精馏塔最小回流比的优化

应用操作费用和设备投资费用的数学模型,采用黄金分割法的优化手段,并用C语言进行编程对精馏塔的回流比进行了优化,其结果与文献[8]中得出的结果基本吻合。

和田市城区PM_(2.5)中PAHs的浓度、来源及致癌风险

2014年在新疆和田市城区分冬、春、夏、秋4个季节采集大气PM2.5样品,分析了其中16种多环芳烃(PAHs)的含量、组成和来源,并评估了其致癌风险。结果表明:PAHs浓度年均值为99.02 ng/m^3,且具有明显的季节性分布,即冬季(241.52 ng/m^3)>秋季(87.50ng/m^3)>春季(30.81 ng/m^3)>夏季(10.39 ng/m^3),冬季苯并[a]芘(Ba P)的浓度高达16.57 ng/m^3;全年PAHs以4~6环为主,冬季4环PAHs比例(46.03%)明显高于夏季的比例(15.97%),表明气粒两相分配对PAHs分布有显著影响。PAHs浓度与气温和风速显著负相关,与相对湿度显著正相关,表明相对低的气温和风速、相对高的湿度是冬季PAHs污染较高的重要原因。特征比值法源解析结果显示,PAHs主要来源于燃烧源,其中冬季PAHs来源以燃煤及薪柴燃烧为主,春、秋季以燃煤源和交通源的混合污染来源为主,夏季以交通源为主。后向轨迹分析表明,除和田市东北部的局地输送外,来自中亚、西亚其他国家外部输入的气团也对和田市城区PAHs有重要影响。苯并[a]芘毒性当量浓度(Ba P_(eq))年均值为10.51 ng/m^3,终身呼吸性肺癌风险(CR)为9.14×10^(-4),是美国环保署(USEPA)可接受致癌风险指数的9.14倍,表明和田市城区居民具有一定的潜在健康风险。

高灵敏复合光波导在检测臭氧的应用研究

介绍利用高灵敏复合光波导元件检测臭氧的一种新方法以及实验装置和臭氧的响应特征。通过在K+交换玻璃光波导表面形成高折射率TiO2(两端带斜坡带状)膜并在其表面上固定色素铜化酞箐(Coppertetra-(t-buthyl)phthalocyan ine,TBPcCu)而制成高灵敏度的复合光波导元件。臭氧存在时TBPcCu薄膜被氧化而退色,由此减弱TBPcCu膜对633nm的导波光的吸收。本元件具有响应速度快,灵敏度高和检测极限在0.02 mg/m3等特点。

转变实验理念,全面提升化工原理实验教学质量的研究

实践教学是培养学生解决实际问题能力的重要环节。化工原理实验又化工厂单元操作的缩影。我们引导学生从无机化学、有机化学实验的瓶瓶罐罐进入管路系统的操作;从老师讲解实验原理、操作步骤到学生自己摸流程,直至开停车,再用理论知识理解和解释所做实验的目的;从直接输入数据得到结果到自己用Excel编程进行数据处理及绘图操作;教改使学生花在实验上的时间多了。大部分学生掌握了用Excel处理数据及绘图的方法,并增强了团队的协作精神。

新疆部分城市可吸入颗粒物的浓度及粒径分布

采用TH-β10大气颗粒物浓度监测仪,从2011年4-5月在乌鲁木齐、奎屯、阿克苏、库尔勒、喀什、和田市环境监测站采集大气可吸入颗粒物PM2.5、PM5和PM10样品,分析了不同采样点大气颗粒物的质量浓度变化范围及与TSP的相应比值。结果表明,不论是PM2.5、PM5还是PM10,阿克苏市可吸入颗粒物的质量浓度变化幅度较大,其次是库尔勒市,其余采样点在采样期间的浓度变化幅度不大,并且库尔勒、喀什、奎屯、阿克苏四个城市PM5/TSP和PM2.5/TSP的比例大,除喀什、阿克苏的PM10/TSP的比例接近于1之外,其余可吸入颗粒物的浓度均小于TSP;采用显微镜观测成像技术结合血球计数板方法,利用粒径分布函数分析对六个城市的PM10和5个城市的PM2.5颗粒物在不同粒径的分布进行了分析。结果表明,对于PM10而言,阿克苏在dp【0.5的粒径范围内分布函数高达79%、喀什在dp=0.5~0.6μm之间为44%、和田则在dp=1.2~2.2μm出现20%的最大粒径分布函数。就PM2.5而言,库尔勒在dp【0.5、dp=0.5~0.6、0.6~1.2μm区间内的分布函数均为最大值,其值分为79%、50%、50%,可以说明在采样期间,库尔勒市区的颗粒物在粒径小于1.2μm出现的几率更大些,即颗粒物以积聚模态为主。

乌鲁木齐市南山地区雾水总离子变化规律及常量阴离子化学表征的研究

本文通过对2003年至2005年间在乌鲁木齐市南山地区采集的23个雾水样品和2005年采集的7个雨水样品进行了分析和研究.讨论了雾水总离子浓度随季节的变化情况,SO24-、NO3-浓度与pH之间的关系以及硝酸离子的浓度与硫酸离子浓度的相关性关系.

乌鲁木齐市可吸入颗粒物污染水平及其与气象因素的相关性分析

为了解可吸入颗粒物污染水平与气象因素之间的关系,从2008年9月—2010年2月采集乌鲁木齐市可吸入颗粒物样品,并对其随时间的变化特征及其与气象因素之间的相关性进行了统计分析。结果表明,采样时间内可吸入颗粒物中PM2.5和PM2.5-10的质量浓度的范围分别为38.2~468.7μg/m3和20.8~243.1μg/m3,平均浓度分别为134.2μg/m3和69.2μg/m3。可吸入颗粒物同时受几种气象因素的影响,其浓度与温度、能见度、风速呈负相关,与湿度呈正相关。

乌鲁木齐市冬季雾形成特点及其对人体健康的影响

选用大量的数据论述了乌鲁木齐市冬季雾的形成原因、特点及其对人体健康所能造成的危害。

乌鲁木齐市南山雾水的化学组成及对环境影响

采用静态雾水采集器,在距新疆乌鲁木齐市58 km的南山地区白杨沟海拔1 922 m处,进行连续间隔采样,研究其化学成份、分析其成因及对南山原始植物林带的影响。结果表明南山白杨沟地区SO42-、NO3-、Cl-浓度(7171、22、265μmol/L)远高于较清洁的景洪、舟山、庐山等地的值。且五月SO42-、NO3-、Cl-浓度远高于3、4月的值,可认为南山白杨沟地区已开始受到人为污染,雾对其周围环境有害而无利。

大气中霭的组成及对环境的影响

本文对相对湿度75%以上,可见度10 km以外,发生频率较高、目前还没有引起重视的大气悬浮物—霭的化学组成及对环境造成的影响进行了讨论.

乌鲁木齐市PM_(2.5)和PM_(2.5~10)中碳组分季节性变化特征

2011年1月至12月在乌鲁木齐市区用膜采样法采集了大气PM_(2.5)和PM_(2.5~10)样品,并利用热光/碳分析仪测定了其中有机碳(OC)和元素碳(EC)的质量浓度.通过OC与EC的粒径分布特征、比值和相关性的分析,初步分析了乌鲁木齐市大气可吸入颗粒物中碳质气溶胶污染特征,并用OC/EC比值法估算了二次有机碳(SOC)的浓度.结果表明,PM_(2.5)和PM_(2.5~10)的年平均质量浓度分别为92.8μg/m^3和64.7μg/m^3.PM_(2.5)中OC和EC的年平均浓度分别为13.85μg/m^3和2.38μg/m^3,PM_(2.5~10)中OC和EC的年平均浓度分别为2.63μg/m^3和0.57μg/m^3.OC和EC四季变化趋势基本一致,季浓度最高.碳组分主要集中于PM_(2.5)中,OC/EC比值范围为3.62~11.21.夏季和秋季的PM_(2.5)和PM_(2.5~10)中OC和EC的相关性较好(R2>0.65).估算得出的PM_(2.5)和PM_(2.5~10)中SOC的估算浓度为2.31~11.98μg/m^3和0.38~1.49μg/m^3.

乌鲁木齐大气PM_(2.5)对质粒DNA的损伤研究

2012年1月-2012年12月采集乌鲁木齐大气 PM 2.5样品,使用质粒 DNA评价法研究了不同季节 PM 2.5的氧化能力,并进行氧化性毒性与相应气象因素和质量浓度之间的相关性研究.结果表明,乌鲁木齐大气 PM 2.5的质量浓度具有冬季最高,春季和秋季次之,夏季最低的季节性变化特征；PM 2.5全样和水溶部分氧化能力的季节差异较大,对质粒 DNA 的氧化性损伤具有冬季最大,春季和夏季之次,秋季最低.冬、春、夏、秋季大气 PM 2.5全样的 TD 30（PM 2.5对质粒 DNA 造成破坏达到30%所需要的颗粒物的剂量）平均值分别为440,491,503,515μg/mL,水溶部分分别为474,721,666,600μg/mL.绝大部分PM 2.5样品全样的TD 30值均小于水溶部分样,表明全样的毒性大于相应的水溶部分样.全样TD 30值与平均温度显著（P＆lt;0.05）正相关,表明寒冷的天气/季节可能造成PM 2.5的高毒性.水溶样 TD 30值与风速显著（P＆lt;0.01）正相关,与相对湿度显著负相关.这表明,高的风速和低的相对湿度可能跟较低和较高的PM 2.5的毒性有关.PM 2.5氧化性损伤能力的大小与其质量浓度之间的相关性不明显,表明仅以颗粒物的质量浓度来评价大气颗粒物氧化性损伤能力大小的方法并不能真实地反映其对人体健康的危害程度,起决定作用的还是颗粒物的化学组成及其表面吸附的有害成分.

乌鲁木齐市典型城区大气PAHs气-粒分配特征

大气中PAHs的气-粒分配是影响其在大气中分布、迁移和转化的一个重要因素,于2011年12月—2012年12月在乌鲁木齐市天山区采集大气气相和颗粒相样品,对聚氨酯泡沫样品的气相和石英纤维膜的颗粒相（TSP）中的16种PAHs进行分析.结果表明：采样期间颗粒相和气相中ρ（∑16PAHs）总和的年均值为（116.71±92.74）ng/m3,采暖期〔（173.16±84.26）ng/m3〕是非采暖期〔（39.46±16.19）ng/m3〕的4.4倍;采暖期颗粒相中ρ（∑16PAHs）平均值为（40.60±3.03）ng/m3,气相为（134.46±13.05）ng/m3,2-3环PAHs主要存在于在气相中,4-6环PAHs主要存在于颗粒相中.在非采暖期,颗粒相ρ（∑16PAHs）平均值为（25.37±3.21）ng/m3,气相为（14.95±1.06）ng/m3.采用吸附和吸收模型对PAHs的分配特征进行了研究,表明PAHs的lg Kp（Kp为分配系数）与lg PL0（PL0为过冷蒸汽压）线性关系显著,在采暖期斜率绝对值为0.34,说明PAHs的气-粒分配以吸收为主;在非采暖期的斜率绝对值为0.78,表明PAHs的气-粒分配受吸收和吸附共同作用.PAHs的lg Kp与lg Koa（Koa为正辛醇-大气分配系数）线性关系显著,在采暖期斜率为0.38,表明PAHs气-粒分配并未达到平衡;在非采暖期,斜率为1.22,表明PAHs气-粒分配接近平衡.研究显示,乌鲁木齐市城区大气PAHs气-粒分配在采暖期及非采暖期特征不同,应区别制订政策和管理措施.

乌鲁木齐市大气可吸入颗粒物中多环芳烃的污染特征及来源解析

在乌鲁木齐市南、北设置2个采样点,从2011年3-12月采集可吸入颗粒物（PM2.5、PM2.5-10）样品,分析了美国环境保护署优控的13种多环芳烃（PAHs）的浓度,采用比值法、主成分分析法和多元线性回归法对乌鲁木齐市大气PM2.5、PM2.5-10中PAHs的来源进行了分析。结果表明,科学院站PM2.5中13种PAHs的总质量浓度平均值为247.2ng/m^3,变动范围为1.14～2 113.33ng/m^3;新大站PAHs的总质量浓度平均值为240.84ng/m^3,变动范围为4.96～1 359.41ng/m^3。而科学院站PM2.5-10中13种PAHs的总质量浓度平均值为57.78ng/m^3,变动范围为1.18～519.87ng/m^3;新大站的总质量浓度平均值为49.18ng/m^3,变动范围为1.38～412.52ng/m^3。比值法分析结果表明,所采集样品的2/3来自煤和生物质的燃烧排放;主成分分析法和多元线性回归分析法结果表明,采暖期汽油和煤源对PM2.5中总PAHs的贡献率为46%,而非采暖期混合源的贡献率高达85%。采暖期汽油和柴油源对PM2.5-10中总PAHs的贡献率为66%,而非采暖期混合源的贡献率为78%。

极干旱地区沙尘与非沙尘天气PM_(2.5)及所含金属元素的浓度特征分析

大气PM_(2.5)污染和金属元素健康风险已成为大气环境研究热点。研究目标区域位于塔克拉玛干沙漠南缘,气候极其干旱,全年降水稀少,风沙较多,沙尘天气一定程度上影响着该区域的大气环境。于2014年1月、4月、7月和10—11月在和田市城区采集PM_(2.5)样品,采用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定了样品中的17种金属元素,分析了金属元素在不同季节沙尘和非沙尘气象状况下的暴露特征及与气象参数的关系,采用富集因子(EF)和正交矩阵因子(PMF)法对金属元素来源进行了分析并对健康风险进行了评价。结果表明,(1)PM_(2.5)质量浓度季节性特征表现为春季(973.5 9μg·m^(-3))>夏季(728.08μg·m^(-3))>秋季(366.51μg·m^(-3))>冬季(259.84μg·m^(-3)),并且PM_(2.5)质量浓度与风速和温度呈正相关。(2)PM_(2.5)中金属元素质量浓度在沙尘天气(108.12~268.25μg·m^(-3))明显高于非沙尘天气(43.19~126.41μg·m^(-3)),秋季金属元素Ni、Cd和Pb出现富集,EF值分别为10.26、42.06、27.39;冬季Ni、Zn、As、Cd和Pb出现富集,EF值分别为22.46、11.03、18.49、84.35、206.03。(3)金属元素在沙尘期间的来源主要为汽车排放(17.66%)、生物质燃烧(10.58%)、化石燃料9.97%和扬沙(61.78%),非沙尘期间4种排放源的贡献分别为23.63%、20.34%、18.39%、37.63%。(4)健康风险评价结果表明,金属元素风险指数小于阈值1,可以忽略;致癌金属Cr的致癌风险值小于10^(-6),没有致癌风险,但Co、Ni、As和Cd的致癌风险值在10^(-6)~10^(-4)之间,有一定的致癌风险。

新疆独山子石化区域PM_(2.5)中水溶性无机离子的形成机制

2015年9月至2016年7月在新疆独山子区采集大气PM_(2.5)样品,对所含的水溶性无机离子和大气气态污染物的季节性变化进行了分析.其结果表明,PM_(2.5)、SO_2、NO_2和O_3的年均浓度分别为70.04、19.36、4.50、83.06μg·m^(-3); PM_(2.5)、SO_2、NO_2的浓度均出现冬季最高,夏季最低的趋势,而O_3浓度在春、夏季节偏高,冬季偏低;总水溶性无机离子的季节变化特征为冬季(68.99μg·m^(-3))>秋季(14.23μg·m^(-3))>春季(10.31μg·m^(-3))>夏季(5.06μg·m^(-3)),其中SO_2^(-4)、NO_3^-、NH_4^+为水溶性无机离子的主要组成部分,占到水溶性总离子质量浓度的70%以上.对硫氧化率(SOR)和氮氧化率(NOR)的估算表明,全年SOR的值均大于0.1,表明SO_2^(-4)主要来自大气二次转化.夏季NOR值远低于其它季节. SO_2^(-4)浓度和SOR在冬季出现较高值,可能是由于冬季取暖导致SO_2排放量增加,同时较高的相对湿度又促进了SO_2的非均相转化.受相对湿度的影响,NO_3^-在冬季主要以非均相反应的方式生成,在春、夏、秋的3个季节主要以均相反应的方式生成;当PM_(2.5)的质量浓度大于75μg·m^(-3)时,NO_3^-/SO_2^(-4)、NOR/SOR和NOR值均显著增加,表明独山子区的硝酸盐污染较为严重.

基于热解-重整-燃烧解耦三床气化系统的生物质催化制富氢气体

生物质催化气化是将生物质转换成富氢气体的有效途径。该研究提出了一种由热解反应器、重整反应器和提升管燃烧器三部分构成的解耦三床生物质气化(decoupled triple bed gasification,DTBG)工艺。在实验室规模的DTBG气化反应装置上,以水蒸气为气化剂,以橄榄石为原位焦油裂解催化床料,进行了生物质水蒸气催化气化试验,考察了生物质种类、重整器温度、生物质进料速率对气化效果的影响规律,并且对气化副产物焦油的特性进行了分析。试验结果表明,生物质原料的挥发分对气化产物分布的影响很大,原料挥发分含量越高,气体产率越高,碳转化率越高,气体中的H2和CO体积分数越大、CO2体积分数越低。当重整器温度由750升高到850℃时,气体产率从0.91增加到1.08 m3/kg,焦油质量浓度从19.1降低到7.3 g/m3,同时气体品质大幅度提升。随着生物质进料速率的增加,产气中H2体积分数大幅度增加,CO2体积分数大幅度降低,但是焦油质量浓度基本不变。当重整器温度为800℃,白松木屑进料速率为220 g/h时,H2和CO体积分数分别达到了42.2%和14.6%,产气中焦油质量浓度为10.1 g/m3。气化焦油的主要成分为多环芳烃,其中萘含量最高。当重整器温度从700℃升高到850℃时,焦油中单环化合物几乎全部分解,3~4环多环芳烃化合物逐步降低,萘的相对含量从54.7%升高到75.6%。该研究结果可为大规模气化装置的设计、运行以及优化提供理论指导。

餐厅、烤肉店PM_(2.5)单颗粒的形貌及矿物组成特征

矿物颗粒是餐厅和烤肉店空气中的主要成分,为研究餐厅、烤肉店大气细颗粒(PM2.5)中单颗粒的化学组成,用带能谱的扫描电镜识别和统计了两个采样点的单颗粒;依据X射线能谱(EDX)数据,对餐厅、烤肉店的PM2.5颗粒采用P(X)值法,进行元素分类.分析表明:烤肉店样品中出现"C质"颗粒,但餐厅样品没有观察到.餐厅的矿物颗粒在数量上占绝对优势(69.3%)并分为"富Si""、富Ca""、富Fe""、富Cu""、富Al""、富Cl""、富Br"、"富Na"等8种不同类型,其中"富Si"占到43.3%、"富Ca"占到25%;在数量上烤肉店的矿物颗粒物占总颗粒的45.67%,分为"富Si""、富Ca""、富Fe"、"富Cu""、富Ti""、富Zn""、富Ca""、富Na"等",富Si"占50%"、富Ca"占24.9%;餐厅和烤肉店矿物颗粒的主要类型相同,说明地壳来源是最主要的单颗粒的来源.

乌鲁木齐南部PM_(2.5)/PM_(2.5-10)中多环芳烃与气象参数的相关性

2011年1-12月在新疆科学院设置采样点,采集大气可吸入颗粒物。并利用气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）对可吸入颗粒物中的多环芳烃进行了定量分析。采样期间细粒子（PM2.5）和粗粒子（PM2.5-10）的质量浓度范围分别为10.30~559.00μg/m^3和16.70~218.80μg/m^3;美国EPA优控的16种多环芳烃中由于萘（Nap）、苊烯（Acp）和苊（Acey）的浓度低于检测线未被检出之外,其余13种化合物均被检出。在PM2.5和PM2.5-10中这13种多环芳烃的总浓度范围分别为：1.18~2 504.72 ng/m^3和1.14~519.87 ng/m^3;采用SPSS软件对颗粒物浓度与气象参数之间相关性分析表明,颗粒物浓度与温度及风速在P〈0.05水平上显著负相关,与相对湿度在P〈0.01水平上显著正相关;采用多元线性回归对PM2.5-ΣPAHs、PM2.5-10-ΣPAHs浓度与气象参数之间建立预测模型,决定系数R2分别为0.689、0.557。

乌鲁木齐市可吸入颗粒物水溶性离子特征及来源解析

采暖期时在乌鲁木齐市采集了环境空气中的可吸入颗粒物,对可吸入颗粒物质量浓度及8种水溶性离子的特征和来源进行了分析。结果表明,细粒子和粗粒子的月平均质量浓度分别是53.5～233.3μg/m3和38.9～60.9μg/m3;细粒子和粗粒子中水溶性离子主要由SO24-、NH4+和NO3-组成;粗粒子中NH4+与NO3-和SO24-的相关性分别是0.70和0.66,细粒子中NH4+与NO3-和SO24-的相关性分别是0.89和0.93,铵盐是乌鲁木齐可吸入颗粒物主要存在形式;煤烟尘是乌鲁木齐市采暖期可吸入颗粒物的主要来源。