Characterization of organic matter in total suspended particles bythermodesorption and pyrolysis-gas chromatography-mass spectrometry

The organic matter in tropospheric aerosol plays an important role in atmospheric physical and chemical processes. The bulk oforganic matter, representing a significant proportion of the total suspended particulate (TSP) mass, is bound to polymeric materialwhose structure and properties are largely unknown. Here we used thermodesorption gas chromatography/mass spectrometry (Td-GC/MS) to study organic compounds of low molecular mass and pyrolysis gas chromatography/mass spectrometry (Py-GC/MS) tocharacterize the chemical structure of macromolecules in TSP samples collected in di erent seasons from di erent sites in Guangzhou.n-Alkanes, fatty acids and nitriles were the predominant compounds in the thermodesorption products, whereas aromatics, fatty acids,nitriles and n-alkanes/alkenes were the major compounds in the pyrolysates. The results indicated that aromatics were main units inmacromolecules. The fatty acids and nitriles formed from carboxylic ammonium salts were detected in both thermodesorption productsand pyrolysates at a certain concentration, indicating the importance of these compounds in TSP formation. The TSP source mainlydetermined the occurrence of compounds in samples from urban, suburban and forest sites, whereas the TSP source and formationprocess maybe controlled the seasonal variation in compounds detected. High levels of nitriles in summer samples from suburban andforest sites coincide with the release of ammonium from the land and of fatty acids from vegetation at these sites.     

凹凸棒石/γ-Fe2O3/碳纳米复合材料的制备及其对苯酚的吸附作用

为获得同时具有有机亲和性和磁分离特性的吸附材料,以凹凸棒石黏土和废活性白土为原材料,通过铁盐水解共沉淀和在氢气气氛下程序升温煅烧的方法,制备廉价的凹凸棒石γ-Fe2O3/碳纳米复合材料.运用磁化率分析,红外吸收光谱,透射电镜,X射线衍射分析和碳含量分析对其进行了表征,并研究了复合材料吸附去除水中苯酚的动力学、吸附试验中pH的影响及同等条件下与其他吸附材料吸附性能的对比.结果表明,复合材料的磁化率值为2 769×10-8m3/kg,用磁分离工序即可把该吸附材料从溶液中快速分离出来;铁的磁性氧化物以γ-Fe2O3的形态负载到凹凸棒石表面,颗粒直径为10～60nm;碳以无定形的形态负载在凹凸棒石晶体表面;复合材料中的ω(碳)为7.4%,材料中出现了有机官能团-CH3和-CH2-.对苯酚的吸附试验表明,复合材料对苯酚的去除率是凹凸棒石原矿的3倍.     

工业废水排放量和治理投资费用的预测

利用1996—2005年相关统计数据以及专项调查数据,对重点排放行业工业废水的产生、排放特征以及治理费用函数进行分析,建立了分行业的宏观工业废水排放和治理费用预测模型,并预测了2006—2020年工业废水排放趋势、投资需求以及减排重点. 结果表明:到2010年,工业废水和COD_Cr产生量分别为646×108～658×108和1 575×104～2 031×104 t,二者的排放量将分别介于234×108～301×108和441.1×104～609.2×104 t;“十一五期间工业废水治理投资和治理费用如不能达到8 000×108元,将面临COD_Cr减排目标不能完成的风险.      

基于空间插值方法的中国南方酸雨时空分布格局模拟及分析

酸雨时空动态变化监测一直是环境治理所需的重要信息. 在我国南方酸雨“两控区”(酸雨控制区和二氧化硫污染控制区)1991—2001年酸雨观测站年降水pH数据的基础上,采用反距离加权(IDW)、普通克里格(OK)和基于样条函数的ANUSPLIN等3种方法进行酸雨空间插值模拟,并进行验证. 对比分析了3种方法酸雨插值结果与实测值的统计误差、预测标准误差和相对误差区间分布,以及依据插值结果得出的酸雨分布图层. 结果表明:反距离加权法和普通克里格法仅能反映酸雨水平方向上的分布特点,而ANUSPLIN法由于加入了地形作为协变量因子,可很好地反映酸雨空间分布的地形变异特点,更合理地体现了酸雨时空分布特征. ANUSPLIN法插值结果表明,酸雨严重区主要分布在四川盆地、长江以南广大地区,酸雨强度沿长江向西北及北方地区有不断扩大的趋势.      

基于小波神经网络的芦苇潜流人工湿地水质预测

人工湿地系统对污水的处理效果好,工艺简单,投资运行费用低,但影响其出水水质的因素很多,并且往往是非线性的,因此目前很难将这些影响因素模型化并用于水质预测. 已有的预测方法不是过于复杂就是预测精度不高. 神经网络是一种具有较强预测能力的新方法,适用于各种非线性模型的预测. 在小试研究的基础上,使用3种不同的、经过训练的小波神经网络,对芦苇潜流人工湿地沿程各采样口的水温,ρ(DO),pH,Eh和ρ(COD_Cr)等水质指标进行了预测. 结果显示,各指标的平均相对误差分别为:水温≤4.21%,pH≤1.36%,ρ(DO)≤9.77%,Eh≤6.50%,ρ(COD_Cr)≤17.76%,表明小波神经网络模型适用于人工湿地模型的预测.      

构建湿地系统水力学参数的设计模型研究

构建湿地污水处理系统的水力学参数对于其功能的发挥起着非常重要的作用。在探讨构建湿地主要水力学设计参数的基础上,根据描述构建湿地污染物去除的几类机理模型:一级动力学模型、连续完全混合反应器模型、Monod动力学模型、Ergun公式以及对流-弥散模型,分别导出了相应的构建湿地污水处理系统水力学设计参数的计算模型并分析了不同设计模型的特点。     

沉床微生态控制体对水体TP及COD的去除率研究

针对水体富营养化的生态逆境,以个体沉床微生态作为研究的基本单元。即通过控制其非生物和生物成分,局部构建以满足水生植物适生环境为核心的水体生态结构体,由个体到总体,以点带面,从而实现总体生态功能目标的恢复。此法融合了恢复生态学人为设计、自我设计理论,并突出人为干预的主导作用。通过沉床微生态控制体改善水质的正交试验,运用数量化理论分析方法,筛选出最佳组合为陶粒箱+页岩+金钱蒲+雨久花,在静态时TP的去除率可达到(76.6±1.17)%,COD的去除率达到(37.4±2.27)%;在动态时TP的去除率可达到(39.5±1.17)%,COD的去除率达到(16.03±1.41)%。其显著性与可靠性均达到95%以上,此结果可作为两种水体恢复应用时的参考。     

Fenton氧化处理剩余污泥的作用机制

大量集中式城市生活污水处理厂的建设,减轻了水体污染;但是,产生的大量城市污泥的处理处置又成为污水处理面临的另一个瓶颈难题。各种物理、化学、生物等方法被应用于污泥处理,高级氧化技术-Fenton氧化在剩余污泥的处理中逐渐受到研究者的重视。文章重点介绍了Fenton氧化在剩余污泥处理中的作用机制,分析了Fenton氧化处理剩余污泥的主要影响因素;并根据Fenton氧化剩余污泥处理优势,对其今后的应用进行了展望。     

超声辅助纳米铁降解酸性红G的实验研究

通过硼氢化纳还原法制备了铁纳米颗粒,并用十二烷基硫酸钠对其进行保护。所得铁纳米颗粒大小在13nm左右,体心立方相。对比了在机械搅拌和超声辅助条件下纳米铁对酸性红G的降解率,超声条件下纳米铁和微米铁对酸性红G的降解率,以及纳米铁投加量、pH值对酸性红G降解率的影响。结果表明,超声辅助下,pH=6～7时,4min内纳米铁对酸性红G有较高的降解率。机理分析表明超声辅助条件下纳米铁对酸性红G的降解主要是超声分散下纳米铁的还原作用得到提高以及纳米铁氧化产物的絮凝作用。     

Fenton氧化破解剩余污泥中的胞外聚合物

利用Fenton试剂的强氧化性破解剩余污泥中的胞外聚合物（EPS）,通过释放出的多聚糖、蛋白质浓度以及SCOD的变化表征EPS的破解程度,旨在找出Fenton氧化破解EPS的适宜反应条件．结果表明,pH = 2.5,反应时间90 min,H₂O₂/Fe²⁺（质量比）= 8∶1,温度65～70℃为适宜反应条件．该条件下经Fenton氧化,污泥上清液中的SCOD、多聚糖和蛋白质浓度分别由45.88、 10.96和11.99 mg·L^-1增加到684.93、 382.17和302.62 mg·L^-1;污泥颗粒平均粒径和中值粒径分别由供试污泥的838.89 μm和859.20 μm减小到137.22 μm和148.69 μm．Fenton氧化可以有效破解污泥中的EPS,提高污泥的无机化程度,有利于污泥的减量化和资源化．