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2011年  第24卷  第5期

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封面+目录
2011, 24(5).
摘要(155) PDF(10)
摘要:
大气环境
隧道大气细颗粒物及其元素的粒径分布特征
位楠楠, 刘 卫, 肖德涛, 林 俊, 李 燕, 陈长虹, IIDA Astuo
2011, 24(5): 475-481.
摘要(1672) PDF(177)
摘要:
对比研究了隧道和大气环境中不同粒径细颗粒物 (切割粒径分别为0.03,0.06,0.108,0.17,0.26,0.40,0.65,1.0,1.6和2.5 μm) 中S,K,Ca,Ti,Mn,Fe,Zn,Pb,Al,Si,Cu和V等12种痕量元素的浓度. 结果表明:隧道中不同粒径细颗粒物的数浓度和质量浓度在上下班高峰时段出现明显峰值,且隧道细颗粒物在0.108 μm粒径处的数浓度和在2.5 μm粒径处的质量浓度分别是大气环境对照值的15.2和40.0倍;在隧道传输过程中质量浓度增加的痕量元素有 Si,Ca,Fe,Al,Ti,Zn,Mn,Cu和V,减小的有S,Pb,Zn和K;地壳元素(Si,Ca,Fe,Al和Ti)的质量浓度总和占隧道细颗粒物中痕量元素质量浓度总和的87%,表明土壤扬尘仍是隧道大气细颗粒物的主要来源.
上海市典型家庭室内空气中PCBs与PBDEs初步研究
刘 洋, 冀秀玲, 马 静, 徐 刚, 吴明红
2011, 24(5): 482-488.
摘要(1692) PDF(146)
摘要:
于2008年12月─2009年3月用PUF被动采样器采集了上海市6个典型家庭室内的空气样本,利用GC-EI-MS和GC-NCI-MS法分别测定了样本中14种多氯联苯(PCBs)和7种多溴联苯醚(PBDEs)的质量浓度,采用GC-ECD法测定了ρ(BDE-209). 结果表明:ρ(PCBs)为313.84 ~ 753.79 pg/m3,平均值为442.09 pg/m3;ρ(PBDEs)为0.62 ~83.35 pg/m3,平均值为21.83 pg/m3;ρ(BDE-209)为114.9~ 221.19 pg/m3,平均值为185.58 pg/m3. 与文献报道相比,上海市家庭室内空气中ρ(PCBs)处于中等水平,ρ(PBDEs)略低,但ρ(BDE-209)明显高于其他地区. 儿童和成人对PCBs的日均暴露量达到1 980和4 772 pg/d,对PBDEs的日均暴露量达到930和2 241 pg/d. PCBs和PBDEs能够引起人体生物毒性效应,因此,作为在室内空气中普遍存在的有机污染物,其持续低剂量的暴露应引起重视.
基于灰色支持向量机组合模型的我国火电NOx排放量预测
赵 毅, 周建国, 梁怀涛
2011, 24(5): 489-496.
摘要(1634) PDF(159)
摘要:
区域火电NOx排放量的预测属于小样本、贫信息的灰色系统. 由于NOx排放量受多个因素的叠加性影响,单一预测模型难以准确反映NOx排放量的复杂变化,易产生较大的预测误差. 基于此,利用灰色预测理论和支持向量机预测理论,建立了火电NOx排放量组合优化预测模型. 采用国家权威部门发布的火电NOx排放量数据,综合考虑影响我国火电NOx排放量的主要因素,对我国2008—2010年以及2020年的火电NOx排放量进行了预测,预测结果与官方公布的实际值基本一致; 同时,预测的时间大大缩短.
风向对街道峡谷内污染物扩散的影响
谢海英, 陈康民
2011, 24(5): 497-504.
摘要(1630) PDF(214)
摘要:
采用Fluent软件,选用RNG k-ε湍流模型,对长高比为5的街道峡谷(简称街谷)在0°~90°风向下流场和污染物浓度场进行了数值模拟. 结果表明: 0°~75°风向时,街谷内流场呈明显的三维特性,90°风向时,流动表现出中长街谷的二维特点;风向对街谷内壁面污染物浓度的分布有显著影响,90°风向下的街谷壁面浓度最大,其次是45°风向,其余风向下的相对较小,污染物浓度的计算值与风洞试验值在趋势上吻合较好;壁面污染物浓度的分布由街谷内长度方向漩涡、来流冲角产生的进口回流及沿长度方向的流动所决定,壁面浓度的分布差异均可从附近的流场获得解释. 街道峡谷内长度方向的漩涡模拟过强会导致地面附近污染物浓度的计算值偏离试验值.
深圳冬季霾日的大气污染特征
薛 莲, 孙 杰, 林 云, 孙天乐, 赵倩彪, 黄晓锋, 何凌燕
2011, 24(5): 505-511.
摘要(1797) PDF(152)
摘要:
2009年1月10日─2月16日,利用在线仪器获得深圳市冬季大气中气态污染物和PM1主要化学组分的高时间分辨率数据,结合气象条件,对非霾日、霾日的大气污染物和PM1主要化学组分浓度水平及其日变化特征进行了研究. 结果表明:深圳冬季霾日除O3外,其他气态污染物和PM1主要化学组分的平均质量浓度均明显高于非霾日,增幅均在40%以上;PM1中的有机物是深圳冬季霾的首要污染因子;PM1主要化学组分的日变化趋势不尽相同,但总体上表现出霾日高于非霾日的特征,尤其是午夜至清晨时段,这说明深圳冬季霾日的夜间大气扩散能力显著减弱.
用苔藓氮含量和氮同位素值指示庐山大气氮沉降
罗 笠, 肖化云
2011, 24(5): 512-515.
摘要(1612) PDF(129)
摘要:
对庐山风景区不同海拔高度(263~1 400 m)上31个石生苔藓(Haplocladium microphyllum)氮含量〔w(TN),以干质量计〕和氮同位素值(δ15N)进行了分析. 苔藓w(TN)与海拔高度(Laltitude)的关系〔w(TN)=3.11-7.85×10-4Laltitude〕表明,在庐山风景区,随着海拔高度的升高,苔藓w(TN)呈逐渐下降趋势. 根据前人研究的苔藓w(TN)与大气氮沉降量的定量关系,估算出庐山山顶和山脚的大气氮沉降量分别为24.61和41.72 kg/(hm2·a). 苔藓δ15N在-4‰~-2‰范围出现的频率最高,表明庐山风景区大气氮沉降主要来源于农业或自然土壤中氮的释放.
水环境
鸭绿江口及毗邻浅海沉积物重金属富集特征与潜在生态风险比较
程 岩, 刘 月, 李富祥, 高建华, 刘敬伟, 张 亮
2011, 24(5): 516-525.
摘要(1675) PDF(157)
摘要:
为研究鸭绿江河口及毗邻浅海沉积物中重金属的污染状况,比较了鸭绿江口及毗邻浅海表层沉积物重金属的富集系数、多金属污染度的沿程变化,分析了重金属的分布富集规律;讨论了采用不同的背景值在潜在生态风险指数、地累积指数、生物效应浓度3种评价方法中的差异及其对生态风险评价结果的影响. 结果表明:鸭绿江口及毗邻浅海的潜在生态风险总体属于低风险等级,其中毗邻浅海和潮滩的重金属污染较轻,西汊道的污染相对较重. 重金属的高值分布区与混浊带具有一定的对应关系,但受人类活动的影响更大,对鸭绿江口及毗邻浅海表层沉积物重金属污染生态风险评价贡献率较高的重金属污染因子是Cu,Hg和Cd.
基于PSO算法的BP神经网络对水体叶绿素a的预测
虞英杰, 蒋卫刚, 徐明芳
2011, 24(5): 526-532.
摘要(1841) PDF(144)
摘要:
BP神经网络(Back Propagation Network)在水体富营养化评价及预测中已广泛应用,但传统BP算法的收敛速度慢并易陷入局部最优. 提出了一种基于微粒群(PSO)算法的BP神经网络模型,利用PSO对神经网络的权值进行修正,优化神经网络结构及算法全局收敛性. 选择最能代表明湖水质状况的5号采样点作为研究对象,把2009年4月—2010年3月的月样本插值为周样本,对明湖ρ(Chla)的短期变化趋势进行了预测,并用6号采样点数据来验证网络的泛化能力. 比较分析基于PSO算法的新模型与传统BP算法模型的预测精度表明,新模型有效克服了传统算法的缺点,提高了网络的预测能力和学习能力.
污染治理技术
电解催化还原-氯氧化无害化去除水中硝酸盐氮
胡筱敏, 叶舒帆, 和英滇, 张 杨
2011, 24(5): 533-539.
摘要(2419) PDF(144)
摘要:
基于对Pd-Me双金属催化还原的机理分析,提出了以NH4+-N为目标产物,Fe催化还原NO3--N的理论设想. 结合折点氯化技术,以Ti/Fe为阴极,以Ti/Ir-Ru为阳极,以NaCl为支持电解质组建无隔膜电解体系,开展了水中NO3--N去除的试验研究. 结果表明,利用电解催化还原-氯氧化法可将模拟水样中NO3--N转化为N2去除,其反应历程为阴极催化还原NO3--N生成NH4+-N,阳极电解氯氧化NH4+-N生成N2. 在ρ(Cl-)为500 mg/L,电流密度为12 mA/cm2,极板距离为9 mm,搅拌强度为450 r/min的试验条件下电解150 min,初始ρ(NO3--N)为50 mg/L的模拟水样出水ρ(TN)和ρ(NO3--N)可分别降至2.9和2.8 mg/L,去除率分别达到94.1%和94.3%,NH4+-N和NO2--N均未检出. 分析认为,阴极对NO3--N的催化还原机理为:Fe化学吸附氮氧化合物离子中的O形成固定的N—O键,电解产生的活性还原物质攻击N—O形成N—H新键.
废弃油基钻井液资源回收与无害化处置
谢水祥, 蒋官澄, 陈 勉, 邓 皓, 许 毓, 孙 鹏, 曾 琛
2011, 24(5): 540-547.
摘要(2003) PDF(129)
摘要:
废弃油基钻井液是钻井作业完成后产生的固体废物,因含有矿物油和柴油等,属于国家危险废物,成为制约油田清洁生产的一个技术难题.针对废弃油基钻井液的特点,经大量室内试验和多种处理方案的筛选,开发出了废弃油基钻井液资源回收与无害化处置技术.在废弃油基钻井液中加入收油剂,回收有用的油类.在收油后的剩余泥渣和产生的废水中分别加入无害化处理剂和絮凝剂,进行回用和无害化处理.油回收率可达90%以上,回收的油品质量达到《车用柴油》(GB/T 19147—2003)规定的-10#车用柴油技术要求;无害化处理后的泥渣浸出液中石油类,CODCr和重金属等污染物指标均低于《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)二级标准限值;处理后的废水达到《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)要求.
胺基树脂吸附去除水中的壬基酚聚氧乙烯醚
张青梅, 刘凤玲, 郑寿荣, 许昭怡, 刘 湛
2011, 24(5): 548-552.
摘要(1914) PDF(148)
摘要:
使用氯球作为前驱体与二乙烯三胺在回流条件下反应合成一种胺基树脂,对胺基树脂的特征进行了表征,并研究了胺基树脂对水中的壬基酚聚氧乙烯醚(NP10EO)的吸附行为.树脂的红外、元素分析及比表面积与平均孔径分析结果表明,胺基官能团成功地嫁接到树脂表面,胺基浓度为5.6 mmol/g,且胺基树脂的比表面积较氯球有较大增加.胺基树脂对NP10EO的吸附等温线表明,温度的升高有利于吸附,在35 ℃下胺基树脂对NP10EO的最高平衡吸附量达58.36 mg/g.采用Langmuir方程和Freundlich方程用于吸附等温线的解释,结果表明,吸附等温线更加符合Langmuir模型,相关系数(R2)均大于0.98. NP10EO在胺基树脂上的吸附符合准二级动力学方程,初始ρ(NP10EO)越低达到吸附平衡所需时间越短,初始ρ(NP10EO)为9.41 mg/L的溶液能在2 h内达到吸附平衡.
生态毒理
蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)微板毒性分析方法优化
袁 静, 刘树深, 王丽娟, 邵玉敏
2011, 24(5): 553-558.
摘要(1861) PDF(123)
摘要:
以蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa,CP)为指示生物,96孔微板为暴露载体,污染物对藻的72 h生长抑制率为毒性指标,通过系统地检测蛋白核小球藻的生长曲线和吸收光谱,确定藻细胞密度和683 nm波长处光密度(D683)之间的线性关系,考察不同初始藻密度、照度、暴露时间和暴露体积对藻生长的影响,建立了蛋白核小球藻微板毒性分析方法(CP-MTA法).将CP-MTA法应用于重金属盐、除草剂、杀虫剂以及离子液体等8种化学品对蛋白核小球藻的生长抑制毒性测试,以pEC50为毒性指标,毒性大小顺序为敌草快>CuSO4·5H2O≈CdCl2·2.5H2O>氯化1-甲基-3-辛基咪唑([Omim]Cl)>草甘膦>氯化1-甲基-3-丁基咪唑([Bmim]Cl)>敌敌畏>乐果,与文献结果一致.CP-MTA法由于以微板为反应载体,所需样品少,便于多次平行,数据重复性好.
水温和余氯对黑棘鲷胚胎发育的影响
晁 敏, 王云龙, 沈新强
2011, 24(5): 559-563.
摘要(1532) PDF(133)
摘要:
采用静水毒性试验法,模拟研究了电厂温排水对黑棘鲷(Acanthopagrus schlegelii)胚胎发育的影响.试验水温为16~18,22,26和30 ℃,ρ(余氯)为0.025,0.050,0.100,0.200,0.400和0.800 mg/L,同时以过滤海水为对照组,每组设3个平行,取黑棘鲷受精卵进行试验,共进行30 h观测.结果表明,16~18 ℃下对照组无胚胎孵化,而在其他3个温度条件下,对照组的胚胎均已破膜并发育至前期仔鱼阶段.其中,22 ℃下对照组孵化率最高,为(93±2.0)%,而26和30 ℃下对照组孵化率分别为(81.9±2.0)%和(52.8±10.6)%.随着ρ(余氯)的升高,胚胎孵化率下降,当ρ(余氯)高于0.400 mg/L时,各组孵化率均低于50%,当ρ(余氯)为0.800 mg/L时,各组孵化率均低于10%,30 ℃组则没有胚胎孵化.回归分析结果显示,黑棘鲷胚胎孵化抑制率与水温和ρ(余氯)呈显著正相关(R=0.90,P<0.05),表明这2种因子对胚胎孵化抑制具有协同毒性效应.经计算,30 h时22,26和30 ℃下,ρ(余氯)对黑棘鲷胚胎发育的半数影响浓度(30 h-EC50)分别为(0.243±0.062),(0.432±0.031)和(0.261±0.046)mg/L,最低可观察效应浓度(LOEC)分别为0.025,0.200和0.050 mg/L,26和30 ℃下无可观察效应浓度(NOEC)为0.100和0.025 mg/L.
壬基酚对中国林蛙精巢中StAR表达的影响
李忻怡, 王 慧, 张育辉
2011, 24(5): 564-570.
摘要(1451) PDF(128)
摘要:
为研究水体壬基酚(Nonylphenol,NP)污染对两栖动物精巢中类固醇生成急性调节蛋白(StAR)的影响,将雄性成体中国林蛙(Rana chensinensis)分别暴露于c(NP)为10-7,10-6和10-5 mol/L的水体中10,20和30 d.取其精巢组织,在成功扩增获得273 bp的StAR cDNA片段后合成探针,用原位杂交方法检测StAR mRNA在精巢的表达,用免疫组织化学方法检测StAR蛋白的表达.结果在对照组和各NP处理组中均检测到StAR mRNA和蛋白的阳性表达,阳性反应主要在精巢的Leydig细胞.StAR表达相对值的检测结果表明,c(NP)为10-5 mol/L 的水体对StAR表达有抑制趋势,c(NP)为10-7和10-6 mol/L 的水体可上调StAR的表达,表明NP对StAR表达由抑制转向诱导的临界浓度在c(NP)为10-6 mol/L与10-5 mol/L 之间.在c(NP)为10-7和10-6 mol/L 处理组,StAR表达值随c(NP)的增高而增加.在c(NP)为10-6 mol/L 处理组,暴露30 d后StAR表达相对值最大,呈现NP对StAR表达具有累积效应.c(NP)为10-7 mol/L对StAR表达不随时间延长显示累积效应.提示一定剂量范围的NP可通过调控StAR的表达干扰动物类固醇激素的合成.
风险评价与管理
中国光伏电池组件的生命周期评价
刁周玮, 石 磊
2011, 24(5): 571-579.
摘要(1852) PDF(288)
摘要:
在收集2009年我国光伏组件生产的主流及最优技术水平数据的基础上,采用Ecoinvent数据库中辅助材料的生命周期数据,开展了我国光伏组件生命周期评价研究,计算了能量回收期和全球变暖潜值,并探讨了不同生产步骤和生产参数的影响.结果表明:太阳能级多晶硅生产和铸锭、切片工艺的技术水平对光伏产品的能量消耗和环境影响最大,我国主流技术水平情景下的产品能耗和环境影响远大于最优技术水平.对于我国光伏产业来说,要降低光伏产品的环境影响,应着重从改进多晶硅生产技术和提高硅片切割效率入手.
电子废物酸浴处置区附近农田土壤重金属污染特征
郭莹莹, 黄泽春, 王 琪, 黄启飞, 张增强
2011, 24(5): 580-586.
摘要(1485) PDF(164)
摘要:
分析了我国南方某典型电子废物酸浴提取贵重金属场地周围农田土壤剖面pH,重金属含量以及重金属的形态分布特征.结果表明:酸浴提取贵重金属场地周围土壤酸化现象明显,随着距酸浴源距离的增大以及土层深度的增加,酸化程度均减弱;底层土壤酸污染范围较小,仅限于距离污染场地很近的范围内.调查区土壤Cu和Ni 2种重金属的污染较为严重,Cd和Pb污染相对较轻.与酸污染相似,土壤中Cu和Ni的污染随着距酸浴源距离的增大以及土层深度的增加而减弱,表层最高分别超过对照点6倍和4倍.酸浴污染土壤中重金属活性态比例普遍较高,活性态比例随距酸浴场地距离和土层深度的变化趋势与土壤酸污染相似.
化学工业园的系统动力学仿真与调控
郑斯瑞, 钱 新, 瞿庆玲
2011, 24(5): 587-592.
摘要(1279) PDF(140)
摘要:
化学工业园属行业类工业园,入区企业主要为生产和销售化学工业品的化工企业,其排放的化学品污染物极易造成水环境和大气环境质量的恶化,为避免环境风险事故,必须对化学工业园的发展过程进行模拟和控制.以泰兴经济开发区为研究对象,在其现阶段发展基础上,根据该园区的实际情况,采用系统动力学(System Dynamics)模拟不同情景下的远期发展目标.基础仿真结果表明,泰兴经济开发区的环境现状不容乐观,尤其是大气环境污染几乎达到环境容量极限.情景分析表明,该开发园区必须将产业发展速度控制在18%,同时降低工业能耗,提高脱硫效率至90%以上,污水处理厂规模日处理量达4.9×104 t,才能保证其持续、稳定、健康的发展.