生物质吸附剂的研究现状——木质素

木质素是自然界中数量仅次于纤维素的可再生资源,每年由造纸工业排放的木质素数量也相当巨大。木质素具有丰富的官能团,是复杂的芳香族聚合物,如何资源化利用低成本原料——木质素是一个值得研究的课题。主要介绍木质素作为吸附剂的研究状况,其中包括木质素改性前后的吸附性能,并探讨了木质素基吸附剂的发展趋势。     

城市中水在电厂循环冷却水系统的应用与展望

中水回用对于解决水资源短缺具有其他方法无法比拟的优势,其成功应用将产生巨大的经济效益和社会效益。而城市中水经深度处理后回用于电厂循环冷却水补充水系统,不仅可以解决电厂用水紧缺的状况,而且可减轻污水排放对环境的不利影响。文章阐述了城市中水回用的发展现状,从火电厂循环冷却水系统的对补水的水质要求出发,结合电厂循环冷却水以及城市中水的水质特点,选择相应的中水处理工艺方案。此外就中水回用中存在的问题进行分析,并对其发展前景进行预测。     

活性炭纤维对定型机油烟废气吸附性能研究

采用动态吸附实验装置研究了粘胶基活性碳纤维的耐温性能以及预处理、采样流速、进气浓度对粘胶基活性碳纤维吸附定型机油烟废气平衡吸附量的影响,实验结果表明粘胶基活性碳纤维耐温性能良好,同时经去离子水煮沸2小时的粘胶基活性碳纤维平衡吸附量最大,采样流速增大平衡吸附量减少,但吸附速率变大,采用一级动力学模型较好地反映了吸附过程,Langmuir、Freundlich方程适合拟合低浓度下的吸附等温线,DR方程则较吻合高浓度下的吸附。     

Physiological signal analysis for fatigue level of experienced and inexperienced drivers

Objective: We studied the changes in driving fatigue levels of experienced and inexperienced drivers at 3 periods of the day: 9:00 a.m.–12:00 p.m., 12:00 p.m.–2:00 p.m., and 4:00 p.m.–6:00 p.m.

Methods: Thirty drivers were involved in 120-min real-car driving, and sleepiness ratings (Stanford Sleepiness Scale, SSS; Hoddes et al. 1973 Hoddes E, Zarcone V, Smythe H, Phillips R, Dement WC. Quantification of sleepiness: a new approach. Psychophysiology. 1973;10:431–436.[Crossref], [PubMed], [Web of Science ®] , [Google Scholar]), electroencephalogram (EEG) signals, and heart rates (HRs) were recorded. Together with principal component analysis, the relationship between EEG signals and HR was explored and used to determine a comprehensive indicator of driving fatigue. Then the comprehensive indicator was assessed via paired t test.

Results: Experienced and inexperienced drivers behaved significantly differently in terms of subjective fatigue during preliminary trials. At the beginning of trials and after termination, subjective fatigue level was aggravated with prolonged continuous driving. Moreover, we discussed the changing rules of EEG signals and HR and found that with prolonged time, the ratios of δ and β waves significantly declined, whereas that of the θ wave significantly rose. The ratio of (α + θ)/β significantly rose both before trials and after termination, but HR dropped significantly. However, one-factor analysis of variance shows that driving experience significantly affects the θ wave, (α + θ)/β ratio, and HR.

Conclusions: We found that in a monotonous road environment, fatigue symptoms occurred in inexperienced drivers and experienced drivers after about 60 and 80 min of continuous driving, respectively. Therefore, as for drivers with different experiences, restriction on continuous driving time would avoid fatigued driving and thereby eliminate traffic accidents. We find that the comprehensive indicator changes significantly with fatigue level. The integration of different indicators improves the recognition accuracy of different driving fatigue levels.     

A.ferrooxidans对高硫煤矸石去除酸性水体中Cr(VI)的强化作用

本研究考察了Acidithiobacillus ferrooxidans（A.ferrooxidans）联合高硫煤矸石（富含FeS₂）对模拟煤矿酸性水体中Cr（VI）的去除效果.结果表明,处理Cr（VI）初始浓度为50mg/L的模拟煤矿酸性废水（pH=2.5）时,投配率为6.67~33.33g/L高硫煤矸石可使Cr（VI）去除达到良好效果.50mg/LCr（VI）在24h内即可完全被高硫煤矸石中的FeS₂还原成Cr（III）,且在反应终点时（120h）,6.67,13.33,33.33g/L高硫煤矸石对还原产物Cr（III）的吸附去除率分别为7.1%、20.2%、29.1%.然而,在高硫煤矸石的还原和吸附作用下,大部分的Cr仍以Cr（III）形式残留在酸性水体中,且高硫煤矸石的大量投加也给水体带来了Fe²⁺、Fe³⁺、SO₄^2-等二次污染物.在高硫煤矸石-Cr（VI）体系中引入A.ferrooxidans和9K培养基后,A.ferrooxidans介导的Fe²⁺生物氧化及产物Fe³⁺水解矿化过程可促进部分Fe²⁺、Fe³⁺、SO₄^2-等向次生铁矿物（包括施氏矿物和黄钾铁矾）转变,从而使模拟酸性水体中残留的Cr（III）通过次生铁矿物的吸附或共沉淀作用被清除.在A.ferrooxidans强化作用下,模拟煤矿酸性废水中Cr（VI）在96h即可达到99.4%的去除率.     

基于土壤汞形态归趋的健康风险评估方法

土壤汞污染是一个全球性关注问题,矿产资源开采、化工生产和燃煤发电等均造成了不同程度的土壤汞污染,合理评估汞污染场地的健康风险是场地开发再利用的关键.对土壤中汞的形态归趋研究总结表明,由于汞的特殊物理化学性质,并受土壤等环境因素的影响,导致其在土壤中具有复杂的化学形态和变化过程.汞在土壤中的不同化学形态归趋对其毒性效应、生物有效性和暴露途径产生显著影响.基于土壤汞总量的风险评估方法忽略了土壤中不同化学形态汞对毒性、生物有效性和暴露途径的影响,导致高估土壤汞污染的健康风险.针对基于土壤汞总量的风险评估存在的问题,提出了基于土壤汞形态归趋的土壤汞污染健康风险评估理论,并构建基于土壤汞形态归趋-有效剂量-健康效应的土壤汞污染的精细化风险评估技术体系框架:①土壤不同形态汞的测定与表征方法;②汞形态归趋预测模型;③暴露分析与暴露量计算;④有效剂量（生物可给性或生物有效性）测定;⑤风险表征;⑥基于不同形态汞的场地土壤污染风险筛选值和修复目标制定.该方法体系从理论上解决了传统基于土壤汞总量的风险评估方法存在的问题,实际应用中面临的主要问题和今后重点发展方向:①研发可商业化的土壤汞化学物组分分析仪及土壤汞蒸气的原位测定方法;②结合中国场地土壤特点,开展土壤中汞的形态归趋模拟的模型研究,弥补现阶段土壤汞化合物形态分析方法的欠缺;③研发和建立土壤汞的生物可给性和有效性的标准测试方法技术;④本土化的土壤汞筛选值的确定.      

填埋场环境下HDPE膜老化特性及其对周边地下水污染风险的影响

为研究危险废物填埋场环境下防渗系统HDPE膜（高密度聚乙烯膜）材料老化规律及其对渗滤液产生、渗漏和区域地下水环境的影响,通过HDPE膜缺陷现场检测及室内老化性能测试,获取了HDPE膜初始缺陷特征参数（漏洞密度）和缺陷演化特征参数（老化起始时间和半衰期）,并以上述参数作为输入,综合运用HELP模型（填埋场水文过程评估模型）与Landsim模型（填埋场地下水污染风险模拟模型）对HDPE膜老化条件下的渗滤液产生、渗漏和地下水污染过程进行模拟预测.结果表明:①现场条件下HDPE膜在第2年开始老化,第8年达到半衰期.②HDPE膜老化导致漏洞数量和渗透系数增加,进而导致渗滤液渗漏量增加,地下水污染风险逐渐增加.短期（0~5 a）内,地下水超标概率为0,污染风险较小;中期（5~10 a）内,距离填埋场200 m内污染超标概率污染≥ 80%,污染风险较大,但400 m外的污染概率为0,污染风险较小;就长期（>10 a）而言,距离填埋场1 000 m处,污染超标概率达100%,地下水污染风险极大.填埋场现场条件下,防渗材料劣化及老化过程较实验室条件更为迅速,导致渗滤液长期渗漏、地下水污染风险加剧,因此建议加强填埋场设计和运行中HDPE膜抗老化研究,保障危险废物填埋场长期安全运行.      

达里诺尔湖溶解性有机质荧光特征与人工神经网络非线性响应研究

研究湖泊水体DOM（溶解性有机质）特征及其与复合环境要素的响应关系,对水生态系统保护及生物地球化学循环研究具有重要意义.以内蒙古达里诺尔湖（简称“达里湖”）为研究区,利用紫外-可见光谱技术（UV-vis）和人工神经网络模型（ANN）方法,开展达里湖水体DOM特征识别及其水质响应关系的研究.结果表明:①达里湖水环境污染程度较为严重,水体呈富营养化趋势.DOM吸收系数〔α（355）〕表明,夏季湖体DOM浓度较高.②建立了α（355）与达里湖水体ρ（TN）、ρ（TP）、pH和ρ（Chla）的人工神经网络模型,该模型验证期和测试期决定系数（R2）分别为0.78和0.84,该模型具有较好的DOM模拟和预测能力.③人工神经网络模型参数敏感性分析结果表明,α（355）对ρ（Chla）变化最敏感,敏感性水平为31.95%;其次为pH和ρ（TN）,α（355）对二者变化的敏感性水平分别为28.53%和25.54%;α（355）对ρ（TP）变化敏感性最低,敏感性水平为8.16%.研究显示,达里湖DOM对富营养化的发生具有较显著的表征影响,人工神经网络模型可为富营养化预测提供科学参考.      

中国西北地区一次典型沙尘过程分析

基于卫星遥感资料、再分析数据、数值模式和中国环境监测数据,分析了2018年4月1～4日中国西北地区一次典型的沙尘爆发、输送过程,并探讨了该次沙尘事件对空气质量的影响。结果表明,该次沙尘事件主要是由冷锋和大风引起的,分为两个阶段:4月1～3日,翻越天山和绕流而至的冷空气与该地暖空气交汇形成冷锋,引起塔克拉玛干沙漠起沙,这些沙尘随西风向东输送,使得哈密、嘉峪关、张掖、武威和兰州等城市PM10、PM2.5质量浓度自西向东依次升高,空气污染加重;4月4日,西北风在地形的作用下风力加大,强风掠过植被稀疏地表产生较强的起沙,西北地区多个城市的PM10、PM2.5质量浓度几乎同时剧增,引发了严重的空气污染。其中,PM10是该次沙尘过程中的主要的大气污染物,是导致空气质量下降的主要原因。     

成都市工业源重点VOC排放行业排放清单及空间分布特征

以2013年为基准,采用排放系数法对成都市区域范围内工业源的VOC排放进行了核算,利用GIS工具构建成都市1 km×1 km网格化排放清单,分析了VOCs的空间分布特征.研究结果表明:2013年成都市工业源VOC排放总量为(5.77±3.35)×10~4t,其中溶剂使用源排放(3.09±4.93)×10~4t,工艺过程源排放(2.35±3.82)×10~4t,化石燃料燃烧源排放(0.21±0.61)×10~4t,生物质燃烧源排放(0.12±0.48)×10~4t.从工业源VOC排放的空间分布特征上看,都江堰、郫县、温江和崇州是最主要的贡献区县,涉及的排污企业类型主要包括钢铁、化工和水泥行业.