南京三级分档雾水有机酸和无机组分化学特征

本研究于2017年11月~2018年1月在南京北郊开展为期45d的雾外场综合观测试验,并在2017年12月30~31日一次浓雾过程中,利用主动式分档雾水采集器采集三级分档雾水样品 （三级切割直径：S1, > 22μm;S2,16~22μm;S3,4~16μm）,测定了样品的有机酸和无机离子浓度以及pH值和电导率,以探讨南京三级粒径雾水的有机酸和无机离子组分化学特征.结果表明,南京三级粒径雾水呈碱性,Ca²⁺,NH₄⁺,SO₄^2-和NO₃^-为三级分档雾水的主要离子组分.甲酸根（HCOO^-）、甲基磺酸根（CH₃SO₃^-）、草酸根（C₂O₄^2-）和乙酸根（CH₃COO^-）为主要有机酸组分.总离子浓度和各种离子浓度的体积加权平均随粒径变化呈“U”型分布,且在4~16μm小雾滴中富集.4种主要有机酸离子浓度间均存在显著相关性.雾水中Ca²⁺和NH₄⁺是导致雾水呈碱性的主要原因.与2013年相比,2017年雾水酸度大幅降低,主要由于致酸成分的减少和中和反应的发生.     

南京北郊降水无机离子和有机酸的化学特征及来源分析

连续收集2016年12月至2017年11月期间的南京降水样品,分析主要无机离子和有机酸的化学特征及季节变化,运用正交矩阵因子模型法(PMF)进行源解析.结果表明,南京地区降水pH均值为5.6,离子总浓度雨量加权平均值为297.3μmol·L~(-1),阳离子浓度依序为NH~+_4 Ca~(2+) K~+ Na~+ Mg~(2+),阴离子浓度则为NO~-_3 SO~(2-)_4 Cl~- F~-.总有机酸浓度雨量加权平均值为2.86μmol·L~(-1),占总阴离子的2.2%. CHO~-_2、C_2H_3O~-_2和C_2O~(2-)_4是南京降水主要的有机酸,年雨量加权平均值分别是1.35、 1.05和0.26μmol·L~(-1).离子浓度总体表现出明显的冬春高和夏秋低的季节性变化,而总有机酸浓度夏季最高,春季次之,冬季最低,生长季节高于非生长季节,与较多的植被排放有关.运用甲酸和乙酸的比值(F/A)判定南京降水有机酸的主要来源为植物生长释放,有机物燃烧,机动车排放等直接来源,大气氧化等间接来源较少.南京降水无机离子和有机酸主要有5个来源贡献,海源和二次无机生成、生物质燃烧、陆源和垃圾焚烧、二次有机生成、生物排放和生物源二次生成,分别贡献40.0%、 22.2%、 22.0%、 14.5%及1.3%.     

城镇污水厂剩余污泥厌氧发酵产酸工程示范研究

鉴于污泥厌氧发酵产酸技术的生产规模性研究较少,为深入了解城镇剩余污泥厌氧发酵产挥发性脂肪酸（VFAs）工程的长期运行特征,基于0.3 t/d规模的生产线平台进行了为期240 d的稳定运行研究,考察了长期运行条件下的污泥预处理效果、产酸水平、VFAs回收和经济可行性.结果表明:污泥经热-混碱预处理后溶解性有机物浓度〔ρ（SCOD）,以溶解性COD计〕比原污泥提高了29倍,水解率达到56%.当ρ（TSS）（TSS为总悬浮固体）分别为30和70 g/L时,污泥预处理水解率分别为56%和59%;厌氧发酵产酸率〔以每g污泥有机物生产多少mg VFAs计,R_VFAs〕分别为277和256 mg/g;ρ（TVFAs）（TVFAs为总挥发性脂肪酸）最高可达9.1 g/L,其中乙酸占61.6%.采用聚合氯化铝（PAC）和聚丙烯酰胺（PAM）联合调理能够有效提高发酵污泥的脱水性能,与对照组相比,泥饼的含水率由84.8%降至64.0%,发酵液的回收率由33.7%升至75.7%.经济效益分析表明,设置处理规模为100 t/d时,运行成本为346.6元/t,收益为451.4元/t.研究显示,城镇污水厂剩余污泥厌氧发酵产酸生产线运行稳定,能够实现较好的有机物生物转化与资源化效果,经济可行,具有显著的应用前景.      

不同源胡敏酸的表征及其对磺胺嘧啶光降解的影响

以国际腐殖酸协会(IHSS)推荐的方法为基础,对四川省绵阳市青义镇泥炭地、水稻田及凋落物覆盖土层中的胡敏酸(HA)进行提取纯化.通过元素组成、紫外-可见光谱、傅里叶红外光谱及三维荧光光谱对各HA样品的结构特性进行对比分析,并探讨各HA对磺胺嘧啶光降解行为的影响.结果表明:泥炭地HA(NTHA)、水稻田HA(SDHA)、凋落物覆盖土HA(LYHA)及市售商品HA(SPHA)均主要由C、H、O、N 4种元素构成,芳香性大小为SPHANTHALYHASDHA;与提取的HA相比,SPHA含有更多的含氮类、芳香类、脂类化合物及含氧官能团,腐殖化程度高,可能含有较多的光活性基团;磺胺嘧啶(SDZ)在黑暗条件下表现出良好的稳定性,而紫外光照条件下发生了缓慢降解,光降解过程符合一级反应动力学;添加不同来源HA后,各体系SDZ的光降解速率均大于纯水溶液,且HA表现出的促进作用大小为SPHASDHANTHALYHA,这可能与各HA的腐殖化程度相关.     

拉萨河全氟化合物的时空分布特征研究

对拉萨河27个采样点、拉萨污水处理厂分别在丰水期和枯水期进行水样的采集,并用双三元二维液相色谱-串联质谱法（DGLC-MS/MS）首次对水样中的17种全氟化合物（PFASs）进行检测分析,结果表明,PFASs在拉萨普遍存在,拉萨河表层水中平均Σ₁₃ PFASs浓度为322pg/L,范围从60到1724pg/L.拉萨河PFASs的浓度水平低于其他大城市流域,但高于南北极表层水体.拉萨河中的主要化合物为全氟丁酸（PFBA）（25%）、全氟戊酸（PFPeA）（22%）、全氟辛酸（PFOA）（14%）、全氟辛烷磺酸（PFOS）（14%）和全氟丁烷磺酸（PFBS）（13%）.空间分布特征表明,拉萨河中全氟化合物的排放还存在一些点排放源,拉萨市产生的污水并未完全汇入到拉萨市污水处理厂中处理.基于PFBA和PFBS的全氟产品使用比较广泛,而基于PFOA和PFOS的全氟产品只在某些区域或行业有相对多的使用量或排量.PFASs在丰水期和枯水期的浓度水平和组成特征有显著的差异,拉萨全氟化合物产品的生产和使用模式受季节影响较大.污水处理厂是PFASs排放到拉萨河中的一个重要点源.污水处理厂每年排放到拉萨河中的全氟化合物约为37mg,拉萨河排放到雅鲁藏布江的物质荷载约为292t/a.在未来,所有的废水都应严格地纳入污水处理厂经达标处理后再排放.尽管PFOA和PFOS在拉萨的生产和使用进行了一定的转型,但是基于全氟化合物的产品的限制应进一步系统地执行和强有力地落实.     

菏泽市冬季PM2.5中二元羧酸类SOA的昼夜变化特征

为研究菏泽市冬季大气气溶胶中二元羧酸类化合物的昼夜变化特征与形成机制,于2017年冬季(12月)进行为期1个月的PM_(2.5)样品采集,并分析二元羧酸、酮羧酸、α-二羰基化合物及左旋葡聚糖等化学组分.结果表明,菏泽市冬季PM_(2.5)中白天二元羧酸与酮羧酸的总浓度均呈昼高夜低的变化特征,但α-二羰基化合物(二元羧酸的重要前体物)的变化特征却与之相反,表明白天气溶胶的氧化程度比夜晚强.无论在白天还是晚上,草酸(C_2)均是浓度最高的二元羧酸,其次是邻苯二甲酸(Ph)、丁二酸(C_4)和丙二酸(C_3),与其他城市地区的分子组成是相似的.由C_3/C_4的比值与温度(T)间的相关性分析可知,菏泽市冬季有机化合物主要受本地源的影响,而受远源输入的影响很小. C_2与SO_4~(2-)、气溶胶实际酸度(pHIS)的相关性分析表明,C_2主要是在液相中经酸催化的二次氧化反应形成的.因为主要的二元羧酸类化合物(C_2、Gly和mGly)与左旋葡聚糖(Levo)的相关性很强,且K~+/OC的平均比值为0. 06(范围为0. 03～0. 13),所以可以得出二元羧酸类化合物及K~+主要受生物质燃烧的影响.     

不同预处理的木薯渣水解液生物酸化特性比较

木薯渣富含纤维素,是理想的沼气生产原料。由于木薯渣含水量大,颗粒分散,不易固态发酵,作为沼气生产原料需对其进行水解处理。不同的水解方式得到的水解液对后续酸化过程的产酸速率和酸分布都有很大影响。对经过酶处理和水热处理得到的木薯渣水解液进行了生物酸化处理。结果显示,与直接投加木薯渣相比,投加酶水解液、投加150℃水解液水解20min和150℃水解液水解45min后,反应器达到最大产酸量所需的时间由96h分别缩短至30,48和24h,最大产酸量由4558mg/L分别增加至5277,6209和4734mg/L,且3种水解液在酸化24h后挥发性脂肪酸(VFAs)均达到最优分布,其中乙酸和正丁酸之和占总VFAs的90%左右。根据产酸速度及酸分布情况得出,木薯渣最佳可溶化方法为150℃高温水解20min,后续生物水解酸化时间为24h。     

高分子重金属絮凝剂处理含镍废水性能研究

为提高重金属废水处理的效率及简化处理流程,以聚乙烯亚胺、NaOH、CS2为原料,合成了一种既能捕集重金属离子又能除浊的新型高分子重金属絮凝剂PEX.通过絮凝实验研究了PEX在不同pH值下捕集Ni2 的性能,考察了废水中含有的不同有机配位剂柠檬酸铵、氨基乙酸、EDTA、腐殖酸等对PEX去除Ni2 的影响,并讨论了浊度和Ni2 对PEX絮凝效果的相互影响.实验结果表明:该絮凝剂对Ni2 有很好的捕集功能,Ni2 的最高去除率可达99%以上;pH值对Ni2 的去除率有一定的影响,但只要PEX投加量足够,pH值对Ni2 的最高去除率影响不大;水中存在有柠檬酸铵或氨基乙酸时,在一定程度上会抑制Ni2 的去除,但增加PEX投加量会减小此影响;当有EDTA存在时,会明显促进Ni2 的去除;当有腐殖酸存在时,在较低pH值下会抑制Ni2 的去除,但当pH值升高时其对Ni2 的去除有促进作用;Ni2 和致浊物质共存时,会相互促进彼此的去除,浊度的去除率在99%以上.PEX具有双重功效,对重金属离子和浊度的去除率高,具有一定的推广应用前景.     

Domino syntheses of bioactive tetronic and tetramic acids

Natural products containing tetronic acid or tetramic acid moieties continue to attract the interest of chemists, biologists, and physicians due to their challenging structures and to the wide range of biological activities they display. This review portrays the structural varieties of tetronic and tetramic acids and the spectrum of possible therapeutically relevant effects in man for exemplary derivatives. Their biosynthetic origin from α-amino and α-hydroxy acids is briefly discussed as is the relationship between their structures and their modes of interaction with biochemical effectors such as metal cations or enzymes. A short overview of laboratory syntheses of the heterocyclic core structures of tetramic and tetronic acids is provided with an emphasis on those emulating the biosynthesis. A synthesis from the α-amino or α-hydroxy esters and the cumulated phosphorus ylide Ph₃PCCO based upon a domino addition–intra-Wittig alkenation sequence is presented with applications to the preparation of the antibiotics reutericyclin and tenuazonic acid, the cytotoxic melophlin B, and the enzyme inhibitor RK-682. Procedural advantages of immobilizing either starting component by attaching it to a resin and its exploitation in the parallel synthesis of libraries of potential drug candidates are described. The basic domino reaction can even be extended by further C–C bond forming steps when starting from suitable α-hydroxy or α-amino allyl esters. Depending on the chosen reaction conditions, bioactive intermediates of formally three to seven step long cascades can be obtained. Among them, herbicidal 3-alkyltetronic acids and lactone endoperoxides with antiplasmodial activity exceeding that of the natural antimalarial lead artemisinin. Hence, this domino reaction gives access to diversely functionalized derivatives of tetronic and tetramic acids. As it can also be ported to solid phase, it is ideally suited for parallel and combinatorial processing. Future developments might include running such domino sequences in continuous mode in arrays of “labs on microchips”.     

几种模型物质在氯化中形成THMs、HAAs的特性研究

以胃蛋白酶(蛋白质)、谷胱甘肽(氨基酸多肽)、葡萄糖(糖类)作为模型物质代表藻来源有机物,并以Fluka腐殖酸为对照,研究其耗氯量、三卤甲烷(主要是氯仿)、卤乙酸(主要是二氯乙酸(DCAA)、三氯乙酸(TCAA))的形成情况.结果显示4种模型物质在氯化后,其余氯在前2 h迅速降低,6 h后则下降速度渐缓;其中耗氯量最大的是谷胱甘肽(96 h:7.1 mg·mg^-1(以每毫克碳计,下同)),其次是胃蛋白酶(96 h:4.2 mg·mg^-1)、腐殖酸(96 h:3.0 mg·mg^-1),而葡萄糖最小(96 h:0.7 mg·mg^-1).4种模型物质氯仿、DCAA、TCAA的生成速度也是在起初的2 h较快,随后渐缓;但从单位碳的产量来看,腐殖酸和胃蛋白酶形成氯仿(96h: 15.1~55.2 μg·mg^-1(以每毫克碳计,下同))、DCAA(96 h: 15.1~55.2 μg·mg^-1)、TCAA(96h: 15.1~55.2 μg·mg^-1)均较多,而谷胱甘肽、葡萄糖则相对较少(氯仿-96 h:2.5~5.1 μg·mg^-1;DCAA-96 h:0.6~8.0 μg·mg^-1;TCAA-96 h:0.12~3.8 μg·mg^-1);而从前驱物特性来说,氯仿、TCAA的前驱物具有较高的芳香度(即高的SUV₂₅₄值),而DCAA前驱物的SUV₂₅₄相对较低.对于富含蛋白质、多肽、糖类等的富营养化饮用水源,则要格外注意饮用水中DCAA所带来的健康风险.