冬季平原河网水体溶存甲烷和氧化亚氮浓度特征及排放通量

以长江三角洲上海地区和海河流域天津地区水网为研究对象,对冬季河网表层水体溶存甲烷（CH4）和氧化亚氮（N2O）浓度、饱和度及水-气界面排放通量进行了研究.结果表明,冬季我国平原河网水体溶存CH4和N2O的浓度值都很高,呈高度过饱和状态：CH4浓度均值为0.86mol/L（饱和度：758%）,范围在（0.043±0.001）～（25.3±9.32）μmol/L之间;N2O浓度均值为86.8nmol/L（饱和度：488%）,范围在（9.71±0.41）～（691±35.2）nmol/L之间变化.天津排污河水体CH4和N2O浓度显著高于其他河流（均值分别为38.4mol/L和88.9nmol/L）.水体溶存CH4和N2O浓度、饱和度存在很大的地区差异,上海河网的CH4和N2O浓度和饱和度均值高于天津河网.河网水体水-气界面CH4和N2O排放通量变化范围很广,CH4通量在（1.35±0.22）～（665±246）mol/m2h之间,平均值为24.1mol/m2h,N2O通量在（0.19±0.02）～（22.6±5.05）mol/m2h之间,平均值为2.28mol/m2h.相关分析发现,河网水体溶存CH4浓度与DO显著负相关,与NH4＋显著正相关;N2O浓度则与NH4＋和NO3＋NO2显著正相关.河网水-气界面CH4和N2O排放通量均呈现出市区高郊区和农村低的空间分布规律,污染严重的河流已显然成为大气CH4和N2O的潜在排放源.     

Suppression of Photoinduced BBO Defects Generation on TIO2（110） by Water

We have investigated creation of variable concentrations of defects on TIO2（110）-（1×1） surface by 266 nm laser using temperature programmed desorption technique. Oxygen-vacancy defects can be easily induced by ultraviolet light, the defects concentration has a linear dependence on power density higher than 50 mW/cm2 for 90 s irradiation. No observation of O2 molecule and Ti atom desorption suggests that UV induced defects creation on TiO2（110）-（1×1） is an effective and gentle method. With pre-dosage of thin films of water, the rate of defects creation on TiO2（110）-（1×1） is slower at least by two orders of magnitude than bare TiO2（110）-（1×1） surface. Further investigations show that water can be more easily desorbed by UV light, and thus desorption of bridging oxygen is depressed.     

两相流中煤粉的燃烧机理及动力学特征

利用微型流化床动力学分析仪研究了两相流条件下无烟煤粉的燃烧反应机理和动力学特征,并与热重法所得结果进行比较分析。结果表明,当温度大于850℃时,煤粉燃烧机理发生了变化,燃烧气态产物的生成比例也随之改变;当气速大于0.10 m/s时,气体扩散限制基本被消除,煤粉燃烧反应速率主要受界面化学反应控制;煤粉燃烧反应速率随着氧气分压的增大呈幂函数形式增长,且氧气分压对煤粉静置燃烧的影响更加显著。煤氧两相流燃烧的表观活化能与静置燃烧相比降低了49 kJ/mol,相同温度条件下两相流燃烧的界面化学反应阻力也明显小于热重法测试结果。     

固相微萃取-气相色谱-质谱法检测30种农药残留

建立使用一种萃取头同时检测蔬菜中30种农药的GC-MS分析方法。采用了SPME-GC/MS自动进样技术,比较聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚丙烯酸酯(PA)、聚二甲基硅氧烷-二乙烯基苯(PDMS/DVB)、聚乙二醇-二乙烯基苯(CW/DVB)4种固定相涂层的分析效果,选择了目标物萃取效率较高、干扰物萃取较少的PDMS。通过正交实验设计,选择不同的萃取温度、萃取时间、振荡速度进行试验,最终确定振荡速度250 r/min,萃取温度70℃,萃取时间60 min作为萃取条件。对不同的无机盐浓度对标准品溶液和加入基质标准品溶液的提取效率的影响分别进行了试验,确定用10%(w/V)NaCl溶液增加提取液离子强度。试验过程中优化分析的色谱条件和质谱条件,进样到分析结束时间可控制在40 min。该方法检测蔬菜样品中混合标准溶液的回收率为43%～119%,相对标准偏差在3.4%～19%之间。     

对固体圆二色光谱测试方法的再认识——兼谈“浓度效应”

对近期发展的固体圆二色(CD)光谱测试方法进行了概述、评价和比较,着重探讨了"浓度效应"的存在使固体CD光谱失真的原因.通过对本课题组和其他作者已报道的四种化合物的固体CD谱再测试的反思,强调了依手性化合物的手性光谱学性质不同,根据浓度梯度实验选择其合适测试浓度的必要性.对固有手性的阻转异构化合物(S)-1,1-联二萘酚(S-BINOL)进行了成膜法固体CD谱浓度梯度测试,发现所得固体薄膜CD谱中也存在着"浓度效应".     

多种类表面活性剂临界胶束浓度定量构效关系

表面活性剂的临界胶束浓度(CMC)是个非常重要的物质特性参数, CMC在研究表面活性剂的工业应用和生物利用方面发挥着关键作用. 本工作提出了一个新的拓扑指数—扩展距离矩阵, 建立了一个稳定的构效关系模型, 并对175种表面活性剂的临界胶束浓度进行了计算预测. 结果表明, 基于新的拓扑指数建立的构效关系模型计算临界胶束浓度能给出稳定可靠的预测结果, 其预测结果相关性系数R²(training set)=0.9295, 相对标准偏差ARD(training set)=8.20%, R²(testing set)=0.9257, ARD(testing set)=6.76%. 与文献中模型预测结果的对比表明, 本工作在稳定性和可靠性上均有显著改善.     

大型砂尘风洞中砂尘浓度测量与控制方法的研究

砂尘浓度指标严重影响砂尘风洞试验效果;在大型砂尘风洞中准确的测量及有效的控制砂尘浓度是砂尘风洞设备研制中的两个关键问题;针对动态试验工况环境中浓度传感器标定的问题,分析了浓度测量时标定参数与风速和浓度的关系,使用模型树算法建立了三者之间的关系模型,以此模型来预测各种动态情况下的标定参数;针对复杂环境下浓度动态控制问题,采用专家PID算法,提出了多回路控制系统结构和专家规则;工程实践表明该测量和控制方法满足了动态试验环境的需求,取得了良好效果;模型树算法和专家PID系统能有效的解决动态工况下砂尘浓度的测量与控制问题。     

生物燃料电池处理生活污水同步产电特性研究

以某生活污水处理厂缺氧池活性污泥为接种体,以葡萄糖为模拟生活废水,构建双室型微生物燃料电池。利用微生物燃料电池(MFC,Microbial fuel cell)实现生活废水降解与同步产电。研究基质降解动力学及温度对MFC电极过程动力学的影响,明确微生物电化学活性、阳极传荷阻抗、阳极电势、电池产能之间的关系,考察库伦效率及COD去除率。研究结果表明,电池功率输出与基质浓度关系遵循莫顿动力学方程:P=Pmaxc/(ks+c),其中,半饱和常数ks为138.5 mg/L,最大功率密度Pmax为320.2 mW/m2。葡萄糖浓度较小时,反应遵循一级动力学规律:-dcA/dt=kcA,k=0.262 h-1。操作温度从20℃提高到35℃,生物膜电化学活性不断提高,传荷阻抗从361.2Ω减小到36.2Ω,阳极电极电势不断降低,同时,峰值功率密度从80.6 mW/m2提高到183.3 mW/m2。45℃时,产电菌活性降低,峰值功率密度减小到36.8 mW/m2。葡萄糖浓度为1 500 mg/L,温度为35℃时,MFC电化学性能最佳,稳定运行6 h后库伦效率为44.6%,COD去除率为49.2%。     

循环流化床富氧气化实验研究

在循环流化床富氧气化实验台上,通过调节水蒸气流量使气化温度基本稳定在910℃,研究了不同氧气浓度及气化当量比对煤气组分、产气率、冷煤气效率及碳转化率的影响。结果表明,氧气浓度从25%增加至40%时,N2体积分数从48.82%降低至33.83%,H2从21.47%不断增加至27.59%,CH4基本不变;受水蒸气流量影响,氧气浓度高于35%时,CO体积分数降低,CO2体积分数增加;氧气浓度40%时的煤气热值为空气气化煤气热值的1.84倍,产气率随氧气浓度增加从2.35 m3/kg降至2.13 m3/kg,冷煤气效率和碳转化率不断增大;当气化当量比从0.20增加至0.29时,N2体积分数先降低后升高,H2体积分数从24.01%增加到25.46%后基本保持不变,CO和CH4持续减小,CO2不断增加,产气率由1.94 m3/kg升高到2.29 m3/kg;受水蒸气和气化当量比综合影响,冷煤气效率先增大后减小,碳转化率持续增加。     

固相萃取-气相色谱-串联质谱法同时测定武汉市普通人群血清中35种有机氯农药与多氯联苯

有机氯农药(OCPs)和多氯联苯(PCBs)是两类重要的持久性有机污染物,可在环境介质中长期存在,并通过多种途径进入人体,导致人体的高暴露风险。OCPs和PCBs对人体存在诸多健康危害,精准定量人体内OCPs和PCBs的暴露水平是健康效应评价的关键。该研究基于固相萃取-气相色谱-串联质谱联用技术(SPE-GC-MS/MS)建立了同时检测100 μL血清中35种OCPs和PCBs的分析方法。血清样品经尿素沉淀蛋白后,采用Oasis^® HLB小柱净化,正己烷-二氯甲烷混合溶液(1∶1, v/v)洗脱,氮吹近干,正己烷定容,多反应监测(MRM)模式检测,内标法定量分析。结果表明,OCPs和PCBs在0.05~50.0 ng/mL范围内线性关系良好,检出限在1.2~71.4 ng/L之间。35种目标分析物的加标回收率在72.6%~142%之间,相对标准偏差小于25%。利用所建立的方法检测了武汉市普通人群血清样本中OCPs和PCBs的浓度水平,结果表明武汉市普通人群广泛暴露于OCPs和PCBs,且以OCPs为主。有8种OCPs和7种PCBs检出率高于50%,其中p,p'-滴滴伊、p,p'-滴滴滴和甲氧滴滴涕检出率达100%,非类二噁英PCBs是PCBs的主要成分。血清中OCPs浓度随年龄增长呈升高趋势,在60岁以上存在性别差异;不同性别、年龄人群血清中PCBs浓度无统计学差异。该方法样本用量少,操作简便,具有较高的准确度和精密度,适用于环境健康研究中大量人群血清样本中痕量OCPs和PCBs的生物监测。