大气颗粒物中水溶性有机物的研究进展

WSOC（水溶性有机物）广泛存在于云、雨水和大气颗粒物中,其可作为CCN（cloud condensation nuclei,云凝结核）影响大气热动力平衡、气候变化甚至危害人体健康.分析归纳了近年来国内外有关WSOC的研究,阐述了WSOC的来源、化学组成、理化性质、污染特征等,并总结了WSOC的单分子鉴定方法.结果表明:传统的分析检测方法,如GC-MS（gas chromatography-mass spectrometry,气相色谱质谱联用）、HPLC（high performance liquid chromatography,高效液相色谱）等,可以分析出部分低分子羧酸类和醇类,但不能检测出高分子、极性高的组分.新兴的分析检测方法,如HNMR（hydrogen nuclear magnetic resonance,氢核磁共振）,可以检测出WSOC中的官能团;IC（ion chromatography,离子色谱）可以较好、方便地检测出低碳有机酸类;HR-ToF-AMS（high resolution-time of flight-aerosol mass spectrometry,高分辨时间飞行气溶胶质谱）的分辨率较高,但由于其质谱谱图复杂,因此较难完整解析WSOC的结构信息;而FT-ICR-MS（Fourier transform ion cyclotron resonance,傅里叶变换离子回旋共振质谱法）可以与软电离结合,在尽可能获得更多分子离子峰的基础上,较多地解析出组分和结构信息;EEMs（excitation-emission-matrix spectra,三维荧光光谱）根据荧光分布和强度,可检测不同种类和来源的WSOC.据此,建议今后从以下几方面开展研究:①结合多种检测技术全面解析WSOC的组成和结构信息.②WSOC大气化学过程及形成机制的研究有待进一步深入.③WSOC的环境与健康效应.④不同种类、复杂的水溶性有机混合物的吸湿增长机制.      

混凝沉淀-UF工艺去除二级出水中ARGs效能研究

为了研究混凝沉淀-UF工艺对城市污水处理厂二级出水中ARGs（抗生素抗性基因）去除的影响,以PACl（聚合氯化铝）和PFS（聚合硫酸铁）作为混凝剂,采用qPCR（实时荧光定量聚合酶链式反应）和EEM（三维荧光光谱）等分析混凝沉淀-UF工艺对ARGs的削减及其影响因素.结果表明:① PACl、PFS投加量（分别以Al、Fe计,下同）分别为0.85、0.50 mmol/L时,与直接UF工艺相比,混凝沉淀-UF工艺对水中各类ARGs的去除量高2~3个数量级,其中PACl-UF工艺的效果更好,去除量为2.51~3.52个数量级;对水中DOC（溶解性有机碳）、富里酸类及溶解性微生物代谢产物的去除效果更好,DOC去除率由18%升至36%.②直接UF、PACl-UF、PFS-UF 3种工艺膜进、出水的线性拟合结果显示,ARGs浓度与ρ（DOC）、16S rDNA浓度均呈显著正相关.研究显示,混凝沉淀-UF工艺可以有效去除二级出水中的ARGs,且有机物、16S rDNA的去除有助于ARGs的削减.      

沧州市春季NMHCs空间分布特征

2015年春季在沧州市城区、郊区和潜在污染源附近选择了15个采样点进行同期采样.研究表明沧州市NMHCs总体上市区高于近郊及远郊区县;市区以高新区NMHCs浓度最高;郊县采样点除河间市略高外,其它采样点的浓度均明显低于市区浓度;机动车的道路排放是沧州市NMHCs的重要来源之一;沧州大化和沧州炼油在停产期间未对市区NMHCs产生明显影响;大港油田采油三厂采取了较完善的油气回收措施,未对市区NMHCs产生明显影响;平均来看,沧州市NMHCs中烷烃占65%,烯烃占16%,芳烃占19%;臭氧生成潜势(ozone formation potential,OFPs)主要来源于二甲苯(19%)、乙烯(14%)、甲苯(11%)、丙烯(5%)、异戊烷(5%)和异戊烯(5%)等;气溶胶生成潜势(formation potential of secondary organic aerosol,SOAFPs)主要来源于甲苯(28%)、蒎烯(28%)、二甲苯(16%)、乙苯(9%)和苯(9%)等.     

生物质成型燃料锅炉挥发性有机物排放特征

以5台燃成型生物质燃料锅炉为研究对象,基于预浓缩-GC-MS/FID的测量方法,对成型生物质燃烧产生的烟气进行了挥发性有机物(VOCs)排放特征研究,同时还测定颗粒物、NO_x、SO_2和汞及其化合物的排放浓度.结果表明,5台锅炉所排放的SO_2和汞及其化合物均低于排放标准要求,而氮氧化物和颗粒物的排放存在高于国标排放限值现象.56种VOCs总质量浓度在(872.43±293.80)~(6 929.66±1 137.25)μg·m~(-3)之间,影响因素分析表明VOCs浓度与炉膛中心温度及负荷有较强负相关性.VOCs的排放中烯烃占比最大,达41%~59%,其次是烷烃和芳香烃,分别为27%~49%和6%~18%.烯烃的排放以乙烯、1-丁烯、顺-2-丁烯和1-己烯为主,烷烃以正己烷、异戊烷和环戊烷为主,芳香烃则以苯和甲苯为主.臭氧生成潜势采用最大增量反应活性法进行分析,5台锅炉的臭氧生成潜势贡献主要来自于烯烃,高达76%~90%,而烷烃也可占6%~19%.     

垃圾填埋有色溶解性有机质与铜络合机制

为了阐明填埋场中重金属的形态演变机制,采用三维荧光光谱、荧光猝灭滴定技术及平行因子分析,研究了不同填埋年限垃圾中有色溶解性有机物(colored dissolved organic matter,CDOM)与Cu(Ⅱ)的络合过程.结果表明,填埋垃圾CDOM中含有类蛋白、类富里酸及类胡敏酸物质,随着填埋时间的延伸,类蛋白物质含量呈下降趋势,而类富里酸和类胡敏酸含量呈上升趋势.填埋垃圾CDOM中类蛋白物质对Cu(Ⅱ)络合能力和参与络合的荧光基团比例存在差异,络合的条件稳定常数在4.00~5.75之间,参与络合的荧光基团比例在22.78%~95.30%之间;而类腐殖质与Cu(Ⅱ)作用的条件稳定常数和参与络合的荧光基团比例变化较小,类胡敏酸物质与Cu(Ⅱ)络合的条件稳定常数在4.71~5.54之间,参与络合的荧光基团比例在42.35%~61.46%之间,类富里酸物质与Cu(Ⅱ)络合的条件稳定常数在4.44~5.25之间,参与络合的荧光基团比例在46.14%~57.22%之间.类富里酸和类胡敏酸与Cu(Ⅱ)的结合能力都随着填埋年限的增加而降低,但参与络合的荧光基团比例增加,并且类胡敏酸物质与重金属的结合能力强于类富里酸,但参与配位的官能团较类富里酸少.     

高分子改性黄原胶/羟基磷灰石复合水凝胶的制备及其吸附金属离子性能

以黄原胶为接枝骨架,丙烯酸为单体,羟基磷灰石为无机组分,通过氧化还原聚合反应,制备了高分子改性黄原胶/羟基磷灰石复合水凝胶(XG-g-PAA/HAP).红外光谱和扫描电镜表征发现,在低温条件下(50℃)成功制备了XG-g-PAA/HAP.将XG-g-PAA/HAP用作水体重金属离子吸附剂,结果表明:当pH1时,XG-g-PAA/HAP吸附容量较小,随着pH增大,吸附容量快速增大,当pH4时,吸附容量达到平衡;90%以上的金属离子在30 min内可被清除.当[Cu~(2+)]=300 mg·L~(-1)和[Pb~(2+)]=600 mg·L~(-1)时,XG-g-PAA/HAP吸附容量达到最大值.重复吸附-脱吸附5次后,吸附容量仍可保持初始的80%,所制备的XG-g-PAA/HAP有望成为一种有效的水体重金属离子吸附剂.     

泥沙沉降对水体中溶解性有机物光谱学特性的影响

以沈阳市新开河为研究对象,考察了泥沙沉降过程中,沉降时间、泥沙含量、pH、盐度对水体中溶解性有机物(DOM)的含量和光谱学特性的影响.结果表明,泥沙沉降条件下,水体中DOC随泥沙沉降时间的增长而先增大后减小,随泥沙含量的增加而先减小后增大,随pH的增大而增大,随盐度的增大而减小.随着pH的增大,水体中DOM的芳香性增强;随着盐度的增大,水体中DOM的芳香性降低.随着泥沙沉降时间的增长,DOM中各类荧光物质的含量先增加后减少;随着泥沙含量的增加,DOM中类腐殖酸和类富里酸荧光物质的含量增加,而类溶解性微生物代谢产物荧光物质和类芳香族蛋白质荧光物质的含量降低.在泥沙沉降过程中,下层水体中DOC、在波长为254 nm处的紫外吸光度(UV-254),以及DOM中荧光物质含量的变化量高于上层水体.     

家具涂装行业VOCs污染特征分析

研究选取典型家具涂装行业为采样点,对底漆涂装车间、面漆涂装车间、干燥车间和车间有组织排放的VOCs样品进行采集,分析VOCs的污染特征、臭氧生成潜势和恶臭指数。结果表明:底漆和面漆涂装车间的总VOCs浓度分别为3 051.0,2 098.0μg/m~3,车间有组织排放产生的VOCs浓度较低。各生产工艺环节VOCs均以苯系物为主(78.6%~92.4%),车间有组织排放由于活性炭对苯系物的吸附作用,烷烃和烯烃质量分数较其他工艺环节高。底漆、面漆和干燥车间VOCs的臭氧生成潜势较高(7 903.34~18 535.8μg/m~3),敏感性物种均为1,2,4-三甲基苯、邻-二甲苯等苯系物。苯系物的恶臭指数较大,底漆、面漆和干燥车间的恶臭指数高达25.809、12.525和9.076,对二乙基苯、正丙苯、对乙基甲苯的恶臭指数相对较高,存在一定程度的恶臭污染。     

再生水中色度物质的识别及其臭氧去除特性

针对我国再生水普遍存在的色度问题,以天津市某污水厂二级出水为研究对象,采用三维荧光光谱和GC/MS技术对其进行组成分析,结果表明:再生水中主要带色物质为富里酸与腐殖酸类物质,同时还存在偶氮二甲酸二乙酯、N,N-二甲基乙醇胺、苄醚、1,4-二甲基吡啶氯化物等导致再生水色度的带色有机物。在再生水的臭氧降解实验中,臭氧可有效降解再生水中的富里酸与腐植酸类物质,去除率分别达到96.5%、97.3%。臭氧对再生水的色度与CDOM(有色溶解有机物)的降解也表现出了良好的效果,2 min内去除率可分别达到93.1%、86.2%。并且在色度物质的臭氧降解过程中,臭氧的直接反应占据主导地位,而并非与·OH的间接反应。该结果对再生水臭氧氧化工艺的设计应用有现实的指导意义。     

基于光谱学分析蚯蚓堆肥对市政污泥水溶性有机物的影响

采用分子量分级、极性分析、光谱分析方法,研究了市政污泥水溶性有机物(DOM)在蚯蚓堆肥前后的变化特征。结果表明,蚯蚓处理后污泥DOM中300 D的组分含量高出对照组污泥6.50%,8 000 D的组分则少了56.25%;疏水性组分比例高出对照组50.76%。光谱分析表明,试验组中均存在羧酸、芳香族物质等,且蚯蚓处理后污泥DOM的蛋白质含量、分子量降低,多糖和芳香族物质含量增加。荧光光谱显示原始污泥中含有大量蛋白质和腐殖质,经过90 d降解生成色氨酸、酪氨酸等物质,且处理组腐殖化程度高于对照组。