北京市大气环境中硫酸盐、硝酸盐粒径分布及存在形式

为了解北京市大气颗粒物中,二次硫酸盐、硝酸盐的存在形式及其含量,于2008年5月～2009年4月,利用MOUDI对北京市大气颗粒物分10级进行采样,利用离子色谱技术对各粒径范围大气颗粒物中的无机水溶性组分进行分析,并利用偏相关分析的方法确定其存在形式和估算其含量.结果表明,北京市大气颗粒物中水溶性硫酸盐和硝酸盐表现为单...     

伊犁河谷夏季PM2.5和PM10中水溶性无机离子浓度特征和形成机制

区域尺度大气颗粒物的同步观测与分析是制定大气污染防治策略的重要途径.为研究伊犁河谷城市群大气颗粒物和水溶性无机离子的空间分布特征,于2021年7月19~29日期间同步采集伊宁市和周边三县大气颗粒物样品,深入分析了PM_2.5和PM₁₀中9种水溶性无机离子（WSIIs）的空间分布特征、存在形式和影响因素,并对二次无机颗粒物的形成机制进行了探讨.结果表明,夏季伊犁河谷城市群ρ（PM_2.5）和ρ（PM₁₀）均值分别为（23±3）μg ·m^-3和（59±7）μg ·m^-3,伊宁市受本地工业源和移动源排放影响,导致其PM_2.5浓度在区域中最高;伊宁县受扬尘源和地形影响,使其PM₁₀浓度在区域中最高;而霍城县的良好扩散条件使其PM_2.5和PM₁₀浓度最低.PM_2.5和PM₁₀中WSIIs占比分别介于28.2%~29.9%和16.0%~20.2%之间.4种主要离子（SO₄^2-、NO₃^-、NH₄⁺和Ca²⁺）占到WSIIs的90%左右,在PM_2.5中浓度大小排序为：SO₄^2->Ca²⁺>NH₄⁺>NO₃^-,在PM₁₀中浓度大小排序为：SO₄^2->Ca²⁺>NO₃^->NH₄⁺;相关性研究结果显示4个城市SO₄^2-浓度相近主要是由区域输送所致,而Ca²⁺在PM_2.5和PM₁₀中占比高于国内大部分城市反映出伊犁河谷核心区城市受扬尘源的影响较大.PM_2.5和PM₁₀中n（NO₃^-）/n（SO₄^2-）分别为0.78和0.76,表明伊犁河谷受固定源影响大于移动源;4个城市n（NO₃^-）/n（SO₄^2-）的大小排序为：伊宁市>霍城县>伊宁县>察县,与各城市机动车保有量大小一致,反映出伊宁市受机动车等移动源的影响高于周边三县.二次组分主要以（NH₄）₂SO₄、NH₄HSO₄和NH₄NO₃的形式存在,各城市NH₄⁺与SO₄^2-反应后均有盈余,盈余的铵盐在伊宁市主要以NH₄NO₃存在,与伊宁市较高的NO₂浓度有关.夏季PM_2.5和PM₁₀中NOR变化幅度分别为0.03~0.10和0.03~0.16,受夏季高温影响导致NO₃^-二次转化较弱;SOR分别介于0.21~0.41和0.23~0.44之间,察县相对较高的湿度使其SOR较高,而霍城县受区域输送影响使其SOR高于伊宁市.形成机制表明：察县和伊宁市的SO₄^2-主要由非均相反应生成,伊宁县主要由均相反应产生,而霍城县SO₄^2-的形成机制较为复杂,受到均相反应和非均相反应的共同影响.     

真空紫外/过二硫酸盐去除饮用水中嗅味物质

为解决饮用水嗅味问题,系统研究了真空紫外光(VUV)活化过二硫酸盐(PS)对典型致嗅物质2-甲基异莰醇(2-MIB)和土臭素(GSM)的去除效果及影响因素.结果表明,在PS浓度0.5 mmol·L~(-1)的条件下,PS难以去除2-MIB和GSM,VUV/PS联用工艺比VUV对2-MIB和GSM去除率分别提高76%和74%.VUV/PS联用工艺对致嗅物质的去除效果主要受PS浓度和VUV光强影响,在PS浓度0.25~2 mmol·L~(-1),VUV光强113.2~618.5μW·cm-2增加过程中,2-MIB的去除率分别增加42%和39%,GSM去除率分别增加34%和16%.p H值变化对2-MIB和GSM去除率的影响并不明显;HCO-3离子、腐殖酸的存在则导致2-MIB和GSM去除率的减小,减少程度随HCO-3离子、腐殖酸浓度的增大而增大.VUV/PS联用工艺可有效降解水中致嗅物质,降低后续水处理的难度.     

阴离子表面活性剂SDS对菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)的急性毒性效应及抗氧化酶活性的影响

选择阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)作为污染物,以近海底栖双壳贝类菲律宾蛤仔为受试生物,研究了SDS胁迫对菲律宾蛤仔的急性毒性效应以及长期暴露后菲律宾蛤仔抗氧化酶(SOD,POD,CAT)活性的变化。结果表明,(1)随着SDS浓度的增加,对菲律宾蛤仔的毒性越强表现出"剂量-效应"关系,SDS对菲律宾蛤仔96 h的半数致死浓度LC50=1.466 mg/L;(2)SDS胁迫引起菲律宾蛤仔的SOD、POD、CAT活性显著变化,低浓度SDS对三种酶的活性均具有诱导作用,高浓度SDS对三种酶的活性均具有抑制效应,中浓度组的SOD和POD酶活性呈现先升后降的趋势,而CAT活性受到抑制;(3)不同组织的抗氧化酶活性对SDS的敏感性表现出一定的差异性,对于SOD与CAT,三种组织敏感性为内脏团>外套膜>肌肉组织,而POD敏感性为外套膜>内脏团>肌肉组织。     

超声活化过硫酸盐降解水中典型嗅味

为有效解决饮用水嗅味污染问题,选取水中典型致嗅物质二甲基异莰醇（2-MIB）和土臭素（GSM）作为目标污染物,系统研究了超声（US）活化过硫酸盐（PS）高级氧化技术对两种致嗅物质的降解规律及其影响因素.结果表明,在15 min内超声/过硫酸盐联用工艺能有效去除水中典型嗅味,与单独超声处理相比,2-MIB和GSM的去除率分别可提高57.0%和63.6%;2-MIB与GSM浓度在100~800 ng·L^-1范围内US/PS联用工艺均有较高的去除率,且在100 ng·L^-1时降解效果最佳,去除率分别可达88.7%和93.3%;典型致嗅物质的降解速率随PS浓度（0.25~2mmol·L^-1）和US声强（0.33~0.53 W·cm^-2）的增加而加快;水体中腐殖酸存在会竞争消耗自由基使嗅味降解受到抑制但影响效果不显著;在反应体系中分别加入甲醇与叔丁醇（自由基清除剂）后,2-MIB与GSM去除率明显下降,且甲醇对嗅味降解抑制程度强于叔丁醇,表明US/PS高级氧化技术对嗅味快速的降解主要是硫酸根自由基与羟基自由基共同作用的结果.     

铁元素对硫酸盐还原过程的影响及微生物群落响应

采用常规化学分析和微生物群落变性梯度凝胶电泳(DGGE)监测技术,探讨投加不同价态铁元素对硫酸盐还原过程的影响以及相应的微生物群落动态响应.结果表明,反应器启动后5d内硫酸盐去除率达到80%,在此过程中群落条带逐渐减少,但与已分离的硫酸盐还原菌(SRB)菌株一致的条带并没出现;Fe³⁺的投加极显著地改变了原有的高效群落结构,硫酸盐去除率降至20%,氧化还原电位(ORP)有所上升;而Fe²⁺和Fe0的投加未改变已经形成的顶极群落结构模式,也未显著降低硫酸盐去除率,仅硫化物的浓度变化对Fe²⁺的投加有短暂的响应.     

菹草残体厌氧分解过程中上覆水的硫酸盐还原特征

在富营养化淡水湖泊中,微生物对水生植物的厌氧分解会导致局部水域泛黑发臭,产生草源性"湖泛"现象,但是当前对上覆水中硫酸盐还原细菌(SRB)在水生植物残体分解中的作用还不甚了解.本研究通过室内模拟实验,分别向湖水(本底硫酸根浓度为40 mg·L~(-1))中添加不同浓度的硫酸根,研究了硫酸根浓度升高对上覆水中SRB参与水生植物菹草(P.crispus)残体分解的影响.结果表明,硫酸根浓度升高显著促进了上覆水中硫酸盐还原作用,实验第50 d时,添加了40 mg·L~(-1)硫酸根实验组(40S)中可溶性硫化物(∑H_2S)为(100.11±5.08) mg·L~(-1),远高于未添加硫酸根对照组(CK)的(46.83±3.79) mg·L~(-1).硫还原细菌如脱硫化弧菌属(Desulfovibrio)、脱硫肠状菌属(Desulfotomaculum)和脱硫微菌属(Desulfomicrobium)在40S中的相对丰度显著高于CK(p0.05),而脱硫化孢弯菌属(Desulfosporosinus)则在CK中的相对丰度更高,这说明硫酸根浓度升高促进了菹草残体厌氧分解过程中某些特定种属SRB的生长繁殖.此外,硫酸根浓度升高也影响了菹草厌氧分解过程中有色溶解有机物(CDOM)组分含量的变化,类腐殖质组分在第63 d的荧光强度显著高于第10 d(p0.05),这说明硫酸根浓度升高促进了菹草厌氧分解过程中类腐殖质的产生.本研究对于进一步认识淡水水体中硫酸盐还原的环境效应及生物学机制具有重要意义,也为富营养化水体生态系统修复提供理论依据.     

铁酸铜非均相活化过硫酸盐降解罗丹明B

采用新型磁性催化材料尖晶石型铁酸铜（CuFe₂O₄）活化过硫酸盐（PMS）降解氧杂蒽类染料罗丹明B（RhB）,考察PMS浓度、CuFe₂O₄投加量、pH值和水中常见离子对RhB降解的影响.结果表明,当RhB、PMS、CuFe₂O₄初始浓度分别为5 μmol/L、0.1mmol/L、0.1g/L时,在中性条件下反应30min后RhB去除率可达88.87%.其中,Cl^-和HCO₃^-对RhB的降解无显著影响,而H₂PO₄^2-、C₂O₄^2-及腐殖酸明显抑制RhB的降解.自由基鉴定实验表明,在中性及弱碱性条件下SO₄^-和·OH是CuFe₂O₄/PMS体系降解RhB的主要自由基.研究发现随着RhB的降解,溶液逐渐褪色并伴随着甲酸根、乙酸根、草酸根和铵根离子的生成,原因在于SO₄^-和·OH可以破坏RhB分子的发色基团,使苯环开环和氮原子脱落,形成相应的降解产物.矿化实验表明0.2mmol/L的RhB在CuFe₂O₄/PMS体系中反应10h后,矿化率可达62%.催化剂的重复利用实验表明制备的CuFe₂O₄具有良好回收再利用能力.     

聚二甲基二烯丙基氯化铵-聚合硫酸铁复合絮凝剂对污泥的脱水性能

研究了聚二甲基二烯丙基氯化铵-聚合硫酸铁复合絮凝剂(PDMDAAC-PFS)对活性污泥的脱水性能,考察了投加量、配比和PDMDAAC的特性粘数等对污泥比阻降低和滤液浊度与COD去除的影响,并与PFS、PDMDAAC、PFS与PD-MDAAC联用(分开加入)、聚丙烯酰胺(PAM)、阳离子型聚丙烯酰胺(CPF130)和KHYC型絮凝剂的脱水效果进行了比较.结果表明,PDMDAAC-PFS对污泥比阻的降低和滤液浊度与COD的去除效果最好,但产生絮团的大小和强度比CPF130差,而其中PDMDAAC和PFS的用量分别比单独使用PDMDAAC和PFS减少了一半以上;PDMDAAC与PFS复配,增加了絮凝剂分子聚集体体积,利于在污泥粒子群间吸附架桥.     

内循环(IC)厌氧反应器处理糖蜜酒精废水的研究

糖蜜酒精废水由于含有高浓度的COD和硫酸盐,一般厌氧反应器无法有效处理.研究了IC反应器处理糖蜜酒精废水的效果.考察其COD及硫酸盐的去除率、沼气的产量和组分等.结果表明,反应器对于COD为5000～10 000 mg/L的中、高浓度废水去除效果良好,当COD在20 000～30 000 mg/L时,在适应了1～2个停留时间后,去除效果达到稳定,去除率在90%左右.实验中最高容积负荷提升至40 kg COD/m3·d左右.本研究中所用的糖蜜酒精废水的COD/SO24-的平均值为61.9,未对反应器的处理效果及产气量产生影响.