岳阳市一次O3污染过程VOCs的组成与来源

文章在岳阳市一个国家空气质量监测站附近,采用罐采样方法采集一次O_3污染过程期间环境全空气样品,利用预浓缩-GC/FID/ECD/MSD技术分析106种VOCs,共检出77种VOCs,研究其组成与来源。结果表明:岳阳市秋季大气TVOCs体积分数为(44.91±15.52)×10~(-9),以烷烃(19.9%～53.0%)、含氧挥发性有机物(OVOCs)(15.7%～55.9%)为主,优势物种为C2～C5烷烯烃、OVOCs、苯系物及卤代烃。秋季VOCs丙烯等效浓度范围为60.46×10~(-9)～230.04×10~(-9);臭氧生成潜势范围为76.37～394.30μg/m~3;反应活性较高的物种为异戊烷、间/对-二甲苯和甲苯及丙烯、乙烯,根据反应活性物种初步判断岳阳市VOCs主要来源为机动车尾气排放及本地石油化工企业排放。特征比值溯源发现秋季异戊烷/正戊烷体积浓度比值为2.6,受机动车排放源影响更大。甲苯和苯、邻二甲苯和苯及间/对-二甲苯和苯体积浓度比值平均值分别为0.05、0.01和0.07,主要来源于生物质、生质燃料、煤燃烧源。邻二甲苯和乙苯、间/对-二甲苯和乙苯体积比值均值分别为0.80和2.71,受溶剂排放影响较大。控制岳阳市秋季O_3污染应着力于交通排放、LPG燃烧排放源、生物质燃烧源、石油化工及溶剂挥发排放的治理。     

间歇超声波强化ZVI/PS体系氧化降解磺胺抗生素

磺胺抗生素(SAs)作为最早应用的一类化学合成抗菌药,其大量使用和排放对水环境造成严重污染,引起了人们对于水环境安全的高度关注. 因此,选取了水环境中检出率较高的5种特征SAs作为目标污染物,分别为磺胺甲基嘧啶(SMR)、磺胺二甲基嘧啶(SMT)、磺胺甲恶唑(SMX)、磺胺异恶唑(SIX)和磺胺噻唑(STZ). 利用高效液相色谱质谱联用仪(HPLC-MS-MS)对降解过程产生的中间产物进行检测和分析,深入研究了间歇超声波(US)强化ZVI/PS体系(简称“US-ZVI/PS体系”)降解5种SAs的效能和反应路径. 结果表明:①在US强度、pH、ZVI(零价铁)浓度和PS初始浓度分别为0.25 W/cm3、6.0、0.6 mmol/L和1.4 mmol/L条件下,30 min反应时间内,US-ZVI/PS体系对5种SAs的降解效率均超过95%. ②US-ZVI/PS体系降解5种SAs的过程均符合拟一级反应动力学,5种SAs降解速率常数大小依次为SMR(0.223)> SMT(0.215)>STZ(0.203)>SIX(0.181)> SMX(0.119). ③5种SAs的降解活性位点为苯环上邻位的3号C原子、苯氨基上的7号N原子、磺酰胺基上的8号S原子和11号N原子,US-ZVI/PS体系降解5种SAs的相同反应路径包括S—N键断裂、C—N键断裂、苯环羟基化、苯胺氧化和R取代基氧化过程,与五元环SAs相比,六元环SAs反应路径多一个N—N重排过程. 研究显示,US-ZVI/PS体系能够实现不同结构SAs的快速降解,是一种绿色、高效的高级氧化技术.      

铁钛共掺杂氧化铝诱发表面双反应中心催化臭氧化去除水中污染物

多相催化臭氧化技术因能有效去除水中有机污染物而受到广泛关注.然而,基于单一位点氧化还原的金属氧化物催化臭氧化过程存在速率限制步骤,使活性受到抑制,极大地限制了多相催化臭氧化技术的实际应用.为解决这一瓶颈,以过渡金属物种Fe和Ti对金属氧化物γ-Al₂O₃基底进行晶格掺杂制备出新型双反应中心催化剂FT-A-1 DRCs.通过XRD、TEM和XPS等技术对其形貌结构和化学组成进行了表征分析,证明Fe和Ti对于Al的晶格取代,形成表面贫富电子微区（富电子Fe微中心和缺电子Ti微中心）.FT-A-1 DRCs被用于催化臭氧化过程,对布洛芬等一系列难降解有机污染物的去除表现出优异的活性和稳定性.利用EPR和电化学技术揭示了界面反应机制.发现在催化臭氧化过程中,O₃/H₂O在富电子微中心被定向还原产生·OH,而污染物可在缺电子微中心作为电子供体而被氧化,为反应体系持续提供电子.这一反应过程利用污染物自身的能量实现了污染物的双途径降解（·OH攻击和直接电子供体）,突破了金属氧化物催化臭氧化过程存在速率限制步骤.     

纳米零价铁对γ-HCH的降解效果及机理研究

采用液相还原法制备纳米零价铁(nZVI),透射电镜表征显示,其粒径<20nm,在介质中处于团簇状态.利用所合成的nZVI对γ-HCH进行了还原脱氯研究,结果表明,nZVI具有很高的表面反应活性,当用量为0.5g/L时,反应90min,对2.5mg/L的γ-HCH去除率达90%以上.nZVI对γ-HCH的去除符合准一级反应动力学方程,其反应速率和去除率与pH值、nZVI添加量、γ-HCH初始浓度、共存离子等因素有关.反应速率随pH值的减小而增大,NO3-对反应速率有较强的抑制作用,Ca2+,Mg2+和SO42-对反应速率影响不大.利用GC-MS检测到降解产物四氯环己烯(TeCCH)和氯苯(CB)的存在,推测反应机制为双氯脱除反应和脱氯化氢反应.     

高VFA浓度果渣废液厌氧反应启动特性研究

研究了高VFA浓度果渣废液厌氧启动反应的操作运行工况,提出了厌氧启动反应完成时应同时满足的4项判别条件。研究成果显示:高VFA浓度果渣废液厌氧反应的启动过程可根据启动运行工况特征分4个阶段完成。在试验研究中通过跟踪计算消化液的有机碳量平衡,提出了判别厌氧反应达到完全混合状态和早于p H等常规状态指标显著变化前,发生有机酸累积的方法。试验采用尿素调控消化液中的酸碱平衡,得到厌氧启动反应达到稳定时的有机负荷为2.83 kg/(m3·d),平均产气量为658.8 L/(m3·d)。     

油田采出水中萘和芴的紫外光催化和·OH氧化降解过程影响因素与条件优化分析

在UV/H2O2和UV/Ti O2/H2O2两大氧化体系中,利用·OH的氧化原理,研究了不同影响因素(UV波长、p H、H2O2)对油田采出水中多环芳烃萘和芴降解效率的影响,找出处理萘和芴的最佳优化条件和组合。对萘和芴而言,UV/H2O2体系下双氧水的最佳条件分别为0.001,0.1 mol,UV/Ti O2/H2O2的优化组合是UVC,p H=8.5,O3=10g/L。实验结果表明:与UV/H2O2相比,UV/Ti O2/H2O2对油田采出水中的多环芳烃萘和芴的降解效果好。     

氧化镁与白云石石灰对不同来源废水中磷的回收效果

选择有代表性的3种来源废水(养猪场废水厌氧消化液、鸡粪废水厌氧消化液和污泥厌氧消化液),利用MgO与白云石石灰作为药剂进行磷回收试验,研究不同药剂、药剂投加量和反应时间下3种来源废水中磷的回收效果,通过动力学方程模拟2种药剂的除磷速率,并采用XRD(X射线衍射)、SEM(扫描电镜)对沉淀产物进行表征. 结果表明:投加2种药剂均可实现磷的有效去除与回收,反应沉淀物中含有MAP(磷酸铵镁)和CaCO₃,MgO的最佳投加量为200 mg/L,当反应时间为4 h时,PO₄3--P去除率达85.0%以上;白云石石灰的最佳投加量为500 mg/L,当反应时间为24 h时,PO₄3--P去除率达80.0%以上. 投加白云石石灰的反应速率较慢,并且反应沉淀物中含有更多的CaCO₃. 以处理1 m3原水为例,MgO药剂成本为0.80元,白云石石灰药剂成本为0.25元,显示白云石石灰经济成本更低,是较为理想的磷回收药剂.