三峡库区库中干流及支流水体夏季二氧化碳分压及扩散通量

以三峡库区库中干流以及主要支流——梅溪河为研究区,于2013年5月对该区域水体中溶解二氧化碳分压(pCO2)进行了走航观测.结果表明,夏季梅溪河表层pCO2为6.8~7.5 Pa,三峡库区库中长江干流表层pCO2为201.4~210.2 Pa.在库区干、支流交汇的过渡区水体剖面上,表层水体pCO2最低为53.5 Pa,随着水深增加,pCO2急剧增大,在3 m处达到约210Pa后基本保持不变.通过计算,库区支流梅溪河和库区干流表层水体的CO2释放通量分别为-7.48 mmol·(m2·d)-1和39.58 mmol·(m2·d)-1.结果表明,库区支流梅溪河表现为大气中CO2的"汇",而库区干流表现为CO2的"源",库区干、支流水体在CO2的释放上有显著差异.     

粉煤灰对阴离子水溶性混合染料的吸附动力学

以燃煤废弃物粉煤灰作为吸附剂,对活性红23与活性蓝4、活性黄4、酸性黑1、酸性蓝193的混合染料溶液进行吸附性能研究.结果表明,在不同的混合体系中,活性红23的脱色率基本保持在60%~70%;体系中酸性染料的脱色率均超过90%;活性蓝4的脱色率高达85%;活性黄4的脱色率仅为50%.准二级吸附动力学能够更好地描述粉煤灰对水溶性混合染料的吸附过程.染料在溶液中的外扩散系数均为10-4cm·s-1数量级,染料在粉煤灰颗粒的内扩散系数为10-8cm2·s-1数量级.根据BN数,水溶性染料在粉煤灰上的竞争吸附是外扩散控制的吸附过程.     

决策偏好对水环境污染物总量分配的影响

总量分配是制订污染物总量控制方案的基础,在总量分配方法中合理性指数法是由各因素组成的多目标分配方法,是一种新方法、新思路.由于各因素之间对应的权重系数通常采用专家打分方法确定,因此,分析主观性对总量分配结果的影响具有十分重要的意义.论文共选取30名不同领域的人员,并进行分组,分别对权重因子进行打分,分析不同类型的人员权重分布的特点及其对污染物总量分配结果的影响.研究结果表明:不同人员的权重因子对污染物总量分配具有一定的影响,对最后的决策结果产生一定的不确定性.从分配总量结果来看,TN、TP平均值分别为1.64万t·a-1、0.12万t·a-1,标准差分别为0.16万t·a-1、0.014万t·a-1,变差系数分别为0.09、0.12;从分组结果来看,管理人员一致性较好,研究人员一致性较差.总体而言,综合考虑不同领域专家的意见是保持总量分配方案的合理性和一致性的有效途径.     

碳纳米管负载纳米四氧化三铁多相类芬顿降解亚甲基蓝

在课题组前期研究的基础上,以碳纳米管(MWCNTs)为载体制备了Fe3O4/MWCNTs复合物并作为催化剂,以染料亚甲基蓝(MB)为降解对象,研究了该催化剂催化H2O2对亚甲基蓝溶液的降解特性及其影响因素,并考察了催化剂的重复使用效果,探讨了催化反应的机理.结果表明,在pH值3~8的范围内,催化反应体系都能有效降解MB,最佳pH值为3.5.随着催化剂投量的增加,MB的降解率明显提高,500 mg·L-1催化剂投量条件下,MB的降解率最高.随着H2O2初始浓度的增加,MB的降解率增加,10 mmol·L-1时MB的降解率最高.溶液中共存的阴离子会降低MB的降解率.在最佳条件,即温度25℃、H2O2浓度10 mmol·L-1、催化剂浓度500 mg·L-1的条件下,0.20 mmol·L-1MB在30 min内的降解率达到99.1%.催化剂重复使用后仍然具有较好的催化活性,说明Fe3O4在MWCNTs表面负载比较牢固,催化剂具有反复使用的能力.催化反应机理是催化剂催化H2O2产生羟基自由基,高活性的羟基自由基氧化MB.     

溴代阻燃剂在中国川藏地区的污染和分布特征

利用气质联用仪(GC-NCI-MS)对中国川藏地区饮用水、表土和青稞样品中PBDEs(包括十溴联苯醚在内)和TBBPA的含量进行了检测,分析了PBDE同系物的分布模式,比较研究了不同区域的溴系阻燃剂(BFRs)的污染水平、可能来源和环境影响因素.结果显示,西藏地区饮用水中均未检出PBDEs和TBBPA.表土样品中∑13PBDEs的含量范围为0.87~10.56 ng·kg-1(以干重计),PBDE主要同系物为BDE-15、209、47和99(所有样品中100%检出),分别占∑13PBDE含量的39.0%、16.5%、10.5%和10.5%.另外,研究发现,土壤中∑13PBDEs与TBBPA的含量显著相关,暗示了它们相似的空间分布,且PBDEs和TBBPA均与TOC值显著相关,PBDEs和TBBPA与海拔高度呈显著线性关系.这表明川藏地区土壤中PBDEs和TBBPA的污染为同一来源,且其含量不仅受TOC值和海拔高度的影响,也可能受与PBDE和TBBPA有关的大气传输、稀释或吸附、沉降多种因素影响.在偏远地区的农作物青稞中检测到了PBDEs和TBBPA,可能是通过大气沉降到农作物表面,被生物富集和吸收.青稞为该地区居民主食的原料,尽管PBDEs和TBBPA的含量非常低,但可能对当地居民健康产生影响.     

滇池表层沉积物对磷的吸附特征

在室内模拟条件下,从滇池表层沉积物对磷的吸附动力学与热力学两个角度出发,研究了滇池沉积物对磷的吸附特征,同时探讨了不同磷形态对磷吸附特性的影响,结果表明:1滇池不同形态磷含量顺序为:有机磷钙(O-P)钙结合态磷(Ca-P)金属氧化物结合态磷(Al-P)残渣态磷(Res-P)可还原态磷(Fe-P)弱吸附态磷(NH4Cl-P);2沉积物对磷的吸附动力学过程分为2个阶段,即快吸附和慢吸附阶段.快吸附阶段主要发生在0~0.5 h内,而慢吸附阶段主要发生在0.5~4 h.滇池沉积物对磷的吸附过程主要在4 h内完成.3外海北部上覆水磷酸盐(SRP)浓度低于沉积物中磷的吸附/解吸平衡浓度(EPC0),可初步判断该区域沉积物有向上覆水体释放磷的风险.4不同区域沉积物磷的最大吸附量(Qmax)和总最大吸附量(TQmax)均以外海南部最大.5沉积物本底吸附态磷含量(NAP)与钙结合态磷(Ca-P)呈显著正相关关系(R2=0.5139,p0.05),而其他吸附特征参数与磷形态之间相关性均不显著.6与洱海、太湖等湖泊相比,滇池沉积物磷的本底吸附态磷(NAP)和最大吸附量(Qmax)均处于较高水平,磷污染较为严重.     

Characteristics of secondary inorganic aerosol and sulfate species in size-fractionated aerosol particles in Shanghai

Sulfate, nitrate and ammonium(SNA) are the dominant species in secondary inorganic aerosol, and are considered an important factor in regional haze formation. Size-fractionated aerosol particles for a whole year were collected to study the size distribution of SNA as well as their chemical species in Shanghai. SNA mainly accumulated in fine particles and the highest average ratio of SNA to particulate matter(PM) was observed to be 47% in the fine size fraction(0.49–0.95 μm). Higher sulfur oxidation ratio and nitrogen oxidation ratio values were observed in PM of fine size less than 0.95 μm. Ion balance calculations indicated that more secondary sulfate and nitrate would be generated in PM of fine size(0.49–0.95 μm). Sulfur K-edge X-ray absorption near-edge structure(XANES) spectra of typical samples were analyzed. Results revealed that sulfur mainly existed as sulfate with a proportion(atomic basis) more than 73% in all size of PM and even higher at 90% in fine particles. Sulfate mainly existed as(NH4)2SO4 and gypsum in PM of Shanghai. Compared to non-haze days, a dramatic increase of(NH4)2SO4 content was found in fine particles on haze days only, which suggested the promoting impact of(NH4)2SO4 on haze formation. According to the result of air mass backward trajectory analysis, more(NH4)2SO4 would be generated during the periods of air mass stagnation. Based on XANES, analysis of sulfate species in size-fractionated aerosol particles can be an effective way to evaluate the impact of sulfate aerosols on regional haze formation.     

贵州施秉白云岩喀斯特区水化学和溶解无机碳稳定同位素特征

对贵州施秉白云岩喀斯特世界自然遗产地49个水点进行采样,分析地表水和地下水水化学特征及控制因素,并探讨溶解无机碳(DIC)稳定同位素的分布特征和来源.结果发现,研究区地表水和地下水p H值呈中性到碱性,溶解质较低,水中阳离子以Ca2+、Mg2+为主,阴离子以HCO-3为主,水化学类型为重碳酸-钙镁型(HCO3-Ca·Mg).北部上游页岩分布区外源水水中Cl-、NO-3、SO2-4的比重相对白云岩区喀斯特水水点的高,Si的含量也明显高于白云岩地区喀斯特水;外源水的SIc和SId值为负,而流经白云岩区后均大于0.水化学数据表明研究区水化学受降水和人为活动影响很小,Gibbs图显示水中离子组成主要受岩性的控制.研究区喀斯特地表水中δ13CDIC值变化范围为-8.27‰~-11.55‰,平均为-9.45‰,地下水的δ13CDIC值范围为-10.57‰~-15.59‰,平均为-12.04‰,地表水δ13CDIC值比地下水偏重.DIC的δ13CDIC值在杉木河支流上整体表现为河流上游相对于下游偏轻,而杉木河干流上河水DIC的δ13CDIC值的变化则比较复杂.根据同位素质量平衡,利用DIC的δ13CDIC实测值,计算了喀斯特区地下水DIC来自土壤CO2和白云岩矿物溶解的比例,计算结果为51.2%来自于土壤CO2,矿物本身的贡献约为48.8%.     

南京夏季城市冠层大气 CO2浓度时空分布规律的观测

城市是CO2重要排放源,直接观测城市中大气CO2浓度对于研究人类活动对大气温室气体的贡献至关重要,而在城市中多个站点、多个高度上观测大气CO2浓度则有助于认识城市CO2浓度的时空变化规律,确定其影响机制.本研究于2014年7月18日至7月25日在南京主城区东、西、南、北和中共5个方位(100 m左右高度),2014年8月3日至2014年8月9日在南京主城区中部站点的3个高度(30、65和110 m)观测CO2浓度.结果表明:1南京主城区垂直方向上CO2浓度存在明显梯度,近地面30 m处CO2浓度受人为活动影响明显,平均值达427.3×10-6(±18.2×10-6)(摩尔分数,下同),高层65m、110 m处CO2浓度混合均匀,平均值分别为411.8×10-6(±15.0×10-6)和410.9×10-6(±14.6×10-6).大气层结越稳定,CO2浓度越高,垂直梯度越大.2南京主城区CO2浓度的水平分布受风和大气稳定度的控制.观测期间盛行东北风向,导致CO2浓度分布整体呈现西南高,东北低的格局,城市主城区上下风向CO2浓度差为7.8×10-6.而且水平风速越大,越有助于将上风向的CO2传输至城市的下风向,CO2浓度差就越小.大气层结越稳定,整体CO2浓度越高.3南京主城区5个站点CO2浓度均有明显的日变化,日最高值出现在交通早高峰期间,谷值在17:00左右,在19:00左右有时会因交通晚高峰而出现次高值.     

公路隧道安全等级研究

我国目前的公路隧道既没有安全等级划分,也没有安全设施设计标准,设计者只能根据经验和认识程度进行设计,运营安全隐患较多.提出了影响公路隧道安全等级的5个因素和4种关系.认为公路隧道安全等级的划分必须同时考虑隧道长度和交通量,隧道长度是一个基础分界指标,交通量是一个可变的动态指标.根据目前我国公路隧道建设的实际状况和技术水平,选取隧道的特征长度分别为0.5 km、1.0 km、3.0 km、5.0 km、10.0 km,隧道的断面交通量按照高速公路的最低要求取为10 000辆/d,将公路隧道安全等级从高到低划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、V五个等级,并提出了进行公路隧道安全设施标准研究的基本思路和方法.