青奥会期间基于δ13C观测的大气CO2来源解析

开展城市冠层大气CO_2及其δ~(13)C的观测有助于解析自然源与人为源在区域碳循环中的作用.本研究于南京青奥会期间开展了大气CO_2及其δ~(13)C高频原位观测,在小时尺度至日尺度上对比了有无临时排放管制期间大气CO_2及其δ~(13)C的差异.研究发现,短期减排对降低区域尺度大气CO_2浓度有明显的短期效应(21×10-6),在整个青奥会临时管控期间长三角地区实际削减燃煤排放5%.本研究进一步采用Miller-Tans方法确定了长三角地区的CO_2排放源同位素组分;基于文献调查,提供了长三角地区主要人为源和自然源的δ~(13)C信息;量化了长三角夏季CO_2地表净通量、植被通量及人为排放通量.结果表明,水泥工业过程排放是长三角地区夏季大气δ~(13)C富集的主要人为原因(2.36‰).夏季长三角地区植被作用可以抵消23%~39%的人为CO_2排放.本文旨在通过采用自上而下的观测数据与传统IPCC的排放源清单相结合的方案,为城市区域碳源解析提供新的拆分方案.     

环境多相催化研究过程中的表面科学研究方法

简要介绍环境多相催化研究过程中应用表面科学的研究方法的必要性和将会遇到的挑战和机遇 .结合作者有关的研究事例 ,分别讨论了环境多相催化和表面科学研究领域之间材料和压力的差异所带来的问题和可能的解决方案 ,特别是催化剂原位表面表征的重要性     

Pt/CeO2催化氧化甲苯反应机制研究

采用浸渍法制备了Pt/CeO_2和Pt/Al2O_3催化剂,并通过XRD、BET、ICP-OES、H2-TPR、XPS等手段表征其物理化学性质.结果发现,Pt/CeO_2和Pt/Al2O_3催化剂上Pt负载量约为0.6%,Al2O_3载体上Pt颗粒尺寸更小,Pt/CeO_2的可还原性更强.甲苯催化氧化活性评价结果表明,Pt/CeO_2催化剂表现出更好的催化活性,T50=170℃,T90=190℃.通过UV-Raman、甲苯TPD、GC/MS、In-situ FTIR等手段进一步研究发现,Pt/CeO_2活化甲苯及反应供氧的机制与Pt/Al2O_3存在区别,其活性更好是因为:(1)负载在CeO_2表面存在高电子密度的Pt原子,具有更强的活化甲苯能力,可以直接使苯基和甲基间的C—C链发生断裂;(2)Pt的负载促进了CeO_2氧空位形成,进一步提高了CeO_2的储氧性能,加速氧循环.除了Pt解离气相氧之外,CeO_2还可以提供活性氧物种参与催化氧化甲苯的反应,进一步提高甲苯催化氧化效率.     

生物质活性炭原位修复有机物污染底泥技术研究与应用

污染底泥是水体中重要的内源污染,生物质活性炭作为原位修复技术的覆盖材料,正在逐步应用于污染底泥的原位修复.应用椰壳颗粒活性炭与果壳颗粒活性炭对有机物污染底泥进行原位修复,测定2种生物质活性炭的比表面积、孔径分布、表面官能团等理化性质,并应用2种生物质活性炭进行了原位治理污染底泥的实验室静态模拟试验和实地现场试验,在实地现场试验中增加煤基活性炭与2种生物质活性炭进行对比.结果表明:①2种生物质活性炭的表面性质与化学组成相似,但椰壳颗粒活性炭比表面积较大,微孔孔隙结构略微发达,极性基团较少.②实验室静态模拟试验中,2种生物质活性炭对底泥中的PAHs（多环芳烃）、PAEs（酞酸酯）和苯系物（benzenes）3类有机污染物均有很好的稳定化修复效果,投加生物质活性炭10个月后,底泥孔隙水中3类污染物的质量浓度降低93.2%以上;对不同种类有机污染物,孔隙水降低率略有差距,与2种生物质活性炭理化性质的差异有关.③实地现场试验中,2种生物质活性炭和煤基活性炭对3类有机污染物的稳定化修复效果均呈现PAEs > PAHs >苯系物,煤基活性炭的修复效果略高于2种生物质活性炭.研究显示,在10个月的修复时间下,生物质活性炭对有机物污染底泥有明显的修复效果,可使底泥孔隙水中PAHs、PAEs和苯系物类有机污染物质量浓度降低90%以上,并且与煤基活性炭相比,生物质活性炭对环境造成的污染印迹更小.      

原位注入地下水化学修复的MHC耦合模拟

原位注入化学修复地下水时将修复药剂通过注入井注入污染地下水,它具有典型的渗流-应力-化学（MHC）耦合特征。论文建立了耦合的平衡微分方程、渗流连续性方程和反应溶质运移方程,利用COMSOL Multiphysics软件对模型参数敏感性及某场地污染地下水原位注入化学修复过程进行了模拟分析,结果表明,渗透系数、水动力弥散系数和注入压力对污染地下水修复效果影响显著,其值越大,达到修复目标的时间越短;土体中孔隙水压力消散滞后于注入井注入压力的消失,这种滞后消散特性有助于修复药剂在地下水中进一步扩散,提高地下水修复效果;药剂注入压力使土层产生明显位移,尤其是垂直方向的位移,弹性模量对土体位移的影响显著。整个场地在80 d时可达到污染物浓度小于0.6 mg/L的修复要求。     

连续管式原位注入化学氧化技术对某有机污染场地地下水的修复效果

针对传统地下水原位注入化学氧化技术存在注入深度浅、效率低等问题,采用连续管和高压水射流技术实现地下水原位修复药剂钻注一体化和水射流钻进,以提高效率和深层修复。以某退役化工厂地下水中的氯苯为目标污染物,基于自主开发的连续管式原位注入化学氧化技术开展了中试规模的实验研究,基于现场实验确定原位注入药剂影响半径并评估了修复效果。结果表明,药剂影响半径可达2 m,且药剂扩散趋势与场地总体地下水流场的流向基本吻合;经原位化学氧化处理后,实验区地下水中氯苯检测质量浓度低于400μg·L^-1,即采用连续管式原位注入化学氧化技术实现了实验区地下水中氯苯的有效去除。本研究可为连续管注入技术在地下水原位修复中的应用提供参考。     

基于微生物库仑量抑制率的水体重金属污染监测方法

为实现对水环境重金属污染的实时原位监测,利用单室微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC)传感器搭建了单程连续流装置,并对其预警稳定性进行了探讨。结果表明：以Cr(Ⅵ)作为目标污染物,MFC传感器的检出限为0.4 mg·L^-1,在0.2～1 mg·L^-1的质量浓度区间内,库仑量抑制率与Cr(Ⅵ)质量浓度具有较高的共变趋势;设定模拟废水中Cr(Ⅵ)的质量浓度为1 mg·L^-1,MFC传感器对乙酸钠质量浓度分别为384.62、480.77和576.92 mg·L^-1的模拟废水预警的库仑量抑制率为34.71%±1.65%、36.60%±3.82%和36.28%±10.64%;对分别含有谷氨酸、乳酸和蔗糖(质量浓度均为50 mg·L^-1)的模拟废水预警的库仑量抑制率为35.22%±6.51%、37.05%±3.74%和24.23%±1.90%,这说明MFC传感器对水样中的可生化降解有机物具有一定的抗干扰能力;MFC传感器连续3次对含有1 mg·L^-1     

石油污染土壤生物修复技术的研究进展

本文综述了30多年来国内外石油污染土壤的生物修复的进展,并介绍了国内外在修复石油污染土壤方面的生物修复工艺：原位生物修复和异位生物修复。原位修复有原位地耕法和土壤气相抽提;异位修复有土壤耕作发、堆放法、堆肥法和反应器法。文章还就今后的研究方向作了阐述,指出生物修复方法作为一种费用低、效果好、对环境影响低、无二次污染的方法,是今后治理石油对土壤污染的最可行的方法。     

热强化气相抽提在典型有机污染场地修复中的应用

阐述了原位燃气热脱附技术在北方某典型焦化厂重污染地块修复中的实际工程应用,对工艺设计、设备配置、加热井布置和加热运行策略进行了详述,分析了修复后特征污染物苯和苯并（a）芘的去除削减情况,同时描述了不同深度土壤的升温状况。结果表明,经过55 d的原位加热后,修复地块达到了预期设计的目标温度350℃,修复后土壤中2种特征污染物苯并（a）芘和苯的含量分别低于0.50和0.92 mg/kg,其去除率皆>99%,满足修复目标要求。原位燃气热脱附技术表现出的加热快、污染物去除效果好、无二次污染以及不涉及土壤开挖、转运等诸多优势使其具有良好的发展和应用前景。     

纳米二氧化钛的改性及光催化氧化烷烃研究

催化剂的表面结构是影响催化反应的重要因素之一.利用原位红外(In-situ FT-IR)、X射线衍射(XRD)和紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)等现代物理技术考察了热处理改性对纳米 TiO2的表面结构、晶相结构、粒子大小、比表面积和吸光性能的影响,采用In-situ FT-IR光谱着重研究了纳米TiO2催化剂上环己烷光催化降解机制及催化剂的结构特性与催化反应之间的相关性.研究表明,400 ℃条件下热处理纳米TiO2具有最佳光催化活性,适宜的表面结构、晶相结构、吸光能力及晶化度是纳米TiO2光催化剂高催化活性的主要原因.借助In-situ FT-IR光谱,观察到环己烷氧化的主要产物是CO2和H2O,同时捕捉到了中间产物CO以及乙酸,提出了环己烷光催化降解的可能机理.