1株分离自煤矿废水的铁硫氧化细菌LY01的鉴定及其氧化特性研究

从贵州省某煤矿废水中分离出1株嗜酸性的铁硫氧化细菌菌株LY01,经过对该菌株的形态特征、理化特征检测及16S rRNA序列分析,初步鉴定菌株LY01为嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans).在无机盐培养液中菌株LY01可以从氧化Fe2+、单质硫(S0)及黄铁矿(FeS2)获得能量生长,对Fe2+的氧化速率最快,反应30 h即可将44.2 g.L-1的FeSO4.7H2O完全氧化,菌体细胞达到4.2×107个.mL-1;反应21 d可将溶液中10 g.L-1含量的S0氧化6.7%,溶液中SO24-浓度达2 001 mg.L-1,菌体细胞达到8.9×107个.mL-1;反应20 d可将溶液中30 g.L-1含量的FeS2氧化10%,溶液中SO24-浓度达4 443 mg.L-1,菌体细胞达到3.4×108个.mL-1.研究重金属离子Ni2+、Pb2+对菌株LY01氧化FeS2活性的影响,结果发现10～100 mg.L-1的Ni2+对菌株LY01氧化FeS2活性有一定的影响,而10～100 mg.L-1Pb2+对菌株LY01氧化FeS2的活性无影响.     

Coulometric determination of dissolved hydrogen with a multielectrolytic modified carbon felt electrode-based sensor

A multielectrolytic modified carbon electrode (MEMCE) was fabricated by the electrolytic-oxidation/reduction processes. First, the functional groups containing nitrogen atoms such as amino group were introduced by the electrode oxidation of carbon felt electrode in an ammonium carbamate aqueous solution, and next, this electrode was electroreduced in sulfuric acid. The redox waves between hydrogen ion and hydrogen molecule at highly positive potential range appeared in the cyclic voltammogram obtained by MEMCE. A coulometric cell using MEMCE with a catalytic activity of electrooxidation of hydrogen molecule was constructed and was used for the measurement of dissolved hydrogen. The typical current vs. time curve was obtained by the repetitive measurement of the dissolved hydrogen. These curves indicated that the measurement of dissolved hydrogen was finished completely in a very short time (ca. 10 sec). A linear relationship was obtained between the electrical charge needed for the electrooxidation process of hydrogen molecule and dissolved hydrogen concentration. This indicates that the developed coulometric method can be used for the determination of the dissolved hydrogen concentration.     

Advanced oxidation of bromide-containing drinking water：A balance between bromate and trihalomethane formation control

Addition of H2O2 has been employed to repress bromate formation during ozonation of bromide-containing source water. However, the addition of H2O2 will change the oxidation pathways of organic compounds due to the generation of abundant hydroxyl radicals, which could affect the removal efficacy of trihalomethane precursors via the combination of ozone and biological activated carbon （O3-BAC）. In this study, we evaluated the effects of H2O2 addition on bromate formation and trihalomethane formation potential （THMFP） reduction during treatment of bromide-containing （97.6-129.1 μg/L） source water by the O3-BAC process. At an ozone dose of 4.2 mg/L, an H2O2/O3 （g/g） ratio of over 1.0 was required to maintain the bromate concentration below 10.0 μg/L, while a much lower H2O2/O3 ratio was sufficient for a lower ozone dose. An H2O2/O3 （g/g） ratio below 0.3 should be avoided since the bromate concentration will increase with increasing H2O2 dose below this ratio. However, the addition of H2O2 at an ozone dose of 3.2 mg/L and an H2O2/O3 ratio of 1.0 resulted in a 43% decrease in THMFP removal when compared with the O3-BAC process. The optimum H2O2/O3 （g/g） ratio for balancing bromate and trihalomethane control was about 0.7-1.0. Fractionation of organic materials showed that the addition of H2O2 decreased the removal efficacy of the hydrophilic matter fraction of DOC by ozonation and increased the reactivity of the hydrophobic fractions during formation of trihalomethane, which may be the two main reasons responsible for the decrease in THMFP reduction efficacy. Overall, this study clearly demonstrated that it is necessary to balance bromate reduction and THMFP control when adopting an H2O2 addition strategy.     

成都市西南郊区春季大气PM2.5的污染水平及来源解析

为了解成都市西南郊区大气中PM_(2.5)污染特征,于2015年3月1~31日对成都西南郊区大气PM_(2.5)进行膜样品采集,并分析其中的化学组分.结果表明,3月成都市西南郊区大气PM_(2.5)的日均质量浓度为121.21μg·m~(-3),采集的31个有效PM_(2.5)样品中有24个样品日均浓度在75μg·m~(-3)以上,日超标率为77%,该地区3月PM_(2.5)污染严重.在与大气气象要素的关系研究中发现,大气颗粒物PM_(2.5)与大气能见度有着较好的指数关系,与温度、湿度有一定的正相关关系,但相关性并不明显.水溶性阴阳离子中NH~+_4(16.24%)、SO~(2-)_4(12.58%)、NO~-_3(9.91%)占PM_(2.5)的主导地位,NO~-_3/SO~(2-)_4的比值是0.77,表明成都西南郊区固定源的污染要大于移动源的污染,燃煤排放的污染相对于汽车尾气较多.有机碳(OC)/元素碳(EC)比值均大于2.0,表明有二次有机碳(SOC)产生.利用OC/EC比值法估算SOC的质量浓度发现,成都西南郊区3月PM_(2.5)中SOC的平均浓度水平为3.49μg·m~(-3),对OC的贡献率达20.6%,说明成都市西南郊区的OC主要来源于一次排放,且OC与EC的相关性分析显示,其相关系数达0.95,说明OC、EC来源相似且相对稳定,成都市西南郊区春季受局地源排放影响较大,一次排放占主导地位,二次有机碳对OC贡献相对较小,与估算所得的SOC性质一致.利用主成分分析(PCA)方法对成都西南郊区大气中PM_(2.5)进行来源解析,发现成都西南郊区PM_(2.5)的主要污染源为燃煤、生物质的燃烧、二次硝酸盐或硫酸盐、土壤和扬尘源、汽车尾气源、电子生产源以及机械加工源.     

沈阳大气气溶胶中水溶性无机离子的观测研究

为了解沈阳大气气溶胶中水溶性无机离子浓度水平和季节变化,探究污染期与清洁期气溶胶特性的差异,本研究采集了2012年6月至2013年5月沈阳大气气溶胶分级样品,测定了其中水溶性无机离子浓度.结果表明,沈阳细粒子和粗粒子中水溶性无机离子的浓度总和分别为22.30μg·m~(-3)和14.29μg·m~(-3),其中含量最高的离子分别是SO~(2-)_4和Ca~(2+).细粒子中NH~+_4主要以(NH_4)_2SO_4和NH_4NO_3的形式存在,SO~(2-)_4/NO~-_3质量比为2.28.细粒子中水溶性无机离子的浓度总和(total water soluble inorganic ions,TWSI)季节变化明显,冬春季浓度高,夏秋季浓度低,化石燃料燃烧是细粒子中二次离子冬季出现高值的主要原因;粗粒子中TWSI季节变化不明显,秋季略高,冬季略低,风沙扬尘使秋季粗粒子中的Ca~(2+)出现了显著高值.SO~(2-)_4、NO~-_3、NH~+_4这3种离子浓度总和在冬季清洁期细粒子中比例为80%,污染期则上升为94%;清洁期的离子在细粒径段的峰值主要出现在0.43~0.65μm粒径处,而污染期的离子在细粒径段的峰值主要出现在0.43~2.1μm处,污染期SO~(2-)_4、NO~-_3、NH~+_4这3种离子在细粒径段的峰值由0.43~0.65μm处转移至1.1~2.1μm处,出现了由凝结模态向液滴模态转移的现象;清洁期气团主要生成在贝加尔湖附近,经高空远距离传输至采样点;而污染期气团主要生成并经过我国东北工业区,经低空短距离输送至采样点.     

温和水热法合成钛酸盐纳米管及其对水中重金属离子的吸附研究

采用温和水热法一步快速合成了钛酸盐纳米管(TNTs),并应用于对水中重金属离子Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)和Cr(Ⅲ)的吸附.通过选择纳米级锐钛矿替代P25型二氧化钛作为反应原材料,成功将水热反应时间从72 h缩短至6 h.TEM,XRD和FT-IR等表征证实了新合成材料的为管状钛酸盐结构.TNTs对3种重金属离子的吸附动力学均符合准二级动力学方程,吸附等温线均符合Langmuir模型,且对Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)和Cr(Ⅲ)的理论最大吸附量分别高达525.58、214.41和69.65 mg·g~(-1).p H=5时,吸附动力学实验表明对于初始浓度分别为200、100和50 mg·L~(-1)的Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)和Cr(Ⅲ),在TNTs上的平衡吸附量分别为513.04、212.46和66.35 mg·g~(-1),吸附性能优于传统吸附材料.合成的TNTs结构为三联的[Ti O6]八面体骨架和层间H+/Na+,其吸附机理为金属阳离子与TNTs层间Na+的离子交换.同时,共存离子对吸附的影响实验表明TNTs对重金属离子的吸附存在选择性,即使在较高的共存离子浓度下(10 mmol·L~(-1))TNTs对目标重金属离子的吸附性能依然优异.该研究提供了一种应用钛酸纳米材料高效去除水体重金属离子的方法.     

缸内直喷汽油车颗粒物化学组分特征

随着缸内直喷汽油车（GDI）的大量使用,其尾气颗粒物排放问题日益凸显.研究缸内直喷汽油车尾气颗粒物构成组分是有效控制其颗粒物排放的重要前期工作之一.选取了5辆满足国六排放标准的缸内直喷汽油车进行了尾气颗粒物碳质成分、水溶性离子和多环芳烃（PAHs）组分分析.结果发现,各类碳质是测试车辆尾气颗粒物中的主要成分,平均占比约70%.颗粒物碳质中有机碳质（OC）多于核态碳质（EC）,OC/EC比值在1.03~3.43之间.测量了颗粒物中多种水溶性离子的含量,结果表明Ca²⁺和SO₄^2-是尾气颗粒物中的主要水溶性离子,主要来源均为机油添加剂.此外,结果还发现GDI车辆尾气颗粒物中高环PAHs排放占比较高,对人体健康危害大,需要重点关注.     

KH-550改性埃洛石对水中铀酰离子吸附性能的研究

利用硅烷偶联剂KH-550对埃洛石复合材料进行改性,获得了新型材料KH-550改性埃洛石,并对其进行了红外光谱和X-射线衍射图谱的检测,证明硅烷偶联剂成功嫁接在埃洛石上.同时,实验通过静态批式法探究了KH-550改性埃洛石对水中铀酰离子的吸附作用,分析了不同化学条件下,如浓度、p H值和离子强度等对改性埃洛石悬浮液吸附铀酰离子效果的影响.结果表明,KH-550改性埃洛石吸附铀酰离子的最佳埃洛石悬浮液浓度为1.0 mol·L-1,改性埃洛石对铀酰离子的吸附效果随离子强度的增大而减小,最佳p H值在7.5左右.用不同吸附模型对不同温度下的吸附行为进行拟合,发现用Langmuir模型拟合的效果更好(R2=0.998),最大吸附量为147.58 mg·g-1.用Lagrange准一级动力学和准二级动力学模型对吸附行为进行拟合,发现此吸附过程更加符合准二级动力学模型,最佳吸附时间为90 min.     

海南三亚大气颗粒物中水溶性无机离子浓度及其粒径分布特征

为研究我国旅游城市海南省三亚市大气颗粒物浓度水平及其化学成分,于2012年6月~2014年5月,使用惯性撞击式分级采样器采集大气颗粒物样品,并利用离子色谱法分析了其中的水溶性无机离子浓度及粒径分布.结果表明,PM_(2.1)和PM_(2.1~9)中总水溶性无机离子浓度平均值分别为(8.91±7.27)μg·m~(-3)和(11.34±9.37)μg·m~(-3).PM_(2.1)中SO_4~(2-)和NH_4~+占总水溶性无机离子的质量分数比较高,二者总和达到72.2%;PM_(2.1~9)中Cl-、Ca~(2+)和Na+占比较高,三者总和为67.6%.PM_(2.1)中总水溶性无机离子浓度在冬季最高,春秋季节次之,夏季浓度最低,分别为(14.58±8.88)、(9.33±7.72)、(8.72±4.42)和(3.82±1.59)μg·m~(-3);PM_(2.1~9)中总水溶性无机离子浓度夏季最高(17.14±16.00)μg·m~(-3),冬季次之(10.59±3.80)μg·m~(-3),春季和秋季变化差异不大,分别为(9.41±3.63)μg·m~(-3)和(8.21±3.24)μg·m~(-3).SO_4~(2-)和NH_4~+呈细粒径段为主的双模态分布,春季、夏季和秋季细粒径段峰值出现在0.43~0.65μm粒径段,而冬季则出现在0.65~1.1μm粒径段,细粒径段峰值出现由凝结模态向液滴模态转移的现象;NO~(-3)、Na+、Cl-、Ca~(2+)和Mg~(2+)呈粗粒径单峰分布,峰值出现在4.7~9μm粒径段;K+为双模态分布,细、粗粒径段峰值分别出现在0.43~0.65μm和4.7~5.8μm.三亚作为我国少数PM2.5年均值达标城市,水溶性无机离子来源主要为二次源、海盐和土壤尘及降尘.