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2012年  第25卷  第9期

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封面+目录
2012, 25(9).
摘要(176) PDF(10)
摘要:
大气环境
后奥运时期京津冀区域大气本底夏季污染变化
徐小娟, 刘子锐, 高文康, 王跃思, 辛金元
2012, 25(9): 959-967.
摘要(1764) PDF(162)
摘要:
为探索后奥运时期京津冀区域大气本底污染状况及变化趋势,在中国科学院华北兴隆大气本底观测站,对夏季大气主要污染物(NOx、SO2、O3和PM2.5)进行了连续3年的在线观测,结合气流轨迹模式对大气污染物的传输路径及贡献率进行了分析. 结果表明:兴隆站大气本底夏季ρ(NOx)、 ρ(SO2)、 ρ(O3)和ρ(PM2.5)的平均值分别为(11.5±5.9)、(8.3±7.0)、(137.6±38.4)和(50.9±33.0)μg/m3;首要污染物为O3和PM2.5,ρ(O3)和ρ(PM2.5)日均值超过GB 3095─2012《环境空气质量标准》二级标准〔ρ(O3)为200 μg/m3,ρ(PM2.5)为75 μg/m3〕的天数分别为102和60 d,占观测期间有效天数的39%和23%,表现为大气氧化性增强、二次污染逐年上升;受偏南气流影响,太行山沿线区域和山东半岛—渤海湾地区是兴隆夏季大气本底污染的主要贡献区域,特别是京津冀城市区域夏季高浓度O3和PM2.5,对华北区域大气本底污染物浓度的整体上升具有重要影响.
广西河池锑冶炼区周边苔藓对大气重金属的记录
李海霞, 张国平, 李玲, 魏晓飞, 蔡永兵, 付志平
2012, 25(9): 968-973.
摘要(1781) PDF(124)
摘要:
借助苔藓对广西河池锑冶炼区周边大气中的10种重金属(Sb、Pb、As、Cu、Cd、Mn、Fe、Al、Ba、Sr)的分布迁移规律进行了研究. 结果表明:苔藓可有效反映重金属的沉降. 苔藓中w(Sb)、w(Pb)、w(As)和w(Cd)的范围分别为41.0~5.77×103、1.05×102~1.39×104、25.0~1.07×103和8.00~263 mg/kg,分别是背景值的1.5~213.6、24.5~322.5、3.6~1 980.9和3.2~105.2倍. 元素相关性的主成分分析表明,Sb、Pb、As、Cd和Cu为密切相关的一类元素,来源于原料矿石的冶炼排放;Mn、Fe和Al为第2类,主要来源于燃料煤的释放,此外,Mn还可能来源于城市气溶胶的输送和水泥厂的排放;Ba与Sr为第3类,来源与扬尘有关. 随着采样点与冶炼厂烟囱距离的增加,w(Sb)、w(Pb)、w(As)、w(Cu)和w(Cd)呈非线性下降,可用方程y=ae-x拟合. w(Sb)与w(Pb)的衰减速率相似,而w(As)衰减要快于二者.
空气污染对气候变化影响与反馈的研究评述
师华定, 高庆先, 张时煌, 陈东升, 杜吴鹏, 付加锋, 白鹤鸣
2012, 25(9): 974-980.
摘要(2725) PDF(197)
摘要:
气候变化和空气污染都是人类面临的重要环境问题,其影响与反馈已成为空气污染和气候变化领域的研究热点. 总结了空气污染与气候变化相互作用机理,系统梳理了国内外有关空气污染对气候变化影响及反馈的研究成果,并且重点评述了黑碳和硫酸盐气溶胶辐射强迫及其气候效应、气候变化对近地面臭氧和颗粒物影响等领域的研究进展. 分析指出,现阶段尚没有一个能够综合考虑气象条件、排放源、下垫面等诸多因子对空气污染的影响机理过程模型,无法定量描述大气组分在不同气象条件作用下的演变过程等. 提出未来研究中应深化对机理机制的认识,减少模式的不确定性,加强在排放清单的编制、立体观测网的构建、互馈机理的试验、模式的集成耦合等方面的研究.
土壤环境
温度和停留时间对十溴联苯醚在污染土壤中热脱附的影响
傅海辉, 黄启飞, 朱晓华, 何洁, 陶义, 孟昭福
2012, 25(9): 981-986.
摘要(1747) PDF(110)
摘要:
采用自配十溴联苯醚污染土壤开展热脱附试验研究,试验温度分别为200、300、325、350、400和450 ℃,停留时间为10、20、30、40、50和90 min. 分析多溴联苯醚(PBDEs,包括BDE28、BDE47、BDE66、BDE99、BDE100、BDE138、BDE153、BDE154、BDE183、BDE190、BDE196、BDE197、BDE203、BDE205、BDE206、BDE207、BDE208和BDE209)热脱附前后污染物在土壤中的浓度及总脱附率. 试验用土样中w(PBDEs)为1 136.69 mg/kg. 低温段(200和300 ℃)污染物去除率较低,在300 ℃、停留时间90 min时,残留w(PBDEs)为263.57 mg/kg,去除率为76.81%;中温段(325和350 ℃)污染物大量减少,350 ℃、停留时间40 min时,残留w(PBDEs)为114.01 mg/kg,去除率达90%;高温段(400和450 ℃),温度为450 ℃、停留时间20 min时,残留w(PBDEs)为4.81 mg/kg,去除率达99%以上. 结果表明,PBDEs去除率随温度或停留时间的增加而增大,处置试验用土样比较合理的热脱附操作条件:温度为400 ℃、停留时间为20 min.
黑麦草根际环境对多氯代有机物污染的响应效应
万大娟, 贾晓珊, 谭长银
2012, 25(9): 987-992.
摘要(1780) PDF(104)
摘要:
为探索植物修复技术的根际机理,采用根箱模拟试验,研究黑麦草根际环境对多氯代有机物污染的响应效应. 结果表明,与对照处理相比,根际、近根际和远根际土壤中多氯代有机污染物含量变化情况各不相同;与黑麦草吸收特性相吻合,土壤中多氯代有机污染物有从非根际向根际环境迁移的趋势,土培期末的根际、近根际和远根际土壤中w(HCB)分别为0.313、0.219和0.207 mg/kg,w(p,p′-DDT)分别为0.351、0.230和0.221 mg/kg;黑麦草的地下部分对多氯代有机污染物的吸收利用程度均大于地上部分,吸收高峰期的植物地下和地上部分w(HCB)分别为0.716和0.078 mg/kg,w(p,p′-DDT)分别为0.745和0.065 mg/kg;土壤微生物在很大程度上影响着黑麦草对多氯代有机污染物的吸收能力;在不同处理中,根际、近根际和远根际土壤的pH、w(有机质)和过氧化氢酶活性的变化情况各有差异,根际和近根际土壤环境理化性质的改变较大,而远根际土壤环境的改变相对较小.
漳州市城市绿地表土磁性特征及其环境意义
吕敏, 余明, 陈秀玲, 贾丽敏
2012, 25(9): 993-997.
摘要(1486) PDF(138)
摘要:
为揭示土壤磁性物质的来源和成因,对漳州市城区4个不同绿地功能区土壤进行了环境磁学测定,并探讨其环境意义. 结果表明,土壤样品的磁化率(χ)平均值为302.77×10-8 m3/kg,频率磁化率(χfd)平均值为1.45%,不同绿地功能区土壤磁化率变化趋势为居住区绿地>道路绿地>单位附属绿地>公园绿地.分析4种绿地功能区的频率磁化率可以得知,公园绿地存在超顺磁颗粒. 对单个采样点进行分析发现,磁化率与频率磁化率呈负相关,饱和等温剩磁(SIRM)和软剩磁(Soft IRM)呈极显著正相关,饱和等温剩磁和硬剩磁(Hard IRM)的相关性不强,表明土壤磁化率的变化主要受亚铁磁性矿物控制,但也存在不完整反铁磁性物质的贡献,土壤磁化率的增强与工业排放、机动车尾气等人类活动有关.
污染治理技术与方法
老化油泥处理过程中的微生物群落变化特征
王翔, 张朝, 王世杰, 汪群慧, 李发生, 郭观林
2012, 25(9): 1005-1004.
摘要(2076) PDF(129)
摘要:
通过在油田现场构建2个中试规模的生物堆(秸秆添加堆和对照堆)对老化油泥进行处理,运用BIOLOGTM系统对油泥中微生物群落水平的生理特性进行分析,测定其微生物代谢活性、代谢多样性及代谢特征差异性,以研究堆体各层次间微生物群落代谢特征的变化规律. 结果表明,与对照堆相比,秸秆添加堆的多项生理特性指标均得到显著提升,其中微生物代谢多样性指数变化范围由1.64~3.02升至2.83~3.29,并且表现出时间上的稳定性和空间层次间的均质性;在微生物碳源代谢特征的差异性分析中,对照堆各层次随时间推移表现出向其外层顺次变化的规律;油泥中总异养菌及石油烃降解菌的数量与环境温度关联性较强,石油烃降解菌的数量在试验末期取得峰值,达4.15×107 CFU/g.
农村混合物料干式厌氧发酵物性变化中试研究
方少辉, 席北斗, 杨天学, 朱琨, 刘亚茹, 常霄静, 夏训峰
2012, 25(9): 1005-1010.
摘要(1742) PDF(133)
摘要:
为解决分散性及混杂性的农村有机固体废物的无害化、减量化处理及资源化利用问题,利用干式厌氧发酵技术与装置,将畜禽粪便、果蔬垃圾和秸秆等混合物料进行干式厌氧发酵处理,并对pH和有机质类TS、VS、CODCr、(DOC)及NH4+-N浓度进行了检测. 结果表明:农村有机固废混合物料干式厌氧发酵起始阶段的pH为7.2,于第7天逐渐降至最低值(6.3),之后又逐渐上升至系统稳定,最后在7.0~7.6之间波动. 厌氧发酵物料TS和VS经厌氧发酵后被消耗,二者去除率分别为58.3%和65.4%. 厌氧发酵运行过程中物料w(DOC)由11 000 mg/kg降至6 095 mg/kg,去除率为44.6%,发酵液中ρ(CODCr)由初始的11 700 mg/L降至结束时的2 870 mg/L,CODCr去除率达75.5%. 50 d后w(DOC)和ρ(CODCr)保持稳定.
玉米芯经酸-超声波强化碱耦合预处理制取燃料乙醇
严青, 仲兆平, 张茜芸
2012, 25(9): 1011-1015.
摘要(1715) PDF(151)
摘要:
为研究酸碱耦合和超声波对玉米芯预处理效果的影响,通过成分分析、GC-MS分析、还原糖测定、X射线衍射和Jade软件的计算比较预处理后玉米芯的组成形态、结晶结构特点和酶解得率变化,以获得最佳的预处理条件. 结果表明:酸处理后的滤渣继续进行碱处理时,w(半纤维素)和w(木质素)均可降至14%左右;若在碱处理的同时进行超声波强化,当超声波功率为120 W,作用时间为5 min时,w(木质素)可进一步降至7.86%,酶解得率从34.09%升至37.32%,玉米芯的结晶度从59.79%降至57.46%. 以玉米芯为原料制取燃料乙醇的最佳预处理方式为“酸-超声波强化碱”耦合预处理.
西辽河不同粒级沉积物的氨氮吸附-解吸特征
王而力, 王雅迪, 王嗣淇
2012, 25(9): 1016-1023.
摘要(1673) PDF(103)
摘要:
为估算辽河吸附态氨氮入海通量,采用平衡吸附-解吸法研究了西辽河不同粒级沉积物对氨氮的吸附-解吸特征. 结果表明:不同粒级沉积物对氨氮的吸附-解吸特征均符合Langmuir和Freundlich吸附-解吸等温式;黏粒级和粉粒级沉积物的氨氮饱和吸附量较大,分别为3 643.82和2 693.71 mg/kg,相当于粗砂的8.04和5.94倍;西辽河冲泻质泥沙黏粒和粉粒所携载的吸附态氨氮的入海通量分别为170.10和164.52 mg/kg. 占沉积物氨氮吸附总量的14.99%;黏粒级和粉粒级沉积物的氨氮解吸比例较小,分别为30.66%和42.04%,入海后可分别为上覆水提供氨氮52.15和69.16 mg/kg;黏粒级和粉粒级沉积物所吸附的氨氮是氮素循环的重要组成部分;黏粒和粉粒级沉积物的腐殖质含量远远高于粗沙,在其所形成的团聚体结构中存在的孔隙填充方式——氨氮吸附是导致黏粒和粉粒级沉积物饱和吸附量较大、解吸比例较低的根本原因.
沸石的改性及其对氨氮吸附特征
王萌, 房春生, 颜昌宙, 魏群山, 王灶生
2012, 25(9): 1024-1029.
摘要(2128) PDF(117)
摘要:
为研究不同改性方法及其组合顺序对天然沸石吸附NH4+效率的影响及其吸附特征,选择盐、高温、酸3种改性方法进行不同组合. 结果显示,改性组合顺序对天然沸石的吸附性能影响较明显,最佳改性组合顺序为“盐+酸+高温”,其改性后的沸石在初始ρ(NH4+)为15、30和50 mg/L下对NH4+的去除率分别为87%、92%和94%. 采用Langmuir和Freundlich 2种方程来拟合“盐+酸+高温”改性后沸石的吸附行为,表明其更符合Langmuir模型,R2为0.998 5,其最大吸附量(qmax)为8.23 mg/g,并且其吸附过程符合一级动力学方程, R 2为0.998 1. 扫描电子显微镜(SEM)和比表面积(BET)分析结果表明,沸石经最优组合改性后表面形态明显变化,比表面积增大.
环渤海盐碱地区模拟生活污水冷冻处理试验
张晓庆, 许映军, 顾卫, 卜丹阳, 陶军, 常志云
2012, 25(9): 1030-1034.
摘要(1667) PDF(133)
摘要:
为了探索环渤海地区污水资源化的过程,基于冷冻技术,通过模拟生活污水人工冷冻试验,研究了冷冻温度、污染物初始浓度、机械搅拌等因素对环渤海盐碱地区生活污水冰融水水质的影响,同时考察了人工冷冻试验对含盐生活污水中CODCr与NH3-N处理效果的影响. 结果表明:在-11~-2 ℃的室内人工低温环境中,冷冻法可使污水中CODCr与NH3-N的去除率分别达到80%和85%以上;冷冻温度越低,污水冷冻速率越快,CODCr和NH3-N的去除率越低;污染物浓度越高,污水冰融水水质越差;机械搅拌对污水处理效果的影响不很明显.
应用水滑石实时合成分离模拟核素钕
陆菲菲, 于少明, 邱勇, 查才存, 程磊磊, 王祥科
2012, 25(9): 1035-1040.
摘要(1557) PDF(149)
摘要:
应用水滑石实时合成的方法从高放废液中分离模拟放射性核素钕,通过酸碱滴定、单因素试验及X-射线衍射(XRD)研究确定了最佳分离条件,用红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等对合成的含钕水滑石的结构、形貌进行了分析. 结果表明:模拟放射性核素钕的最佳分离条件,初始ρ(Nd3+)为150 mg/L,pH为10,n(Mg)/[n(Al)+n(Nd)]为3,在该条件下5次平行试验钕的去除率平均值为96.40%,并且钕嵌入到了水滑石的晶格中,合成的含钕水滑石形貌大多为层状六边形;含钕水滑石煅烧产物主要为尖晶石,煅烧产物中未见氧化钕相,表明嵌入到水滑石晶格中的钕在煅烧后仍存在于尖晶石的晶体结构中.
电-Fenton氧化降解2,4-二氯酚
张冬梅, 刘蕾, 褚衍洋
2012, 25(9): 1041-1046.
摘要(1992) PDF(184)
摘要:
以气体扩散电极为阴极,以Ti/SnO2-Sb2O5-IrO2为阳极,构建了电-Fenton氧化系统降解水中2,4-DCP(2,4-二氯酚),在考察气体扩散阴极产生H2O2适宜电位基础上,研究了初始 c (Fe2+)和电化学反应时间对2,4-DCP降解的影响以及反应过程中 c (H2O2)、 c (Fe2+)和ρ(Cl-)的变化. 结果表明:该方法联合了电-Fenton氧化和钛基氧化物阳极氧化2种作用共同降解2,4-DCP,在阴极电位为-0.7 V、 c (Fe2+)为0.15 mmol/L、反应60 min时,2,4-DCP去除率为89.1%;反应120 min时,2,4-DCP的吸收特征峰完全消失,去除率达到100%;反应240 min时,ρ(TOC)降至9.15 mg/L,去除率达79.4%. 反应体系中ρ(H2O2)与ρ(Fe2+)呈负相关. 2,4-DCP被降解后,其苯环上的氯主要以Cl-的形式存在于溶液中.
生态毒理
重金属离子胁迫对赤潮微藻的急性毒性
于小娣, 师玥, 周斌, 王其翔, 张鑫鑫, 唐学玺, 王悠
2012, 25(9): 1047-1053.
摘要(1640) PDF(155)
摘要:
重金属污染和赤潮都是较为突出的海洋环境问题,为给相关研究提供基础试验数据,在实验室条件下研究了Cu2+、Cd2+、Zn2+对米氏凯伦藻和微小原甲藻的急性毒性效应. 通过2种藻的EC50(半数抑制浓度)比较了其敏感性差异,分析了不同浓度重金属胁迫对微藻的影响;同时,利用TEM (transmission electronic microscopy,透射电镜技术)和FCM (flow cytometry,流式细胞术)研究了重金属Cu2+的急性毒性胁迫在亚细胞水平上对米氏凯伦藻的损伤. 其中,Cu2+、Cd2+、Zn2+对微小原甲藻的48 h EC50和96 h EC50分别为0.514和0.276 mg/L、0.835和1.215 mg/L及4.376和7.976 mg/L;对米氏凯伦藻的48 h EC50和96 h EC50分别为1.881和1.881 mg/L、5.405和6.268 mg/L及13.134 和18.732 mg/L. 结果表明:2种微藻的种群相对增长率随着胁迫浓度的增加而下降,3种重金属离子的毒性表现出Cu2+>Cd2+>Zn2+的趋势,微小原甲藻对重金属胁迫更敏感;Cu2+胁迫可使米氏凯伦藻细胞体积增大,内容物复杂程度增高,但叶绿素a的MFI(mean fluorescence intensity,平均荧光强度)的变化不明显;Cu2+胁迫对藻膜结构的损伤较明显,但对线粒体及叶绿体的结构影响不明显.
石化废水生化处理前后抗雌激素活性的变化
张晶, 谭小艳, 赵文玉, 王灿, 吴乾元, 胡洪营
2012, 25(9): 1054-1058.
摘要(1673) PDF(145)
摘要:
以某企业的石化废水处理工艺为对象,利用固相萃取-双杂交酵母法,对混入和未混入苯胺废水2种典型工况下进、出水的抗雌激素活性进行了研究,以了解不同性质废水的混合处理对石化废水抗雌激素活性的影响规律. 结果表明,现有的废水处理系统能有效降低有机物浓度,2种典型工况下溶解性有机碳(DOC)的去除率分别可达72%和74%,但生成了更具抗雌激素活性的物质. 在混入苯胺废水的工况下,出水的抗雌激素活性显著高于进水,为进水的2.8倍. 进一步研究废水中不同组分的抗雌激素活性发现,苯胺废水中的疏水性物质是导致出水抗雌激素活性升高的主要原因.
淮河下游典型农村饮用水中苯并[a]芘含量与人群健康的关系
潘恩春, 许秋瑾, 梁存珍, 刘林飞, 胡伟, 何源
2012, 25(9): 1059-1064.
摘要(1565) PDF(128)
摘要:
为了解淮安市淮河两岸农村居民饮用水中ρ〔B[a]P〕(苯并[a]芘浓度)与人群肿瘤发病死亡关系,选择淮安市沿淮河分布的盱眙、金湖、楚州三县(区)14个乡镇28个村,分别在丰、枯水期采集沟塘水、浅层井水、深层井水水样并测定ρ〔B[a]P〕,分析其与当地人群肿瘤发病死亡的关系. 结果表明:在159份水样中,有89.94%的水样检测到B[a]P,ρ〔B[a]P〕平均值为9.77 ng/L(95%CI,7.01~12.54 ng/L),水样超标率为25.78%. 丰水期不同水源超标率有统计学差异(χ2=10.15,P<0.01),其中沟塘水的ρ〔B[a]P〕最高. 虽然三县(区)肿瘤发病、死亡率及各区水样中的ρ〔B[a]P〕平均值有统计学差异,但不论是丰、枯水期,沟塘水、浅层井水和深层井水中的ρ〔B[a]P〕与人群肿瘤发病、死亡率之间却均未在统计学上有相关性. 淮安市淮河流域农村居民饮用水中ρ〔B[a]P〕有一定超标,但尚未证实其与当地肿瘤高发有相关性.
环境管理
中国环评制度的独特运行机制探讨
胡璇, 李丽丽, 栾胜基
2012, 25(9): 1065-1070.
摘要(2172) PDF(127)
摘要:
对比了国内外环境影响评价制度的运行机制发现,发达国家环评制度的有效实施依赖于污染追责制度,而我国环评制度对污染追责制度的依赖性较小,形成了独立发挥作用的运行机制. 我国环评制度的缺陷体现在:①缺乏解决信息成本问题的有效途径;②部门权力边界限制了环境管理的激励约束能力. 据此,建议我国环评制度从2个方向加以改进,一方面完善污染追责制度,建立环评制度对污染追责制度的依赖关系;另一方面,延续过去环评制度的改进方向,继续独立于污染追责制度之外,使环评制度独立、有效地针对项目主体发挥激励和约束作用.
中国水排污许可证制度的定位及改革建议
宋国君, 韩冬梅, 王军霞
2012, 25(9): 1071-1076.
摘要(2351) PDF(153)
摘要:
从点源控制的基本目标出发,按照命令控制型政策的特点和要求,对排污许可证制度重新进行了定位;采用环境政策分析的一般方法,借鉴美国和中国台湾地区的相关经验,分析了我国排污许可证制度存在的问题.研究指出,排污许可证制度是点源排放控制的最基本、最核心的手段,同时也是其他政策手段的“载体”;我国现有的水污染排放许可证制度尚不符合命令控制型政策的要求;存在相关政策间缺乏协调、政府和企业环境管理能力不足、缺乏专业人才等问题,因此,无法保障点源的连续达标排放.需要尽快改革我国的水污染物排放许可证制度,尽快出台实施该制度的专门条例、建立排污许可证制度的分级管理体制、制订实施技术规范、进行基于排污许可证制度的政策整合、培养管理相关人才及建立排污许可证制度的评估、更新和完善机制.