便携式气相色谱质谱测定水中挥发性有机物再现性和准确度研究

建立了便携式顶空-气相色谱-质谱（HS-GC-MS）测定水中挥发性有机物的方法。以水中苯系物、卤代烃和氯代苯等VOCs为研究对象,在同一实验室内,使用3台便携式HS-GC-MS模拟现场应急监测环境开展检测活动,研究测定结果的再现性和准确度。实验结果表明,检测结果的相对标准偏差为0.7%~13%;绝大多数目标化合物测定结果的回收率为80%~120%。综合来看,方法的精密度和准确度基本满意,能够满足应急监测工作的需要。     

重点流域水系沉积物中多环芳烃标准样品制备

环境标准样品是监测过程中重要的质量控制手段,中国受天然基体标准样品制备技术的制约,尚未拥有自己的沉积物中多环芳烃标准样品。为制备符合中国重点流域沉积物类型及多环芳烃浓度水平的沉积物标准样品,对中国6个重点流域的沉积物进行了采样,获得了制备多环芳烃标准样品的原料。分析常温及冷冻2种干燥方式对多环芳烃的影响,为制备大批量多环芳烃标准样品提供数据支持。对11个点位样品采用气相色谱质谱法测定16种优控多环芳烃化合物浓度,结果表明,样品均匀性良好,样品中多环芳烃检出率在99%以上,江河沉积物样品中多环芳烃浓度区间为664~2.91×103μg/kg,湖泊样品最高值达到1.25×105μg/kg,其主要污染源是化学燃料的燃烧。为中国制备水系沉积物中多环芳烃标准样品积累了技术基础。     

近53 a来长江流域极端降水指数特征

利用1963~2015年长江流域115个气象站点逐日降水数据,分析了不同极端降水指标的空间变化特点和时间变化趋势。结果表明,近53 a来,长江流域多年平均年极端降水量与年降水量从下游到上游逐渐递减,两者变化趋势大致呈现“增-减-增”的空间分布格局。年极端降水量对年降水量贡献（PEP）存在明显的空间分布差异,但贡献比例在流域内普遍呈现增加的趋势。持续1 d的极端降水事件的降水量分布及其变化趋势与年极端降水量的分布特征类似,其对年极端降水量的贡献比例高达65%以上,说明长江流域极端降水以持续1 d的极端降水事件为主。持续2 d及以上的极端降水事件主要集在中皖苏赣局部地区和四川中部地区,但其降水量对年极端降水量的贡献比例较小。从上游到下游,年最大日降水量（MDP）逐渐增大。其中,上游源头地区的沱沱河、曲麻莱和玉树3个站点MDP主要集中在0~25 mm之间,其他站点均以25~50 mm量级为主;长江流域中部地区的MDP大部分以50~100 mm的量级为主,处于100~150 mm之间的次之;长江流域东部地区主要以100~150 mm量级的MDP为主。 关键词： 极端降水;降水贡献;不同历时;长江流域     

基于空间格局视角的武汉市土地生态系统服务价值研究

为区域生态环境质量提升和土地合理利用提供参考,以LandsatTM影像解译数据为基础,采用当量因子修正的生态系统服务价值评估模型、空间分析等方法,分析了武汉市1990～2016年4个时期土地生态系统服务价值变化特征及空间演变规律。结果表明:(1)武汉市生态系统服务价值呈先减少后增加态势,不同时期河流湖泊的生态系统服务价值始终最高,农田和坑塘湿地次之,这三类生态系统提供了武汉市85%以上的生态系统服务价值;(2)各乡镇生态系统服务总价值的空间分布特征表现为空间集聚,且相关性程度有递增的趋势;(3)各乡镇生态系统服务价值变化率的空间相关性在不断减弱,后期扩散效应显现;(4)中心城区生态系统服务价值空间分布不均衡的趋势在向郊区蔓延,乡镇的区位条件以及河流湖泊的占比与其地均生态系统服务价值的变化有密切的关系。研究显示,城市生态系统服务价值的空间分布受城市发展方向和土地利用结构影响较大,河流湖泊在改善城市生态环境方面具有重要作用。     

罐底含油泥热解动力学参数计算方法的优选

在化学反应设计中反应动力学是较重要的因素。为得到更合理的污泥热解动力学参数计算方法,利用热重分析仪,在氮气气氛下对罐底含油污泥的热解特性进行研究。根据热重实验数据,分别采用Coats-Redfern法、Kissinger法、FWO法和Popescu法计算污泥热解动力学参数,并获取罐底泥热解制油的主要阶段(第2阶段)的反应活化能E、频率因子A并分析各种方法反应机理。通过对比不同计算方法得到动力学参数及拟合曲线与实验曲线的相关性,确定了最佳罐底含油污泥热解动力学参数计算方法。研究表明,Popescu法得到罐底泥的热解过程符合Jander方程,活化能E为101.43 kJ/mol,与FWO法得到的91.20 kJ/mol相近,且预测曲线与实验曲线有较好的相关性(0.9816),说明Popescu法计算罐底泥热解动力学参数更合适。     

道南膜技术测定自由态重金属离子研究

土壤和水体中自由态重金属离子由于具有生物有效性和毒性而一直受到广泛关注。近年来发展起来的道南膜技术(DMT)对待测体系干扰小、测定范围广且能同时测定多种重金属离子,得到较广泛的应用。当前,DMT已较成熟,已有实验室道南膜技术(lab-DMT)和原位道南膜技术(filed-DMT),广泛应用于土壤溶液、地表水以及人工配制的络合溶液,已成功测定的重金属离子包括Cu2+、Zn2+、Pb2+、Cd2+、Al3+、Ni2+和Cr(Ⅲ);已开发出基于离子跨膜迁移动力学DMT,解决了重金属离子达到平衡时间过长和重金属离子低于电感耦合等离子-质谱检测限等问题。详细介绍了DMT的原理、方法、应用及离子跨膜传输机制,将关于DMT的研究分为适用性和改进研究、理论基础研究、应用研究3类分别进行综述;提出了采样装置微型化、发展实时动态的原位测定技术、改进原位测定技术用于淹水土壤、湿地及底泥中自由态重金属离子的测定是该技术的发展方向。     

介质阻挡放电联合催化臭氧化降解甲苯

采用介质阻挡放电区后结合MnOx/Al2O3/发泡镍去除甲苯,考察甲苯进气方式、臭氧产生方法及湿度对甲苯与O3同时去除的影响。结果表明,O3是等离子体区后催化降解甲苯的主要物种,介质阻挡放电联合催化臭氧化可实现甲苯及O3的同时高效去除。输入电压为9.0 kV时,甲苯的去除效率达92.8%,在80 min内O3的去除效率维持在99%以上。水蒸气对催化剂催化分解臭氧的活性没有直接的影响,O3浓度较高时湿度对甲苯降解效率的影响很小。GC-MS分析结果表明,甲苯降解的主要气相副产物有烷烃、酸、酮和含苯环有机物,提出了甲苯的降解途径。     

基于事故树的三峡库区水体污染公共安全事件诱因分析

三峡库区蓄水后对长江水体自净能力的极大削弱,沿江聚集的各类生产、生活活动对长江水质的多渠道污染极易引发库区各类水体污染公共安全事件。结合对库区水体污染公共安全事件多维度诱发因素的调研结果,运用事故树的分析方法对三峡库区水体污染公共安全事件的逐级诱发过程进行分析。研究表明：存在13条诱发库区水体污染公共安全事件的路径以及3条防治水体污染公共安全事件的路径;在不考虑诱因发生概率的情况下,排污因素是诱发库区水体污染公共安全事件最重要、最根本的因素,促成库区水体自净能力下降的回水区变长,水流紊动减弱和水位抬升三方面因素是次重要的诱发因素。只有对不同的诱因施行不同的监测和控制策略,才能对库区水体污染公共安全事件开展有效预警、预控.     

近48年来湘江流域极端降水事件特征分析

基于湘江流域44个气象站1960~2007年的逐日降水资料,将第95个百分位值定义为各台站极端降水事件的阈值。同时,采用线性回归、突变分析和相似系数等方法,分析了该流域极端降水事件的变化特征,研究了不同强度降水事件的时空分布特征。结果表明：湘江流域近48 a来极端降水事件的各指标（降水量、降水日、降水强度、降水指数、日最大降水量）均呈增加趋势。但在不同时期,极端降水事件表现了不同的变化趋势。1970s以前多大雨事件,1970s~1980s各类极端降水事件相对偏少,进入1990s开始明显增加,尤其是暴雨和大暴雨事件显著增多。此外,极端降水事件的分布还表现出明显的区域性特点：湘江上游多暴雨事件,中游多大雨事件,下游多大暴雨事件。
     

响应面法优化聚丙烯酸/腐殖酸/累托石吸附剂的制备条件

以累托石、丙烯酸及腐殖酸为原料制备出能同时吸附重金属和多环芳烃的吸附剂聚丙烯酸/腐殖酸/累托石,采用响应面试验设计法优化吸附剂的制备条件。利用Design Expert软件,建立了预测吸附剂对Cd2+、菲吸附量的二次回归模型,对回归模型进行了方差分析,并确定了吸附剂的最佳制备条件。结果表明,二次回归模型能较好地模拟Cd2+、菲的吸附量与影响因子丙烯酸中和度、引发剂量和交联剂量之间的关系。各因子对Cd2+吸附量的影响次序为:交联剂量>引发剂量>丙烯酸中和度;对菲吸附量的影响次序为引发剂量>交联剂量>丙烯酸中和度。吸附剂的最佳制备条件为:累托石、丙烯酸和腐殖酸三者的质量比为65∶30∶5,丙烯酸中和度、引发剂量和交联剂量分别为75.16%、2.57%和0.44%。在此优化条件下制备的吸附剂对Cd2+和菲的吸附量分别为170.19 mg/g和7.36 mg/g。