面向区域二次污染风险控制的臭氧及其前体物卫星遥感监测

日益突出的臭氧(O_3)污染已成为继PM2. 5之后我国大气污染防治的又一艰巨任务。由于氮氧化物(NO_x)、挥发性有机物(VOCs)这2种前体物的减排难度较大,且与O_3浓度存在复杂的非线性关系,准确获取O_3及NO_x、VOCs的时空分布对制定有效的防控措施至关重要。基于卫星遥感可定量反演O_3及2种前体物的代表性物种——二氧化氮(NO_2)、甲醛(HCHO)及乙二醛(C_2H_2O_2)的时空分布信息。面向区域O_3污染分析和防控应用,综述了卫星遥感对O_3及NO_2、HCHO、C_2H_2O_2的探测能力,以及利用遥感手段分析区域O_3及其前体物的传输。进而从O_3与NO_x、VOCs关系的角度,分析了利用卫星反演的前体物表征O_3生成风险的可行性。最后对卫星在区域O_3及其前体物监测方面的前景趋势提出了思考。     

衡阳市区和衡山背景站臭氧浓度变化规律的对比分析

选取衡阳市区和衡山背景站臭氧自动监测数据,分析两地的臭氧污染特征。对空气质量的优良率情况、臭氧作为首要污染物的变化情况、臭氧浓度的日变化特征、典型时段的浓度变化特征、臭氧浓度的月际变化特征和臭氧与PM_(2.5)的关联情况等进行了分析。结果表明,多云及阴雨天气时,衡阳市区的臭氧浓度日变化幅度大于衡山背景站。夏季,衡阳市区和衡山背景站的臭氧浓度的日变化特征规律差异较大,臭氧浓度分布比较分散,前者为典型的单峰形,后者则波动平缓。冬季,日变化幅度不大,但衡阳市区的臭氧浓度明显低于衡山背景站。衡山背景站和衡阳市区的臭氧基本同步变化,但日均值高于衡阳市区。     

杭州市臭氧污染特征研究

利用2013—2017年杭州市空气质量国控监测站点数据和杭州市地面气象数据,分析了杭州市几种典型情况的臭氧(O_3)污染特征。结果表明:(1)2013—2017年,杭州市O_3污染问题总体呈逐年加重趋势;(2)夏季太阳总辐射大于450 W/m~2、温度高于20℃且相对湿度低于70%的晴热高温天气易造成O_3污染;(3)杭州市O_3浓度还可能受外来输入的影响;(4)受台风外围下沉气流影响,加上水平扩散条件差且温度高,极易导致O_3及其前体物在近地面积聚。     

三维多孔碳海绵催化臭氧氧化有机染料

针对目前催化臭氧氧化催化剂效率较低、易损失等缺点,通过高温煅烧制备了三聚氰胺碳海绵,以廉价易得的三聚氰胺泡沫直接碳化制备出柔性碳海绵,探讨其在催化臭氧氧化降解印染废水反应中的应用潜力;采用SEM观察、比表面积测定、傅里叶红外光谱和X-射线光电子能谱对碳化前后泡沫进行了表征,探讨了碳化前后泡沫微观结构的变化与催化降解印染废水性能与机理。结果表明:氮气氛围下高温煅烧获得了兼具微孔/介孔结构的三维碳骨架,为催化反应提供充分暴露的活性位点和高效的传质通道;在催化臭氧氧化染料的过程中,973 K下制备的碳泡沫呈现出最为优异的催化活性,显著高于均相臭氧氧化和常规活性炭催化臭氧氧化;自由基捕获实验表明催化过程由羟基自由基(·OH)所主导,超氧自由基(·O_2~-)则发挥了次要作用;富含多孔结构的碳海绵对于活性自由基的生成起到了积极贡献,从而在实际印染废水处理中具有良好的降解性能。研究为开发低成本的三维碳材料用于催化臭氧降解有机污染废水提供了新思路。     

臭氧催化氧化-BAF组合工艺深度处理抗生素制药废水

针对抗生素制药废水组分复杂、毒性强、难生物降解的特点,以Ce负载天然沸石作为催化剂(Ce/NZ),采用臭氧催化氧化-曝气生物滤池(BAF)组合工艺对抗生素制药废水二级生化处理出水进行深度处理。结果表明,Ce/NZ催化剂可显著改善臭氧预处理单元的处理效率,在臭氧进气浓度为50 mg·L~(-1)、臭氧进气量为600 mL·min~(-1)、催化剂用量为1 g·L~(-1)、臭氧反应时间为120 min的条件下,臭氧催化氧化预处理对抗生素制药废水的COD去除率达到43%,平均COD由220 mg·L~(-1)降至125 mg·L~(-1),BOD_5/COD由0.12升至0.28,废水的可生化性得到显著提高。臭氧预处理单元出水采用BAF进行生化处理,在进水平均COD为125 mg·L~(-1)、平均NH_4~+-N为12 mg·L~(-1)、水力停留时间为4 h、气水比为4∶1的条件下,COD和NH_4~+-N的平均去除率分别为62%和64%。组合工艺处理后出水平均COD和NH_4~+-N分别为46 mg·L~(-1)和4.1 mg·L~(-1),出水水质可以稳定达到《发酵类制药工业水污染物排放标准》(GB 21903-2008)。相较于单独BAF工艺,组合工艺出水COD和NH_4~+-N平均去除率分别提高了66%和15%,出水水质明显优于单独BAF工艺出水。     

林可霉素制药废水的臭氧氧化处理

考察了臭氧氧化对林可霉素的效价削减效果。在初始抗生素浓度为100 mg·L~(-1)时,林可霉素效价削减50%所需消耗的臭氧量为0.118 mg·mg~(-1)抗生素,降解过程符合一级降解动力学特征。进一步采用林可霉素实际废水考察了污水化学需氧量(COD)和pH对抗生素臭氧氧化处理的影响,发现废水的COD每增加100 mg·L~(-1),则单位抗生素实现50%削减需要增加的臭氧量约为1.64 mg。碱性条件下,臭氧可催化分解生成羟基自由基等活性基团而加速林可霉素的降解。同时,臭氧氧化后林可霉素生产废水的厌氧可生化性提高了98.51%。研究结果可以为林可霉素生产废水的处理技术选择提供参考。     

化工园区生化出水氯代烃污染物的臭氧氧化降解

以化工园区污水处理厂生化出水为背景水样,考察了臭氧氧化对2,4,6-三氯酚、氯苯、1,2-二氯苯、对硝基氯苯、四氯酞酸5种特征氯代烃污染物的降解效果,并对其降解动力学进行了分析。实验结果表明:臭氧对2,4,6-三氯酚和氯苯的降解效果最好,反应30 min时的去除率均接近100%,其次为1,2-二氯苯和对硝基氯苯,反应30 min时的去除率分别为95.7%和36.0%,最差为四氯酞酸,反应30 min时的去除率仅为8.9%;臭氧对2,4,6-三氯酚和对硝基氯苯的降解符合零级动力学方程,对氯苯和1,2-二氯苯的降解符合一级动力学方程,对四氯酞酸的降解符合二级动力学方程。     

吉林省2015～2017年臭氧污染特征及成因分析

基于吉林省 2015～2017 年 32 个国控站点逐小时的近地面臭氧 (O₃) 和气象在线监测数据,研究了该地区 9 地市 O₃ 污染的年际变化、时空特征、气象影响和来源传输。结果表明,2015～2017 年吉林省 9 城市 O₃ 日最大 8 小时滑动浓度 (简称 MDA8) 第 90% 分位呈显著上升趋势;高 O₃ 浓度 (O₃MDA8 浓度>160 μg/m₃) 主要分布在以“四平-长春-吉林”为中心城市的水平条带上,并逐步向周围其他城市扩展和递减;O₃ 季节变化呈单峰型,峰值浓度出现在 5～8 月。在研究时段内,采暖季的大气 O₃ 浓度明显低于非采暖季,但其浓度呈持续上升趋势,这可能与燃煤、机动车排放和灰霾天气改善有关;当风速为 2～6 m/s,风向为正南和东南方向时,各监测站点 O₃ 污染较为严重,表明除本地化学反应生成外,来自各地监测点位正南和东南方向的外来传输也会提高本地...     

滤后水中NOM经臭氧氧化产生的小分子醛、酮和酮酸

以富集、分离得到的滤后水中6种不同特性的天然有机物(NOM)为对象,测定了臭氧氧化NOM各组分后小分子醛、酮及酮酸的生成情况.NOM各组分臭氧氧化后甲醛和丙酮酸产量最大,特别是憎水中性物质(HON)的甲醛产率是其醛、酮总产率的70.58%,单位DOC丙酮酸的产率达103.2 μg/mg;憎水性NOM组分的小分子醛、酮、酮酸产率比亲水性组分的高,特别是憎水中性物质(HON)和憎水酸(HOA)的小分子醛、酮及酮酸类总产率最高,二者之和分别占NOM各组分的醛酮总产率及酮酸总产率的55.56%和60%; NOM碱性组分的醛、酮、酮酸产量最低.用小分子醛、酮、酮酸总量折算DOC占氧化后NOM的DOC的百分比作为衡量氧化后各组分可生物降解性的参考,则臭氧氧化后HON和HOA的可生物降解性比其他组分高得多.     

含溴水源水臭氧处理时溴酸盐的产生与控制

针对南方某含溴水库水(溴离子浓度15～38μg·L-1),利用连续运行实验装置研究了臭氧氧化时溴酸盐的产生条件,同时初步考察了后续生物活性炭(BAC)对溴酸盐的去除效果.研究结果表明,单独采用预臭氧方式时,在臭氧消耗量控制为2.0mg·L-1以内的条件下,溴酸离子浓度低于6 μg·L-1;而采用预臭氧与后臭氧联合处理时,在总臭氧消耗量为2.0mg·L-1的条件下,出现了溴酸离子超标(10μg·L-1)情况.长期运行结果表明,尽管新炭对溴酸离子没有去除效果,但系统连续运行3个月后,BAC上的微生物对溴酸盐具有一定的去除能力.