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2009年  第22卷  第10期

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封面+目录
2009, 22(10).
摘要(136) PDF(11)
摘要:
大气环境
燃烧室沉积物对点燃式发动机不同工况下排放的影响
黄宪江, 鲍晓峰, 岳 欣, 岳婷婷, 王鸣宇, 马 遥, 李振华
2009, 22(10): 1113-1119.
摘要(1302) PDF(98)
摘要:
第三代汽油清净剂在保持发动机喷嘴、进气阀清洁的同时,增加了燃烧室沉积物(CCD),这将增加部分污染物的排放. 通过M111发动机台架试验,测量了试验过程中CO,碳氢化合物(HC)和NOx的排放,考察了燃烧室沉积物对不同工况下污染物排放的影响. 结果表明:燃烧室沉积物对NOx的生成有明显的促进作用,也可能会增加CO排放;燃烧室沉积物对HC排放的影响较为复杂,一方面会增加高速工况下HC的排放,但其少量存在时可降低发动机在低速低负荷工况下的HC排放.
典型时段区域污染过程分析及系统聚类法的应用
康 娜, 高庆先, 王跃思, 辛金元, 蔺永耀, 苏福庆
2009, 22(10): 1120-1127.
摘要(1216) PDF(123)
摘要:
应用系统聚类法对2008年12月4─17日全国86个城市由空气污染指数(API)反算的ρ(PM10)进行聚类分析.结果表明:86个城市可以分为7个分区;根据ρ(PM10)的区域同步性特征及实况天气背景分析对7个分区进行了调整. 在12月4─17日的区域污染过程中,华北和华东2个地区为全国ρ(PM10)的高值区. 对华北和华东地区城市群ρ(PM10)的区域环境过程同步演变特征进行了对比分析,并根据天气型演变规律对形成原因进行了研究,建立了城市及区域环境污染过程与天气型背景的关系概念模型,揭示出天气型组合系统、分布、尺度、移动和演变是造成大气环境质量区域性、过程性特征和ρ(PM10)峰谷值出现的主要原因. 用聚类分析方法和所提出的概念模型可对我国城市和区域环境污染分区控制和成因进行深入研究.
深圳市SO2污染来源及其特征分析
王淑兰, 柴发合, 夏广锋, 张 晖, 张 萌, 薛志钢
2009, 22(10): 1128-1133.
摘要(1415) PDF(107)
摘要:
以珠江三角洲地区2004年SO2源排放清单、国家级气象站及深圳市气象站气象资料和空气质量监测数据为基础, 采用基于扩散模式的污染源解析技术对深圳市SO2污染来源进行研究. 利用非稳态气象和空气质量(CALPUFF)模拟系统,模拟外来污染源及深圳市局地污染源排放扩散行为,定量计算2类污染源对深圳市SO2浓度的贡献率,并分析其时空变化特征. 结果表明:珠江三角洲地区2004年SO2排放总量为72.9×104 t, 深圳市局地排放量约4.65×104 t;深圳市SO2污染是由局地污染源和外来污染源排放共同作用的结果, 对SO2的贡献率分别约为75%和25%, 表明局地污染源排放是深圳市SO2污染的最主要来源.
北京冬季大气颗粒物数浓度的粒径分布特征及来源
段菁春, 李兴华, 谭吉华, 柴发合
2009, 22(10): 1134-1140.
摘要(1241) PDF(139)
摘要:
监测北京市冬季远郊区(密云)、交通道路(北四环)和生活区(清华大学)采样点的CO,NO,NO2,SO2等浓度,同时监测大气细颗粒物(FPs,粒径为0.1~2.5 μm)和超细颗粒物(UFPs,粒径<0.1 μm)的数浓度, 利用正交矩阵因子(PMF)法对FPs和UFPs数浓度的粒径分布特征和来源进行了研究. 结果表明:在远郊区采样点共有4个影响因子, 其中主因子1,4可能与长距离运移有关, 主因子2可能来自1 km外的村庄生活排放, 主因子3为附近铁路机车排放;在交通道路采样点共有3个影响因子, 其中主因子1,3可能均来自机动车排放, 主因子2来自燃煤污染;在生活区采样点共有3个影响因子, 其中,主因子1可能与机动车排放有关, 主因子2,3可能均来自燃煤排放.
水环境
苦草光合作用日变化对水质的影响
王永平, 王小冬, 秦伯强, 朱广伟
2009, 22(10): 1141-1144.
摘要(1380) PDF(155)
摘要:
通过静态模拟试验研究晴天时苦草(Vallisneria asiatica)的光合作用日变化对水质的影响. 分别采用水下饱和脉冲荧光仪(Diving-PAM)和多参数水质监测仪(YSI)在线监测苦草叶绿素荧光参数与水质,并定时采样测定水中营养盐的浓度. 结果表明,苦草叶片光合作用的相对电子传递速率(rETR)日变化与叶片表面的光合有效辐射(PAR)和温度同步,呈单峰曲线;光系统Ⅱ(PSⅡ)实际量子产量(Y)的日变化呈“W”型;水体的pH和ρ(DO)的日变化与苦草光合作用趋势一致,也呈单峰曲线,而电导率和浊度与光合作用没有相关性;水体中ρ(TN)一直保持稳定,ρ(TP)在23:00时出现峰值.苦草的光合作用能引起水体pH,ρ(DO)和ρ(TP)的改变;且pH和ρ(DO)对底泥磷释放的影响可能是一个动态平衡的过程.
鄱阳湖水体细菌群落组成及遗传多样性
吴 兰, 葛 刚, 龚世杰, 朱国锋, 万金宝
2009, 22(10): 1145-1149.
摘要(1234) PDF(83)
摘要:
利用建立细菌16S rRNA基因文库和限制性内切酶长度多态性(RFLP)分析的方法,对鄱阳湖南、北湖区水体的细菌多样性进行了研究. 结果表明,鄱阳湖水体细菌多样性较高,且南湖区2007年水体的细菌多样性明显高于其2006年水体和北湖区水体. 主要细菌组成分析表明,鄱阳湖水体中的349个阳性克隆代表的167种基因型分别属于十大细菌类群,变形菌门(Proteobacteria)在4个克隆文库中占据了47%~81%,数量极其丰富,尤其是亚型的β-变形菌为优势菌群; 拟杆菌门(Bacteroidetes)和放线菌门(Actinobacteria)也广泛分布,且有2.9%~17.1%的克隆数属于未分类细菌. 研究结果进一步提示鄱阳湖水体有一定程度的富营养化.
太湖流域漕桥河污染物来源特征
张利民, 刘伟京, 尤本胜, 边 博
2009, 22(10): 1150-1155.
摘要(1426) PDF(126)
摘要:
基于对太湖流域漕桥河小流域主要污染物来源构成和污染特征的分析,对污染物入河量进行了计算和修正. 结果表明:漕桥河的CODCr入河总量为1 639.9 t/a,主要来源于工业污染和城镇生活污染;氨氮入河总量为174.6 t/a,主要来源于农业面源和工业污染;总氮和总磷入河总量分别为491.0和34.7 t/a,主要来源于农业面源和城镇生活污染. 同时,针对河网地区水系错综复杂的特性,将客水污染纳入污染源范畴,核定客水量,为有效改善河流水环境质量提供了依据.
环境风险评价
巢湖塘西河河口湿地重金属污染风险不确定性评价
李如忠, 石 勇
2009, 22(10): 1156-1163.
摘要(1066) PDF(102)
摘要:
基于污染风险评价系统多种不确定性共存的特点,采用盲数描述和表征重金属污染风险评价模型的各项参数,在对采自巢湖塘西河河口湿地24个表层沉积物柱状样中Cu,Zn,Pb,Cd和Cr等指标分析测试的基础上,采用Matlab工具软件编制的潜在生态风险指数盲数评价模型程序,对巢湖塘西河河口湿地重金属污染风险进行定量评估. 结果表明:巢湖塘西河河口湿地处于中等污染至较高污染状态,其相应的可信度分别为0.589和0.411;潜在生态风险等级属较低至中等水平,其相应可信度分别为0.755和0.245. 5种重金属污染程度排序依次为Cu>Cd>Zn>Pb>Cr;潜在生态风险水平排序依次为Cd>Cu>Pb>Cr>Zn.
环境健康风险评价中我国居民暴露参数探讨
王宗爽, 段小丽, 刘 平, 聂 静, 黄 楠, 张金良
2009, 22(10): 1164-1170.
摘要(4851) PDF(200)
摘要:
暴露参数是人体暴露和健康风险评价中的关键性参数,根据我国居民人群的基本体征参数和相关调查统计数据,在借鉴和参考了美国环境保护署(US EPA)建立暴露参数的方法学基础上,探讨了我国居民呼吸、饮食、皮肤等的暴露参数. 结果表明:我国居民呼吸速率为5.71~19.02 m3/d,18岁以下人群各种活动强度下男性和女性的呼吸速率几乎一样,而18~60岁的男性呼吸速率明显大于女性;我国成年人饮食量为1 176.3 g/d,主要食用米、面及其制品,分别占总饮食量的23%和13%;我国成年男性的皮肤表面积为1.697 m2,成年女性为1.531 m2;我国成年男性平均体质量为62.70 kg,成年女性平均体质量为54.40 kg;我国居民的各种暴露参数与美国相差2.5%~33.3%,若在同等条件下参考国外暴露参数开展暴露和健康风险评价可能带来较大的偏差,开展全国范围内系统的暴露参数调查研究工作迫在眉睫.
环境健康风险评价中我国居民呼吸速率暴露参数研究
王宗爽, 武 婷, 段小丽, 王 晟, 张文杰, 武雪芳, 于云江
2009, 22(10): 1171-1175.
摘要(2781) PDF(134)
摘要:
呼吸速率是人体暴露和健康风险评价中的关键性暴露参数之一,然而迄今为止鲜见我国进行的系统调查研究和分析总结,以及公开发布能够代表我国居民的呼吸速率参数的报道,而通常是以引用美国发布的参数为主,导致评价结果的误差并增加了不确定性. 采用呼吸速率的能量估算方法,根据我国2004年大规模的膳食能量调查数据,计算了各类人群的呼吸速率参数. 结果表明:我国男、女性居民长期暴露的呼吸速率为4.7~13.9 m3/d;20~45岁男、女性居民轻、中、重3种活动强度下的呼吸速率为13.5~16.7 m3/d;2~5和6~17岁的城市居民呼吸速率分别比农村居民高15.8%和12.4%,而18~45和45岁以上的农村居民的呼吸速率分别比城市居民高3.9%和7.6%,城市和农村居民的呼吸速率存在差异;各年龄段长期暴露的日均呼吸速率是静息通气量的1.1~1.3倍,与相关文献的报道相符;如果直接引用美国的呼吸速率参数,将会造成2.6%~30.9%的误差.
固体废物
废旧聚氨酯硬泡热解特性
李旭华, 段 宁, 林学钰, 刘景洋, 郭玉文
2009, 22(10): 1176-1180.
摘要(1418) PDF(111)
摘要:
采用热重分析仪对废旧聚氨酯硬泡在氮气中的热失重行为进行了研究,并对升温速率、热解终温对热解的影响进行了分析. 结果表明:在氮气气氛条件下,废旧聚氨酯硬泡热解主要发生在200~492 ℃;随着升温速率的提高,废旧聚氨酯硬泡热失重时挥发分初析温度向高温方向偏移,失重速率峰值(DTGmax)显著增大.利用热重-红外(TG-FTIR)联用方法对氮气气氛中10 ℃/min升温速率下的样品热解气体产物进行了检测. 结果表明:废旧聚氨酯硬泡热解产物有H2O,CO2,CO,CFC-11,以及含氯化合物、烯烃类、烷烃类和带有苯环等官能团的化合物,且主要气体产物有相似的析出规律.
填埋场产气规律的模型预测
侯贵光, 陈家军, 吴舜泽, 王 鑫
2009, 22(10): 1181-1186.
摘要(1306) PDF(82)
摘要:
垃圾填埋产气率预测对于评估填埋场能源气体产生潜力,确定填埋气体利用方式极为关键. 通过对南京水阁垃圾填埋场的现场取样、抽气试验及工程运行等数据的分析,讨论了对于填埋气体产生的两步一级反应耦合模型的求解方法;建立了基于有机物分解数据和现场抽气试验数据的2类求解途径,并对各自的适用范围进行了分析;给出了最大产气率、最大产气率发生时间和最大产气率发生时已产气量的解析解,其中最大产气率与反应速率常数(K)和总产气量(L0)有关,最大产气率发生时间仅与K有关,而最大产气率发生时的已产气量占总产气量的比率为常数,与反应介质、反应条件等均无关. 结果表明,填埋气体两步一级反应耦合模型的预测结果与实测结果较吻合.
生活垃圾与畜禽粪便联合好氧堆肥
杨天学, 席北斗, 魏自民, 李鸣晓, 姜永海, 纪丹凤, 苏 婧
2009, 22(10): 1187-1192.
摘要(1495) PDF(94)
摘要:
生活垃圾与畜禽粪便联合好氧堆肥有利于堆肥的进行和堆肥产品品质的提高. 采用固体废物好氧堆肥成套技术(CBS技术)与设备,对生活垃圾(处理Ⅰ)、畜禽粪便(处理Ⅱ)、生活垃圾与畜禽粪便混合物料(处理Ⅲ)进行堆肥,温度在线监测显示,处理Ⅲ堆肥过程中升温速率、最高温度和高温持续时间分别是1.88 ℃/h,69 ℃和440 h,各项指标参数均略高于处理Ⅰ的1.79 ℃/h,67 ℃和418 h,明显优于处理Ⅱ的0.47 ℃/h,42 ℃和0h,达到无害化处理的要求;对堆肥产品腐熟度及荧光特性分析表明,处理Ⅲ堆肥20 d后,堆肥对小麦、玉米、大豆、水稻和棉花5种农作物的发芽指数分别达到88.7%,91.3%,82.7%,85.2%和83.4%;发射荧光光谱在350 nm附近的特征峰有较为明显的红移现象,且荧光峰明显变宽,在450 nm附近(类富里酸峰)的峰强度增加,说明堆肥产品中有机物分子共扼作用加强、缩合度增加. 腐熟堆肥营养成分含量测定结果表明,处理Ⅲ腐熟堆肥的w(有机质)及w(TN),w(TP)和w(TK)分别达到36.64%,2.20%,2.82%和1.52%,优于处理Ⅰ的30.14%,1.58%,1.02%和0.93%,高于《有机肥料标准》(NY525—2002)中≥10%,≥0.5%,≥0.3%和≥1.0%的要求.
污染治理技术与方法
核黄素对偶氮染料生物降解的影响
赵 婧, 蒋进元, 丁 林, 周岳溪, 梁 杰
2009, 22(10): 1193-1197.
摘要(1388) PDF(110)
摘要:
采用高温〔(55±1) ℃〕升流式厌氧污泥床(UASB)-常温三相好氧流化床组合工艺处理含盐偶氮染料活性艳红X-3B(RR2)废水,考察核黄素(VB2)对染料的降解及活性污泥微生物相的影响.结果表明:在水力停留时间(HRT)为18 h,进水ρ(RR2)为40~100mg/L,ρ(CODCr)为800~1 200 mg/L,ρ(NaCl)为30 000~35 000 mg/L,UASB反应器的有机负荷为2~3 kg/(m3·d),三相好氧流化床有机负荷为0.3~0.4 kg/(kg·d)的条件下,ρ(VB2)为5 mg/L时可以明显改善工艺的运行效果,RR2和CODCr的去除率均在95%以上;UASB及三相好氧流化床中活性污泥微生物以杆菌为主,核黄素的投加使得系统中菌体体积变小、总量减少.
腐解黑藻生物量对高硝态氮水体氮素的影响
王 博, 叶 春, 杨 劭, 冯冠宇, 洪 涛, 赵良元
2009, 22(10): 1198-1203.
摘要(1197) PDF(94)
摘要:
采用常见沉水植物黑藻为试验材料,引入太湖底泥并设定上覆水初始ρ(硝态氮)为15 mg/L,模拟初春沉水植物大规模腐烂时的温度,开展为期32 d的黑藻腐解试验研究. 结果显示,黑藻腐解对水体中ρ(氨氮)与ρ(硝态氮)之和的影响呈U字型,试验条件下黑藻腐解生物量为2.0 g(相当于0.111 kg/m2)时,水体中ρ(氨氮)与ρ(硝态氮)之和最低. 随着黑藻的腐解,释放进入水体的有机质和氮素增加,但同时也提高了水体中的ρ(TOC)/ρ(硝态氮)值,降低了Eh,提高了微生物的活性,因此有利于反硝化反应的发生.
NF270截留17α-乙炔基雌二醇过程
杨媛媛, 纪树兰, 秦振平, 张国俊, 李建婷
2009, 22(10): 1204-1207.
摘要(1571) PDF(110)
摘要:
研究了操作压力、电解质及pH等因素对聚酰胺复合纳滤膜组件NF270截留水溶液中100 μg/L 17α-乙炔基雌二醇(EE2)过程的影响,同时考察了NF270对葡萄糖配水中100 μg/L EE2的截留情况.结果表明:NF270能实现对微量甾体雌激素EE2的有效截留;截留初始阶段,EE2在膜面的吸附作用增强了NF270的截留效能,组件运行6 h后膜截留性能稳定. 出水ρ(EE2)随着操作压力的增大略有增大,当操作压力为0.5 MPa时,出水ρ(EE2)为31.09 μg/L. 加入MgSO4和CaCl2等电解质,截留率略有提高,出水ρ(EE2)为27.10 μg/L. 酸性条件对NF270截留EE2影响较小,当pH为11时EE2稳定截留率为88.81%,比中性条件高19.91%. 0.5 MPa条件下NF270对葡萄糖配水中EE2截留效果明显提高,出水ρ(EE2)仅为11.96 μg/L.
萘和苯并[b]荧蒽在配位聚合物上的选择性吸附行为和机理研究
周友亚, 金基男
2009, 22(10): 1208-1212.
摘要(1281) PDF(98)
摘要:
异烟酸铜配位聚合物是由[Cu(4-C5H4N-COO)2(H2O)4WTBX〗n通过分子间氢键构筑而成的三维超分子化合物,选用分子形状、大小和疏水性差别较大的多环芳烃萘和苯并[b]荧蒽为研究对象,研究异烟酸铜配位聚合物对它们的选择性吸附作用.结果表明,在pH为5~6,吸附剂用量为1.0 g/L时,异烟酸铜配位聚合物对苯并[b]荧蒽的去除率可达90%以上,而对萘的去除率低于10%.萘和苯并[b]荧蒽在异烟酸铜配位聚合物上的吸附等温线既较好地符合Langmuir模式,又较好地符合Freundlich模式.热力学数据表明,异烟酸铜配位聚合物吸附苯并[b]荧蒽的过程是自发进行的,而对萘的吸附则是非自发过程.动力学试验表明,2种物质的吸附过程均为一级可逆动力学反应.
模拟水流环境中抗生素的行为特征与归宿
徐维海, 张 干, 邹世春, 颜 文, 杨 琛
2009, 22(10): 1213-1217.
摘要(1535) PDF(146)
摘要:
利用香港理工大学水动力学实验室的大型流动水槽(FLUME)模拟动态水流环境,研究了4种不同类型的抗生素(红霉素、罗红霉素、氧氟沙星和磺胺甲唑)在动态和静态水体与沉积物之间的交换与配分,初步探明了抗生素类药物在河流环境中的行为及归宿. 结果显示:在水流环境下,抗生素被迅速吸附到水体中悬浮的颗粒物和表层沉积物中,并可通过剪切力作用被吸附到次表层沉积物中. 而在静止水体中,仅有少量的抗生素被吸附到表层沉积物中. 氧氟沙星显示出强的吸附特性(DT50≥22 d),具有高的吸附系数(Kd),而磺胺甲唑的吸附能力较弱. 在FLUME系统中,氧氟沙星具有适中的持久性,其他3种药物显示出弱的持久性;而在静止系统中,4种药物均显示出适中的持久性. 抗生素在水流环境中的持久性要低于静止环境. 颗粒物的吸附与自身的代谢是抗生素在水流环境中的主要归宿.
16S rDNA克隆文库方法分析好氧颗粒污泥细菌组成
李建婷, 纪树兰, 刘志培, 秦振平, 刘 缨, 杨媛媛
2009, 22(10): 1218-1223.
摘要(1716) PDF(193)
摘要:
采用构建16S rDNA克隆文库方法对好氧颗粒污泥的细菌种群多样性进行研究. 随机测定了82个克隆子序列(700 bp),Blast比对结果表明,好氧颗粒污泥中微生物群落具有高度多样性,可分为7个主要类群,其中,β变形菌(β-Proteobacteria)类群和鞘脂杆菌(Sphingobacteria)类群在文库中所占比例最大,分别为34.16%和30.50%;其次是Candidate division TM7类群、黄杆菌(Flavobacteria)类群和γ变形菌(γ-Proteobacteria)类群,分别为9.76%,7.32%和7.32%;放线菌(Actinobacteria)类群和α变形菌(α-Proteobacteria)类群所占比例相对较小,分别为4.88%和1.22%. 序列分析结果表明,好氧颗粒污泥中不仅含有对好氧颗粒污泥形成和稳定运行具有重要作用的食酸菌属(Acidovorax)细菌、假单胞菌(Pseudomonas)等细菌,还含有对CODCr和氨氮具有很好去除能力的Micropruina glycogenica,丛毛单胞菌科(Comamonadaceae)等细菌.
从铝形态转化角度分析AlCl3的混凝性能
刘 敏, 湛含辉, 戴玉春
2009, 22(10): 1224-1230.
摘要(1308) PDF(98)
摘要:
应用Ferron逐时络合比色法,从铝形态转化角度对AlCl3混凝性能进行了研究. 结果表明,AlCl3的混凝性能与其发生二次水解反应后水解产物形态中的Alb所占比例成正比,而影响AlCl3水解产物中Alb所占比例的主要因素是体系中的pH. 混凝过程中的水系组成及浓度和AlCl3投加量的不同均会引起体系pH变化,从而影响AlCl3水解产物中Alb所占比例,最终影响AlCl3的混凝效果.AlCl3在混凝过程中所表现出的水解程度大、产生H+多的特征,使其在高碱度体系和高浓度有机酸体系的污水处理中效率更高.
环境健康与风险评价
草甘膦生产工艺水资源代谢分析与优化建议
王 园, 袁增伟, 毕 军, 张 玲, 刘凌轩
2009, 22(10): 1231-1236.
摘要(1381) PDF(101)
摘要:
以某农药集团草甘膦生产工艺为例,运用工业代谢分析方法对其水资源代谢过程进行量化分析,建立了水代谢平衡账户并绘制了水代谢图,在此基础上,识别和筛选出草甘膦生产过程中的主要用水单元及废水排放单元,并据此提出优化建议. 结果表明,草甘膦生产过程中的主要用水类别为蒸汽,其蒸汽消耗单元多且用汽量大,而换热网络单一,冷凝水浪费较严重,系统中水资源重复利用水平较差.针对该问题,从系统优化和节水管理等方面提出了工艺废水的重复利用及主要用汽单元之间的换热网络优化等建议,以期提高生产过程中的水资源利用效率.