流域社会经济的水环境效应评估新方法及在南四湖的应用

针对我国湖泊生态安全评估及“一湖一策”工作的需要,初步提出一种流域社会经济的水环境效应评估新方法,与以往思路不同的是,新方法体现了正向作用和逆向反馈、现状水平和未来演变趋势相结合的认知框架,并系统阐述了指标优选、评估标准确定、等级划分和不确定性评估方法.最后,选择水质良好的湖泊代表——南四湖开展案例解析.结果表明:通过当前水平和未来变化速率更能全面认识评估结果,也有利于确定流域社会经济系统调控战略的必要性及潜力、方向和阈值;南四湖评估指数从2000年的“Ⅳ级:较严重”提升到2010年的“Ⅱ级:较轻”,尤其是在2003年和2007年存在2个“跳跃式”提升,但若维持现状规模和高速发展速度,未来20年很可能呈现逐渐缓慢下降趋势,并长期处于“Ⅲ级:一般”水平;为了确保维持现状等级且稳中小幅度上升的趋势,到2030年,建议南四湖流域社会经济发展速度控制在过去11年平均增长速度的75％左右以下,环境响应措施力度可能需要提升到评估标准的Ⅰ级水平.     

植物滞留系统中草本植物对磷的去除效果研究

以黑麦草、地毯草、高羊茅和早熟禾为研究对象,研究4种草本植物在植物滞留系统中不同介质、不同入口浓度下对城市非点源(人工降雨径流)中污染物磷的富集能力和去除效果。结果表明:4种草本植物对人工降雨径流中的磷均有明显的去除效果,TP平均去除率在60.24%～83.56%。不同草本植物去除人工降雨径流中TP的能力,从强到弱的顺序依次为:早熟禾>黑麦草>地毯草>高羊茅。其中,对于同一种草本植物同样的入口浓度情况下,沙土Ⅱ为最佳土壤介质,具有最佳的去除磷能力。4种草本植物对磷的去除率随入口浓度的增加,去除率也随之增加。4种草本植物地上部和地下部磷累积量分别为2.27～5.92 mg和4.33～6.46 mg;其中黑麦草磷累积总量最高,其次是地毯草,最低的是早熟禾。综合考虑污染物去除率和磷在植物体内的累积量,交替种植早熟禾和黑麦草可提高植物滞留系统去磷能力且有利于延长系统寿命。     

湿法变相静电分离净化工艺对烟气脱硫除尘效果研究

通过湿法喷淋使锅炉烟气中的SO2等气体污染物被石灰水吸收而转入液相,再利用高压静电分离进一步去除烟气中的含硫雾滴及细尘粒等,是一种新型的高效脱硫除尘工艺。实验研究结果表明,在石灰水中Ca(OH)2含量为0.90%,石灰水用量为0.4 t/h的条件下的脱硫效率可达99%;湿式静电分离的电压对除尘效率具有显著影响,随着电压升高,除尘效率呈明显增大趋势。     

Suppressing SO3 formation in copper smelting flue gas by ejecting pyrite into flue

Environmental Science and Pollution Research - SO3 in the copper smelting flue gas not only causes serious corrosion in heat exchange and dust collection equipment but also increases the amount of...     

渭河流域关中段河水和沉积物中微塑料的污染特征对比研究

微塑料作为一种新兴污染物,广泛存在于全球多种环境介质中.本研究选择渭河流域关中段作为研究对象,借助体视显微镜和拉曼光谱仪对河水和沉积物中微塑料的污染状况进行表征.结果表明,河水及沉积物中微塑料丰度分别为2960～10320粒·m^-3和4.774×10⁵～6.163×10⁶粒·m^-3.沉积物中微塑料丰度约为河水中的500倍,表明沉积物是河流微塑料的“汇”.河水和沉积物中均以小粒径微塑料(<0.5 mm)为主,且小粒径微塑料在沉积物中的占比约为河水中的1.5倍.纤维和碎片是河流和沉积物中微塑料常见的形状,且河水中纤维状微塑料占比较沉积物中高.河水中微塑料以有色和白色为主,而沉积物中以透明微塑料为主.经拉曼光谱仪鉴定,河水中检出聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯乙烯,而沉积物中仅检出聚丙烯和聚乙烯.沉积物中微塑料可能经过了长期的环境作用(风化、氧化、磨损),人类生产和生活中广泛使用的塑料制品是渭河流域关中段的主要来源.微塑料丰度与沉积物颗粒大小及沉积物在水下的沉积体积相关.     

Rapid field testing of mercury pollution by designed fluorescent biosensor and its cells-alginate hydrogel-based paper assay

With increasing industrial activities, mercury has been largely discharged into environment and caused serious environmental problems. The growing level of mercury pollution has become a huge threat to human health due to its significant biotoxicity. Therefore, the simple and fast means for on-site monitoring discharged mercury pollution are highly necessary to protect human beings from its pernicious effects in time. Herein, a “turn off” fluorescent biosensor (mCherry L199C) for sensing Hg²⁺ was successfully designed based on direct modification of the chromophore environment of fluorescent protein mCherry. For rapid screening and characterization, the designed variant of mCherry (mCherry L199C) was directly expressed on outer-membrane of  Escherichia coli cells by cell surface display technique. The fluorescent biosensor was characterized to have favorable response to Hg²⁺ at micromole level among other metal ions and over a broad pH range. Further, the cells of the fluorescent biosensor were encapsulated in alginate hydrogel to develop the cells-alginate hydrogel-based paper. The cells-alginate hydrogel-based paper could detect mercury pollution in 5 min with simple operation process and inexpensive equipment, and it could keep fluorescence and activity stable at 4?°C for 24 hr, which would be a high-throughput screening tool in preliminarily reporting the presence of mercury pollution in natural setting.     

GA-g-PAMPS/AA/ST凝胶的制备及对亚甲基蓝吸附性能

采用微波辐射技术,通过接枝共聚反应制备了阿拉伯胶（GA）-g-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）/丙烯酸（AA）/海泡石黏土（ST）（GA-g-PAMPS/AA/ST）复合水凝胶,利用FTIR、XRD、SEM对复合水凝胶进行了表征,研究了水凝胶对水溶液中亚甲基蓝（MB）染料的吸附性能.结果显示：GA、ST和AA与AMPS发生了接枝共聚反应,形成具有均匀三维网络结构的复合水凝胶.0.025g水凝胶可以使体积为50mL、pH值为6.4、浓度为600mg/L的MB溶液的吸附量和吸附率分别达1146mg/g和95.5%,水凝胶具有较好的重复利用性能.Freundlich等温模型和准二级动力学模型能更好地描述吸附过程.热力学研究表明水凝胶对亚甲基蓝吸附是自发、吸热和不可逆的过程.该水凝胶可用作阳离子染料和阳离子型污染物的潜在候选生物质吸附剂.     

PBT基推进剂热分解特性与慢烤行为关系研究

目的 研究PBT(3,3–二叠氮甲基氧丁环–四氢呋喃共聚醚)基推进剂慢速烤燃响应情况与热分解特性之间的关系。方法 采用差示量热扫描仪和慢速烤燃试验,研究推进剂在不同固含量(通过改变高氯酸铵含量来调整)和不同铝粉含量下的热分解温度变化情况,计算不同组分含量下推进剂的热分解动力学参数,对比分析PBT基推进剂固、铝粉含量变化对热分解特性及慢速烤燃行为影响。结果 固含量从78%下降至75%时,配方中AP(高氯酸铵)的高、低温热分解温度和热分解活化能均会下降。铝粉质量分数从18%下降至5%时,配方中AP的高、低温热分解温度和热分解活化能均会下降。当采用78%的固含量时,配方无法通过慢烤试验,而采用75%的固含量,铝粉质量分数为18%、5%时,均能通过慢烤试验。结论 根据热分析及慢烤试验结果可认为,固含量变化对慢烤响应程度变化有较大影响,Al粉含量变化对配方慢烤响应程度的影响较小。影响配方慢烤响应程度主要由AP高温分解控制,AP高温分解活化能越低,越有利于推进剂通过慢速烤燃测试。     

重庆城区夏季降水对大气污染物的清除效果分析

利用2015年6—8月重庆市沙坪坝区大气污染物连续监测数据和LVCJY-02气象数据采集仪获得的同期降水数据,分析夏季降水对大气污染物的清除效果。结果表明:1)日降水强度对大气污染物的清除效果有影响。当日降水量小于5 mm时,降水对大气污染物清除能力较小;当日降水量大于5mm时,污染物清除效果随降水量增大而增大,日降水量越大,清除率越大,空气质量越好,最大清除率可达48.55%。夏季降水强度对各大气污染物平均清除率从大到小依次为PM_(10)、SO_2、 PM_(2.5)、NO_2和O_3。2)日降水时长对大气污染物的影响也存在差异。其中0~5 h时长降水对大气污染物平均清除率为负值;5~10 h时长降水对PM_(10)平均清除效果最好,为6.17%;10~15 h时长降水对NO_2平均清除率最大,为50.67%;15~20 h时长降水对SO_2平均清除率最大,为59.76%;夏季降水时长对SO_2平均清除率最高,随后依次为PM_(10)、NO_2、 PM_(2.5)和O_3。3)累积降水量与PM_(10)和 PM_(2.5)浓度多呈负相关,随着累积降水量的增加,大气颗粒物浓度会有降低,但累积降水量与气态污染物的相关性不如大气颗粒物。     

Fe3O4/CeO2复合材料催化降解橙黄G的效能及降解途径

为研究磁性纳米Fe₃O₄/CeO₂复合材料在高浓度难降解有机废水处理中的应用,利用共沉淀法制备Fe₃O₄/CeO₂复合材料,并将其作为非均相类Fenton催化剂降解橙黄G染料废水,利用单因素法优化出最佳降解工艺,同时利用TOF-MS/MS(飞行时间质谱)检测降解中间产物,推测出可能降解途径.结果表明,当Ce/Fe为1 :1(质量比)时制备的Fe₃O₄/CeO₂复合材料催化效果最佳.最佳降解工艺条件:初始pH为2.0,温度为30 ℃,H₂O₂投加量为30 mmol/L,Fe₃O₄/CeO₂复合材料的投加量为2.0 g/L,初始ρ(橙黄G)为50 mg/L.在最佳降解工艺条件下反应120 min后,橙黄G去除率为96.2%,TOC去除率为65.0%,Fe₃O₄/CeO₂复合材料至少可重复利用6次.研究显示,橙黄G降解主要有三条可能的降解途径,包括偶氮键断裂、偶氮键与苯环断开、脱磺酸基、羟基化以及开环等过程,共检测出八种可能的降解中间产物,主要有苯胺、苯酚、萘酚以及羧酸等.