南京秋季大气PM2.5中类腐殖质的光学性质与来源分析

类腐殖质(humic-like substances, HULIS)是水溶性有机碳(WSOC)中具有吸光特性的重要组分,对空气质量、气候变化和人体健康均有重要影响.尽管目前对HULIS的研究很多,但不同方法分离机理不同,对于HULIS的分离与测定仍然缺乏统一的标准,针对HULIS分离方法的研究很少.固相萃取法(solid phase extraction, SPE)因其操作简单、分离效果较好而被广泛应用,但对于低浓度样品仍存在检出限较高、回收率较低的问题,且很少有人关注提纯过程中流程空白所包含的含碳组分及其吸光能力.本研究通过调整活化溶液(0.01 mol·L^-1 HCl溶液+甲醇+2%NH₃H₂O/MeOH)与洗脱溶液(2%NH₃H₂O/MeOH)用量的比例对提纯方法进行优化.结果表明,应用优化后的方法对流程空白进行测量时,检出限(MDL)降低到0.035 mg·L^-1以下,精密度RSD <5.41%(n=20),标准品回收率达到95%,在保证回收率的情况下减少了流程空白,提高了样品的精密度,使测定浓度较低的HULIS含量成为可能.为了探究生物质燃烧期间含碳组分的光学特性和来源特征,本研究对2017年10月6日至11月9日南京北郊秋季大气气溶胶样品进行采集.采样期间PM_2.5的浓度为(87.9±43.7)μg·m^-3,WSOC和类腐殖质碳(HULIS-C)的浓度分别为(4.2±2.3)μg·m^-3和(3.6±2.0)μg·m^-3,HULIS-C占WSOC的比例为47.3%,是WSOC中的重要组成部分.本研究还对HULIS在330—400 nm波段的吸光进行测定,使用Angstrom指数(absorption angstrom exponent,AAE)进行表征,得到采样期间AAE的值为2—7,说明HULIS污染主要来自二次转化.后向轨迹结果表明,重污染期间污染物来源为本地生物质燃烧和区域或者长距离气团的输送.     

藻-菌颗粒污泥胞外聚合物及其表面特性研究

藻-菌颗粒污泥具有能耗低、温室气体排放量少等优点,近年来在污水处理领域受到关注.胞外聚合物(EPS)在保护微生物免受恶劣环境影响及促进细胞聚集方面发挥重要作用,而关于藻-菌颗粒EPS及其表面特性鲜有报道.选取了粒径范围在0.36~0.71、1~1.25、1.6~2.0 mm的3组藻-菌颗粒,分析了其EPS中多糖和蛋白质的含量,并进一步地对其组成差别以及官能团特征进行探究,探讨了EPS提取前后藻-菌聚集体表面电荷的变化.结果表明,随着粒径的增大,藻-菌颗粒污泥EPS中多糖和蛋白质的含量均有增加,而蛋白质与多糖的比值减小.不同粒径的藻-菌颗粒污泥EPS中芳香蛋白与酪氨酸类物质的含量明显增加,腐殖酸类物质含量亦呈总体增加趋势,与胞外蛋白相比,胞外多糖特征峰的波峰强度增加较明显.进一步分析表明,粒径较大的颗粒可能更能抵御外界环境因素的变化,以维持颗粒性能.以上结果表明,粘性和亲水性的多糖、芳香蛋白和酪氨酸类物质可能更有利于藻-菌颗粒的微生物细胞聚集.本文的研究结果进一步地拓展了对藻-菌颗粒污泥的认识,并为其进一步的工程应用提供基础.     

国外大气中消耗臭氧层物质及其替代物的监测概况与启示

大气中消耗臭氧层物质(ODS)及其替代物监测是科学评估履约成效的重要基础。美国等发达国家针对大气中ODS及其替代物开展了长期的网络化监测,中国相关监测起步相对较晚,基础比较薄弱。该文总结了发达国家大气中ODS及其替代物的监测经验,分析了中国的监测现状及存在的问题,提出了中国大气中ODS及其替代物监测的建议:明确监测目标,推进国家大气中ODS及其替代物监测网络建设;加快相关监测设备研发及方法研究进程,形成规范统一的监测技术体系;定期开展监测数据质量评价,加强综合分析利用。通过采取相应措施,逐步形成中国履行保护臭氧层国际环境公约的监测支撑能力。     

含磷物质对水稻吸收土壤砷的影响

向砷(As)污染土壤中施用磷酸氢二钠(DSP)和羟基磷灰石(HAP),通过水稻盆栽试验研究含磷物质对水稻吸收土壤砷的影响.结果表明,DSP和HAP都显著增加了土壤pH值和土壤有效磷含量(P<0.05),活化了土壤中的砷,且DSP提高砷在土壤迁移的能力要强于HAP.DSP和HAP均使水稻根中总砷、糙米总砷、糙米无机砷含量显著降低,但HAP显著增加了水稻茎叶总砷含量.DSP和HAP降低糙米中无机砷的效果比总砷略好,DSP降低糙米中总砷和无机砷的效果与HAP基本相当.分析表明,水稻各器官中砷含量受磷砷拮抗作用和土壤中砷生物有效性增加这2个因素的影响,且在本试验条件下磷砷的拮抗作用在水稻根、糙米这两个部位中有明显体现.较低添加量(小于等于0.12 g·kg-1)的DSP和HAP使水稻总生物量和糙米产量有所增加,但随着添加量的继续增加,2种含磷物质明显抑制了水稻生长,且HAP的抑制作用相对较轻.     

日本恶臭排放标准体系研究及对中国的借鉴

日本是世界上第一个对恶臭防治进行立法的国家,经过50多年的发展,日本形成了以“22种特定恶臭物质”和“臭气指数”为管控指标的恶臭排放标准体系,对产生恶臭企业的厂界、排气筒和外排水进行排放管控。本文着重介绍两类管控指标在三个管控点位排放标准的制定依据和计算方法,这是日本恶臭排放标准体系精细化程度高、基础研究扎实的具体体现,对我国的标准制定和恶臭基础研究具有很强的借鉴意义。日本以“不引起周边居民反感”的臭气强度范围2.5～3.5作为厂界排放标准限值制定依据,通过对特定恶臭物质/臭气指数与臭气强度的关系研究,制定厂界排放标准范围,并且规定市区町村根据地区自然和社会条件,因地制宜制定地方标准。日本排气筒排放限值依据厂界限值通过模型计算得到,受地形、天气等因素影响,一厂一标准。臭气指数的外排水标准通过厂界限值计算得到,特定恶臭物质的外排水标准限值通过研究恶臭物质在水和大气中的影响关系得到。我国国标制定了排放标准的下限,各省（区、市）在国标基础上制定了更为严格的排放标准。日本1313个市区町村在国法的范围内制定了地方标准,而我国的恶臭地方标准非常少。我国同时执行8项特定恶臭物质和臭气浓度标准,并规...     

Effect of Mn2+ on the phosphorus removal and bioflocculation under anoxic condition

Manganese ion (Mn²⁺) generated from metallurgical, steel making and chemical industries enters sewage treatment plants and affects the sludge activity and flocculation. The effect of Mn²⁺ on the removal of chemical oxygen demand (COD) and total phosphorus (TP) and sludge activity were investigated in anoxic zone of an anaerobic/anoxic/oxic (A²O) process. The compositions and structures of extracellular polymeric substances (EPS) were characterized using three-dimensional excitation emission matrix fluorescence spectroscopy (3D-EEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) to reveal the relationship among Mn²⁺, EPS and sludge flocculation.The results showed that low concentration of Mn²⁺ (<5 mg/L) improved removal efficiencies of COD and TP and increased the activity of alkaline phosphatase, acid phosphatase and dehydrogenase. Meanwhile, the addition of Mn²⁺ increased total EPS, sludge contact angle, Zeta potential and sludge particle size, and thus enhanced sludge flocculation. However, high concentration of Mn²⁺ (>10 mg/L) hindered microbial flocculation and reduced removal efficiencies of the pollutants. When Mn²⁺was 5 mg/L, removal efficiencies of COD and TP reached 65% and 90%, respectively. Sludge flocculation was the best and SVI was 70.56 mL/g. The changes of Mn²⁺ concentration caused deviation of groups’ compositions in LB-EPS and TB-EPS, where the main components were always protein (PN) and polysaccharide (PS). The addition of Mn²⁺ resulted in the degradation of humic acids. However, it did not give rise to significant morphology changes of EPS.     

白腐菌联合纳米零价铁强化去除水中Cd(II)

采用白腐菌和纳米零价铁(nZVI)联合体系强化去除水中Cd (II),并考察pH值、Cd (II)初始浓度、温度、nZVI投加量对Cd (II)去除的影响,分析nZVI对白腐菌胞内外富集镉的影响特性,同时结合扫描电镜、红外光谱、X射线光电子能谱、三维荧光光谱等手段分析联合体系对Cd (II)的强化去除机制.结果表明,在pH=6,Cd (II)初始浓度为50mg/L,温度为30℃,nZVI投加量为0.1g/L的条件下反应180min后,Cd (II)的去除率可达到99.5%以上.联合体系对Cd (II)的去除过程符合准二级动力学,主要去除机制为白腐菌对Cd (II)的胞外络合吸附,添加nZVI能促进白腐菌对Cd (II)的胞外吸附,FTIR和XPS分析表明,羟基、羧基和氨基参与了Cd (II)的吸附,白腐菌胞外聚合物(EPS)能与铁发生内层配位形成P-O-Fe键,加速富含羟基官能团的纤铁矿、磁铁矿等铁矿物形成,从而促进对溶液中Cd (II)的吸附去除.