及应用

污染源排放清单及时空分布特征对大气污染管理至关重要,受数据采集量较大等因素的影响,应用自下而上的方法基于实际交通流信息计算机动车排放清单及分析空间分布特征具有一定困难,因此开展机动车自上而下的排放清单并进行空间分配模型及评估研究。该研究以北京城区为例,应用4种机动车排放的分配模型进行空间分布模拟,基于Hellinger距离参数对模拟数据和参考数据进行对比分析,对机动车排放的空间分配精度进行评估。结果表明:依据城市化面积比例、人口密度、主干路密度和城市化面积比例与主干道密度相结合的空间分配模型的模拟结果与参考数据之间的Hellinger距离分别为0.25、0.23、0.18和0.16,依据主干路密度的分配模型空间分配精度相对较高。     

大肠杆菌环境下EGCG的杀菌特性及其官能团变化

通过测定EGCG对大肠杆菌杀灭过程中的Zeta电位和颗粒粒径,判断了EGCG和大肠杆菌的结合特性;通过傅里叶红外光谱法测定了EGCG和大肠杆菌作用前后的官能团变化,确定大肠杆菌细胞的破坏情况及EGCG起主要杀菌作用的官能团。结果表明:EGCG和大肠杆菌的电荷属性有利于EGCG发挥杀菌性能;离子的存在会影响EGCG的活性官能团;EGCG杀灭大肠杆菌的机理是先通过其结构中酚羟基的氢键与碱性氨基酸侧链的氮原子相互作用,嵌入大肠杆菌细胞内,抑制大肠杆菌细胞膜孔蛋白的功能,最终导致大肠杆菌细胞死亡。     

北京市机动车尾气中氨气排放特征研究

调查统计了北京市机动车的汽车类型、环境情况、汽车里程、燃油类别等,运用COPERTⅣ模式计算了机动车NH_3排放因子,通过调查研究和模型模拟的方法得到了北京道路网的车型组成和车流量,利用Arc GIS软件构建NH_3排放清单,分析其空间排放情况。结果显示:国Ⅱ标准下汽油和LPG载客轻型车以及汽油载货车的NH_3排放因子较高,而柴油车NH_3的排放因子较低而且几乎不受各类排放标准影响。西部和北部地区道路较为稀疏,氨气排放量较低,高速路各个进京口和城区道路车流量大,氨气排放量较高。     

道路交通扬尘排放因子测量系统研发及应用

道路交通扬尘排放是城市大气环境颗粒物(PM_(10)和PM_(2.5))的主要来源之一,对其排放测量研究是进行排放清单建立、环境影响分析和制定控制方案的依据.本研究设计了一种道路交通扬尘排放因子测量系统,通过测量行驶中车辆尾羽不同位置的颗粒物浓度,应用浓度剖面积分的方法计算单车行驶过程中扬尘PM_(10)排放量.在北京市典型道路测量了小汽车和大客车在不同车速下的交通扬尘颗粒物排放因子,结果显示,车辆尾羽的颗粒物浓度特征呈明显的"层状"分布,距离路面越近浓度越高,在车辆行驶方向中心浓度最高,向两侧浓度逐渐降低,车速越快浓度越高.在试验车速范围内,排放因子与车速呈幂函数关系,幂指数为2.7~2.8.排放因子与积尘负荷呈幂函数关系,幂指数为0.85.不同路段或同一路段的不同区域排放因子空间变异性较大,应用排放因子测量系统进行实测的结果更加准确可靠.     

干旱区高强度开采地表裂缝对土壤微生物学特性和植物群落的影响

为了研究高强度开采地表裂缝对土壤微生物特性和植物群落的影响,以鄂尔多斯盆地腹地的神府-东胜矿区上湾煤矿开采沉陷区为研究对象,通过野外调查和试验分析裂缝两侧土壤和植物特征.结果表明:裂缝导致其两侧0～120 cm范围内土壤水分和养分流失,距裂缝越近,土壤含水量和w(碱解氮)越低.与距裂缝200 cm处相比,裂缝上0～40 cm范围内土壤含水量和w(碱解氮)分别降低16.8%和29.9%;裂缝下0～40 cm范围内土壤含水量和w(碱解氮)分别降低27.8%和42.2%.地表裂缝显著减少了其两侧0～80 cm范围内土壤中微生物数量,但超过80 cm时则影响不显著.在地表裂缝两侧0～120 cm范围内土壤脲酶和蔗糖酶活性被显著抑制,但当距离裂缝超过120 cm时,裂缝则对两种土壤酶的活性没有显著影响.地表裂缝还会影响植物含水量,距裂缝越近植物含水量越低.与距裂缝200 cm处的植物含水量相比,在裂缝上、下0～40 cm范围内植物含水量分别降低8.4%、4.5%.地表裂缝通过干扰土壤理化性质和植物对水分的吸收,进而影响其生长,距裂缝两侧0～80 cm范围内草本植物的生物量和盖度显著减少,但超过120 cm时裂缝对植物生物量和盖度的影响不显著.      

APEC会议期间北京市交通扬尘控制效果研究

为了评估APEC会议期间严格的交通扬尘控制措施的效果,选取北京地区不同类型道路,在会议之前和会议期间分别采集40个道路积尘负荷样品,并调研了道路车流量及车型比例等机动车活动水平变化.采用AP-42方法计算不同类型道路PM10排放因子和排放强度,基于Arc GIS平台应用自下而上的方法建立了排放清单,分析交通扬尘PM10排放的空间分布特征,评估APEC会议期间北京市道路交通扬尘控制效果.结果表明:APEC会议期间北京市日均车流量减少12%,快速路、主干道、次干道、支路、郊区道路的积尘负荷分别下降31%、58%、73%、54%和46%,PM10排放因子分别下降63%、67%、86%、63%和40%,排放强度分别下降73%、71%、87%、78%和49%.在空间分布上,城区道路交通扬尘PM10排放量减少77%,郊区道路减少49%.     

好氧堆肥反应器设计及实验研究

设计了具有气液固三相收集功能的强制通风自动搅拌好氧堆肥反应器,并对其进行了好氧堆肥性能试验,通过监测温度、p H、含水率、COD、BOD_5、重金属(Cu)、种子发芽率、热值等指标来判定堆肥效果。实验结果表明,反应器使堆肥周期大大缩短,COD、BOD_5及生物毒性降低明显,45 d后堆体基本腐熟且稳定,堆体减量30%,堆肥效果良好。独有的"耙形"搅拌有利于减少物料温度、湿度和氧气浓度的差异,加快了反应进程。底部二级过滤系统有利于改善渗滤液质量,方便渗滤液的收集及回灌。该反应器可为小型禽畜粪便堆肥反应器的研发和推广提供参考。