灰霾期间武汉城市区域大气污染物的理化特征

利用湖北省大气复合污染自动监测站2013年的全年监测数据,分析了灰霾期间武汉城市区域大气污染物的理化特征。霾日主要出现在春季、秋季和冬季。霾日与非霾日大气污染物质量浓度和气象参数的对比分析结果显示:高湿度、静风是武汉城市区域霾日的重要气象特征;PM1、PM_(2.5)、PM_(10)、NO_2、CO、NH3的质量浓度,SOR、NOR值以及PM_(2.5)中的二次无机离子(SO2-4、NO-3、NH+4)和部分元素(Pb、Se、Cd、Zn、K)的质量浓度均在霾日明显高于非霾日,而霾日SO2质量浓度仅在冬季略高于非霾日。选取2013年1月的连续灰霾日进行相关性分析,结果表明:污染组分主要来自当地排放(包括直接排放和二次形成),并受当地气象条件影响。此次灰霾过程中PM_(2.5)中的硫酸盐和硝酸盐主要来自气相反应,气态NO_2主要生成了气态HNO_3,而不是HNO_2。     

燃煤工业城市大气细颗粒物中水溶性无机离子的季节变化特征及来源解析——以邯郸市为例

为探究典型燃煤工业城市邯郸市的大气细颗粒物(PM2.5)污染水平及水溶性无机离子特征,于2016年1—12月采集了当地大气PM2.5样品,然后利用离子色谱法测得水溶性无机离子的组分,分析了不同季节水溶性无机离子随PM2.5的浓度变化特征。通过对PM2.5中的阴离子、阳离子进行分析发现,SO4^2-、NO3^-和NH4^+在春夏秋冬四季均为PM2.5中的主要离子成分,SO4^2-、NO3^-和NH4^+的浓度之和在春夏秋冬四季占各季节总的水溶性无机离子浓度的百分比分别为84.6%、77.4%、89.9%、62.5%。其中,在春季和冬季含量最高的3种离子分别是NO3^-、SO4^2-和NH4^+,夏季含量最高的3种离子分别是SO4^2-、NH4^+和NO3^-,而秋季含量最高的3种离子分别是NH4^+、SO4^2-和NO3^-。相关性分析发现,2016年春季、夏季和秋季PM2.5为酸性,冬季为碱性。SO4^2-、NO3^-、NH4^+浓度分析表明,冬季PM2.5中的一次建筑扬尘排放较多。通过主成分分析法得出,PM2.5中水溶性无机离子主要来源于二次转化和生物质燃烧。     

水体中常见无机阳离子对TiO_2薄膜光催化还原Cr(Ⅵ)的影响

选择了6种水体中常见的阳离子(Na+、Mg2+、Ca2+、Al3+、Cu2+、Ni2+),分别考查了其对TiO2薄膜光催化还原Cr(Ⅵ)的影响;从光吸收、无机离子本身的性质对光生电子的捕获及传递等讨论了上述离子影响TiO2薄膜光催化还原Cr(Ⅵ)的反应速率的原因。结果表明:由于其不能捕获光生电子,Na+、Mg2+、Ca2+本身对TiO2薄膜光催化还原Cr(Ⅵ)的反应速率影响不大;Al3+吸引电子能力较强,成为光生电子和Cr(Ⅵ)之间的桥梁,促进了Cr(Ⅵ)的还原;浓度为1 mmmol/L时,Cu2+显著地促进了Cr(Ⅵ)的光催化还原,其主要原因是Cu2+捕获光生电子的能力很强,起到了催化剂的作用,而浓度大于10 mmol/L时,Cu2+形成单质Cu以及对紫外光的吸收都使促进作用降低;Ni2+未充满的d轨道具有获得并传递光生电子的能力,也促进了Cr(Ⅵ)的还原;在浓度同为1mmol/L时,对Cr(Ⅵ)光催化还原的促进作用依次为:Cu2+Al3+Ni2+Na+、Ca2+、Mg2+。     

Effect of topography on nitrous oxide emissions from winter wheat fields in Central France

We assessed nitrous oxide (N₂O) emissions at shoulder and foot-slope positions along three sloping sites (1.6–2.1%) to identify the factors controlling the spatial variations in emissions. The three sites received same amounts of total nitrogen (N) input at 170 kg N ha⁻¹. Results showed that landscape positions had a significant, but not consistent effect on N₂O fluxes with larger emission in the foot-slope at only one of the three sites. The effect of soil inorganic N (NH₄⁺ + NO₃⁻) contents on N₂O fluxes (r² = 0.55, p < 0.001) was influenced by water-filled pore space (WFPS). Soil N₂O fluxes were related to inorganic N at WFPS > 60% (r² = 0.81, p < 0.001), and NH₄⁺ contents at WFPS < 60% (r² = 0.40, p < 0.01), respectively. Differences in WFPS between shoulder and foot-slope correlated linearly with differences in N₂O fluxes (r² = 0.45, p < 0.001). We conclude that spatial variations in N₂O emission were regulated by the influence of hydrological processes on soil aeration intensity.     

SO_2与CeO_2超细颗粒非均相反应产物的细胞毒性效应

大气二次细颗粒物(secondary fine particulate matters,SFPMs)是我国城市大气PM_(2.5)的主要组成部分。然而由于PM_(2.5)组成成份复杂,其毒性产生的来源并不明确。在本研究中,我们以二氧化铈(CeO_2)超细颗粒物(UFPs)为大气细矿物质颗粒模型,研究了SO_2气体在模拟大气环境中,如湿度(RH)、紫外光照(UV)和NO_2存在条件下,在CeO_2UFPs界面经多相反应生成的二次无机细颗粒物的性质及与细胞毒性的构效关系。实验通过实时高通量细胞分析系统,实时观察了CeO_2-SFPMs暴露对小鼠单核巨噬细胞(RAW264.7)增殖的影响;并进一步检测了CeO_2-SFPMs对细胞膜通透性和细胞凋亡的影响。结果表明,SO_2与CeO_2UFPs作用后可转化为硫酸盐,在有NO_2存在下转化更为明显。CeO_2-SFPMs对细胞毒性效应与其生成的环境条件相关,并具有时间效应性。RAW264.7细胞暴露于CeO_2-SFPMs 8 h,细胞增殖无明显变化;暴露8~25 h后,CeO_2-SFPMs对细胞增殖的抑制率随CeO_2@CeO_2+SO_2@CeO_2+SO_2+RH≈@CeO_2+SO_2+RH+UV@CeO_2+SO_2+RH+NO_2的顺序显著升高。CeO_2-SFPMs对Raw264.7细胞膜通透性和细胞凋亡的影响研究也证明CeO_2-SFPMs@CeO_2+SO_2+RH+NO_2产生的细胞毒性最明显。     

无机条件下硫酸盐型厌氧氨氧化反应的特性

在循环流厌氧反应器中研究了无机条件下采用厌氧颗粒污泥启动硫酸盐型厌氧氨氧化(S-ANAMMOX)的反应特性。结果表明:在1~124 d的运行时间内,从第37天开始出现了NH4+-N和SO_4~(2-)的同步去除,生成NO_2~-,NO_3~-,反应最终产物为N2和单质硫,NH4+-N和SO_4~(2-)的最高去除率分别达到92.47%和59.3%;当进水nN∶nS较高时,能显著提高NH4+-N去除率和总氮去除率;SO_4~(2-)与NH4+发生氧化还原反应产生NO2-和NO3-是pH降低的过程;进水nN∶nS、进水平均NH_4~+-N、SO_4~(2-)质量浓度和HRT均对S-ANAMMOX反应的氮硫转化比有一定影响,表明S-ANAMMOX反应是一个多步反应。     

曝气+化学絮凝法预处理环氧丙烷废水简

根据环氧丙烷废水的特点,应用电化学法处理具有较高的可行性。运用电化学法处理PO废水前必须进行废水预处理,用以提高电流效率和延长极板寿命。采用曝气和化学絮凝结合的方法去除PO废水中的Ca²⁺,同时去除部分COD。对曝气、无机絮凝剂（PACl、PFS）和有机絮凝剂（PAM）对PO废水处理过程中的曝气量、曝气时间、投药量、复配和沉降时间等主要影响因子进行了实验研究,通过比较Ca²⁺、COD的去除效果、絮凝剂用量、沉降时间、处理成本等方面,在设定的实验参数下得到最佳预处理方案为：曝气量为2.5 L/min,曝气45 min,投加Na₂CO₃粉末24 kg/t 废水,充分混匀后加入PFS+PAM复配絮凝剂。本方案具有废水处理效果好（Ca²⁺的去除率为77.03%,COD的去除率为37.46%）、投药量少（（100+7.5）g/t废水）、沉降时间短（5 min）、处理成本低（0.675元/t废水）等优点。通过对比经预处理和不经预处理后电化学法对COD去除效果、电流和处理后阴极表面,验证了预处理方案的必要性与可行性。     

铁负载阴离子交换树脂高效除磷研究

针对污水处理生化出水高磷酸盐浓度对水体富营养化影响的问题,采用阴离子交换树脂(AER)为基质材料,利用树脂上—NH2官能团中的N原子与Fe3+发生配位聚合,制备了除磷聚合配位交换吸附剂(Fe—PLE)。并采用Langmuir和Freundlich等温吸附方程对Fe—PLE和原AER进行了比较,发现Fe—PLE更加趋向化学吸附类型,且Fe—PLE最大吸附容量达到93.05 mg/g,比AER提高了47.98%。通过SEM、EDS、FT-IR及TGA对吸附前后Fe—PLE和AER的表征比较,认为通过配位作用形成Fe—O配位键是Fe—PLE的可溶性无机磷吸附效率提高的主要原因。通过静态吸附实验考察了吸附时间、p H和竞争性阴离子对AER和Fe—PLE吸附的影响,结果显示,Fe—PLE吸附平衡时间为1.5 h,比AER稍高;2种吸附填料都在p H 7.0时效率最高,AER的磷吸附效率对p H较为敏感,Fe—PLE能够在相对较宽的p H范围内保持高去除率;竞争性阴离子对AER磷吸附的负面影响较大,而Fe—PLE依靠其Fe—O的配位作用具有一定的抗干扰能力。通过4次循环再生实验,Fe—PLE表现出良好再生能力的同时磷有较高的回收利用率。     

厌氧硫酸盐还原-氨氧化的研究

采用厌氧序批式反应器,在无机营养条件下培养历时354 d,成功实现了SO2-4和NH+4的同步生物去除。结果表明,提高进水的TN负荷有利于促进硫酸盐还原-氨氧化的发生,当进水TN负荷提高到120 mg/(L·d)时,对TN的平均去除速率和硫酸盐硫的平均去除速率达到了最大,分别为64.43 mg/(L·d)和44.82 mg/(L·d);在同步生物脱氮除硫前期生成了大量的NO-3-N,平均浓度为53.88 mg/L,远大于由Anammox反应生成的量,推测部分NO-3是直接由NH+4和SO2-4发生氧化还原反应生成。该体系中存在单质硫的自养反硝化,可以解释反应后期硫酸盐重生成的现象。     

纳滤处理炼化污水反渗透浓水

分别采用4种纳滤膜处理某炼化公司的反渗透浓水。在初始COD为57.8 mg/L、TOC为23.94 mg/L、ρ(Ca2+)为289.0 mg/L、ρ(Mg2+)为54.6 mg/L、ρ(SO42-)为327.7 mg/L、ρ(Cl-)为1 106.8 mg/L的条件下,经纳滤处理后COD去除率达60%以上,污水COD降至30 mg/L以下,TOC去除率为31.9%~85.5%,阳离子的去除率为33.9%~97.0%,SO42-的去除率为63.3%~97.6%,Cl-的去除率较低。膜A的膜孔分布密集,具有很高的通量,对有机物和无机盐的截留效果较差;膜B和膜C对有机物和二价离子的截留效果较好;膜D的膜孔分布稀松,膜通量最低,对有机物和无机盐的截留能力均较强,但随出水体积的增加,对无机盐的截留能力下降较为明显。4种纳滤膜的性能各异,可满足不同企业的需求,具有良好的应用前景。