Application of chemometrics methods for the estimation of heavy metals contamination in river sediments

The concentration and speciation of six heavy metals in sediments of eight sampling sites of Haihe River were investigated. The metals, namely Cd, Cu, Co, Ni, Mn and Pb were considered. By using sequential extraction(SE), the total metals were divided into five fractions: exchangeable, carbonate bound, iron/manganese oxide bound, sulfides and organic matter fraction and residual fraction. A multivariate statistical approach( principal component analysis, PCA) was used to evaluate the contamination of heavy metals by the total levels and chemical forms, respectively. The results showed that the total metals concentration(TMC) could not provide sufficient and accurate information because the mobility, bioavailabllity and toxicity of metals depend not only on their total concentration but also on the physicochemical form in which they occur.     

青岛及崇明岛食用鱼和鸭中共平面多氯联苯与多氯萘的研究

利用HRGC-HRMS测定了青岛海鱼和上海崇明岛淡水鱼、鸭样品中共平面多氯联苯(co-PCBs)和多氯萘(PCNs)(均以脂肪计)的质量分数,并根据每日摄取量可能带来的健康风险进行了初步探讨. 青岛海鱼中w(co-PCBs)和w(PCNs)平均值约为4 041和225 pg/g,崇明岛淡水鱼约为3 318和640 pg/g. 崇明岛鸭肉中w(co-PCBs)和w(PCNs)平均值分别约为966和43.8 pg/g. 青岛海鱼中PCNs同系物组成(以5-CNs和3-CNs为主)与崇明岛淡水鱼完全不同. 与国内外其他地区鱼和家禽相比,其污染物含量均较低. 所有样品中co-PCBs的毒性当量浓度(WHO-TEQ)为0.68～11.40 pg/g,PCNs的毒性当量浓度(WHO-TEQ)为0.001～0.210 pg/g. 根据当地人群的饮食习惯,两地人群co-PCBs和PCNs每日摄入量远低于WHO对普通人群规定的每日容许摄入量,因此不会对人群健康产生严重的负面效应.      

La~(3+)和Fe~(3+)共掺杂TiO_2/浮石的制备及光催化矿化二级出水的效果

采用溶胶-凝胶法和浸涂法制备了以浮石为载体、La~(3+)和Fe~(3+)为共掺杂离子的TiO_2光催化剂,并用其光催化矿化城市污水处理厂二级出水.La~(3+)、Fe~(3+)改性TiO_2/浮石催化剂用X射线衍射、电镜扫描进行了表征和分析,探讨了La~(3+)、Fe~(3+)掺杂量对TiO_2光催化性能的影响,以及浮石粒径、涂膜层数、催化剂投加量对TiO_2/浮石光催化矿化二级出水效果的影响.结果显示,所制备的TiO_2以混晶形式存在,锐钛矿的含量为78.1%,平均粒径为36nm;TiO_2薄膜在浮石上负载良好,当La~(3+)、Fe~(3+)掺杂量分别为0.5%和0.05%、浮石粒径为20-40目、涂膜层数为4层、催化剂投加量为15 g·L~(-1),光催化反应时间为200min时,二级出水中TOC的去除率为51.6%,La~(3+)、Fe~(3+)改性TiO_2/浮石光催化是一种有效的污水深度处理方法.     

太湖多环芳烃的历史沉积记录

通过分析测定太湖上、下2个典型湖湾(梅梁湾和东山胥口湾)沉积钻孔中多环芳烃的垂直分布和含量特征,结合210Pb定年,重建了该地区多环芳烃的历史沉积记录.研究发现,梅梁湾沉积物PAHs污染年代早并重于胥口湾,但两地PAHs污染类型基本相似.在剖面深度0～28cm范围内,梅梁湾和胥口湾多环芳烃的沉积通量范围分别为40～320ng·cm-2·a-1和13～150 ng·cm-2 a-1.自上世纪40年代起,梅梁湾沉积物中的PAHs通量呈不断上升之势,近25年来增加更为迅速,可能源于太湖北部湖区乡镇工业的快速发展;而胥口湾的PAHs污染只在1990年之后才开始加重,并呈急剧增加之势态.太湖沉积物中的多环芳烃主要为热(燃烧)成因来源,沉积物中高环PAHs的比例呈递增趋势,流域内能源消耗和机动车尾气排放的增加是其主导因素.多环芳烃的沉积记录很好的反映了周边地区社会经济的发展变化,反映了人类活动与水环境污染状况之间的关系,提示经济发展过程中环境保护的相对滞后.     

沙曲矿4#煤层井下瓦斯抽采技术

沙曲矿为近距离煤层群开采矿,4#煤层为高瓦斯有突出危险煤层,为防止工作面回采时出现瓦斯超限或发生突出危险,并将瓦斯资源加以有效利用,通过在采前、采中及采后分别实施本煤层、邻近层及采空区瓦斯抽采措施,实现平均瓦斯抽采量分别达12.89m3/min、22 m3/min与10 m3/min。采用沿空留巷Y型通风方式,平均配风量3 300 m3/min,实现风排瓦斯量15~20 m3/min,占涌出量的44%。24207工作面回采时,回风瓦斯体积分数稳定在0.4%~0.6%,未发生上隅角瓦斯超限或煤与瓦斯突出现象,日产量由初期的800 t/d提高至3 600 t/d。     

泰乐菌素降解菌的筛选及其降解动力学研究

从长期堆放泰乐菌素药渣附近土壤中驯化分离到1株泰乐菌素高效降解菌株TS1,为革兰氏阴性杆菌,菌落形态呈圆形,乳白色,表面光滑,不透明,边缘整齐.用菌株TS1处理初始浓度为100mg/L的泰乐菌素药渣5d,降解率可达100%.泰乐菌素降解符合一级动力学特征,对初始浓度为50, 100, 200, 300, 400, 500mg/L泰乐菌素的降解动力学方程分别为:lnc =﹣0.4078t + 4.043,lnc =﹣0.4496t + 4.8416,lnc =-0.4069t + 5.4932,lnc =﹣0.4174t +5.9766,lnc =﹣0.4233t + 6.2483,lnc =-0.342t +6.4618;半衰期(t1/2)分别为1.69, 1.54, 1.70, 1.66, 1.64, 2.03d.以蛋白胨或氨氮作为泰乐菌素共代谢基质时,菌株TS1在7d内对初始浓度为300mg/L泰乐菌素的降解率可达99%以上,降解动力学方程分别为:lnc = -0.4174t + 5.9766,lnc =-0.3719t + 6.0133;t1/2分别为:1.66, 1.86d.而用葡萄糖作为共代谢基质时,泰乐菌素在10d内的降解率仅为66.7%,并且t1/2延长至6.44d,说明葡萄糖的加入不利于了菌株TS1对泰乐菌素的降解.     

Electrocatalytic debromination of BDE-47 at palladized graphene electrode

Graphene electrodes （Ti/Gr） were prepared by depositing Gr sheets on Ti substrate, followed by an annealing process for enhancing the adhesion strength. Electrochemical impedance spectroscopies and X-ray dif- fraction patterns displayed that the electrochemical behavior of Ti/Gr electrodes can be improved due to the generation of TiO2 layer at Ti-Gr interface during the annealing process. The palladized Gr electrodes （Ti/Gr/Pd） were prepared by electrochemical depositing Pd nanoparticles on Gr sheets. The debromination ability of Ti/Gr/Pd electrodes was investigated using BDE-47 as a target pollutant with various bias potentials. The results indicated that the BDE-47 degradation rates on Ti/Gr/Pd electrodes increased with the negative bias potentials from 0V to -0.5 V （vs. SCE）. Almost all of the BDE-47 was removed in the debromination reaction on the Ti/Gr/Pd electrode at - 0.5 V for 3 h, and the main product was diphenyl ethers, meaning it is promising to debrominate completely using the Ti/Gr/Pd electrode. Although the debromination rate was slightly slower at -0.3 V than that under -0.5 V, the current efficiency at -0.3 V was higher, because the electrical current acted mostly on BDE-47 rather than on water.     

渭河断裂东段中更新世晚期以来活动速率

综合地形、断裂遥感解译以及钻孔联合剖面,考虑到渭河断裂东段在金家庄、东耳村一带存在一个左阶斜裂区,阶区宽约1 km,将断裂分为杨家村-金家庄段和东耳村-张家湾段,均为同生正断层,全新世有活动。使用研究区的十一条钻孔联合剖面,结合典型断错地层光释光年龄,建立了渭河断裂东段中更新世晚期以来的断裂活动速率曲线。结果显示杨家村-金家庄段全新世活动速率为0.04 mm/a,晚更新世活动速率在0.16~0.40 mm/a之间,中更新世平均活动速率在0.24~0.30 mm/a之间;东耳村-张家湾段全新世平均活动速率为0.12 mm/a,晚更新世活动速率在0.11~0.23 mm/a之间,中更新世平均活动速率在0.19~0.24 mm/a之间。通过与渭河断裂东部地区晚更新世以来的沉积速率曲线对比,在较长时间段里,地层沉积速率大于断裂活动速率,反映了渭河断裂垂向差异运动较弱,以至于隐伏于渭河阶地之下。     

浙江三门湾沉积记录:U k37表层海水温度和浮游植物群落变化与El Ni?o/La Ni?a的关联

应用三门湾沉积柱样中长链烯酮不饱和指数(U k37)与表层海水温度SST的关系重建历史上的El Ni?o/La Ni?a事件;利用3种浮游植物标志物菜子甾醇(brassicasterol)、甲藻甾醇(dinosterol)和长链烯酮C37(alkenones)来恢复单一种硅藻Diatom、甲藻Dinoflagellates和颗石藻Emiliania huxleyi变化.研究结果表明:(1)U k37估算温度在15.19~17.61℃波动,与当地秋季海水实测温度接近.U k37估算的温度清晰地再现了全球变暖的趋势,且其波动可能与El Ni?o/La Ni?a震荡有关.(2)浮游植物标志物总含量变化范围为710.7~6998.5 ng·g-1,180年以来呈总体上升趋势.沉积记录中硅藻相对比例最高、甲藻次之,硅藻/甲藻比值在2.1~7.2波动,表现出近岸浮游植物对海洋环境变化的敏感性.(3)El Ni?o/La Ni?a事件可影响到浮游植物细胞丰度以及群落结构变化,在El Ni?o盛期,浮游植物细胞丰度剧增,而浮游植物种类数及群集多样性程度明显减少.另外,浮游植物细胞丰度的季节性规律不明显,El Ni?o事件可能是影响三门湾海域浮游植物生产力的主要因素.     

球阀处硫颗粒运移沉降规律数值模拟研究

元素硫在集输管道中沉积会引起堵塞和腐蚀问题,球阀处是集输管道中较易出现大量硫沉积的部位之一。为此,采用数值模拟的方法研究高含硫天然气中析出的硫颗粒在球阀处的运移沉降规律,选用雷诺应力模型模拟球阀处的流场,选用Lagrange颗粒轨道模型追踪硫颗粒在球阀处的运动轨迹,探讨影响硫颗粒在球阀处沉积的因素。结果表明:气流进入球阀内将会出现压力损失和流动分离,气流进口速度和球阀开度会对流场产生影响;硫颗粒在球阀处的沉积率随气流流速和颗粒直径的增大而增大,随球阀开度的增大而减小;重力和离心力是造成硫颗粒在球阀处出现大量沉积的重要原因。