响应曲面法优化制备改性海泡石负载纳米铁材料的试验研究

以直接耐晒黑为目标污染物,以FeSO4浓度、KBH4浓度和改性海泡石的投加量为影响因素,应用Box-Behnken响应曲面法进行了三因素三水平试验,优化了以改性海泡石为载体的纳米铁材料的制备方法.结果表明:在所选的试验范围内,FeSO4浓度和KBH4浓度的交互作用对纳米铁材料的制备有显著影响,对其去除直接耐晒黑性能的影响起到了关键性作用,且FeSO4浓度的影响更为显著;而改性海泡石的投加量和KBH4浓度的交互作用不显著.改性海泡石负载纳米铁的最佳制备条件为:0.13 mol·L-1的FeSO4溶液50 mL,0.18 mol·L-1的KBH4溶液50mL,改性海泡石的投加量为2.86 g.在此条件下制得的纳米铁材料,其XRD谱图在2θ =44.7°处出现了Fe0的特征衍射吸收峰;对直接耐晒黑处理3h后,直接耐晒黑的去除率可达98.9％,比仅采用改性海泡石的去除率提高了35.7％.     

北京及其北部地区大气降尘中的黑碳含量特征

在北京及其北部地区的10个采样点开展了为期一年的大气降尘样品采集,并测定了降尘样品中的黑碳含量.结果表明:该地区大气降尘中黑碳含量的时空差异明显,变化范围在1.21 ～50.10 mg·g-1之间.研究区总体平均月降尘黑碳含量最低、最高值分别为5月份的3.32mg·g-1和9月份的10.40 mg·g-1.总体而言,整个研究区夏秋季节降尘中黑碳含量普遍高于春冬季节.这主要是由于冬春季节,沙尘天气频发,降尘中表土来源比例增多,对降尘的黑碳浓度起到“稀释”作用.研究区各点降尘中黑碳的年通量在1659 mg·m-2·a-1(北京城区)和761mg·m-2,a-1(丰宁)之间.主要黑碳排放源强度的常年持续性,决定了城市地区的降尘中黑碳通量季节间差异较小.而在一些受沙尘天气影响大的地区,沙尘暴主导的月份里降尘量较多,也产生了相对高的黑碳通量.     

西南高镉地质背景区农田土壤与农作物的重金属富集特征

为探明高地质背景区农田土壤与农作物系统中重金属富集与转运特征,通过对采自重庆黑色岩系高镉地质背景区的土壤和农作物样品进行分析,并与其他典型黑色页岩区域进行对比研究.发现研究区部分农田土壤pH极低; Cd、Cr、Ni和Zn显著富集.土壤样品Cd的超标率为100%,其次为Cr和Ni,91. 3%的土壤样品Cd污染级别为严重污染及以上.土壤Zn、Cu、Cr和Ni的残渣态占比为80%以上,Cd和Pb较低;弱酸提取态Cd占比27. 0%±6. 4%,Zn和Ni次之.黑色岩系母质风化导致研究区土壤重金属富集,Cd是区域内的特征污染元素,其生物有效性较高,并易于在农作物中富集. Cd的转运系数高于其他元素,农作物中Cd的富集和污染程度最高,特别是叶类蔬菜,平均Cd含量(干重)高达11. 5 mg·kg~(-1),不适于种植和食用;部分农作物Cr超标,存在一定风险.因此,有必要对研究区农田土壤进行污染等级划分,实行科学管控,并进行农作物种植结构调整,以保障当地人群健康.     

西安地区PM2.5中环境持久性自由基(EPFRs)性质及来源研究

环境持久性自由基(environmental persistent free radicals, EPFRs)是一种近年来备受关注的环境风险物质,可能会危害人体健康.本研究利用溶剂萃取方法从西安市大气PM_(2.5)样品中分离出物质,运用电子顺磁共振波谱(EPR)技术分析了不同大气污染状况下大气PM_(2.5)样品及类黑碳成分中EPFRs的种类和含量,并分别测定PM_(2.5)和类黑碳成分催化H_2O_2产生羟基自由基的能力.结果表明:PM_(2.5)中的EPFRs约有85%～90%是由类黑碳成分产生的.可见光照(400～700 nm)前后,PM_(2.5)样品中EPFRs的含量增加10%～20%.此外,实验结果亦表明PM_(2.5)中能催化H_2O_2产生羟基自由基的物质主要是PM_(2.5)中水溶性物质而不是类黑碳.大气PM_(2.5)中的EPFRs没有显著催化H_2O_2产生羟基自由基的能力,也不能将O_2分子转化为活性氧物质.     

底泥翻耕对巢湖西部聚藻区黑臭风险的预控效果

聚藻区高有机负荷表层底泥已被证实是西巢湖黑臭频发的主要因素,但能否借鉴像控制湖泊内源污染的翻耕方式对黑臭进行预控,则有待于与过程有关的试验研究.基于湖泊底泥再悬浮特征和耕作性能设计的底泥翻耕措施,借助能够模拟湖泊风浪与沉积物再悬浮的大型装置,通过藻体堆积诱发试验,研究黑臭诱发过程中上覆水水色,ρ（Fe2+）、ρ（S2-）的动态,新生沉积物-水界面底泥关键物化指标以及底泥间隙水Fe、S变化对底泥翻耕的响应过程.结果表明:①翻耕深度对黑臭影响较大,PT15（15 cm深度的翻耕处理组）达到了对湖泛黑臭的控制,当第8~14天PT2、PT5、PT10（2、5和10 cm翻耕处理组）,CK（对照组）和Blank（空白组）相继发生黑臭时,PT15上覆水主要致黑物质为Fe2+和S2-,其质量浓度分别为PT2、PT5、PT10、CK和Blank的68.6%、79.5%、48.1%、46.7%、51.3%和75.2%、65.7%、57.1%、74.5%、75.0%.②PT15可明显提升新生泥-水界面对蓝藻堆积及缺氧环境的耐受力,黑臭诱导模拟后,其底部水体及泥-水界面的ρ（DO）、E_h和pH均远高于发生湖泛黑臭处理组,ρ（∑H₂S）却明显低于发生湖泛黑臭处理组,表层底泥间隙水中ρ（Fe2+）为0.54 mg/L,仅为发生湖泛黑臭处理组的25.3%~33.7%,ρ（Fe2+）占ρ（TFe）的比例为25.2%,远低于发生湖泛黑臭处理组（约40.0%）,表层底泥中w（AVS）（AVS表示酸可挥发性硫化物）为0.51 μg/g,仅为发生湖泛黑臭处理组的14.6%~17.2%.研究显示,底泥翻耕作为一种底泥物理改良方式,对于聚藻区内底泥,因其将有机污染负荷较重的表层翻转至了下层,阻隔了表层污染底泥中物质迁移供给和对厌氧微生物参与的控制,在藻体大量聚集和死亡的水柱环境中可较好地阻止致黑致臭物的形成,有效控制了湖泛黑臭的发生.      

城市黑臭水体空气微生物污染及健康风险

针对城市黑臭水体周边空气可能存在的微生物污染,在城市黑臭水体离岸一定范围内,对细菌、真菌、总微生物的污染特征及其对不同类型人群健康风险进行了研究.结果表明,城市黑臭水体离岸200 m范围内以细菌和真菌污染为主;静风条件下,离岸20 m范围内存在微生物浓度聚集现象;细菌、真菌、总微生物浓度上午较高,中午次之,下午较低;离岸200 m范围内,黑臭水体断面宽度与细菌、真菌、总微生物浓度有显著相关性;长居人群微生物健康风险主要集中在离岸100m范围内;同等离岸距离,短期暴露健康风险儿童最大,女性次之,男性短期暴露风险最小.     

汽车用装饰性电镀黑铬耐候性能研究

目的研究电镀黑铬的耐候性,对汽车行业的黑铬应用风险进行评估。方法通过对比分析的方法,以传统电镀亮铬性能为参照,从耐腐蚀、耐氙灯老化、自然暴晒三个方面介绍汽车用装饰性电镀黑铬的耐候性,并对黑铬耐候性不良的原因进行分析、讨论。结果电镀黑铬的耐自然暴晒性能、耐腐蚀性能均较传统亮铬差,镀层自钝化效果差镀层氧化是影响镀层耐候性的主要因素。结论电镀黑铬不适合应用于汽车外饰零部件。     

南京冬季重污染过程中黑碳气溶胶的混合态及粒径分布

2013年12月,我国中东部地区暴发持续性重污染过程.本研究利用单颗粒黑碳光度计(SP2),分析这次过程中黑碳气溶胶(BC)的质量浓度、混合态以及粒径分布特征.结果表明,观测期间南京BC质量浓度在1.01~14.05μg·m-3之间,平均为4.39μg·m-3,污染较重时呈现夜间高白天低的日变化特征,污染较轻时则为早晚双峰型;用相对包裹层厚度(Dp/Dc)表示BC混合态特征,污染较轻时日变化为凌晨及午后较高,早晚出行高峰期较低,说明在凌晨及午后BC的老化程度较深,早晚机动车排放高峰时段BC多为近地源排放的新鲜粒子.污染较重时Dp/Dc日变化相对平缓,区域性污染特征更为明显并在高相对湿度下体现出气-固转化的过程;BC质量和数谱的粒径分布均为单峰型,数谱峰值粒径在污染较轻时分布在91 nm左右,污染较重时为100 nm,不同污染程度下质量谱峰值粒径均为210 nm,通过对比全球范围的观测结果可以体现出BC一次源的区域性差异.本研究对深入认识长三角地区大气BC污染特征,具有重要的参考价值.     

太湖湖泛易发区沉积物中有机磷形态分布特征

湖泊沉积物中磷的潜在释放很大程度上取决于有机磷的形态和分布.以太湖西岸湖泛易发区毛渎港(MDG)为研究区域,采用Ivannoff有机磷分级提取方法对沉积物中有机磷进行分析.结果表明,不同采样点沉积物中有机磷形态以胡敏酸结合态OP为主,占有机磷总量的35%.总有机磷含量由岸边往湖心先降低后增加;垂直方向2~6 cm含量最低,4~8 cm含量最高.沉积物中各形态磷含量大小:胡敏酸结合态OP残渣态OPHCl-OP富里酸结合态OP;由岸边向湖心区延伸,Na HCO3-OP占总有机磷的相对含量呈先升高后降低再升高的趋势,蓝藻残体的沉积增加了沉积物中Na HCO3-OP含量.Na HCO3-OP和胡敏酸结合态OP垂直分布大致先降低后升高再降低,Na HCO3-OP在4~6 cm含量最低,胡敏酸结合态OP在4~8 cm含量最高.HCl-OP和富里酸结合态OP垂直分布大致随深度增加含量降低.残渣态OP含量垂直方向无明显变化,均稳定在45μg·g-1左右.活性有机磷与pH、DO、水深呈显著负相关;OM、Na OH-Pi均与总有机磷、活性有机磷、中等活性有机磷及非活性有机磷表现出了显著相关关系.有机磷3种组分均具有生物活性,对湖泊富营养化有着重要作用,蓝藻堆积区活性有机磷的增加可能促进湖泛的发生.