上海市PM2.5的物理化学特征及其生物活性研究

采集了上海市区和郊区春季和夏季的大气PM2.5样品,分析了市区和郊区春夏2季PM2.5质量浓度变化的规律,使用PIXE(Proton Induced X-ray Emission)分析技术获得S、K、Ca、Ti、Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、As、Se、Br、Sr、Pb等15种元素的质量浓度.结果表明,上海PM2.5中化学元素的质量浓度在春季(5038.6ng·m-3)比在夏季(3810.6ng·m-3)高,春季郊区(2528.9ng·m-3)和市区(2509.7ng·m-3)PM2.5中化学元素的质量浓度相当,夏季市区样品(1674.2ng·m-3)中化学元素质量浓度的总量比郊区(2136.3 ng·m-3)的低,但来自人为污染的化学元素(Cr、Mn、Ti、Ni、Cu、Zn、As、Br、Sr、Pb)在市区PM2.5中的含量较高;场发射扫描电镜(FESEM)分析显示,上海PM2.5主要由烟尘集合体、燃煤飞灰、矿物颗粒、生物质颗粒和不明物质组成,质粒DNA评价揭示上海市区PM2.5比郊区的具有更强的生物活性,主要原因可能在于市区样品中含有较高的重金属元素和较多的烟尘集合体.     

微生物电解系统生物阴极的硫酸盐还原特性研究

针对传统硫酸盐生物还原方法中供氢体系能耗大和氢气利用率低的特点,构建双极室微生物电解系统(microbial electrolysis system,MES),研究了微生物利用阴极作为电子供体去除废水中硫酸盐及电子利用的特性.外加电压为0.8 V时,MES生物阴极在36 h内SO2-4平均去除量为109.8 mg·L-1,平均还原速率可达73.2 mg·(L·d)-1.运行时MES的最高电流密度为50~60 A·m-3,电子回收率为(43.3±10.7)%,约90%的电子被用于还原SO2-4.微生物利用MES阴极产生的H2作为电子供体还原SO2-4,主要还原产物为溶解态的S2-和气态的H2S,还原过程主要发生在前12 h.对MES施加不同外加电压的实验显示,外加电压为0.8 V时的SO2-4去除率和电荷量都比0.4 V时高;但0.4 V情形下MES的电子回收率可达到70%,且周期结束时阴极H2低于检出限,推测微生物可以直接利用阴极的电子从而提高了能量效率.实验结果最终表明,微生物可利用MES的阴极进行代谢去除废水中的SO2-4,阳极微生物产生电子降低了系统能耗,这为含硫酸盐废水的高效低耗处理提供了新的研究思路.     

TiO2/粉煤灰光催化降解双氯芬酸钠研究

以燃煤电厂外排的废弃物粉煤灰(CFA)为载体,采用混合泥浆法将TiO2负载在CFA的表面,得到一种新型的复合光催化剂TiO2/CFA.对TiO2/CFA进行了扫描电镜分析、X射线衍射分析和氮吸附测试,并以双氯芬酸钠的光催化降解为评价手段,研究了TiO2负载量对TiO2/CFA光催化性能及重复使用性能的影响.结果表明,TiO2负载量的增加有助于提高TiO2/CFA的光催化性能,但当TiO2负载量过高时,CFA上的TiO2在水处理过程中容易脱落,对TiO2/CFA光催化剂的重复使用性能不利.本研究中,最佳的TiO2负载量约为50%,循环使用6次,其光催化降解效率没有明显降低,双氯芬酸钠的降解率均可达70%以上.     

有无隔膜槽中成对电解脱色活性艳蓝性能比较

分别采用有/无隔膜电解槽,以活性炭纤维(ACF)为阳极和阴极,研究了不同电流密度下蒽醌染料活性艳蓝KN-R的电化学脱色。在染料脱除量、电耗、脱除当量等方面比较了两种电解槽的脱色性能。结果表明,1.0～1.5 mA/cm2时,两种电解槽中均发生阳极电氧化和阴极电还原同时进行的成对电解脱色,无隔膜槽脱色性能优于隔膜槽。     

航空产品腐蚀损伤当量折算方法研究

阐述了航空产品在使用过程中腐蚀损伤的一般规律,综述了腐蚀损伤当量化研究的最新进展,研究了航空金属材料、工艺和结构件腐蚀损伤当量折算方法,并提出了腐蚀损伤当量折算方法的研究发展方向。     

广西河池锑冶炼区周边苔藓对大气重金属的记录

借助苔藓对广西河池锑冶炼区周边大气中的10种重金属(Sb、Pb、As、Cu、Cd、Mn、Fe、Al、Ba、Sr)的分布迁移规律进行了研究. 结果表明:苔藓可有效反映重金属的沉降. 苔藓中w(Sb)、w(Pb)、w(As)和w(Cd)的范围分别为41.0～5.77×103、1.05×102～1.39×104、25.0～1.07×103和8.00～263 mg/kg,分别是背景值的1.5～213.6、24.5～322.5、3.6～1 980.9和3.2～105.2倍. 元素相关性的主成分分析表明,Sb、Pb、As、Cd和Cu为密切相关的一类元素,来源于原料矿石的冶炼排放;Mn、Fe和Al为第2类,主要来源于燃料煤的释放,此外,Mn还可能来源于城市气溶胶的输送和水泥厂的排放;Ba与Sr为第3类,来源与扬尘有关. 随着采样点与冶炼厂烟囱距离的增加,w(Sb)、w(Pb)、w(As)、w(Cu)和w(Cd)呈非线性下降,可用方程y=ae-x拟合. w(Sb)与w(Pb)的衰减速率相似,而w(As)衰减要快于二者.      

水环境中典型纳米颗粒对菲的吸附特征

以典型三环多环芳烃菲为代表,选取11种典型纳米颗粒对水中不同浓度的菲进行吸附实验,探究水体中的纳米颗粒对菲的吸附特征.结果表明,Freundlich模型对所有样品的拟合结果最好.logKFr值显示,有机膨润土及3种炭黑对菲的吸附作用最强,且远远大于其他纳米颗粒.有机膨润土对菲的吸附表现为线性吸附(n=1.08),而3种炭黑均表现出显著的非线性特征(n＜0.5),且非线性特征随吸附能力的增强而增强,其他几种纳米颗粒均表现出非线性吸附特征(n＜0.9).水中所有的纳米颗粒在与菲作用的过程中,吸附的强弱与颗粒表面电位、粒径及比表面积均无显著相关性,即对于所有纳米颗粒来说,这几种性质并不是决定吸附作用的最主要因素,而吸附剂的化学组成及结构特性可能是引起吸附作用差异的主要原因.     

缺失烟囱参数估算及其应用对空气质量模拟结果的改进

针对源清单中部分点源烟囱参数缺失而采用源排放模型SMOKE(Sparse Matrix Operator Kernel Emissions)默认的烟囱参数对空气质量模型模拟结果造成的不利影响,综合考虑气象观测数据、空气质量监测数据、源排放强度以及相关标准和规范对烟囱设计的要求,分别基于最大落地浓度法和基于统计方法对2009年珠三角地区源清单中缺失烟囱参数点源的烟囱参数进行了估算,并将估算烟囱参数用在WRF/SMOKE-PRD/CMAQ空气质量模型系统分析其对模型模拟的改善情况.相比于采用SMOKE默认烟囱参数,基于最大落地浓度估算烟囱参数对NO2、NOx、SO2、PM10及O3的模拟结果均具有一定改善作用,而基于统计方法估算烟囱参数仅对SO2、O3的模拟结果有所提高.结果表明,使用基于最大落地浓度法估算得到的烟囱参数更为合理,使污染物的垂直排放分配更加合理,可以应用于空气质量模型输入源清单中缺失烟囱参数点源的估算,从而一定程度上改善空气质量模型的模拟效果.     

鹤山灰霾期间大气单颗粒气溶胶特征的初步研究

2012年6月9-17日,使用单颗粒气溶胶质谱仪(SPAMS)分析了鹤山大气中单颗粒的特征,共采集到同时含有正负离子谱图的颗粒763350个,其粒径主要集中在0.2～2.0 μm之间,期间发生灰霾的天数为3d.研究结果表明,该地区的大气颗粒物类型主要可分为7种:元素碳(EC)、有机碳(OC)、元素-有机碳混合(ECOC)、大分子有机碳(HMOC)、海盐(Na-K)、富钾颗粒(K-rich)和富铅颗粒(Pb-rich).灰霾天气下,颗粒中的二次成分含量更高,粒径显著增大.各颗粒类型数量浓度均有一定程度的提高,其中,以EC、ECOC和K-rich的增加最为明显.分析结果表明,水稻秸秆的集中焚烧及EC、ECOC和K-rich的老化是形成本次灰霾的重要原因.     

红枫湖饮用水水源地的工业企业环境风险评价

为降低饮用水水源地的工业企业突发环境事件发生的频率、提高环境风险管理的效率,在工业企业环境风险特征分析及Seveso Ⅲ指令的基础上,构建了基于危险物质泄漏、污染物排放及迁移、风险管理与控制能力的工业企业环境风险评价指标体系,并建立了风险评价方法. 以贵阳市红枫湖流域为例,按其水文特征划分为5个区域,对流域工业企业及各区域进行了风险评价. 结果表明:红枫湖流域81家工业企业中有55家风险企业,占企业总数的67.9%,整体风险水平较高;风险级别为重大、较大、一般和较低的企业分别有10、14、20和11家;风险较高的企业多为化工、印染、医药、造纸、冶金和煤矿类企业;羊昌河、麦翁河、麻线河、后六河流域及湖区周边区域的风险指数分别为16.09、7.01、3.77、0、1.07,羊昌河和麦翁河流域分别属于较高风险、一般风险区域,而其他区域的风险较低. 风险评价结果与红枫湖流域内工业企业的污染特点及位置分布较吻合,据此提出红枫湖流域实施环境风险分级管理的建议.