伊犁河谷夏季PM2.5和PM10中水溶性无机离子浓度特征和形成机制

区域尺度大气颗粒物的同步观测与分析是制定大气污染防治策略的重要途径.为研究伊犁河谷城市群大气颗粒物和水溶性无机离子的空间分布特征,于2021年7月19~29日期间同步采集伊宁市和周边三县大气颗粒物样品,深入分析了PM_2.5和PM₁₀中9种水溶性无机离子（WSIIs）的空间分布特征、存在形式和影响因素,并对二次无机颗粒物的形成机制进行了探讨.结果表明,夏季伊犁河谷城市群ρ（PM_2.5）和ρ（PM₁₀）均值分别为（23±3）μg ·m^-3和（59±7）μg ·m^-3,伊宁市受本地工业源和移动源排放影响,导致其PM_2.5浓度在区域中最高;伊宁县受扬尘源和地形影响,使其PM₁₀浓度在区域中最高;而霍城县的良好扩散条件使其PM_2.5和PM₁₀浓度最低.PM_2.5和PM₁₀中WSIIs占比分别介于28.2%~29.9%和16.0%~20.2%之间.4种主要离子（SO₄^2-、NO₃^-、NH₄⁺和Ca²⁺）占到WSIIs的90%左右,在PM_2.5中浓度大小排序为：SO₄^2->Ca²⁺>NH₄⁺>NO₃^-,在PM₁₀中浓度大小排序为：SO₄^2->Ca²⁺>NO₃^->NH₄⁺;相关性研究结果显示4个城市SO₄^2-浓度相近主要是由区域输送所致,而Ca²⁺在PM_2.5和PM₁₀中占比高于国内大部分城市反映出伊犁河谷核心区城市受扬尘源的影响较大.PM_2.5和PM₁₀中n（NO₃^-）/n（SO₄^2-）分别为0.78和0.76,表明伊犁河谷受固定源影响大于移动源;4个城市n（NO₃^-）/n（SO₄^2-）的大小排序为：伊宁市>霍城县>伊宁县>察县,与各城市机动车保有量大小一致,反映出伊宁市受机动车等移动源的影响高于周边三县.二次组分主要以（NH₄）₂SO₄、NH₄HSO₄和NH₄NO₃的形式存在,各城市NH₄⁺与SO₄^2-反应后均有盈余,盈余的铵盐在伊宁市主要以NH₄NO₃存在,与伊宁市较高的NO₂浓度有关.夏季PM_2.5和PM₁₀中NOR变化幅度分别为0.03~0.10和0.03~0.16,受夏季高温影响导致NO₃^-二次转化较弱;SOR分别介于0.21~0.41和0.23~0.44之间,察县相对较高的湿度使其SOR较高,而霍城县受区域输送影响使其SOR高于伊宁市.形成机制表明：察县和伊宁市的SO₄^2-主要由非均相反应生成,伊宁县主要由均相反应产生,而霍城县SO₄^2-的形成机制较为复杂,受到均相反应和非均相反应的共同影响.     

NO2对SO2/H2O/空气体系气溶胶成核过程的影响

为研究NO₂对SO₂/H₂O/空气体系气溶胶成核过程的影响,采用纳米扫描迁移率粒子粒径谱仪(Nano-SMPS),对NO₂/SO₂/H₂O/空气混合气体在X-射线作用下生成粒子的粒径和浓度进行测量. 结果表明,粒子的粒径在2.0~63.8 nm之间,最高数浓度可达到1.4×107 cm-3. 成核粒子谱的分布呈双峰模式,其中一个谱峰中心位置在4.0 nm附近,另一个在7.0~14.6 nm之间,分别对应于均相成核和离子诱导成核两种过程. 在均相成核方面,NO₂和SO₂均能参与气溶胶成核,而对气溶胶的生长没有明显影响,粒子的粒径主要集中在4.0 nm附近. 在离子诱导成核方面,当混合气体中φ(SO₂)低于2.12×10-6时,加入NO₂可促进粒子生成;而当超过该值时,NO₂的加入反而会降低气溶胶成核粒子的总数浓度. 当φ(SO₂)为3.61×10-6时,在φ(NO₂)分别为0.13×10-6、0.18×10-6和0.84×10-6的条件下,气溶胶成核粒子的总数浓度比不含NO₂下分别减少了25.9%、33.1%和49.0%. 研究显示,NO₂和SO₂对·OH的反应竞争作用是影响NO₂/SO₂/H₂O/空气体系气溶胶成核的重要机制.      

大气气溶胶性质及其卫星遥感反演

论述了大气气溶胶的物理性质(含微物理性质)、化学性质及光学性质,特别是黑碳气溶胶的物理、化学和光学性质及其对气候强迫作用和对人居环境的影响,同时对光化学形成的二次气溶胶进行了简要介绍.指出一般气溶胶具有负气候强迫效应,而黑碳气溶胶具有较强的正气候强迫效应.在分析影响气溶胶性质的各种因素时发现,气溶胶性质除受外在环境因素影响外,也受内在的自身因素的相互影响.对卫星遥感气溶胶的原理及其在卫星遥感反演中气溶胶多种性质间复杂的相互关系进行了论述,并针对未来气溶胶的研究提出建议.      

Tetrasphaera聚磷菌研究进展及其除磷能力辨析

强化生物除磷（EBPR）工艺在污水脱氮除磷中扮演着重要角色，其机理研究与工程应用也较为成熟.长期以来，Accumulibacter菌属（A菌）作为EBPR工艺最主要的聚磷菌（PAOs）已被广泛接受.同时，具有聚磷能力的Tetrasphaera菌属（T菌）亦被发现，且在某些特定环境下其丰度甚至远高于A菌，进而引发业内一定的关注.本文通过对T菌发现、研究过程的梳理，总结了关于T菌丰度、代谢途径及影响其活性的因素等方面的研究成果.与A菌不同，T菌代谢途径具有多样性，可依赖发酵代谢进行细胞维持和增殖，其发酵产物甚至可以供给A菌利用.T菌可利用大分子有机物（如葡萄糖、氨基酸等）和VFAs（亲和性较低）进行厌氧释磷，继而完成好氧、甚至缺氧吸磷过程.T菌主要菌株（T.elongata）因缺少合成PHA相关酶基因而不能以PHA作为内聚产物在厌氧环境下储能；糖原和游离氨基酸被检测到可作为T菌的能源/碳源内聚物，但亦有结果相左的研究.借助于拉曼光谱技术，一些污水处理厂中T菌与A菌被证实对磷去除的贡献大小相当.总之，目前对T菌的研究还十分有限，现有研究仍不足以证明它们在EBPR中可稳定发挥除磷贡献.今后应在T菌不同代谢途径控制因素及所需环境条件方面进行深入研究，以确认T菌可否持续、稳定地实现除磷作用.     

我国玉米自然灾害风险区识别研究

自然灾害严重影响和制约我国农业生产的持续稳定发展,识别主要作物自然灾害风险因子和风险区,对作物生产风险监测预警和风险防范及有效评估作物因灾损失有重大意义。基于区域自然灾害理论,构建了由致灾因子、孕灾环境因子和承灾体因子构成的作物自然灾害风险评价指标,利用1980-2010年全国各省市玉米产量数据和1991-2010年全国257个气象站点以玉米为承灾体的灾情数据,计算了省级单元不同因子自然灾害影响指数和灾害风险综合评价指数,揭示了我国玉米主要自然灾害的时空分布规律,识别了玉米自然灾害极高风险区、高风险区、中风险区、低风险区和可忽略风险区。结果表明,干旱是我国玉米产区主要自然灾害,其次是低温和风雹,干旱、洪涝、风雹、病虫害等多发于6-8月份,低温灾害多发于4-5月份;不同种类自然灾害大多具有连片发生的特点;自然灾害高风险区省份主要集中于北部和黄淮海平原玉米产区,同一级别风险区的风险影响因子不尽相同,在风险监测预警和防范中需区别对待。     

溴化十六烷基吡啶改性沸石对水中甲基橙的吸附

采用溴化十六烷基吡啶(CPB)对天然沸石进行改性制备得到了CPB改性沸石,通过批量吸附实验考察了CPB改性沸石对水中阴离子染料甲基橙的去除作用。结果表明,天然沸石对水中甲基橙的吸附能力很差,而CPB改性沸石则可以有效吸附去除水中的甲基橙。CPB改性沸石对水中甲基橙的吸附能力随CPB负载量的增加而增加,CPB负载量最大的改性沸石对水中甲基橙的吸附能力最强。双分子层CPB改性沸石对水中甲基橙的去除率随吸附剂投加量的增加而增加,而CPB改性沸石对水中甲基橙的单位吸附量则随吸附剂投加量的增加而降低。双分子层CPB改性沸石对水中甲基橙的吸附平衡数据可以采用Langmuir等温吸附模型加以描述。根据Langmuir模型计算得到的CPB负载量为341 mmol/(kg沸石)的双分子层CPB改性沸石对水中甲基橙的最大吸附容量为63.7 mg/g(303 K和pH 7)。准二级动力学模型适合用于描述双分子层CPB改性沸石对水中甲基橙的吸附动力学过程。pH和反应温度对双分子层CPB改性沸石吸附水中甲基橙的影响较小。以上结果说明,双分子层CPB改性沸石适合作为一种吸附剂用于去除废水中的甲基橙。     

颗粒活性炭去除水中甲基叔丁基醚的可行性研究

随着甲基叔丁基醚（MTBE）作为汽油添加剂被持续大量使用,其已成为一种地下水中常见的有机污染物。本文通过纯净水、自来水和地下水中MTBE的平衡吸附容量和微型快速穿透实验（MCRB）,比较了5种不同种类活性炭对MTBE的吸附性能。结果显示,苯酚值可准确预测活性炭样品对MTBE的平衡吸附容量大小次序,而丹宁酸值则可大致估计活性炭在实际处理应用时的吸附速度和吸附容量利用率。水样中共存的有机成分降低了活性炭对纯净水中MTBE的吸附容量,在背景TOC较低的去离子水中,活性炭对于MTBE的吸附性能反而比在地下水中降低得更多。穿透实验数据显示双柱串联的处理方式是高效应用活性炭吸附水中MTBE的优选工艺。使用环境友好的竹质活性炭去除地下水中MTBE具有良好的可行性和较高的性价比。     

表面活性剂对土壤中重金属清洗及有效态的影响

采用两种常用的表面活性剂-十二烷基苯磺酸钠(阴离子型)、Tween-80(非离子型),对锦州铁合金厂周边Zn、Cd及Pb重金属污染土壤进行化学修复试验,研究两种表面活性剂对重金属Zn、Cd及Pb的去除率及化学形态影响.结果表明,随着表面活性剂浓度的提高,两种表面活性剂对Pb、Cd及Zn的去除作用增强,Tween-80溶液的浓度越高,对重金属的萃取效果越好,对重金属的去除能力大小顺序为Cd>Zn>Pb,最大去除率分别为83.07%、56.78%及42.57%;十二烷基苯磺酸钠在低浓度时对Cd和Pb的去除效果不明显,而对金属Zn的去除效果较好,在0.09 mol.L-1时达到最大值83.86%;与淋溶前土壤中重金属有效态含量相比较,经不同浓度十二烷基苯磺酸钠淋洗后土壤中Cd有效态含量随LAS浓度的升高而先增加后下降,而Pb的有效态含量随十二烷基苯磺酸钠升高而增加;经不同浓度Tween-80淋洗后土壤中Zn及Cd有效态含量都是随Tween-80浓度的升高而先增加后下降,Pb有效态含量随Tween-80升高而下降.     

固定化生物活性炭纤维处理餐饮废水的研究

采用砂滤-固定化生物活性炭纤维技术处理餐饮废水,通过对油、浊度、COD、UV254四个重要指标去除率的测定评价处理效果。方法:餐饮废水经过砂滤后在中间水池中进行曝气,将曝气后的水样通过固定好微生物的生物活性炭纤维柱,测定出水指标。结果:该工艺处理后水样的浊度去除率为83%、UV254去除率为67%、COD去除率为84%,油的去除率为91%。结论:采用砂滤-固定化生物活性炭纤维技术处理餐饮废水是可行的。该工艺对废水中的浊度、COD、UV254均有很好的去除作用,出水水质比较稳定。     

酸性橙7在PbO2/Ti和IrO2-Ta2O5/Ti电极上的电催化氧化

采用PbO2/Ti和IrO2-Ta2O5/Ti电极对酸性橙7(AO7)模拟废水进行了电解处理实验研究。考察了2种电极上不同电流密度条件下AO7的去除率、反应动力学、COD去除效果及瞬时电流效率,结果表明,在相同条件下,PbO2/Ti电极表现出更好的处理效率、更适合用于AO7的矿化。循环伏安(CV)曲线表明,PbO2/Ti电极具有更高的析氧电位且在AO7电解液中出现了氧化峰,说明PbO2/Ti电极对AO7具有更好的催化活性和直接氧化能力。紫外可见光谱对比分析表明,IrO2-Ta2O5/Ti电极对AO7的结构破坏速度缓慢且伴随苯胺等中间产物产生,对AO7的矿化程度弱。对比结果说明PbO2/Ti电极更适合于偶氮类染料废水的电催化氧化处理。