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2012年  第25卷  第11期

目录
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封面+目录
2012, 25(11).
摘要(165) PDF(11)
摘要:
特别报道
中国特色生态文明建设的理论创新和实践
周生贤
2012, 25(11).
摘要(1632) PDF(140)
摘要:
大气环境
天津市夏季灰霾与非灰霾天气下颗粒物污染特征与来源解析
魏欣, 毕晓辉, 董海燕, 陈魁, 孙韧, 冯银厂
2012, 25(11): 1193-1200.
摘要(2111) PDF(214)
摘要:
年6—8月在天津市区进行的连续灰霾观测发现,灰霾发生的天数占观测时段的1/3. 灰霾日与非灰霾日颗粒物质量浓度存在显著差异,灰霾日ρ(PM2.5)与ρ(PM10)的平均值分别是非灰霾日的1.64和1.55倍. 灰霾日S含量高于非灰霾日近50%;灰霾日ρ(SO42-)和ρ(NO3-)明显高于非灰霾日,其中灰霾日ρ(NO3-)增幅最高可达251.02%;灰霾日PM2.5和PM10中的ρ(OC)、ρ(EC)均是非灰霾日的1.25倍以上. 灰霾日与非灰霾日的气象条件相近,表明此次观测期间天津市区夏季灰霾天气发生与气象条件的关系不大. 使用CMB模型(化学质量平衡模型)对PM2.5来源进行的解析表明,二次硝酸盐和二次硫酸盐对灰霾日ρ(PM2.5)的贡献率分别是非灰霾日的2.17和1.34倍,而其他源类在灰霾日和非灰霾日的贡献差异不明显,说明二次离子可能是造成天津市区夏季灰霾最主要的颗粒物源类.
北京2011年10月连续灰霾过程的特征与成因初探
高健, 张岳翀, 王淑兰, 柴发合, 陈义珍
2012, 25(11): 1201-1207.
摘要(2207) PDF(212)
摘要:
选择2011年北京地区灰霾典型发生月——10月,利用在中国环境科学研究院监测的φ(SO2)、φ(O3)、φ(NO2)、φ(CO)、ρ(PM10)、ρ(PM2.5)、ρ(BC)等数据,对该地区秋季典型灰霾过程特征及成因进行了研究. 在观测期间51.5%的时间内出现了灰霾,其中13.6%属于重度灰霾. 对灰霾期间污染物时间分布特征的分析表明:在灰霾过程中ρ(PM1)、ρ(PM2.5)、ρ(PM10)及ρ(BC)较各自月均值的升幅均大于20%,ρ(PM1)/ρ(PM2.5)(78.7%)也明显增大.大气能见度的降低与细颗粒物及亚微米颗粒物有直接关系. 对观测期间的气象因素、气体污染物时间序列和颗粒物浓度累积特征的研究表明,10月连续灰霾过程的成因可能是该月频繁出现的鞍型场静稳天气及北京周边地区存在的基数较大的细颗粒物排放源所致.
雾和霾对北京地区大气能见度影响对比分析
马志强, 赵秀娟, 孟伟, 孟燕军, 何迪, 刘红燕
2012, 25(11): 1208-1214.
摘要(2367) PDF(237)
摘要:
年10月8日—12月7日,在北京城区对ρ(BC)(BC为黑碳)、ρ(PM2.5)、大气能见度和气象要素进行连续观测,利用该资料分析雾和霾对大气能见度下降的影响. 结果表明:观测期间大气能见度为0.6~26.7 km,其中40%以上的时间大气能见度不足5 km,ρ(PM2.5)和ρ(BC)小时平均值最高分别达416.0和17.87 μg/m3. 大气能见度小于5 km且持续时间超过24 h的过程出现5次,过程1~5持续的时间分别为84、79、70、35和66 h. 过程1和2主要由霾导致,大气RH(相对湿度)小,持续时间长;过程3和5则均由雾引起,大气能见度平均值分别仅为1.70和1.99 km. 尽管过程4持续时间最短,但是由于存在低层逆温的大气层结,并且地面风速<1 m/s,导致颗粒物在水平和垂直方向的扩散均受到抑制,加之大气平均RH达到90.8%,形成雾霾复合影响,造成颗粒物污染程度超过其余4个过程,ρ(PM2.5)和ρ(BC)平均值分别达到192.1和10.15 μg/m3.
北京上空气溶胶浓度垂直廓线特征
陈鹏飞, 张蔷, 权建农, 高扬, 黄梦宇, 赵德龙, 孟筠旺
2012, 25(11): 1215-1221.
摘要(2579) PDF(158)
摘要:
利用2008—2010年北京地区3.5 km高空内飞机探测的气溶胶(粒径范围为0.10~3.00 μm)数据,分析了该地区气溶胶的时空分布特征. 结果表明:①气溶胶浓度(以数浓度计,下同)均随高度增加而减小,在1.5 km以上高空的气溶胶浓度垂直梯度变化明显低于1.5 km以下的垂直梯度变化. 4—11月气溶胶浓度季节变化表现为夏季最高、秋季次之、春季最低. ②气溶胶浓度廓线逐时(09:00—19:00)变化较清晰地反映出其受大气边界层演变的影响. 在0~1.5 km高空,白天气溶胶浓度高值出现在09:00—11:00,低值出现在13:00—14:00;而在1.5~3.5 km高空的气溶胶浓度时段分布与其相反. ③人为活动是影响气溶胶浓度区域水平分布的重要因子. ④将气溶胶浓度廓线垂直分布分为a、b、c 3类. 类型a的近地面气溶胶浓度(0~4 000 cm-3)低,垂直方向上变化很小;类型b的近地面气溶胶浓度(4 000~9 000 cm-3)较高,垂直递减明显;类型c的近地面气溶胶浓度特别高,量级达到104 cm-3,并在大气边界层顶(约1.5 km)附近迅速递减. 北京地区气溶胶浓度廓线以类型b居多.
雾天气下二次气溶胶均质成核生长过程
刘义, 丁珏, 刘丽颖, 张宝亮, 王庆涛, 应梦侃
2012, 25(11): 1222-1228.
摘要(2047) PDF(121)
摘要:
二次气溶胶的核化过程涉及分子杂乱运动和碰撞,在分子间的范德华力作用下,大气环境系统中产生分子聚合,形成分子团、胚胎和核.基于此建立二次气溶胶核化和生长模型,并且采用颗粒群平衡模拟和多重蒙特卡洛方法,对雾天气下水汽均质同分子核化及H2O-H2SO4均质异分子核化的过程开展热力学和动力学数值研究. 结果表明:在水汽均质核化过程中,当水汽过饱和比从2增至10时,水汽的成核速率增加约73个数量级,形成临界胚胎所需的分子数降低了97.3%. 而对于H2O-H2SO4均质异分子核化过程,在环境温度271.15 K,气态H2SO4分子数浓度为5×107cm-3条件下,当RH(相对湿度)由80%增至100%时,二次气溶胶成核速率增加1.4倍;在气态H2SO4分子数浓度较高、RH较大时,核化形成的临界胚胎粒径较小. 经过均质核化生长后,二次气溶胶粒径处于1.5~3.5 nm.
水环境
太湖西苕溪流域地表水、地下水硝酸盐污染特征及来源
黄剑锋, 张依章, 张远, 吴攀, 王志强
2012, 25(11): 1229-1235.
摘要(2006) PDF(168)
摘要:
为探寻西苕溪流域地下水中NO3--N的污染来源,对西苕溪流域地表水、地下水体的NO3--N污染状况进行了调查,并结合水化学与NO3--N同位素对其来源进行解析. 结果显示,西苕溪流域地表水的ρ(NO3--N)为1.07~3.45 mg/L,ρ(NO2--N)为0.15~0.35 mg/L;地下水中ρ(NO3--N)为3.24~15.31 mg/L,平均值达9.26 mg/L. 下游地区地下水的ρ(NO2--N)较高(0.26~4.25 mg/L),平均值达3.00 mg/L. ρ(NO3-)与ρ(Cl-)的关系显示,西苕溪地表水、地下水存在比较稳定的NO3--N输入来源. NO3--N同位素分析结果显示,地表水的δ15N为7.0‰~16.7‰,说明上游NO3--N主要来源于土壤有机氮的矿化,中下游则主要受到农业施用化肥与人类生活污水二者的共同影响;地下水的δ15N为14.3‰~27.1‰,说明调查区域内的地下水受人畜粪便和生活污水的影响可能更为强烈,另外,地下水中存在的反硝化作用也是造成地下水δ15N增高的原因.
滇池近代富营养化加剧过程的沉积记录
刘勇, 朱元荣, 弓晓峰, 谢发之, 廖海清, 吴代赦, 吴丰昌
2012, 25(11): 1236-1242.
摘要(2084) PDF(129)
摘要:
为认识滇池内源污染特性在湖泊环境演变过程中的变化,采集滇池北部和中心2根柱状沉积物样品,分析了TOC(总有机碳)、TN(总氮)、BSi(生物硅)及磷形态含量剖面变化规律,并探讨了其与滇池富营养化历史的关系. 结果表明,滇池沉积物中w(TOC)与w(TN)自20世纪50年代后增加显著.n(TOC)/n(TN)介于7.0~13.5之间,表明滇池内源藻类和细菌等对沉积物中有机质贡献大. 滇池沉积物中w(TP)剖面变化规律反映了滇池由中营养化向富营养化过渡的过程. 沉积物中w(TP)与w(TOC)呈显著相关(R=0.91,P<0.01),表明滇池外源磷的输入与生物量的增长以及蓝藻水华暴发的一致性和外源磷污染控制的必要性. 滇池不同区域w(BSi)剖面变化及其与w(TOC)、w(TP)的关系表明,滇池在长期演变中,生态系统结构发生了变化. 滇池北部近年来富营养化加剧,蓝藻大量繁殖成为优势种群而导致生物群落结构单一化;而中部等地区硅藻仍保持大量增长趋势,表明藻类在该区域处于大量增长的过程中.
山东省南四湖流域农业面源污染状况分析
黄亚丽, 张丽, 朱昌雄
2012, 25(11): 1243-1249.
摘要(2255) PDF(148)
摘要:
以探明山东省南四湖流域农业面源污染状况为目的,在对流域内农村人口、畜禽养殖规模、农田施肥量、水产品产量等数据调查的基础上,结合全国第一次农业污染源调查结果中的农业源产、排污系数,测算出2009年山东省南四湖流域内农村生活、农田化肥、畜禽养殖业、水产养殖业等4个方面CODCr、TN、TP的排放总量分别为192 278.71、103 126.04、6 990.82 t. 通过分析得出,在山东省南四湖流域农业面源污染中的CODCr主要来自农村生活,占CODCr排放总量的56.44%;农田化肥TN的流失占TN排放总量的48.37%,农村生活和畜禽养殖对TN排放总量也有较高的贡献;畜禽养殖业是TP的主要来源,占TP排放总量的65.06%;水产养殖对各项污染物的贡献率相对较低,但不容忽视.
污染治理技术与方法
人工甜味剂在污水处理厂和自来水厂的归趋
干志伟, 孙红文, 冯碧婷
2012, 25(11): 1250-1256.
摘要(2677) PDF(184)
摘要:
研究了7种常用的人工甜味剂〔安赛蜜、三氯蔗糖、糖精、甜蜜素、纽甜、阿斯巴甜和NHDC(新橙皮苷二氢查耳酮)〕在污水处理厂及自来水厂的分布. 7种人工甜味剂在污水处理厂进水中均被检出,质量浓度为6.4~31 671.0 ng/L. 安赛蜜、三氯蔗糖、糖精、甜蜜素在污水处理厂的出水中被检出,质量浓度为32.4~11 204.0 ng/L. 这些甜味剂将随污水处理厂的出水排放而进入水环境. 安赛蜜、三氯蔗糖、糖精、甜蜜素、纽甜在自来水厂进水中被检出,质量浓度为低于定量限~579.4 ng/L,其中前4种在自来水中被检出,质量浓度为23.3~504.2 ng/L. 沉淀、絮凝、氯化消毒作用对人工甜味剂没有明显的去除作用. 生物降解能有效去除糖精、甜蜜素、阿斯巴甜、纽甜和NHDC,但对安赛蜜和三氯蔗糖去除率不高,去除率均小于20%.
我国典型城市冬季龙头水中卤代酚类嗅味污染特征
史芳天, 齐飞, 徐冰冰, 李明珠, 王彦楠, 孙昊婉
2012, 25(11): 1257-1264.
摘要(2009) PDF(164)
摘要:
为研究我国典型城市冬季龙头水中卤代酚类嗅味暴露特征,以8种典型卤代酚类嗅味物质为研究对象,采用固相微萃取预处理,结合气相色谱-质谱联用仪对全国22个典型城市龙头水中的卤代酚类嗅味污染物进行定性、定量分析. 结果表明:在我国冬季典型城市龙头水中普遍存在卤代酚类嗅味物质暴露问题. 其中,以4-氯酚的暴露浓度最大,ρ(4-氯酚)最高为3 526.24 ng/L,ρ(2-氯酚)和ρ(2-溴酚)较小,最大暴露值均小于100 ng/L;ρ(2,6-二溴酚)与ρ(2,6-二氯酚)在各典型城市普遍出现超嗅阈值现象;就调查的城市而言,东北地区污染最为严重,其次为华北地区,中南和西部地区嗅味物质污染及超嗅阈值现象相对较轻.
HRGC-QMS筛查焚烧炉排放废气中PCDDFs的技术
任玥, 许鹏军, 周志广, 李楠, 齐丽, 刘爱民, 黄业茹
2012, 25(11): 1265-1271.
摘要(2047) PDF(117)
摘要:
建立并优化了应用HRGC-QMS(高分辨气相色谱-四极杆质谱)对废弃物焚烧设施排放废气中17种2,3,7,8-PCDD/Fs进行筛查测定的方法,并对其关键技术进行了研究. 结果表明,严格的样品净化程序和优化的仪器参数提高了低分辨质谱在二NFDA1英类定量分析中的准确性和精密度,仪器检出限为0.5~5 pg,方法检出限为0.9~20 pg,提取内标回收率符合二NFDA1英类分析要求. 利用该方法对57个废弃物焚烧设施排放的废气样品进行检测,得到的毒性当量(TEQ)浓度与高分辨磁质谱(标准分析仪器)的测定结果具有良好的线性关系(R2=0.978 5).
应用PCR-DGGE分析三江湿地土壤真菌群落结构的多样性
陈会海, 许修宏, 李洪涛
2012, 25(11): 1272-1278.
摘要(2144) PDF(141)
摘要:
采用PCR-DGGE技术,研究毛苔草湿地土壤、小叶章湿地土壤(氮肥施用量分别为0、20、40和60 kg/hm2)和岛状林湿地土壤在生长期(2010年7月和2011年6月)和凋落期(2010年10月)的真菌群落结构变化规律. 结果表明:湿地植物生长期和凋落期真菌群落结构差异显著;退化程度较高的岛状林湿地土壤真菌群落的多样性指数最高,2010年7月、10月和2011年6月多样性指数分别为3.22、3.25和3.21;在小叶章湿地土壤中添加氮肥20~40 kg/hm2,2010年7月、10月和2011年6月湿地土壤真菌群落的多样性指数分别升至0.27、0.15和0.05. 对湿地土壤真菌18S rDNA基因测序分析可知,三江湿地土壤真菌类群主要包括外囊菌纲(Taphrinomycetes)、座囊菌纲(Dothideomycetes)和锤舌菌纲(Leotiomycetes),其中锤舌菌纲是该湿地主要的土壤真菌类群.
零价铁PRB修复硝酸盐和铬复合污染地下水
孟凡生, 王业耀, 张星星
2012, 25(11): 1279-1284.
摘要(2086) PDF(169)
摘要:
通过连续流动试验研究了Fe0(零价铁)-PRB(渗透反应格栅)修复受NO3--N、Cr(Ⅵ)以及NO3--N和Cr(Ⅵ)复合污染模拟地下水的反应特性,分析了Fe0对NO3--N和Cr(Ⅵ)的氧化还原产物,并且对NO3--N和Cr(Ⅵ)的相互影响进行了研究. 采用粒径为0.15~0.42 mm的Fe0和粒径为0.15 mm的活性炭作为PRB反应介质,二者的质量比为1∶1. 结果表明,Fe0单独与NO3--N反应情况下,当进水中ρ(NO3--N)为20 mg/L时,去除率达95%,NO2-为还原过渡状态,NH4+是主要产物,出水pH从原水的7.1升至9.0左右,出水中ρ(TFe)<0.60 mg/L. Fe0处理Cr(Ⅵ)情况下,对Cr(Ⅵ)有较高的去除效果,进水中ρ〔Cr(Ⅵ)〕为10 mg/L时,去除率达96%,反应产物Fe3+和Cr(Ⅲ)可以形成沉淀附着在反应介质上,不会迁移到“下游”水体中,出水pH从原水的7.0升至8.0左右,出水中ρ(TFe)<0.30 mg/L. Fe0去除NO3--N和Cr(Ⅵ)复合污染时,共存的NO3--N对Cr(Ⅵ)的去除效果没有影响,Cr(Ⅵ)的存在降低了NO3--N的去除效果.
公交车实际道路颗粒物排放的数浓度特征
王军方, 丁焰, 尹航, 谭建伟, 张海燕, 殷宝辉
2012, 25(11): 1285-1289.
摘要(1948) PDF(130)
摘要:
为获得城市公交实际道路颗粒物数量排放特性,利用车载排放测试系统(PEMS)在实际道路上对公交车颗粒物排放特征及粒径分布进行了研究. 结果表明:公交车车速低于30 km/h的工况占总工况的78.9%,其中车速小于10 km/h的工况所占比例最大,为33.7%;车速高于40 km/h的工况仅占总工况的2.1%. 利用低压荷电捕集器(ELPI)测试的粒径分布表明,公交车进、出站和稳定车速工况下排放的颗粒物数浓度峰值均出现在粒径为70 nm附近;粒径小于70 nm的颗粒物数浓度在3种不同工况下占颗粒物总数浓度的55.4%~69.7%;粒径大于770 nm的颗粒物非常少,其数浓度占颗粒物总数浓度的比例均小于0.1%.
环境健康与风险评价
基于生产和消费视角的辽宁省行业能源消费碳排放
赵红艳, 耿涌, 郗凤明, 刘竹, 董会娟
2012, 25(11): 1290-1296.
摘要(2276) PDF(240)
摘要:
行业能源消费碳排放核算是碳减排政策制订的基础,从消费视角进行行业碳排放研究日趋重要. 基于经济投入产出生命周期评价模型,从生产和消费视角解析了辽宁省2007年行业能源消费碳排放分布规律. 结果表明:生产视角碳排放量行业集中度高,该视角碳排放总量的78.73%集中在电力、热力的生产和供应业,金属冶炼及压延加工业,非金属矿物制品业以及交通运输、仓储及邮政业;为其他行业提供产品和服务是造成行业生产端碳排放的主要原因;消费视角下行业碳排放总量的53.79%集中在金属冶炼及压延加工业,建筑业,电力、热力的生产和供应业以及其他行业;上游供应行业的间接碳排放是造成消费端排放的主体.从碳排放强度来看,生产视角下各行业碳排放强度差异性较大,电力、热力的生产和供应业的碳排放强度最大,为9.17 t/万元;消费视角下行业之间的碳排放强度差异性较小,均低于3 t/万元. 最后针对不同视角下分析结果的差异性提出了相应对策的侧重点.
基于主体建模的废物交换模型与仿真分析
李清慧, 石磊
2012, 25(11): 1297-1303.
摘要(1985) PDF(108)
摘要:
作为产业共生中一种重要的关系,废物交换不仅能解决废物处置的难题,还可以降低原料供给的成本与风险. 企业进行废物交换的动力主要来源于经济利益的驱动. 从交换的市场机制出发,运用基于主体建模的方法构建了废物交换的模型框架,并且基于Swarm平台进行了仿真分析. 结果表明:系统的废物交换价格指数在仿真开始后10个周期内迅速降至4左右,并在之后的周期内缓慢下降;系统中单个废物的价格波动较大,但这种波动并未反映到整体的价格指数中;系统中的废物交换量和参与交换的企业数量均呈上升的趋势,但废物交换量的增长呈先慢后快的态势,在第200个周期时达到25×104 t. 而参与交换企业数量的增长呈先快后慢态势并逐渐稳定在100家左右. 示范企业的选取对于系统的废物交换量有一定的影响,选取规模较大的企业作为示范企业比随机选取更能促进系统中的废物交换,在第200个周期时比随机选择下的交换量高出约50%.
电力行业多污染物协同控制的环境效益模拟
薛文博, 王金南, 杨金田, 雷宇, 汪艺梅, 许艳玲, 贺晋瑜
2012, 25(11): 1304-1310.
摘要(1889) PDF(125)
摘要:
为定量分析电力行业多污染物协同控制与区域复合型大气污染之间的定量关系,评估不同控制情景下的环境质量效益,应用CMAQ空气质量模型分别对2008年基准排放情景、2015年和2020年目标控制情景的硫、氮沉降及PM2.5污染状况进行模拟. 结果表明:2015年和2020年我国陆地硫沉降总量将由2008年的678.87×104 t分别降至602.02×104和578.26×104 t,降幅分别为11.32%和14.82%,平均每减排1 t SO2可减少0.2~0.3 t硫沉降;2015年和2020年的陆地氮沉降总量将由2008年的1 064.67×104 t分别降至1 042.02×104和1 037.06×104 t,仅分别降低了2.13%和2.59%,但重度氮沉降区域明显缩小,2015年和2020年氮沉降强度大于5 g/m2的区域将比2008年分别降低17.12%和22.01%;2015年和2020年ρ(PM2.5)年均值超过GB 3095─2012《环境空气质量标准》二级标准(35 μg/m3)的国土面积分别仍将高达289.14×104和286.68×104 km2,与2008年(298.99×104 km2)相比,降幅分别为3.29%和4.12%,但重污染区域显著减少,并且ρ(PM2.5)年均值超过70 μg/m3的区域将比2008年减少9.31%和12.41%.