薄膜扩散梯度技术测量砷的影响因素及其应用

研究了水体中常见无机阴离子和腐植酸对以氧化锆为固定膜的新型薄膜扩散梯度技术(Zr-oxide DGT)测量砷(As)的影响及其在自然地表水体中的应用.结果表明,短期(16h)暴露,SO₄^2-无影响,而HCO₃^-、Cl^-、SiO₃^2-和腐植酸有一定的影响,其忍耐的最高浓度值分别为360mg/L、45g/L、100mg/L和36mg/L.1~4d暴露期间,37~148mg/L的HCO₃^-、1.44~2.88g/L的SO₄^2-、12~24g/L 的Cl^-、8~24mg/L的SiO₃^2-和3~9mg/L的腐植酸均无影响,而高浓度的HCO₃^-(370mg/L)、SO₄^2- (8.64g/L)、Cl^-(72g/L)和腐植酸(27mg/L) 3~4d以及SiO₃^2-(72mg/L) 2~4d的存在明显降低该技术对As的吸收富集,并对As(III)的作用更大.将Zr-oxide DGT技术应用于南京市地表水体,并与传统的主动监测方法进行比较,发现利用Zr-oxide DGT技术测得的溶解态As浓度与传统的主动采样技术测定浓度一致.     

Determination of traces of fluorine,chlorine, bromine,cadmium and lead in plastic materials

This paper describes the quantitative determination of F, Cl, Br, Cd and Pb in plastic materials. The concentration of the elements Cl, Br, Cd and Pb is first semiquantitatively measured by X‐ray fluorescence spectrometry (XRF) directly in the solid sample with a detection limit of approximately 10 μg/g. Afterwards, F and any of the other elements which exceed the limit values for materials which are disposable without special precautions are measured after the digestion of the material. The samples are digested either under pressure in an oxygen atmosphere for F, Cl and Br or under pressure with nitric acid for Cd and Pb. The digestion converts the halides to the anions which are measured potentiometrically (F^‐, Br^‐) or with ion chromatography (Cl^‐). Cd and Pb are measured by graphite furnace atomic absorption spectrometry (GF‐AAS). The determination limits achieved are 20 μg/g for F and Br, 250 μg/g for Cl, 0.01 μg/g for Cd and 0.2 μg/g for Pb, all below the limit values set by current regulations in Switzerland.     

典型废旧塑料处置地土壤中多溴联苯醚污染特征

选择我国北方典型废旧塑料处置地为研究区域,对土壤中21种PBDEs(多溴联苯醚)的含量、同系物组成和分布特征进行了研究. 结果表明,该区域土壤中w(∑PBDEs)为1.25~3673.41ng/g,平均值为749.29ng/g,其中w(BDE209)占w(∑PBDEs)的92%以上. 整体上,处置作坊内土壤中w(∑PBDEs)明显高于作坊间道路土壤和处置地周边土壤. 塑料中添加的十溴联苯醚工业品是该区域土壤中PBDEs的主要来源. 该区域土壤PBDEs污染水平与我国电子废物集中处置场地相当,高出我国一般城市及工业城市土壤1~3个数量级,是我国另一类PBDEs高污染区,其环境风险性应引起足够的重视.      

梯度薄膜扩散技术(DGT)与传统化学方法评估黑麦草吸收Cd的对比

为研究不同方法评估黑麦草吸收Cd的效果,采集了16个不同理化性质实际Cd污染土壤,盆栽试验种植黑麦草,采用梯度薄膜扩散技术(DGT)测定黑麦草根际土Cd的生物有效性,并与离心法采集土壤溶液、乙酸(HAc)和乙二胺四乙酸二钠(EDTANa2)3种传统提取方法所提取土壤有效态Cd含量进行比较,研究其与黑麦草地上部和地下部Cd含量的相关关系.结果表明,DGT提取的土壤有效态Cd含量与黑麦草中Cd含量的相关性显著高于化学提取法.运用多元统计分析研究土壤pH、阳离子交换量(CEC)、有机质(OM)和土壤颗粒组成等理化指标的影响,提取出两种主成分因子,建立了多元回归模型.第一主成分与OM和黏粒(clay)之间呈显著相关,定义为土壤中影响重金属生物有效性的"有机指标",第二主成分则与土壤pH和CEC相关程度较高,定义为土壤中影响重金属生物有效性的"无机指标".研究表明,第二主成分显著影响了3种化学方法构建的预测模型,而DGT技术综合了两种主成分对土壤有效态Cd含量的影响,所构建的模型几乎不受土壤基本理化性质的影响,说明DGT分析法是一种预测黑麦草吸收Cd的较好方法.     

典型复合包装的全生命周期环境影响评价研究

采用生命周期评价法研究了牛奶纸塑铝复合包装的全生命周期环境影响,并与塑料包装的环境影响进行比较评价.通过现场和资料调研的方式获得整个生命周期的能量物质的输入输出和环境外排的数据.结果表明,纸塑铝复合包装和塑料包装的环境影响值分别为5.225, 4.670Pt,在整个生命周期中,环境影响比重最大的是原材料获取阶段,两者均在80%左右.塑料包装在化石资源消耗方面是纸塑铝复合包装的2倍多,由于化石资源消耗是不可再生的,因此其对环境的影响无法通过相关途径降低.纸塑铝复合包装的环境影响较大的原因是其尚未得到很好的回收再生利用,通过发展铝塑分离再生技术和提高纸塑铝复合包装回收率可以降低其环境影响.     

DGT和传统化学法比较研究复合污染土壤中Cd的生物有效性

以小麦和玉米2种陆生植物为金属吸收材料,利用盆栽试验比较研究了新型DGT(diffusive gradients in thin films,薄膜扩散梯度技术)法与5种传统化学法评价土壤中Zn复合存在下Cd的生物有效性. 结果显示:①土壤中w(Cd)为4 mg/kg时明显抑制了2种植物的生长,与对照组相比,小麦的地上部和根系生物量分别降低了26.2%和23.4%,玉米的分别降低了23.5%和30.9%. ②Zn的添加能够减轻Cd对植物的毒害,并促进植物生长;Cd污染土壤中Zn的复合存在会抑制2种植物对Cd的吸收,并随w(Zn)的增加其抑制作用更加明显;DGT法、土壤溶液法测定的土壤溶液中ρ(Cd)和4种化学提取法(HAc、EDTA、CaCl₂和NaAc)测定的土壤中w(有效态Cd)均随w(Zn)的增加而明显降低. ③Pearson相关分析显示,2种植物体内w(Cd)与6种方法表征的土壤中w(有效态Cd)均呈显著正相关(R>0.900,P<0.01),但植物体内w(Cd)与DGT和土壤溶液法测定的土壤溶液中ρ(Cd)的R(>0.940)大于其他4种化学提取法. 可见,对于评价Cd-Zn复合污染土壤中Cd的生物有效性而言,DGT与土壤溶液法均优于传统的化学提取法.      

塑料牛奶包装及处置方式生命周期环境影响研究

采用生命周期评价(LCA)法研究了塑料牛奶包装的全生命周期环境影响,并在处置阶段对不同处置方式的环境影响进行比较.通过现场和资料调研的方式,获得所有生命周期阶段能量物质的输入/输出和环境外排数据.结果表明:塑料牛奶包装生命周期阶段中环境影响比重最大的是原料获取阶段,占90%以上.其全生命周期环境影响主要集中在化石燃料、无机物对人体损害和气候变化3个方面,在致癌、酸化富营养化和生态毒性方面影响稍小.3种处置方式对环境影响由大到小依次为填埋>焚烧>再生,其中填埋和焚烧处置分别比塑料包装处置阶段前的环境影响增加16.1%和5.3%,再生可降低75.9%.     

考虑脆性损伤和渗流的圆形水工隧洞稳定性分析

为获得更准确的隧洞围岩塑性范围和力学特征,基于非线性脆性损伤和统一强度理论,考虑渗流场和中间主应力系数,推导出隧洞围岩弹塑性应力和塑性范围表达式。通过算例分析,得出渗透比（围岩与衬砌渗透系数之比）等相关参数对隧洞塑性范围和应力的影响规律。研究结果表明:隧洞切向应力具有不连续性,在衬砌、塑性区交界处及弹塑性交界处均发生突变;随渗透比和围岩脆性程度的增大,围岩塑性半径逐渐增大,塑性区切向应力逐渐减小;中间主应力系数越大,围岩塑性半径越小,塑性区切向应力越大。采用注浆加固圈进行支护,可有效地降低围岩渗透性,减小塑性范围。研究成果可为水工隧洞支护设计和稳定性分析提供一定的理论指导。     

地表夯击载荷作用下埋地管道力学分析

为研究地基强夯作业中夯击载荷对埋地管道力学性能的影响,基于有限元原理建立了夯锤-管道-围土耦合三维模型,分析了夯击过程中管道截面变形及所受冲击力变化规律,研究了管道壁厚、夯击速度、夯锤体积对管道应力、应变及变形的影响规律。结果表明:夯击载荷下的管道所受冲击力为脉冲型,且随时间推移逐渐降低为0,最大冲击力随管道壁厚、夯击速度、夯锤体积增大而增大;管道最大等效应力、高应力范围及最大等效塑性应变随壁厚增加而减小,但随夯击速度或夯锤体积增大而增大;随着夯击速度、夯锤体积增大,管道截面变形率（椭圆度或凹陷率）逐渐增大,但其随壁厚增加而减小。     

H₂-rich syngas production by fluidized bed gasification of biomass and plastic fuel

This paper reports the results of gasification tests using a catalytic fluidized bed gasifier to obtain a H₂-rich stream by feeding different pellets made of wood, biomass/plastic and olive husks to the gasifier. The effects of both the steam supply and an in-bed catalyst on gasifier performance have been investigated. In general, pelletization was an effective pre-treatment for improving the homogeneity of the fuel and the reliability of the feeding devices. The use of biomass/plastic pellets in a catalyst bed yielded good results in terms of the hydrogen concentration (up to 32% vol.), even if an increase in tar production and in the fine/carbon elutriation rate was observed in comparison with wood pellets.