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2015年  第28卷  第11期

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2015, 28(11).
摘要(180) PDF(35)
摘要:
封面文章
清洁空气行动计划实施对长三角地区PM2.5污染改善效果模拟评估
李 莉, 安静宇, 卢 清
2015, 28(11): 1653-1661.
摘要(2674) PDF(2114)
摘要:
为了解长三角地区清洁空气行动计划实施后区域PM2.5的改善效果,在建立2012年长三角地区大气污染物排放清单的基础上,依据上海、江苏、浙江和安徽三省一市行动计划细则,对2013—2017年各省、直辖市主要大气污染物减排量进行测算. 利用WRF(天气研究和预报模式)-CMAQ(通用多尺度空气质量模型)系统,模拟研究了清洁空气行动计划实施后可能带来的区域PM2.5改善效果. 结果表明:清洁空气行动计划涉及到的能源、工业、交通等六大领域减排任务,按照减排力度强、中、弱3种方案测算,预计长三角地区SO2减排总量分别为74.5×104、53.8×104和34.4×104 t;NOx减排总量分别为108.7×104、83.9×104和61.1×104 t;一次PM2.5减排总量分别为40.3×104、26.1×104和14.6×104 t;挥发性有机污染物(VOCs)的减排总量分别为98.2×104、57.0×104和23.5×104 t.模拟评估结果表明,在弱、中、强3种减排方案下,长三角地区国控点ρ(PM2.5)年均值预计比基准年(2013年)分别降低(4.4±1.1)、(8.1±2.4)和(12.5±3.9)μg/m3,降幅分别达到8.7%±2.2%、15.9%±4.7%和24.3%±7.7%. 长三角地区须在清洁空气行动计划实施细则指导下,控制新增量,并稳步严格推进前体物强力减排,才能实现2017年预期空气质量改善目标.
水环境
太子河河岸带土地利用类型与硅藻群落结构的关系
李丽娟, 金 文, 王博涵, 项珍龙, 殷旭旺, 徐宗学, 张 远
2015, 28(11): 1662-1669.
摘要(3102) PDF(2201)
摘要:
为了评价河岸带土地利用对河流硅藻群落的影响,于2012年5月对太子河河岸带4种主要土地利用类型(森林用地、森林耕作用地、耕地、城镇建设用地)下38个采样点的硅藻群落和水环境特征进行采样分析. 结果表明:森林用地的指示种为膨大桥弯藻(Cymbella turgida)、优美桥弯藻(C. delicatula)、弧形峨眉藻(Ceratoneis arcus)、Gomphonema trancatum等寡污指示种;耕地的指示种为颗粒直链藻(M. granulate)、库津小环藻(Cyclotella kuetzingiana)、线形菱形藻(N. linearis)、尖布纹藻(Gyrosigma acuminatum)等污染指示种. 聚类分析结果显示,相同土地利用类型区域内,硅藻群落结构特征较为相似. 典范对应分析显示,ρ(CODMn)、ρ(SS)(SS为悬浮物)和ρ(TDS)(TDS为总溶解固体)是影响硅藻群落结构特征的主要水环境因子. 不同土地利用类型区域内硅藻群落结构特征差异显著,其中,森林用地内硅藻生物指数(17.98)和硅藻属数量(17.33个)最高,Shannon-Wiener多样性指数(2.22)和Pielou均匀度指数(0.54)最低;耕地内Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数平均值最高,分别为3.37和0.82;城镇建设用地内物种丰富度(11.00)、硅藻生物指数(9.20)和硅藻平均密度(0.71×104 L-1)最低. 研究显示,不同土地利用类型通过对水环境因子的影响进而影响硅藻群落的变化,其中城镇建设用地面积所占比例较高的河流水环境质量和硅藻群落状况最差;太子河河岸带土地利用类型对河流硅藻群落结构影响显著,并表现出明显的空间异质性.
浑河底泥反硝化厌氧甲烷氧化菌群落结构时空特征
王 佳, 宋永会, 彭剑峰, 袁林江
2015, 28(11): 1670-1676.
摘要(2111) PDF(2245)
摘要:
为了解在反硝化厌氧甲烷氧化反应过程中起主要作用的微生物——Candidatus Methylomirabilis oxyfera(M. oxyfera)在河流底泥环境中的时空变化特征,利用克隆文库及实时荧光定量PCR技术考察了浑河流域部分底泥中M. oxyfera-like的16S rRNA和pmoA功能基因的多样性及丰度. 结果表明:从浑河上游至下游丰水期各采样点底泥中M. oxyfera-like的16S rRNA的多样性无明显地域性差异,其OTU(operational taxonomic unit,独立操作单元)数变幅不大;pmoA功能基因的多样性则存在较为明显的地域性差异,上游采样点A(章党大桥)底泥中OTU数为5,下游采样点E(三岔河大桥)底泥中仅为1. 采样点A底泥中M. oxyfera-like的16S rRNA和pmoA功能基因的多样性均存在一定的季节性差异,平水期16S rRNA和pmoA功能基因的Shannon-Wiener多样性指数分别为1.48和2.19,在各期中最高;而枯水期时二者均最低,分别为0.83和1.26. 丰度分析结果显示,所有采样点底泥中M. oxyfera-like的16S rRNA丰度均表现为平水期(2.42×106~1.74×107 copies/g)(以干质量计)最高、枯水期(2.87×104~4.19×106 copies/g)居中、丰水期(1.29×103~2.04×104 copies/g)最低,说明浑河底泥中M. oxyfera-like的丰度亦存在一定的季节性差异.
生态毒理
植物活性物质对PM2.5致细胞损伤的抗性作用
刘 涛, 阮研硕, 毕婷婷, 郭 辰, 赵晓红
2015, 28(11): 1677-1686.
摘要(2210) PDF(1490)
摘要:
为研究植物活性物质对PM2.5致细胞损伤的抗性作用,研究了北京城区PM2.5对CHO(Chinese hamster ovary,中国仓鼠卵巢)细胞的损伤作用,并选择植物活性物质绿原酸、阿魏酸和荭草素探讨其对CHO细胞的保护作用. 以CCK-8法确定PM2.5的试验剂量和3种活性物质的最佳保护剂量,然后通过彗星试验、微核试验、流式细胞术及Western Blotting分别检测PM2.5的损伤作用及植物活性物质的保护作用. 结果表明:①由CHO细胞存活率可知,PM2.5的有效试验剂量为15 μg/mL,绿原酸、阿魏酸和荭草素的最佳保护剂量分别为50、20、10 μmol/L. ②PM2.5可引起CHO细胞明显的DNA损伤、微核形成增加、细胞周期阻滞所致的细胞增殖指数降低,而经阿魏酸、绿原酸和荭草素预处理后,均可减轻PM2.5对细胞的损伤作用,起到了一定的保护作用. ③PM2.5能引起CHO细胞中p53和caspase-3蛋白的表达增加,而阿魏酸、绿原酸和荭草素均可使其表达量有所降低. 由PM2.5引起的细胞损伤经绿原酸、阿魏酸、荭草素作用后表达量降低. 在3种植物活性物质中,以阿魏酸拮抗PM2.5损伤的效果最佳,绿原酸次之,荭草素相对较差.
铬(Ⅵ)老化对赤子爱胜蚓抗氧化酶活性的影响
王婉华, 陈丽红, 张 聪, 王晓南, 张 睿, 刘征涛
2015, 28(11): 1687-1692.
摘要(2105) PDF(1840)
摘要:
为评估土壤Cr(Ⅵ)老化的生态风险,设计未老化和老化人工土壤组,研究Cr(Ⅵ)对赤子爱胜蚓体内SOD(超氧化物歧化酶)、CAT(过氧化氢酶)和POD(过氧化物酶)活性的影响. 结果表明:在未老化土壤中,30 mg/kg(低浓度)、60 mg/kg(中浓度)和90 mg/kg(高浓度)Cr(Ⅵ)对赤子爱胜蚓抗氧化酶系统产生了显著的影响,在暴露的前14 d,赤子爱胜蚓体内SOD和CAT活性均随土壤中w〔Cr(Ⅵ)〕的升高而降低(暴露第3天,低浓度组除外),高浓度组与对照组相比降低了约60%;在暴露的第14天~第21天,SOD和CAT活性均显著升高,但POD的活性一直处于抑制状态. 在老化28 d的人工土壤中,暴露第1天,CAT和POD活性均显著升高,随着暴露时间的延长,其酶活性均受到显著抑制;但蚯蚓体内SOD活性在整个试验过程中均未受显著影响. Cr(Ⅵ)对赤子爱胜蚓体内3种抗氧化酶活性的影响在未老化和老化土壤中有很大差异,这种差异影响到对土壤Cr(Ⅵ)污染的毒性评估. 因此,进行Cr(Ⅵ)毒性试验时应考虑其在土壤中的老化作用.
土壤环境
电动力学作用下污染土壤中HCHs的迁移特征
倪茂飞, 田书磊, 黄启飞, 杨延梅, 杨 帅, 李 川
2015, 28(11): 1693-1701.
摘要(2076) PDF(1497)
摘要:
为研究电动力学作用对污染土壤中HCHs迁移的影响及不同HCHs异构体间的迁移特征,以我国西南地区已停产的某HCHs(六六六)生产企业厂区的污染土壤为研究对象,分析反应时间、电压梯度、w(电解质)和pH等因素对HCHs迁移效果的影响. 结果表明:HCHs可以在电场力条件下进行有效迁移,其迁移效果随反应时间的增加而增强,并在192 h后达到稳定;增加电压梯度可以促进HCHs的迁移,最佳电压梯度为3.0 V/cm;最佳w(电解质)为2%;HCHs的迁移效果在pH为5.07时达到最佳. HCHs由阴极向阳极迁移,不同HCHs异构体在阳极的富集程度存在差异,其中α-HCH富集率最高,为210.5%~226.3%;而β-HCH、γ-HCH、δ-HCH富集率分别为72.5%~265.3%、38.5%~79.3%、57.3%~62.6%. 电动试验结束后,阴极处电导率最高,为1.2~324.4 mS/cm. P(0.6)(距阴极的标准化距离为0.6的采样点)处最低,为0.1~70.1 mS/cm;土壤pH由阴极向阳极逐渐减小,其中阴极pH为10.31~12.05,而阳极pH为0.98~4.56. 研究显示,电动因素会对污染土壤中HCHs的迁移造成不同程度影响;不同HCHs异构体中,α-HCH迁移能力最强,β-HCH次之,γ-HCH和δ-HCH迁移能力较弱.
XAD-2树脂表征焦化厂土壤中高环PAHs的生物可给性
钟茂生, 姜登登, 王 颖, 姜 林, 夏天翔, 韩 丹
2015, 28(11): 1702-1710.
摘要(2041) PDF(1883)
摘要:
利用Amberlite XAD-2树脂辅助解吸技术表征某焦化厂土样中高环PAHs的解吸特征及其生物可给性,分析风险评估过程中考虑污染物生物可给性的可行性;采用傅里叶红外光谱法测试解吸前、后土样的红外光谱特征,判断不同土壤有机官能团对PAHs的吸附强弱. 结果表明:土样中PAHs前30 d的解吸速率明显大于后60 d(前者的解吸速率比后者高2~3个数量级),60 d后污染物解吸基本已达到平衡,整个过程符合两阶段解吸模型. 渗漏污染途径下土样中高环PAHs的生物可给性为0.18~0.47,低于大气沉降污染途径下表层土样中对应PAHs的生物可给性(1.00),表明在开展场地健康风险评估过程中,应考虑具体场地土壤中PAHs的生物可给性,以在一定程度上降低评估结果的保守性. 解吸前、后土样红外光谱特征整体无明显变化,解吸过程不改变土壤主要有机官能团类型,但解吸后土壤中羟基和羧基的峰强明显减弱,吸附于羟基及羧基上的PAHs可能更易解吸.
污染治理技术与方法
低温基质隔离研究凝聚相中α-蒎烯臭氧化反应过程
杨晓璐, 陈建华, 丁 磊, 耿春梅, 张国宁, 武雪芳
2015, 28(11): 1711-1719.
摘要(1949) PDF(1458)
摘要:
来自天然源的VOC与大气中的O3等氧化剂发生反应,生成的产物可通过凝结、成核或气-粒分配等物理过程转移至颗粒相中,形成二次有机气溶胶(SOA). 采用低温基质隔离系统与程序升温技术(温度从6 K升至室温)相结合,研究了凝聚相中α-蒎烯与O3反应的瞬变物种,并采用傅里叶红外光谱仪进行检测. 结果表明:POZ(初级臭氧化物)和SOZ(次级臭氧化物)是α-蒎烯与O3反应的瞬变物种. POZ的红外特征吸收峰位于699和998 cm-1等处,分别对应于OOO不对称伸缩振动峰、C—O伸缩振动和CH2摇摆振动耦合,与理论计算结果相吻合;SOZ的红外特征吸收峰位于960和1 205 cm-1等处,分别对应于甲基弯曲振动和OCO弯曲振动,与理论计算结果相吻合. 采用与试验值最为接近的B3LYP方法优化输出了POZ和SOZ的构型,二者均为不对称结构. 未检测到CI(Criegee中间体),可能是由于高能态的CI极不稳定且冷头导热效果不好,致使傅里叶红外光谱仪未能捕捉到CI的吸收峰. 对比乙烯、丙烯、环戊烯的臭氧化过程发现,三者均检测到中间产物POZ和SOZ的生成,其中POZ构型均为O信封式、SOZ构型均为OO半椅式.
ZrO2晶相对锰铈系SCR催化剂脱硝活性的影响
叶 飞, 刘 荣, 贡湘君, 管 昊
2015, 28(11): 1720-1727.
摘要(1931) PDF(1944)
摘要:
采用浸渍法制备了以nm级c-ZrO2(立方相ZrO2)、t-ZrO2(四方相ZrO2)和m-ZrO2(单斜相ZrO2)为载体的负载型MnOx-CeO2/ZrO2催化剂,并在连续流动固定床反应器上考察了催化剂的NH3-SCR低温脱硝性能. 结果表明,催化剂脱硝性能良好,当MnOx负载量(以w计)为15.0%时,以c-ZrO2为载体的催化剂脱硝效率在103 ℃即可达到100%. 在相同活性组分负载量和反应温度条件下,各催化剂的低温脱硝活性体现出MnOx-CeO2/c-ZrO2>MnOx-CeO2/t-ZrO2>MnOx-CeO2/m-ZrO2的规律,因此对MnOx负载量为5.0%的MnOx-CeO2/ZrO2系列催化剂进行进一步表征,以探究该规律的内在影响因素. BET测试结果表明,以c-ZrO2为载体的催化剂的比表面积最大,达到39.67 m2/g,更有利于气体和催化剂表面活性位的接触. XPS测试结果表明,以c-ZrO2为载体的催化剂表面晶格氧含量最丰富,有助于Lewis酸性位的形成. TPR和TPD测试图谱中的峰强及峰面积表明,以c-ZrO2和t-ZrO2为载体的催化剂表面主要存在Lewis酸性位;而在以m-ZrO2为载体的催化剂表面,Lewis酸性位较多,同时还存在少量的Brnsted酸性位. 研究显示,ZrO2晶型结构变化引起MnOx-CeO2/ZrO2催化剂的比表面积、表面活性酸性位的不同是产生晶型效应的原因所在; 采用ZrO2作为负载型低温SCR催化剂载体时,以立方相晶型结构为最佳.
EDDS螯合Fe(Ⅲ)活化过硫酸盐技术对TCE的降解效果
王琰涤, 吕树光, 顾小钢, 邱兆富, 隋 倩, 郭旭虹
2015, 28(11): 1728-1733.
摘要(2359) PDF(2037)
摘要:
为解决传统Fe(Ⅱ)活化过硫酸盐过程中Fe有效性较低的问题,采用可生物降解的EDDS(乙二胺二琥珀酸)螯合Fe(Ⅲ)活化过硫酸盐处理水溶液中的TCE(三氯乙烯),考察c(过硫酸盐)、c〔Fe(Ⅲ)〕/c(EDDS)〔下称Fe(Ⅲ)/EDDS〕、溶液初始pH以及阴离子浓度对TCE降解效果的影响,并研究体系中产生的活性氧自由基. 结果表明:c(过硫酸盐)为15.0 mmol/L、Fe(Ⅲ)/EDDS为4时,60 min内TCE去除率达99.7%;提高c(过硫酸盐)、Fe(Ⅲ)/EDDS均有利于TCE降解,但超过一定限值后对TCE去除效果增强不明显;溶液初始pH(3~11)越高,TCE去除率越低;加入Cl-、HCO3-、SO42-和NO3- 4种阴离子均会抑制TCE降解,抑制程度表现为HCO3->Cl- >SO42->NO3-;自由基清扫试验证实体系中存在SO4-·、·OH和O2-·等3种活性氧自由基,·OH对TCE的降解起主导作用. 因此,EDDS螯合Fe(Ⅲ)活化过硫酸盐技术能够产生以·OH为主的活性氧自由基,从而快速高效去除水溶液中TCE,但降解过程受水质参数影响.
氧化镁与白云石石灰对不同来源废水中磷的回收效果
魏金山, 刘雪瑜, 宋永会, 郭继香, 王培良, MENG Xiaoguang
2015, 28(11): 1734-1740.
摘要(1710) PDF(1538)
摘要:
选择有代表性的3种来源废水(养猪场废水厌氧消化液、鸡粪废水厌氧消化液和污泥厌氧消化液),利用MgO与白云石石灰作为药剂进行磷回收试验,研究不同药剂、药剂投加量和反应时间下3种来源废水中磷的回收效果,通过动力学方程模拟2种药剂的除磷速率,并采用XRD(X射线衍射)、SEM(扫描电镜)对沉淀产物进行表征. 结果表明:投加2种药剂均可实现磷的有效去除与回收,反应沉淀物中含有MAP(磷酸铵镁)和CaCO3,MgO的最佳投加量为200 mg/L,当反应时间为4 h时,PO43--P去除率达85.0%以上;白云石石灰的最佳投加量为500 mg/L,当反应时间为24 h时,PO43--P去除率达80.0%以上. 投加白云石石灰的反应速率较慢,并且反应沉淀物中含有更多的CaCO3. 以处理1 m3原水为例,MgO药剂成本为0.80元,白云石石灰药剂成本为0.25元,显示白云石石灰经济成本更低,是较为理想的磷回收药剂.
蠡湖表层沉积物中磷的形态与赋存特征及其生物有效性
王书航, 赵 丽, 姜 霞, 张 博, 王雯雯, 陈俊伊
2015, 28(11): 1741-1748.
摘要(1642) PDF(1457)
摘要:
采用连续分级提取法研究了蠡湖表层沉积物中有机磷和无机磷的形态及其赋存特征,同时结合间隙水体中DTP(溶解性总磷)的空间分布特征,讨论了各形态磷的生物有效性及其释放风险. 结果表明,蠡湖沉积物中的磷以IP(无机磷)为主,w(IP)占w(TP)的58.09%. IP中以生物可利用性差的Ca-Pi(Ca结合态无机磷)占优势,w(Ca-Pi)为(207.75±48.56)mg/kg,占w(IP)的48.97%;沉积物OP(有机磷)中以活性最差的NA-Po(非活性有机磷)占绝对优势,w(NA-Po)为(195.33±50.73)mg/kg,占w(OP)的67.09%. 间隙水中的磷以DIP(溶解性无机磷)为主,ρ(DIP)占ρ(DTP)的11.86%~86.13%,平均值为59.65%. WA-Pi(弱吸附态无机磷)、PA-Pi(潜在活性无机磷)、Fe/Al-Pi(Fe/Al结合态无机磷)、WA-Po(弱吸附态有机磷)、PA-Po(潜在活性有机磷)的质量分数均与间隙水中ρ(DTP)呈极显著正相关(P<0.01),w(Ca-Pi)与间隙水中ρ(DTP)呈正相关(P<0.05),w(NA-Po)与间隙水中ρ(DTP)无显著的相关性. 因此,即使在外源磷得到有效控制的情况下,沉积物中的IP及高活性有机磷的释放仍有可能导致湖泊富营养化状态维持不变.
曝气时间对美人蕉生态浮床去除水体中营养盐的影响
薛彦君, 许秋瑾, 冯 胜, 胡小贞, 胡妍玢, 张雅娴, 赵 阳
2015, 28(11): 1749-1754.
摘要(1883) PDF(2053)
摘要:
为有效去除水体中的营养盐,以美人蕉生态浮床为研究对象,将曝气时间设置为0(对照)、4、8、12 h/d,曝气量均为2.4 m3/(m2·d),研究曝气时间对植物生态浮床去除水体中营养盐的影响,在培养的0、3、5、7、18、28 d对美人蕉株高进行测量,同时监测水体中ρ(DO)、ρ(TN)、ρ(TP)、ρ(CODCr)、ρ(NH3-N)、ρ(NO3--N),试验结束后对美人蕉根际细菌总数进行测定. 结果表明:①与对照组相比,曝气4和8 h/d情况下ρ(DO)及TN、TP、NH3-N、NO3--N去除率均差异显著;②曝气4 h/d下美人蕉长势最好,并且在试验的第28天美人蕉株高达109 cm;③曝气4 h/d下ρ(DO)最高,并且对水体中营养盐的去除效果最好,试验至第28天,ρ(DO)为11.29 mg/L,TN、TP、CODCr、NH3-N、NO3--N去除率分别为75.10%、69.32%、65.75%、73.29%、78.79%;④试验至第28天,曝气4 h/d情况下美人蕉根际细菌总数达1.01×106 mL-1,显著高于曝气0、8和12 h/d下的细菌总数(分别为4.12×105、9.07×105、7.77×105 mL-1). 研究显示,该试验条件下,曝气4 h/d对水体中营养盐的去除效果最佳.
超声/Fenton法处理毒死蜱中间体废水的工艺优化
许晓毅, 蔡 岚, 吉芳英, 幸秀丽, 程 谣, 张婷婷
2015, 28(11): 1755-1763.
摘要(2647) PDF(1925)
摘要:
针对毒死蜱中间体生产的化工废水有机物浓度高、生物抑制性强的特点,以实际生产废水为研究对象,基于响应曲面法,进行了超声/Fenton法降解有机物效能研究与运行参数的优化. 结果表明:①通过单因素试验确定响应曲面设计的自变量中心点为H2O2投加量0.5 mol/L、Fe2+投加量0.93 g/L、反应时间90 min. ②采用Box-Behnken试验设计,建立了以H2O2及Fe2+投加量、反应时间为自变量的回归模型,经方差分析,模型显著(P<0.000 1);对有机物去除率影响最大的因素为Fe2+投加量,其与反应时间的交互作用显著. ③最优工况为H2O2投加量0.7 mol/L、Fe2+投加量1.36 g/L、反应时间96 min,该条件下模型预测CODCr去除率为96.63%,试验值与模型预测值的相对误差为1.36%,出水水质指标远低于GB 8978—1996《污水综合排放标准》三级标准,ρ(BOD5)/ρ(CODCr)从0.09升至0.22,CODCr单位去除负荷的H2O2及Fe2+用量相对较低,分别为0.14 mmol/mg和0.28 mg/mg. 研究显示,采用超声/Fenton法处理高浓度难降解有机废水可有效提高CODCr去除率及其可生化性.
响应曲面法优化油茶饼对活性红15的生物吸附特征及机理
高景峰, 司春英
2015, 28(11): 1764-1773.
摘要(1730) PDF(1494)
摘要:
基于“以废治废”的理念,以农林业废弃物——油茶饼为原料制备生物吸附剂,吸附去除废水中的RR15(C.I. Reactive Red 15,活性红15)染料,并采用响应曲面法中的Box-Behnken设计对油茶饼生物吸附剂吸附RR15的条件进行优化. 结果表明:pH对油茶饼生物吸附剂吸附RR15的吸附容量和去除率均有显著影响(P<0.000 1);当pH为1.0、初始ρ(RR15)为300 mg/L、吸附温度为20 ℃时,油茶饼生物吸附剂对RR15的吸附效果最佳. 相比于Langmuir和Freundlich吸附等温线模型,Temkin吸附等温线模型可以更好地描述油茶饼生物吸附剂对RR15的吸附平衡数据. 吸附温度为20 ℃时,由Langmuir吸附等温线模型计算得到的Q0(吸附剂的单层饱和吸附量)为74.63 mg/g. 动力学分析显示,油茶饼生物吸附剂对RR15的吸附过程符合准二级动力学模型(R2>0.999 7),支持了限速步骤是化学吸附的理论;内部扩散和边界层扩散都可能影响吸附速率. 热力学分析表明,该吸附过程是一个自发的放热过程. FTIR(fourier transform infrared spectroscopy,傅里叶变换红外光谱)分析发现,油茶饼生物吸附剂上羟基、胺基等官能团可能是RR15染料的主要结合位点. 研究显示,油茶饼生物吸附剂是一种具有潜力的绿色吸附剂,可以有效去除废水中的RR15染料.
取代脲类除草剂光催化降解动力学比较
阳 海, 曾 健, 魏宏庆, 颜 东, 徐 淼, 易 翔, 易 兵
2015, 28(11): 1774-1780.
摘要(2175) PDF(1685)
摘要:
为研究取代脲类除草剂在TiO2光催化降解过程中的动力学规律,以非草隆、异丙隆和利谷隆3种取代脲类除草剂为研究对象,通过Langmuir-Hinshelwood动力学模型对其TiO2光催化降解动力学进行模拟,并系统探讨了催化剂用量、C0(取代脲类除草剂的初始浓度)、溶液pH、温度、ROSs(活性氧物种)和电子捕获剂等的影响. 结果表明:非草隆、异丙隆和利谷隆的TiO2光催化降解均符合假一级动力学模型,其动力学常数分别为0.082 8、0.068 7和0.095 4 min-1;取代脲类除草剂分子中的芳香环和脲桥上的取代基对降解速率常数的大小有明显的影响. ROSs试验表明,非草隆、异丙隆和利谷隆光催化降解过程中分别有91.6%、95.5%和86.8%的贡献来自·OH;而光生空穴和其他ROSs的贡献相对较小,并且电子捕获剂BrO3-和S2O82-对取代脲类除草剂的降解动力学有显著的促进作用.
环境健康与风险评价
北京市产业结构调整及技术进步与节能的动态关系
靳 景, 许嘉钰, 易 兰
2015, 28(11): 1781-1788.
摘要(2138) PDF(1909)
摘要:
为了建立环境友好的能源结构与健全节能的保障机制,运用指数分解法对北京市1996—2010年的节能量进行了计算与静态分解,在此基础上以单位GDP能耗作为北京市能源消费水平和节能降耗状况的主要指标,通过建立产业结构调整-技术进步-单位GDP能耗的VAR(vector autoregression,向量自回归)模型,以及脉冲响应和方差分解,论述三者间的动态关系;利用北京市2011─2013年实际单位GDP能耗对VAR模型进行校验,模型计算误差在5%以下. 结果表明:北京市在“九五”期间产业结构调整节能贡献大,占总节能量的55.60%,其主要依托第二、三产业间的结构调整;而在“十五”和“十一五”期间,技术进步节能量分别占同期总节能量的81.35%、85.41%. 单位GDP能耗、产业结构节能、技术进步节能对单位GDP能耗的方差贡献率分别为13%、39%和48%. 产业结构调整和技术进步对单位GDP能耗均产生周期性的影响,每个周期为5.0 a,影响逐渐减弱,2个周期后趋于零. 其中,产业结构调整后的前2.5 a对单位GDP能耗的影响较显著,其中尤以第2年最为明显;技术进步后的3.0~5.0 a对单位GDP能耗的影响显著,尤以第3年最为明显,具有2.0 a的滞后期. 因此,应结合产业结构调整和技术进步对单位GDP能耗影响的特征,对其节能效果做出科学评价,并应用于实际政策制订.
我国城镇污水处理厂运行效率评价
买亚宗, 肖婉婷, 石 磊, 马 中
2015, 28(11): 1789-1796.
摘要(2135) PDF(2207)
摘要:
污水处理厂运行效率的定量评价是当前污水处理行业管理需要解决的问题,效率研究将有助于政府制订合理政策以促进污水处理厂的发展. 基于全要素生产框架,采用DEA(数据包络分析)方法构建了污水处理厂运行效率评价模型,以固定资产总额、年运行费用、污水处理人员数和年耗电量为投入变量,以污水年处理量、BOD5和氨氮削减量为产出变量,对2013年我国74座排放标准为一级A且处理工艺相同的城镇污水处理厂作为样本进行效率评价,基于评价结果,对运行效率和污水厂处理规模之间的关系进行检验,并对样本的投入冗余和产出不足情况进行定量分析. 结果显示:有20个样本的运行效率达到相对最优,可以成为其余效率不足样本今后改进的标杆;有10个样本纯技术效率有效但规模效率无效,需要改进其规模;85.2%的DEA无效样本规模报酬为递增状态,表明我国污水处理行业整体上处于规模收益递增的发展阶段;通过KW(Kruskal-Wallis)检验发现,样本污水处理厂具有规模效应,规模越大的运行效率越高;54个DEA无效样本存在不同程度的投入冗余和产出不足,冗余率或不足率较高的样本是今后进行效率改进的重点对象.