环境科学研究

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2014, 27(2).

摘要(186) PDF(8)

摘要:

王敬, 毕晓辉, 冯银厂, 张裕芬, 吴建会, 吕爱华

2014, 27(2): 113-119.

摘要(1764) PDF(395)

摘要:
目前有关我国城市大气重污染期间PM_2.5污染特征及其来源的研究较少,为深入了解典型城市大气重污染期间PM_2.5的污染特征与来源构成,于2013年1月19—30日在乌鲁木齐市采集PM_2.5样品,并依据相关划分标准,确定1月19—28日为重污染天气. 分析了重污染天气下ρ(PM_2.5)及主要化学组成(包括水溶性离子、无机元素和碳组分),运用统计学方法研究了重污染期间PM_2.5的污染特征,并且采用富集因子法和CMB受体模型解析了PM_2.5的来源构成.结果表明:大气重污染期间ρ(PM_2.5)严重超标,其中米东区环境保护局采样点的ρ(PM_2.5)最高,其次是铁路局、市监测站；PM_2.5化学组分以SO₄^2-、TC、Si和NO₃^-为主,其中二次离子占ρ(PM_2.5)的43.1%；城市扬尘、煤烟尘和二次粒子是环境空气中PM_2.5的主要污染源类,三者在乌鲁木齐市以及米东区的分担率分别为24.7%、15.6%、38.0%和20.8%、28.0%、36.2%,其中二次硫酸盐的分担率在两地更分别达到28.6%和27.0%.

江苏省人为源挥发性有机物排放清单

夏思佳, 赵秋月, 李冰, 沈国锋

2014, 27(2): 120-126.

摘要(3849) PDF(313)

摘要:
掌握VOCs排放特征是研究区域大气复合污染特征和控制策略的前提. 对江苏省VOCs人为源进行系统分类,收集活动水平数据,应用国内外排放因子研究成果及江苏省行业调研结果,采用排放因子法建立了江苏省2010年分行业、分城市的人为源VOCs排放清单. 结果表明:江苏省人为源VOCs排放总量约为179.20×10^4t,其中化石燃料燃烧源、生物质燃烧源、工业过程源、溶剂使用源、移动源、油品储运源的排放量分别占排放总量的24.1%、3.3%、22.3%、25.3%、18.4%和6.6%,工业过程源中石油炼制、有机化工、医药制造是重点行业,溶剂使用源中机械装备制造、电子设备制造是重点行业. 南京、苏州、无锡、常州、南通5个苏南城市VOCs排放量明显高于苏北和苏中地区,占全省总排放量的60.0%,苏州、南京、无锡排放量居前3位. 各城市化石燃料燃烧源和移动源排放所占比例均超过10.0%,其他重点行业差异显著,其中南京市为石油炼制、有机化工,苏州市为有机化工、机械涂装,无锡市为有机化工、电子设备制造.

基于实测的燃煤电厂氯排放特征

邓双, 张辰, 刘宇, 曹晴, 许月阳, 王宏亮, 张凡

2014, 27(2): 127-133.

摘要(2124) PDF(240)

摘要:
选取我国4家电厂的6台煤粉锅炉进行现场测试,采集并分析烟气以及飞灰、底渣、脱硫石膏等燃煤副产物样品,以开展燃煤电厂Cl污染物排放特征的研究. 结果表明:燃煤中96.99%以上的Cl析出进入烟气,原烟气中ρ(Cl)范围为10.17~33.63mg/m³.除尘器和石灰石-石膏湿法脱硫装置对烟气中的Cl具有协同脱除作用,尤其是石灰石-石膏湿法脱硫装置. 除尘器对烟气中Cl脱除效率为12.29%~19.86%,石灰石-石膏湿法脱硫装置对烟气中Cl的平均脱除效率为95.22%. 经过燃烧和烟气污染控制装置后,燃煤中0.35%~3.01%的Cl转移到底渣中,6.46%~15.00%的Cl转移到飞灰中,68.88%~77.31%通过脱硫废水排放,9.19%~15.95%的Cl转移到脱硫石膏中；只有2.21%~5.54%的Cl排入大气中,净烟气ρ(Cl)仅为0.34~1.38mg/m³. 目前我国燃煤电厂Cl污染的主要问题是妥善处理脱硫石膏和废水,以防止Cl的二次污染.

不同行业点源产生VOCs气体的特征分析

席劲瑛, 胡洪营, 武俊良, 姜仁善

2014, 27(2): 134-138.

摘要(1793) PDF(238)

摘要:
在调研552个工业VOCs点源案例的基础上,采用Origin 7.5软件统计分析了不同行业产生VOCs气体的特征. 结果表明:工业点源产生VOCs气体的流量主要分布在10³~10^5m3/h之间；其中,食品制造业,木材加工,印刷业和木、竹、藤、棕、草制品业等产生的VOCs气体流量较高,在10⁴~10⁵ m³/h之间. 各工业点源产生的ρ(TVOC)(VOCs气体质量浓度)主要分布在10²~10^4mg/m³之间；其中,非金属矿物制品业、农副食品加工业、石油加工、炼焦和核燃料加工业、化学原料及化学制品制造业等行业产生的ρ(TVOC)较高,在10³~10^4mg/m³之间. 化学原料及化学制品制造业、医药制造业产生的VOCs种类较多；各行业产生的典型VOCs包括苯类、酯类、醇类、醛类、酮类等. 该研究成果可为相关行业开展点源VOCs污染治理和控制技术选择提供参考依据.

北京清河水体及水生生物体内抗生素污染特征

朱琳, 张远, 渠晓东, 马溪平, 徐成斌, 丁森

2014, 27(2): 139-146.

摘要(1540) PDF(226)

摘要:
利用高效液相色谱和串联质谱联用的方法,分析了北京市清河水体和水生生物体内4类抗生素含量水平及污染特征. 结果表明:清河水体中QNs(喹诺酮类)和MCs(大环内酯类)抗生素是主要污染物质,ρ(∑QNs)和ρ(∑MCs)的平均值分别为2238.9和814.9ng/L；在检测的5种大型水生植物体内,QNs和TCs(四环素类)抗生素是主要污染物质,w(∑QNs)和w(∑TCs)的平均值分别为945.3和389.2μg/kg；在鱼类和软体动物体内,QNs和SAs(磺胺类)抗生素是主要污染物质,w(∑QNs)和w(∑SAs)的平均值分别为3213.9和653.5μg/kg. 抗生素对清河水生态系统的环境风险评价结果表明,OFL(氧氟沙星)、CIP(环丙沙星)和NOR(诺氟沙星)对藻类和水生植物的HQs(危害系数)均大于1,说明在清河水体中这3种抗生素对藻类和水生植物存在环境风险. 研究表明,清河水环境存在一定程度的抗生素污染,其中QNs抗生素的HQs较高,其环境风险不容忽视.

茅尾海沉积物重金属空间分布特征与生态风险

吴文成, 任露陆, 蔡信德, 汪涛

2014, 27(2): 147-156.

摘要(1881) PDF(258)

摘要:
于2010年1月在茅尾海采集了7个沉积物样品,分析了不同深度沉积物的基本理化性质及w(As)、w(Cd)、w(Cu)、w(Fe)、w(Hg)、w(Mn)、w(Ni)、w(Pb)和w(Zn),并采用潜在生态危害指数法进行了潜在生态风险分析. 结果表明:这些元素的质量分数空间分布差异显著,总体上呈湾内大于湾外,其中w(Cd)和w(Hg)平均值分别为1.1、0.3mg/kg,污染最为严重并有加重的趋势；Cd污染可能与周边农田磷肥使用及磷矿开采有关,而Hg污染可能主要是大量使用化石燃料所致. 重金属(除As外)质量分数与w(OM)、w(Fe)和w(TN)密切相关,其中w(Cd)与w(TP)密切相关,说明生物和化学过程都显著影响这些元素的空间分布. w(Cu)、w(Hg)、w(Ni)、w(Pb)和w(Zn)之间呈极显著正相关(P<0.01),说明这几种重金属可能具有同源性；而沉积物中w(Cd)与w(Zn)、w(Pb)、w(Ni)和w(Cu)均呈显著负相关(P<0.05),暗示Cd的来源及生物地球化学过程与其他元素不同. 该海域重金属潜在生态危害指数依次为Cd>Hg>Pb>Zn>Cu>As,其中Cd与Hg属于中等生态危害；靠近茅岭江汇入区的采样点重金属潜在生态危害指数较高,属于中等生态危害,其余采样点的综合污染也已接近中等生态危害水平.

若尔盖泥炭地溶解有机碳季节变化特征及其影响因素

娄雪冬, 翟生强, 康冰, 胡理乐

2014, 27(2): 157-163.

摘要(1625) PDF(219)

摘要:
DOC(溶解有机碳)是泥炭地碳循环中最活跃、最敏感的指标. 以若尔盖木里苔草(Carex muliensis)泥炭地为研究对象,分析了2012年该泥炭地DOC季节变化特征及其影响因素,旨在揭示泥炭地碳循环特征及其对全球变化的潜在响应. 结果表明:若尔盖木里苔草泥炭地孔隙水中ρ(DOC)季节变化显著(P<0.001, n=12),总体呈先升后降趋势,8月和5月分别出现最高值(42.77mg/L)和最低值(26.27mg/L). DOC复合物组成结构季节变化明显,主要表现在:在整个生长季节,DOC复合物芳香组分〔A₂₅₄/ρ(DOC),其中A₂₅₄为波长254nm处的吸光度,余同〕及有色组分相对含量〔A₄₀₀/ρ(DOC)〕逐渐增加,变化范围分别为0.02~0.05和0.002~0.007；5—7月DOC复合物腐殖化程度(E4/E6,即A₄₅₀/A₆₅₀)迅速降低,8—10月又逐渐增强. 此外,土壤层温度、地表温度及相对湿度是泥炭地孔隙水ρ(DOC)季节变化的主要影响因素,三者的R²分别为0.522、0.486和0.369,降水量则对有色组分含量和腐殖化程度的季节动态有很大贡献(R分别为0.748、-0.604),同时腐殖化程度还受到土壤层和地表温度的影响(R分别为0.744、0.722). 该研究结果有利于从DOC复合物的组成结构方面进一步了解DOC季节特征及其变化的潜在机制.

预处理方法对香蒲厌氧发酵联产H₂-CH₄效能的影响

杨洋, 夏天明, 祝超伟, 李鸣晓, 魏自民, 席北斗, 贾璇

2014, 27(2): 164-171.

摘要(1424) PDF(230)

摘要:
通过厌氧发酵动力学分析、还原糖及其他代谢产物变化情况,结合香蒲微观结构解析,系统研究酸(HCl)、碱(NaOH)、酶(纤维素酶R-10)3种预处理对水生植物厌氧发酵联产H₂-CH₄的影响. 结果表明:香蒲分别经酸、碱、酶3种预处理后,厌氧发酵联产累积H₂、CH₄产量及含量均显著提高,c(HCl)、c(NaOH)均为1.0mol/L, w(纤维素酶R-10)(以底物计)为10mg/g时,预处理最佳. 其中1.0mol/L NaOH预处理香蒲效果最佳,φ(H₂)(H₂含量)达30.09%,累积产H₂量(以香蒲干质量计)达11.39mL/g；φ(CH₄)(CH₄含量)最高达67.48%,累积产CH₄量(以香蒲干质量计)达41.87mL/g；还原糖利用率达50.87%,sCOD(溶解性化学需氧量)利用率达66.17%. 纤维素酶预处理后香蒲产CH₄能力显著提高,产CH₄阶段φ(CH₄)最高为71.39%,累积产CH₄量达46.32mL/g,还原糖利用率达72.10%. 扫描电镜微观结构分析表明,碱预处理对香蒲纤维素结构破坏程度最大,可有效增加香蒲与微生物接触面积,有利于厌氧发酵联产H₂-CH₄工艺的快速启动和稳定运行.

氨氧化菌对填埋场CH₄协同氧化及铵抑制作用的研究

彭禹, 张卫风, 朱琳, 张后虎, 赵克强, 孙勤芳, 聂发辉

2014, 27(2): 172-177.

摘要(1380) PDF(168)

摘要:
借助乙炔(C₂H₂)抑制和添加外源铵盐,采用批式培养试验,在初始CH₄浓度为16%的条件下模拟填埋场高CH₄浓度环境,通过分析样品中氨氧化菌对CH₄氧化的贡献率及铵对CH₄氧化的抑制率,研究了填埋场覆盖土、矿化垃圾、砂土和黏土中氨氧化菌对CH₄协同氧化及铵抑制作用. 结果表明:4种供试样品中氨氧化菌对CH₄氧化的贡献率在5.64%~16.24%之间,次序为砂土＜黏土＜覆盖土＜矿化垃圾,覆盖土中的贡献率为14.90%,比矿化垃圾低8.25%,填埋场样品(矿化垃圾和覆盖土)是一般土壤(砂土和黏土)的1.8~10.9倍. 铵对CH₄氧化过程的抑制率在11.90%~24.84%之间,次序为砂土＜黏土＜覆盖土＜矿化垃圾,覆盖土中为23.21%,比矿化垃圾低6.56%,填埋场样品是一般土壤的0.9~2.1倍. 填埋场样品中氨氧化菌对CH₄氧化的贡献率及铵对CH₄氧化的抑制率明显高于一般土壤.

生物降解对土壤气中苯衰减系数及筛选值的影响

钟茂生, 姜林, 姚珏君, 夏天翔, 贾晓洋, 彭超

2014, 27(2): 178-185.

摘要(1532) PDF(180)

摘要:
以砂质土壤为例,采用Bio-vapor软件计算了生物降解对苯的a_i-s(衰减系数)及筛选值的影响,并对关键影响参数〔c_s(污染源苯质量浓度)、LT(建筑底板与污染源距离)、L_a(好氧土层厚度)和k_w(生物降解系数)〕进行分析. 结果表明:当c_s≥5×10^5mg/m³时,生物降解对a_i-s基本无贡献；当c_s≤1×10⁴ mg/m³时,生物降解可导致a_i-s降低1~2个数量级,但降幅随c_s和LT的变化不明显；当c_s介于二者之间时,生物降解对a_i-s的作用受LT变化的影响较明显,LT升高1个数量级时,生物降解可导致a_i-s降低2个数量级. 生物降解对a_i-s的作用受L_a影响比较明显,L_a由0.50m增至1.50m时,生物降解可导致a_i-s降低2个数量级. Bio-vapor软件预测的砂质土壤条件下L_a的最大值为0.63m,低于现场普遍测试结果(1.50m),表明该模型预测结果可能过于保守,实际项目中可通过测试土壤气中各组分的纵向分布确定L_a. 当c_s≤5×10⁴ mg/m³时,k_w由0.033h^-1增至2.000h^-1,生物降解将导致a_i-s降低2个数量级. 因此,同一概念模型下考虑生物降解时土壤气中苯筛选值高于不考虑生物降解时1~2个数量级.

文蛤谷胱甘肽抗氧化系统对北部湾沉积物中可提取态重金属的响应

付文超, 孟范平, 王怡, 王志峰, 王群

2014, 27(2): 186-195.

摘要(1371) PDF(187)

摘要:
为识别海洋双壳类谷胱甘肽抗氧化系统对滨海沉积物重金属可提取态和总量的响应特征差异,分析了北部湾潮间带沉积物中不同形态Cu、Pb、Zn、Cd、Cr的质量分数,文蛤(Meretrix meretrix)鳃组织中w(GSH)(GSH为还原型谷胱甘肽)、w(GSSG)(GSSG为氧化型谷胱甘肽)、GPx(谷胱甘肽过氧化物酶)和GST(谷胱甘肽硫转移酶)活性,并计算w(GSH)/w(GSSG)、tGSH(总谷胱甘肽)含量和OSI(氧化逆境指数). 结果表明:w(TE-Pb)(TE-Pb为可提取态Pb,下同)、w(TE-Cr)、w(TE-Cu)、w(TE-Zn)和w(TE-Cd)平均值分别为13.40、1.93、13.19、30.09和0.10mg/kg; w(TE-Cd)占w(T-Cd)(T-Cd为总Cd,下同)的60.2%~98.1%,并且主要为弱酸溶解态和有机物及硫化物结合态；部分采样点w(TE-Pb)和w(TE-Zn)较高,二者占w(T-Pb)和w(T-Zn)的平均值分别为44.6%和56.6%；Cr、Cu分别在全部或大多数采样点以残渣态为主,可提取态含量平均仅占总量的17.9%和36.5%. 重金属的可提取态质量分数与总量的空间分布基本一致(Cr除外). 文蛤鳃中w(GSH)、w(GSSG)分别为4.07~6.06、4.01~6.59mg/g. 抗氧化指标对沉积物中重金属总量和可提取态质量分数均有显著响应的为w(GSSG)与Cd,w(GSH)/w(GSSG)与Cr和Cd,OSI与Cr和Cd. 然而,w(GSH)/w(GSSG)和OSI只对w(T-Zn)有良好响应；GST只与w(TE-Cu)、w(TE-Zn)显著相关. 某些抗氧化指标对重金属总量和可提取态质量分数表现出不同程度的响应,因此,不能单独依据双壳类对重金属总量的生化响应特征来筛选用于沉积物综合毒性评价的生物标志物.

土壤Pb暴露下赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)的急性毒性和氧化应激反应

毕爽, 刘征涛, 徐镜波, 李霁

2014, 27(2): 196-202.

摘要(1453) PDF(173)

摘要:
根据OECD试验指南,研究了人工土壤铅暴露下赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)的急性毒性和氧化应激反应. 结果表明:铅暴露对赤子爱胜蚓14d的LC₅₀(半致死浓度)为2576.76mg/kg,95%置信区间为2388.42~2792.00mg/kg；铅暴露第1、7、14天赤子爱胜蚓的SOD(超氧化物歧化酶)活性,铅暴露第1、14天的POD(过氧化物酶)活性,铅暴露第14天的MDA(丙二醛)含量均与w(Pb)呈良好的剂量-效应关系,但CAT(过氧化氢酶)活性与w(Pb)未呈剂量-效应关系. 赤子爱胜蚓体内3种抗氧化酶对人工土壤铅污染响应的敏感程度为SOD>POD>CAT,SOD作为抗氧化系统的重要酶类可以更好地预测污染物对于赤子爱胜蚓的亚致死毒性.

典型电子废物中多溴联苯醚的模拟浸出释放特征

刘锋, 徐红, 徐明德, 何洁, 王练书, 黄启飞

2014, 27(2): 203-209.

摘要(1385) PDF(180)

摘要:
选取废旧打印机外壳为典型电子废物,以商用腐殖酸溶液为浸提剂,采用浸出试验,模拟研究了废旧打印机外壳中PBDEs(多溴联苯醚)在简易填埋或与生活垃圾共处置场景下,在不同废物粒径、浸提剂DOC浓度、pH、浸提时间和液固比下的浸出特征. 分别用索氏提取法和液液萃取法提取废旧打印机外壳及其浸出液中的PBDEs,采用气相色谱-质谱法(GC-MS)对11种PBDEs同系物的浓度进行定性、定量检测. 结果表明,废旧打印机外壳中BDE28、BDE47、BDE66、BDE85、BDE99、BDE100、BDE153、BDE154被检出,而在浸出液中仅有BDE28、BDE47、BDE66、BDE85、BDE99、BDE153被检出,∑₆PBDEs的浸出率仅为0.04%~0.44%；垃圾渗滤液和土壤溶液中DOM可以促进废旧打印机外壳中PBDEs的浸出,随着浸提剂ρ(DOC)的增大,PBDEs的浸出量增加；在酸性条件下PBDEs的浸出量低于在中性条件下的浸出量；随着浸出时间的延长,PBDEs的浸出量不断增加,但在试验设定的480h内,没有得到一个液固体系的平衡时间,可见废旧打印机外壳中PBDEs的浸出是一个缓慢释放的过程.

制备工艺对La改性湿式氧化催化剂活性和稳定性的影响

张永利, 韦朝海, 王庆雨, 尚玲玲

2014, 27(2): 210-217.

摘要(1095) PDF(202)

摘要:
采用CWAO(催化湿式空气氧化)法处理甲基橙模拟印染废水,以过量浸渍法制备催化剂,以水样COD_Cr去除率和脱色率表征催化剂的活性,以催化剂使用后处理出水中溶出的金属离子质量浓度表征催化剂的稳定性. 结果表明,多组分催化剂的金属组分构成为Cu、Fe、La,m(Cu)∶m(Fe)∶m(La)为1∶1∶2, 35℃下动态共浸渍8h,450℃下焙烧3h,由此制备得到Cu-Fe-La/FSC催化剂. 应用该催化剂,以CWAO法处理模拟印染废水,废水COD_Cr去除率和脱色率可分别达到79.1%和98.9%,催化剂的活性较高；使用该催化剂处理后的废水中Cu、Fe、La、Al的溶出量(以ρ计)分别为6.1、2.4、2.2、3.2mg/L,说明金属元素的溶出量较低,催化剂的稳定性较高.

人工芦苇湿地氨氮污染物去除及氨氧化菌群落多样性分析

仝欣楠, 王欣泽, 何小娟, 孔海南

2014, 27(2): 218-224.

摘要(1506) PDF(244)

摘要:
对不同质量浓度的NH₃-N在水平潜流人工湿地内的去除过程进行考察,并且对比分析了去除率和硝化强度,利用PCR-DGGE技术研究了ρ(NH₃-N)及植物种植等因素对人工湿地中AOB(氨氧化细菌)群落结构的影响. 结果表明:在水力停留时间为2.5d的情况下,模拟低污染水ρ(NH₃-N)分别为0.6~0.7和4.5~5.0mg/L时,芦苇湿地对TN的去除率分别为81.9%和62.2%. 较高的ρ(NH₃-N)和种植芦苇有利于提高湿地硝化强度和AOB群落多样性. 系统运行50d时,处理高ρ(NH₃-N)和低ρ(NH₃-N)低污染水的芦苇湿地的硝化强度分别为0.164和0.103mg/(kg·h)；AOB群落Shannon-Weaver多样性指数(系统运行90d时)分别为2.32和1.75. 处理高ρ(NH₃-N)的低污染水时,空白湿地和芦苇湿地的硝化强度分别为0.082和0.164mg/(kg·h)；AOB群落Shannon-Weaver多样性指数(系统运行90d时)从1.95增至2.32.

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2014年第27卷第2期

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