Low-temperature (NO + O2) adsorption performance of alkaline earth metal-doped C-FDU-15

To improve the removal capacity of NO + O₂ effectively, the alkaline earth metal-doped order mesoporous carbon (A-C-FDU-15(0.001) (A = Mg, Ca, Sr and Ba)) and Mg-C-FDU-15(x) (x = 0.001?0.003) samples were prepared, and their physicochemical and NO + O₂ adsorption properties were determined by means of various techniques. The results show that the sequence in (NO + O₂) adsorption performance was as follows: Mg-C-FDU-15(0.001) (93.2 mg/g) > Ca-C-FDU-15(0.001) (82.2 mg/g) > Sr-C-FDU-15(0.001) (76.1 mg/g) > Ba-C-FDU-15(0.001) (72.9 mg/g) > C-FDU-15 (67.1 mg/g). Among all of the A-C-FDU-15(0.001) samples, Mg-C-FDU-15(0.001) possessed the highest (NO + O₂) adsorption capacity (106.2 mg/g). The species of alkaline earth metals and basic sites were important factors determining the adsorption of NO + O₂ on the A-C-FDU-15(x) samples, and (NO + O₂) adsorption on the samples was mainly chemical adsorption. Combined with the results of (NO + O₂)-temperature-programmed desorption ((NO + O₂)-TPD) and in situ diffused reflectance infrared Fourier transform spectroscopy (DRIFTS) characterization, we deduced that there were two main pathways of (NO + O₂) adsorption: one was first the conversion of NO and O₂ to NO₂ and then part of NO₂ was converted to NO₂^? and NO₃^?; and the other was the direct oxidation of NO to NO₂^? and NO₃^?.     

挥发性有机物催化消除研究进展

催化消除治理VOCs具有起燃温度低、节能、适用范围广的优点,课题从VOCs催化消除反应机理、催化剂制备方面进行了论述,并针对当前催化消除治理VOCs面临的问题及其发展趋势进行了总结和展望,以期为VOCs治理技术开发提供借鉴。     

上海市绿地植被的吸热降温效益评估

城市绿地夏季高温时具有明显降温作用。但现有研究侧重降温效应观测及其影响因子解析,而对绿地降温效益与人居环境需求的空间一致性鲜有研究。以上海市为例,基于高分卫星影像与样地观测数据,采用植被蒸腾吸热经验模型评估了城市绿地夏季降温效益,并利用GIS空间分析技术量化了绿地降温效益与空气温度及人口分布的空间耦合程度。结果表明:2017年上海城市绿地面积为10.45万hm ²,夏季（6-9月）绿地植被吸热量可达8.49×10 ¹⁵ J,相当于节约夏季空调降温的经济价值为14.57亿元,其中46%和33%的绿地降温效益来自阔叶林与混交林;浦东新区、崇明区和奉贤区的绿地植被合计贡献了67%的降温效益,但虹口、黄浦、徐汇等中心城区绿地的单位面积降温效益较高。更需关注的是,绿地植被降温效益与人居环境需求表现出局部地区的空间不一致,其中28.62%的地区植被降温效益与空气温度处于低耦合状态,7.31%的地区植被降温效益与人口密度为低耦合水平,且均集中分布在中心城区。因此,重点提升中心城区绿地植被降温功能,并规划建设周边绿地降温效益的空间辐射通道,是上海城市生态空间优化的重要方向。     

Assessing the role of mineral particles in the atmospheric photooxidation of typical carbonyl compound

Mineral particles are ubiquitous in the atmosphere and exhibit an important effect on the photooxidation of volatile organic compounds (VOCs). However, the role of mineral particles in the photochemical oxidation mechanism of VOCs remains unclear. Hence, the photooxidation reactions of acrolein (ARL) with OH radical (OH) in the presence and absence of SiO₂ were investigated by theoretical approach. The gas-phase reaction without SiO₂ has two distinct pathways (H-abstraction and OH-addition pathways), and carbonyl-H-abstraction is the dominant pathway. In the presence of SiO₂, the reaction mechanism is changed, i.e., the dominant pathway from carbonyl-H-abstraction to OH-addition to carbonyl C-atom. The energy barrier of OH-addition to carbonyl C-atom deceases 21.33 kcal/mol when SiO₂ is added. Carbonyl H-atom of ARL is occupied by SiO₂ via hydrogen bond, and carbonyl C-atom is activated by SiO₂. Hence, the main product changes from H-abstraction product to OH-adduct in the presence of SiO₂. The OH-adduct exhibits a thermodynamic feasibility to yield HO₂ radical and carboxylic acid via the subsequent reactions with O₂, with implications for O₃ formation and surface acidity of mineral particles.     

零价铁与微生物耦合修复地下水的研究进展

主要总结了零价铁与微生物耦合体系修复污染地下水的作用效能与机制,介绍了零价铁与微生物耦合体系中零价铁的和微生物的主要来源及特征,总结了该耦合技术对地下水中氯代烃、重金属以及硝酸盐的去除效能、作用机制以及产物,由于零价铁与微生物之间的协同作用,相较于单一体系,耦合体系对多种污染物的去除效率具有明显的优势,且耦合体系中污染物的去除产物更加无害化.此外,从材料本身与环境因子两个方面概述了零价铁与微生物耦合体系降解效率的影响因素,阐明了零价铁与微生物之间的交互作用机制.零价铁的毒性作用和刺激作用对微生物的生长与群落变化起到了重要作用,同时微生物的存在影响了零价铁的电子传递与钝化产物的构成.最后,提出了零价铁与微生物耦合体系的未来研究需求,总结了该技术的优势与不足,有利于该技术在地下水修复中的高效应用.     

Fe (II)活化过硫酸盐处理喹啉工艺参数优化及生物毒性

以喹啉为处理目标物,采用Fe²⁺活化K₂S₂O₈（PS）的高级氧化体系在不同环境因素下降解喹啉.结果表明：与单一PS体系和Fe²⁺体系相比,Fe²⁺/PS体系可以有效降解喹啉.在初始喹啉浓度为250mg/L,喹啉/PS物质的量比为1：10,PS/Fe²⁺物质的量比为3,初始pH3,反应温度为45℃,反应时间为80min的条件下,喹啉降解率可达100%.提高PS和Fe²⁺浓度均能有效提高喹啉降解率,但超过一定限值后对喹啉去除效果不明显.Fe²⁺/PS去除喹啉的过程符合一级反应动力学.溶液初始pH值越高,喹啉去除率越低;反应温度越高,喹啉去除率越高.自由基淬灭实验证实,Fe²⁺活化PS体系中有SO₄^-·和OH·的存在,其中由SO₄^-·产生的OH·对喹啉的降解占主导地位.通过GC/MS检测到2种中间产物8-羟基喹啉和2（1H）-喹啉酮,据此推测基于硫酸根自由基强化喹啉降解的可能路径.大肠杆菌急性毒性实验结果证实,虽然Fe²⁺/PS体系去除喹啉过程中产生了毒性更强的中间产物,但酸性条件和较高的反应温度有利于体系脱毒.     

京津冀地区典型城市秋冬季PM2.5输送特征研究

运用潜在源贡献分析（PSCF）方法,识别了2018年秋冬季京津冀地区典型城市北京,唐山和石家庄PM_2.5的潜在污染源区;基于气象-空气质量模式（WRF-CAMx）和传输通量计算方法定量评估了与其周边省市之间PM_2.5的传输贡献,识别了三个典型城市PM_2.5的传输路径,揭示了PM_2.5传输净通量的垂直分布特征.结果表明,三个城市秋冬季PSCF高值主要集中在河北南部,河南东北部和山西中东部地区;秋冬季PM_2.5均以本地贡献影响为主（51.78%~68.40%）,外来贡献为辅（31.60%~48.22%）,不同季节贡献率有所波动.整个观测期间,近地面主要表现为毗邻城市向北京和石家庄输送PM_2.5,而唐山主要表现为向外输送PM_2.5,净通量最大值出现在海拔0~50m,其净通量为-99.47t/d.同时鉴别出了一条主要的传输路径,即西南-东北方向.     

重庆地票交易时空特征及其与人口流动的耦合态势

从地票复垦生产和落地使用双边视角,采用区位基尼系数、热点分析、重心演变等方法探寻地票交易特征动态变化过程及其与人口流动的耦合态势。研究表明：（1）重庆主城区地票流入极功能弱化;渝西地区正成为新的地票流入极;渝东北、渝东南地区发展为以产出地票为主、兼具地票使用需求的复合区域。（2）渝东北、渝东南分别是地票复垦生产的主极核和次极核。渝西地区呈爆发式产出剧增。（3）地票流与人口流呈“偏离—一致—偏离”耦合态势。差异化的落地政策刺激了人口流出区地票使用积极性,造成地票流入偏离城镇人口流入轨迹;渝西地区受需求驱动大规模生产地票、渝东北和渝东南剩余农村闲置建设用地资源潜力有限,造成地票流出偏离乡村人口流出轨迹。     

盐酸羟胺/铁基MOFs/过硫酸盐体系降解磺胺嘧啶

使用盐酸羟胺（HA）促进Fe （Ⅲ）/Fe （Ⅱ）循环,强化铁基金属有机骨架（Fe-MOFs）/过硫酸盐（PS）体系降解水中磺胺嘧啶（SDZ）.通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、傅立叶变换红外光谱（FTIR）和X射线光电子能谱仪（XPS）对Fe-MOFs进行结构和形貌的表征.探究了溶液初始pH值、PS浓度、Fe-MOFs投加量、HA浓度、SDZ浓度、共存离子、腐殖酸等对SDZ去除效果的影响,并考察了该体系的实际应用前景.结果表明,Fe-MOFs/PS/HA体系在较宽的初始pH值范围（3~6）内,对于SDZ的180min去除率可达到90.1%以上.适量的HA可以促进Fe-MOFs/PS体系降解SDZ的性能.自由基清扫实验和电子顺磁共振实验表明,Fe-MOFs/PS/HA体系降解SDZ的过程中产生了SO₄^-·、·OH、O₂^-·以及¹O₂.在本文考察范围内,Fe-MOFs/PS/HA体系对SDZ的降解性能随pH值（pH=3~6）升高逐渐下降;随着PS、HA、Fe-MOFs浓度的升高,SDZ去除率呈现率先上升后下降的趋势.氯离子、腐殖酸等因素对该体系应用于实际地表水存在负面作用,但HA可以强化该体系在自然环境下降解SDZ的效果.循环实验结果表明,Fe-MOFs具有良好的重复使用性,表现出了良好的应用潜力.     

微塑料对结冰过程中环境因子迁移的影响

为探究结冰过程中微塑料赋存对典型环境因子(总氮、总磷、盐度、化学需氧量、悬浮物)等分布及迁移规律的影响,采用室内模拟的方式研究不同条件下(结冰比例、结冰温度及方式、初始浓度)各典型环境因子在冰-水相间的分布及迁移规律,采用物质分配系数(K)表征环境因子的迁移能力。结果表明,结冰过程中冰体对环境因子具有排斥作用,不同条件下微塑料赋存对环境因子的分布规律均有一定程度的影响,由于微塑料自身特性致使原本应迁移至冰下水体中的环境因子部分滞留于冰体中,导致冰体中环境因子浓度的提高,为对照组冰体中环境因子浓度的1.13~1.49倍;同时使冰下水体中环境因子浓度下降,为对照组冰下水体中环境因子浓度的0.73~0.93倍;微塑料的赋存同时导致环境因子分配系数K值提高0.04~0.18,致使环境因子向冰下水体迁移的能力下降,但微塑料的赋存并未改变结冰过程中环境因子由冰体向冰下水体迁移的趋势,微塑料对于环境因子的携带作用小于冰体对环境因子的排斥作用;同时不同条件下结冰过程中微塑料对环境因子分布与迁移机理的影响均可以从结晶学角度与共晶理论得到解释。