多孔介质中三氯乙烯的非线性吸附-对流-弥散模型

研究三氯乙烯(TCE)在含水层中的迁移转化规律,对评价其在环境中的影响、预测其在环境中的行为规律及确定相应的修复技术有着重要的意义.TCE在细砂中的等温吸附规律研究采用批试验和模拟柱试验方法.批试验结果采用四种不同的非线性等温吸附模型进行拟合.结果显示,Linear-Langmuir-Freundlich (LLF) 模型的拟合效果最佳,且该模型能较好地描述表面吸附和分配作用.利用经典对流扩散模型,将以KCl为示踪剂的柱试验结果采用非线性最小二乘法反演模拟柱中的纵向弥散度;利用非线性吸附对流扩散模型,将TCE的模拟柱试验结果采用遗传算法反演吸附参数;结果显示Langmuir等温吸附模型描述柱试验中的吸附模式最好.即批试验与柱实验中的吸附模式是不同的.该结论表明必须重新审视非平衡吸附理论在运移模型中的适用性,以及该理论适用的前提条件.在试验结果和模型反演获得的参数基础上确定的TCE在多孔介质中运移的一维非线性吸附-对流-扩散模型,能够很好地揭示TCE在多孔介质中的运移规律,且模型中的阻滞系数是质量浓度的非线性函数.     

介质阻挡放电对水中双氯芬酸钠的降解

本实验采用介质阻挡放电方法降解水溶液中的双氯芬酸钠,考察了初始浓度、Fe2+、腐植酸、硝酸根离子对双氯芬酸钠降解的影响,及降解过程中溶液TOC含量和UV的变化,并初步探讨了其降解动力学.结果表明,双氯芬酸钠在介质阻挡放电反应器中的降解符合一级反应动力学.对于初始浓度为10mg·1-1、20 mg·1-1和30 mg·1-1的双氯芬酸钠,降解率随着初始浓度的增加而降低.影响因子腐植酸和硝酸根离子的添加均能显著提高双氯芬酸钠的降解率,但相同实验条件下,亚铁离子的添加抑制了双氯芬酸钠的降解,当Fe2+添加量为1.0 mmol·1-1时,双氯芬酸钠的降解率仅为74.94%.降解过程中溶液TOC的含量减少缓慢,TOC残留含量仅从13.69 mg·1-1降为11.1 mg·1-1,可见双氯芬酸钠的矿化程度不高,而双氯芬酸钠的紫外-可见吸收光谱在吸收波段递减,介质阻挡放电对双氯芬酸钠有稳定的降解效果.     

红壤坡地降雨产流产沙动态过程模拟试验研究

研究以浙江省兰溪水土保持综合试验站为研究基地,通过设定特定植被覆盖度（15%）不同坡度（8°、15°、20°）的径流试验小区,小区面积为2m2,采用野外人工模拟降雨试验方法,对降雨强度（0.8～2.9mm·min-1）范围内,红壤坡地产流和产沙随雨强和坡度的变化特性进行了模拟试验。通过32场模拟降雨试验数据的分析,得出结论如下：①产沙量与雨强呈指数函数关系,产流量与雨强呈幂函数关系,径流量与产沙量的相关性大于雨强与径流、雨强与产沙;②随坡度的增大,产流时刻提前,泥沙起动和产沙突增的雨强临界减小;③随坡度增大,累积产沙量的递增速率比累积径流量的递增速率要快;④场降雨侵蚀模数与雨强的相关性随着坡度的增大而增强。     

活性炭吸附-介质阻挡放电等离子体处理五氯酚

研究了介质阻挡放电(DBD)与活性炭(AC)吸附相结合用于高浓度五氯酚(PCP)废水的处理.含有高浓度的PCP溶液被富集在AC上,通过DBD等离子体降解吸附在AC上的PCP,并且实现AC的循环再利用.主要考察了DBD等离子体作用条件下AC上PCP的降解效果以及3次循环处理后AC吸附等温线的变化.结果表明:随着放电电压和处理时间的增加,AC上PCP的降解效率增加,较高的电源频率有助于PCP的降解,而且经过3次吸附/处理循环后,AC仍然具有较高的吸附能力.     

不同培养介质中纳米氧化铜对小麦毒性的影响

采用琼脂培养和水培方法比较了纳米氧化铜(CuONPs)在不同暴露介质中的环境化学行为及其对小麦根生长的影响,并探讨了不同培养介质对CuONPs植物毒性的影响机制.结果表明,琼脂介质相对水相(营养液)环境可以减少CuONPs的团聚,增强其分散性.在琼脂和水相中Cu离子溶出随CuONPs浓度变化规律存在明显差异,在50～1000mg CuONPs·L-(1以Cu计)范围内,CuONPs在琼脂中无论是Cu2+的溶出浓度还是溶出比率均低于其在水相中的值.CuONPs在不同介质中表现出显著的小麦毒性差异.琼脂培养下小麦根生长半抑制效应浓度EC50(以CuONPs浓度表示)为108mg·L-1,而在水培方式下为9.0mg·L-1,说明琼脂介质极大缓解了CuONPs引起的植物毒性.分析表明,Cu2+溶出浓度较CuONPs投放量与小麦根生长抑制效应之间存在更好的指数相关关系,这说明该研究体系下CuONPs小麦毒性主要是由纳米颗粒释放Cu2+引起的.此结论较好地解释了当培养介质从水相变成琼脂时,Cu2+溶出减少,纳米毒性降低的现象.该研究结果认为,当前国内外使用水培法获得的纳米材料植物毒性研究结果在外推至实际土壤状况时将高估其环境安全性风险,推荐使用琼脂作为纳米材料土壤环境风险评价的模拟介质.     

采用实验和密度泛函理论计算揭示吸光性环境介质对多环芳烃光降解的影响机制

多环芳烃(PAHs)在环境中的光降解动力学受环境介质吸光组分的影响.为揭示介质吸光组分对PAHs光降解影响的内在机制,以吸光很弱的甲醇和吸光较强的丙酮和二甲基亚砜(DMSO)为模拟环境介质,考察不同吸光性溶剂介质对3种PAHs(菲、芘和苯并[a]芘)光解的影响;并采用密度泛函理论(DFT)计算,分析了溶剂分子光敏化能量/电子转移反应对PAHs光解的影响机制.结果表明,激发态的丙酮分子抑制了菲和芘的光解,而加快了苯并[a]芘的光解;激发态的DMSO分子抑制了菲的光解,促进了芘和苯并[a]芘的光解.过滤掉DMSO所吸收的部分光谱频段后,PAHs在DMSO中的光解速率与甲醇中的接近.DFT计算表明,激发态的丙酮或DMSO主要作为电子受体与PAHs发生光敏化电子转移反应,是影响PAHs光解的内在原因.     

基于走航监测的珠海市金湾区夏秋季大气VOCs污染特征

于2021年夏、秋季利用单光子电离飞行时间质谱仪（SPI-MS）在珠海市金湾环境空气自动站（以下简称“金湾站”）周边开展挥发性有机物（VOCs）走航观测。结果表明,金湾站周边大气中总VOCs（以TVOC表示）质量浓度为11.7～203μg/m³（5%～95%分位值浓度）,平均值为104μg/m³。烷烃在VOCs组成中占比最高（39.7%）,其次为芳香烃（30%）和含氧含氮烃（13.9%）。2021年秋季（9—11月）为ρ（TVOC）的主要高值时段,且在10—11月,芳香烃和含氧含氮烃对TVOC的贡献显著升高。臭氧（O₃）生成贡献分析结果表明,烷烃和芳香烃对O₃生成的贡献最高,二甲苯、乙苯、三甲苯、甲苯、戊烷/异戊烷是珠海市O₃污染防治的优控VOCs物种,其对O₃生成的贡献高达56.0%。其中,戊烷/异戊烷主要来自金湾站周边的电子专用材料制造企业,二甲苯/乙苯主要来自周边的电线、电缆制造,橡胶、塑料制品生产企业。     

电极喷嘴布置对NO电晕氧化过程影响的试验研究

使用湿空气作为自由基源物质 ,研究了电极喷嘴布置对电晕放电特性、NO电晕氧化过程的影响 .结果表明 ,随着电极喷嘴数的增加 ,总电晕区域变大 ,流光的脉动重复率增加 ,NO的氧化率提高 .试验条件下 ,对应B(14 )、B(8)、A(7)、A(4 )的放电电极 ,电晕反应器NO的氧化率最高可分别达到 65 3 %、5 0 5 %、5 1 3 %、2 7 5 % .采用喷嘴数较多的电极时 ,NO电晕氧化的能量效率较高 ,有效工作区内 ,对应B(14 )、B(8)、A(7)、A(4 )的放电电极 ,电晕反应器NO氧化的能量效率最高分别为 5 3 1g·kWh- 1 、5 0 2g·kWh- 1 、5 0 7g·kWh- 1 、3 8 0g·kWh- 1 ,它们对应的NO氧化率分别为 5 3 8%、42 5 %、48 8%、2 3 0 % .喷嘴数目相同时 ,A型电极所形成的电晕流光在电晕反应器内具有更好的充满度 ,更有利于烟气NOx 脱除 .     

用于碳烟燃烧的Cu0.05Ce0.95O催化剂活性氧物种的研究 ——等离子体的强化效应

研究等离子体对柠檬酸络合法制备的Cu0.05Ce0.95-CA催化剂表面结构和物种的强化效应. TPO、H2-TPR、O2-TPD、XRD、BET和XPS等测试结果表明,催化剂处于等离子放电区时,其氧化碳烟燃烧的活性显著增强.在介质阻挡放电电压为9kV时,起燃温度为243.1℃,比无等离子的情况降低了65.1℃;燃烧峰值温度为302.8℃,降低92.7℃.在等离子体存在下,Cu0.05Ce0.95-CA催化剂有着更大的比表面积和更小的晶粒粒径;等离子体可以提高催化剂表面游离态的CuO的分散度,并使得更多的Cu2+进入CeO2晶格,形成更多的Cuy2+Ce1-y4+O2-y2-□y固熔体,催化剂储氧容量增大,在催化剂表面生成更多的活性氧物种,其流动、迁移和转化促进催化剂产生更多的氧空穴,如此循环,持续促进碳烟催化燃烧.