西安市秋季大气颗粒物散射特征及其影响因素

 为研究污染条件下西安市秋季大气颗粒物的散射特征及其影响因素, 于2012 年11 月监测大气颗粒物散射系数并采集PM_2.5样品。探讨了大气颗粒物的散射日变化特征, 通过实验分析PM_2.5中水溶性离子(Na⁺、NH₄⁺、K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、F^-、Cl^-、NO₃^-和SO₄^2-)和含碳物质(有机碳和元素碳)的污染水平, 并讨论它们的来源及对散射系数的影响。结果表明, 颗粒物的散射系数均值为(579±387)Mm^-1, 夜间高日间低。PM_2.5质量浓度与散射系数呈现出较强的线性关系(相关系数为0.85), 通过回归方程得到PM_2.5散射效率为3.09 m²·g^-1。在PM_2.5化学组分中, 有机物对消光系数的贡献最大, 占52.3%;其次是NH₄NO₃和(NH₄)₂SO₄, 贡献率分别为16.2%和13.7%。     

陕西关中地区大气氮湿沉降特征分析

为了进一步了解陕西关中地区大气氮沉降的变化特征，采用降水采集法对宝鸡2018年大气氮湿沉降进行了观测，并对雨水中可溶性无机氮浓度及沉降通量的动态变化进行了分析.结果表明：(1)雨水中NH₄⁺-N和NO₃^--N月平均质量浓度为1.581 mg/L和1.369 mg/L，且降水量少的月份雨水中氮素浓度较高；(2)NH₄⁺-N和NO₃^--N在雨水中的季浓度均呈现冬季高、夏季低的趋势；(3)大气氮湿沉降通量为9.728 kg/(hm²·a)，其中NH₄⁺-N和NO₃^--N分别占53.6%和46.4%，且降水量多的季节氮沉降通量也相应较高；(4)大气氮总沉降通量达23.713 kg/(hm²·a)，约占当地农田氮肥施入的10%.     

望都夏季大气细粒子中水溶性无机盐及相关气态前体物的观测研究

采用气态污染物与气溶胶在线测量装置(GAC), 于2014年夏季对保定市望都县大气PM_2.5中水溶性无机盐及其相关气态污染物进行为期30余天的在线测量。结果表明: 观测期间站点为富氨环境,PM_2.5平均质量浓度为68.2 μg/m³, GAC测得的SO₄^2-, NO₃^-, Cl^-, NH₄⁺ 和K⁺分别是12.6, 8.5, 1.4, 11.7 和0.7 μg/m³, 占PM_2.5总组分的51%。上述观测参数均呈现明显的日变化:SO₂, SO₄^2-, NO₃^-, NH₄⁺ 和Cl^-均在早晨出现峰值, HCl 和HNO₃的峰值出现在下午, 而NH₃主要呈现昼夜变化。硫氧化速率(SOR)和氮氧化速率(NOR)的分析结果表明站点大气存在较强烈的二次转化过程, SOR和NOR的平均值分别为0.43 和0.22。SOR与NOR的变化特征显示, 气相氧化和液相反应均对颗粒物无机盐二次转化速率有显著贡献。     

广州地区大气可吸入颗粒物的化学特征及来源解析

在广州市区及其附近地区设立了7个采样站点采集大气可吸入颗粒物(PM₁₀)样品,分析了17种元素（Na,Mg,Al,K,Ca,Ti,V,Mn,Fe,Ni,Cu,Zn,As,Se ,C d,Ba和Pb）,5种离子（SO_４^2-,NO_３^-,F^-,Cl^-和NH₄⁺）以 及元素碳（EC）和有机碳（OC ）的含量,讨论了PM₁₀的化学组分特征以及气象条件对主要污染物的影响,并在此基 础上应 用主因子分析法对PM_10的主要来源进行解析。研究期间广州地区大气PM_10平均 浓度为125.8μg/m³,各地PM₁₀最主要的化学组分为有机物、SO_４^2-和地壳元素组分,分别占PM_10质量浓度的24%～32%,17%～21%和10%～12%。通过 主因子分析法确定广州地区PMPM₁₀的主要污染源 是地面扬尘、燃油排放、冶金化工及电子加工排放、燃煤、二次转化和生物质燃烧,其方差 贡献率分别为20.7%,17.8%,16.3%,14.3%,10.4%和6.3%。     

厦门市大气颗粒物化学元素特征

无机化学元素是大气颗粒物的主要化学构成成分。Al、Si、Ca、Fe、Zn和K等化学元素为大气可吸入颗粒物PM10中的主要地壳元素成分．重金属元素As、Cd、Sb、Pb和Hg等尽管浓度较低，但其毒性较大，容易富集在细颗粒物表面．且能长时间停留在空气中，对人体及生物体会产生危害．     

采用生物净化滤柱同步降低CODMn并去除NH4+-N、Mn2+的启动过程研究

采用生物净化滤柱降低微污染水源水中的COD_Mn并去除NH₄⁺-N、Mn²⁺,考察净化启动过程中以及沿程的COD_Mn、ρ(NH₄⁺-N)、ρ(Mn²⁺)变化.结果表明,在71 d时,出水中的COD_Mn、ρ(NH₄⁺-N)、ρ(Mn²⁺)均低于《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006),并且COD_Mn最先达标,生物除锰效果受到NH₄⁺-N氧化过程中产生的NO₂^--N的影响.净化的沿程分析结果表明,随着净化启动的进行, COD_Mn的降低率和NH₄⁺-N的去除率逐渐提高,稳定阶段COD_Mn、NH₄⁺     

北京市冬季霾天气可吸入颗粒物的矿物学研究

应用原样X射线衍射(XRD)、Raman激光微探针(LRM)和X射线荧光光谱(XRF)分析技术, 对2008年北京市冬季霾天气、正常天气和降雪后天气中采集到的可吸入颗粒物(PM₁₀)样品进行物相和元素分析, 并讨论PM₁₀的矿物及元素含量变化特征。霾天气PM₁₀浓度为262.7 μg/m³,之后正常天气的浓度为174.8 μg/m³, 均超过国家二级限定浓度。XRD 物相分析显示霾天气时绿泥石含量高于正常天气, 而石英、伊利石、长石和方解石等矿物的含量均低于正常天气。霾天气时二次颗粒物总含量达到37.9%, 比其后的正常天气的30.6%略高, 二次颗粒物中的氯化铵存在于所有样品中, 其含量从霾天气时的9.6% 降至正常天气时的5.9%, 显示出霾天气对氯化铵等二次颗粒物的生成有促进作用。LRM 在霾天气样品中探测到了覆盖在石英、方解石和硅酸盐颗粒表面的硫酸盐和有机物, 显示出大气PM₁₀已成为重要的污染物载体。XRF定量分析结果与XRD分析结果一致, 显示Al和Si等元素含量在霾天气时明显下降, 而S和Cl则在霾天气颗粒物中大量富集。     

一种在线测量大气中气态氨和颗粒相铵离子浓度的方法

自主研制了氨检测模块并应用于测量大气中气态氨和大气气溶胶中铵离子。该模块与气体-气溶胶收集系统（GAC）联用,可实现气态氨和铵离子的在线测量。重点介绍了氨检测模块的组成结构和运行流程,以及对氨检测模块的条件测试。该模块已于2006年应用于广州市空气质量的外场观测,观测结果与颗粒物-液体转换采集系统（PILS）测量的数据比对的线性相关系数（R）为0.820 7,夜间观测结果的相关系数为0.970 3。估计白天温度的波动会对检测模块的测量造成影响。氨检测模块获得的PM_2.5中的NH₄⁺浓度是PILS测得的PM₁₀中NH4₄⁺的92％,且具有良好的相关性,证实了铵离子主要集中在细粒子PM_2.5中。     

一株氢氧化细菌的生长条件及其对不同氮源利用的研究

从污水处理厂活性污泥中成功地筛选出一株自养型氢氧化细菌(Hydrogen-oxidizing Bacterium, HOB), 命名为Rhodoblastus sp. TH20。以模拟氨氮(NH₄⁺-N)废水作为培养基, 该菌株能够以H₂为能源, CO₂为碳源, 其最适宜的生长条件为25℃、160 rpm和pH=7.0。当初始NH₄⁺-N浓度为100 mg/L时, 菌株在72小时内能有效地去除NH₄⁺-N (>99%)。其中, 77.8%的 NH₄⁺-N被同化为有机氮, 储存在细胞体内, 剩余的转化为气态氮。 结果表明: Rhodoblastus sp. TH20具有高效的氨同化能力, 可实现NH₄⁺-N向微生物蛋白的资源转化, 为含NH₄⁺-N污水的资源化处理提供一条新途径。     

电渣重熔304NG不锈钢脱氧热力学研究

以抽锭式电渣重熔304NG不锈钢用Ca F₂-Al₂O₃-Ca O-Mg O-Si O₂渣系为研究对象,基于分子离子共存理论(IMCT)和Wagner-Chipman模型进行脱氧热力学研究,分析不同脱氧制度对钢中O、Al、Si及渣中Fe O质量分数的影响。研究结果表明,在无脱氧剂条件下,钢中的Al、Si先后被渣中的Fe O氧化,平衡时Al的氧化率为61.3%、Si的氧化率为9.7%,而O的增加量为75.1%;当采用Al,Ca Si,Al+Ca Si脱氧时,渣中Fe O质量分数分别能降低至0.12%,0.24%,0.10%;与单独使用Al,Ca Si相比,Al+Ca Si复合脱氧剂不仅具有良好的氧势控制能力,而且钢中Al、Si相对于电极原始质量分数变化幅度较小;在电渣重熔过程中,钢中O的质量分数由Al-O平衡决定。     

离子印迹聚合物的合成及其在碳酸铀酰铵溶液中的吸附性能

以铀酰离子(UO₂²⁺)为模板, 与功能单体甲基丙烯酸-(1,3-二苯基-1,3-二羰基)-2-丙酯(DBM-MAA)、交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)和引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)在致孔剂1,4-二氧六环中进行聚合后, 用50 mmol/L的HCl溶液洗脱模板UO₂²⁺, 制得可用于特异性吸附UO₂²⁺的离子印迹聚合物(IIP)。当UO₂²⁺与DBM-MAA为1:3时合成的IIP吸附效果最好。此IIP能从碳酸铀酰铵溶液中竞争吸附UO₂²⁺, 最大吸附容量为9.4 mg U/g。此IIP能从含有Li⁺, Na⁺, K⁺和Rb⁺等金属离子的溶液中选择性吸附UO₂²⁺。     

氧化锌矿溶出液的净化

以中低品位氧化锌矿的硫酸铵焙烧熟料溶出液为原料,其中主要含有Zn SO4,Fe2(SO4)3及Al2(SO4)3,以碳酸氢铵为除杂剂,采用黄铵铁矾法和水解法去除溶液中的杂质Fe和Al以得到较为纯净的Zn SO4溶液,实验考察了溶液p H值、反应温度、反应时间对除铁率的影响,得到了黄铵铁矾渣,继续调节硫酸锌溶液的p H值以水解去除溶液中的Al,得到铝渣.采用XRD,SEM,化学成分分析等手段对黄铵铁矾渣、铝渣进行了表征,结果表明黄铵铁矾发育良好,颗粒规则,氢氧化铝粒度不均匀.     

蝌蚪状类弹性蛋白多肽相变特性分析

为研究不同盐类型及浓度对蝌蚪状ELPs₄₀相变特性的影响,探究霍夫曼斯特(Hofmeister)离子序中阴、阳离子对蝌蚪状ELPs₄₀相变温度的影响,通过设计、表达和纯化后,获得由谍标签/捕谍器(SpyTag/SpyCatcher),以及由40个重复的线性类弹性蛋白多肽所形成的2个蝌蚪型结构的ELPs₄₀.结果表明:蝌蚪状ELPs₄₀相变温度比ELPs₈₀相变温度高1.35 ℃;阴离子对蝌蚪状ELPs₄₀相变温度的影响符合Hofmeister离子序现象,但NH₄⁺,K⁺,Na⁺等阳离子却发生逆Hofmeister离子序现象;在NaCl,Na₂SO₄,NaNO₃,K₂SO₄,KCl,KNO₃,NH₄Cl,NH₄NO₃,(NH₄)₂SO₄等不同浓度缓冲液中,蝌蚪状ELPs₄₀发生相变所需的温度范围显著高于线性ELPs₄₀,这与其特殊的结构密切相关.     

CaF2对CaO-Al2O3-CaF2熔体结构影响的分子动力学研究

采用分子动力学的方法研究了不同CaF₂含量下CaO-Al₂O₃-CaF₂三元渣系熔体结构的变化规律,包括熔渣的短程结构、中程结构和键角的变化.结果表明:Ca—F,Al—F,Ca—O,Al—O的平均键长分别为0.2345,0.1895,0.2325,0.1745nm.随着CaF₂的加入,Ca²⁺与配位的阴离子(O^2-,F^-)存在动态平衡现象,总配位数维持在6~7之间.研究体系中Al—O四面体结构存在由复杂(Q⁴和Q³)向简单(Q²和Q¹)的转变,同时还会发生Al—O四面体［AlO₄］^5-向［AlO₃F］^4-结构的转变,两种转变的综合作用使熔体的网络结构解聚,为CaF₂改善CaO-Al₂O₃-CaF₂熔渣的流动性提供了合理的微观解释.键角分析表明F^-在体系中更多的是替换原来O^2-的位置,以Al³⁺为核心的网络结构依然为四面体结构,没有引起大规模的原子重新排列.     

藻菌固定化用于市政污水深度脱氮除磷及藻体产油研究

 污水再生利用是解决水资源与能源危机的重要途径,采用微藻深度处理污水并生产生物质能源是一大热点。针对市政污水深度处理,以活性污泥为固定化细菌,采用小球藻和栅藻,分别比较了固定化藻菌、固定化微藻,以及悬浮态微藻在藻体生长、污水脱氮除磷和微藻产油方面的差异,拟实现对市政污水深度脱氮除磷的同时实现微藻油脂的诱导富集。结果表明,固定化藻菌对氮磷的去除效果优于固定化微藻和悬浮态微藻,且固定化藻菌中微藻油脂质量分数最高。当市政污水NH₄⁺-N 和PO₄^3--P 的初始质量浓度分别为25 和3 mg/L 时,固定化栅藻菌培养4 d 后能够完全去除水体中的氮磷,而固定化藻菌中小球藻的油脂质量分数可达到16.5%。     

TSR 反应中地球化学条件的热力学估算

从化学热力学的角度, 通过热力学计算和绘制热力学相图, 针对硫酸盐热化学还原反应(TSR反应)和H₂S对碳酸盐岩的溶蚀两个化学反应过程, 判别其发生的可能性、方向和物理化学条件, 求取不同温度下CaSO₄ (或SO₄²⁻)被直接还原为H₂S的离子浓度、pH和氧化还原条件; 指出在地质体系中, 当CaCO₃处于沉淀–溶解的边界时, 少量酸性流体的加入就会使沉淀转为溶解, 而当Ca²⁺和CO₃²⁻浓度升高时, 又达到新的沉淀–溶解平衡。H₂S对CaCO₃的溶蚀在深度约为1000 m时达到最佳效果, 长期、多次的TSR反应才能产生充足的酸性流体(即H₂S), 这是溶蚀改造碳酸盐岩储层达到明显效果的必要条件。