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2009年  第22卷  第3期

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封面+目录
2009, 22(3).
摘要(159) PDF(10)
摘要:
污染治理技术
硝酸盐还原条件下不同碳源对萘生物降解特性的影响
全向春, 王文燕, 何孟常, 林春野
2009, 22(3): 261-265.
摘要(1270) PDF(86)
摘要:
以萘为模型化合物,研究硝酸盐还原条件下萘的反硝化降解特性,考察了乙酸盐、丙酸盐、丁酸盐、戊酸盐、乳酸盐及葡萄糖作为补充碳源对萘反硝化降解效果的影响,以及不同补充碳源及初始ρ(萘)对反硝化过程硝酸盐还原活性的影响. 结果表明:当初始ρ(萘)为20 mg/L时,乙酸盐、丙酸盐、葡萄糖和丁酸盐的存在对萘的反硝化降解具有促进作用,而戊酸盐和乳酸盐的存在对其具有抑制作用. 补充碳源存在下,萘的反硝化降解速率顺序为乙酸盐>丙酸盐>葡萄糖>丁酸盐>无补充碳源>戊酸盐>乳酸盐,且降解过程符合一级反应动力学. 补充碳源与萘共基质系统中,随着初始ρ(萘)的升高,萘的去除率和硝酸盐的还原活性均有所降低.
生活污水脱氮除磷DBP工艺中试研究
赵宏彬, 宋乾武, 代晋国, 王之晖, 戴建坤, 王文君
2009, 22(3): 266-269.
摘要(1174) PDF(114)
摘要:
中国环境科学研究院与韩国H2L公司合作开发的脱氮除磷工艺——DBP(Double Biofilm Process)工艺,即双生物膜法,是将A2/O工艺、接触氧化法和曝气生物滤池有机结合起来,通过改变设计参数和运行参数,引进纤毛填料,使这3种工艺优点互补,缺点互避,形成的一种生物脱氮除磷工艺. 通过中试试验研究该工艺处理生活污水时的脱氮除磷效果. 结果表明,该工艺对CODCr和SS的平均去除率分别为91.5%和94.5%,对总氮和总磷的平均去除率分别为78.4%和82.4%,出水能达到中水回用要求,且运行效果稳定.
响应面法优化低频超声协同H2O2降解偶氮染料酸性绿B
张占梅, 郑怀礼, 胡 鹏, 吉方英
2009, 22(3): 270-276.
摘要(1170) PDF(93)
摘要:
以酸性绿B染料废水为研究对象,在单因素试验的基础上,选择染料废水初始pH和H2O2投加量及超声功率为自变量,以酸性绿B降解率为响应值,采用响应面分析法研究各自变量及其交互作用对酸性绿B超声降解的影响,并通过回归方程求解和响应曲面分析,得到二次多项式回归方程的预测模型. 结果表明,染料废水初始pH和H2O2投加量及超声功率与染料降解率存在显著的相关性. 确定酸性绿B废水超声降解优化条件:初始ρ(酸性绿B)为100 mg/L,初始pH和超声功率分别为4.43和216 W,H2O2投加量为1.77 mL. 在该优化条件下,酸性绿B的降解率可达93.34%.经试验验证,实际值与模型预测值拟合性良好,偏差仅为3.48%.
凹凸棒石/ γ-Fe2O3 /碳纳米复合材料的制备及其对苯酚的吸附作用
庆承松, 宋 浩, 陈天虎, 吴雪平, 谢 杰
2009, 22(3): 277-283.
摘要(680) PDF(317)
摘要:
为获得同时具有有机亲和性和磁分离特性的吸附材料,以凹凸棒石黏土和废活性白土为原材料,通过铁盐水解共沉淀和在氢气气氛下程序升温煅烧的方法,制备廉价的凹凸棒石/γ-Fe2O3/碳纳米复合材料. 运用磁化率分析,红外吸收光谱,透射电镜,X射线衍射分析和碳含量分析对其进行了表征,并研究了复合材料吸附去除水中苯酚的动力学、吸附试验中pH的影响及同等条件下与其他吸附材料吸附性能的对比. 结果表明,复合材料的磁化率值为2 769×10-8 m3/kg,用磁分离工序即可把该吸附材料从溶液中快速分离出来;铁的磁性氧化物以γ-Fe2O3的形态负载到凹凸棒石表面,颗粒直径为10~60 nm;碳以无定形的形态负载在凹凸棒石晶体表面;复合材料中的w(碳)为7.4%,材料中出现了有机官能团—CH3和—CH2—.对苯酚的吸附试验表明,复合材料对苯酚的去除率是凹凸棒石原矿的3倍.
废冰箱保温材料低温热解及气体成分分析
杨 勇, 刘景洋, 郭玉文, 杨 敏
2009, 22(3): 284-288.
摘要(1217) PDF(137)
摘要:
在80~220 ℃内,通过热重分析仪-傅立叶变化红外线光谱(TGA-FTIR)联用研究半球牌和雪花牌冰箱保温材料(聚氨酯硬质泡沫,简称PUR泡沫)热解特性.结果表明,PUR泡沫的质量损失随温度的增加而快速增大. 80~160 ℃的主要气体化合物有多元醇、氟氯化碳化合物 (CFCs)和含氯烷烃,并未发生热分解;170~220 ℃时发生初始热分解,主要是聚合物主链上的C—O键发生断裂,分解成多异氰酸酯和多元醇,同时还有烯烃产生. 在160 ℃以下加热PUR泡沫可快速移除包裹和吸附于泡沫中的CFCs,但在加热期间,必须收集和处理CFCs.
零价铁修复1,3-二氯苯污染底泥
王新新, 张 颖, 王元芬
2009, 22(3): 289-293.
摘要(1055) PDF(131)
摘要:
通过序批试验研究了零价铁修复对底泥中1,3-二氯苯的去除效果,分析了零价铁修复过程中pH和铁离子质量浓度以及修复后底泥土壤酶的恢复情况. 结果表明:添加占底泥干质量2%的还原铁粉,1,3-二氯苯的去除率可达72.3%〔初始w(1,3-二氯苯)为500  mg/kg,培养时间为20 d〕,较未添加零价铁修复处理高52.0%. 零价铁有效地促进了底泥中1,3-二氯苯的去除,土著微生物在自然恢复中起一定的作用. 在修复过程中零价铁并未使底泥pH发生明显变化,底泥水体中的总铁质量浓度(低于0.3 mg/L)始终符合地表水环境质量标准(GB3838—2002). 1,3-二氯苯污染使底泥过氧化氢酶、转化酶和蛋白酶的酶活性显著降低,使脲酶的酶活性显著升高. 零价铁修复使1,3-二氯苯抑制的底泥过氧化氢酶的酶活性恢复到未污染对照水平.
耐高温解无机磷菌解磷条件的优化
杨天学, 席北斗, 栗越妍, 赵 越, 魏自民, 姜永海, 李鸣晓, 何小松
2009, 22(3): 294-298.
摘要(1449) PDF(102)
摘要:
为提高堆肥中添加难溶性磷的转化效率,对筛选于高温堆肥中的耐高温解无机磷菌株(BL161)解磷条件进行优化研究. 利用正交设计表L25(56)选择培养时间,温度,pH,磷矿粉添加量和菌剂接种比例作为参考因素,对该菌株进行发酵培养. 结果表明:该菌株的最佳解无机磷条件是培养基pH为4.5,磷矿粉添加量与接种量分别为9.0 g/L和7%,于38 ℃下培养25 d,解磷总量(274 mg/L)达到最大;对温度指标分析显示,该菌株的温度耐受范围较广,在34~50 ℃下均能进行解无机磷活动,38 ℃为最适解无机磷培养温度;该菌株的耐热性较高,在50 ℃下能够很好地定植和解无机磷,发酵液中ρ(磷矿粉)随着培养时间的增加呈上升趋势,并于培养的第25天达到209 mg/L;极差分析显示,发酵时间对解磷总量的影响最大(R时间152.2),其他各因素对解磷总量的影响大小依次为pH>温度>磷矿粉添加量>接种量.
厌氧型生物反应器产CH4期水解动力学模型研究
韩智勇, 刘 丹, 李启彬, 黄明星, 赵 锐
2009, 22(3): 299-303.
摘要(1056) PDF(125)
摘要:
为研究渗滤液回灌和温度对填埋垃圾产CH4的影响,在不同温度下,通过对3个已进入产CH4期的厌氧型生物反应器实施不同的回灌操作,并根据ρ(CODCr)和产CH4速率的监测数据,建立了厌氧型生物反应器固相垃圾的水解模型. 产CH4速率的模型计算的模拟值与D1,D2和D3柱实测值的相关系数分别为0.895 5,0.809 1和0.915 6,具有较高的可靠性.其中保持较高的产CH4速率且恒定温度的D2柱的固相垃圾水解系数是D1柱的12倍左右;同时随着回灌频率的降低,D3柱水解速率系数从0.007 6降到0.002 7,与D1柱的相对差也逐渐增大. 保持较高的温度(35 ℃左右)和较高回灌频率有利于固相垃圾的水解和厌氧型生物反应器的快速稳定.
电弧炉炼钢过程中二噁英类的排放浓度和同类物分布
陆 勇, 田洪海, 周志广, 杜 兵, 李 楠, 任 玥, 李玲玲, 刘爱民
2009, 22(3): 304-308.
摘要(1460) PDF(102)
摘要:
对国内某电弧炉炼钢设施的烟气和飞灰样品中二噁英类物质进行了采样分析. 结果表明:炉内直接排烟和屋顶罩排烟烟气中的二噁英类毒性当量(TEQ)浓度平均值分别为0.13和0.17 ng/m3(均指I-TEQ当量);2种烟气的布袋飞灰中二噁英类毒性当量质量分数分别为7.5和55.0 ng/kg; PCDDs同类物的质量浓度随着氯取代数的增加而呈升高趋势,PCDFs实测质量浓度和毒性当量浓度均远大于PCDDs;排放分布特征表明,电弧炉炼钢设施排放的二噁英类生成机理应为从头合成反应.
大气环境
沙尘天气对北京大气重污染影响特征分析
张志刚, 矫梅燕, 毕宝贵, 赵琳娜, 高庆先, 郭敬华, 任阵海
2009, 22(3): 309-314.
摘要(1569) PDF(96)
摘要:
利用北京市具有代表性的大气污染物监测站资料,统计出2000─2005年各月重污染的天数,并对4和5级的重污染特征进行分析.结果表明,北京市大气重污染主要源于颗粒物. 分析了北京沙尘型重污染年、季节变化特征和表现形式等. 利用2000—2005年北京及周边地区环境监测、卫星遥感以及气象等数据,对沙尘天气影响北京城区大气中ρ(PM10)进行分析发现,ρ(沙尘粒子)约占ρ(PM10)的1%~13%;沙尘天气的影响区域逐渐加重的顺序为前门<古城<车公庄<农展馆<东四<天坛<奥体中心<定陵;沙尘天气下ρ(PM10)具有双峰型特征,细粒子(PM2.5)质量浓度的增加对人体健康影响极为不利.
天津夏季低层大气O3和NO2浓度垂直分布
黄 鹤, 姚 青, 张文煜, 田雪娇
2009, 22(3): 315-320.
摘要(1546) PDF(131)
摘要:
利用2007年8月8—24日天津255 m气象铁塔上连续17 d 的φ(O3)和φ(NO2)及同期气象观测数据,分析了φ(O3)和φ(NO2)(以小时平均值计)的日变化和垂直分布规律及其与气象因子之间的关系. 结果表明:天津市近地层φ(O3)分布具有明显的日变化和垂直分布特征,昼夜差异显著;一般情况下,φ(O3)日均值在220 m高度处最大,120 m处次之,40 m处最小;φ(O3)与温度和风速呈正相关,而与相对湿度呈负相关. φ(NO2)日变化多为双峰型,白天较低;φ(NO2)垂直差异较小,夜间稳定层使NO2产生局地积累,低层大于高层;φ(NO2)与温度和风速呈负相关,与相对湿度的关系比较复杂,白天呈正相关,夜间呈负相关.
水环境
白洋淀表层沉积物中多环芳烃的含量、分布、来源及生态风险评价
胡国成, 郭建阳, 罗孝俊, 陈社军, 许木启, 戴家银, 麦碧娴, 李凤超
2009, 22(3): 321-326.
摘要(2389) PDF(119)
摘要:
研究了白洋淀表层沉积物中US EPA 16种优先控制的多环芳烃(PAHs)的分布特征和污染来源,其w(PAHs)为101.3~1 494.8 ng/g (平均值为353.0 ng/g),与国内其他的湖泊和河流相比,整体处于中等污染水平. 安州采样点沉积物中w(PAHs)最高,污染最严重;其次为小田庄、烧车淀、王家寨;污染较轻的采样点为枣林庄、光淀、圈头和端村. 在16种多环芳烃单体中,菲、荧蒽、芘、苯并[b]荧蒽所占比例较大. w(荧蒽)/w(芘)和w(菲)/w(蒽)2个比值显示, 白洋淀沉积物中多环芳烃的含量和分布受石化材料燃料、煤炭及薪柴燃烧影响较大. 风险评价表明,安州采样点表层沉积物对生物存在潜在危害,而其他采样点沉积物潜在风险处于较低水平.
光照对长江口潮滩沉积物-水界面可溶性硅和无机氮通量的影响
徐 彬, 刘 敏, 侯立军, 陆 敏, 闫慧敏, 许世远
2009, 22(3): 327-331.
摘要(1279) PDF(103)
摘要:
在室内模拟闭光与光照条件,研究长江口滨岸潮滩沉积物-水界面的可溶性硅(SiO3-Si)与无机氮(TIN)通量的变化规律,探讨相关理化因素对其的影响. 结果表明: 在春夏秋季适合硅藻生长的季节, 光照能促进硅藻生长与摄取硅, 从而能降低SiO3-Si通量,冬季相反,且二者的效应都不太明显. 光照能刺激底栖微生物将NH4-N硝化为NOx-N, 从而明显降低NH4-N通量,且能明显升高NOx-N通量. 通过相关分析及数学处理发现, 光照影响SiO3-Si通量的温度临界值为20 ℃; 盐度过高会减弱光照对NH4-N通量的下降效应; 温度过高会减弱光照对NOx-N通量的上升效应. 采用趋势线斜率方法判定光照能降低上覆水中ρ(SiO3-Si)/c(TIN)值, 光照可能会对底栖微生物群落的结构产生较大影响.
基于Mike21FM的来宾电厂扩建工程温排水数值模拟研究
王庆改, 戴文楠, 赵晓宏, 丁 峰, 李时蓓, 赵 越
2009, 22(3): 332-336.
摘要(1671) PDF(123)
摘要:
应用Mike21FM 2008对来宾电厂温排水的环境影响进行数值模拟,建立了以三角形/四边形混合网格为基础的地形文件,率定了模型参数(糙率和涡粘系数),建立了水动力模型,开展了温排水的数值模拟预测,模拟2种工况(夏季90%枯水和全年90%枯水)条件下的温排水对河流水环境的影响过程,根据模型预测结果可以得出不同温升线包络的范围以及不同河流来水量情况下电厂温排水对河流水环境的影响程度. 提出把Mike21FM模型软件应用到环境影响评价领域的实现方法和应用过程,明确在环境影响评价过程中二维水域环境影响预测应该关注的重点,以及对原始数据资料的需求.
生态环境
植物吸收在人工湿地脱氮除磷中的贡献
李林锋, 年跃刚, 蒋高明
2009, 22(3): 337-342.
摘要(1454) PDF(131)
摘要:
通过研究人工湿地植物对氮、磷的吸收能力,评价植物吸收在人工湿地脱氮除磷方面的贡献. 结果表明,不同湿地植物其组织中w(TN)和w(TP)差异极显著,湿地植物对TN和TP的吸收量分别为6.1~94.0和0.5~9.0 g/(m2·a). 按全年衡算,湿地植物对TN和TP的吸收量分别占人工湿地TN和TP去除量的0.6%~17.3%和1.4%~41.2%. 但由于湿地植物吸收的TN和TP中有相当一部分是储存在湿地植物的地下部,通过收获植物地上部的TN和TP吸收量仅占人工湿地TN和TP去除量的0.3%~14.1%和0.8%~19.6%. 由此可见,湿地植物的直接吸收在人工湿地系统氮、磷去除中不占重要地位,人工湿地植物的选择和利用应该更注重其间接生态效应的发挥.
气温和土壤湿度变化对3种典型荒漠植物种子发芽的影响
吴建国, 苌 伟, 吕佳佳
2009, 22(3): 343-350.
摘要(1023) PDF(148)
摘要:
植物种子发芽对气温和土壤湿度变化的响应是气候变化对荒漠生态系统影响的关键. 为了分析荒漠植物种子发芽对气温和土壤湿度变化的响应趋势,选择典型荒漠植物沙拐枣(Calligonum mongolica)、泡泡刺(Nitraria sphaerocarpa)和麻黄(Ephedra przewalskii),在人工气候箱中分析在3种土壤湿度(3%,5%和15%),2种气温(16 ℃/22 ℃ 和21 ℃/27 ℃)和浸种(12 h)与不浸种处理下种子的发芽趋势. 结果显示:沙拐枣和泡泡刺种子的发芽率随土壤湿度的增加而增加,浸种下随气温的升高其发芽率增幅比不浸种下大;不浸种下气温升高麻黄种子发芽率增幅比不浸种下大,浸种下土壤湿度为3%时气温升高其发芽率增幅比土壤湿度为5%和15%时大(P<0.05). 3种植物种子发芽指数随气温的升高和土壤湿度的增加而增加,不浸种下气温升高沙拐枣和泡泡刺种子的发芽指数显著增加,浸种下其发芽指数增幅不大;不浸种下气温升高麻黄种子发芽指数增幅较小,浸种下其发芽指数增幅较大. 3种植物种子均在培养初期发芽速率增加较快. 荒漠植物种子发芽受气温和土壤湿度的共同影响,不同植物种子发芽对这些因素的变化有不同的响应.
土壤环境
有机氯农药企业搬迁遗留场地土壤中污染物的垂向分布特征
丛 鑫, 朱书全, 薛南冬, 李发生
2009, 22(3): 351-355.
摘要(1430) PDF(122)
摘要:
为了解农药企业搬迁遗留场地土壤中六六六(HCHs)和滴滴涕(DDTs)的垂向分布特征,在某有机氯农药企业搬迁遗留场地的不同功能区设置采样点,分层采集土壤样品并分析其污染物的垂向分布特征.结果表明,在表层、亚表层土壤样品中w(HCHs)和w(DDTs)较高,随着深度的增加土壤中w(HCHs)和w(DDTs)逐渐下降,但下降幅度呈现出一定的波动性.该场地土壤中的有机氯农药引起地下水污染的风险较低.通过研究污染物的组成发现,土壤中作为母体化合物的w(DDT)较低,其代谢产物w(DDD)和w(DDE)较高,HCHs异构体中β-HCH所占比例相对较高,表明过去生产期间的遗留是土壤中有机氯农药的主要来源.土壤理化性质与污染物含量间的相关性分析结果显示,位于西南部试验厂区土壤中w(HCHs)和w(DDTs)与w(有机质)相关性显著,说明该场地土壤中的有机质是影响有机氯农药分布的重要因素之一.
水土流失量和养分流失量的预测
胡宏祥, 洪天求, 刘 路
2009, 22(3): 356-361.
摘要(1436) PDF(152)
摘要:
采用SCS模型,USLE模型,铁钉法和养分流失公式,对巢湖龟山研究区进行了水土流失量和养分流失量的预测和估算.结果表明:研究区的平均年径流量为476.5 mm,不同土地利用类型的年径流量不同,灌丛和草地相对较小,建设用地和未利用地则较大;USLE模型和铁钉法估算的土壤侵蚀量平均值分别为4 107.57和3 847.6 t/(km2·a),且不同土地利用类型的土壤侵蚀量均存在差异;土壤养分流失量的计算结果显示,氮素为7.389 t/(km2·a),磷素为3.166 t/(km2·a);流失土壤携带是养分流失的主要形式,径流携带养分总量相对较小,其中,氮素和磷素通过土壤携带造成的损失分别占氮、磷养分流失总量的90.14%和87.37%.
艾比湖流域不同植物群落土壤呼吸研究
杨建军, 吕光辉, 张 燕, 塔西甫拉提·特依拜
2009, 22(3): 362-370.
摘要(1502) PDF(143)
摘要:
利用开路式土壤碳通量测量系统LI-8100测定艾比湖流域4种植物群落土壤呼吸速率日变化,分析土壤温度、湿度和气温以及空气相对湿度对土壤呼吸速率的影响.结果表明:胡杨、梭梭、芦苇和盐节木4种植物群落的土壤呼吸速率日变化基本呈单峰曲线.胡杨、梭梭和盐节木群落的土壤呼吸速率与地上10 和150 cm处气温均表现为极显著相关.除芦苇群落外,各植物群落土壤呼吸速率与不同深度土壤温度呈极显著负相关.除沙地梭梭群落外,胡杨、盐渍地梭梭、芦苇和盐节木群落的土壤呼吸速率与地上10和150 cm处的空气相对湿度均呈极显著负相关.不同植物群落土壤呼吸速率与土壤湿度呈极显著负相关.多元逐步回归拟合的回归模型均达极显著水平,由土壤温度和湿度共同拟合出的回归模型能够解释土壤呼吸速率变化87%以上的原因.不同植物群落土壤呼吸差异原因的分析显示,细菌、真菌、放线菌以及根系干质量不是造成植物群落土壤呼吸差异的主要原因.
环境管理
污染物联合削减费用函数的建立及实证分析
曹 东, 宋存义, 王金南, 蒋洪强, 李万新, 曹国志
2009, 22(3): 371-376.
摘要(1733) PDF(142)
摘要:
以计量经济模型为手段,利用全国上千家重点污染源数据,从微观角度对工业企业的污染行为进行了经济分析,建立了企业污染物联合削减费用函数,并对水和大气污染物削减费用函数进行了回归.以2004年为例,说明了主要污染行业在不同的有效收费强度下的污染物排放强度,并在此基础上分别提出了不同行业不同污染物削减的边际费用,对排污收费政策进行了初步经济评估.结果表明:利用污染物联合削减费用函数对目前我国工业企业的污染物削减费用、边际削减费用和污染物排放浓度与有效收费强度之间进行定量分析是可行的;不同行业企业的水和大气污染物边际削减费用不同;为增强工业企业污染物削减的合理性和有效性,应针对不同行业制定污染物排放标准和收费标准;排放标准与削减费用的关系表明,企业要达到既定的污染物排放标准,其污染治理投入应达到一个合理的水平.
中国机动车行驶里程分布规律
林秀丽, 汤大钢, 丁 焰, 尹 航, 吉喆
2009, 22(3): 377-380.
摘要(3453) PDF(136)
摘要:
机动车行驶里程是计算机动车尾气排放量的一个重要参数.对全国数百个地级及以上城市不同车龄的机动车(包括轻型客车、公交车、出租车和摩托车)行驶里程进行了调查.结果表明:除公交车外,其他机动车的累积行驶里程均随车龄而呈现对数递减性,即车龄越长机动车的累积行驶里程增加越慢,年使用率越小; 某类型机动车车队的年均行驶里程与调查基准年的各车龄机动车的保有量相关; 提出了轻型客车年行驶里程和车龄的经验公式,并得到2007年轻型客车的年均行驶里程为2.691×104 km.