Discovery of emerging organic pollutants in the atmosphere through an omics approach

● We review the framework of discovering emerging pollutants through an omics approach. ● High-resolution MS can digitalize atmospheric samples to full-component data. ● Chemical features and databases can help to translate untargeted data to compounds. ● Biological effect-directed untargeted analyses consider both existence and toxicity. Ambient air pollution, containing numerous known and hitherto unknown compounds, is a major risk factor for public health. The discovery of harmful components is the prerequisite for pollution control; however, this raises a great challenge on recognizing previously unknown species. Here we systematically review the analytical techniques on air pollution in the framework of an omics approach, with a brief introduction on sample preparation and analysis, and in more detail, compounds prioritization and identification. Through high-resolution mass spectrometry (HRMS, typically coupled with chromatography), the complicated environmental matrix can be digitalized into “full-component” data. A key step to discover emerging compounds is the prioritization of compounds from massive data. Chemical fingerprints, suspect lists and biological effects are the most vital untargeted strategies for comprehensively screening critical and hazardous substances. Afterward, compressed data of compounds can be identified at various confidence levels according to exact mass and the derived molecular formula, MS libraries, and authentic standards. Such an omics approach on full-component data provides a paradigm for discovering emerging air pollutants; nonetheless, new technological advancements of instruments and databases are warranted for further tracking the environmental behaviors, hence to evaluate the health risk of key pollutants.     

专家系统在废水生物处理操作和控制中的应用

本文介绍了国外近二十年来专家系统在废水生物处理工艺控制领域的应用及开发的典型系统,分析了废水生物处理工艺难于控制的原因、各类系统的结构和特点及目前废水处理专家系统的不足,探讨了废水生物处理专家系统今后应深入研究的问题及方向     

PM10-PM2.5冲击采样器的研制与开发

在颗粒物研究中,分级采样是一种常用的监测方法,而冲击采样器是颗粒物分级采样的重要仪器.根据斯托克斯数,对PM10-PM2.5冲击采样器设计参数进行了详细分析,并对PM10-PM2.5的捕集效率特征进行了分析.结果表明,PM10-PM2.5冲击采样器具备理想的PM10和PM2.5捕集效率,PM10冲击采样器、PM2.5冲击采样器切割粒径分别为9.94、2.43μm,均在其允许误差范围内.     

微生物絮凝剂与聚合氯化铝复配处理涂料废水的响应面优化

采用响应面分析法对聚合氯化铝(PAC)与污泥生产的微生物絮凝剂复配处理涂料废水的过程进行了优化,设定的响应值为COD和色度去除率。实验分别拟合了关于COD去除率和色度去除率的二次模型,根据响应值的分布情况,确定涂料废水的最佳絮凝条件为微生物絮凝剂浓度47 mg/L,PAC浓度39 mg/L,pH为8.2,CaCl2浓度0.38 g/L,搅拌速度210 r/min。最佳絮凝条件下,微生物絮凝剂对涂料废水中COD和色度的去除率分别达到77.6%和68.9%。     

EDTA络合铜在无机柱撑膨润土上的吸附研究

利用天然膨润土、羟基铁和羟基铁铝柱撑膨润土,进行吸附EDTA络合铜离子(EDTA-Cu)的实验.研究了溶液中EDTA与Cu2 摩尔比、pH值、吸附时间对吸附过程的影响和吸附等温线的变化规律.结果表明,达到吸附平衡的时间为1 h;pH值对天然膨润土的吸附影响甚小,柱撑膨润土的最佳吸附pH在6～8之间;膨润土的分配系数随着溶液中EDTA与Cu2 的摩尔比的增加而减少,当摩尔比＞2后,分配系数趋于稳定;柱撑膨润土羟基吸附位的活性是决定吸附性能的关键因素;吸附过程符合Langmuir和Freundlich等温吸附模型,吸附容量的大小和吸附作用强弱的顺序为:羟基铁铝膨润土＞羟基铁膨润土＞天然膨润土.     

煅烧的水滑石同时去除水体中砷和氟

为探讨水滑石类材料对水体中氟、砷离子的同时去除效果,采用共沉淀法合成(Mg∶Al=2∶1)纳米类水滑石(LDHs),用傅立叶转换红外光谱、电子扫描透射电镜、X射线晶体衍射等手段对合成的材料进行了表征,并研究纳米材料在不同初始浓度、pH、吸附时间、阴离子干扰条件下其同时除砷氟性能。结果表明,煅烧后的水滑石(LDOs)对砷最大吸附量为51.02 mg/g,对氟最大吸附量为36.63 mg/g。吸附动力学实验表明,煅烧水滑石对砷的吸附在前6 h内基本完成,对氟的吸附在前10 h内基本完成。砷氟共存溶液保持pH=4~10及pH=6~8时,水滑石分别对砷、氟保持良好的吸附效率。对比不同阴离子对水滑石共除砷氟效率的影响,水滑石除砷速率受到阴离子影响力大小为:HPO2-4CO2-3NO-3Cl-SO2-4;水滑石除氟速率受到阴离子影响力大小为:CO2-3HPO2-4SO2-4Cl-NO-3。材料再生循环利用4次后,对砷和氟的吸附效率均能达到90%以上。实验结果表明,所合成的水滑石是一种优秀的能共除砷氟的吸附剂。     

基于可调二极管激光技术的汽车尾气遥感监测系统

汽车尾气排放已成为最主要的城市污染源之一。汽车尾气的遥感监测系统作为一种高效实时监测汽车正常运行状况下的尾气排放方法已越来越受到人们的广泛关注。本文主要介绍基于可调二极管激光(TDL)技术的汽车尾气遥感监测系统。首先介绍遥感监测系统的产生与发展以及TDL技术的基本原理,其次阐述遥感监测系统的组成、关键技术以及系统的优点,并分析遥感监测系统在国内外的应用现状,最后提出目前应用中尚待解决的若干关键技术问题。     

环境因素对长寿湖底泥释磷影响的模拟实验研究

肥水养殖显著增加了长寿湖底泥中的磷含量。为了解肥水养殖积累在湖泊底泥中磷的释放情况,以长寿湖大坝口枯水期底泥为实验材料,模拟研究了不同环境条件(上覆水pH、温度、DO含量和扰动)下湖泊底泥的释磷特征。结果表明,在弱碱性条件下,底泥释磷量随上覆水pH的升高而升高;温度升高有利于底泥磷的释放,温度每升高5℃,第21天时底泥释磷量增大0.0045～0.0074 mg/L;DO含量降低有利于底泥中铁/铝结合态磷的释放;扰动对底泥磷的释放没有明显影响。研究表明,网箱养殖增加了底泥中的有机磷含量,促进有机磷向无机磷转化,增大了底泥中磷的释放风险。     

悬挂链生物接触氧化工艺处理河道污水

采用悬挂链曝气式接触氧化工艺在3个时段内处理城市河道污水,通过采用磷脂法、TTC-脱氢酶活性法和MPN法研究载体表面生物膜特性,来验证装置的水质净化效果。结果表明,进水水质变化幅度较大的时段1内,水质对缺氧区和好氧区内生物膜量及活性有很大冲击,对污染物的去除效果影响不大,COD、NH+4-N、TN和TP的平均去除率分别达到75.9%、80.8%、64.6%和78.3%;进水水质稳定的时段2内,缺氧区和好氧区内生物膜量和活性要高于其他时段,COD、NH+4-N、TN和TP的平均去除率分别达到77.0%、80.6%、69.4%和55.3%;低温运行的时段3内,缺氧区和好氧区内生物膜量和活性都低于其他时段,水质净化效果明显下降,COD、NH+4-N、TN和TP的平均去除率分别为71.1%、68.5%、48.9%和46.6%。     

基于GIS的海岛生态脆弱性评价研究与实践——以海坛岛为例

基于生态敏感度、生态弹性度和生态压力度,构建了海岛生态脆弱性评价的指标体系,采用综合指数法和GIS相结合的方法对海坛岛的生态脆弱性进行了定量评价,并绘制了生态脆弱性等级分布图,分析了生态脆弱度的空间差异和不同区域生态脆弱性的主导成因.评价结果与该区域的生态环境状况较为一致,对于海坛岛的生态保护和资源利用具有一定的指导意...