石油炼化无组织VOCs的排放特征及臭氧生成潜力分析

选取我国光化学活跃的珠江三角洲地区(PRD)典型石油炼化工艺的炼油装置、化工装置和污水处理装置,采用离线和在线的多种先进仪器监测其VOCs的无组织排放特征,并采用间、对-二甲苯/苯(X/B)、甲苯/苯(T/B)、乙苯/苯(E/B)比值分析其VOCs的老化特征,采用最大增量反应活性法(MIR)、等效丙烯浓度法和OH自由基反应速率法(L_OH)3种方法综合评价其VOCs的化学反应活性及臭氧生成潜势(OFP).研究发现,炼油装置区和化工装置区总挥发性有机物(TVOC)浓度早晚高,中午低;污水处理区呈双峰趋势.3个装置区无组织排放的VOCs中烷烃浓度均占比最高,同一装置区内的不同装置VOCs排放特征不同.石化企业X/B、T/B和E/B值较城区和郊区的高,化工装置区的压缩碱洗装置区(CAW)T/B值最大.石化企业VOCs的活性较城区和郊区的强,其平均OH消耗速率常数为15.22×10^-12cm³/(mol·s),最大增量反应活性为4.21mol(O₃)/mol(VOC).化工装置区对石化企业OFP总量的贡献最高,为84.83%;其次是污水处理区,12.95%;炼油装置区最低,为2.22%.化工装置区的CAW对石化企业OFP贡献率最高,为34.26%;污水处理区的浮选池(FT)贡献率最低,为0.36%.     

液相色谱-电喷雾质谱法测定污水和污泥中壬基酚聚氧乙烯醚的参数优化

在液相色谱-电喷雾质谱法测定壬基酚聚氧乙烯醚的过程中,对壬基酚聚氧乙烯醚加合离子的形成影响因素进行分析,优化了关键参数,建立了测定污水和污泥中壬基酚聚氧乙烯醚的高分辨高灵敏的液相色谱-电喷雾质谱方法.流动相A为0.1mmol·l~(-1)乙酸钠缓冲液,流动相B为甲醇,各聚合度壬基酚聚氧乙烯醚的加合离子响应值达到最大;锥孔电压没为60V能最大程度上避免[NPnEO+2Na]~(2+)对测定的干扰.NP1EO,NP2EO和NPnEOs(n=3-15)的仪器检出限分别为10pg,1pg和0.1pg.该方法成功用于污水和污泥中壬基酚聚氧乙烯醚的测定.     

Simulating forest succession after blowdown events: The crucial role of space for a realistic management

Ecological patterns vary in space and time. Therefore, when using dynamic models in ecology, the spatial aspect should not be neglected prematurely since it could possibly change the model outcomes to a considerable extent. In view of this problem, we describe here a method how to construct a non-spatial version from a spatially explicit simulation model. The principle idea is to suppress the spatial correlations of cells in a grid in time by continuously re-assigning a random neighbourhood for each cell on the grid. Since this procedure actually eliminates the spatial dimensions, it allows to quantify the unadulterated impact of spatial processes on the model results. To illustrate an important application of this approach in the context of forest management we use a grid-based model that simulates succession of Norway spruce (Picea abies (L.) Karst.) at mountainous sites after blowdown events. The output of this model is compared with the results of the deduced non-spatial version of this model regarding the predicted amount of re-growing trees. The non-spatial version dramatically overestimates the number of spruce trees on different microsites. Thus, the uncritical use of the non-spatial model might give reason to wrong management decisions that are based on too optimistic predictions. In practice, this may lead to dangerous situations, especially in mountain forests serving as protection against avalanches and landslides. This example demonstrates the successful applicability of our approach. Our method can be interpreted as a contribution to an extended sensitivity analysis: it analyses the sensitivity of the results due to structural changes of the model. This sensitivity allows one to estimate the redundancy or the necessity of spatially explicit processes in a model with regard to the parsimony principle of modelling. Since our approach is not dependent on special features of the simulation model used here, it is assumed to be applicable for other spatial models, too, and can thus be considered of general interest for a diligent model analysis.     

长江沿线城市水源氯(胺)化消毒副产物生成潜能研究

以长江上游重庆、中游武汉、下游上海等大城市的长江饮用水源为研究对象,在对溶解性有机物分子量和亲疏水性分离的基础上,分别采用氯和氯胺两种方式消毒,对比分析了相同时期沿江这些城市原水中氯(胺)化常规和新兴含氮消毒副产物生成潜能的分子组成规律.研究表明,重庆、武汉、上海三地的溶解性有机物均以小分子前体物为主,主要分布在<1kDa的区间内,且以强疏水性成分和亲水性成分为主,原水经氯(胺)化可产生三卤甲烷、卤乙酸、卤乙腈、三氯硝基甲烷等类型的消毒副产物;三地的氯(胺)化主要的含碳消毒副产物(C-DBPs)和含氮消毒副产物(N-DBPs)生成潜能均在<1kDa的区间内最大,从上游到下游,在<1kDa的区间内的生成潜能占各自总潜能比例逐渐增加.三地的氯(胺)化的C-DBPs和N-DBPs生成潜能均以强疏水性组分或亲水性组分为主,且氯胺化可导致亲水性组分C-DBPs和N-DBPs生成潜能所占总量比例增加.     

氮磷对铜绿微囊藻群体形态的影响

在自然条件下,铜绿微囊藻主要以群体形态存在,其群体形态通常由10~103数量级的单位细胞组成,然而在实验室条件下经过几代培养之后,铜绿微囊藻的群体形态逐渐变为单细胞和少量双细胞. 在实验室条件〔温度为(25±1)℃,光照强度为2 000 lx,光暗比为12 h∶12 h〕下,采用不同ρ(TN)、ρ(TP)的BG11培养基培养群体形态的太湖铜绿微囊藻(FACHB912),其中T1试验组ρ(TN)、ρ(TP)分别为1.00、0.05 mg/L,T2试验组为5.00、0.25 mg/L,T3试验组为25.00、1.25 mg/L,T4试验组为125.00、6.25 mg/L,T5试验组为247.06、7.11 mg/L. 结果表明:T1、T2和T3试验组铜绿微囊藻群体形态细胞所占比例及群体大小均有所增加,T4和T5试验组则表现为减少,并且T1、T2、T3试验组与T4、T5试验组间差异显著(P<0.05). T1、T2、T3试验组出现了>100个细胞的群体,其中T2试验组的铜绿微囊藻群体最大,最大群体约由960个藻细胞组成;而T4、T5试验组中的群体却趋于消失. 相对于单细胞,群体形态的铜绿微囊藻在低ρ(TN)、ρ(TP)条件下能吸收更多的营养盐,有利于细胞的生长;高ρ(TN)、ρ(TP)条件下提供了丰富的营养盐,但可能抑制或者不能刺激胞外多糖的合成和分泌,从而不利于铜绿微囊藻群体形态的维持.      

宿迁市VOCs污染特征和来源解析

利用2019年8-9月宿迁市4个站点的采样资料,分析了宿迁大气中挥发性有机物（VOCs）的化学组成及其时空分布特征;估算了VOCs的臭氧生成潜势（OFP）;并结合PMF受体模型,开展了VOCs来源解析.结果表明,观测期间宿迁市总挥发性有机物（TVOCs）体积分数为8.6×10^-9~79.4×10^-9,平均体积分数为26.9×10^-9,浓度水平较低.VOCs质量浓度表现为乡镇工业区（宿迁技师学院：（29.8±18.4）×10^-9） > 城郊工业区（生态化工园：（28.4±20.6）×10^-9） > 城市住宅区（宿迁中学：（22.6±11.5）×10^-9） > 城市商业区（市供电局：（22.3±15.1）×10^-9）.各采样点4种组分（烷烃、烯烃、乙炔及芳香烃）日均浓度变化较为一致,且均表现出较为明显的周末效应.宿迁市典型污染物为C₂~C₅烷烃、乙炔、乙烯、甲苯,间/对-二甲苯,不同采样点的关键组分基本相同,表明VOCs的来源比较稳定.OFP计算表明芳香烃和烯烃是臭氧最大贡献源.特征量比值分析发现,观测期间宿迁市VOCs有明显老化现象.源解析表明交通排放、溶剂涂料和工业过程是宿迁市VOCs的主要来源.     

油茶果壳改性生物炭吸附性能及其耦合淹水对土壤Cd形态影响

研究选取湖南典型农业废弃物油茶果壳为原材料,尝试采用Na₂SiO₃溶液浸泡油茶果壳粉末方法,制备改性生物炭（MBC）,并开展不同生物炭材料对溶液中镉（Cd）的吸附与其耦合淹水对土壤中Cd的活性阻控性能研究.用扫描电镜（SEM）、比表面积测试（BET）和傅里叶红外光谱（FTIR）等表征手段对生物炭的物理化学性质进行分析.结果显示,MBC相比未改性生物炭（BC）拥有更大的比表面积与更加丰富的官能团种类,且对溶液中Cd²⁺具有更强的吸附能力.土壤淹水实验结果表明,淹水可使土壤pH值升高,同时降低酸可溶态Cd组分含量,且随着淹水时间的延长,土壤酸可溶态Cd含量呈逐渐向残渣态转化趋势,而生物炭添加耦合淹水比淹水对照处理能明显进一步促进可溶态Cd向残渣态转化,降低酸可溶态Cd含量.酸可溶态Cd组分含量与生物炭的添加量呈显著负相关关系,淹水60 d时,5.0%添加量的MBC实验组土壤酸可溶态Cd含量约为0.33 mg·kg^-1,相比仅淹水的对照处理降幅约为45.0%.综上可知,硅酸钠溶液改性油茶果壳生物炭是一种Cd污染水土和土壤治理的新型有效材料,研究结果同时为油茶果壳的资源化途径提供了方法参考.     

中原城市群国家干线公路SOA生成潜势估算

二次有机气溶胶（SOA）是大气污染的主要成分之一,估算汽车尾气所生成的SOA对交通大气污染治理具有重要意义.本文基于国家干线公路交通量调查数据,根据监测站点和代表路段长度建立了中原城市群干线路网线性参考系统,并以车流量为基础数据,采用排放系数法测算出中原城市群干线道路VOCs排放量,再根据气溶胶生成系数对SOA的生成潜势进行估算,并经核密度计算后转换为线性连续分布,进行交通SOA的空间定量分布研究.结果表明：①甲苯的SOA生成潜势最高,但1,4-二乙基苯的SOA生成能力最强,芳香烃的SOA生成能力总体高于烷烃;②中小型汽油客车是最大的SOA生成源,占SOA生成量的1/3左右,但SOA生成能力最强的是小型汽油货车;③汽油车的SOA生成能力高于柴油车,客车的SOA生成能力略微高于货车;④中原城市群的SOA排放强度具有明显的以郑州为中心的高强度聚集现象,汽油车的分布与总体相似,但柴油车的强度和聚集性明显下降,以郑州为中心,南北干线上的排放强度高于东西方向.     

雷州半岛地下水化学特征及控制因素分析

雷州半岛地下水资源为雷州半岛经济社会发展提供有力的资源支撑,厘清该区地下水化学特征及形成机制对水资源的合理开采及可持续利用具有重要意义.本研究采集43组雷州半岛地下水样品,运用描述性统计分析、Piper三线图、ArcGIS空间插值、Gibbs图以及离子比值等方法分析地下水水化学特征及其控制因素.结果表明：①研究区地下水阴阳离子以HCO₃^-、Ca²⁺和Na⁺为主,水化学类型以HCO₃-Cl-Na-Ca、HCO₃-Cl-Na-Ca-Mg、HCO₃-Cl-Na-Mg和HCO₃-Na型为主.研究区地下水中的Cl^-、SO₄^2-和Na⁺在雷州市西部含量较高,在其他区域均较低,HCO₃^-、NO₃^-、Ca²⁺、Mg²⁺和K⁺这5种离子含量较高的区域主要集中在西南和东部沿海.②地下水化学演化过程主要受水岩作用、阳离子交替吸附和人类活动的影响.Na⁺和K⁺来源主要是蒸发盐岩和硅酸盐岩,Ca²⁺和Mg²⁺主要来源于碳酸盐岩溶解,NO₃^-主要来源于人类活动.     

沈阳市不同功能区挥发性有机物分布特征及臭氧生成潜势

采用德国AMA-GC 5000在线气相色谱仪对沈阳市的工业区、交通区和文教混合区这3个不同功能区进行大气挥发性有机物（VOCs）观测,分析沈阳市不同功能区大气VOCs的分布特征,并利用最大增量反应活性（MIR）估算了大气VOCs的臭氧生成潜势（OFP）.结果表明,沈阳市大气VOCs平均总浓度为（82.19±54.99）μg ·m^-3,其中,采暖期浓度高于非采暖期,且工业区浓度较交通区和文教混合区明显偏高.VOCs浓度日变化曲线中,受早晚交通高峰影响为主的交通区和文教混合区呈双峰特征,工业区受工厂不定时运作排放影响存在多峰.交通区和文教混合区VOCs组分占比表现为：烷烃>芳香烃>烯烃>炔烃,但工业区炔烃占比高于烯烃,由B/T和E/A比值反映交通区和文教混合区受机动车尾气排放和燃料燃烧共同影响,工业区还受石油化工影响产生新鲜气团较多,且采暖期较非采暖期老化气团多.沈阳市大气VOCs的OFP贡献均值为232.89μg ·m^-3,烯烃组分对各功能区贡献均占第一,且工业区的芳香烃组分因浓度高贡献也较大.