Characterization of submicron particles during autumn in Beijing, China

In this study, we performed a highly time-resolved chemical characterization of nonrefractory submicron particles(NR-PM_1) in Beijing by using an Aerodyne high-resolution time-of-flight aerosol mass spectrometer(HR-ToF-AMS). The results showed the average NR-PM_1 mass concentration to be 56.4 ± 58.0 μg/m~3, with a peak at 307.4 μg/m~3. Due to the high frequency of biomass burning in autumn, submicron particles significantly increased in organic content, which accounted for 51% of NR-PM_1 on average. Secondary inorganic aerosols(sulfate + nitrate + ammonium) accounted for 46% of NR-PM_1, of which sulfate,nitrate, and ammonium contributed 15%, 20%, and 11%, respectively. To determine the intrinsic relationships between the organic and inorganic species, we used the positive matrix factorization(PMF) model to merge the high-resolution mass spectra of the organic species and NO+and NO_2~+ions. The PMF analysis separated the mixed organic and nitrate(NO+and NO_2~+) spectra into four organic factors, including hydrocarbon-like organic aerosol(HOA), oxygenated organic aerosol(OOA), cooking organic aerosol(COA), and biomass burning organic aerosol(BBOA), as well as one nitrate inorganic aerosol(NIA) factor. COA(33%) and OOA(30%) contributed the most to the total organic aerosol(OA) mass, followed by BBOA(20%) and HOA(17%). We successfully quantified the mass concentrations of the organic and inorganic nitrates by the NO+and NO2+ions signal in the organic and NIA factors. The organic nitrate mass varied from 0.01-6.8 μg/m~3, with an average of 1.0 ±1.1 μg/m~3, and organic nitrate components accounted for 10% of the total nitrate mass in this observation.     

设施农业土壤磷素累积迁移转化及影响因素

为了科学合理施用磷肥,减小对设施农业环境带来的污染风险,以北京市大兴区设施农业集中区为研究对象,通过对不同种植年限设施农业剖面土壤(0～100 cm)磷素含量的测定分析,探究磷素累积与迁移转化特征.结果表明,设施农业表层土壤全磷和有效磷含量变化范围大,显著高于周边粮田土壤,主要跟不同种植年限农户的施磷量相关,随着土层深度的增加,全磷和有效磷含量逐渐减小,呈现表聚特征,其中土壤ω(全磷)范围在0.38～2.58 g·kg^-1,ω(有效磷)范围在1.60～256.00 mg·kg^-1.随着种植年限的增加,土壤全磷和有效磷含量呈现先增加后减小的趋势,在15 a左右达到峰值,随后逐渐减少,趋于稳定,总体处于较高水平.无机磷主要集中在设施农业表层土壤,其中Ca-P占无机磷的比例最大,达到了98.38%,Ca₁₀-P是最主要的Ca-P形态,含量占Ca-P的78.70%,Ca₂-P占比最小,仅占9.50%.不同形态无机磷含量呈现表层土壤富集,向下减少的垂直分布特征;不同土层深度,不同形态无机磷占全磷比例变化存在差...     

条斑紫菜养殖对海区中无机氮浓度影响

2002年10月至2003年4月期间对江苏吕泗条斑紫菜栽培海区海水的无机氮进行跟踪监测。结果表明紫菜栽培可以降低整个海区的无机氮含量。在三种无机氮中,硝酸氮和亚硝酸氮的浓度变化不如氨氮明显,说明紫菜优先利用氨氮。     

聚氯化铝/聚丙烯酰胺复合絮凝剂处理染料废水的研究

研究了聚氯化铝-Fe_3O_4-聚丙烯酰胺复合絮凝剂对硫化黑染料废水的去除效果。研究结果表明,该复合絮凝剂对硫化黑染料废水具有较好的絮凝效果,在絮凝剂投加量为20 mg/L、废水pH值为8.0的条件下,该复合絮凝剂对硫化黑染料废水的浊度、色度、COD的去除率分别为95.59%,97.67%,85.55%。     

TiO_2/EP光催化降解水体中微污染磺胺嘧啶的研究

制备了膨胀珍珠岩(EP)为载体的TiO2催化剂(TiO2/EP),对使用较为广泛的抗生素磺胺嘧啶(SDZ)进行了光催化降解研究,探讨了TiO2的负载量、溶液的初始浓度、初始pH、无机离子(HCO3-、SO42-和Cl-)和腐殖酸(HA)对SDZ降解效果的影响。结果表明:SDZ的光催化降解符合一级反应动力学方程;当TiO2最佳负载量为20 wt%,SDZ浓度为5 mg/L,pH=6.7,紫外光照射强度为1 000μW/cm2,反应时间为45 min时,SDZ的降解率达到96%;HCO3-在低浓度时能促进SDZ的光催化降解,高浓度时促进作用不明显;SO42-和Cl-对SDZ的光催化降解有轻微的抑制作用;HA对SDZ光催化降解有显著的抑制作用,浓度越高,抑制作用越强。UV-TiO2/EP是一种去除水体中微污染SDZ的有效方法。     

水体中常见无机阳离子对TiO2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^＋、Mg^2＋、Ca^2＋、Al^3＋、Cu^2＋、Ni^2＋）,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^＋、Mg^2＋、Ca^2＋本身对TiO2薄膜光催化还原Cr（Ⅵ）的反应速率影响不大;Al^3＋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,Cu^2＋显著地促进了Cr（Ⅵ）的光催化还原,其主要原因是Cu^2＋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,Cu^2＋形成单质Cu以及对紫外光的吸收都使促进作用降低;Ni^2＋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：Cu^2＋〉Al^3＋〉Ni^2＋〉Na^＋、Ca^2＋、Mg^2＋。     

不同分子量的腐殖酸存在下2种无机砷的生物毒性效应研究

水环境中天然有机质会与砷形成络合物,进而影响砷的迁移、转化和生物毒性。研究利用超滤方法将腐殖酸(humic acid, HA)分为5个不同分子量的组分,以大型溞为受试生物,探究了不同分子量HA存在下砷对大型溞的毒性效应。结果表明,不同分子量的HA均缓解了As(Ⅲ)和As(Ⅴ)对大型溞的氧化应激损伤和细胞膜损伤,并降低了砷对MT的诱导量。其中1～30 k Da的HA对砷的缓解效果最好,1 k Da的HA毒性缓解效果最差,可能的原因是HA与砷的络合增加溶液中络合态砷的含量,而络合态砷难以进入细胞并被生物利用。不同分子量的HA对砷毒性的缓解差异与其跟砷的络合比例不同有关。     

无机陶瓷膜处理油田采出水

针对陶瓷膜在油田采出水处理过程中操作参数的选择及污染机理进行了研究。通过现场实验,分析了不同的操作参数对膜通量的影响,陶瓷膜对含油量及悬浮物的去除效果,膜阻力组成及膜污染清洗方法。实验结果表明,在确定出水水质达到低渗透油田注水水质A1级标准条件下,陶瓷膜过滤最佳操作条件为:跨膜压差0.16 MPa、温度50℃、膜面流速5.0 m/s。同时发现,NaOH和HNO3联合清洗有助于恢复膜通量。     

无机离子对磷钨酸光催化活性艳橙脱色降解的影响

报道了10种无机离子(NO3-,SO42-,CO32-,PO43-,Cl-,Mg2+,Ca2+,Cu2+,Mn2+和Al3+)对磷钨酸光催化活性艳橙(KGN)溶液反应的影响.研究表明,NO3-,SO42-,CO32-和PO43-对光催化KGN溶液降解有一定的促进作用,但随着NO3-浓度的增大,该促进作用不再增大;SO24-和CO23-在不同浓度下对光催化反应有较强的促进作用,但随着SO42-和CO32-浓度的增长,其促进作用呈降低趋势;当PO34-浓度高于0.15mmol.l-1时,随着PO34-浓度的增大,光催化反应发生抑制,并且随着浓度的增长,抑制作用有增强的趋势;Cl-对光催化脱色反应存在较强的抑制作用,除在0.075mmol.l-1的浓度时,Cl-对反应无明显影响外,其它浓度下都使光催化反应发生抑制,并且随着Cl-浓度的增加,抑制作用明显增强.Mg2+和Ca2+在不同浓度下对磷钨酸光催化KGN反应略微有促进作用;Cu2+对活性艳橙光催化脱色反应影响不显著;而Mn2+和Al3+离子对光催化反应效率存在一定抑制作用.     

Ce3+复合聚合硫酸铁絮凝剂的光谱分析及处理油田废水性能研究

以FeSO.47H2O为原料,NaClO3氧化法制备出聚合硫酸铁,并用Ce3+与其进行复合得到复合絮凝剂.运用紫外光谱及傅里叶红外光谱对絮凝剂样品进行了表征,并通过CODCr去除率和浊度去除率考察了絮凝剂处理油田废水的性能.结果表明,Ce3+与聚合硫酸铁复合以后,Ce3+与聚合硫酸铁中的羟基作用形成了新的化学键Ce—OH—Fe,实现了Ce3+与聚合硫酸铁的成功复合.该复合絮凝剂对油田废水的处理效果均优于聚合硫酸铁,当复合比为1.5%时处理效果最好,CODC r去除率和浊度去除率均接近或高于90%,表现出良好的应用前景.