环境科学研究

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2015, 28(9).

摘要(154) PDF(37)

摘要:

杜艳, 仲勉, 徐玢花, 胡俊超, 孙文文, 冯加良

2015, 28(9): 1337-1344.

摘要(4379) PDF(2333)

摘要:
为更好地理解大气颗粒物中糖类的来源及其环境影响,利用微孔撞击式采样器(MOUDI)采集了上海市宝山区2012年11月—2013年8月四季节代表性时段18 μm以下11个不同粒径段的大气颗粒物样品,利用硅烷化衍生和GC-MS对10种脱水糖、单糖和糖醇类化合物进行了分析. 结果表明:上海大气颗粒物中所检测的10种糖类化合物的质量浓度之和在春、夏、秋、冬四季采样期的平均值分别为120.3、104.0、292.9和206.0 ng/m³,脱水糖在秋、冬季占主导地位,单糖和糖醇的质量浓度在冬季最低. 绝大部分脱水糖存在于粒径≤1.8 μm的颗粒中,冬、夏季质量浓度最高的粒径段(峰值粒径)为>0.32~0.56 μm,而春、秋季峰值粒径为>0.56~1.0 μm. 单糖和糖醇类化合物在春、夏季时主要存在于粒径>1.8 μm的颗粒中,而秋、冬季时在粒径≤1.8 μm的颗粒中质量浓度较高. 应用PMF(正定矩阵因子分析法)解析出了大气颗粒物中糖类的3个来源——生物质燃烧、植物源土壤有机质和微生物源土壤有机质. 脱水糖全部来源于生物质燃烧,单糖主要来源于植物源土壤有机质,而糖醇主要来源于微生物源土壤有机质；秋、冬季时生物质燃烧对山梨糖醇之外的单糖和糖醇有较大贡献.

华北地区夏季大气亚微米颗粒物的半挥发性特征

黄聪妮, 黄晓锋, 王少霞, 邵世云, 王晓飞, 曾立武, 何凌燕

2015, 28(9): 1345-1352.

摘要(1875) PDF(1846)

摘要:
利用热扩散管TD(Thermal Denuder)与高分辨飞行时间气溶胶质谱仪(HR-ToF-AMS)联用法,于2013年6—7月对华北地区国家环境空气质量评价区域点香河的大气PM₁(亚微米颗粒物)及其组分〔OM(有机质)、SO₄^2-、NO₃^-、NH₄⁺、Cl^-〕进行连续在线观测,并实现了PM₁不同化学组分半挥发性特征的模拟分析. 结果表明:在观测期间,ρ(PM₁)平均值为 (47.9±47.3) μg/m³,其中OM贡献最大,达到38.2%〔ρ(OM)占ρ(PM₁)的比例,下同〕,之后依次为SO₄^2-(33.7%)、NH₄⁺(13.8%)、NO₃^-(12.3%)、Cl^-(2.0%). 在PM₁的各化学组分中,NO₃^-和Cl^-的MFR(质量剩余分数)值最低(约0.40),表明二者的半挥发性最高,当温度为50 ℃时,约60%的NO₃^-或Cl^-进入气相中；SO₄^2-的半挥发性最低,在50 ℃时仍有约90%的质量剩余；而OM和NH₄⁺的半挥发性居中. NO₃^-的半挥发性受大气PM₁污染水平的影响,50 ℃时其半挥发性随着ρ(PM₁)的增加而升高. 当温度从50 ℃升至200 ℃时,残留有机气溶胶的O/C(原子数比)从0.47增至0.60,说明半挥发性组分多为氧化态较低的有机化合物. 此外,真空动力学粒径在60~2 000 nm的颗粒物在不同粒径段表现出相近的半挥发性. 大气PM₁半挥发性的定量分析结果可为全面认识大气颗粒物的物化性质及污染机理提供数据,也有助于空气质量模型的完善.

天津市冬季颗粒物化学组成及其消光特征

丁净, 韩素芹, 张裕芬, 冯银厂, 吴建会, 史国良, 王娇

2015, 28(9): 1353-1361.

摘要(2463) PDF(1415)

摘要:
于2013年冬季在天津大气边界层观测站利用Andersen撞击式采样器采集了26 d的颗粒物样品,并进行化学组分分析,同步观测颗粒物吸收系数、数浓度、能见度及其他气象要素. 对比分析了污染日和清洁日颗粒物质量浓度及其化学组成的粒径分布特征,在此基础上,利用Mie模型计算外混、内混、“核-壳” 3种混合态假设下颗粒物的消光系数、散射系数和吸收系数. 与实测吸收系数的比较可知,颗粒物的混合态可能更加接近“核-壳”态. “核-壳”态假设下颗粒物平均消光系数模拟值为(517.44±308.42)Mm^-1,其中污染日平均值为(668.39±307.30)Mm^-1,清洁日为(275.91±37.90)Mm^-1,相对湿度对颗粒物的消光系数有显著影响. 污染日颗粒物中OM(有机质)、(NH₄)₂SO₄、NH₄NO₃、EC和其他物质对消光系数的贡献率分别为30.4%、25.5%、17.7%、8.1%和18.3%,清洁日分别为49.8%、11.0%、7.2%、10.6%和21.4%. PM_0.4~1.1、PM>1.1~2.1、PM>2.1~10的消光系数贡献率分别为69.6%±6.7%、13.9%±3.3%和16.5%±6.4%. 污染日高浓度的细粒子是导致能见度下降的主要原因,其中亚微米颗粒物对消光占据主导地位,(NH₄)₂SO₄、NH₄NO₃、OM是主要的消光化学组分.

我国苏南地区香樟树皮赋存的二英类污染特征及来源

齐丽, 周丽, 任玥, 许鹏军, 周志广, 李楠, 黄业茹

2015, 28(9): 1362-1368.

摘要(2126) PDF(1986)

摘要:
为分析长江下游经济高速发展区的POPs污染特征,于2012年8月在苏南地区典型城市10个采样点采集香樟树皮,应用高分辨气相色谱-高分辨质谱(HRGC-HRMS)联用技术对二英(PCDD/Fs)浓度水平进行监测,同时采用主成分分析(PCA)法探讨其可能来源. 结果表明:苏南地区香樟树皮中二英的毒性当量(I-TEQ)浓度(以干质量计,下同)为5.6～12.2 pg/g,平均值为7.2 pg/g；4～8氯代二英同族体质量分数(以干质量计)范围为418～938 pg/g,平均值为635 pg/g. 由于二英在大气中的长距离迁移潜力较强,在研究的苏南地区区域尺度上,其含量在城市中心区和对照区之间的差异性并不明显；苏南地区香樟树皮二英质量分数及毒性当量浓度均高于国外报道的背景区及典型城市中树皮的水平. 对比典型二英排放源及树皮中二英特征谱图,可推断苏南地区香樟树皮中二英可能主要来源于危险(医疗)废物焚烧、机动车尾气排放和工业燃烧源.

《火电厂大气污染物排放标准》实施对燃煤电厂大气汞减排的影响

程轲, 王艳, 薛志钢, 田宏, 易鹏

2015, 28(9): 1369-1374.

摘要(3122) PDF(1937)

摘要:
为评估GB 13223─2011《火电厂大气污染物排放标准》实施对燃煤电厂大气Hg(汞)减排的影响,采用“自下而上”排放因子法,对燃煤电厂大气Hg排放量进行了估算,通过设计不同发展情景,对排放标准实施条件下我国燃煤电厂大气Hg减排量(不含港澳台地区数据,下同)进行了预测. 结果表明:不同能耗情景下,预计2015年燃煤电厂的煤炭消费量为18.5×10⁸~20.3×10⁸ t,2020年煤炭消费量可达19.7×10⁸~22.5×10⁸ t；GB 13223─2011实施后,大气污染控制设施包括ESP(静电除尘器)、FF(袋式除尘器)、WFGD(湿法脱硫)和SCR(选择性催化还原脱硝)的应用比例亟需提高,控制设施面临提效改造,主要控制技术组合SCR+ESP+WFGD在2015年和2020年的应用比例将达到40%、75%；改造后技术组合FF+WFGD、ESP+WFGD、SCR+ESP+WFGD可分别实现90%、85%、80%的脱Hg效率. 由此可为我国燃煤电厂大气Hg排放带来巨大的协同减排潜力,与2010年约119 t的排放水平相比,2015年和2020年在低能耗情景下,我国燃煤电厂大气Hg减排幅度可分别高达38%和39%. 为进一步提高燃煤电厂大气的Hg减排量,建议逐步推广应用活性炭喷射(ACI)等技术.

上海城市河流温室气体排放特征及其影响因素

常思琦, 王东启, 俞琳, 任名成, 胡蓓蓓, 陈振楼

2015, 28(9): 1375-1381.

摘要(2327) PDF(2071)

摘要:
为研究城区和郊区河流3种温室气体(N₂O、CH₄和CO₂)排放通量的差异,分别于春季(2013年4月)、夏季(2013年7月)、秋季(2013年10月)和冬季(2014年1月),利用浮箱法和扩散模型法对上海市城区河流(苏州河)和郊区河流(淀浦河)的温室气体排放通量进行了观测；并探讨了人类活动干扰下环境因子对温室气体排放的影响. 结果表明:研究区内2条河流是温室气体的排放源,城区河流N₂O和CH₄的扩散排放通量和浮箱排放通量年均值均比郊区河流大1~2个量级, CO₂两种排放通量在城郊区2条河流的年均值相当. 苏州河N₂O、CO₂和CH₄扩散排放通量年均值分别为15.88、6 748.27和84.98 μmol/(m²·h)；淀浦河分别为0.61、2 978.98和9.61 μmol/(m²·h). 苏州河N₂O、CO₂和CH₄浮箱排放通量年均值为15.77、4 041.61和6 721.08 μmol/(m²·h)；淀浦河为0.60、1 214.77和59.58 μmol/(m²·h). 城市河流呈现出高氮负荷及缺氧的特征,是影响中心城区河流N₂O、CO₂和CH₄扩散排放通量偏高的重要因素. CH₄浮箱排放通量和扩散排放通量的差异显示,城市河流中的富碳氮缺氧环境条件有利于随机气泡排放的发生,增强了温室气体的排放.

采用连续分级提取法研究沉积物中磷的化学形态

王书航, 张博, 姜霞, 王雯雯, 赵丽, 陈俊伊

2015, 28(9): 1382-1388.

摘要(2281) PDF(1785)

摘要:
沉积物中磷的潜在释放很大程度上取决于有机磷和无机磷的组分和分布. 为研究沉积物中不同形态磷的释放能力及其生物可利用性大小,采用连续分级提取法,以NH₄Cl、NaHCO₃、NaOH和HCl作为提取剂,同时对沉积物中有机磷和无机磷的赋存形态进行分析,将无机磷分为WA-P_i(弱吸附态无机磷)、PA-P_i(潜在活性无机磷)、Fe/Al-P_i(Fe/Al结合态无机磷)和Ca-P_i(Ca结合态无机磷)；将有机磷分为WA-P_o(弱吸附态有机磷)、PA-P_o(潜在活性有机磷)、MA-P_o(中活性有机磷)和NA-P_o(非活性有机磷),并以蠡湖表层沉积物样品为例,考察了该方法的回收率及蠡湖沉积物中的磷形态. 结果表明:①该方法具有较好的回收率,与SMT(标准测量和测试)法测定结果比较,连续分级提取法对TP、无机磷、有机磷的回收率分别为93.3%~112.1%、93.9%~111.5%、76.4%~119.9%,平均值分别为99.4%、101.8%、101.0%. ②蠡湖表层沉积物中的磷以无机磷为主,其质量分数在271.29~666.34 mg/kg之间,平均值为441.03 mg/kg,占w(TP)的62.91%；不同形态无机磷质量分数表现为w(Ca-P_i)>w(Fe/Al-P_i)>w(PA-P_i)>w(WA-P_i). 有机磷的质量分数在201.76~368.52 mg/kg之间,不同形态有机磷质量分数表现为w(R-P_o)(R-P_o为残渣态磷)>w(NA_NaOH-P_o)(NA_NaOH-P_o为NaDH提取非活性有机磷)>w(PA-P_o)>w(MA_HCl-P_o)(MA_HCl-P_o为HCl提取中活性有机磷)>w(WA-P_o)>w(MA_NaOH-P_o)(MA_NaOH-P_o为NaOH提取中活性有机磷). 改进后的连续分级提取法能够同时有效分离沉积物中无机磷和有机磷的化学形态,并且能兼顾沉积物生物可利用性磷分析测试的需要.

基于光补偿深度的蠡湖沉水植物恢复区划分

王书航, 李佳璐, 姜霞, 王雯雯, 张博, 赵丽

2015, 28(9): 1389-1396.

摘要(2218) PDF(1652)

摘要:
为分析蠡湖沉水植物恢复的光补偿深度和透明度条件,根据2012年4月和2013年4月蠡湖水下PAR(光合有效辐射)强度、ρ(SS)、透明度等监测数据以及沉水植物相关资料,探讨了沉水植物光补偿深度的空间分布特征及其影响因素. 结果表明:水下PAR强度随水深呈指数递减,α(光衰减系数)在0.97~6.04 m-1之间变化；光补偿深度空间分布格局均表现为西蠡湖大于东蠡湖、沿岸大于湖心的趋势,并且与水体透明度呈显著正相关；狐尾藻、金鱼藻、菹草、黑藻、苦草的光补偿深度及水体真光层深度分别是透明度的1.83、1.92、2.05、2.12、2.57和3.04倍. 回归分析表明,光补偿深度主要受ρ(SS)影响,其次为ρ(Chla). 以沉水植物群落光补偿深度(水体真光层深度)与水深的比值作为划分沉水植物群落恢复区域的参考依据,将蠡湖水域初步划分为“适宜区”“过渡区”和“暂不适宜区”,其中“适宜区”占蠡湖水域面积的29%.

渭河流域浮游植物功能群与环境因子的关系

闵文武, 王培培, 李丽娟, 殷旭旺, 刘麟菲, 徐宗学

2015, 28(9): 1397-1406.

摘要(2124) PDF(1777)

摘要:
为分析渭河流域不同水期浮游植物的时空分布特征,于丰水期(2012年9月)和枯水期(2013年4月)对渭河流域浮游植物群落结构和水环境理化特征进行了野外调查,基于Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数以及MRPP(多响应置换过程)、浮游植物功能群划分、CCA(典范对应分析)等方法,分析浮游植物群落的组成和空间结构特征. 结果表明:丰水期和枯水期渭河全流域分别鉴定出浮游植物165和175种；各采样点浮游植物物种密度平均值分别为1.07×10⁶和1.85×10⁶ L^-1；Shannon-Wiener多样性指数平均值分别为2.98和2.74；Pielou均匀度指数平均值分别为0.40和0.37. 全流域共划分出浮游植物功能群23类,其中,丰水期20类,枯水期21类,均以MP功能群物种数最多；代表性功能群为MP、D、Lo和J. MRPP分析结果显示,丰水期和枯水期全流域浮游植物群落结构都具有较明显的空间差异. CCA结果显示,渭河水系丰水期浮游植物群落结构的主要驱动因子为ρ(DO)和ρ(TN),枯水期为流速、ρ(TN)和ρ(COD_Mn)；泾河水系丰水期为ρ(SS)、流速和ρ(TN),枯水期为流速和ρ(TN)；北洛河水系丰水期为ρ(TDS),枯水期为ρ(DO)和ρ(TP).

春季和夏季辽东湾表层沉积物中重金属的分布及来源

宋永刚, 田金, 吴金浩, 张玉凤, 杜静, 宋伦, 王年斌

2015, 28(9): 1407-1415.

摘要(1954) PDF(1935)

摘要:
为研究辽东湾表层沉积物中重金属的分布特征及其来源,于2013年5月(春季)和8月(夏季)在辽东湾设置38个采样点,采集表层沉积物样品,测定6种典型重金属(Cu、Pb、Zn、Cd、Hg、As)的质量分数,并采用相关性、主成分及聚类分析对重金属来源进行研究. 结果表明:春季和夏季辽东湾表层沉积物中w(Cu)、w(Pb)、w(Zn)、w(Cd)、w(Hg)、w(As)平均值分别为28.77、26.62、108.89、0.50、0.03、12.09 mg/kg和26.05、24.22、71.93、0.22、0.05、11.03 mg/kg；单因子方差分析结果表明,w(Cu)、w(Zn)、w(Cd)、w(Hg)在春季和夏季有显著差异,w(Pb)、w(As)无差异. 重金属高值区春季主要分布在辽东湾北部西侧小凌河口外至葫芦岛以南海域,夏季主要分布在北部河口及鲅鱼圈、金州湾附近,低值区均位于辽东湾中部海域. 春季辽东湾表层沉积物重金属的来源主要包括有机质络合、海上活动、工业排污入海与河流所携带的工业和生活污水,夏季来源主要包括海上活动、工业排污入海、河流携带的工业和生活污水以及地表径流. 所调查的38个采样点重金属在污染程度上可分为3类,其中Cu、Zn、Hg和As属轻度污染,Pb属中度污染,Cd为严重污染；整体空间分布特点为西部和北部近河口区域重金属质量分数偏高,中部远河口海域较低.

河滨修复湿地不同植物配置对甲烷排放的影响

吴建强, 沙晨燕, 吴健, 王卿, 鄢忠纯

2015, 28(9): 1416-1423.

摘要(1777) PDF(1499)

摘要:
为了探讨河滨修复湿地在不同条件下CH₄的排放规律及降低CH₄排放的调控途径,以自行设计和建造的河滨湿地为研究对象,对植物种类配置及植株密度进行人为调控,运用静态箱-气相色谱法测定CH₄排放通量. 结果表明:①CH₄排放通量具有明显的季节性变化规律,其中夏季最大,占全年CH₄总排放量的50%以上；冬季最小,低于全年CH₄总排放量的5%. ②植物种植会明显增加CH₄的排放,不同植物类型通过改变w(SOC)(SOC为土壤有机碳)、气体传输机制以及产CH₄菌群落来改变湿地的CH₄排放,4种供试植物中,通气组织较发达的芦苇和水葱湿地CH₄排放通量分别为(1.98±0.78)和(1.41±0.58)mg/(m²·h),显著低于黄菖蒲的(6.77±1.92)mg/(m²·h). ③提高植株密度可以通过增加输气通道和提高w(SOC)来促进湿地CH₄排放,黄菖蒲植株密度为150株/m²时,CH₄平均排放通量为(10.31±2.56)mg/(m²·h),比植株密度为56株/m²时高出近30%. 因此,建议在新建和修复河滨湿地的设计和建造过程中,种植芦苇和水葱等通气组织较发达的植物,并在满足湿地修复、生态环境保护和景观营造等要求的前提下,适当控制植株密度,以有效减少CH₄排放.

内蒙古辉河国家级自然保护区湿地保护成效

靳勇超, 罗建武, 朱彦鹏, 辛利娟, 刁兆岩, 陈冰, 王伟

2015, 28(9): 1424-1429.

摘要(1998) PDF(1594)

摘要:
为科学评估内蒙古辉河国家级自然保护区湿地保护成效,基于定量化、动态性和可操作性原则,构建了保护成效评估指标体系,并以保护区内湿地面积和水鸟多样性的动态监测结果为基础,对2004—2013年保护区湿地保护成效进行了研究. 结果表明:随着辉河国家级自然保护区管理局的组建以及对周边社区放牧和芦苇收割等管控力度的加强,近10 a来湿地保护效果良好,具体表现在保护区内湿地面积基本保持稳定(动态度指数为-0.178%),成片分布趋势增加(平均斑块面积增加53.44%),破碎化程度降低；此外,保护区内水鸟Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数均增加较为明显,分别增加83.53%和88.50%；物种丰富度和濒危水鸟数量也呈缓慢增加趋势. 构建的湿地保护成效评估指标体系能够在一定程度上反映自然保护区对湿地的管护效果,建议保护区管理局进一步加强气候因素、水鸟生境质量以及辉河上游湿地的监测工作,并依据当地气候变化情况适当补水.

海河流域河流滨岸带入侵植物等级与分布特征

任颖, 何萍, 侯利萍

2015, 28(9): 1430-1438.

摘要(2121) PDF(1686)

摘要:
为了解海河流域河流生态系统的退化程度,进而为河流植被修复提供支撑,对河流滨岸带植被入侵物种开展调查,并分析其入侵等级、分布规律及成因. 调查了海河流域九大水系滨岸带402个样地的植物物种信息和主要环境因子,参照《中国入侵植物名录》确定入侵植物名单,根据物种的出现频率和以该物种为优势种的样地所占比例来评价植物入侵等级,并分析物种入侵与环境因子之间的关系. 结果表明:①海河流域河流滨岸带入侵植物共有48种,其中一年生草本植物占72.9%,并且以菊科、苋科、禾本科物种数最多. ②Ⅰ级入侵种为反枝苋(Amaranthus retroflexusn)、苘麻(Abutilon theophrasti)、小藜(Chenopodium serotinum)、鬼针草(Bidens pilosa)和鳢肠(Eclipta prostrata)共5个物种,出现频率超过25%；Ⅱ级入侵种为小蓬草(Conyza canadensis)、大狼杷草(Bidens frondosa)、圆叶牵牛(Pharbitis purpurea)等共11种；Ⅲ级入侵种共32种. ③各水系平均出现入侵植物23种,其中子牙河水系入侵植物种数最多,为33种；其次为滦河水系,为25种；漳卫河水系最少,为15种. ④海拔和堤外土地类型与植物入侵强度相关性最大,海拔与入侵植物的关系主要通过人口压力相关联.

青藏高原东麓贡嘎山东坡土壤中Pb的来源解析

李睿, 吴艳宏, 邴海健, 周俊, 王吉鹏, 梁建宏

2015, 28(9): 1439-1448.

摘要(2805) PDF(1486)

摘要:
选择青藏高原东麓典型山地——贡嘎山(东坡),根据不同海拔梯度(海拔2 000~4 500 m)差异设置8个采样点,根据土壤发育情况分别采集O层(有机层)、A层(矿物质层)和C层(母质层)样品,分析土壤中w(Pb)的海拔分布特征,并利用FA-MLR(因子回归分析)法、地球化学指标法和Pb同位素三元混合模型定量判识表层土壤中Pb的来源. 结果表明:①各层土壤中w(Pb)表现为O层〔(41.73±4.38)mg/kg〕>A层〔(30.47±2.17)mg/kg〕>C层〔(23.04±1.50)mg/kg〕(P<0.05). 随着海拔的增加,O层和A层中w(Pb)总体呈升高—降低—升高趋势；C层中w(Pb)随着海拔的变化无显著差异,表明贡嘎山东坡土壤中w(Pb)的地球化学背景值基本一致. ②各层土壤中²⁰⁶Pb/²⁰⁷Pb表现为O层208Pb/²⁰⁶Pb表现为O层>A层>C层. ③Pb同位素三元混合模型结果显示,表层(O层和A层)土壤中Pb可能受到化石燃料燃烧和矿物开采及金属冶炼活动的影响；根据FA-MLR法、地球化学指标法和Pb同位素三元混合模型这3种方法,得到O层中污染Pb所占比例分别达到84.9%、66.0%和63.7%,A层中分别为56.6%、27.8%和44.9%；在海拔分布上,Pb的污染在海拔2 770 m以下主要归因于当地化石燃料的燃烧,而在林线(约3 700 m)以上则来自矿物开采及金属冶炼活动.

山东省土壤有机碳密度的空间分布特征及其影响因素

代杰瑞, 庞绪贵, 曾宪东, 王红晋

2015, 28(9): 1449-1458.

摘要(2030) PDF(1725)

摘要:
利用2010年完成的山东省多目标区域地球化学调查获得的双层网格化大密度、高精度土壤碳数据,估算了全省土壤表层(0～20 cm)、中上层(0～100 cm)和全层(0～160 cm)的土壤有机碳(SOC)密度及其储量,并分析不同土壤类型、地貌类型、土地利用类型下土壤有机碳密度及其储量的空间分布特征及影响因素. 结果表明:①山东省不同深度土壤碳库组成存在一定差异,其中表层土壤碳库以有机碳为主,而全层土壤碳库则以无机碳为主. ②全省表层土壤有机碳储量为350.65×10⁶ t,平均土壤有机碳密度为2.22 kg/m²,但在不同土壤类型、地貌类型和土地利用类型之间差异显著. ③土壤中较高的w(黏粒)、w(Se)、w(TN)和稳定的C/N等土壤条件均可促使w(SOC)增加,而土壤盐渍化、高硅、富盐基离子的沙性土壤环境则不利于有机碳的积累；此外,人类活动对林地、草地的破坏,以及灌溉水田、园地、林地等土地利用方式的改变也会导致土壤有机碳流失；土壤有机碳积累受降水量影响明显,随多年平均降水量的增加而增大,但受气温影响不明显. 在各因素综合影响下,山东省表层土壤有机碳密度分布呈沿海低、鲁西北平原和胶莱盆地中等、鲁中南山地丘陵和中低山区偏高的分布特征.

铁活化过二硫酸盐湿法氧化去除一甲胺恶臭气体

杨世迎, 霍梅青, 赵腊娟, 李妍, 常书雅

2015, 28(9): 1459-1465.

摘要(1775) PDF(1823)

摘要:
CH₃NH₂(一甲胺)作为一种重要的工业原料而被大量使用,其嗅阈值低,具有刺鼻的鱼臭味,是一种典型的恶臭气体. 选取PS(过二硫酸盐)作为氧化剂,采用湿法吸收氧化去除CH₃NH₂. 在探讨CH₃NH₂的吸收性能的基础上,比较了4种方式〔Fe²⁺活化PS、CA(柠檬酸)螯合Fe²⁺活化PS、Fe⁰活化PS、CA联合Fe⁰活化PS〕对CH₃NH₂湿法氧化去除效果的影响. 结果表明:CH₃NH₂ 气体在酸性条件下易溶于水；单独用Fe²⁺或Fe⁰活化PS处理CH₃NH₂时,Fe⁰活化后的去除效果明显优于Fe²⁺；然而,在联合使用螯合剂CA之后,Fe²⁺活化的去除效果反而优于Fe⁰. CA螯合Fe²⁺的CH₃NH₂去除率由单独Fe²⁺活化时的32%升至64%,Fe⁰活化与CA联合Fe⁰活化去除率均提升至40%. 究其原因,可能是由于不同活化方式下Fe²⁺释放速率不同所致,释放速率直接影响了Fe²⁺的存在时间,Fe²⁺活化PS速率对于氧化去除效果有影响,并最终影响CH₃NH₂的脱除.

多点交替进水阶式A²/O工艺强化脱氮除磷

徐立然, 周晓莉, 朱光灿, 袁俊

2015, 28(9): 1466-1473.

摘要(1901) PDF(1985)

摘要:
为强化CMICAO(多点交替进水阶式A²/O)工艺的脱氮除磷性能,通过调整进水C/N〔ρ(COD_Cr)/ρ(TN)〕、进水端厌氧池和缺氧池的进水流量比对CMICAO工艺参数进行优化,考察其对氮、磷去除的影响. 结果表明:试验条件下,C/N的提高可增强SND(同步硝化反硝化)作用,氮的去除效果也随之提高,C/N≥7时,前好氧池同步硝化反硝化率达到61%,出水ρ(TN)≤9.0 mg/L；在相同工况下,较低的C/N下反硝化除磷现象更明显. 综合考虑,C/N在5~7范围内,可取得较好的整体脱氮除磷效果. 优化工艺进水碳源分配可提高碳源利用效率,氮、磷的去除效果受进水流量比的影响较大,当厌氧池和缺氧池进水流量比为2.0时,可强化缺氧池的反硝化除磷作用,TN和TP去除率分别为75%和92%,出水ρ(COD_Cr)、ρ(NH⁺₄-N)、ρ(TN)和ρ(TP)分别为28.7、1.9、9.2和0.27 mg/L,通过优化实现了CMICAO工艺对氮、磷去除的强化.

生物-化学强化处理城市污水除磷试验

杜馨, 张朝升, 王海燕, 荣宏伟, 张英民

2015, 28(9): 1474-1480.

摘要(1896) PDF(1805)

摘要:
以PFS(聚合硫酸铁)和PAS(聚合硫酸铝)为混凝剂,分别在化学反应器和SBR(序批式活性污泥反应器)内,研究模拟城市污水的化学除磷和生物-化学强化除磷的效果. 结果表明:在化学反应器内,投加PFS和PAS均可提高TP的去除率,当投加量分别为0.20和1.00 mL/L时,出水ρ(TP)均在0.50 mg/L以下,TP去除率均超过90.0%. 在生物反应器内,投加PFS和PAS均可强化生物除磷效果,与化学除磷相比,PFS投加量需增至0.25 mL/L,TP去除率才可达到90.0%,单独投加PFS的除磷效果好于PFS强化生物除磷效果；而PAS投加量降至0.50 mL/L,出水ρ(TP)即低于0.50 mg/L,TP去除率可达到90.0%以上,PAS强化生物除磷效果好于单独投加PAS的除磷效果. 在生物反应器内投加PAS,TN去除率可提高12.5%；而投加PFS后TN去除率则下降3.3%. 在生物反应器内投加PFS和PAS,能将COD_Cr去除率从82.6%提至90.0%以上. 采用PCR-DGGE技术分析微生物群落特征发现,投加混凝剂的反应器内生物群落数量有所减少,但同时产生一些新生物种群,强化了功能种群的处理效果.

活性炭对非离子型表面活性剂中菲的吸附效能

刘剑飞, 张新

2015, 28(9): 1481-1486.

摘要(1886) PDF(1594)

摘要:
为研究表面活性物质与疏水有机物的分离效能,以TX100(曲拉通100)为代表性的非离子型表面活性剂,以PHE(菲)为代表性的多环芳烃,使用活性炭对二者共存体系进行静态吸附和固定床吸附. 静态吸附结果表明,活性炭对TX100和PHE的吸附均满足Langmuir等温吸附模型和准二阶动力学模型,吸附量分别为437.31和58.86 mg/g. 固定床吸附时,对应于14.7 cm的活性炭柱高,PHE穿透10%和TX100穿透90%的时间分别是420和270 min,从BDST(bed depth service time)模型中可以得到TX100传质区长度小于PHE,这为二者分离提供了条件. 通过活性炭固定床吸附可以在回收90%TX100的同时去除90%PHE,说明吸附法是一种回收表面活性剂的有效方法. 利用微波法再生活性炭,可使购置活性炭的成本降低4/5,进一步提高了回收法的经济性和可行性. 研究表明,活性炭吸附是一种可用于土壤洗涤工艺中回收表面活性剂的有效方法.

区域水生态承载力多目标优化方法与例证

王西琴, 高伟, 张家瑞

2015, 28(9): 1487-1494.

摘要(1704) PDF(1950)

摘要:
水生态承载力是指维系水生态系统健康状态下的人类活动阈值,揭示的是某一区域人类活动与水生态系统之间的耦合规律,可为水生态环境保护与经济社会的协调发展提供依据. 基于水生态承载力的概念,构建了区域水生态承载力指标体系,建立了区域水生态承载力多目标优化模型,采用模糊方法进行求解,并采用遗传投影寻踪方法对方案进行优选. 以浙江省湖州市为例进行实证分析,以污染物环境容量利用率作为情景方案设定的依据,分别设定了双指标(COD_Cr、NH₃-N)、三指标(COD_Cr、NH₃-N、TN)、四指标(COD_Cr、NH₃-N、TN、TP)3种控制方案. 结果表明,3种控制方案的优化结果均具有一定的可行性和合理性,并推荐四指标控制方案为优选方案. 四指标控制方案优化结果表明:2020年状态指标水环境容量利用率、生态用水比例分别为99.3%、59.1%；调控指标GDP增长速度、人口增长速度、城镇化率分别控制在7.4%、0.5%、70.3%以下,污水治理资金占GDP的比例为0.9%,第三产业比例为52.1%,化肥施用强度为251.0 kg/hm²；在此基础上,湖州市2020年可承载目标人口总量为350.0×10⁴人,GDP为2 965.4×10⁸元.

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2015年第28卷第9期

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