短波长X射线衍射技术及在环境工程中的应用展望

介绍了短波长特征X射线衍射无损检测分析原理和方法,无损地测定了预拉伸铝板、高强钢孔挤压件、铝合金搅拌摩擦焊接件等材料部件的内部残余应力、内部物相、内部织构及其分布,并分析讨论了测试结果。该仪器具有体积小,投资少、使用维护方便等优势,展望了该无损检测分析技术在装备环境工程中的应用前景。     

La3+掺杂对吸附相反应制备TiO2复合催化剂的结晶过程及弱紫外光下活性的影响

利用吸附相反应技术制备弱紫外光响应的高效催化剂,并通过XRD、XPS以及HRTEM探索了不同焙烧温度下La3+掺杂量对TiO2结晶过程的影响.结合弱紫外光下甲基橙的降解反应,深入研究催化剂结晶过程的变化对弱紫外光下催化剂活性的影响.结果表明,La3+掺杂会抑制TiO2的结晶过程.当焙烧温度或者掺杂量较低时,La3+不能进入TiO2的晶格结构但会轻微地抑制TiO2的结晶过程;未进入晶格结构的La3+存在会引入光生载流子的浅能级捕获中心,在弱光体系中极大提升了催化剂的活性.当La3+的掺杂量为0.05%(原子分数)时,经过900℃焙烧后催化剂降解能力最高,其活性超过商用P25的2倍多.在较高La3+掺杂量(超过0.20%)时,900℃焙烧后一定量La3+进入TiO2的晶格结构而大大抑制了TiO2结晶;这种强烈的抑制作用使得催化剂中存在大量无定形结构TiO2,无定形TiO2甚至多于700℃焙烧后的催化剂,反而大大抑制了弱光体系中催化剂活性.     

沉积物中雌激素及壬基酚、辛基酚、双酚A的测定

近些年来雌激素及烷基酚类化合物由于其对水生生物的内分泌干扰作用越来越受到广泛关注.沉积物作为环境中有机污染物的重要储存库,研究目标物在其中的浓度分布对于探明此类物质在环境中的迁移转化具有重要意义.但沉积物中基质组成复杂而雌激素又痕量存在,这增加了前处理的难度.本研究从雌激素及烷基酚类化合物的理化性质入手,采用碱液提取、液液萃取和LC-MS/MS分析测定沉积物样品中的雌激素及壬基酚、辛基酚、双酚A.结果表明,经过优化的方法对7种目标物的回收率介于61.9%～93.7%之间.该方法能有效去除沉积物中那些不溶于强碱和既溶于酸又溶于碱的有机污染物,同时操作简单、成本低,但回收率高、检出限低,可广泛适用于河流沉积物样品及土壤样品的前处理.     

生活垃圾填埋过程含水率变化研究

为分析垃圾在好氧和厌氧条件下降解过程中含水率变化的规律,采用时域反射测量(time domain reflectometry,TDR)技术监测了垃圾填埋过程中含水率的变化情况.结果表明,填埋过程中垃圾体积含水率随时间逐渐增大,垃圾持水性能不断提高.好氧初期垃圾内水量变化与含水率变化正相关,好氧后期则为负相关;厌氧填埋过程中,垃圾沉降压缩是含水率变化的主要原因.垃圾TDR读数与基于物质衡算的垃圾体积含水率计算值之间有较好的相关性,好氧填埋过程两者最大偏差约为±5%,厌氧填埋过程两者最大偏差约为±2%,TDR技术适用于实际填埋工程的含水率测量.     

Application of comprehensive two-dimensional gas chromatography with mass spectrometric detection for the analysis of selected drug residues in wastewater and surface water

Pharmaceutical residues have become tightly controlled environmental contaminants in recent years, due to their increasing concentration in environmental components. This is mainly caused by their high level of production and everyday consumption. Therefore there is a need to apply new and sufficiently sensitive analytical methods, which can detect the presence of these contaminants even in very low concentrations. This study is focused on the application of a reliable analytical method for the analysis of 10 selected drug residues, mainly from the group of non-steroidal anti-inflammatory drugs (salicylic acid, acetylsalicylic acid, clofibric acid, ibuprofen, acetaminophen, caffeine, naproxen, mefenamic acid, ketoprofen, and dicofenac), in wastewaters and surface waters. This analytical method is based on solid phase extraction, derivatization by N-methyl-N-(trimethylsilyl)trifluoroacetamide (MSTFA) and finally analysis by comprehensive two-dimensional gas chromatography with Time-of-Flight mass spectrometric detection (GC×GC- TOF MS). Detection limits ranged from 0.18 to 5 ng/L depending on the compound and selected matrix. The method was successfully applied for detection of the presence of selected pharmaceuticals in the Svratka River and in wastewater from the wastewater treatment plant in Brno-Modrice, Czech Republic. The concentration of pharmaceuticals varied from one to several hundreds of ng/L in surface water and from one to several tens of μg/L in wastewater.     

Differences in rheological and fractal properties of conditioned and raw sewage sludge

Rheological tests for raw and conditioned activated sludge(AS) or anaerobic digested sludge(ADS) show that power-law relationships can be used to describe the evolution of several rheological parameters,i.e.,limiting viscosity(η∞),yield stress(τy),cohesion energy of the sludge network(Ec),and storage modulus(G’),with total suspended solid(TSS) content in raw and conditioned sludge.A gel-like structure that behaves similar to weak-link flocs/aggregates was observed in AS and ADS.As derived from the double-logarithmic plots of G’-TSS content,the mass fractal dimensions of the raw and conditioned AS or ADS flocs/aggregates were 2.70 and 2.53 or 2.85 and 2.79,respectively.The rheological tests also indicate that both polymer conditioning and increased TSS content led to improved elastic behavior,cohesion energy,and yield stress of the sludge network,as well as expanded the corresponding linear viscoelastic range.The porosity of AS or ADS flocs/aggregates will be improved by polymer conditioning.     

LNAPLs污染物在层状非均质多孔介质中的运移试验研究

文章通过室内试验研究层状非均质多孔介质中轻非水相液体(Light Non-Aqueous Phase Liquid,LNAPL)的运移机制与分布特性。首先,在二维砂槽上进行LNAPL的入渗试验,试验过程中用数码相机进行拍照,把LANPL的扩散过程以图像的形式记录下来;然后,用AutoCAD对图片进行分析处理,得出不同时刻LNAPL的入渗锋面变化图。结果发现,介质结构突变面改变了LNAPL的迁移模式。在LNAPL由中砂进入细砂层后,由于受到毛细作用的增强,其运移速度加快;而由中砂进入粗砂,受粗砂介质阻滞作用增强的影响,LNAPL运移速度变小。当LNAPL由干砂进入湿润砂体时,由于孔隙水浮托力增大,LNAPL先产生纵向运移,随后以横向迁移的形式在地下水位上部聚积。当达到一定厚度后,LNAPL的压头足以克服浮托力,驱替孔隙水进入砂土孔隙。另外,LNAPL的厚度足够大时,方可克服饱水层受到的浮托力,在地下水位上形成LNAPL池,并因孔隙水向周围砂体排泄,LNAPL池周围的水位上升。     

基于生命周期评价的城市固体废弃物处理模式研究进展

通过回顾2003-2010年国内外不同城市固体废弃物管理体系生命周期评价结果,列举比较了不同固体废弃物处理模式下的全球变暖潜力、酸化潜力和净能源效用等影响评价因子的大小,得出城市固体废弃物处理模式环境影响等级:填埋的环境影响潜值最大,焚烧的环境影响潜值小于填埋,而结合堆肥后环境影响潜值降低;此外,将固体废弃物资源化引入到处理模式后,特别是垃圾源头分类回收后,环境影响潜值大大降低。结合我国城市固体废弃物处理现状,提出单一的处理模式应转变为综合处理模式,多种生活垃圾处理方式适当的有机结合,因地制宜地开展固体废弃物资源化管理,以及餐厨垃圾源头分类收集处理等建议,为政府能有效利用城市固体废弃物处理设施的能力提供参考。     

辽宁矿山固体废弃物对环境影响遥感调查分析

辽宁矿种繁多,矿山固体废弃物产出量巨大。为了加强生态环境建设,在矿山固体废弃物对生态环境影响遥感调查的基础上,论述了矿山固体废弃物调查对象与内容、技术路线与工作方法,并分析了辽宁矿山固体废弃物产出量及矿山固体废弃物对环境的影响。     

X射线光电子能谱在HTPB推进剂老化机理研究中的应用

采用X射线光电子能谱（XPS）法研究了HTPB推进剂在80℃热空气烘箱内分别老化0周、13周和24周的元素组成、化学价态及含量变化。通过拟合C,O,N,Cl等元素的XPS谱图,推测该推进剂在常温（25℃）贮存老化初期应是氧化交联,后期则出现降解断链,并认为NH4ClO4缓慢分解,攻击C C不饱和双键,使得C C双键含量降低是HTPB推进剂老化失效的主要原因。Al粉被包裹在推进剂粘合剂内部,XPS法未能检出Al粉。由于Al粉比较稳定,不参与推进剂老化过程,故XPS仍可用于HTPB推进剂老化机理研究。