《环境化学》创刊40周年纪念专题之一:环境化学发展之管见

环境化学是研究化学物质在环境介质中的存在、特性、行为、效应及其污染控制原理和方法的科学,是化学科学的重要分支和环境科学的核心学科。国家在“十四五规划”中将基础研究和原始创新放在非常重要的位置,党中央对基础研究提出了更高的要求,要面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康。环境化学的研究工作不但立足世界科技前沿,又满足国家重大需求,同时与经济建设和人民健康密切相关,是典型的同时满足“四个面向”的学科。近年来,环境化学面向学科前沿和国家重大需求,坚持问题导向,突出前瞻、创新、交叉、应用,在污染防控、生态建设、人民健康等方面均取得了长足进步。为了顺应我国生态文明建设对环境化学学科发展提出的新需求,让环境化学科学研究深度对接“四个面向”,切实解决我国目前所面临的环境污染与控制问题,环境化学应重点关注如下几个问题。     

西安市大气棕碳污染特性及发色团种类

为探究西安市大气棕碳（BrC）的光学特性及化学组成,利用大气颗粒物采样器和吸附剂同时采集了颗粒相和气相大气样品,并运用紫外-可见分光光度计和三维荧光光度计测定了样品中BrC的吸光和荧光特性,基于平行因子分析（PARAFAC）法解析三维荧光光谱得到BrC的种类和组成信息.结果表明,在波长为365 nm时,颗粒相和气相BrC的吸光度分别为（13.8±7.9）Mm^-1和（8.0±3.1）Mm^-1,两者占比分别为63%和37%.本研究并未发现气相和颗粒相BrC吸光度之间有显著的相关性.PARAFAC结果表明,西安市大气BrC含有类腐殖质发色团、类酚类发色团和类蛋白发色团,而它们分别在气相和颗粒相BrC中的占比是不同的,类腐殖质发色团和类蛋白发色团在颗粒相中分布较多,分别为41%和36%,而气相中主要包含酚类发色团,其占比为78%.本研究结果揭示了气相BrC也可能是贡献大气正辐射强迫的重要因子,以及参与大气光化学反应的重要大气组分,将来的研究需要给予足够重视和关注.     

基于EPMA的背角无齿蚌贝壳中元素分布的初步研究

应用电子显微探针元素分析技术,对背角无齿蚌（Anodonta woodiana）的贝壳（棱柱层和珍珠层）进行了19种元素（Ag、Al、Au、Ca、Co、Cu、Fe、Hf、Mg、Mn、Mo、Na、Re、Se、Sn、Sr、Tl、V、Zn）分布特征的初步研究.元素面分布分析和定量线分析结果均直观而明显地表明：贝壳中Ca含量最高,Hf、Re、Mn、Al、Co、Fe、Sr、Cu和Na的含量较低,而Au、Mg、Tl、Zn、Sn、Ag、V、Mo和Se的含量甚少.Mn在珍珠层的分布高于棱柱层,壳顶区域的珍珠层的含量（0.087±0.045）%显著高于棱柱层（0.030±0.025）%（P<0.05）,腹缘区域的珍珠层的含量（0.072±0.055）%亦显著高于棱柱层（0.044±0.025）%（P<0.05）,而其余元素在贝壳中均匀分布.     

生氧药剂对矿用化学氧自救器生氧温度的影响研究

自救器是矿山井下必须携带的个体防护装置。通过对不同生氧药剂的化学反应热分析、生氧温度的理论计算和实验测试,详细分析了NaO2和KO2药剂生氧温度的高低及变化,得出:在出现相对最高温度之前,NaO2的反应速度及生氧温度明显高于在同时段内KO2的反应速度及生氧温度;但出现相对最高温度之后,NaO2的反应速度及生氧温度迅速衰减,且其衰减速度较KO2的更快。等量KO2药剂较NaO2药剂的反应时间更长一些。建议矿用自救器优选KO2为生氧药剂。     

北京2009~2010年冬、春季PM2.5污染特征

针对北京地区冬季和春季PM_2.5污染特征进行研究.于2009年12月～2010年5月在城市点采集24h 大气颗粒物样品,进行颗粒物主要化学组分分析.冬季和春季颗粒物的平均质量浓度分别为（84.97±68.98）μg/m³和（65.25±45.76）μg/m³.冬季和春季颗粒物中二次组分（SNA+SOA）有重要贡献,二次组分分别占颗粒物质量浓度的49%和47%.冬春季重污染时期较强的源排放和低温、低风速、高相对湿度等不利的气象特征使得颗粒物中二次无机离子SNA（NH₄⁺、NO₃^-、SO₄^2-）的比重较干净天明显上升,其中硝酸盐贡献的增强最为显著.同时冬春季有机物中二次有机组分贡献显著.而受一次源的影响,冬春季重污染时期一次有机物的增强.     

稳定剂对电解锰废渣中高浓度可溶性锰稳定效果的影响

为满足大宗废渣经济性处理的需要,从碱性物质、磷酸盐、碳酸盐类药剂筛选出“物美价廉”稳定剂,考察了CaO、MgO和Ca10(PO4)6(OH)2及其与NaHCO3和Na3PO4的组合对电解锰废渣中的可溶性锰的稳定化效果,并采用矿物组成分析、锰价态分析和形态变化探讨可溶性锰固定机理.结果表明:投加10%MgO锰渣中可溶性锰固定率达到100%,9%CaO+5%NaHCO3和9%CaO+5%Na3PO4的组合实现可溶性锰固定率95%以上.上述3组稳定剂将可溶性Mn2+先转变为沉淀态锰进一步转变为高价态含锰物相.后两组中NaHCO3或Na3PO4的加入促进了Mn2+向Mn3+、Mn4+的转化.