传感器技术在环境空气监测与污染治理中的应用现状、问题与展望

大气环境污染物监测是建立污染源与环境污染关系的重要技术途径,也是大气综合治理决策所需数据的主要来源。近年来,空气质量精细化管理和污染源精准控制的需求逐渐增长,对监测技术提出了更高的要求。传感器技术作为空气质量监测标准方法的补充,是实现城市空气质量高时空分辨率测量的新手段。研究从传感器的原理及分类入手,通过综述其在环境空气质量监测、污染源监控管理、个人暴露风险评估等领域的应用,总结了传感器技术的研发进展、应用现状和存在问题,并提出其发展方向和前景。     

关于中国固体废物环境监测分析方法标准的思考与建议

研究了中国固体废物环境监测分析方法标准的发展历程及现状。通过分析现行固体废物环境监测分析方法标准现状与需求,发现中国固体废物环境监测分析方法标准存在不能完全满足现行固体废物污染控制标准和危险废物鉴别标准的测定需求,部分标准规范性有待提高,标准基础研究较为薄弱,同一污染物项目不同方法标准之间的可比性研究有待加强等诸多问题。针对存在的问题,建议从加快标准制修订,加强基础科研和顶层设计,加大可比性研究等方面完善中国固体废物环境监测分析方法标准,以期推动中国固体废物环境监测分析方法标准体系的建设与发展。     

纳米零价铁处理冶炼废水

多年的理论和机制研究发现,纳米零价铁(NZVI)作为还原剂及吸附剂,可处理水溶液中的多种重金属及类金属物质;而高效处理含高浓度重金属且成分复杂的冶炼废水是一项技术难题。本研究针对特定的冶炼废水(高浓度重金属及砷、高浓度氨氮、低pH、高含盐量),研究了pH及NZVI投加量对砷、铜、锌、铅、镍的处理效果,并考察了连续流反应器中水力停留时间(HRT)及NZVI投加量对处理效果的影响。实验通过电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)进行水样测试,扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)进行固相表征。实验表明,通过NZVI处理,砷、铜、锌、铅、镍去除率均达99%以上,出水浓度均小于0.1 mg/L,达到废水排放标准(GB 8978-1996)。通过连续流反应器的应用发现,适当增大HRT、增加NZVI投加量,有利于更长时间保证出水水质的良好,延长NZVI消耗时间,提高废水处理量。结果显示,NZVI对复杂冶炼废水有极好的处理效果,在废水处理领域有着独特的优势,为后续研究及实际应用提供借鉴。     

双室微生物燃料电池同时去除废水中的苯酚和硝酸盐

构建了一种双室微生物燃料电池,以苯酚为阳极燃料,同时去除阴极室的硝酸盐废水。结果表明,在闭合情况下,该微生物燃料电池阳极室的苯酚降解效率达到7.6 mg/(L·h),是开路情况下的2倍;反应开始后的5 d内,闭合系统阴极室硝酸盐降解效率达到4.43 mg/(L·d),是开路情况下的2倍多,表明了该MFC系统可以同时去除废水中2种难降解污染物,并且与传统的生物降解方式相比较,具有更快的降解速率。     

不同pH下水葫芦与紫根水葫芦生长特性与净化效能对比研究

为了探讨不同pH条件下水葫芦与紫根水葫芦生长特性与净化效能的差异,以滇池草海原水为实验用水,利用HCl和NaOH稀溶液调节水体pH,设置3个pH处理,分别是8．00、9．50和11．00,开展了为期30d（重复3个周期）的静态模拟实验,结果表明,在实验条件下,pH过高会对水葫芦和紫根水葫芦的生长发育产生抑制作用,紫根水葫芦受到的抑制效果更为明显;水葫芦和紫根水葫芦的生长也会使水体pH降低至接近中性,水葫芦调节水体pH的能力更强;pH为8．00、9．50时,水葫芦和紫根水葫芦对水体氮磷污染物具有净化作用,水葫芦的净化能力更强;pH为11．00时,水葫芦和紫根水葫芦处理的水体氮磷浓度均表现起伏,表示在高碱度条件下,两者的净化能力减弱。     

汶川地震灾区坡面和沟谷泥石流冲出距离计算方法

坡面型和沟谷型泥石流是2种不同的泥石流,不能用单一模型来计算它们的冲出距离。经分类研究,发现它们冲出距离的主影响因子有很大不同:对于沟谷型泥石流,主要是沟道内的松散物质储量;而对于坡面型泥石流,主要是坡面松散体的高度以及体积。2种泥石流的冲出角分布也存在很大差别:研究区沟谷型泥石流的冲出角在29.6°～82.9°之间,表现出"高量级、高冲出角"的特征;坡面型泥石流的冲出角在25°～47°之间,且大部分的冲出角在30°左右,表现出"低量级、低冲出角"的特征。在此分析的基础上,用回归分析方法建立了汶川地震灾区2种不同类型泥石流冲出距离的计算方法。最后,将经验计算方法用陈家坝文家坪坡面泥石流和红椿沟泥石流进行验证,与实际值较为吻合。     

新型微生物脱盐电池处理重金属铬废水

构建一种新型三室微生物脱盐电池(MDC),研究其脱盐产电并同步处理污染废水的效果。结果表明,阳极室为葡萄糖溶液,中间室盐溶液浓度5 g/L,阴极室为铁氰化钾溶液,闭合体系瞬时获得最高电压650 mV,同时脱盐效果良好,该MDC成功启动。其后,阴极室以重金属铬(200 mg/L)废水作为电子受体,中间室初始盐浓度为20 g/L、35 g/L,Cr(Ⅵ)平均还原率分别为1.06 mg/(L.h)和0.64 mg/(L.h),两者Cr(Ⅵ)的去除率均能达到80%以上,脱盐率分别为81.64%(20 g/L)和88.95%(35 g/L)。中间室盐浓度20 g/L时,获得最大输出电压466.6 mV,最大体积功率密度98.6 mW/m3,最佳内阻655.8Ω,库仑效率1.16%。表明该MDC系统具有良好的脱盐效果和处理废水效果。     

氯离子对氨氮电化学氧化的影响

以自制的二氧化铅粉末多孔电极为阳极,不锈钢为阴极,探讨了投加Cl-对氨氮电化学氧化反应速率、途径及产物等的影响。结果表明,投加Cl-能显著提高氨氮的电化学氧化速率;有氯离子存在的条件下,氨氮的去除主要靠电催化过程中产生的强氧化性物质.OH,HClO的作用,其去除率随着电流密度的增大呈增高的趋势,随初始pH的增大而增大;投加氯离子后,NO3--N的生成量增加,但氧化产物主要是以N2为主的含氮气体。     

用于气态零价汞转化的催化剂研究

零价汞的高效去除是燃煤烟气汞污染控制过程中的关键环节。为了促进烟气中的零价汞转化为易于去除的氧化态汞,分别考察了在有HCl存在时,几种过渡金属氧化物(Cu、Fe、Mn、Co和Zr)对零价汞氧化的催化作用,以筛选出性能较好的催化组分;为提高催化剂的抗SO2性能,分别尝试了利用几种金属元素(Sr、Ce、W和Mo)对催化剂进行掺杂改性的方法。结果表明,锰氧化物的催化作用最好,其最佳使用温度在573 K左右;SO2对零价汞的催化氧化有明显抑制作用,在无SO2及1 400 mg/m3SO2时锰催化剂对零价汞催化氧化效率分别为93%和78%。而Mo改性的锰氧化物催化剂的抗硫性能大幅提高,在1 400 mg/m3SO2存在的情况下其对零价汞的催化氧化效率可达到90%以上,较其他改性元素高。     

制备条件对不同玻璃材料负载TiO_2活性影响研究

以光催化降解苯酚为探针反应,通过正交实验,系统研究了胶液配比、涂覆次数和焙烧温度等条件对以溶胶-凝胶法分别在普通钠钙玻璃和磨砂玻璃上制备TiO2光催化性能的影响,并利用环境扫描电镜（ESEM）对TiO2催化膜形貌进行了分析。研究表明,在普通钠钙玻璃片上负载TiO2催化膜的影响因素主次顺序为：硝酸体积〉涂覆次数〉焙烧温度...