废FCC催化剂的形态、成分分析及环境风险评价

为了解中国废FCC催化剂的形态、成分以及其中重金属的潜在危害,以2个炼油厂的3种废FCC催化剂为研究对象,分析了其形态特征和元素组成,并对其做了环境风险评价。结果表明,较新鲜催化剂,废FCC催化剂形态特征以及元素组成均发生了变化,XRD谱图呈无定型态,比表面积明显减小,组分中新增了Ni、Cu、Zn、Pb、V、Ba、As等重金属,其中Ni含量达到10^(-3)级。环境风险评价表明,废FCC催化剂试样不属于危险固体废弃物,但是若对其进行直接填埋,其中的Ni、Zn、Ba、As等重金属会对环境造成一定的风险。

化工类院校环境生物学课程教学体系构建与实施探索

高等化工类院校自然科学领域的本科专业设置大部分和化学有关,因此,开设环境生物学课程显得尤其必要。本文简要介绍了环境生物学课程的发展目标、教学团队和教学手段等,并展望了未来的发展方向。

典型燃煤电厂废SCR催化剂解析及环境管理思考

目的提出废烟气脱硝催化剂成分解析、产生量预测及处理处置的对策。方法用ICP方法对烟气选择性催化还原脱硝过程中产生的大量废SCR催化剂化学成分等进行分析。采用数学模型对废SCR产生量进行估算,并在此基础上给出将废SCR催化剂列入危废名单的原因。结果在燃煤电厂装机容量的基础上进行理论推算,我国将从2017年开始大量产生SCR催化剂固体废弃物,并会逐年增加,在2020年以后逐步稳定在25×104~30×104 m3/a。废SCR催化剂中Ti的含量最高,约占23.3%~46.2%。W,V,Mo,Ba是SCR催化剂中的活性组分,并且不同SCR催化剂中活性组分的含量并不相同。钒的含量对废SCR催化剂的潜在判定影响较大。SCR催化剂可能会吸附砷、汞、镉等重金属以及各种飞灰成分等物质,从而增加了废SCR催化剂的化学成分。依据《国家危险废物名录》第二条的相关规定,鉴于废烟气脱硝催化剂不排除具有危险特性,且不处理或处理不当可能对环境或者人体健康造成有害影响。基于此,本研究团队将烟气脱硝过程中产生的废钒钛系催化剂建议纳入危险废物统一管理。结论废SCR催化剂是我国近期出现并将长期存在的一种脱硝危废,尚缺乏符合国情的处理处置经验。为了建设"天蓝、地绿、水清"的美丽中国,需要继续探索可行的废SCR催化剂的监督和管理措施,完善各项标准和法规,最终实现对废SCR催化剂进行有效的监管。

城市工业地块土壤重金属污染风险评价与源解析

选择上海市金山区为研究区域,基于研究区内25个再开发利用行业地块168个不同深度剖面的土壤样品,测定分析了重金属镉(Cd)、铅(Pb)、铜(Cu)、镍(Ni)、汞(Hg)、砷(As)含量,采用地累积指数、内梅罗综合污染指数和潜在生态风险指数对重金属污染特征进行分析和评价,利用地统计学、相关性分析、绝对主成分-多元线性回归(APCS-MLR)模型解析其污染来源。结果表明,研究区土壤中除As外,其余重金属均不同程度超过上海市土壤背景值,表层土壤中Cd、Pb、Cu、Ni和Hg含量分别为背景值的2.15、1.61、2.20、2.02和1.30倍,6种重金属含量随着土壤深度的增加逐渐降低,重金属在表层土壤中存在一定程度的富集,人类活动扰动主要集中在表层。空间插值结果表明Cd、Cu、Ni高值区主要集中在研究区西北侧,Pb和Hg高值区集中在研究区中部,As元素分布均匀。地累积指数表现为Ni(0.37)>Cu(0.36)>Cd(0.29)>Pb(0.11)>Hg(-0.62)>As(-0.85);内梅罗综合污染指数为1.95,表现为轻度污染;潜在生态风险指数结果显示,研究区综合潜在生态风险指数R值在50.60-271.50,均值为153.00,整体呈现中等生态风险。相关性分析和APCS-MLR模型识别出研究区域土壤重金属主要有3个来源,源1(Cd、Cu和Ni)为金属制品源,源2(Hg和Pb)为化学原料和化学制品源,源3为(As)自然源为主的混合源。该研究对上海市金山区再开发利用场地土壤重金属污染情况进行相对全面的评价,以期为城市更新过程中土壤重金属污染防控和修复提供相应的证据支撑。

固相萃取-高效液相色谱法测定环境水体中四种四环素类抗生素及其稳定性研究

为了利用固相萃取-高效液相色谱法同时检测环境水体中土霉素、四环素、金霉素和强力霉素,采用PEP固相萃取柱净化富集,以0.01 mol/L草酸∶乙腈∶甲醇=7∶2∶1为流动相,检测波长为355 nm。结果表明:标准曲线在0.10～10.00 mg/L具有良好的线性关系(R^2> 0.999),检出限为0.2～0.5μg/L,定量限为0.5～2.0μg/L,方法回收率为80.32%～104.90%,相对标准偏差为2.54%～7.85%。说明该方法操作简单、分析快速、重现性好,可用于环境水体中四环素类抗生素的测定。四环素类抗生素的稳定性研究显示,升温、光照可促进四环素类抗生素的分解,而环境中有机物的影响则呈现两面性。

环境浓度下邻苯二甲酸二乙酯对秀丽隐杆线虫的生态毒理效应

DEP(diethyl phthalate,邻苯二甲酸二乙酯)是一种在环境中普遍存在的具有潜在神经和生殖毒性的增塑剂,其会干扰环境生物的发育水平、运动行为及生化水平.以秀丽隐杆线虫的体长、体宽、头部摆动频率及生化指标作为测试终点,评估环境中DEP对秀丽隐杆线虫的生态毒理效应.在不同环境浓度(0、0.0002、0.002、0.02、0.2、2 mg/ L)的DEP溶液中,对秀丽隐杆线虫进行不同时间(24 h、72 h和10 d)的暴露试验.结果表明:①在不同浓度DEP溶液中暴露24 h后,秀丽隐杆线虫的发育水平均未受到显著影响(P>0.05).②在不同浓度DEP溶液中暴露72 h后,秀丽隐杆线虫的发育水平受到干扰.与对照组相比,在DEP浓度最高(2 mg/ L)时,秀丽隐杆线虫体长下降了3.21%(P<0.05);在DEP浓度为0.0002 mg/ L时,秀丽隐杆线虫的体宽呈上升趋势,且头部摆动频率明显加快了5.52%(P<0.01),秀丽隐杆线虫的发育水平受到显著抑制.③在不同浓度DEP溶液中暴露10 d后,与对照组相比,秀丽隐杆线虫的体长、体宽和头摆频率均出现下降;在DEP浓度为2 mg/ L时,秀丽隐杆线虫体内活性氧自由基、脂褐素和细胞凋亡水平累积均增长显著,出现氧化应激损伤.研究显示,不同环境浓度的DEP溶液会对秀丽隐杆线虫产生一定的毒性影响,且不同暴露时间和暴露浓度产生的毒性影响也存在一定差异.

太湖流域典型城镇水环境芳香胺类污染特征

利用固相萃取-气相色谱/串联质谱法(SPE-GC-MS/MS),对太湖流域上游城镇常州武南地区的地表水体和典型排放源中的4种芳香胺类污染物(AAs)进行连续2年监测,综合分析了2018~2019年间AAs的污染及浓度特征.结果表明,武南地区河网中目标AAs的总浓度范围为<LOQ~2.39μg/L,年平均浓度为0.323μg/L,丰水期浓度高于枯水期,冬季浓度最低,苯胺和邻甲苯胺是主要检出成分.空间分布结果表明武南地区东北部及中部地区污染程度较高.各排放源样品中,除市政污水处理厂出水外,AAs的浓度均大于地表水,与地表水季节变化具有一致性,污染物在丰水期输入地表水强度较大.初步生态风险评价结果表明研究区域地表水中苯胺和间甲苯胺具有较为高的生态风险.研究结果对加强太湖流域水体中芳香胺类污染物的治理及水源地保护提供了数据支撑.

化工废催化剂污染特征及资源化途径

全世界化工行业每年会置换出大量的废催化剂,如处置不当,不仅污染环境,而且浪费了资源。本文对化工行业废催化剂的现状进行了初步调查分析,综述了其来源、类别及特点。基于废催化剂中有价金属的含量远远高于矿藏中所含有的相应组分的特点,建议将其作为二次资源进行利用;分析了化工废催化剂潜在的环境风险并提出了开展环境风险评价的流程,建议建立废催化剂环境风险信息数据库;概括论述了废催化剂减量化、资源化、无害化等的控制手段及存在的问题。文中提出:对于化工废催化剂的处理处置应从清洁生产的角度考虑,不局限于单纯的末端污染控制;建议开展废催化剂减量化、资源化及无害化处理的绿色新技术,达到减少污染、资源综合回收利用的目的。

低温结晶法对染料中间体磺化工艺母液的资源化利用

用低温结晶法处理4种染料中间体磺化工艺母液,研究温度、pH、碱种类等对处理效果的影响。实验表明,模拟废水的化学需氧量(COD)去除率均随着温度的降低而升高;添加氢氧化钾调节pH对2-萘酚-6,8-二磺酸二钾盐(G盐)模拟废水处理效果较好;在酸性条件下,β-萘磺酸钠盐(β盐)模拟废水处理效果随着pH的升高而下降。在对实际废水处理中,G盐废母液经过-12℃冷冻12h,COD去除率为55%,其结晶固体主要成分为2-萘酚-3,6-二磺酸二钠盐(R盐);用氢氧化钾调节过滤液pH至7.0,在-16℃冷冻12h,COD去除率进一步达62%,其结晶固体主要成分为G盐;β盐母液COD去除率可达78.8%,可回收部分β盐。结果表明,通过低温结晶法对G盐母液和β盐母液中有机成分进行资源化回收是有效可行的。

上海市典型地区环境空气可吸入颗粒物中重金属污染水平及健康风险评价

为了探究上海市典型地区环境空气中可吸入颗粒物(PM10)中重金属的污染水平及其对人体的健康风险,本研究分别于夏季和冬季在上海徐汇区和金山区设置多个采样点,采集室外大气PM10样品,同时招募相同区域各20名志愿者进行室内颗粒物采集,分析其中Cr、As、Pb、Cd和Hg的含量,并采用美国EPA健康风险评价模型对重金属的风险进行评价.结果显示,上海市典型地区环境空气中的PM10浓度范围为36.6~266.6μg·m^-3,其中,冬季浓度高于夏季,城市浓度高于农村,室外浓度高于室内;PM10中重金属含量从高到低依次是As>Pb>Cr>Cd>Hg,且呈一定的空间分布关系,室外Pb和Cd的平均浓度高于室内,As则是室内浓度高于室外.上海市典型地区环境空气PM10中的重金属致癌风险为成年人高于儿童,As存在潜在致癌风险.

涂料生产行业RTO设备典型爆炸及泄爆过程模拟

采用Fluent软件建立典型的物理模型及数值模型来模拟RTO燃烧室发生苯气体爆炸事故及其泄爆过程。结果表明:点火源设置在RTO底部且泄爆口设置在顶部时,更有利于保证RTO设备的系统安全。泄爆口开启后,燃烧室内的压力会在20 ms内达到常压,泄爆过程普遍存在二次峰值现象。燃烧室爆炸过程中燃烧室内达到压力峰值的时间随初始温度的升高而缩短,最大爆炸压力随温度升高而减小;燃烧室内达到的爆炸压力峰值随苯蒸气-空气初始化学计量比的增大呈现先增大后减小趋势,在化学计量比为1.4时,爆炸压力峰值最大。

石棉保护层对热辐射连锁效应的影响

分析了石棉保护层对热辐射连锁破坏效应的影响。结果表明,保护层可显著降低储罐的压力升高速率,使储罐的失效时间增大。热辐射作用下储罐的失效时间随石棉层厚度的增加呈现指数递增趋势,应用数据拟合,建立了二者的关系式。在储罐失效时间大于热辐射持续时间的条件下,建立了避免热辐射连锁破坏的准则,即储罐防热层的理论设计依据。

高盐废水单质分盐与资源化利用的研究进展

工业生产中产生的高盐废水是一类较难处理的废水,直接排放或管理不善会污染环境,且会造成资源的浪费,因此需通过经济高效的处理技术对其进行处理及资源化利用。结合目前高盐废水的处理背景,介绍了工业高盐废水的常用处理技术和单质分盐工艺,并结合工程与发明实例,分析了这些常用技术的优缺点,提出未来工业高盐废水处理研究的重要方向是解决目前组合分盐工艺中存在的弊端,并对现有工艺做了优化。

基于改进DRASTIC模型的平原河网地区地下水脆弱性评价

DRASTIC模型易使用,在国内外地下水脆弱性评价方面得到广泛应用,但平原河网地区地势平坦、地下水埋深浅,DRASTIC模型需根据其特征进行改进,目前应用尚不多见。该研究结合平原河网地区水文地质特征,选取地下水埋深、净补给量、含水层厚度、水力阻力及含水层渗透系数5个指标改进DRASTIC模型,基于GIS软件构建平原河网地区地下水脆弱性评价DRAHC模型,并以上海市为例,进行实例计算与评价。结果表明上海市地下水脆弱性总体较高,"较高"和"高"占全市总面积45.27%,"中等"占33.08%,"低"和"较低"占21.65%。各指标的单参数敏感度分析和地图移除敏感度分析结果显示,有效权重与理论权重大小排序基本一致,每个指标去除均对地下水脆弱性评价结果产生较大影响,说明DRAHC模型在平原河网地区应用的合理性。该研究结果能够为上海市地下水资源管理提供依据,为类似区域地下水脆弱性评价提供参考。

杭州湾北岸上海段石化集中区臭氧重污染过程研究

为研究杭州湾O3污染的形成机制,采用在线监测系统对杭州湾北岸上海段石化集中区O3及其前体物开展了为期1个月(2019年5月)的同步连续观测.采用OZIPR(臭氧等值线研究)模型分析O3生成的敏感性.在O3重度污染期间,利用PMF(正定矩阵因子分解)模型对O3前体物——VOCs进行源解析,采用臭氧生成潜势及气团老化分别估算了VOCs的反应活性和化学消耗.结果表明:①2019年5月杭州湾北岸上海段石化集中区O3的IAQI(空气质量分指数)优良率仅为61.3%,ρ(O3)第90%分位值为173.0μg/m 3.5月22日、23日发生重度O3污染,O3日最大8 h滑动平均值分别为(284.4±19.2)(282.0±14.2)μg/m 3,分别超过GB 3095—2012《环境空气质量标准》二级标准限值(160μg/m 3)的77.75%和76.25%.②O3的生成受VOCs控制,降低VOCs的排放可在一定程度上降低O3的生成,降低NO x的排放反而会促进O3的生成.③O3重度污染期间,VOCs主要来自化工区排放(72.35%)和机动车尾气排放(27.65%).④O3重度污染期间,烯烃、炔烃及芳香烃对O3生成的贡献率之和在80.00%以上,其中丙烯、乙烯和甲苯的贡献率分别为29.97%、15.60%和14.16%;芳香烃及烯烃和炔烃是最主要的VOCs化学消耗物种,其中φ(丙烯)、φ(乙烯)和φ(1,2,4-三甲苯)的消耗量分别为13.57×10^-9、4.93×10^-9和3.55×10^-9.研究显示,杭州湾北岸上海段5月O3的生成受化工区影响显著,丙烯与乙烯是O3重污染期间关键的O3前体物.

烹饪过程中细颗粒物和黑碳颗粒物的排放特征

探讨了不同烹饪油品以及烹饪食材对烹饪过程中产生颗粒物的影响。实验通过1台DustTrakTM DRX Aerosol Monitor Model8533,1台TSI Fast Mobility Particle Sizer 3091(FMPS)和1台黑碳采样器Aethalometer AE51同时监测烹饪过程中颗粒物的质量浓度、数目浓度和黑碳浓度的变化。实验发现,橄榄油烹饪所产生的颗粒物是所选4种油品中产生得最多的,PM1、PM2.5和黑碳浓度分别达到了55、57和0.19mg/m3。使用橄榄油对4种不同食材进行烹饪发现,在炒大白菜的过程中产生的PM1、PM2.5和黑碳颗粒物比猪肉、土豆和鸡肉产生的颗粒物浓度高。

上海城郊农田土壤锑含量分布及生态风险

采集了上海城郊34块农田的不同深度土壤样品共计443个,测定了锑含量,并用单因子污染指数和潜在生态风险指数进行评价。结果表明,上海城郊农田土壤中锑浓度平均值低于上海土壤环境背景值(0.75 mg/kg),随深度加深而逐渐降低,表层土壤锑平均质量浓度为0.55 mg/kg,超背景值比例为24.11%,中层和深层土壤超背景值比例分别只有9.09%、0.91%。近郊农田的土壤锑含量总体高于远郊,近郊和远郊的单因子污染指数分别为1.14、0.70,分属轻度污染和尚清洁;潜在生态风险指数分别为5.99、3.68,均属轻微风险。近郊农田受城市化进程影响较大,农用地破碎化程度较高,特别是宝山区和嘉定区值得进一步关注。

固化/稳定化垃圾焚烧飞灰中的Pb在干湿交替环境中的溶出风险评估

评估了水泥+螯合剂协同处理垃圾焚烧飞灰中的铅(Pb)在干湿交替环境中的溶出风险。结果表明:在干湿交替环境中,水泥+螯合剂协同处理飞灰的矿物组成可保持稳定,水化程度有所提高。经过30次干湿交替后,由于飞灰颗粒受到更多水化产物的保护,Pb的浸出毒性从0.15 mg/L降低至0.05 mg/L。另外,协同处理与单独的水泥固化相比,对Pb的稳定化效果更好,Pb的浸出毒性更易达到GB 16889—2008《生活垃圾填埋场污染控制标准》;经过同样的12次干湿交替后,协同处理飞灰中Pb的浸出毒性(<0.05 mg/L)远低于单独的螯合稳定飞灰(0.53 mg/L),溶出风险显著降低。因此,水泥+螯合剂协同工艺适用于干湿交替高发地区的垃圾焚烧飞灰中Pb的稳定化处理。

垃圾渗滤液中微塑料分析的消解方法评价

微塑料(MPs)是近年来国内外关注度极高的新兴污染物,建立实际环境样品中MPs的分析方法是开展相关研究的基础。对于复杂污水样品而言,样品的消解过程至关重要,将极大地影响MPs的准确分析。选择垃圾渗滤液为典型复杂污水样品,采用样品浊度和色度变化、残余悬浮固体量、MPs在颗粒物中的占比为评价指标,对盐酸消解、30%过氧化氢消解及芬顿试剂消解3种常用消解方法的消解效果进行了比较。结果表明,30%过氧化氢对垃圾渗滤液样品的消解效果最佳,MPs在全部颗粒物中的占比达63.7%,极大地缩减了后续MPs定性分析的时间,降低了分析难度,且对渗滤液中MPs的回收率也高达(103±3)%。在此基础上,讨论了消解效果与过氧化氢投加量/样品浊度(V_(H_(2)O_(2))/T_(1))的关系。当V_(H_(2)O_(2))/T_(1)为0.15~0.20 mL/NTU时,样品残余悬浮固体量最低,消解效果最佳。

结晶过程中诱导调控剂的研究现状及展望

介绍了结晶过程中诱导调控剂的种类、优缺点及其应用的研究现状,并对结晶调控中调控剂设计、标准化与复合化进行了展望。在结晶过程中合理运用调控剂,能够加快晶体的结晶速率,改变晶体的结构、晶型等,并且能够在结晶过程中做到资源节约,有效利用。混合模板作为调控剂效果更为明显;标准化与分子设计等理念的发展能够使调控结晶剂在现代化工中发挥更重要的作用。