环境空气质量评价体系研究

近年来,中国快速的城镇化进程和巨大的工业化发展衍生了严重的环境问题,大气污染问题越来越受到政府和社会各界的广泛关注,以某地环境空气自动监测数据为依据,分别采用中国大陆的环境空气质量标准与美国、香港的环境空气质量标准从污染物控制项目及限值、标准分区分级污染物浓度达标的统计要求等方面进行了综合对比的计算和分析,提出了完善评价体系的补充方案,实现补充和完善中国的环境空气质量评价体系的目的,评价结果更切合公众的自身感受,为大气污染防治提供更有力的技术支撑。     

第二代测序技术的发展及应用

基于双脱氧核苷酸末端终止测序法的第一代测序技术,由于其通量低、成本高的缺点,逐步被第二代测序技术取代。基于高通量测序的第二代测序技术由于其通量大、可定量、成本低廉的优点,在各个领域方面的研究越来越广泛。该文首先详细介绍了以454测序、Solexa测序和SOLiD测序为代表的第二代高通量测序技术的原理、方法,并将以这3种测序方法为基础构建的3种测序平台的优缺点、适用研究对象、测序精确度等进行了对比总结,然后对第二代测序技术目前在土壤、沉积物、人体、海洋和污水方面等领域的应用情况进行了介绍。最后,对第三代测序技术的发展作了相应展望。     

基于非对称流场流分离技术的纳米银分离监测方法

以纳米银(AgNPs)作为典型的纳米颗粒物,利用非对称流场流分离技术构建纳米颗粒物的分离监测方法。制备了柠檬酸盐稳定的AgNPs分散液,采用透射电镜、紫外可见分光光度计、Zeta电位分析仪对AgNPs分散液进行了表征。结果表明,AgNPs半径多数小于10 nm,最大吸收波长为400 nm,Zeta电位为-42.56 m V。采用非对称流场流分离仪对AgNPs进行粒径分离,得到UV-Vis信号谱图,并收集得到半径小于10 nm、10~30 nm、30~50 nm、50~70 nm、70~100nm范围的AgNPs颗粒,结合电感耦合等离子体质谱仪测定每个粒径范围内AgNPs的质量浓度。结果表明,该方法重现性良好,AgNPs在半径小于10 nm的范围内达到了UV-Vis吸收峰值,响应信号最高为0.022 5~0.027 5 V,表明半径小于10 nm的AgNPs浓度较高。半径小于10 nm、10~30 nm、30~50 nm、50~70 nm、70~100 nm范围内AgNPs的质量浓度分别为(1 021.86±61.74)μg/L、(323.23±45.83)μg/L、(72.90±32.14)μg/L、(44.64±9.28)μg/L、(39.12±5.04)μg/L,回收率为43.96%±0.84%。     

铀胁迫对5种牧草种子萌发的影响

为进一步探究放射性重金属铀污染环境对植物种子萌芽及生长所产生的迫害,根据我国铀矿冶废水中铀的质量浓度(5 mg/L)选择不同质量浓度(0、1 mg/L、5 mg/L、10 mg/L、15 mg/L、20 mg/L)的铀溶液进行试验,用以胁迫5种1年生牧草(三叶草、苜蓿草、黑麦草、高丹草和苏丹草)种子,同时观察记录各自的萌发状况(发芽数和第7 d幼苗生长长度),计算其发芽率、发芽势、发芽指数(GI)、活力指数(VI)及耐性指数,并与对照组进行量化指标比较。最后比较各牧草种子所受到的危害并做出评价。结果表明:对于不同程度的铀污染,多数植物表现为低质量浓度促进其种子萌发,高质量浓度则严重抑制甚至致死。对于三叶草、苜蓿草和黑麦草种子,低质量浓度(1 mg/L)铀溶液促进种子的萌发,质量浓度升高则为抑制,其中黑麦草表现稍异常,质量浓度为5 mg/L时对种子萌发有促进作用,使最终发芽率较对照提升14%;对于高丹草,低质量浓度(5 mg/L)时促进种子萌发,而在质量浓度稍低于或超过5 mg/L时表现出明显的抑制现象,各指标低于对照13%左右;苏丹草则仅呈现抑制现象,铀质量浓度为5mg/L时抑制现象稍轻,最终发芽率较对照组仅降4%,小于或大于5mg/L时均受抑制,且质量浓度越高抑制现象越明显,最终发芽率最高仅28%。     

可见光催化剂Ag_3PO_4/海泡石的制备及降解染料废水性能

以沉淀法、离子交换法和原位法制备了Ag_3PO_4/海泡石复合光催化剂,采用XRD、FTIR、UV-Vis-DRS对其结构进行了表征,以可见光驱动催化降解日落黄染料为探针反应,考察了制备方法对催化剂光催化性能的影响。结果表明:Ag_3PO_4与海泡石成功复合并产生了协同作用,催化剂中Ag_3PO_4均为立方晶型,部分Ag_3PO_4进入了海泡石层间,改变了其晶面有序性并拓宽了层间距,海泡石对Ag_3PO_4的复合提高了Ag_3PO_4的稳定性和光催化活性;其中,离子交换法制备的光催化剂中Ag_3PO_4与海泡石的复合程度最高,Ag_3PO_4稳定性最强,光催化活性最好,在可见光驱动下,该催化剂对50 mg/L的日落黄降解率可达97.16%,并且对其他3种50 mg/L的染料废水的降解率也在86%以上,此外,该催化剂再生2次后仍保持良好的活性和稳定性。     

连续型超临界水氧化系统出水酸碱性分流试验研究

在用连续型超临界水氧化设备处理废水时,经常发现系统的净化出水pH值变小、排盐出水pH值变大。为了深入研究并揭示其机理,选择原碱性废水中和水、原酸性废水中和水、弱碱性废水、NaCl水溶液、纯自来水和纯NaOH水溶液6种典型水样进行定量试验。结果表明,连续型超临界水氧化系统存在净化出水和排盐出水pH值变化的现象,即使废水在进入系统前调整为中性(pH=7),反应后依然是净化出水pH7,排盐出水pH7。该现象很可能是由于在超临界状态下原水中无机酸根离子和金属阳离子的结晶盐离解生成了H~+、OH~-,随后各自缔合成酸性和碱性物质。缔合的酸性物质留在超临界水中,并随之从净化水出口排出,降低了出水的pH值;缔合的碱性物质混入盐结晶析出物中,随之在亚临界区溶解并经过排盐口流出,而重新溶解的金属氢氧化物增加了排水的pH值。另外,在超临界水氧化反应器复杂的氧化腐蚀环境下也生成了一定量的OH~-和酸缔合物,它们对改变出水pH值有一定作用。酸根离子极难从超临界水氧化系统中分离,因此对碱性废水要慎重中和,特别要慎重选择酸根离子,最好不要用盐酸中和,这是因为其带入的Cl~-会引起超临界系统内的氯腐和系统净化出水口的酸腐。研究表明,因为存在出水pH值的变化,对超临界水氧化系统出水的纯净程度必须予以重新考虑。     

土壤渗滤系统出水氨氮浓度不稳定的成因探究

为解决土壤渗滤系统出水氨氮浓度不稳定的问题,设计了土壤与河泥按不同比例组合的混合填料土壤渗滤系统,并以模拟生活污水为考察对象,在水力负荷为0.15 m/d的条件下,研究了进水氨氮负荷、溶解氧质量浓度及容积利用率对系统出水氨氮质量浓度的影响。结果表明:当进水氨氮质量浓度由20 mg/L增加至35 mg/L时,出水氨氮质量浓度在短时间内也会大幅提升,9~15 d可恢复处理能力;系统出水氨氮质量浓度随进水溶解氧质量浓度降低而升高,当进水溶解氧质量浓度小于0.5 mg/L时,出水氨氮质量浓度甚至高于进水;容积利用率为38.72%的系统出水氨氮质量浓度低于容积利用率为25.82%的系统;增加土壤中有机质含量,可以改善土壤环境,缩短系统启动时间,提高系统容积利用率,增强土壤渗滤系统抗冲击负荷能力,从而使出水氨氮质量浓度保持在较低水平。     

一株芽孢杆菌产生物絮凝剂去除赤潮微藻的研究

以赤潮微藻米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)和塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense)为受试对象,对一株芽孢杆菌WZ01所产的生物絮凝剂去除赤潮微藻的性能进行了研究。结果表明:芽孢杆菌WZ01所产生物絮凝剂对人工培养的米氏凯伦藻和塔玛亚历山大藻藻液均有去除能力,适宜的絮凝剂质量浓度为40.0~60.0 mg/L,絮凝时间为90~120 min,pH=7.5~8.5,在20~40℃范围内生物絮凝剂对2种微藻的絮凝率无显著区别;Ca~(2+)和Mg~(2+)浓度对生物絮凝剂去除2种微藻有一定影响,适宜浓度为4.0~6.0 mmol/L;适宜条件下生物絮凝剂对人工培养的米氏凯伦藻和塔玛亚历山大藻藻液的絮凝率均超过80.0%。研究表明,芽孢杆菌WZ01所产的生物絮凝剂在去除赤潮微藻方面有应用潜力。     

羟基镧改性树脂的制备及其对氟离子的吸附

采用共沉淀法制备了羟基镧改性D101树脂复合吸附剂,利用扫描电子显微镜及能谱分析仪、红外光谱和比表面积分析仪对复合吸附剂的结构和形貌进行了分析,并对水溶液中氟离子(F~-)进行吸附研究,探讨了该复合吸附剂对F~-的吸附特性,并将其应用于实际含氟废水的处理。结果表明:在25℃、F~-初始质量浓度为10 mg/L、吸附剂量为0.4 g/L、溶液pH=5时,F~-吸附量最大,为24.45 mg/g;复合吸附剂对F~-的吸附动力学数据遵循拟二级动力学反应模型,整个吸附反应为多级控制过程;复合吸附剂对F~-的吸附符合Langmuir吸附等温模型,在10℃、25℃和35℃下,吉布斯自由能(ΔGo)均小于0,焓变(ΔHo)大于0,熵变(ΔSo)大于0,表明该吸附反应为自发吸热熵增过程。采用羟基镧改性D101树脂复合吸附剂可以有效去除实际含氟废水中的氟化物,实现废水的达标排放。     

2012-2014年广州能见度变化特征及与PM2.5关系研究

根据广州市2012年1月-2014年4月的大气能见度,PM2.5、O3、SO2、NO2、NOx、CO等大气污染物,以及气象要素的实时监测资料,分析了近年来广州市大气能见度变化特征,探究了能见度与大气污染物、气象要素之间的关系,并对PM2.5、相对湿度等主要因素对能见度的综合影响进行定量分析,并基于以上综合分析建立了高精度的能见度统计模型.结果表明:2012年1月-2013年12月广州市大气能见度呈好转趋势,到2013年能见度年均值约为13.01 km,为1973-2007年平均水平的约1.2倍;广州市大气能见度及灰霾日频率季节特征明显,其中春、冬季节是低能见度时期,也是灰霾多发季节,灰霾日频率达到50％左右;PM2.5、相对湿度为近年影响广州市能见度的主要因子,相关系数分别达-0.556、-0.335 (p ＜0.01).研究表明,最终所建立的多函数拟合统计模型对能见度模拟效果较好,相关系数达到0.90(p＜0.01),平均绝对误差、平均相对误差、均方根误差分别为1.281 km、13.3％、1.767 km.