负载Cr和Mo锰矿粉基催化剂的脱硝脱氨性能

氨选择性催化还原 (NH₃-SCR) 技术在焚烧烟气NO_x减排控制中广泛应用。然而,目前广泛商业化使用的SCR催化剂价格昂贵且低温活性差。以价格低廉的天然锰矿粉 (MOP) 为载体,采用浸渍法制备了Cr和Mo负载改性MOP,在温度范围150~400 ℃,对比研究了MOP和负载改性MOP的脱硝和脱氨催化效率,并基于NH₃-TPD-MS、FE-SEM-EDS、XRD和XPS对所制备的催化剂进行表征。结果表明：MOP具有较高的催化脱硝脱氨活性;Cr负载可大幅提升MOP的氨转化率,且对脱硝效率没有明显影响;Cr主要以无定形Cr₂O₃形式物理附着于MOP表面,Cr与Mn之间没有明显的相互作用。同时,Mo负载对MOP的氨催化转化也有明显促进作用,2%Mo负载仅轻微减少了MOP在150~250 ℃时的脱硝效率。在5%Mo改性MOP表面,酸性位点数量和NH₃吸附能力显著提高,但Mo与K反应生成钾钼盐结晶,导致Mn⁴⁺和O_α的相对含量降低。该研究结果可为低温低尘尾部布设SCR的同时脱硝脱氨提供参考。     

臭氧预处理制备PVDF接枝SSS离子交换膜

为了降低离子交换膜的制膜费用,同时为后期微生物燃料电池中的应用提供依据和参考,实验研究了用臭氧预处理过氧化苯甲酰（BPO）引发条件制备聚偏氟乙烯（PVDF）接枝对苯乙烯磺酸钠（SSS）聚合物（PVDF-g-SSS）。傅里叶红外分光光度计（FT-IR）确认了产物的化学组成,用溶剂挥发法制得离子交换膜（PS膜）。通过X射线衍射仪（XRD）和X射线光电子能谱仪（XPS）分析了膜的结晶形态及膜面元素组成,并考察SSS单体用量对膜的离子交换容量、电导率及亲水性等性质的影响。结果表明：接枝反应对PVDF晶型影响较小,PS膜表面有S元素生成;臭氧处理后PVDF易与SSS发生接枝聚合反应,且离子交换容量与SSS单体用量成较好的线性关系,当PVDF/SSS的配比为1：5,PVDF-g-SSS占铸膜液含量的5%时,PS膜的最高离子交换容量可达2.5 mmol·g-1,电导率可达0.046 s·cm-1。     

采用可再生胺法脱除烟气中SO2

为加快可再生胺法脱硫工艺的工业化进程,开发了一套撬装式脱硫再生中试装置,通过SO2连续吸收解吸实验验证装置性能。分别考察吸收剂质量分数、pH、液气比（L/G）、解吸温度、SO2进口含量对吸收和解吸效率的影响,结果表明：随吸收剂质量分数、pH、液气比的增大吸收率升高,而解吸率下降;解吸温度升高,吸收率变化不大,解吸率增速较快;SO2进口浓度增大,吸收率和解吸率迅速降低。确定适宜工艺条件为：吸收剂质量分数30%,pH=6~8,吸收温度30℃,解吸温度（90±5）℃,液气比L/G=5.0 L·m-3。通过微分法导出体积总传质系数KGa的计算公式,并与相关工艺参数进行关联拟合,回归出填料吸收塔KGa经验模型：KGa=0.081（L/G）0.232 0（8.91 w0.107 3pH0.248e-0.32yA-1）。     

活性污泥中细微沙浓度的预测模型

悬浮在污泥混合液中的细微沙会导致活性污泥混合液挥发性悬浮固体与混合液悬浮固体比值（ratio of mixed liquor volatile suspended solids to mixed liquor suspended solids,MLVSS/MLSS）降低。通过向生化池进水中连续投加体积平均粒径分别为14、33、50、66和107 μm的石英砂,研究不同粒径细微沙对活性污泥MLVSS/MLSS的影响,探讨不同粒径细微沙的悬浮特性,构建活性污泥中细微沙浓度的预测模型,以为污水厂运行调控提供理论基础。研究结果表明,细微沙粒径越小,悬浮比（悬浮在污泥混合液中的细微沙占生化池进水中细微沙总量的比例）越大,悬浮比与细微沙粒径呈显著的相关关系。通过预测模型得到的细微沙浓度的预测值与实测值差异较小,说明构建的活性污泥中细微沙浓度的预测模型是合理的。污水厂可在维持活性污泥MLVSS稳定的条件下,结合活性污泥中细微沙的浓度,调控污泥MLSS,保证污水处理系统的稳定运行。     

铬污染场地渣土混合物的化学还原修复

针对目前铬污染场地表层重污染铬渣混土难处理的问题,选用河南义马某铬盐厂铬渣堆场表层渣土混合物为研究对象,在分析其理化特性的基础上,研究CaS4、FeSO4·7H2O和葡萄糖3种还原药剂对Cr(VI) 的还原效率,通过改变药剂投加量、反应体系pH、反应时间等条件,优化修复工艺参数。结果表明,3种还原药剂对渣土混合物的最佳还原效率大小为CaS4(98.50%)>FeSO4·7H2O(72.21%)>葡萄糖(51.45%)。CaS4还原修复渣土混合物的最优工艺参数为：药剂投加量为还原反应理论当量的2倍,体系pH在3～9,反应时间0.5 h。     

污水管道危害性气体浓度分布模型扩展与验证

污水管道危害气体分布模型的建立对管道的维护管理具有重要意义。以SewerX模型为基础,将硫酸盐还原作为产生CO的主要生化过程,并入污水管道总生化反应体系,扩展SewerX模型,建立了污水管道内CO、H2S、CH4的浓度分布应用模型。将其应用到某市长度为4 100 m污水管道,管道危害气体浓度模拟结果与实测结果比对发现,浓度变化趋势一致,相关系数达到0.99以上,表明扩展模型具有实际应用价值。在一定设计流量下,可选择不同污水管道水力参数,应用扩展模型分析表明,合理选择参数可降低污水管道危害气体浓度。研究为污水管道内危害性气体浓度的预测提供参考。     

长三角地区2014—2019年大气环流型下的PM2.5 和O3 污染特征

基于中国中东部地区2014—2019年秋、冬季（11月—次年2月）、暖季（4—10月）的细颗粒物（PM_2.5 ）、臭氧（O₃ ）监测数据,运用T-mode斜交旋转主成分分析法（T-mode PCA）对长三角及周边地区2014—2019年925hPa位势高度和风场进行大样本客观分型,总结了有利于和不利于长三角地区PM_2.5 和O₃ 污染发生的大气环流类型。结果表明,17类大气环流类型会影响长三角地区空气质量,并进一步识别出PM_2.5 污染和O₃ 污染易发的大气环流型。其中,秋、冬季PM_2.5 污染易发的环流型是冷锋相关（AW_CT2）和出海高压（AW_CT3和AW_CT5）相关,前者可能与上风向PM_2.5 污染输送相关,后者则可能以局地累积和转化过程为主。副高控制（Spring_CT1和Summer_CT1）和均压场（Summer_CT3和Autumn_CT2）环流型则有利于促发暖季O3污染;在Spring_CT1、Summer_CT1、Summer_CT3和Autumn_CT2环流型下,长三角5个重点城市O₃ 超标率和ρ（O₃ -8h）水平高于同季节的其他环流类型,但气象和化学影响机制可能有所差异。此外,副高控制和均压场环流型也易导致上海、杭州和南京等城市出现暖季PM_2.5 和O₃ 双高污染。     

江苏省8个沿海造林树种的耐盐性评价研究

以江苏省盐城市大丰区沿海地区为研究区域,选择中山杉（Taxodium 'Zhongshanshan'）、白榆（Ulmus pumila）、落羽杉（Taxodium distichum）、榔榆（Ulmus parvifolia）、乌桕（Triadica sebifera）、青皮柳（Salix ohsidare）、构树（Broussonetia papyrifera）和苦楝（Melia azedarach）8个造林树种,研究不同树种造林地土壤含盐量及其与树木成活率、胸径和树高生长量的关系,并对8个树种的耐盐性进行隶属函数法综合评价,以进一步研究江苏沿海地区典型树种的耐盐性。结果表明,48个调查样地土壤含盐量为0.4~11.9 mg/g;不同样地之间的土壤含盐量差异较大;土壤含盐量较高的样地具有典型的盐分表聚现象;8个树种的成活率、胸径和树高年生长量与土壤含盐量均呈负相关。8个造林树种的耐盐性评价结果显示,其耐盐能力表现为白榆>苦楝>落羽杉>乌桕>榔榆>中山杉>青皮柳>构树。其中,白榆和苦楝可耐受6 mg/g的土壤含盐量;落羽杉、乌桕、榔榆和中山杉可耐受4 mg/g的土壤含盐量;青皮柳和构树只能耐受3 mg/g的土壤含盐量。白榆和苦楝可在含盐量较高的沿海地区造林,落羽杉、乌桕、榔榆和中山杉可在含盐量中等的沿海地区造林,青皮柳和构树只能在含盐量较低的沿海地区造林。

     

基于车载测试的轻型汽车排放特征

选择11辆轻型汽车作为研究对象,利用车载测试系统（portable emission measurement system,PEMS）研究了轻型汽车气态污染物排放和油耗特征。结果表明：轻型汽车一氧化碳（carbon monoxide,CO）、氮氧化物（nitrogen oxides,NO_x）和总碳氢化合物（total hydrocarbons,THC）的排放因子分别为（910.4±822.6）、（58.0±48.3）和（21.6±16.1）mg/km,且其排放速率随发动机比功率-速度（vehicle specific power-velocity,VSP-v）增大而增加,冷启动期间CO、NO_x和THC的排放量占排放总量的11.2%±2.1%、3.7%±5.4%和52.7%±4.6%。轻型汽车瞬态油耗速率随VSP-v的增大而增加,车辆相对油耗在平均车速低于15 km/h时显著上升,车速在40 km/h以上时油耗随车速变化呈平稳的趋势。20 ℃时CO、NO_x和THC排放速率高于1 ℃时的排放速率;1 ℃的环境温度使油耗速率增加,尤其在车辆高速行驶时,1 ℃时其油耗速率比20 ℃时高27.1%±24.5%。

     

Effect of alginate on the aggregation kinetics of copper oxide nanoparticles (CuO NPs): bridging interaction and hetero-aggregation induced by Ca<Superscript>2+</Superscript>

The stability of CuO nanoparticles (NPs) is expected to play a key role in the environmental risk assessment of nanotoxicity in aquatic systems. In this study, the effect of alginate (model polysaccharides) on the stability of CuO NPs in various environmentally relevant ionic strength conditions was investigated by using time-resolved dynamic light scattering. Significant aggregation of CuO NPs was observed in the presence of both monovalent and divalent cations. The critical coagulation concentrations (CCC) were 54.5 and 2.9 mM for NaNO₃ and Ca(NO₃)₂, respectively. The presence of alginate slowed nano-CuO aggregation rates over the entire NaNO₃ concentration range due to the combined electrostatic and steric effect. High concentrations of Ca²⁺ (>6 mM) resulted in stronger adsorption of alginate onto CuO NPs; however, enhanced aggregation of CuO NPs occurred simultaneously under the same conditions. Spectroscopic analysis revealed that the bridging interaction of alginate with Ca²⁺ might be an important mechanism for the enhanced aggregation. Furthermore, significant coagulation of the alginate molecules was observed in solutions of high Ca²⁺ concentrations, indicating a hetero-aggregation mechanism between the alginate-covered CuO NPs and the unabsorbed alginate. These results suggested a different aggregation mechanism of NPs might co-exist in aqueous systems enriched with natural organic matter, which should be taken into consideration in future studies.

Open image in new window

Graphical abstract Hetero-aggregation mechanism of CuO nanoparticles and alginate under high concentration of Ca²⁺