巧借他山石 助我振翅飞——推进国家重大水专项滇池洱海项目的思考

介绍了云南省水专项项目的基本情况,总结了"十一五"的成果及经验,提出了"十二五"的思考和建议。     

超重力强化H_2O_2-Na OH复合吸收液脱硝

在旋转填充床中进行H_2O_2-NaOH复合吸收液脱硝的实验研究。考察了旋转填充床的转速、气液比、吸收液的浓度和组分以及循环时间等因素对脱硝率的影响,并检测了吸收产物。结果表明:脱硝率随旋转填充床的转速、吸收液的浓度和组分的提高而增大;随气液比、循环时间的增大而降低。最佳的反应参数为旋转床转速1 000 r·min~(-1),气液比10:1,复合吸收液浓度0.04 mol·L~(-1)NaOH和0.2 mol·L-1H_2O_2,NO_x的脱除率为92%。在循环使用510 min内,脱硝率保持在88%以上,吸收产物为含NO_2~-和NO_3~-离子的溶液。     

PFOS潜在替代品全氟丁基磺酸钾对不同营养水平水生生物的毒性

全氟丁基磺酸钾(PFBSK)作为全氟辛基磺酸(PFOS)潜在的替代品,极易溶于水,主要存在于水体中,因而其水生毒性的研究十分重要。采用OECD 201、OECD 202、OECD 203和OECD 211标准试验方法,研究了PFBSK对羊角月牙藻(Pseudokirchneriella subcapitata)、大型溞(Daphnia magna)和中国本土鱼种稀有鮈鲫(Gobiocypris rarus)的急性毒性效应以及对大型溞繁殖的影响。组合多终点急慢性水生生物毒性结果：PFBSK的急性毒性终点均大于100 mg·L^-1,大型溞繁殖试验的无观察效应浓度(NOEC)为571 mg·L^-1,最低可观察效应浓度(LOEC)为981 mg·L^-1。按GHS分类导则,PFBSK未表现出急性毒性和慢性毒性。与之相比,PFOS则对水生生物表现出毒性,黑头软口鲦(Pimephales promelas)为最敏感物种,其96 h-LC₅₀为4.7 mg·L^-1;大型溞繁殖试验的NOEC为12 mg·L^-1。按GHS分类导则,属于中等毒性物质。可见,PFBSK较PFOS水生毒性明显降低。     

负载型膨胀石墨催化剂低温催化氧化NO研究

膨胀石墨(EG)具有四级孔结构,是一种优良的吸附剂和催化剂载体.采用超声浸渍法制备了Mn/EG催化剂,用于低温催化氧化NO,考察了金属负载量、进口NO质量浓度及O2体积分数对NO氧化效率的影响.结果表明,利用超声浸渍法制备得到的Mn/EG催化剂低温催化氧化活性较好,且催化剂表面的3价Mn对反应活性有重要影响.进口气体中O2体积分数对反应活性有明显的影响,低温时高体积分数的氧能促进NO的转化.150℃时,在NO体积分数为0.05％、O2体积分数为3％、空速为47 770 h-1的条件下,该催化剂的NO催化氧化效率可达42％.     

上海市崇明岛农业土壤中二噁英的现状研究及来源分析

为了解上海市崇明岛农用土壤中二噁英类化合物(PCDD/Fs)现状水平及其来源,于2021年6-7月采集上海市崇明岛31个农业土壤样品,采用同位素稀释法测定样品中17种2,3,7,8-PCDD/Fs的含量,并且对其现状水平、异构体特征以及来源进行初步分析。结果表明,31个土壤样品中均检出PCDD/Fs,质量分数为88.14~356.55 pg/g,对应毒性当量为0.64~2.20 pg I-TEQ/g,统计频率分析发现呈右侧拖尾的偏态分布,中位数为1.05 pg I-TEQ/g。经过比较,崇明岛农用土壤属于典型的背景土壤,土壤中二噁英类物质的污染属于较低水平。利用主成分分析(PCA)和正定矩阵因子分解法(PMF)对可能的来源进行分析,结果显示上海市崇明岛农业土壤中PCDD/Fs的主要来源为五氯酚(PCP)、水稻秸秆烟(RSS)和交通源(TS),占比分别为61.6%,23.2%和15.2%。结合采样地理位置推断,上海市崇明岛农业土壤中PCDD/Fs可能受到来自崇明岛自身农耕以及交通等因素的影响。     

超声波雾化处理模拟烟气中的SO_2研究

采用超声波雾化技术雾化Mn~(2+)吸收液,并利用雾滴中的Mn~(2+)催化氧化SO_2,达到净化低浓度SO_2的目的。通过试验考察自然光照、雾化参数及工艺条件对超声雾化脱硫率的影响。结果表明,在有Mn~(2+)催化剂的条件下,自然光照对SO_2在雾中的氧化贡献较小。在雾化液pH值4~6、气体流量0.3 L/min、雾化液体积120 m L、雾化功率40 W、Mn~(2+)浓度0.01 mol/L、温度35℃、SO_2质量浓度1 500 mg/m3、氧体积分数15%的最佳反应条件下,脱硫率100%可维持510 min,脱硫率维持在80%以上的时间为880 min。     

采用RPB反应器在超重力环境下强化吸收脱除NOx

为了处理废气并使其达到排放标准,采用自制的RPB反应器对NO_x进行研究。在超重力环境下,将模拟烟气通入旋转填充床,考察了烟气含氧量、RPB转速、气液比(以体积计)、不同种类吸收液及其浓度、气体流量对旋转填充床湿法脱硝的影响。结果表明:采用湿法氧化NO_x的方法效果显著。各因素对脱除效率的影响顺序依次为:含氧量>气体流量>转速>KOH+H_2O_2复合吸收液>气液比。当NO体积分数为0.05%、O_2体积分数为4%、转速为900 r/min、0.03 mol/L KOH+0.05 mol/L H_2O_2吸收液、气液比(V∶V)为3∶1、流量为0.3 L/min条件下,脱硝效率平均在85%以上。吸收产物为NO~-_3和NO~-_2。吸收产物为NO~-_3和NO~-_2,通过回收利用,可实现一定经济价值。     

PFOS潜在替代品全氟丁基磺酸钾的环境行为

全氟辛基磺酸(PFOS)已被列入POPs名单,各国及国际组织相继出台法规和禁令对其生产和使用进行限制,并加紧了替代品的开发和评价。选取全氟丁基磺酸钾(PFBSK)作为潜在的替代品,采用OECD标准试验方法进行实际测试,并结合US EPA EPI Suite 4.0软件的计算预测,研究了PFBSK的基本理化性质(熔沸点、蒸汽压、水溶解性)和环境归趋性(水解性、光解性、生物降解性和蓄积性),并与PFOS及其盐的相关数据进行系统的比较。结果表明,PFBSK和全氟辛基磺酸钾(PFOSK)具有一定的相似性,都具有高熔沸点、低蒸汽压和明显的持久性。但二者在水溶性和蓄积性方面具有明显差异。20 ℃,PFBSK的水溶解度为49.3 g·L^-1,极易溶于水;而PFOSK的水溶解度仅为519 mg·L^-1。PFBSK的蓄积因子(BCF)为3.16,不具蓄积性;而PFOSK的BCF为6 531,并且在食物链中存在明显的生物放大效应。     

上海大气中二噁英类化合物污染水平及人群呼吸暴露评估

为了获取上海环境大气中二噁英类化合物（PCDD/Fs）的浓度水平、季节和空间变化,评估上海地区人群PCDD/Fs呼吸暴露风险,选取上海16个行政区域中44个市级环境大气监控点作为采样点位,利用被动采样技术采集2019年夏、冬季大气样品共83个,分析了其中17种2,3,7,8-PCDD/Fs的浓度。结果表明：（1）2019年上海大气中PCDD/Fs的质量浓度为136~3 939 fg/m³,对应的毒性当量浓度为11.84~94.9 fg WHO₂₀₀₅-TEQ/m³;（2）上海冬季大气中PCDD/Fs毒性当量浓度（13.3~94.9 fg WHO₂₀₀₅-TEQ/m³）高于夏季（11.84~78.52 fg WHO₂₀₀₅-TEQ/m³）。上海郊区由于受工业生产影响,PCDD/Fs平均毒性当量浓度（夏季: 40.7 fg WHO₂₀₀₅- TEQ/m³; 冬季:57.4 fg WHO₂₀₀₅-TEQ/m³）高于中心城区（夏季: 28.5 fg WHO₂₀₀₅-TEQ/m³; 冬季:38.6 fg WHO₂₀₀₅-TEQ/m³）;（3）中心城区人群PCDD/Fs呼吸暴露量［成人：6.82 fg WHO₂₀₀₅-TEQ/(kg·d);儿童：13.7 fg WHO₂₀₀₅-TEQ/(kg·d)］小于郊区［成人：19.17 fg WHO₂₀₀₅-TEQ/(kg·d);儿童：18.4 fg WHO₂₀₀₅-TEQ/(kg·d)］。儿童呼吸暴露量高于成人。经对比,上海城市背景区域居民PCDD/Fs呼吸暴露风险低于上海垃圾焚烧厂周边居民,且都远低于人体PCDD/Fs每日耐受量［4 pg WHO₂₀₀₅-TEQ/(kg·d)］的10%,表明上海地区居民PCDD/Fs呼吸暴露风险处于可接受水平。     

旋转填充床强化吸收模拟烟气中NO的研究

旋转填充床(RPB)是一种新兴、高效的气液传质设备。以H_2O_2、NaOH及H_2O_2+NaOH复合溶液作为吸收液,采用旋转填充床对含NO模拟烟气的吸收过程进行试验,考察了PRB的转速、气液比对超重力旋转填充床强化传质性能的影响,不同种类的吸收液及浓度、吸收反应时间对脱除低浓度NO效率的影响,以及吸收产物的种类及分布。结果表明,当超重力旋转填充床的转速为900 r/min、气液比为5∶1时,以0.8 mol/L H_2O_2为吸收液的NO脱除率为38%;以0.01 mol/L NaOH为吸收液的NO脱除率为34%;以0.03 mol/L NaOH和0.4 mol/L H_2O_2为复合吸收液时,NO脱除率达95%,NO被吸收后的产物为硝酸根和亚硝酸根离子,成分简单,经简单处理可制成工业原料,直接回收利用。