环境科学研究

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2013, 26(2).

摘要(149) PDF(10)

摘要:

程萌田, 金鑫, 温天雪, 樊晓燕, 王辉, 王跃思

2013, 26(2): 115-121.

摘要(2573) PDF(753)

摘要:
为分析天津市典型城区大气碳质颗粒物的粒径分布及其来源,于2009年12月—2010年11月采用9级惯性撞击式分级采样器对大气颗粒物进行采样,采用热光碳分析仪分析了颗粒物中的EC(元素碳)和OC(有机碳)的质量浓度. 结果表明:天津市典型城区大气颗粒物中EC和OC主要存在于细颗粒物中,在≤2.1μm的4个细粒径段中,ρ(EC)的加和年均值为(2.6±0.9)μg/m³,占PM₉(空气动力学直径≤9.0μm)ρ(TEC)的72%；ρ(OC)为(21.5±7.7)μg/m³,占PM₉中ρ(TOC)的60%. ρ(EC)和ρ(OC)季节变化显著,在≤2.1μm粒径段中,春、夏、秋、冬季的ρ(EC)分别为(1.7±0.3)、(2.1±0.4)、(3.1±0.5)和(3.7±0.5)μg/m³；ρ(OC)分别为(17.6±0.4)、(14.4±1.1)、(21.9±1.8)和(32.1±2.5)μg/m³. ρ(EC)峰值分别出现在≤0.43、>0.65~1.1和>4.7~5.8μm 3个粒径段,其中最高值出现在≤0.43μm粒径段；ρ(OC)峰值分别出现在>0.65~1.1和>4.7~5.8μm 2个粒径段,最高值出现在>0.65~1.1μm粒径段. 天津市典型城区细颗粒物中的OC、EC主要来自燃煤、机动车和烹饪排放,粗颗粒物中的OC、EC则更多来自于路面和建筑扬尘.

不同气象条件下的气溶胶时空分布特征

刘婷, 黄兴友, 高庆先, 马占云, 谢彬, 胡顺星

2013, 26(2): 122-128.

摘要(3583) PDF(793)

摘要:
利用2012年3月20—24日的激光雷达回波数据和粒子计数器采样的气溶胶数浓度数据,分析了测点近地面及其上空的气溶胶垂直消光系数、数浓度等时空分布特征,研究了风向、风速、RH(相对湿度)对近地面气溶胶分布的影响. 结果表明:①阴霾天气气溶胶垂直消光系数在0.01～1.0之间,边界层高度在1km以下,到达边界层顶时消光系数产生突变；晴天气溶胶垂直消光系数在0.01~0.2之间,边界层高度在1.5~2.5km. ②阴霾天和晴天中近地面气溶胶数浓度变化规律一致,上午08:00左右开始增加,随温度升高呈下降态势,在傍晚达最小值后又略微增长并产生次高峰,夜间继续呈下降趋势. ③风向为东北偏东风时大气气溶胶的数浓度较大；风速增大,有利于气溶胶垂直输送和扩散,导致气溶胶数浓度减小. ④气-粒转化过程中,RH增大有利于气溶胶粒子由爱根核向积聚模态凝结. ⑤RH较小时,其与气溶胶数浓度呈正相关,而当RH增至74%时二者呈负相关.

1980—2011年北京城区能见度变化趋势及突变分析

余予, 孟晓艳, 张欣

2013, 26(2): 129-136.

摘要(1989) PDF(782)

摘要:
选取1980─2011年5个位于北京城区的国家级地面气象台站(海淀、朝阳、北京观象台、石景山、丰台)人工观测的大气水平能见度(下称能见度)数据,采用Mann-Kendall趋势分析及突变检验法、滑动t检验方法对能见度进行分析,以了解其变化趋势和突变. 结果表明:海淀和石景山站的年均能见度呈下降趋势,而朝阳、北京观象台和丰台站则呈上升趋势；能见度最大和最小变率分别出现在朝阳和丰台站,分别为2.50、1.11km/10a；北京城区年均能见度(对5个台站数据平均得到)呈上升趋势,变率为0.47km/10a. 2007─2011年北京城区平均能见度为18.5km. 突变分析表明,海淀、石景山、北京观象台和丰台站的年均能见度均出现了突变,但突变类型不尽相同,而朝阳站和北京城区的年均能见度未出现显著突变.

滇池沉积物不同分子量溶解性有机质分布及其与Cu和Pb的相互作用

石陶然, 张远, 于涛, 张彦

2013, 26(2): 137-144.

摘要(2243) PDF(503)

摘要:
采用平衡渗析法、离子计和光谱分析等技术研究了滇池表层沉积物中DOM(溶解性有机质)的分子量分布特征及不同分子量的DOM对Cu和Pb的结合能力. 结果表明,草海和外海沉积物中DOM的分子量组成有显著差异. 草海沉积物中DOM主要以分子量为3.5~5.0ku的组分为主；外海沉积物中DOM以分子量为0.5~2.0ku的组分为主. 滇池各级分子量DOM的腐殖化程度(以A3/A4计,A3、A4分别为DOM在300、400nm处的紫外吸光度)在1.57~6.00之间,而且DOM腐殖化程度和芳香性随着分子量的增加而增大. 离子计分析和三维荧光光谱特征表明,Cu趋向于和分子量为2.0~3.5ku的DOM结合,而Pb趋向于和分子量≤0.5ku的DOM结合. 用结合容量和分配系数(K_d)表征Cu、Pb与DOM在两相中的结合能力,分子量为2.0~3.5ku的DOM中的w(Cu)最大,草海和外海分别为717.65和340.27mg/g；分子量≤0.5ku的DOM中的w(Pb)最大,草海和外海分别为2988.84和5073.45mg/g.

沉水植物腐解对水体水质的影响

张来甲, 叶春, 李春华, 宋祥甫

2013, 26(2): 145-151.

摘要(2097) PDF(559)

摘要:
在玻璃温室大棚内,模拟太湖的水、土、植物情况,研究了苦草在衰亡腐解过程中营养盐的释放规律以及对水体水质的影响,并初步探讨了其影响机理. 在初始生物量为689g/m²的条件下,苦草衰亡与腐烂分解对水体水质的影响呈2个阶段. 第1阶段为10月—翌年2月寒冷的秋、冬季节,表现为降解释放过程,但这一过程向水体及底泥中释放的碳、氮、磷较少,大部分碳、氮、磷仍保留在苦草残体中,水体pH及ρ(DO)也没有明显的变化. 第2阶段为3—4月天气回暖后,苦草残体的腐解速率急剧加快,向水体及底泥释放大量营养盐；3月水体TOC、TN、TP总量较2月分别增长了216.64%、60.96%、144.40%,底泥中TOC、TN、TP总量分别增长了31.20%、9.41%、19.99%；pH增长了6.27%,ρ(DO)降低了91.5%. 沉水植物腐解过程中各营养盐的赋存形态不断发生转化,并在水-底泥-植物三者间进行迁移.

汀江流域水环境安全评估

邱宇

2013, 26(2): 152-159.

摘要(2000) PDF(508)

摘要:
基于汀江流域的特点和水环境安全形势,从资源开发利用、水污染物排放、生态环境状况和环境质量状况等方面构建水环境安全评价指标体系,引入全排列多边形图示指标法构建评价模型,对汀江流域面积大于500km²的干流和主要支流的水环境安全进行了评价. 结果表明:2006年汀江流域水环境安全的优劣顺序依次为汀江干流、桃溪河、中山河、濯田河、旧县河、黄潭河、芦溪、金丰溪、永定河、长汀河.汀江最上游的长汀河水环境安全形势最严峻,单独汇入广东韩江的芦溪、金丰溪及汇入汀江干流后即入韩江的黄潭河、永定河的水环境安全综合指数均较低,对汀江下游水环境安全构成较大威胁.

洱海表层沉积物与鱼体中四溴双酚A的环境暴露水平

赵明东, 杨苏文, 李和平, 徐范范, 孙丰超, 张娟娟

2013, 26(2): 160-165.

摘要(1671) PDF(458)

摘要:
应用UPLC-MS-MS,对洱海表层沉积物和5种鱼类(白鲢、鲤鱼、鲫鱼、白条鱼和太湖短吻银鱼)样品中TBBPA(四溴双酚A)的质量分数进行了测定. 结果表明,洱海表层沉积物中w(TBBPA) (以干质量计,下同)为21.06~52.72ng/g,平均值为37.72ng/g,呈西部、南部和北部湖区明显高于中部和东部湖区的分布特征,其分布受所处区域的经济发展水平和生活生产状态等影响. 白鲢、鲤鱼、鲫鱼、白条鱼和太湖短吻银鱼肌肉中w(TBBPA)平均值分别为13.53、8.20、8.86、7.55和10.87ng/g,w(TBBPA)与鱼的体长度特征无关,可能与鱼类的食性、所处营养级有关. 在鱼体的内脏器官中,肾脏中w(TBBPA)最高,平均值为7.64ng/g；其次为鳃和肝脏,分别为7.07和5.68ng/g；卵巢和精巢中没有检测到TBBPA的存在. 与国内其他地区相比,洱海表层沉积物中w(TBBPA)呈较低水平,鱼体中w(TBBPA)为中等水平.

东洞庭湖网箱养殖鲤鱼生长期内重金属的富集特征

刘芳芳, 李忠海, 付湘晋, 王帅, 袁列江, 梁军, 薛敏敏

2013, 26(2): 166-172.

摘要(1713) PDF(504)

摘要:
于2012年2—7月对东洞庭湖网箱养殖鲤鱼(Cyprinus carpio)按生长期进行样品采集,采用原子吸收分光光度法测定水样和饲料以及鲤鱼鳃、肝脏和肌肉中的重金属含量. 结果表明:鲤鱼生长环境中的水质属于GB 3838—2002《地表水环境质量标准》中Ⅰ类水平,但饲料中重金属质量分数相对较高,成为鲤鱼富集重金属的主要来源. 在鲤鱼生长期内,鱼体内的w(Pb)和w(Cu)均随着鲤鱼的生长而增加. 鲤鱼鳃中Pb未检出,w(Cu)为0.143～0.703mg/kg；肝脏中w(Pb)和w(Cu)分别为0.006～0.181和0.625～6.177mg/kg；肌肉中w(Pb)和w(Cu)分别为nd～0.034和nd～0.161mg/kg. w(Zn)和w(Cd)均随着鲤鱼的生长先增加后下降,在1～4月龄的鲤鱼体内w(Zn)在鳃、肝脏和肌肉中分别从40.121、21.302和2.032mg/kg增至258.964、146.155和18.011mg/kg,w(Cd)则分别从0.015、0.031和0.003mg/kg增至0.078、0.151和0.021mg/kg；4月龄后,w(Zn)在鳃、肝脏和肌肉中逐渐降至173.182、104.219和5.490mg/kg,w(Cd)也降至0.037、0.111和0.018mg/kg. 在鲤鱼生长过程中,肝脏是Pb、Cd和Cu的主要富集部位,鳃是Zn的主要富集部位,肌肉是重金属富集的最弱部位,并且这3个部位间重金属富集的相关性较强.

土壤净化槽对农村污水中内分泌干扰物的去除效果

张真, 王欣泽, 李亚红, 沈剑, 杨明, 李泽坤

2013, 26(2): 173-180.

摘要(1764) PDF(469)

摘要:
以土壤净化槽污水处理系统为研究对象,采用固相萃取-色谱质谱检测方法,分析了云南洱海流域农村污水中3种天然雌激素类内分泌干扰物〔E1(雌酮)、E2(雌二醇)和E3(雌三醇)〕和2种人工合成内分泌干扰物〔EE2(炔雌醇)和BPA(双酚A)〕的质量浓度与去除效果. 结果表明,洱海流域农村污水中天然雌激素的质量浓度远高于人工合成内分泌干扰物,E1与E2为污水中天然雌激素内分泌干扰物的主要成分,占87.1%~99.2%. 土壤净化槽对天然雌激素类内分泌干扰物、EE2和BPA的净化能力分别为1.42~168.21、0.64和3.48mg/(m²·a). E1、E2和E3在土壤中的平均残留率分别为4.3%、6.3%和3.8%,其中90%以上的雌激素物质在土壤净化槽系统中被降解或转化. 土壤净化槽对天然雌激素、EE2和BPA的平均去除率分别为70.3%、63.6%和77.8%,对常规污染物COD_Cr(69.8%)、TP(88.7%)、TN(57.2%)和NH₃-N(88.7%)的去除效果也较好. 土壤净化槽可以有效去除村落污水中的内分泌干扰物、有机物以及氮磷污染物,对削减村镇面源污染、减少入湖污染负荷以及改善流域内的水环境质量具有重要作用.

电絮凝法同步去除氨氮和磷的模拟试验

郎林, 张浏, 朱艳, 陈培, 朱丹, 施超, 冯景伟

2013, 26(2): 181-187.

摘要(2019) PDF(467)

摘要:
采用电絮凝法去除废水中的氨氮和磷,电极板采用铝板或不锈钢板,研究了电絮凝除磷热力学与动力学过程,考察了不同工艺参数对氨氮和磷去除效果的影响. 结果表明:相对于铝电极而言,不锈钢电极更适宜于电絮凝去除氨氮和磷；Redlich-Peterson方程能较好地描述电絮凝产生的絮凝体对磷的吸附行为,得到的Gibbs自由能变都在-20～0kJ/mol范围内,并且吸附是自发进行的吸热过程,升高温度有利于吸附；由于假二级动力学方程拟合时其相关系数(R2)均大于0.98,故假二级动力学方程更适宜描述电絮凝产生的絮凝体对磷的吸附动力学过程；随着电流密度的增加,氨氮和磷的去除率呈逐渐上升趋势；在强碱性条件下,氨氮的去除率相对降低,酸性条件下水中磷的去除率较高,随着溶液pH的增高,磷的去除率呈逐渐降低趋势. 去除氨氮和磷的能耗分别为0.15~0.50和0.02~0.04kW·h/g.

介质阻挡放电反应器中的二硫化碳降解特性

李云霞, 朱承驻, 陈天虎, 宋磊, 李冬妮

2013, 26(2): 188-193.

摘要(1993) PDF(434)

摘要:
为了解CS₂(二硫化碳)在介质阻挡放电反应器中的降解特性,提高其去除率,设计并制作了同轴圆柱介质阻挡放电反应器,研究了介质层数、外施电压、中心电极材料及直径、背景气氛种类和RH(相对湿度)对CS₂去除率的影响. 结果表明:在外施电压(4.0～6.5kV)较低时,单介质反应器的CS₂去除率高于双介质反应器；而在外施电压(6.5～9.0kV)较高时,双介质反应器对CS₂的去除效果更好,增大外施电压有利于CS₂的降解. 铜丝比不锈钢丝更适合用作反应器的中心电极,此外,增加中心电极的直径也可提高CS₂去除率. 当中心电极直径从 3.2mm增至4.8mm时,CS₂平均去除率由63%增至75%,但平均质量能耗由510kJ/mg增至611kJ/mg. 同等条件下,CS₂在氧气中的平均去除率(74%)最大,空气(59%)中次之,氮气(48%)中最小；背景气氛中适量的RH(26%)有助于提高CS₂去除率,但RH太大(大于50%)反而会降低CS₂去除率.

猪粪与秸秆协同发酵产热及溶解性有机质的转化特征

王锦彪, 杨立中, 张列宇, 席北斗

2013, 26(2): 194-201.

摘要(2398) PDF(447)

摘要:
采用量热计法和三维荧光光谱,分别对猪粪发酵产热不同阶段温度、热值以及溶解性有机质(DOM)的转化特征进行了研究. 结果表明:在不同C/N(猪糞与芦苇秸秆物料配比)的4组发酵产热试验中,纯猪粪发酵产热温度高于室温时间达到60d,累积热量损失最多达8.862kJ/g,是增温技术最为理想的配比；随着发酵产热的进行,纯猪粪发酵产热样品中类蛋白化合物荧光比值(P_1,n+P_2,n,0.625~0.546)逐渐减少,类富里酸物质荧光比值(P_3,n,0.140~0.173)与类胡敏酸物质荧光比值(P_5,n,0.051~0.097)逐渐增多,腐殖化程度逐渐加强,但是与其他各组相比其腐殖酸类物质增加最少,腐殖化程度最低；不同C/N物料产热过程中,尽管不同区域的荧光强度与热值的相关性不同,但不同C/N物料释放的热量均来源于微生物对简单有机化合物的分解.

热解吸修复污染土壤过程中DDTs的去除动力学

许端平, 何依琳, 庄相宁, 谷庆宝

2013, 26(2): 202-207.

摘要(2021) PDF(550)

摘要:
采用热解吸修复技术对北京某农药厂旧址的DDTs(滴滴涕)污染土壤进行修复试验,优化了土壤中DDTs的热解吸温度,对DDTs热解吸动力学过程以及土壤水分对热解吸修复效果的影响进行了研究. 结果表明,热解吸修复技术可有效去除土壤中DDTs,在340℃时土壤中∑DDTs的去除率达到99%,此时土壤中的w(∑DDTs)为0.598mg/kg,低于HJ 350—2007《展览会用地土壤环境质量评价标准(暂行)》(1.0mg/kg),但继续升温∑DDTs去除率的变化不明显. 土壤中∑DDTs的热解吸动力学符合二级动力学方程(R2为0.9914),热解吸过程受土壤中w(∑DDTs)的影响较大,即随时间的增加,w(∑DDTs)下降,热解吸速率会迅速降低. 土壤含水率对热解吸效果有一定的影响,特别是当土壤含水率超过16%时p,p-DDE的去除率明显降低,而土壤含水率对其他组分的影响较小.

雌酮(E1)在土壤中的吸附特性

岳波, 靳青, 黄泽春, 刘敏

2013, 26(2): 208-213.

摘要(1794) PDF(462)

摘要:
研究了平衡时间、温度、pH、离子强度和土壤粒径对E1(雌酮)在土壤中吸附特性的影响. 结果表明:E1在土壤中的等温吸附平衡时间约为0.5h；在温度为10、20和30℃条件下,土壤对E1的K_f(吸附系数)分别为24.72、14.18和9.39,K_d(分配系数)分别为34.79、24.15和13.51,表明随着温度的升高,土壤对E1的吸附量显著降低；土壤对E1的吸附量在pH由3.0增至6.0时呈降低趋势,在pH>6.0～9.0时保持稳定,然后随着pH进一步升高(>9.0～11.0)而继续降低；土壤对E1的吸附量在离子强度由0.005mol/L升至0.1mol/L时显著升高,在离子强度>0.1mol/L时保持稳定；砂粒、粉粒和黏粒对E1的K_f分别为5.17、12.79和25.22,K_d分别为6.80、16.11和39.95,即随着土壤粒径的减小,对于E1的吸附作用显著增加.

化学战剂路易氏剂的大白鼠围产期毒性试验

史聆聆, 孟晓杰, 成西娟, 鹿晓晶, 杨廷松, 舒俭民

2013, 26(2): 214-219.

摘要(1930) PDF(447)

摘要:
为充分了解路易氏剂潜在的毒性和致畸作用,考察了其对大白鼠围产期的毒性特征,以w(路易氏剂)为0.650、0.325和0.217mg/kg作为高、中、低剂量组,从F0代鼠妊娠15d开始至哺乳28d停止,研究其对F0代母鼠及F1代仔鼠存活率、体质量、生理发育、反射行为、生殖功能的影响. 结果表明,路易氏剂对F1代仔鼠的最大无害作用剂量(NOAEL)为0.217mg/kg,最小有害作用剂量(LOAEL)为0.325mg/kg. 路易氏剂围产期施毒对母鼠及仔鼠有较明显的影响. 4种战剂(路易氏剂、二苯氯胂、苯氯乙酮和二苯氰胂)对围产期仔鼠的毒性依次为路易氏剂＞二苯氯胂＞苯氯乙酮,而二苯氰胂对围产期F1代仔鼠的毒性与路易氏剂没有显著区别.

PRA在焦化厂污染土壤健康风险评价中的应用

姜林, 贾晓洋, 夏天翔, 姚珏君, 梁竞, 王琪

2013, 26(2): 220-226.

摘要(1796) PDF(501)

摘要:
以北京市某炼焦化学厂场地污染调查为依据,采用PRA(概率风险评价)研究了15个人体暴露参数和土壤中污染物浓度不确定性对苯、苯并芘健康风险评价结果的影响. 结果表明:对于表层和深层土壤,苯、苯并芘各暴露途径及总暴露途径PRA95％分位值均小于相应DRA(确定性风险评价)风险值；该场地整个土层中苯的PRA总风险值为1.5×10-8~6.9×10^-3,苯并芘为2.3×10^-9~2.2×10^-3,二者95％分位值分别为3.8×10-4和1.1×10-4；苯、苯并芘的DRA总风险值分别为PRA96.8％和99.1％分位值,并且二者的DRA总风险值/PRA95％分位值分别为1.5和3.2,表明DRA风险值偏保守. 参数敏感性分析表明,对苯总风险不确定性贡献较大的为深层土壤中的苯浓度(贡献率为94.63%,下同)和成人暴露周期(4.12%),苯并芘为表层土壤中苯并芘浓度(92.63%)、成人暴露周期(2.40%)、儿童每日土壤摄入量(2.12%)和儿童暴露周期(1.21%).

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2013年第26卷第2期

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