2015年12月北京市空气重污染过程分析及污染源排放变化

2015年12月,北京市及周边地区连续多次出现重污染天气.在此期间,北京市空气重污染应急指挥部两次发布红色预警.为厘清该月重污染的发生过程、生消变化,测算了应急措施下的污染源排放变化情况,并采用数值模拟和地面观测相结合的分析方法,对重污染的形成原因进行初步分析,同时对应急措施的环境效果进行评估.结果表明:1虽然2015年12月北京市主要大气污染物排放量较去年同期有所下降,但排放强度仍然较大,是重污染过程的内因;气象扩散条件不利是重要的外因,地面风速弱,大气稳定度高,相对湿度高,边界层高度降低,源排放及气象因素共同导致了此轮重污染过程.2红色预警应急措施可实现污染物日排放强度减少36%左右,PM_2.5浓度下降11%~21%,预警的应急措施不能扭转重污染的态势,但对于缓解PM_2.5污染加重趋势有明显的效果.3在重污染天气下,污染物仍在大气中累积,应急措施最明显的效果发生在实施后的48~72 h后,因此建议在PM_2.5浓度快速上升前36~48 h实施减排措施,从而对空气质量预报准确性提出更高的要求.     

缓释铜离子法去除海洋原甲藻赤潮生物的研究

赤潮灾害日趋严重 ,用硫酸铜去除赤潮是国际上仍在使用的最有效方法 .但直接使用硫酸铜易对渔业造成危害 .在研究高岭土、蒙脱土、硫酸铜和可溶玻璃粉去除赤潮藻的基础上 ,提出并研究了可溶玻璃载体缓释 Cu²⁺的方法去除赤潮藻 ,并对其凝聚和 Cu²⁺除藻模型进行了初步研究 .结果表明 ,可溶玻璃为载体的含铜除藻剂 TB对海洋原甲藻 (Prorocentrum micans)有明显的去除效果 ,可以极大地减少除藻剂的用量 .含铜越高 ,除藻能力越大 .当含 CuSO₄15%的 TB用量为 3.5mg/L时 ,藻细胞去除率在 12h内可达到 96.2%.由于其缓释 Cu²⁺的作用 ,能维持 7d时间藻细胞数目没有明显增加 .TB较硫酸铜减轻了投药过程中易造成局部 Cu²⁺浓度过高而伤害鱼类的缺点 .     

TiO2@酵母菌复合催化剂对刚果红的吸附特性研究

研究了TiO2@酵母复合型催化剂对阴离子染料刚果红的吸附性能,考察了pH、催化剂投加量、刚果红初始浓度、温度等因素对吸附效率的影响,并对吸附过程进行了动力学、等温模型和热力学分析.结果表明pH对吸附效率影响较大,最佳pH值为3;当刚果红浓度在10~50mg·L-1时,吸附量随着浓度的增加而增加;催化剂投加量为0.5 g·L-1,吸附效率较高;温度对吸附过程影响较小.TiO2@酵母复合催化剂吸附刚果红的过程符合准二级动力学模型;化学吸附为主要控制步骤;吸附过程符合Langmuir等温吸附方程,为单分子层吸附;ΔG为负值且ΔH为正值表明吸附是自发吸热过程.     

催化动力学光度法测定工业废水中的Cr（Ⅵ）

采用β-环糊精作为H₂O₂氧化茜素红褪色反应的增敏剂,建立了催化动力学光度法测定工业废水中Cr（Ⅵ）的新方法。该方法最佳反应条件为：反应体系总体积25 mL,0.1 mol/L的H₂SO₄溶液加入量2.0 mL,1.0×10^-3 mol/L茜素红溶液加入量1.5 mL,30%的H₂O₂溶液加入量4.0 mL,100 g/L的β-环糊精溶液加入量3.0 mL。在最大吸收波长554 nm处测定反应前后溶液的吸光度,Cr（Ⅵ）的质量浓度与吸光度差值（ΔA）在4.0×10^-4~5.4×10^-2 mg/L范围内符合比尔定律,线性回归方程为：ΔA=18.52ρ+ 0.018,相关系数为0.996 6,检出限为3.5×10^-4 mg/L,加标回收率为99.46%~101.3%,6次测定的相对标准偏差小于等于2.4%。该法的测定结果与GB/T 7467-1987中的二苯碳酰二肼分光光度法相近。     

叶菜类蔬菜土壤铬(Ⅲ)污染阈值研究

以2种典型土壤（天津潮土与江西红壤）和9种常见叶菜（油菜、茼蒿、菠菜、生菜、芹菜、空心菜、苋菜、小白菜、油麦菜）为研究对象,通过盆栽试验揭示不同铬（Cr3＋）污染土壤和叶菜Cr累积的相关性规律,寻求符合绿色蔬菜生产要求的土壤Cr（Ⅲ）污染阈值.结果表明：叶菜属于对重金属富集能力较强的蔬菜,对叶菜重金属污染的评价应该重点考察食品卫生标准的临界值.通过叶菜与潮土及红壤中Cr（Ⅲ）含量之间的回归方程,可得出符合国家食品卫生标准的土壤Cr阈值预测区间,潮土为104.387～300.741mg·kg-1,红壤为157.621～401.031mg·kg-1.芹菜、苋菜和空心菜对土壤质量的要求较高,而茼蒿在土壤Cr含量超过土壤环境质量标准3级标准的情况下仍可达标.根据计算出的阈值,可以为叶菜类蔬菜基地建设的地点选择和污染农田土壤的治理目标提供科学依据.     

Bi2WO6可见光催化降解活性艳红X-3B的研究

采用水热合成法制备Bi2WO6催化剂,并通过XRD,UV-vis DRS等手段对其进行表征;以活性艳红X-3B为目标污染物,研究催化剂量、X-3B初始浓度、反应溶液pH值以及H2O2等因素在可见光辐射下对其光催化降解效果的影响.结果表明,所制备的Bi2WO6催化剂结晶度好,具有较强的可见光吸收能力;最佳催化反应条件为: X-3B初始浓度20mg/L,Bi2WO6用量2g/L, pH5.18(原始pH值).在此条件下,光照60min,对X-3B的去除率可达到86%;加入2mL/L 30%的H2O2,光照30min,降解率可达到96%以上,降解反应符合一级反应动力学.光催化反应可以有效地破坏X-3B的发色基团偶氮结构使其脱色,但在所设定的反应时间(80 min)内X-3B不能被完全矿化,反应过程中有中间产物生成.     

活性艳红X-3B的Fenton氧化降解机理研究

采用UV-Vis、IR和GC-MS研究了X-3B的Fenton降解机理,结合X-3B的结构和亲电理论,提出了其Fenton氧化降解路径。染料分子首先在-N=N-C靠近萘环的C-N和C-NH两处断裂,产生三种中间产物:邻羟基重氮苯内盐、萘醌和4,6-二氯-1,3,5-三嗪-2-氨。邻羟基重氮苯内盐释放出N2,即偶氮基团的氮原子转化为N2,而其他氮原子被氧化为NO3-。染料中的C、H、S和Cl原子分别矿化为CO2、H2O、SO42-和Cl-,但部分有机碳仍存在于难以被.OH氧化降解的草酸-Fe3+络合物中。     

广西南丹地区重金属污染土壤修复对策研究

广西南丹地区的锡多金属矿床是中国的特大型富矿,在过去的矿山建设中已经对周边土壤造成了严重的重金属污染。该地区的土壤以红土为主,红土与中国中部的黄土和东北的黑土的形成过程、土壤的pH值、土壤中阳离子的含量、土壤中粘土矿物种类等均明显不同。在重金属污染土壤修复过程中,根据南丹地区土壤的特点,认为在注重化学修复的同时,赤泥是一种潜在的修复剂,赤泥经过处理后加到土壤中,不但能修复重金属污染土壤,同时可以达到了废物利用的目的。     

微量元素对白腐真菌的生长影响和抑制酵母菌效果的研究

采用振荡培养方式研究了微量元素对白腐真菌生长以及在非灭菌环境下对液体培养基抑制酵母菌的影响,结果表明,在灭菌环境培养方式下投加含有铁元素的微量元素液体培养基培养的菌丝球大小和数量均优于不含铁但含有其它微量元素液体培养基,而不含铁的液体培养基又优于不投加任何微量元素液体培养基;如果采用灭菌环境培养后在非灭菌环境降解染料方式,则不含微量元素和含其它微量元素但不含铁的液体培养基培养的白腐真菌在非灭菌环境对染料的脱色效果与灭菌环境得到的结果基本相当,而铁浓度为3.5 mg/L液体培养基培养的白腐真菌的脱色效果不如灭菌环境得到的结果,并且镜检发现铁浓度为3.5 mg/L液体培养基中感染的酵母菌的量要多于不含铁元素液体培养基和不投加任何微量元素培养体系.微量元素铁在抑制酵母菌生长方面具有很重要的作用,同时铁元素又是白腐真菌生长所必需的,只要在不影响白腐真菌生长的前提下,合理调控培养基中的铁浓度,就有可能达到抑制酵母菌的目的.     

红壤重金属复合污染修复的生态环境效应与评价指标

通过对重金属复合污染红壤菜园土和水稻土的培育试验,研究施用有机肥和石灰对红壤中生物有效性重金属(Cd、Cu、Pb)含量、土壤微生物和植物生理过程的影响.试验结果表明,石灰对土壤重金属污染的修复效果比有机肥好.施用石灰降低了0.05mol/L HCl提取的土壤生物有效性Cu和Pb的含量,施用猪粪后显著增加了土壤生物有效性Cd的含量,红薯植株中重金属含量的变化与此一致.土壤生物有效性重金属含量与可溶性有机碳(DOC)呈极显著相关.施用石灰和有机肥后,土壤微生物数量增加,3大菌中放线菌数量与生物有效性重金属的含量之间显著相关,但微生物生物量碳只与土壤生物有效性Cd含量显著相关.红薯根系中重金属含量与土壤生物有效性重金属含量之间显著相关,但在茎叶中只有Cu表现出显著相关性.施用石灰和有机肥后红薯的生理指标大多增加.土壤生物有效性Cu、Pb含量与红薯的平均蒸腾速率、净生物量和叶面积指数之间表现出很好的相关性,但土壤生物有效性Cd含量与红薯生理指标相关性不强.在红薯苗期,土壤生物有效性Cu、Pb与红薯的日平均净光合速率和蒸腾速率之间相关显著.因此作物生长期的生理指标可以指示土壤重金属生物有效性的变化.