A large-scale outdoor atmospheric simulation smog chamber for studying atmospheric photochemical processes: Characterization and preliminary application

Understanding the formation mechanisms of secondary air pollution is very important for the formulation of air pollution control countermeasures in China. Thus, a large-scale outdoor atmospheric simulation smog chamber was constructed at Chinese Research Academy of Environmental Sciences (the CRAES Chamber), which was designed for simulating the atmospheric photochemical processes under the conditions close to the real atmospheric environment. The chamber consisted of a 56-m³ fluorinated ethylene propylene (FEP) Teflon film reactor, an electrically-driven stainless steel alloy shield, an auxiliary system, and multiple detection instrumentations. By performing a series of characterization experiments, we obtained basic parameters of the CRAES chamber, such as the mixing ability, the background reactivity, and the wall loss rates of gaseous compounds (propene, NO, NO₂, ozone) and aerosols (ammonium sulfate). Oxidation experiments were also performed to study the formation of ozone and secondary organic aerosol (SOA), including α-pinene ozonolysis, propene and 1,3,5-trimethylbenzene photooxidation. Temperature and seed effects on the vapor wall loss and SOA yields were obtained in this work: higher temperature and the presence of seed could reduce the vapor wall loss; SOA yield was found to depend inversely on temperature, and the presence of seed could increase SOA yield. The seed was suggested to be used in the chamber to reduce the interaction between the gas phase and chamber walls. The results above showed that the CRAES chamber was reliable and could meet the demands for investigating tropospheric chemistry.     

2017~2022年环渤海地区代表性城市臭氧时空分布特征及气象条件的影响

近年来环渤海地区城市环境空气臭氧（O₃）污染问题引起广泛关注.在对2017~2022年环渤海地区代表性城市东营市O₃浓度时空分布特征进行分析的基础上,评估了气象因素及海陆风环流对O₃浓度的影响.结果表明：①2017~2022年,东营市O₃年评价值呈波动上升趋势,以O₃为首要污染物的污染天数增加. O₃污染主要出现在春夏秋三季,其中5~6月最为严重,且O₃污染季持续时间变长. O₃浓度日最大8 h滑动平均值（MDA8 O₃）的月际变化呈双峰分布,第5和25百分位数增加明显,空间分布呈现“南北高,中部低”的特征.此外,近年来东营市夜间O₃浓度也表现出明显增加的趋势. ②气象因素对东营市O₃浓度变化有较大影响.在温度 > 30℃、相对湿度 < 50%、风向为西南偏南或东北偏东时易出现O₃高值.研究期间东营市气象因素贡献了MDA8 O₃变化的30%;在O₃中度污染与重度污染的情况下,气象因素对MDA8 O₃变化的贡献率可高达40%. ③海陆风对O₃超标日的发生具有一定贡献.海陆风日午后O₃浓度比非海陆风日高20 μg·m^-3左右.在O₃中度及重度污染日,海陆风日10：00~16：00的O₃浓度比非海陆风日O₃浓度高,且20：00~23：00 O₃浓度也处于较高水平.可见海陆风能够显著影响沿海地区城市O₃浓度,为该地区的O₃污染防控带来极大的挑战.建议未来环渤海地区城市进一步加强区域O₃污染联防联控联治,加大氮氧化物和挥发性有机物的减排力度,以减少陆风气团中污染物浓度,从而降低海风气团对环渤海地区城市空气质量的影响.     

水生野生动物自然保护区河流生态系统服务功能价值评价——以长江湖北宜昌中华鲟自然保护区为例

论文根据长江湖北宜昌中华鲟自然保护区的特点,尝试对保护区所在江段河流生态系统服务价值建立了评价体系,主要对该保护区河流生态系统服务价值中的直接使用价值和间接使用价值进行了评估。结果表明:保护区生态功能服务年总价值为59 920×104元,以间接使用价值为主要体现,占总价值的66.4%。间接价值中以珍稀水生野生动物(中华鲟、胭脂鱼)的保护价值最高,为27 290×104元/年,占总价值的45.54%,远远超过了其科研价值(410×104元/年)。表明保护区的建立对珍稀水生野生动物保护及其特有生境的保存、产卵栖息地保留方面具有重要意义,但政府应加强科研投入。     

垃圾焚烧飞灰物理化学性质的实验研究

应用激光粒度粒形分析仪、灰熔融性测定仪、原子吸收光谱仪和XRD等仪器手段对国内2种垃圾焚烧飞灰的密度、颗粒特性、熔点、成分和晶相结构等物理化学性质进行了详细的研究。研究发现，2种灰样颗粒直径的数量积分分布非常接近，其中基本没有超过40 μm的颗粒。由于垃圾焚烧飞灰在化学成分上存在的差异导致了其熔点有很大的不同。此外，XRD结果显示不同来源的飞灰其晶相结构存在较大的差别，这可能与垃圾的来源和焚烧工艺以及烟气处理方法有关。实验结果为飞灰无害化低温烧结工艺的选择和运行参数的制定提供了依据。     

外秦淮河表层底泥中Pb,Cu和Zn与PAHs的复合污染

分析了外秦淮河丰水期表层底泥中Pb,Cu,Zn及PAHs的含量分布.结果表明:草场门河段底泥中Pb,Cu,Zn和PAHs的含量都达到了最大值,污染最为严重.Pb和Cu显著相关,具有相似的化学行为.三汊河口至集庆门河段的PAHs主要来自石油类和化石燃料的不完全燃烧(低温、中温)或天然成岩过程,而凤台桥至秦虹大桥河段PAHs主要来源于化石燃料的高温燃烧与裂解.外秦淮河表层底泥中Pb与二环和五环PAHs的相关性显著,易发生交互作用.     

矿化垃圾混配种植介质的盆栽实验研究

矿化垃圾营养成分和有机质含量较高,但含有重金属和盐分.为了解矿化垃圾的施加比例对植物的生长影响以及植物对矿化垃圾混配种植介质中营养成分的吸收和重金属的富集,将矿化垃圾和本地绿化土按照不同比例混配,研究混配种植介质的理化性质的改善条件、矿化垃圾对植物体内的生物量和叶绿素含量的影响、植物对混配种植介质中营养成分的吸收量以及植物体内各种重金属累积浓度,探索矿化垃圾的最佳施用比例.实验结果表明,矿化垃圾可改善上海本地土壤贫瘠的普遍状况,其添加质量分数在50%～75%合适,对植物生长有利.     

基于16S rDNA不同靶序列对厌氧ABR反应器微生物多样性分析的影响

在反硝化抑制硫酸盐还原菌的研究中,探讨了不同引物扩增16S rDNA靶序列对厌氧ABR反应器的活性污泥DGGE图谱多样性的影响,从反应器中提取污泥总DNA,以4对通用引物341F/534R、968F/1401R、63F/534R、341F/926R扩增16S rDNA序列,对指纹图谱的分辨率和种群多样性进行分析.研究表明,采用PBS洗涤污泥和超声振荡有利于硫酸盐还原污泥总DNA提取;不同引物DGGE图谱分析,群落多样性存在显著的差异,341F/534R和968F/1401R的靶序列分离效果较好,341F/926R分离效果一般,63F/534R分离的效果最差.341F/534R的DGGE图谱中条带丰富,多样性最好,968F/1401R的DGGE图谱次之,341F/926R的DGGE图谱条带一般,63F/534R图谱条带最少,多样性也较差.建议DGGE分析厌氧活性污泥样品时,同时采用引物341F/534R和968F/1401R是比较适宜的.     

好氧颗粒污泥共代谢降解MTBE及微生物群落研究

以MTBE为目标污染物、乙醇为共代谢基质,在SBR反应器中成功实现了好氧污泥的颗粒化.反应器内污泥完全颗粒化后,MTBE进水浓度提高至400mg·L-1左右,出水浓度可稳定在5rag·L-1以下,去除率高达98.5%以上(其中挥发量约占25%).颗粒污泥结构致密,外观呈椭球形,表面微生物群落主要以球菌和短杆菌为主.序批实验表明,MTBE生物降解速率符合Mirhaelis-Menten方程,其单位时间内颗粒污泥(以干污泥计)降解MTBE的最大降解速率值为20.9 mg·g-1·h-1.PCR-DGGE图谱表明,颗粒污泥内微生物种群丰富,且稳定运行阶段微生物种群和结构呆保持高度稳定.克隆测序结果表明,降解MTBE的好氧颗粒污泥反应器优势菌群主要为Flavobacteria,et-proteobacteria,γ-Porteobacteria、Actinobacteria.     

杀扑磷在土壤色谱柱中的迁移及其模型拟合

基于液相色谱原理,建立了土壤色谱系统.在红壤和砂质灰潮土色谱柱中分别对杀扑磷在3种不同模拟土壤溶液(分别为0.01 mol·L-1 CaCl2溶液、0.001 mol·L-1柠檬酸和0.01 tool·L-1CaCl2,的混合溶液、0.001 tool·L-1苹果酸和0.01 mol·L-1CaCl2的混合溶液).2种孔隙水流速度(11.46和22.92 cm·h-1)下的迁移行为进行了实验研究,获得了示踪剂Cl-和杀扑磷的穿透曲线(BTCs).通过CXTFIT2.1软件,用局部平衡(LEA)对流一扩散方程(CDE)和化学非平衡两点模型(TSM)拟合了杀扑磷的BTCs,获得了物理和水动力学参数.研究表明,用TSM对本实验条件下杀扑磷迁移的仿真具有较高的精度,这为预测和控制有机磷农药在土壤环境中的迁移与归宿行为提供了理论依据.     

脱水污泥制备含炭吸附剂及其应用研究

采用热解炭化法、物理活化法、化学活化法制备污泥含炭吸附剂,通过静态吸附实验研究各种影响污泥含炭吸附剂吸附性能的因素.实验结果表明,采用化学活化法制得的污泥含炭吸附剂吸附性能最好,在以ZnCl2为活化剂、锯末添加剂投加量为脱水污泥质量的1%、ZnCl2为3 mol/L、活化温度为450 ℃、活化时间为1.5 h、固液质量比(干污泥与活化剂溶液的质量比)为1:4的最佳制备条件下,制得的污泥含炭吸附剂碘吸附值在520 mg/g以上,产物收率>60%,比表面积>230 m2/g,总孔容积为0.35 mL/g,其中微孔容积为0.08 mL/g,中孔容积为0.23 mL/g.利用其处理城市污水,其对COD、色度、TP的去除率好于选定的商品颗粒活性炭.