硝酸盐浓度对微生物燃料电池阳极产电性能的影响

采用以假单胞菌Pseudomonas sp.C27为阳极优势菌属的微生物燃料电池(MFC)为研究对象,重点考察了进水中的硝酸盐浓度对于MFC系统产电及污染物去除的影响.实验结果表明,硝酸盐对于MFC的库仑效率(CE)影响较大,当硝酸盐浓度为250 mg·L~(-1)时,其电压下降段库仑效率仅为0.17%,而阳极未加入硝酸盐时,库仑效率为9.3%.当阳极初始硝酸盐浓度由0 mg·L~(-1)增加到250 mg·L~(-1)时,系统的传荷内阻由16.3Ω下降至11.2Ω,输出电压经短暂的电压下降后迅速回升至稳定,其稳定阶段输出电压与未受抑制阶段基本持平,最大输出功率可达到120 m W·m~(-2)左右.当硝酸盐浓度大于300 mg·L~(-1)时,硝酸盐对阳极微生物产电活性造成不可逆的抑制作用,系统产电能力大幅度下降且无法恢复至未受抑制阶段.可见,阳极生物反硝化过程对阳极生物产电具有电子竞争作用,过高的硝酸盐浓度会造成阳极生物膜产电性能降低甚至完全丧失.     

麦草制浆黑液对燃煤烟气同时脱硫除汞性能研究

本文利用多级水幕吸收塔,研究了循环液气比(L/G)、空塔气速、进口烟气SO2浓度以及进口烟气Hg浓度对麦草制浆黑液脱硫除汞效果的影响.实验结果表明:随着L/G增加、空塔气速增大、进口SO2浓度降低,脱硫除汞效果得到了不同程度的提升;随着进口Hg浓度升高,脱汞效率缓慢下降,脱硫效率基本不变.通过提高L/G、增加空塔气速、降低进口SO2浓度与Hg浓度提麦草制浆黑液高脱硫除汞效率,为麦草制浆黑液协同脱硫除汞奠定应用基础.     

Detection of intermediates in the TiO2-assisted photodegradation of Rhodamine B under visible light irradiation

The photocatalytic degradation of dye Rhodamine B （RhB） in the presence of TiO2 nanostdpe or P25 under visible light irradiation was investigated. The degradation intermediates were identified using Infrared spectra （IR spectra）, ^1H nuclear magnetic resonance （^1HNMR） spectra, and gas chromatography-mass spectroscopy （GC-MS）. The IR and the ^1HNMR results showed that the large conjugated chromophore structure of RhB was efficiently destroyed under visible light irradiation in both the photocatalytic systems （TiO2 nanostfipe or P25 and Rhodamine B systems）. GC-MS results showed that the main identified intermediates were ethanediotic acid, 1,2-benzenedicarboxylic acid, 4-hydroxy benzoic acid and benzoic acid, which were almost the same in the TiO2 nanostdpes and P25 systems. This work provides a good insight into the reaction pathway（s） for the TiO2-assisted photocatalytic degradation of dye pollutants under visible light irradiation.     

粉煤灰与污水沉淀物复合土壤添加剂中磷的有效化实验研究

我国西北地区荒漠化土壤的一个重要特征是严重缺磷。粉煤灰和城市污水沉淀物均有较高的磷含量。但是,如果将城市污水沉淀物单独加入土壤,在强淋雨条件下其有效磷将会再度流失。为研究如何提高有效磷的利用率,特设计了粉煤灰和污水沉淀物复合土壤添加剂中磷的有效化实验。实验表明:多孔的粉煤灰颗粒对污水沉淀物中的有效磷有强烈的吸附、存储,并缓慢解吸、释放的作用。同时,粉煤灰颗粒中的磷也会在污水的生物化学等综合作用下缓慢溶出。因此,在植被覆盖率低、干旱且易遭受集中强淋雨条件的西北荒漠化土壤中,添加由粉煤灰和污水沉淀物组成的复合添加剂,能够有效恢复植被,加快改善西北地区荒漠化的步伐。     

基于船舶实时排放和烟羽在线监测的燃油硫含量识别方法研究

船用燃油超标识别方法的建立和技术发展是进行船舶排放控制区（Domestic Emission Control Areas,DECA）政策执行的重要保障.本研究建立了基于船舶自动识别系统（Automatic Identification System,AIS）数据的船舶排放实时计算模型和岸基环境观测相结合的技术方法,选取上海吴淞口航道水域开展实地外场观测实验,实现了对观测船只排放烟羽中SO₂和NO₂浓度的在线观测和对燃油硫含量（Fuel Sulfur Content,FSC）进行同步识别和反算.观测期间,通过差分吸收光谱（Differential Optical Absorption Spectroscopy,DOAS）技术共捕捉到1505艘次船舶的烟羽.经过观测截面的船舶总吨位为30~14308 t,船舶排放烟羽浓度峰值的平均持续时间为3~10 min.受船舶烟羽影响期间,SO₂和NO₂的浓度增量分别在0.03~35.51 ppb和0.02~39.26 ppb之间,实时排放模型估算出SO₂和NO₂的排放强度分别为1.32~28.06 g·min^-1和2.89~123.80 g·min^-1.结合在线观测和实时排放模型基于硫氮比对船用燃油硫含量进行反算识别,并与实测燃油硫含量数据样本进行对比验证,结果表明,实际燃油硫含量在0.05%以上时,反算硫含量数值误差在10%以内.本研究可为船舶燃油超标识别提供新的技术思路,并为船舶排放控制区政策落实提供科学基础.     

原子力显微观测新生态水合二氧化锰与天然有机物的微观吸附形貌

采用云母片吸附的方式,较好地捕捉到了新生态水合二氧化锰的微观结构,并采用轻敲模式下的原子力显微成像技术,对其吸附天然有机物(NOM)前后的微观形貌进行了观测.与陈化2 h后的水合二氧化锰相比,新生态水合二氧化锰呈现出不定形的穿孔层状结构(厚度仅为0～1.75 nm)和球形颗粒结构,具有大的比表面积和附着能力.当向NOM中加入1 mmol/L新生态水合二氧化锰后,NOM分子的吸附形貌由松散分布的扁平粒状结构(吸附高度为5～8.5 nm)转变为密集分布、水平尺寸均匀的球形结构,表明了NOM分子容易以水合二氧化锰为吸附中心包裹在其表面.从直观上进一步证实了新生态水合二氧化锰的除污染效能,为高锰酸盐的预氧化助凝机理提供了有力的依据.     

北京市夏季大气消光系数的来源分析

利用 1999年夏季北京颗粒物和气体污染物的观测数据并结合米理论模型计算 ,获得了采样期间各种消光作用的平均贡献 .结果表明 ,观测期间北京大气总消光系数平均为 0 388km-1,颗粒物的消光系数占总消光系数的 90 %以上 ,是能见度下降最主要的贡献者 ,而气体的消光作用贡献不到 10 % ,其中颗粒物的散射系数占总消光系数的 70 5 % ,颗粒物的吸收系数占总消光的 2 2 3% ,气体的散射系数贡献约为 3 6 % ,气体的吸收系数贡献约为 3 5 % .     

南淝河不同排口表层沉积物DOM光谱特征

在南淝河15个排口采集了表层沉积物样品,在测定了其中溶解性有机碳(SDOC)含量的同时,采用紫外-可见吸收光谱和三维荧光光谱分析方法,并结合PARAFAC模型对沉积物中溶解性有机质(DOM)的荧光组分和来源进行了解析.结果表明:南淝河不同排口表层沉积物SDOC的含量在0.28~0.95g/kg之间,平均为0.63g/kg;老城区采样点沉积物SDOC明显高于其他河段,特别是靠近污水厂尾水排放口沉积物SDOC明显高于其他采样点.南淝河沉积物紫外-可见光吸收系数aλ可以很好表征沉积物DOM含量相对大小,而光谱斜率S275-295和光谱斜率比SR反映出各采样点沉积物DOM中自生源组分的差异;利用PARAFAC模型解析出DOM四种荧光组分,其中较老的自生源腐殖质C2和新近类蛋白C4所占比例高.南淝河不同排口沉积物DOM自生源组分比例存在显著差异,其中老城区排口沉积物DOM以自生源组分为主,而上游排口沉积物DOM陆源组分所占比例较高,雨污排口和污水厂尾水排口虽以自生源为主,但陆源的贡献不可忽略.结果表明,光谱分析方法能够有效表征城市河道不同排口污染源强.     

太湖有色可溶性有机物组成结构对不同水文情景的响应

有色可溶性有机物(CDOM)是溶解性有机物中能强烈吸收紫外辐射及蓝光的那部分有机物,并在碳、氮、磷等生源要素生物地球化学循环中起着重要的作用.开展富营养化湖泊CDOM来源、组成结构和空间变化趋势的相关研究,有利于更好地揭示湖泊生源要素循环机制,服务于蓝藻水华控制和湖泊水质改善.本文基于对不同水文情景下太湖和周边连通的51条河流CDOM光谱吸收及三维荧光光谱测定与分析,揭示太湖CDOM光谱组成对不同水文情景的响应机制.结果表明,丰水期溶解有机碳浓度均值(8. 11±1. 26) mg·L~(-1),显著大于枯水期均值(3. 53±1. 19) mg·L~(-1)(t-test,P 0. 01),而丰水期CDOM吸收光谱斜率S_(275～295)均值(19. 09±1. 81)μm~(-1),显著小于枯水期的(20. 89±1. 90)μm~(-1)(t-test,P 0. 001).平行因子分析法对CDOM荧光图谱进行解析得到3个组分,且各组分受到上游来水量的影响较大,丰水期陆源类腐殖酸的荧光强度及占总荧光强度比重较枯水期显著增大.叶绿素a与化学需氧量与陆源腐殖质和类色氨酸均呈显著正相关(P 0. 01),这表明陆源生活污水及藻死亡降解产生的CDOM可能是太湖CDOM库的重要潜在来源.溶解氧浓度与3种荧光组成均呈现显著负相关(P 0. 01),说明CDOM不同组分均为微生物活动的重要基质.本研究结果还发现溶解性有机碳浓度与陆源类腐殖酸组分荧光强度呈极显著线性正相关(r~2=0. 58,P 0. 001),表明太湖溶解性有机碳主要以外源输入为主.     

湿法烟气脱硫机理与工程对策

烟气脱硫关注的是对流扩散.脱硫工艺根据双膜理论的基本概念所确定的相际传质速度关系,为传质设备设计的主要依据.烟气脱硫技术中大量采用化学吸收法.合理提高吸收塔内烟气流速,有利于提高系统传质速率,减少传质阻力;通过对塔局部优化设计,可增强系统传质性能.对石灰石-石膏法而言,液气比决定了石灰石的消耗量.烟气中的飞灰既在液相膜表面结壳,阻碍石灰石的溶解,又影响脱硫系统含尘量排放指标,降低石膏品质.石灰石粒径确定原则为在保证一定脱硫率的前提下,获取最优的经济指标.浆液的pH值是影响脱硫效率的重要因素.通过对系统操作、运行和设计中几个重要参数的分析,提出相应工程对策.