高级光化学氧化技术及其应用

高级光化学氧化技术被认为是在处理有害有毒、难生物降解有机污染物方面比较有效的方法,主要的光化学氧化技术包括:真空紫外(VUV)光分解;紫外(UV)/氧化剂氧化;UV-Fenton氧化和感光材料的高级光化学氧化。高级光化学氧化技术对卤代烃污染物、含硫有机污染物、染色废水及其他有机污染物有较好的处理效果,在工程上得到了应用,是一项有效的废水处理新技术。     

长寿湖水体甲基汞光化学降解特征

为明确长寿湖水体甲基汞(MMHg)光化学降解特征,采用硼硅玻璃瓶对水样进行原位培养,探讨了长寿湖水体MMHg光化学降解的季节差异性及垂直变化特征,分析了不同波段光波对MMHg光化学降解反应的贡献,并估算了MMHg光化学降解的通量.结果发现,在光的作用下,长寿湖水体表层MMHg会发生明显的降解反应,未发现明显的净甲基化结果.在水体表层,夏季MMHg光化学降解速率最快((6.10±0.38)×10-3E~(-1)·m~2),其次为春季((4.90±0.24)×10-3E~(-1)·m2),秋冬季节的降解速率较低,分别为(3.10±0.19)×10-3E~(-1)·m~2和(2.60±0.12)×10-3E~(-1)·m~2;UV-A、UV-B和可见光(PAR)对表层水体MMHg光化学降解反应的贡献分别为49%~52%、21%~31%和21%~34%.MMHg光化学降解速率随水深增加而逐步衰减,其中,UV-B引发的光化学降解反应速率衰减最快,其次为UV-A.对整个水体而言,PAR对MMHg光化学降解的贡献最大(67%~77%),其次为UV-A(25%~31%),UV-B的贡献最小(4.3%~8.1%).夏、秋、冬和春4个季节的MMHg日降解通量分别为7.2、0.73、1.1和5.9 ng·m-2·d~(-1),年降解通量估算为1.5μg·m-2·a~(-1).可见,长寿湖水体MMHg光化学降解反应具有明显的季节和水深剖面变化特征,不同波段光波对降解反应的贡献有较大的差异.     

光化学污染科学及发展现状研究

对光化学污染研究及其发展进行了综述,概括了光化学污染研究的主要方法,即实验室研究、模式计算和现场监测分析等方法.介绍了欧美国家和中国在烟雾箱研究方面的发展情况,提出了控制自由基源以及痕量气体的检测方式有待提高等问题.阐述了光化学污染模式计算的发展现状和未来发展趋势以及在模式运用中影响模式计算准确性的主要因素.还介绍了国内外光化学污染监测发展历程和现状,并根据目前自动监测发展水平探讨了光化学烟雾监测因子及作用,最后提出加强光化烟雾研究具体建议和研究方向.     

中国东部地区的O3 污染形成机制及趋势的初步探讨

本文探讨了中国地区在高气溶胶污染下臭氧形成的问题。过去对臭氧污染的讨论主要集中在臭氧前提物（NO_x, CO和VOCs）的讨论。并根据其各自的排放量研究臭氧形成在本地区是由NO_x 还是VOCs控制的。然而,在中国高气溶胶频发的条件下,太阳辐射被强烈压抑,极大减少了臭氧形成的光化学过程。因此本文建议,除去臭氧形成的NO_x及VOCs控制条件,还应有一个太阳光子控制条件。而中国由于高气溶胶污染,目前臭氧的形成应是受太阳光子控制条件的影响。因此压抑了臭氧的形成。然而,随着气溶胶污染的治理和改善,光化学活动的增强,臭氧污染会成为中国将来的严重问题,应加以重视。     

几种难降解有机废水的光化学处理研究

采用日光和中压汞灯为光源,分别在充空气、加入Ｈ２Ｏ２或ＴｉＯ２等半导体催化剂条件下,对几种难降解的有机废水进行了光化学处理研究。结果表明：石化和焦化废水中挥发酚,油和ＣＯＤ的去除率分别为８６．３％－１００％,３９．８％－９７．８％,２６．４％－６０％,几种偶氮染料水溶液的脱色率、ＣＯＤ去除率分别为８０．０％－１００％,４８．０％－７５．０％,还测定了苯酚的降解产物,讨论了影响光解的要素和苯酚的降解     

层状云酸化过程的数值模拟

修正和发展了一维层状云物理化学模式,该模式包括了详细的气?液相反应和光辐射传输,在我国东部地区平均污染水平下模拟了降水酸化过程?结果表明:光解系数在云顶为无云时的2～3倍,在云底则为无云时的0.2倍;自由基对S(Ⅳ)的氧化在降水后期可超过H₂O₂,并致使SO2-₄和NO-₃浓度在降水后期有逐渐增长的趋势;由于H₂SO₄和HNO₃的不断生成以及NH3和气溶胶的洗脱,地面雨水酸度持续上升?      

腐殖质的光化学降解及其对环境污染物环境行为的影响

腐殖质是地表环境中最重要的有机组分,也是生态环境中最主要的吸光物质之一,对环境污染物的形态、迁移、毒性和生物可利用性有着重要的影响。文章综述了腐殖质的结构特征和光化学降解反应过程和机理,指出腐殖质的光敏化和光化学降解过程对环境污染物的环境行为和归宿有重要的影响。通常,腐殖质的光敏化作用在低质量浓度下,尤其在一定铁离子的协同作用下可促进有机污染物的降解,但高质量浓度的腐殖质由于其本身的吸光作用以及参与自由基的竞争则抑制有机污染物的降解。腐殖质的光化学降解过程降低了环境体系的pH和腐殖质的分子量、破坏了腐殖质的芳环结构、改变了紫外和可见光区域的吸收等,导致其与重金属离子和有机污染物结合能力的下降,造成水体或颗粒态中游离的污染物质量浓度增加,对生态系统将造成更大的危害。目前对腐殖质和环境污染物本身的光化学降解机理已较为清晰,今后应加强对自然水体或土壤系统中腐殖质光化学降解的影响因素,腐殖质光化学降解过程中结构特性的变化机理,以及腐殖质的结构特性与环境污染物结合性质之间的构效关系等方面的研究。特别是随着平流层臭氧空洞的增加,增强了到达地球表面的紫外线强度,研究紫外线增强对腐殖质和有机污染物的降解以及对生态系统的影响可进一步深刻理解太阳光辐射对污染物环境行为和归宿的影响。     

六六六(α-HCH)在水、冰和雪中的光化学反应

研究了紫外光作用下六六六(α-HCH)在水、冰和雪3种介质中的光化学反应,考察了α-HCH的光化学反应动力学、产物和机理.结果表明,在水、冰和雪中,α-HCH均可以发生光化学反应,且反应均符合一级动力学方程.光化学反应速率大小顺序为雪>水>冰.在水和冰中,α-HCH均生成了异构化产物β-HCH和γ-HCH,异构化机理是α-HCH分子中的氯原子改变原来的构像;由于雪中α-HCH的光化学反应较快,因此在雪中未检测到异构化产物.在3种介质中,α-HCH的光解产物均为二氯苯和五氯环己烯,其机理为氯化氢或氯原子的脱除反应.     

基于化学损耗矫正的青岛胶州市环境VOCs来源解析

臭氧已成为影响我国环境空气质量的重要污染物之一,准确解析环境臭氧及其前体物VOCs的关键源类及其贡献对于有效防控臭氧污染具有重要作用.因此,利用光化学年龄参数方法估算了青岛胶州市2021年1月1日至2月28日在线VOCs监测数据的初始浓度,矫正环境VOCs物种的光化学损耗;并利用正定矩阵因子分解(PMF)和臭氧生成潜势(OFP)模型进行了环境VOCs及其OFP来源解析研究,以期为青岛市环境臭氧污染的防控提供数据支撑.结果表明,研究期间青岛市环境ρ(TVOCs)和OFP的平均值分别为65.9μg·m^-3和176.7μg·m^-3;其中丙烷浓度(12.4μg·m^-3)和占比(18.9%)最高,而间/对-二甲苯的OFP(24.6μg·m^-3)及占比(13.9%)最高.研究期间TVOCs的初始浓度为153.1μg·m^-3,其光化学损耗率达到63.8%.烯烃是光化学损耗率(92.1%)最高的VOCs物种,其中异戊二烯的光化学损耗率达到98.6%,明显高于其它VOCs物种.基于初始浓度的来源...     

上海城区二次气溶胶的形成:光化学氧化与液相反应对二次气溶胶形成的影响

二次组分是大气细颗粒物中最重要的组成部分之一.本研究旨在探究上海城区大气气溶胶颗粒物中二次组分的贡献及其形成的主要影响因素.利用高分辨率飞行时间气溶胶质谱仪(HR-TOF-AMS)对上海城区春季及夏季的亚微米颗粒物(PM_1)进行实时的在线表征,发现有机物是PM_1中最主要的组成部分,占比为55%;其次是硫酸盐(24%)与硝酸盐(10%).进一步结合正交矩阵因子解析模型(PMF)对有机组分进行了来源解析.结果表明,一次有机气溶胶(POA)与二次有机气溶胶(SOA)分别占总有机物浓度的34%与66%; POA主要来自机动车源与餐饮源的贡献,且在春季和夏季对有机物的贡献趋于稳定.观测期间共观察到3个二次气溶胶显著生成的过程:其中,春季二次组分的显著增长过程以硫酸盐和老化的有机气溶胶在正午时段上升显著为主要特征,主要受光化学氧化过程的促进;夏季二次组分的显著生成过程主要是液相反应与光化学氧化共同促进的结果,如液相反应过程中,硝酸盐浓度与颗粒相水含量有较好的相关性(R~2=0. 72),而光化学氧化期间SOA浓度与大气氧化性(O_x)有较好的相关性.总体而言,二次组分是上海城市大气气溶胶颗粒物中最重要的组成部分,二次有机与无机组分在PM_1颗粒物中占比分别为35. 5%和43%,光化学氧化与液相反应对二次组分的形成有显著的促进作用.