南京颗粒物时间序列相关性及其成因分析研究

以南京2014年2月到5月的PM2．5、PM10日平均值和气象要素观测资料为例,根据Pearson相关系数和双尾检验显著性水平对其逐日时间序列进行相关性分析。结果表明：南京2014年2月到5月PM2．5、PM10与前2日质量浓度值呈正相关性,但两者与前3日、前4日质量浓度值都没有明显线性相关性;PM10较PM2．5相关性更强。在此基础上,从PM2．5、PM10成分来源等方面,阐述了该结论产生的原因。     

隔声薄膜褶皱对微穿孔板吸声性能的影响

为提高微穿孔板结构的吸声效果,将隔声薄膜制作成褶皱结构,加入微穿孔板后空腔中,采用驻波管法进行吸声试验,测试在125 Hz到2 000 Hz的13个1/3倍频程中心频率处的吸声系数。试验结果显示:单独的隔声薄膜褶皱结构具有一定的吸声能力,褶皱的高度对其吸声能力有一定影响;隔声薄膜褶皱结构的加入能有效提高微穿孔板的吸声性能,当褶皱高度为6 cm时,加入褶皱前后,吸声峰值由0.733提高到0.977,吸声带宽由2个(800 Hz~1 250 Hz)提高到5个(400 Hz~1 000 Hz)1/3倍频程中心频率;随着褶皱高度从2 cm提高到6 cm,复合结构的吸声系数显著增加,吸声带宽随之增大,吸声频带朝低频方向移动,当褶皱高度为6 cm时,吸声峰值达到0.977,接近全吸收。试验初步研究了隔声薄膜褶皱对微穿孔板吸声性能的影响特性,为进一步的理论计算与实际应用提供一定根据。     

基于影响因素分析的给水管网主体水余氯衰减模型

余氯在管网中主要发生主体水反应和管壁反应。一方面自身会不断消耗衰减,导致管网末梢处余氯值达不到要求,另一方面,氯会与水体中的某些有机物反应生成三卤甲烷等消毒副产物。以上作为氯消毒的两个主要问题,既相互矛盾又相互联系。其中余氯在主体水中的反应受到多种因素的影响,这些因素包括温度,初始余氯浓度和水体水质情况等等。论文在正交试验设计的基础上,通过对试验结果的极差和方差分析,得出结论:温度是影响余氯衰减的最主要因素,其次是水体水质情况,影响最小的是初始余氯浓度。在正交试验结果的基础上做定性分析的同时,采用编程拟合建立了改进的主体水余氯衰减模型,得到的参数组合为A=21 428 571,m=0.539,α=2.903。该改进模型不仅能很好地拟合试验结果,而且由于是基于正交试验所建立,模型的代表性和适用性都更加优越。     

Wire-on-bolt试验样品参数设计研究

Wire-on-bolt技术是一种大气腐蚀性快速评估技术。设计合理的试验样品参数是Wire-on-bolt技术研究的一项重要内容。根据不同参数样品的大气暴露试验数据,分析了各项样品参数对金属丝腐蚀率的影响。最终确定试验样品的电偶材料为T2铜和1100铝,铜螺栓为M25×6普通螺纹,铝丝长度为1 m、直径为3 mm。     

Antioxidative responses to arsenic in the arsenic-hyperaccumulator Chinese brake fern (Pteris vittata L.)

This study measured antioxidative responses of Chinese brake fern (Pteris vittata L.) upon exposure to arsenic (As) of different concentrations. Chinese brake fern was grown in an artificially-contaminated soil containing 0 to 200 mg As kg(-1) (Na2HAsO4) for 12 weeks in a greenhouse. Soil As concentrations at < or =20 mg kg(-1) enhanced plant growth, with 12-71% biomass increase compared to the control. Such beneficial effects were not observed at >20 mg As kg(-1). Plant As concentrations increased with soil As concentrations, with more As being accumulated in the fronds (aboveground biomass) than in the roots and with maximum frond As concentration being 4675 mg kg(-1). Arsenic uptake by Chinese brake enhanced uptake of nutrient elements K, P, Fe, Mn, and Zn except Ca and Mg, whose concentrations mostly decreased. The contents of non-enzymatic antioxidants (glutathione, acid-soluble thiol) followed similar trends as plant As concentrations, increasing with soil As concentrations, with greater contents in the fronds than in the roots especially when exposed to high As concentrations (>50 mg kg(-1)). The activities of enzymatic antioxidants (superoxide dismutase, catalase, ascorbate peroxidase, guaiacol peroxidase) in Chinese brake followed the same trends as plant biomass, increasing with soil As up to 20 mg kg(-1) and then decreased. The results indicated though both enzymatic and non-enzymatic antioxidants played significant roles in As detoxification and hyperaccumulation in Chinese brake, the former is more important at low As exposure (< or =20 mg kg(-1)), whereas the latter is more critical at high As exposure (50-200 mg kg(-1)).     

城市污水厂部分反硝化滤池启动及运行

采用生物滤池探究部分反硝化（NO₃^--N还原到NO₂^--N）工艺应用于城市污水厂深度脱氮的可行性.以实际二级出水为进水,考察滤速、碳氮比（C/N）等影响因素对滤池快速启动及稳定运行的影响,分析了滤池沿程水质变化和系统微生物群落结构.结果表明,控制高滤速和低C/N,3d可实现部分反硝化滤池的快速启动,滤池120d平均亚硝态氮累积率（NTR）为60.3%,最高可达82.1%,成功构建了连续流生物膜部分反硝化工艺.高滤速条件有助提高滤池的NO₂^--N积累率,C/N对NO₂^--N积累率的影响较小,C/N为2~4,部分反硝化滤池的NTR维持在62.0%.沿程数据表明底部40cm的滤料层是部分反硝化滤池NO₃^--N去除和NO₂^--N累积的主要反应区域.由于采用实际水厂二级出水进行研究,扫描电镜和高通量测序结果表明存在多种具有反硝化功能的微生物,系统的微生物多样性较高.     

Distribution of rare earth elements in PM10 emitted from burning coals and soil-mixed coal briquettes

Emission from burning coals is one of the major sources of the airborne particles in China. We carried out a study on the rare earth elements (REEs) in the inhalable particulate matter (PM₁₀) emitted from burning coals and soil-coal honeycomb briquettes with different volatile contents and ash yields in a combustion-dilution system. Gravimetric analysis indicates that the equivalent mass concentration of the PM₁₀ emitted from burning the coals is higher than that emitted from burning the briquettes. The ICP-MS analysis indicates that the contents of total REEs in the coal-burning PM₁₀ are lower than those in the briquette-burning PM₁₀. In addition, the contents of the light rare earth elements (LREEs) are higher than those of the heavy rare earth elements (HREEs) in the PM₁₀ emitted from burning the coals and briquettes, demonstrating that the REEs in both the coal-burning and briquette-burning PM₁₀ are dominated by LREEs. The higher contents of total REEs and LREEs in the coal-burning PM₁₀ are associated with the higher ash yields and lower volatile contents in the raw coals. A comparative analysis indicates that the La/Sm ratios in the PM₁₀ emitted from burning the coals and briquettes, being lower than 2, are lower than those in the particles from gasoline-powered vehicle emission.     

高效除砷分子筛新型材料制备及其吸附特性研究

为提高4A分子筛(MS)对水溶液中砷的吸附性能,以MS为载体,采用浸渍法制备载铁分子筛(FMS)和铁锰分子筛(FMMS)作为除砷吸附剂,利用扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、比表面积测试法(BET)等手段对MS和FMS微观结构特点进行表征,并开展批次试验考察FMS和FMMS对水中五价砷(As5+)和三价砷(As3+)的吸附效果,对FMS吸附As5+过程进行吸附动力学、等温吸附试验和吸附热力学等拟合.结果表明:①铁盐浸渍改性能有效提高MS比表面积、改善其表面结构,改性后FMS是一种窄孔径、尺寸均匀的介孔材料,比表面积和孔体积分别从27.38 m2/g和0.068 cm3/g增至281.25 m2/g和0.16 cm3/g,平均孔径由9.93 nm减至2.21 nm;MS微观结构由密实粗糙颗粒转变为疏松多孔隙结构.②FT-IR表明,铁盐浸渍形成的铁氧化物主要与MS结构中O—H、Al—O和Si—O结合;批次试验设定ρ(As5+)为4 mg/L,与MS相比FMS对As5+的去除率约提高70%.③吸附动力学结果显示,FMS对As5+的吸附过程符合准二级动力学模型,相关系数(R2)达0.99,反应过程中化学吸附起主要作用.④等温吸附试验表明,FMS对As5+吸附过程与Freundlich等温吸附模型拟合程度较高,相关系数(R2)达0.98,计算最大吸附容量为9.9 mg/g.⑤热力学参数ΔG、ΔH和ΔS计算表明,温度升高有利于FMS吸附砷,反应过程中FMS表面固体与溶液的混乱度上升.⑥与FMS相比,FMMS对As3+吸附性能有效提高,ρ(As3+/As5+)(As3+与As5+共存条件下溶液质量浓度)分别为2.0、4.0、6.0 mg/L下,FMMS去除率分别约提高26.34%、28.06%和28.09%.研究显示,利用铁盐浸渍法对MS改性可有效提升其对As5+和As3+的吸附容量,发挥材料的实际运用价值.      

柳江盆地浅层地下水硝酸型水特征和成因分析

近年来地下水硝酸盐污染状况越来越严重,人类活动对地下水的影响加剧,不仅造成污染,甚至改变了地下水的水化学类型,出现了硝酸型地下水.本研究以柳江盆地为例,分析了该地区浅层地下水中硝酸型水的特征和影响控制因素,探讨了硝酸型水的研究意义.结果表明,柳江盆地浅层地下水中硝酸盐污染严重;在全区211组有效数据中,硝酸型水占比20.9%,主要分布在研究区东南部,北部山区分布较少且零散;根据硝酸型水的特征可将其划分为高TDS硝酸型水和低TDS硝酸型水,高TDS硝酸型水的TDS和总硬度浓度均较大,且浓度范围较广,低TDS硝酸型水的TDS和总硬度浓度值和浓度范围均较小;硝酸型水的形成主要受人类生活污水、农业施肥、化粪池和垃圾渗滤液下渗等影响,其中,高TDS硝酸型水的污染负荷通常高于低TDS硝酸型水;通过对硝酸型水的分析研究,能够尽早发现污染并不严重但已有污染趋势的区域,以便及时进行地下水的污染防治,避免水质进一步恶化.     

基于δ15N和δ18O的农业区地下河硝酸盐污染来源

为研究岩溶区农业活动为主导的地下河流域硝酸盐污染来源,于2017年5~10月每24 d左右对重庆青木关流域6个采样点进行监测,利用~(15)N和~(18)O同位素技术对示踪硝酸盐来源进行解译,应用IsoSource模型计算出不同端元硝酸盐的贡献率.结果表明:(1)青木关农业区地下河系统存在较大的硝酸盐污染风险,大部分采样点出现不同程度NO_3~--N浓度超标现象.(2)空间上,青木关地下河中NO_3~--N浓度整体呈现由上游向下游升高的趋势.时间上,上游鱼塘和岩口落水洞以及下游姜家泉样点NO_3~--N浓度在5~6月因受农业施肥的影响,均呈上升趋势,6~9月受降水影响而出现不同程度升高或降低,9月之后随着农业活动减少而逐渐降低;中游土壤点NO_3~--N浓度保持较高值;中下游大鹿池NO_3~--N浓度较低且变幅不大.(3)通过硝酸盐~(15)N和~(18)O同位素分析,表明上游鱼塘和岩口落水洞的硝酸盐源于土壤有机氮、动物粪便及污废水混合;中游土壤点硝酸盐源于土壤有机氮、降水和肥料中NH_4~+;中下游大鹿池中硝酸盐来源于动物粪便及污废水、土壤有机氮、降水和肥料中NH_4~+的混合作用.地下河出口处姜家泉硝酸盐污染严重,其源于土壤有机氮、降水和肥料中NH_4~+、动物粪便及污废水、大气沉降的综合作用.(4)基于IsoSource模型对地下河出口处硝酸盐来源进行定量分析,发现动物粪便及污废水贡献率占46.4%,土壤有机氮占32.6%,降水与肥料中NH_4~+占18.6%,大气沉降仅占2.4%.