Oxidation of diesel soot on binary oxide CuCr(Co)-based monoliths

Binary oxide systems(Cu Cr2O4, Cu Co2O4), deposited onto cordierite monoliths of honeycomb structure with a second support(finely dispersed Al2O3), were prepared as filters for catalytic combustion of diesel soot using internal combustion engine’s gas exhausts(O2, NOx, H2 O, CO2) and O3 as oxidizing agents. It is shown that the second support increases soot capacity of aforementioned filters, and causes dispersion of the particles of spinel phases as active components enhancing thereby catalyst activity and selectivity of soot combustion to CO2. Oxidants used can be arranged with reference to decreasing their activity in a following series: O3 NO2> H2 O > NO > O2> CO2. Ozone proved to be the most efficient oxidizing agent: the diesel soot combustion by O3 occurs intensively(in the presence of copper chromite based catalyst) even at closing to ambient temperatures.Results obtained give a basis for the conclusion that using a catalytic coating on soot filters in the form of aforementioned binary oxide systems and ozone as the initiator of the oxidation processes is a promising approach in solving the problem of comprehensive purification of automotive exhaust gases at relatively low temperatures, known as the "cold start" problem.     

桂林市区大气气溶胶离子组成分布及酸化缓冲能力

针对桂林市区3个测点不同季节的大气颗粒物样品的离子组成分布酸化缓冲能力进行研究,探讨了该地区TSP和PM10的质量浓度、酸度和酸化缓冲能力。研究显示,Ca2+在小颗粒中起主导作用,PM10缓冲能力强于TSP并且夏季气候酸缓冲能力强于秋季气候,同时以Ca2+为主要阳离子的喀斯特地区在大气颗粒物中能起缓冲酸雨作用的碱性成分不多,最后分析了不同的粒径分布以及无机离子组分特征。     

植物滞尘分析及其数学表达模式

在植被的树冠结构分析、植物滞尘机理和粉尘沉降速度半经验公式的基础上,建立了植物滞留大气颗粒物的数学表达式。利用Beta功能函数φθ(X)、叶面的投影面积、叶面积密度a(z)、叶投影面积分布参数Kx、Kz等描述不同植被冠层的结构特征,并分析了冠层内的空气动力变化和树冠内气溶胶的平衡公式。借鉴Slinn的颗粒物沉降半经验公式、Petroffa等的阔叶滞尘计算模式,植物滞尘沉降通量数学表达式以树冠中树叶的位置为变量、由颗粒物在单片树叶上的各物理机制的沉降速度积分而成。结合国内外植物上沉降速度的试验结果和植物滞尘沉降通量公式的分析结果对影响植物滞尘的主要因素进行了比较分析。     

MMT对汽油机催化前后微粒排放的影响

在一台自然吸气式PFI汽油机上,开展了甲基环戊二烯三羰基锰(MMT)汽油添加剂对发动机催化前后微粒数量浓度分布、粒径分布和质量浓度分布影响的试验,并研究了不同MMT含量对催化器催化效率的影响.结果表明,随着汽油添加剂MMT含量的增加,催化前后核态和积聚态的数量浓度均增加,MMT含量为12.5 mg·L-1和17.5 mg·L-1的燃油增加显著,相对于超细微粒,经催化器后细微粒和大微粒降幅比较明显.催化前后核膜态峰值粒径基本不变,催化后的积聚态峰值粒径明显大于催化前.随着MMT含量的增加,催化后积聚态峰值粒径向催化前移动.相比于基础油,随着MMT含量的增加,催化器对总数量浓度的催化效率有所降低,但MMT的增加大幅度提高了催化器对微粒总质量浓度的催化效率.     

春季太湖地区大气主要含氮化合物浓度及其空间分布特征

为研究太湖地区大气中主要含氮化合物的污染水平及其空间分布特征,选取代表城市、城郊、农村3种不同土地利用类型的苏州、常熟、宜兴作为研究区域,采用中流量大气采样器采集3个研究区春季大气和颗粒物样品,分析各形态含氮化合物的浓度.结果表明:春季太湖地区大气中气态含氮化合物NH3、HNO3和NO2的平均浓度分别为25.77、4.33和6.23μg·m-3(以N计,下同).其中,农村地区大气NH3浓度显著高于城市和城郊地区,具体表现为农村城郊城市,HNO3、NO2浓度三地差异不显著;颗粒态TN、NH+4和NO-3平均浓度分别为13.21、7.55和4.75μg·m-3.其中,TN、NH+4浓度城市和城郊地区存在显著差异,均表现为城郊农村城市,NO-3浓度城郊地区显著高于城市和农村地区,但城市和农村差异性不显著.实验结果同时显示,春季太湖地区大气中TSP的平均浓度为0.15 mg·m-3,城郊地区因为受到农业与工业的共同影响,应成为防控含氮化合物污染的重点区域.     

不同排放标准公交车燃用生物柴油颗粒物排放特性

基于重型底盘测功机,对比研究了满足国Ⅲ、国Ⅳ、国Ⅴ排放标准的柴油公交车分别燃用生物柴油与柴油混合燃料B0/B5/B10在中国典型城市公交车循环下的颗粒物排放特性.结果表明燃用B0/B5/B10时,国Ⅴ车相对国Ⅲ车总颗粒数量和质量排放分别降低约68.1%、56.2%、57.5%和52.7%、64.8%、88.5%,相对国Ⅳ车,总颗粒质量排放分别降低了约43.0%、47.3%和42.1%,但数量排放分别上升了约4.0%、7.6%和14.7%.国Ⅲ车核态颗粒排放主要来自高速行驶工况,而国Ⅳ、国Ⅴ车主要来自中低速行驶工况;国Ⅲ、国Ⅳ、国Ⅴ车聚集态颗粒排放主要都来自中低速行驶工况.其中在车速较低时,国Ⅴ、国Ⅳ车相对国Ⅲ车核态颗粒数量和质量排放明显降低,聚积态颗粒也有降低,但国Ⅴ车相对国Ⅳ车改善不明显,核态颗粒数量和质量排放反而增加,且随着生物柴油掺混比例的上升,增幅越明显.在高速时,国Ⅲ车核态颗粒数量和质量排放急剧增加,国Ⅴ、国Ⅳ车略有增加,且国Ⅳ车聚集态颗粒数量和质量排放明显大于国Ⅴ车和国Ⅲ车.燃用生物柴油掺混比例较大的B10时,国Ⅲ车较大粒径颗粒排放急剧恶化,聚集态颗粒数量和质量排放大幅增加,不适合推广应用较大生物柴油掺混比燃油.     

大气颗粒物对水芹和白菜可食部位铅镉砷累积的影响

近年来京津冀地区雾霾天气频发,大气颗粒物聚集为其主要原因之一.细颗粒物负载的重金属一定程度上会影响叶菜类蔬菜可食部位重金属的积累.本研究以水生和旱生叶菜类蔬菜水芹、白菜为主要对象,采用营养液培养和土壤培养试验,探索了不同生长环境下(生活区和工业区,以室内培养箱作为对照)蔬菜可食部位铅(Pb)、镉(Cd)、砷(As)的累积特征及大气颗粒物的贡献程度.结果表明,水芹、白菜可食部位Pb、Cd、As含量呈现工业区生活区对照的趋势(p0.05),其中工业区生长的水芹、白菜中Pb含量分别为对照的49.1倍和20.0倍,均超出我国食品安全标准中叶菜蔬菜铅的安全限值(GB 2762-2012).经分析工业区大气颗粒物对水芹、白菜Pb累积贡献率分别高达98%和93%,工业区大气PM_(2.5)中Pb质量浓度显著高出生活区24.3倍(p0.01),且土培白菜与大气PM_(2.5)中Pb含量呈极显著的正相关关系,这些均表明大气颗粒物对叶菜类蔬菜中铅富集的直接影响.此外,尽管大气颗粒物对水芹和白菜中Cd、As的累积贡献高达78.3%~99.3%,但工业区大气PM_(2.5)中Cd、As的质量浓度相对较低,因此,所有水芹、白菜样品中Cd、As含量均符合我国食品安全标准.综上所述,大气颗粒物直接影响着露地叶菜类蔬菜可食部位重金属的富集.     

滇池草海间隙水与上覆水氮磷时空变化特征

本文连续12个月监测了滇池草海柱状沉积物间隙水和上覆水不同形态氮磷浓度的垂向变化,揭示了不同季节间隙水与上覆水氮磷浓度差异及其形态组成贡献率,探讨了间隙水氮磷组成及氮/磷比值在湖泊富营养化及内负荷控制中的重要意义.结果表明:(1)草海间隙水NH_4~+-N浓度显著高于上覆水,而上覆水中NO_3~--N浓度显著高于间隙水,春、夏和秋季(2~11月)间隙水SRP浓度显著高于上覆水,而冬季(12月和1月)则与之恰好相反;(2)草海间隙水以NH_4~+-N和SRP贡献为主,分别占DTN和DTP的61%和78%,而上覆水则以DON和DOP贡献为主,分别占DTN和DTP的44%和81%,与春季和冬季相比,夏、秋季间隙水NH_4~+-N和SRP贡献率显著增加,而NO_3~--N、DON和DOP贡献率明显下降;(3)草海间隙水DTN/DTP、(NH_4~+-N+NO_3~--N)/SRP和DON/DOP比值均表现为春季冬季夏季秋季,而上覆水氮/磷比值则以春季较高,夏、秋和冬季相对较低.     

Oxidation reactivity of 1,2-bis(2,4,6-tribromophenoxy)ethane (BTBPE) by Compound I model of cytochrome P450s

Alternative brominated flame retardants (BFRs) have become prevalent as a consequence of restrictions on the use of polybrominated diphenyl ethers (PBDEs). For risk assessment of these alternatives, knowledge of their metabolism via cytochrome P450 enzymes is needed. We have previously proved that density functional theory (DFT) is able to predict the metabolism of PBDEs by revealing the molecular mechanisms. In the current study, the reactivity of 1,2-bis(2,4,6-tribromophenoxy)ethane and structurally similar chemicals with the Compound I model representing the active site of P450 enzymes was investigated. The DFT calculations delineated reaction pathways which lead to reasonable explanations for products that were detected by wet experiments, meanwhile intermediates which cannot be determined were also proposed. Results showed that alkyl hydrogen abstraction will lead to bis(2,4,6-tribromophenoxy)ethanol, which may undergo hydrolysis yielding 2,4,6-tribromophenol, a neurotoxic compound. In addition, a general pattern of oxidation reactivity regarding the 2,4,6-tribromophenyl moiety was observed among several model compounds. Our study has provided insights for convenient evaluation of the metabolism of other structurally similar BFRs.     

利用SPAMS研究南宁市四季细颗粒物的化学成分及污染来源

为研究南宁市四季大气颗粒物的化学成分及污染来源,利用单颗粒气溶胶质谱仪(single particle aerosol mass spectrometer,SPAMS)对南宁市2015年四季大气细颗粒物进行观测.SPAMS所测得4个观测阶段大气细颗粒物数浓度与细颗粒物质量浓度线性相关系数均在0.75以上,在一定程度上颗粒物数浓度可反映大气污染状况.南宁市四季大气细颗粒物平均质谱图体现出冬、春两季二次反应生成的污染物质较多.利用自适应共振神经网络分类方法对细颗粒物化学成分进行分类,南宁市细颗粒物各化学成分数浓度占比和污染来源在四季均有差异,且化学成分能体现污染来源.冬季元素碳最高,对应较高的燃煤源;秋季有机碳最高,对应较高的机动车尾气源;夏季富钾颗粒、左旋葡聚糖和矿物质较高,对应较高的生物质燃烧源和扬尘源;春季富钠颗粒和重金属略高.在污染升高过程,生物质燃烧源和燃煤源等贡献较大.