生物炭/铁酸镧磁性复合材料的制备及对亚甲基蓝的吸附性能

为获得吸附性能良好、便于回收利用的新型吸附剂以处理染料废水,采用超声辅助溶胶-凝胶法将铁酸镧(LaFeO_3)经过一步热解负载于生物炭制得生物炭/LaFeO_3磁性复合材料(BC/FL)。其表面形态、结构和组成分析表明:BC/FL的比表面积、总孔容及平均孔径分别为34.67m2/g、0.041cm3/g和7.82nm,磁饱和强度达到40.283A/m,表面含有C=O、C=C=N、C≡C等官能团。批量吸附实验表明,25℃下,当亚甲基蓝(MB)的初始质量浓度为30mg/L时,BC/FL的最佳投加量为1.5g/L,吸附反应在120min达到平衡,去除率可达92.3%,且吸附效果基本不受pH影响。BC/FL对MB的吸附符合准二级动力学模型,Langmuir模型可描述其等温吸附过程。化学吸附占主导地位,主要机理为静电吸附、氢键和π-π共轭作用。吸附反应为单分子层吸附且为自发的吸热过程。     

广州冬季气溶胶中水溶性有机物和类腐殖质的吸光性和荧光光谱特性

利用紫外-可见光谱与三维荧光-平行因子分析法(EEM-PARAFAC),研究了广州市2014年12月～2015年1月大气气溶胶中水溶性有机物(WSOC)和类腐殖质(HULIS)的吸光性和荧光光谱特征.结果表明,广州冬季气溶胶中HULIS的芳香性(SUVA254)、腐殖化程度(HIX)和光吸收效率(MAE365)均高于WSOC.利用EEM-PARAFAC从WSOC和HULIS解析出了类富里酸(C1)、类腐殖酸(C2)和类蛋白(C3)这3种荧光组分.其中类腐殖质组分(C1+C2)分别占WSOC和HULIS中总荧光组分的78%和85%,说明类腐殖荧光组分是WSOC和HULIS的最主要组成,且HULIS富集了更多的WSOC中主要的类腐殖组分.另外,灰霾期的WSOC和HULIS表现出更高的芳香性、腐殖化程度和C2组分,说明灰霾期有助于大分子量吸光性有机质的形成.相关性分析结果显示,WSOC和HULIS的C1组分相对含量与HIX、MAE365、OCsec、K+、SO_4~(2-)和NH_4~+呈现极显著的负相关关系,而C2与它们之间存在极显著的正相关关系.由此说明,WSOC和HULIS中C1的降低和C2的增加会引起它们的腐殖化程度和光吸收能力的增强;同时生物质燃烧排放和二次气溶胶过程可能有助于C2组分的增加.     

北京地区典型二噁英(PCDDs)及多氯联苯(PCBs)的长距离传输潜力——基于TaPL3模型的应用研究

以典型二噁英(PCDDs)和多氯联苯(PCBs)为研究对象,利用TaPL3模型模拟计算了稳态假设下北京地区4种PCDDs和7种PCBs通过大气和水体的长距离迁移潜力(LRTP)和总持久性(Pov),比较了不同氯取代数的特征迁移距离(CTD)和Pov的大小,分析讨论了二者之间的关系,并以PCB180为例对关键参数进行了灵敏度分析.结果表明,4种PCDDs和7种PCBs在北京地区通过大气的CTDair范围分别为714—874 km和1771—8517 km,Povair范围分别为1422—5169 d和1210—35687 d;通过水体的CTDwater范围分别为1232—1385km和643—4222 km,Povwater范围分别为4900—5618 d和1831—35922 d.对于PCDDs,CTD和Pov基本上随着氯取代数目的增加而增大;对于PCBs,Pov的变化规律与PCDDs类似,而通过大气和通过水体的CTD的变化规律不同.CTD和Pov没有表现出直接的关系.与国内外同类研究相比,北京地区的结果和国外接近,但高于兰州地区通过大气的CTDair,低于通过水体的CTDwater.     

富营养化水体降磷对浮游植物群落结构特征的影响

浮游植物是水生态系统中物质循环和能量流动的基础,作为初级生产者,浮游植物的群落结构直接影响着水生态系统的结构和功能。在水产养殖生产中,如何根据养殖生物对生活环境的需求开展精准培水、定向培水,培养养殖生物所需要的浮游植物,在维持养殖水域生态平衡的同时又能为养殖生物提供一定的饵料资源,这一直是摆在水产科技工作者面前的重要难题和研究热点。已有的资料大都是通过添加磷的方式研究磷改变对浮游植物生长的影响,而有关富营养化水体降磷对浮游植物群落结构影响的研究尚未见报道。为此,试验通过向取自富营养化湖泊的水体中加入磷去除剂,采用Pielou均匀度指数、Mcnaughton优势度指数和Shannon多样性指数,研究自然水体中的磷被降低后水体浮游植物群落结构的变化情况。结果表明,所取富营养化水体中共检出绿藻（Chlorophyta）、硅藻（Bacillariophyta）、蓝藻（Cyanophyta）、裸藻（Euglenophyta）、隐藻（Cryptophyta）、甲藻（Pyrrophyta）6门29种（包括变种和变型）;其中绿藻、蓝藻、硅藻、隐藻、裸藻、甲藻分别有7、4、2、1、1种,分别占总种数的24.13%、13.79%、6.90%、3.45%、3.45%。富营养化水体降磷后,虽然试验组和对照组在浮游植物种类组成上没有差异,但浮游植物群落结构特征发生了很大变化,浮游植物数量明显降低,由13 238.8×104cells·L-1降低至3 997.5×104cells·L-1,下降了69.8%;浮游植物优势种从1门（蓝藻（Cyanophyta））6种增加到3门（绿藻（Chlorophyta）、硅藻（Bacillariophyta）、蓝藻（Cyanophyta））12种,优势度指数从97.29%降低至86.30%,优势种门数和优势种种数远远高于对照组,优势度明显低于对照组;同时,浮游植物多样性指数和均匀度分别从1.85和0.38升高至2.60和0.54,显示出试验组浮游植物多样性和均匀度优于对照组。研究表明富营养化水体降磷对浮游植物群落结构产生了明显影响,使群落结构处于更加复杂、完整和稳定的状态。     

基于群落数量特征的喀斯特湿地森林群落优势种分析

草海湿地是贵州省最大的天然淡水湿地湖泊,具有典型高原喀斯特湿地特征,作为国家一级保护鸟类黑颈鹤的主要越冬栖息地,对其展开各方面研究具有重要意义。之前对草海的研究主要集中在湖泊水体富营养化[1-2]、土壤重金属污染[3-5]、浮游植物与水生生物时空分布及保护区生态环境恢复等领域,而对草海湿地流域汇水区域森林生态系统的研究鲜有报道。采用典型标准样地调查法、群落数量特征和Kikvidze-Ohsawa优势种判定法,对草海湿地流域不同坡度的森林植物群落优势种及群落特征进行分析。结果表明,(1)草海喀斯特湿地流域森林群落主要以松科(Pinaceae)、壳斗科(Fagaceae)、杜鹃花科(Ericaceae)、蔷薇科(Rosaceae)、忍冬科(Caprifoliaceae)、禾本科(Gramineae)、莎草科(Cyperaceae)、菊科(Asteraceae)等植物为主。(2)采用IV-Kikvidze-Ohsawa优势种评判法对不同坡度森林植物群落优势种比例分析发现,随坡度的增加优势种比呈现出先减少后增加的趋势,乔木群落优势种比例变化拐点在斜坡,灌木和草本群落拐点在陡坡。(3)采用SDR4-Kikvidze-Ohsawa优势种评判法对不同坡度森林植物群落优势种比例分析,发现乔木群落优势种比例随坡度的增加而加大;灌木和草本群落优势种的比例随坡度的增加先减少后增加,优势种比例变化拐点为陡坡。(4)结合植物群落数量与Kikvidze-Ohsawa优势种评判法对植物群落进行分析发现,群落数量指标所包含信息量的多寡直接影响分析结果,因此在对群落优势种的研究中,应选择包含种群信息量较多的群落数量指标。     

北京大气颗粒物碳质组分粒径分布的季节变化特征

为了解有机碳(OC)和元素碳(EC)在北京大气颗粒物中的季节变化、粒径分布和来源,于2010年3月—2011年2月采用惯性撞击分级采样器采集大气颗粒物样品,热光碳分析仪测定其中有机碳和元素碳质量浓度.结果表明,OC在粗细粒子中含量相当,EC主要存在于细粒子中,在<2.1μm颗粒物中分别占(52±11)%和(70±22)%.OC存在明显的季节变化,冬、夏季高于春、秋季,而EC则表现为冬、秋季大于春、夏季.OC和EC粒径分布呈"双峰型",细粒子段峰值分别位于0.43—1.1μm和0.43—0.65μm,粗粒子段峰值均位于4.7—5.8μm.四季峰值对应的粒径段、峰宽和峰高存在差异.OC与EC粒径分布和相关性的季节变化表明,冬季OC与EC的主要来源为燃煤排放,夏季EC的主要来源为机动车尾气.     

巯基硅烷改性氧化石墨对砷的吸附性能

为提高氧化石墨(GO)对砷的吸附能力,以3-巯基丙基三甲氧基硅烷为改性剂,制备了巯基改性的氧化石墨(GO-SH),考察其对水中砷的吸附性能.采用单因素实验法考察了初始pH值、吸附剂投加量、温度等对吸附效果的影响,拟合了吸附等温线,并研究了吸附动力学和吸附热力学规律.实验结果表明,在最优条件下,GO-SH对初始浓度为4 mg.L-1的砷去除率达到97.7%;吸附等温线符合Langmuir和Freundlich模型,45℃时由Langmuir模型得到的饱和吸附量(Qm)为24.45 mg.g-1;吸附动力学符合准二级模型,内扩散模型符合高浓度砷的吸附动力学;热力学研究表明,吸附过程是自发吸热的反应,以化学吸附为主.     

珠海2019年秋季一次大气污染过程的特征、 成因及来源分析

2019年秋季在珠三角典型沿海城市珠海观测到一次中重度污染过程,本文对此次过程的污染特征、形成机制和来源进行了研究.通过 采集PM_2.5样品,分析了9种水溶性无机离子（WSIIs）、有机碳（OC）、元素碳（EC）和水溶性有机碳（WSOC）等化学组分的浓度水平和污染特征;进一步结合污染过程中的不利天气形势、72 h后向气流轨迹及PM_2.5的潜在源贡献因子（WPSCF）和浓度权重轨迹（WCWT）等方法分析了污染的形成机制和来源.结果表明,有机物（OM）是污染时期PM_2.5中增长最快的组分,其次是占WSIIs约82.46%的SO₄^2-、NO₃^-和NH₄⁺（SNA）. NO₃^-/SO₄^2-均值为0.20,表明珠海以固定源污染为主;硫氧化率（SOR）均值为0.65,氮氧化率（NOR）均值为0.08,高温高湿的气象条件可能是 造成珠海比中国其他城市SOR偏高而NOR偏低的原因.在污染时段,二次有机碳（SOC）明显增加,WSOC/SOC随污染物的升高而降低并趋近于1,因此, 污染时期的WSOC可能主要是二次生成的.副高控制型、台风外围型和高压出海型等天气形势控制着整个珠三角地区时,不利于污染物的传输和扩散,使污染加剧.后向气流轨迹分析表明,污染时期的气团轨迹主要来自于高污染的内陆地区,这可能是造成此次污染形成的重要原因和来源.WPSCF和WCWT的高值区主要集中在江西、广东等内陆地区,因此,珠海在控制本地排放的同时,也应该关注上风向临近省市的污染排放.