环境科学研究

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2014, 27(11).

摘要(170) PDF(8)

摘要:

郑子龙, 张凯, 陈义珍, 周静, 柯馨姝, 周瑞, 于跃

2014, 27(11): 1219-1226.

摘要(2718) PDF(165)

摘要:
针对北京2013年1月的一次混合型大气重污染过程,于2012年12月31日—2013年1月18日在中国环境科学研究院大气环境研究所楼顶采集了TSP和PM₁₀样品,分析了其中的元素组分. 结果表明,逆温和静稳天气是导致此次大气污染的主要气象条件. 重污染期(2013年1月11—15日)北京大气ρ(TSP)和ρ(PM₁₀)的日均值分别为426.34和363.46 μg/m³,分别是非污染期(2013年1月2—6日)的3.5和3.4倍；而重污染期TSP和PM₁₀中ρ(无机元素)分别为36.38和18.67 μg/m³,是非污染期的2.2和1.6倍,低于颗粒物质量浓度升幅. 元素质量浓度特征和EF(富集因子)分析表明,Na、Mg、Al、K、Ca、Fe的质量浓度之和占总元素质量浓度的90%以上,其EF均小于10,属地壳类元素,重污染期各元素质量浓度未明显升高；Mn、Cr和Ni 3种元素的EF在研究过程中无明显变化；重污染期PM₁₀中w(Cd)(0.05%)、w(Zn)(3.34%)、w(As)(0.22%)、w(Pb)(3.54%)、w(Mo)(0.03%)、w(Sn)(0.14%)和w(Tl)(0.03%)明显升高,并且这7种元素重污染期与非污染期的质量浓度比值和EF都较高,其来源主要为燃煤、移动源、工业源和垃圾焚烧等人为源. 重污染期本地源对TSP和PM₁₀的贡献略有增加.

天津儿童冬季PM_2.5室内暴露与个体暴露特征及来源

孙如峰, 韩斌, 白志鹏, 孔少飞, 张楠, 何飞, 杨文

2014, 27(11): 1227-1235.

摘要(2647) PDF(99)

摘要:
2011年11─12月使用颗粒物个体采样泵对天津42名儿童(9~12岁)的PM_2.5暴露进行了研究,分别采集了冬季儿童PM_2.5个体暴露和家庭室内暴露的滤膜样品. 使用ICP-MS/OES方法分析了室内暴露和个体暴露PM_2.5载荷的元素. 结果表明:天津儿童冬季PM_2.5个体暴露浓度(以ρ计)平均值为(129.3±66.6)μg/m³,室内暴露浓度平均值为(114.0±61.7)μg/m³. 个体暴露和室内暴露各元素质量浓度之和分别占ρ(PM_2.5)的19.4%和17.1%. 相关分析指出,PM_2.5室内暴露浓度和个体暴露浓度在0.01水平上显著相关. 回归分析表明,大多数元素的个体暴露浓度与室内暴露浓度呈正相关. 由EF(富集因子)分析可知,Zn、Pb、Cu、Cr、Ni、Sn、As、Sb、Cd、Tl、Bi、W、Mo在个体暴露和室内暴露样品中明显富集. 由主成分分析可知,天津儿童冬季PM_2.5室内暴露来源可能为燃煤和机动车尾气的混合源、燃油飞灰、土壤尘、建筑尘；而个体暴露来源除上述人为源外,还包括工业尘.

太原公共场所空气中挥发性有机物的暴露特征

王美, 郭利利, 闫雨龙, 何秋生, 王新明

2014, 27(11): 1236-1242.

摘要(2380) PDF(69)

摘要:
采用苏玛罐采样,预浓缩Entech 7100-Agilent 7890A GC/5975C MSD联用系统分析,分析太原市5个居民休闲公共场所非周末与周末时段空气中VOCs(挥发性有机物)的暴露特征. 结果表明:全部样品中51种VOCs均有检出,总平均暴露水平为94.83 μg/m³,ρ(烷烃)、ρ(芳香烃)和ρ(烯烃)最高,三者分别占ρ(总VOCs)的47.27%、43.40%和9.33%. 苯暴露水平为5.22 μg/m³,是欧盟规定的环境空气中ρ(苯)年均值的1.04倍. VOCs暴露水平在儿童公园(为151.39 μg/m³)最高,在龙潭公园 (64.55 μg/m³)最低. 这可能与儿童公园位于太原市最大商业区且周围建筑密集污染物不易扩散,而龙潭公园周围地势开阔污染物易扩散有关. 儿童公园周末时段VOCs的暴露水平明显大于非周末时段,反映了人为活动对环境空气中VOCs的影响. 太原市公共场所非周末与周末时段的VOCs非致癌风险系数较低；周末时段空气中苯对人体的致癌风险(8.44×10-7)是非周末时段(3.39×10-7)的2.49倍,但均未超过苯的人体致癌风险值(1.0×10-6). 来源分析显示,燃煤和机动车尾气排放是太原市公共场所空气中VOCs的主要来源.

日本琵琶湖污染源系统控制及其对我国湖泊治理的启示

余辉

2014, 27(11): 1243-1250.

摘要(2511) PDF(78)

摘要:
琵琶湖富营养化全面有效的控制得益于对流域污染源的系统控制. 琵琶湖流域污染源系统控制包括通过立法与监管严格控制工厂与企业的污水排放、城镇污水管网与大型污水处理设施的高度覆盖、农业集落污水处理设施的全覆盖三部分,流域污水处理系统的全覆盖及高度处理技术的普及是其最为成功的经验之一. 琵琶湖流域城镇下水道普及率达86.4%,主要污染物——TN、TP及COD_Mn的去除率分别高达90.0%、98.7%及94.6%. 琵琶湖流域同时实施了净化槽普及、设置农业集落排水处理设施、初期雨水净化处理及农田循环灌溉等具有地方特色的面源治理对策. 通过综合治理,琵琶湖主要入湖污染负荷明显减少,与1985年相比,2012年COD_Mn点源污染负荷减少了76.8%,TN减少了45.5%,TP减少了65.6%. 与之比较,我国的湖泊治理存在的问题主要包括有针对性的地方排放标准的缺失及执法力度的不足、城镇污水深度处理及运营管理技术上的差距、面源污染对策的严重不足.

氮磷对铜绿微囊藻群体形态的影响

周健, 杨桂军, 秦伯强, 张光生, 许慧萍

2014, 27(11): 1251-1257.

摘要(1786) PDF(85)

摘要:
在自然条件下,铜绿微囊藻主要以群体形态存在,其群体形态通常由10~10³数量级的单位细胞组成,然而在实验室条件下经过几代培养之后,铜绿微囊藻的群体形态逐渐变为单细胞和少量双细胞. 在实验室条件〔温度为(25±1)℃,光照强度为2 000 lx,光暗比为12 h∶12 h〕下,采用不同ρ(TN)、ρ(TP)的BG11培养基培养群体形态的太湖铜绿微囊藻(FACHB912),其中T1试验组ρ(TN)、ρ(TP)分别为1.00、0.05 mg/L,T2试验组为5.00、0.25 mg/L,T3试验组为25.00、1.25 mg/L,T4试验组为125.00、6.25 mg/L,T5试验组为247.06、7.11 mg/L. 结果表明:T1、T2和T3试验组铜绿微囊藻群体形态细胞所占比例及群体大小均有所增加,T4和T5试验组则表现为减少,并且T1、T2、T3试验组与T4、T5试验组间差异显著(P<0.05). T1、T2、T3试验组出现了>100个细胞的群体,其中T2试验组的铜绿微囊藻群体最大,最大群体约由960个藻细胞组成；而T4、T5试验组中的群体却趋于消失. 相对于单细胞,群体形态的铜绿微囊藻在低ρ(TN)、ρ(TP)条件下能吸收更多的营养盐,有利于细胞的生长；高ρ(TN)、ρ(TP)条件下提供了丰富的营养盐,但可能抑制或者不能刺激胞外多糖的合成和分泌,从而不利于铜绿微囊藻群体形态的维持.

巢湖重污染汇流湾区沉积物营养盐分布与释放风险

刘成, 邵世光, 范成新, 周麒麟, 陈超, 申秋实

2014, 27(11): 1258-1264.

摘要(1865) PDF(78)

摘要:
南淝河、十五里河等多条入湖河道的向心型分布使巢湖西北部湖区形成汇流湖湾,了解该水域沉积物中营养盐累积分布及其释放风险,对评估污染状况具有重要意义. 于该研究湾区设置17个采样点,对沉积物营养盐含量及形态分布进行了调查分析,并使用静态释放方法对沉积物营养盐释放风险进行了研究. 结果表明:研究湾区表层沉积物中w(TN)和w(TP)分别为1 399.3~3 739.4和607.9~1 602.3 mg/kg,均远高于巢湖沉积物中w(TN)、w(TP)的平均值；w(NH₄⁺-N)占w(TN)的5.62%~17.60%,16个采样点的w(Al-P)占w(TP)的50%以上,由此导致沉积物中NH₄⁺-N和PO₄^3--P释放通量较大,分别达到14.27~128.24和0.07~13.00 mg/(m²·d),并且在各河口区域释放风险相对高于湾区其他区域；氮、磷含量垂向分析显示,营养盐污染累积始于20世纪50年代(沉积物深度为24 cm),自80年代到90年代后期营养盐积累速率急速加剧. 沉积物中高含量的氮、磷营养盐及NH₄⁺-N和PO₄^3--P释放通量导致该研究湾区沉积物成为巢湖水体的潜在污染源,因此亟需进行以各河口区域为重点的营养盐污染整治.

基于OTIS模型的巢湖十五里河源头段参数灵敏性分析

李如忠, 杨源, 丁贵珍, 钱靖, 杨继伟, 董玉红

2014, 27(11): 1265-1271.

摘要(2405) PDF(68)

摘要:
为探究城市地区渠道化源头河段水环境模型参数灵敏性,以巢湖流域十五里河源头段为对象,选择氯化钠(NaCl)为保守型示踪剂,采用瞬时投加方式,开展现场示踪试验. 在此基础上,利用OTIS模型(小河流水体溶质迁移扩散模型)模拟溶质(示踪剂)输移扩散规律,并以均方误差(RMSE)为目标函数,就±10%和±20%等参数多种变幅情景,采用扰动分析方法对A(河道过水断面面积)、A_s(暂态存储区断面面积)、α(交换系数)及D(扩散系数)等参数开展局部灵敏性分析. 结果表明:在十五里河源头段溶质迁移特征模拟方面,OTIS模型具有很好的适用性；尽管不同河段各参数的灵敏性排序存在一定的变化性,但总体趋势较为明显,表现为A＞α＞A_s＞D,这与欧美国家空间尺度相近的一些小河流水体基本相同；由于α和A_s的灵敏性超过D,表明在渠道化的城市小河流源头段,考虑暂态存储对于溶质输移扩散的影响十分必要. 研究结果进一步验证了扰动分析方法对于OTIS模型参数灵敏性分析的有效性.

溴代阻燃剂对氧化亚铁硫杆菌浸提废旧电脑主板覆层铜的影响

廖广丹, 谌书, 苏涛, 傅开彬

2014, 27(11): 1272-1277.

摘要(2669) PDF(54)

摘要:
以破碎至10~20目(0.84~2.00 mm)的废旧电脑主板颗粒为试验材料,分为未处理(未去除溴代阻燃剂的主板颗粒)、处理(去除30%溴代阻燃剂的主板颗粒)、加萃取物(处理主板颗粒和萃取物)、对照4组. 以CCl₄作为萃取剂,采用固液萃取技术,分析了在微生物作用下不同处理组中ρ(Cu²⁺)、ρ(Fe³⁺)、E_h(氧化还原电位)和pH的变化,以考察溴代阻燃剂对氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans)浸Cu率的影响. 结果表明:随着浸提时间的增加,氧化亚铁硫杆菌对未处理、处理和加萃取物3组的浸Cu率不同,其中处理组最好,加萃取物组最差. 浸提过程中,ρ(Fe³⁺)、E_h和pH与微生物活性、浸Cu率显著相关,表现为微生物活性越好,ρ(Cu²⁺)和pH越大,ρ(Fe³⁺)和E_h越小. 浸提24和168 h,处理组的浸Cu率比未处理组分别提高了14.11%和17.37%；而加萃取物组的浸Cu率比未处理组分别降低了27.69%和21.67%. 表明废旧电脑主板中的溴代阻燃剂是影响微生物浸Cu率的重要因素之一. 为进一步提高浸Cu率,必须考虑溴代阻燃剂对微生物生长的影响.

干化罐底油泥的溶剂萃取-海水洗涤工艺

陈英, 陈东, 闫哲, 王玉华, 王路辉

2014, 27(11): 1278-1284.

摘要(2001) PDF(51)

摘要:
为节约淡水资源、拓展海水的直接利用途径,采用热化学水洗处理技术开展了基于海水洗涤的罐底油泥处理试验研究. 结果表明:干化罐底油泥(水含量为9.8%、油含量为25.6%、固含量为64.6%,均以w计)不宜直接进行热化学洗涤,需采用轻油(120#溶剂油)进行萃取预处理,萃取后残油量(干基,以w计)为18.8%. 适宜的洗涤液为海水溶液,其ρ(TX-10)(TX-10为壬基酚聚氧乙烯醚)为10 g/L. 液固质量比为5、洗涤温度为60 ℃、搅拌速率为180 r/min、搅拌时间为30~40 min是洗涤萃取残泥的适宜条件,该条件下萃取后的残油量为2.80%. 二级海水洗涤可使残油量降至0.23%,满足GB 4284—1984《农用污泥中污染物控制标准》. 在洗涤废水再利用试验中,为维持洗涤废水的脱油能力,可在每L洗涤废水中补加1 g TX-10. 研究显示,溶剂萃取-海水洗涤工艺可有效处理干化罐底油泥.

灭菌和非灭菌土壤中高氯酸盐污染对水稻幼苗的影响

陈桂葵, 骆世明, 黎华寿, 贺鸿志, 张泽民

2014, 27(11): 1285-1291.

摘要(2507) PDF(60)

摘要:
采用温室盆栽试验,研究灭菌与非灭菌土壤条件下2个品种水稻(GN和IR)幼苗对ClO₄^-(高氯酸盐)污染的响应. 结果表明:无ClO₄^-污染时,土壤灭菌可促进2个品种水稻的株高、根长和生物量的增长,但有ClO₄^-污染时,灭菌处理反而显著抑制水稻生长；当施入ρ(ClO₄^-)为0.1 mg/L时,土壤灭菌降低了水稻对ClO₄^-的吸收积累,非灭菌组GN和IR分别有69.70%和88.55%的ClO₄^-迁移到植物体内,而灭菌组则分别有21.55%和13.98%的ClO₄^-迁移到植物体内；ρ(ClO₄^-)为50.0 mg/L时,土壤灭菌反而增加了水稻对ClO₄^-的吸收积累,灭菌组GN和IR叶片中的w(ClO₄^-)分别是非灭菌组的3.67和5.88倍,但无论土壤是否灭菌,迁移到植物体内的ClO₄^-所占比例均小于2%；灭菌组93%以上的ClO₄^-残留在土壤中,而非灭菌组则有98%以上的ClO₄^-转化成为其他物质. 土壤灭菌、ρ(ClO₄^-)为50 mg/L处理能够显著降低土壤脲酶和过氧化氢酶的活性.

菜籽饼生物炭中污染物赋存特征及其用于土壤改良的适宜性评价

罗飞, 宋静, 董敏刚, 夏伟霞, 韦婧, 陈梦舫

2014, 27(11): 1292-1297.

摘要(3579) PDF(58)

摘要:
生物炭作为土壤改良剂在农业生产活动中具有巨大的应用价值,但其自身携载的污染物可能会对环境产生影响,因而需要引起关注. 以菜籽饼为前体材料,采用厌氧炭化法于200~700 ℃下制备生物炭,研究了生物炭中PAHs(多环芳烃)、重金属及矿质元素的赋存特征,评估了施用生物炭的环境适宜性. 结果表明:生物炭中PAHs总量(以w计)为0.2~3.4 mg/kg,重金属及矿质元素Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、Ni、Fe和Mn的全量(以w计)分别为8.9~23.3、149.9~372.1、1.1~1.9、<0.014、6.3~14.8、5.9~14.0、140.6~462.1和86.8~269.2 mg/kg. 所有生物炭的PAHs总量和重金属全量均低于我国、美国及欧洲国家的污泥农用控制标准(以上各国PAHs总量以及Cu、Zn、Pb、Cd、Cr和Ni全量的最低标准值分别为6、250、500、300、5、600和100 mg/kg),少数生物炭中易淋溶态Mn质量浓度超过以上国家的地下水或饮用水标准(各国的最低标准值为50 μg/L). 总之,高温(500~700 ℃)条件下制备的生物炭中PAHs总量及易淋溶态元素质量浓度较低,适宜在土壤中施用.

沈阳浑河冲洪积扇土壤的重金属空间分布特征及来源

马啸, 左锐, 王金生, 滕彦国, 谷鹏, 王膑

2014, 27(11): 1298-1305.

摘要(2173) PDF(67)

摘要:
以沈阳市浑河冲洪积扇下游的彰驿站镇为研究区,实测分析了98个土壤表层(0~20 cm)样品中的w(Cr)、w(Cu)、w(Mn)、w(Ni)、w(Pb)、w(Zn)、w(Fe)、w(Hg)、w(As)和w(Cd),运用地统计学空间分析与多元统计源分析相结合的方法,对土壤中各重金属的质量分数、分布特征及其来源进行研究. 结果表明:除w(As)外,其余重金属的质量分数均超过辽宁省土壤中相应重金属的背景值,其中Hg和Cd积累最为显著,w(Hg)和w(Cd)分别是其相应背景值的2.33和5.44倍,对应的采样点中高于背景值的比例均接近100%,呈明显累积趋势. 地统计学空间分析表明,w(Ni)、w(Cr)和w(Fe)受土壤母质、地形等结构性变异主导,其他重金属质量分数主要受人为活动等随机因子的影响,w(Cu)、w(Pb)、w(Zn)、w(Hg)和w(Cd)分布规律比较相似,元素来源较为集中；10种重金属元素的来源可分为3类,其中Cr、Ni、Fe和Mn主要受自然因素的影响,Pb、Zn、Hg和Cd主要受人为因素的影响,而Cu和As受2种因素的协同影响.

塔里木盆地南缘绿洲土壤酶活性与理化因子相关性

解丽娜, 贡璐, 朱美玲, 刘曾媛

2014, 27(11): 1306-1313.

摘要(2325) PDF(62)

摘要:
基于塔里木盆地南缘于田绿洲土壤酶活性与水盐、养分等理化因子数据,利用冗余分析技术(RDA)全面分析了土壤酶活性与理化因子间的关系. 结果显示:①于田绿洲土壤酶活性总体水平较低,过氧化氢酶(以KMnO₄计)、转化酶(以Na₂S₂O₃计)、脲酶(以NH₃-N计)和碱性磷酸酶(以C₆H₆O计)活性平均值分别为9.37、2.04、0.27和0.18 mg/g；研究区土壤水分含量(15.46%,以w计)较少且盐渍化严重〔w(全盐)平均值为19.39 g/kg〕. ②w(有机质)、土壤水分含量、地下水埋深和w(有效磷)是影响土壤酶活性的主要因素,w(有机质)、土壤水分含量、w(有效磷)与土壤酶活性呈正相关,地下水埋深与土壤酶活性呈负相关. ③各理化因子对土壤酶活性影响的重要性排序为w(有机质)、土壤水分含量、地下水埋深、w(有效磷)、pH、w(全盐)、电导率、w(速效钾). 综合分析表明,研究区强盐渍化的土壤性质对土壤酶活性的抑制并不显著,土壤碳、磷等养分与水分状况才是限制土壤酶活性的关键因素.

中国电力行业多污染物控制成本与效果分析

汪俊, 王祖光, 赵斌, 王书肖, 郝吉明

2014, 27(11): 1314-1322.

摘要(3431) PDF(66)

摘要:
利用情景分析法建立了2010—2030年我国电力行业SO₂、NO_x、PM₁₀、PM_2.5的排放控制情景,分析了发电技术结构调整、加严及进一步加严末端控制措施(脱硫、脱硝、除尘等)的减排成本和效果. 结果表明:到2030年,相对于趋势照常情景,若加严末端控制设施,将新增336×10⁸元投资,SO₂、NO_x、PM₁₀、PM_2.5排放量可分别减少121×10⁴、852×10⁴、18×10⁴、10×10⁴ t；若进一步加严末端控制措施,将再新增25×10⁸元投资,NO_x、PM₁₀、PM_2.5可分别进一步减排45×10⁴、23×10⁴、15×10⁴ t；若进行发电技术结构调整,将新增2 383×10⁸元投资,SO₂、NO_x、PM₁₀、PM_2.5排放量分别减少248×10⁴、420×10⁴、18×10⁴、10×10⁴ t；2020年和2030年发电技术结构调整带来的单位污染物减排成本分别为15 374和34 239元/t,是末端控制措施加严的3倍以上,但其能提供更大的SO₂减排空间并具有降低能耗和减排温室气体等协同效益. 从成本效果角度考虑,建议采用加严末端控制措施方案,同时调整发电技术结构、合理发展清洁发电技术,以为污染物减排提供更大空间.

天津近岸海域表层沉积物中PAHs污染特征及风险

南炳旭, 王丽平, 刘录三, 王安利, 周娟, 廖绍安

2014, 27(11): 1323-1330.

摘要(2141) PDF(64)

摘要:
为掌握渤海湾天津段多条河流入海区和海滨旅游度假区的近岸海域表层(0~5 cm)沉积物中PAHs(多环芳烃)的污染状况,对该区域表层沉积物中16种US EPA(美国国家环境保护局)优先控制PAHs的分布特征及其来源进行了调查和分析,并评估了其潜在生态风险和概率致癌风险. 结果表明:渤海湾天津近岸海域表层沉积物中w(PAHs)(16种PAHs质量分数之和,以干质量计)为23.9~672.8 ng/g,平均值为228.1 ng/g. 表层沉积物中PAHs的污染程度与历史调查结果相比有所加剧,并且呈复合型污染,在天津港港区外海域主要为石油制品污染,在研究区域南部则主要源于燃煤和生物质的不完全燃烧. 风险评估结果表明,海河入海口附近和研究区域北部存在潜在生态风险；研究区域内概率致癌风险处于较低水平,∑₇TEQ_BaP(7种强致癌PAHs的苯并芘毒性当量浓度之和)占∑₁₆TEQ_BaP〔16种PAHs的苯并芘毒性当量浓度之和〕的96.8%,其中二苯并蒽的致癌风险最大,其次为苯并芘.

轿车内苯系物的健康风险评价

陈小开, 程赫明, 冯莉莉

2014, 27(11): 1331-1337.

摘要(2610) PDF(59)

摘要:
为分析车内苯系物污染对不同性别驾乘人员的致癌风险和非致癌风险,对65辆轿车内空气中ρ(苯)、ρ(甲苯)、ρ(乙苯)和ρ(二甲苯)进行评价；提出车内苯的基本致癌风险浓度与危险致癌风险浓度概念及其计算公式,并与国内外相关标准中苯系物浓度标准限值进行对比分析. 结果表明:65辆轿车内空气中苯系物H_fz(综合非致癌指数)的最大值为0.44,低于US EPA(美国国家环境保护局)规定的非致癌风险基本值(1),对乘客与司机均不存在非致癌风险；但苯对司机H_za(致癌指数)的平均值为129.3×10^-6,致癌风险较高；苯对男性乘客、女性乘客、男性司机与女性司机的C_wx(危险致癌风险浓度)分别为450.0、470.0、67.5和70.4 μg/m³. GB/T 27630—2011《乘用车内空气质量评价指南》中苯浓度标准限值对司机H_za的平均值为1.59×10^-4,大于US EPA规定的苯致癌风险危险值(1×10^-4),构成致癌危害；苯系物浓度标准限值对司机H_fz的平均值为1.15,构成非致癌危害. 轿车内空气中ρ(苯)、ρ(甲苯)、ρ(乙苯)和ρ(二甲苯)的合理限值分别为0.068、1.000、1.350和1.350 mg/m³.

可溶性腐殖酸和溶液pH对高岭土吸附诺氟沙星的影响

吴沙沙, 毕二平

2014, 27(11): 1338-1344.

摘要(2596) PDF(54)

摘要:
以DHA(可溶性腐殖酸)作为DOM(可溶性有机质)的替代目标物,研究高岭土对诺氟沙星的吸附机理以及不同ρ(DHA)下高岭土对不同存在形式的诺氟沙星吸附作用的影响. 结果表明:无论是否添加DHA,高岭土对诺氟沙星的吸附过程均符合二级反应动力学方程(R2>0.999),DHA的加入会影响吸附平衡时间,使其由24 h增至48 h; 高岭土对诺氟沙星的吸附等温线均可由Langmuir方程较好的描述. 不添加DHA时,当溶液pH在诺氟沙星的2个酸碱解离常数附近时,高岭土对诺氟沙星的吸附效果最好. 吸附模型拟合的结果表明,在试验pH范围内,诺氟沙星兼性离子(NOR±)对整体吸附的贡献最大. DHA与诺氟沙星在高岭土上的共吸附和累积吸附可促进高岭土对诺氟沙星的吸附,而DHA对诺氟沙星的增溶作用则抑制吸附. 累积吸附和增溶作用的贡献随着ρ(DHA)和pH的变化而改变,同时也与溶液中ρ(诺氟沙星)有关.

表层沉积物主要矿化组分对Mn(Ⅱ)的吸附特性与贡献

陈蕾, 郑西来, 王婷, 张俊杰

2014, 27(11): 1345-1350.

摘要(2029) PDF(48)

摘要:
考察表层沉积物中主要矿化组分对Mn(Ⅱ)的吸附特性,能够更清楚地解释Mn(Ⅱ)在沉积物-水界面上的迁移转化机理. 以山东省即墨市王圈水库表层沉积物为例,采用化学选择性萃取方法将表层沉积物的主要矿化组分(Fe氧化物、Mn氧化物、有机质和黏土矿物)进行分离,研究这些矿化组分对Mn(Ⅱ)的吸附特性和贡献. 结果表明,表层沉积物中w(有机质)、w(TE-Fe)和w(TE-Mn)(TE-Fe、TE-Mn分别为总可萃取态Fe、Mn氧化物)分别为16.23、10.12和1.771 mg/g. Langmuir和Freundlich吸附等温方程均能较好地描述表层沉积物及其主要矿化组分吸附Mn(Ⅱ)的过程,Langmuir吸附等温方程拟合效果更好,相关系数达0.95以上. E-Mn、E-Fe(E-Mn、E-Fe分别为可萃取态、锰、铁氧化物)、有机质和黏土矿物对Mn(Ⅱ)的吸附能力分别为77 852.5、38 764.0、17 704.5和44.0 mg/g. 由于各主要矿化组分在表层沉积物中含量的差异,因此有机质的吸附贡献最大,为2.24 mg/g；其次是E-Fe和黏土矿物,分别为1.91和1.22 mg/g；E-Mn为0.62 mg/g.

铝和锆改性沸石对太湖底泥-水系统中溶解性磷酸盐的固定作用

杨孟娟, 林建伟, 詹艳慧, 方巧, 郑雯婧, 李佳

2014, 27(11): 1351-1359.

摘要(2350) PDF(55)

摘要:
通过试验方法考察了2种不同底泥改良剂(铝和锆改性沸石)对太湖底泥-水系统中SRP(可溶解性磷酸盐)的固定作用. 改性沸石改良前后太湖底泥对水中较高浓度磷的吸附平衡数据可用Langmuir和Freundlich等温吸附方程进行描述,吸附动力学过程可用准二级动力学模型进行描述. 太湖底泥、铝和锆改性沸石改良太湖底泥的最大磷吸附量分别为395、613和1 009 mg/kg. 被改良太湖底泥中,铝改性沸石所吸附的磷主要以NaOH-rP(NaOH提取态磷)形态存在,锆改性沸石所吸附的磷主要以NaOH-rP和Res-P(残渣态磷)形态存在. 当水中初始ρ(SRP)很低时,太湖底泥和改性沸石改良太湖底泥均释放出磷,其中后者的释磷量较低. 改性沸石改良太湖底泥中的w(BAP)(BAP为生物有效磷)低于太湖底泥,w(liable-P)(liable-P为弱吸附态磷)也明显偏低. 铝改性沸石改良太湖底泥中的w(BD-P)(BD-P为氧化还原敏感态磷)与太湖底泥相比差异不显著,而锆改性沸石改良太湖底泥中的w(BD-P)明显低于太湖底泥. 可见,铝和锆改性沸石均可用于控制太湖底泥磷的释放,其中锆改性沸石的控制效果更好.

介质阻挡放电等离子体去除水中敌草隆的降解机理

朱丹, 陈培, 江林, 刘润龙, 郎林, 袁守军, 冯景伟

2014, 27(11): 1360-1366.

摘要(2274) PDF(45)

摘要:
研究了线筒式介质阻挡放电等离子体对水中敌草隆的降解效果,考察了不同因素对敌草隆去除效果的影响及其对敌草隆的降解机理. 结果表明:输入功率、空气流量均对敌草隆的降解产生较大影响. 输入功率为50 W、空气流量为140 L/h时,放电反应6 min敌草隆的去除率达到95.7%. 随着放电时间的增加,水溶液中测出的ρ(O₃)、ρ(H₂O₂)均明显升高,6 min后其产量分别为11.9和1.2 mg/L；放电6 min后pH从最初的6.3降至3.4,ρ(TOC)也从最初的14.2 mg/L降至11.9 mg/L. 采用离子色谱仪分析敌草隆降解过程中产生的离子发现,反应过程中ρ(Cl^-)和ρ(NO₃^-)呈线性增长. 采用发光细菌抑制率反映溶液毒性,放电6 min后,敌草隆溶液对发光细菌的抑制率高达90.5%,溶液毒性增大. 通过液相色谱-飞行时间质谱对敌草隆降解产物进行分析,敌草隆降解过程中中间产物的形成存在烷基氧化、脱氯羟化、脱氯羟化-烷基氧化3种途径.

地下水环境因素对包覆型纳米铁降解NO₃--N的影响

王玉焕, 廉新颖, 李秀金, 赵鑫, 姜永海, 裴宇, 吴俊

2014, 27(11): 1367-1372.

摘要(1843) PDF(43)

摘要:
采用室内序批试验对比研究了ρ(DO)、光照、温度及初始pH等因素对油酸包覆型纳米铁材料去除地下水中NO₃^--N效果的影响. 结果表明:模拟地下水溶解氧环境〔ρ(DO)为0.50 mg/L〕和实验室纯水溶解氧环境〔ρ(DO)为5.41 mg/L〕下,反应264 h后NO₃^--N的去除率分别为78.9%和42.3%；模拟地下水黑暗环境和实验室自然光照下,NO₃^--N的去除率变化不大,反应400 h后均达到97.6%以上,反应过程中前者NO₂^--N的转化率是后者的1.57倍；模拟一般地下水温度(15 ℃)和实验室室温(25 ℃)环境下,反应初期,温度越高,NO₃^--N的降解速率越快,反应48 h后后者NO₃^--N的去除率是前者的2.01倍；地下水不同初始pH(分别为4、7、9)对油酸包覆型纳米铁去除NO₃^--N的影响较小,反应400 h后NO₃^--N的去除率分别为87.9%、84.5%和82.3%,反应50 h内初始pH较高环境下的pH会逐渐降低,初始pH较低环境下的pH会逐渐升高,随后pH逐渐稳定在8附近. 可见,地下水低温、厌氧、黑暗的环境对包覆型纳米铁去除NO₃^--N存在一定的影响,在修复地下水NO₃^--N污染的应用研究中,有必要充分模拟地下水的环境条件,这也是获取客观理论数据的重要前提.

非灭菌条件下白腐真菌在反应器中的形态特征变化

周成, 董明, 文湘华

2014, 27(11): 1373-1378.

摘要(2082) PDF(42)

摘要:
揭示白腐真菌(Phanerochaete chrysosporium)在反应器中的形态变化有助于了解白腐真菌反应器难以连续运行问题的本质. 在耦合臭氧单元的反应器对酸性蓝45连续降解的过程中,考察了非固定化和固定化菌丝系统中白腐真菌的形态特性变化. 结果表明,在接种量为1 700 mg/L的非固定化系统中,染菌量为7.1×10⁵ CFU/mL,平均脱色率为19%；但菌丝球形态不稳定,运行8~12 d时出现破裂、菌丝脱落、内容物大量流失,污染微生物的生长加剧. 在固定化系统中,接种量为1 700 mg/L时,染菌量降至8.4×10⁴ CFU/mL,平均脱色率升至22%；接种量为4 300 mg/L时,染菌量降至4.7×10⁴ CFU/mL,平均脱色率达29%. 在固定化菌丝系统中,白腐真菌的形态相对稳定,但21 d后,其稳定性降低,也出现了菌丝脱落现象,这与菌丝球或固定化菌丝的内部菌丝老化和自溶有关,可以考虑通过设计新载体从生物膜的内部和外部同时供给营养物和氧气解决该问题.

ABS树脂废水有机物反硝化潜势及降解特性

王然, 王彤, 程家运, 宋玉栋, 吕倩倩, 周岳溪, 杨利伟

2014, 27(11): 1379-1386.

摘要(2201) PDF(56)

摘要:
为优化ABS树脂废水的生物脱氮工艺,测定了废水的反硝化潜势,分析了废水反硝化阶段有机物的降解特性. 结果表明,ABS树脂废水的反硝化碳源充足,并且含有易降解有机物和慢速降解有机物等具有不同反硝化速率的有机物. 在废水ρ(SCOD)(SCOD为溶解性化学需氧量)为755.4~1 043.3 mg/L,ρ(TN)为86.1~111.1 mg/L的情况下,总反硝化潜势为95.4~144.6 mg/L (以NO₃^--N计),其中易降解有机物的反硝化速率为3.4~4.6 mg/(g·h) (以NO₃^--N计),反硝化潜势为33.2~49.7 mg/L；2类慢速降解有机物的反硝化速率分别为2.2~3.2和0.4~0.9 mg/(g·h),反硝化潜势之和为62.2~94.9 mg/L. 反硝化过程中,废水SCOD的去除率为48.9%~62.8%,ON(有机氮)去除率为81.5%~95.7%. 腈类物质得到明显降解,并生成大量NH₄⁺-N,是反硝化碳源的重要组成部分. 三维荧光光谱表明,废水中的芳香族有机物苯环结构在反硝化条件下未得到有效降解,但在好氧条件下得到快速降解.

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2014年第27卷第11期

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