有机合成类土壤改良剂的制备及其对沙化土壤抗蚀性的改良效果

[目的]探究以玉米芯、腐殖酸为原料制备纤维素基土壤结构改良剂对沙质土壤抗侵蚀性能的改良效果,为区域性水土流失治理工作提供科学参考。[方法]选择漆酶(Lac)和木素过氧化物酶(Lip)的单酶类型和双酶协同,设置3个酶活水平,2个玉米芯生物质添加处理,固定腐殖酸用量,通过水溶液聚合法制备纤维素基土壤改良剂。利用红外光谱对酶解产物及改良剂官能团进行表征,基于溶胀特性分析土壤保水持水能力和改良剂的网状特征,基于机械性和水稳性团聚体相关参数分析改良剂对沙质土壤抗蚀性的改良效果。[结果]①纤维素基土壤改良剂的吸纯水倍率为纯腐殖酸基改良剂的0.61~4.84倍。添加4 g漆酶(20 U)+木素过氧化物酶(20 U)酶解产物制备的土壤改良剂(LLP_(3-4))的吸纯水倍率最高,为66.7 g/g。改良剂溶胀过程符合Schott二级动力学模型。②与CK相比,3种酶解方案制备的改良剂(Lac_(3-4),Lip_(3-4)和LLP_(3-4))1%添加处理,土壤的饱和持水量提高了20%~60%;LLP_(3-4)可使机械性大团聚体和水稳性大团聚体(粒径>0.25 mm)含量分别增加了6倍和14倍,使土壤平均重量直径和几何平均直径分别增加了70.59%和46.67%,分形维数降低了21.36%。[结论]双酶预处理方案制备的纤维素基土壤改良剂可显著提升沙化土壤的保水持水能力及抗蚀性能。

玉米芯基保水剂对紫花苜蓿光合日变化特性的影响

为探究保水剂对沙质土壤吸水持水能力和紫花苜蓿光合生长日变化特性的影响,以本课题组研发的玉米芯基保水剂和2年生紫花苜蓿为试验材料,采用盆栽人工给水和自然耗水相结合的方法,设置A、B、C、D四个保水剂添加处理(分别在100 g土壤中加入0、0.2、0.4和0.8 g保水剂),选择紫花苜蓿对土壤水分最为敏感的分枝期和现蕾期开展试验。结果表明,与处理A相比,不同添加处理均可提高土壤持水能力;能够有效缓解紫花苜蓿光合“午休现象”。处理C在试验周期内,土壤相对含水率保持在45.27%~70.67%间。与处理A相比,处理C的紫花苜蓿生物量提高了71.81%。说明玉米芯基保水剂用量为土壤重量的0.4%时,对紫花苜蓿光合特性的改良效果最佳。

西安第十四届全国运动会及残特奥会前后PM_(2.5)溯源研究

基于2021年9月~11月西安市环境空气质量监测数据,分析十四运会及残特奥会前中后期西安市区域PM_(2.5)的污染特征,利用HYSPLIT模型、潜在源贡献因子法(PSCF)和权重浓度轨迹法(CWT)确定气团输送路径、潜在源区及其对PM_(2.5)质量浓度的贡献.结果表明:研究期间西安市以东南风为主导,PM_(2.5)浓度在十四运会期间最低,残特奥会结束后最高.PM_(2.5)的气团输送路径以陕南附近的本地输送、偏东和偏南方向的近距离输送以及西北方向的远距离输送为主.PM_(2.5)的潜在源区主要分布在河南湖北、贵州四川重庆、新疆内蒙地区以及陕南各城市及周边省份交界处.

四环素胁迫下小白菜生长对生物炭源溶解性有机物的响应

为了研究内源生物炭溶解性有机物(BDOM)对四环素类抗生素污染生物效应的影响,分别在水溶液和土壤介质中研究盐酸四环素(TC)对小白菜种子的萌发效应,在此基础上探讨BDOM输入后TC对小白菜种子发芽率和根伸长、芽伸长的影响.结果表明:同一污染水平下,小白菜的根伸长抑制率和芽伸长抑制率与TC质量浓度存在剂量-效应关系,TC在水溶液中对小白菜根伸长和芽伸长抑制效应高于土壤中,根伸长抑制率是评价TC生态毒性最佳指标;无论在水溶液还是土壤介质中,BDOM协同TC均对小白菜种子萌发起到一定程度的促进作用;在水溶液中,BDOM能够有效缓解TC的胁迫,促进芽的伸长,而对根伸长则起抑制效应.在土壤介质中,TC胁迫下BDOM对小白菜根伸长产生低浓度促进高浓度抑制的效应,对芽伸长作用表现为促进效应.

典型固体燃料燃烧排放环境持久性自由基的特征

为研究典型固体燃料燃烧排放环境持久性自由基(EPFRs)的污染特征,本文以小麦秸秆和煤粉为研究对象,利用自制的燃料燃烧和颗粒物样品收集装置获得小麦秸秆和煤粉在不同燃烧条件下排放的烟气颗粒样品,基于电子顺磁共振波谱技术(EPR)分别确定EPFRs在第0、1、3、7天的自旋浓度、g因子、ΔH_(P-P),通过萃取实验确定EPFRs可被甲醇和二氯甲烷所萃取的量,以获得其污染、衰变特性.结果表明,低温低氧或无氧条件下,小麦秸秆和煤粉燃烧以阴燃或热解为主,排放的EPFRs主要为氧中心自由基,属于非衰变型,有机溶剂可萃取部分可达67%;随着温度和空气通入量的增加,小麦秸秆和煤粉逐渐燃烧,排放的EPFRs浓度增加,由氧中心自由基逐步转化为含氧官能团的碳中心自由基,衰变缓慢,溶剂可萃取的EPFRs占比仅有2.14%;当温度和空气量足够,小麦秸秆和煤粉完全燃烧,半衰期分别为56 d和43 d,为快速衰变型,溶剂不可萃取的EPFRs部分高达97.01%.温度和空气量对小麦秸秆和煤粉燃烧排放的EPFRs的种类、结构及衰减影响大,而样品含水率无显著影响.

腐殖酸对磷石膏中水溶态磷的吸附行为及其缓释效应

为探究磷石膏中水溶态磷的固定化及其资源化利用途径,以腐殖酸(HA)为吸附介质、磷石膏为实验磷源、磷酸二氢钾为对照磷源,探究HA对两种磷源中水溶态磷的吸附行为,及吸附相中无机磷素的赋存形态与缓释效应.结果表明:HA对两种磷源水溶态磷吸附过程均符合准二级动力学方程和Langmuir模型,表明吸附是以化学吸附为主的单分子层吸附;且理论最大吸附量分别为4.14 mg·g^(-1)和5.26 mg·g^(-1).两种磷源水溶态磷浓度在50 mg·L^(-1)时,磷石膏为磷源时吸附相中磷素的缓释效应更佳.

大气颗粒物采样器的设计与应用

自行开发设计大气颗粒物双通道采样器,通过更换粒径切割器实现对大气总悬浮颗粒物(TSP)、可吸入颗粒物(PM10)或细颗粒物(PM2.5)样品的采集。该仪器通过流量传感器、比例阀和流量控制板精确控制每个通道的采样流量,控制系统还可实时采集大气环境温度、压力、湿度、风速和风向5个气象参数,并根据环境温度、压力的变化对采样的体积流量进行补偿计算,以确保进样口体积流量恒定,保证粒径切割准确。在2011年深圳大学生运动会期间(8月12—23日)和后期(8月24日至9月4日),利用该仪器进行了大气环境野外观测实验,并对该仪器和Thermo2300采样器的结果进行了平行性分析和对比分析,其平行结果和对比结果相关系数均大于0.99。

深圳大运会前后大气含碳气溶胶污染特征

2011年8月12--24日，深圳市成功举办了第26届世界大学生运动会．为保证空气质量，两个观测点的PM25（空气动力学直径〈2．5μm的大气颗粒物）质量浓度均值分别为（12．99±3．73）μg／m3和（25．24±5．20）μg／m3．然而，8月24日（含）大运会结束、主要污染控制措施取消之后，PM25的质量浓度呈现台阶式突增，测得观测点所处位置PM25分别为（48．01±8．73）μg／m3和11（54．05±6．53）μg／m3．为探讨大气颗粒物污染水平变化的原因，对大运会结束前后深圳市大气含碳气溶胶的变化特征进行了分析，利用元素碳示踪法对大运会结束前后的一次和二次含碳气溶胶污染水平进行估算，结果显示大运会结束后的2个观测点的一次有机碳估算浓度较大运会期间增长了55％和22％。二次有机碳分别增长了442％和169％．结合气象因素及后向轨迹聚类模型的分析结果，认为在大运会结束后的大气颗粒物浓度阶梯状增加的原因除本地污染累积外，污染气团远距离传输以及气象条件都对阶梯型污染有一定的贡献．

西安市大气PM_(2.5)的化学组分及其来源

西安市是中国北方大气污染最为严重的城市之一,且大气PM_(2.5)会对人类健康造成不利影响,为研究西安市大气PM_(2.5)污染水平,本文采集2017年四季共121个大气PM_(2.5)样品,分析其水溶性离子、有机碳(OC)、元素碳(EC)、18种元素含量并解析其来源。结果表明,2017年PM_(2.5)年均质量浓度为(64±45)μg·m^(−3),冬季浓度最高,其次为秋季、春季和夏季。NO_(3)^(-)、SO_(4)^(2−)、NH_(4)^(+)和Ca^(2+)是水溶性离子的主要成分,占总离子浓度的89%,并占PM_(2.5)年均浓度的46%,主要来自二次反应及沙尘。总元素年均浓度为(13.95±8.17)μg·m^(−3),占PM_(2.5)的22%,其中Pb、Zn、Cu、As和Ni等元素受到严重的人为污染,主要源自金属冶炼、工业排放、机动车排放及煤燃烧。OC与EC的年均质量浓度分别为(13.02±6.69)μg·m^(−3)和(3.35±1.17)μg·m^(−3),年均OC/EC比值为(4.05±1.49),说明主要受燃料燃烧和机动车排放的影响,二次有机污染的影响不容忽视。正矩阵因子分解(PMF 5.0)模型结果表明,西安市大气PM_(2.5)的主要污染源来自煤燃烧、机动车排放、二次硝酸盐、二次硫酸盐,同时受到扬尘、工业和金属过程等的影响。结合气象因素发现,不良的气象条件严重影响污染物的扩散、传输与积累。

新冠疫情对关中盆地空气质量的影响

基于新冠疫情紧迫形势,国家和地方政府果断采取了一系列防控方案,从侧面极大的减少了大气污染排放量(源),另一方面为解析人为活动对大气污染的影响提供了研究时机.本文结合气象、工业、交通等数据和资料,通过数学统计和空间分析等方法对关中盆地疫情期间和2019年同期空气质量及污染物浓度进行了详细的对比分析,并探讨了疫情前后空气质量变化的潜在原因.结果表明:疫情期间关中盆地空气质量的整体优良率为66%,空气质量整体得到改善;空气质量综合指数在疫情期间下降20%以上,但各市相差不大.与2019同期相比,除O_(3)外污染物浓度均出现不同程度下降,下降幅度呈现为:PM_(10)(25.6%)>PM_(2.5)(17%)>CO(16.4%)>NO_(2)(14.8%)>SO_(2)(13.6%),首要污染物分别为PM_(10)、PM_(2.5)、O_(3).伴随着PM_(2.5)和NO_(x)浓度的明显减小以及太阳辐射通量的显著增加,O_(3)的滴定作用减弱,使得O_(3)浓度有所增加(增幅约6%),并成为首要污染物.气象条件、工业与机动车是出现这种变化的重要因素.该研究结果有望服务于当地,为地方大气污染治理提供科学参考.

提高环境工程专业实习教学质量的探索

本文针对环境工程专业实习教学环节广泛存在的学生理论知识掌握不牢、师生沟通交流渠道单一、实习现场讲解听不清以及讲解指示性差等实际教学问题,提出了针对性强、简单实用、可行性强的教学改革新思路,从细节出发提高环境工程专业实习教学质量,保证实践教学效果。

累及静脉的低级别子宫内膜间质肉瘤一例

患者女性,39岁,因“腰痛伴双下肢肿胀、乏力半个月”入院。体格检查:双下肢明显肿胀,压之可凹,皮温略低。足背动脉搏动尚可。实验室检查未见异常。常规超声检查:下腔静脉及双侧髂静脉明显增宽,管腔内不规则高回声充填,内见少许条状血流信号。下腔静脉下段至双侧髂血管汇入部与盆腔实性肿物关系密切,肿物范围约15.2 cm×10.1 cm,与子宫分界不清,周边及内部可见彩色血流信号,考虑血管平滑肌瘤病可能。右附件区多房隔囊实性肿物,范围约12.7 cm×6.3 cm,与盆腔肿物关系密切,周边可见彩色血流信号,考虑来源于卵巢。

西安市PM_(2.5)中碳质气溶胶污染特征

利用热光分析法探究了西安市2017年353个PM_(2.5)样品中的元素碳(EC)、有机碳(OC)、甲醇可萃取有机碳(MSOC)以及热-光分析法得到的7个碳组分(OC1～4、EC1～3)的质量浓度、季节变化趋势以及来源.结果表明,西安市2017年OC、EC以及MSOC的平均质量浓度分别为(17. 56±11. 83)、(4. 08±2. 95)和(11. 10±6. 77)μg·m^(-3). OC质量浓度的季节性趋势为冬季>春季>夏季>秋季; EC为冬季>春季≈秋季>夏季. MSOC/OC比值年平均值为0. 64±0. 20,冬季最高,夏季最低.春季OC和EC相关性较好(r^2=0. 76),而在冬季的相关性较差(r^2=0. 43),说明碳气溶胶的来源不同.采用EC示踪法对二次气溶胶的含量进行估算,SOC的平均含量分别占到了春、夏、秋、冬四季OC质量浓度的51. 9%、38. 4%、37. 3%、44. 0%.采用主成分分析法得出西安市的碳质气溶胶主要来源于燃煤和机动车排放.

西安地区PM_(2.5)中环境持久性自由基(EPFRs)性质及来源研究

环境持久性自由基(environmental persistent free radicals, EPFRs)是一种近年来备受关注的环境风险物质,可能会危害人体健康.本研究利用溶剂萃取方法从西安市大气PM_(2.5)样品中分离出物质,运用电子顺磁共振波谱(EPR)技术分析了不同大气污染状况下大气PM_(2.5)样品及类黑碳成分中EPFRs的种类和含量,并分别测定PM_(2.5)和类黑碳成分催化H_2O_2产生羟基自由基的能力.结果表明:PM_(2.5)中的EPFRs约有85%～90%是由类黑碳成分产生的.可见光照(400～700 nm)前后,PM_(2.5)样品中EPFRs的含量增加10%～20%.此外,实验结果亦表明PM_(2.5)中能催化H_2O_2产生羟基自由基的物质主要是PM_(2.5)中水溶性物质而不是类黑碳.大气PM_(2.5)中的EPFRs没有显著催化H_2O_2产生羟基自由基的能力,也不能将O_2分子转化为活性氧物质.

西安市PM2.5中水溶性离子的季节变化特征

为探究西安市大气PM2.5中水溶性离子的污染特征及来源,本研究采集2017~2018年的PM2.5样品,利用离子色谱仪测定9种水溶性离子(SO4^2-、NO3^-、Cl^-、F^-、Na^+、Mg^2+、NH4^+、K^+和Ca^2+)的浓度水平,并对NH4^+的存在形式分析、氮氧化率(NOR)、硫氧化率(SOR)以及[NO3^-]/[SO4^2-]等进行探究.结果表明,西安市PM2.5中水溶性离子主要来自扬尘、燃煤、生物质燃烧和二次生成.Ca^2+、SO4^2-、NH4^+和NO3^-是西安市大气PM2.5中主要的水溶性离子.相关性分析结果表明,西安市春季NH4^+不能完全中和SO4^2-,未中和的SO4^2-主要与K+和Ca^2+结合;夏季NH4^+主要以NH4HSO4和(NH4)2SO4的形式存在于大气中;秋季的NH4^+主要以NH4HSO4和NH4NO3的形式存在;冬季大气中NH4^+多以(NH4)2SO4和NH4NO3的形式存在.硫氧化率和氮氧化率的年均值分别为0.35和0.16,说明研究期间SO4^2-、NO3^-的二次生成率较大.[NO3^-]/[SO4^2-]比值说明西安市春夏季主要受固定源影响,秋冬季主要受移动源影响.

MOFs基多孔材料吸附去除VOCs的研究进展

大气中挥发性有机物(VOCs)严重威胁生态环境和人类健康,其治理迫在眉睫。吸附法因操作简单、效率高、能耗低等优势成为目前处理VOCs最经济有效的方法之一。但传统吸附材料如分子筛、活性炭、硅藻土等存在吸附容量小、易堵塞、选择性低且再生困难等问题。因此,发展高效稳定的VOCs吸附材料仍是目前的研究热点。金属有机框架材料(metal-organic frameworks,MOFs)是一种比表面积高、孔道结构丰富的新型多孔材料,在VOCs吸附净化方面具有良好的应用潜力。针对近10年MOFs基多孔材料吸附去除VOCs的研究,从MOFs的结构和特点出发,详述MOFs的分类及其复合材料的类型,基于MOFs基多孔材料吸附VOCs过程中的影响因素和机制,对其在VOCs吸附应用方面的研究进展进行总结,并对其在该领域的未来发展进行展望。