环境科学研究

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2016, 29(1).

摘要(97) PDF(31)

摘要:

吕连宏, 韩霄, 罗宏, 柴发合, 张美根

2016, 29(1): 1-11.

摘要(2823) PDF(3047)

摘要:
我国区域性复合型大气污染日益严重,以燃煤火电为代表的煤炭消费相关产业已经成为最为重要的大气污染源,并已成为制约燃煤火电行业发展的重要因素. 应用RAMS(区域大气模式系统)-CMAQ(多尺度空气质量模式系统)模拟和评估全国燃煤火电对区域大气环境的影响,并分析了近地面风场对燃煤火电布局的影响；基于煤炭消费总量增长趋势与控制目标,预测燃煤火电的发展规模,提出全国燃煤火电分区布局策略. 结果表明:燃煤电厂对我国东部地区NO_x、SO₂、PM_2.5以及PM₁₀排放通量的贡献较大,但燃煤电厂对ρ(SO₂)、ρ(O₃)、ρ(PM_2.5)和ρ(PM₁₀)年均值的贡献率较小,基本维持在10%以下,仅对ρ(NO_x)年均值贡献达到了10%～20%；考虑到盛行风向对污染物传输的影响,需谨慎在京津冀西北方向、长三角周边以及珠三角以北方向的较近区域新建燃煤电厂或大型燃煤火电基地；按照既定的煤炭消费总量控制目标(42×10⁸ t)估算,2020年新增燃煤电厂容量可以满足电力消费需求增量的70%,“十三五”期间仍需要进一步开发其他替代能源,煤炭消费总量控制对煤电发展的影响逐渐减弱；中东部地区可增加燃煤火电装机容量较小,华北平原、长三角、珠三角和四川盆地等地区应禁止新建煤电机组,新疆维吾尔自治区、内蒙古自治区西部、宁夏回族自治区、陕西省北部等西部地区将是未来燃煤火电发展空间最大的区域.

北京市2014年10月重霾污染特征及有机碳来源解析

方冬青, 魏永杰, 黄伟, 蔡天骐, 张阳, 刘庆阳, 张元勋

2016, 29(1): 12-19.

摘要(2464) PDF(2009)

摘要:
2014年10月北京市出现了多次重霾天气,与此同时,通过全国秸秆燃烧卫星遥感监测发现,北京周边河南、河北等地区恰存在一定规模的秸秆燃烧活动. 对2014年10月4—27日北京市大气PM_2.5中的水溶性离子、金属、OC(有机碳)、EC(元素碳)和有机物示踪物等化学成分进行了分析,对霾天和非霾天PM_2.5中化学成分进行了比较,并使用CMB(化学质量平衡)模型对PM_2.5中有机物的来源进行了解析,采用后向轨迹模拟和卫星遥感图像定量评估生物质燃烧(秸秆燃烧等)对重霾污染的影响. 结果表明:霾天ρ(PM_2.5)〔(229.0±96.3)μg/m³〕是非霾天的5.0倍,水溶性离子总质量浓度〔(125.3±59.3)μg/m³〕是非霾天的6.5倍,ρ(SO₄^2-)、ρ(NO₃^-)和ρ(NH₄⁺)分别是非霾天的6.1、8.6和7.1倍,ρ(OC)〔(81.8±39.5)μg/m³〕是非霾天的7.8倍,ρ(EC)〔(6.7±3.4)μg/m³〕是非霾天的4.2倍；霾天生物质燃烧的示踪物——左旋葡聚糖和K⁺的质量浓度平均值分别是非霾天的9.1和3.3倍. 生物质燃烧、机动车排放以及二次污染物对有机细颗粒物的贡献率分别为18.9%、36.9%和41.9%；二次细颗粒物质量浓度增加了1倍左右；气象条件同样在很大程度上促进了霾的形成. 常规的源解析方法仅可对生物质燃烧的一次污染贡献进行定量,但对重霾污染贡献的全面评价尚需进一步探讨.

北京市交通扬尘PM_2.5排放清单及空间分布特征

樊守彬, 张东旭, 田灵娣, 李雪峰, 郭津津, 林雅妮

2016, 29(1): 20-28.

摘要(3484) PDF(1737)

摘要:
为建立一种自下而上的交通扬尘PM_2.5排放清单方法,对北京市不同区域、不同类型道路的路面积尘负荷进行了采样和实验室分析,对各类路网的道路车流量和车辆类型进行了调查和统计,建立了北京市道路交通扬尘PM_2.5排放清单,并对其空间分布进行了分析. 结果表明:北京市城区快速路、主干道、次干道、支路和胡同的交通扬尘PM_2.5排放因子分别为(0.05±0.03)(0.09±0.05)(0.11±0.05)(0.16±0.14)和(0.27±0.20)g/(km·辆),相应各类型道路的交通扬尘PM_2.5排放强度分别为(7.21±4.66)(5.27±3.03)(3.34±1.49)(2.84±2.49)和(0.54±0.40)kg/(km·d)；郊区高速路、国道、省道、县道、乡道和城市道路的交通扬尘PM_2.5排放因子分别为(0.10±0.03)(0.50±0.33)(0.39±0.37)(0.41±0.41)和(0.65±0.31)(0.19±0.08)g/(km·辆),各类型道路交通扬尘的PM_2.5排放强度分别为(3.82±1.31)(10.00±6.58)(3.93±3.74)(1.64±1.63)(0.65±0.31)和(0.74±0.32)kg/(km·d). 北京市道路交通扬尘PM_2.5的年排放量为13 565 t,从空间分布上看,郊区交通扬尘PM_2.5年排放量、单位道路长度排放量以及排放因子均高于市区,而城区单位行政区面积的交通扬尘PM_2.5排放量高于远郊区县. 从交通扬尘PM_2.5排放的空间分布特征看,在继续加强城区交通扬尘控制的同时,应采取措施控制远郊区县公路的扬尘排放. 自下而上的交通扬尘PM_2.5排放清单提高了排放的时空分辨率,能够识别路网中高排放的区域和路段,为交通扬尘总量管理和减排目标考核提供了一种技术手段.

辽宁省港口邻近区域海运废气排放测算

邢辉, 段树林, 黄连忠, 武占华

2016, 29(1): 29-35.

摘要(2000) PDF(1833)

摘要:
为准确测算沿海地区船舶废气排放量,基于试验数据确定了NO_x、CO、HC和CO₂排放因子；结合文献资料和海事局进出港船舶签证数据,采用基于船舶活动过程的方法测算了2014年辽宁省港口邻近区域〔距港口减速区外边界25 n mile(1 n mile=1 852 m)以外的边界线与港口陆地岸线所围成的区域〕海运废气排放清单. 结果表明:2014年辽宁省港口邻近区域海运NO_x、CO、HC、CO₂、SO₂和PM(颗粒物)的排放量分别为11 827.1、971.4、399.6、1 097 426.5、11 654.1和959.2 t；散货船、集装箱船和油船3种主要类型船舶的NO_x、CO、HC、CO₂、SO₂和PM的分担率之和分别为74.7%、77.8%、70.8%、68.0%、70.9%和70.6%；主机NO_x、CO、HC、CO₂、SO₂和PM的分担率最大,分别为63.7%、63.0%、46.0%、40.4%、46.4%和45.3%；停泊工况下的NO_x、CO、HC、CO₂、SO₂和PM排放量分别为3 318.3、281.7、168.3、520 194.9、4 894.0和411.5 t. 船舶降速运行、减少停港时间、燃用低硫油和向船舶供应岸电等措施能降低港口邻近区域海运废气排放. 基础数据缺乏或数据代表性不足给废气排放清单带来了一定的不确定性.

日本琵琶湖流域生态系统的修复与重建

余辉

2016, 29(1): 36-43.

摘要(4177) PDF(1800)

摘要:
琵琶湖流域生态系统的修复与重建着眼于全流域及中长期目标的实现. 在《琵琶湖综合保全整备规划》基础上,滋贺县政府提出了流域生物生息空间网络化构筑的长期构想,在全流域划定了16个重要生物生息空间及10条重要河流作为生态回廊；从上游的森林建设、内湖重建、河流治理到湖滨带芦苇群落的保护等开展了一系列的流域修复工作,如针对湖滨带修复,制定了芦苇群落保护条例与规划,划定了琵琶湖湖岸及周边内湖的芦苇群落保护与恢复区域,面积达138 hm²,其中芦苇带栽植面积达15 hm²,收割等维护管理每年达30 hm²等. 琵琶湖修复与重建工程的开展使生物多样性逐渐提高,生态系统功能得到恢复. 与之相比,我国湖泊流域生态修复存在的问题主要体现在生态修复缺乏流域整体的长远规划以及在湿地修复、低污染尾水的生物处理、湖滨带修复等领域存在一定的理念差异.

洞庭湖表层水和底泥中重金属污染状况及其变化趋势

郭晶, 李利强, 黄代中, 卢少勇, 黄艳芳, 王琦, 田琪

2016, 29(1): 44-51.

摘要(3105) PDF(1861)

摘要:
为评价洞庭湖重金属污染程度,分析了洞庭湖湖区9个采样点表层水及底泥中Hg、Cr、Cd、As、Pb和Cu的浓度水平,并采用地积累指数法和潜在生态风险指数法对底泥中的重金属污染现状进行评价. 结果表明,洞庭湖表层水中重金属质量浓度远低于GB 3838—2002《地表水环境质量标准》一级标准限值,底泥中w(Hg)、w(Cr)、w(Cd)、w(As)、w(Pb)和w(Cu)均高于背景值,其平均值分别为背景值的5.0、3.1、22.7、2.2、2.5和1.9倍. 洞庭湖表层水中ρ(As)与底泥中w(As)呈显著正相关. 近30年来,洞庭湖底泥中除w(Hg)下降外,其他重金属质量分数均有所上升. 地积累指数法评价结果表明,洞庭湖底泥中不同种类的重金属I_geo(地累积指数)表现为Cd＞Hg＞Cr＞As＞Pb＞Cu,Cd和Hg的I_geo分别为3.92和1.73；不同区域的重金属I_tot(综合地积累指数)呈虞公庙>横岭湖>洞庭湖出口>东洞庭湖>蒋家嘴>鹿角>万子湖>南嘴>小河嘴的分布特征,虞公庙和横岭湖的I_tot均大于10.0.潜在生态风险指数法评价结果表明,各污染物对洞庭湖生态风险构成危害的影响程度为Cd＞As＞Cr＞Hg＞Cu＞Pb,整个洞庭湖区的RI(潜在生态风险指数)为99.0~696.7,平均值为281.8,属于中等潜在生态危害,其中南洞庭湖的虞公庙和万子湖的RI分别为696.7和565.9,已成为潜在生态风险区域.

氮添加对油蒿群落植物叶片生态化学计量特征的影响

张文瑾, 张宇清, 佘维维, 秦树高, 冯薇

2016, 29(1): 52-58.

摘要(3608) PDF(2079)

摘要:
为了深入认识荒漠植物对氮沉降的适应和反馈能力,研究了宁夏盐池毛乌素沙地油蒿(Artemisia ordosica)群落内5种优势植物〔油蒿、披针叶黄华(Thermopsis lanceolata)、糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)、赖草(Leymus secalinus)、刺藜(Chenopodium aristatum)〕在N₀、N₁、N₂、N₃、N₄、N₅〔氮添加水平依次为0、0.5、1.0、2.0、3.0、6.0 g/(m²·a),以N计〕6个氮添加处理下叶片w(TC)、w(TN)、w(TP)及其化学计量比——C/N〔w(TC)/w(TN)〕、N/P〔w(TN)/w(TP)〕、C/P〔w(TC)/w(TP)〕的变化. 结果表明:①氮添加对油蒿、披针叶黄华叶片w(TC)、w(TN)、w(TP)及其化学计量比无显著影响. ②高氮添加(N₅处理)显著增加了糙隐子草、赖草和刺藜叶片w(TN),相对于N₀处理时增幅分别约为26%、81%和60%. ③高氮添加显著增加了赖草、刺藜叶片N/P,但显著降低了其叶片C/N,其中,赖草和刺藜叶片N/P相对于N₀处理时的增幅分别约为86%和61%,C/N的降幅则分别约为45%和37%. 研究显示,油蒿群落中不同植物种对氮添加的响应存在差异,持续增加的氮沉降很可能会引起油蒿群落物种组成的变化,从而影响油蒿群落的演替.

根系分泌物调控对人工湿地去除雌激素的影响

杨可昀, 宋海亮, 黄诗蓓, 戴保琳, 高韵辰, 杨小丽

2016, 29(1): 59-66.

摘要(2201) PDF(1749)

摘要:
通过在所构建的3组垂直流人工湿地(CW1、CW2、CW3)中添加不同ρ(DOC)(0、14、28 mg/L,DOC为溶解性有机碳)的美人蕉根系浸出液来模拟根系分泌物浓度变化,考察其对2种SEs(steroidal estrogens,类固醇雌激素)去除效果的影响. 结果表明:①虽然根系浸出液和根系分泌物中的ρ(DOC)存在差异,但二者成分比例类似,均含有多种小分子化合物(如氨基酸、多糖、有机酸、脂肪酸、醇、烷等),并且甘油含量均为最高. ②各组湿地对SEs的去除率表现为CW2>CW3≈CW1,CW2对E1(Estrone,雌酮)、EE2(17α-Ethinylestradiol,17α-乙炔基雌二醇)的去除率最高可分别达到86.9%、72.7%. ③各组湿地全细菌和AOB(ammonia oxidizing bacteria, 氨氧化细菌)平均密度大小表现为CW3>CW2>CW1,NOB(nitrite oxidation bacteria, 亚硝酸氧化细菌)平均密度大小表现为CW2>CW3>CW1,DNB(denitrifying bacteria, 反硝化细菌)平均密度大小表现为CW3>CW1≈CW2,各组湿地基质上生物膜的脱氢酶活性表现为CW2>CW1>CW3.研究显示,适量添加根系浸出液有利于SEs的去除,但根系浸出液中ρ(DOC)过高,可能会对植物根系和特定根系微生物(如NOB)的生长造成毒害作用,并抑制微生物活性,从而影响SEs的去除效果.

氮添加对亚热带森林土壤有机碳氮组分的影响

林伟, 马红亮, 裴广廷, 高人, 尹云锋, 林燕语

2016, 29(1): 67-76.

摘要(2585) PDF(1647)

摘要:
为了研究氮添加对森林土壤有机碳氮组分稳定性的影响,选取我国亚热带典型常绿阔叶林(浙江桂天然林和罗浮栲天然林)和针叶林(杉木人工林),开展为期5年的野外模拟氮沉降试验,分别设置对照〔0 kg/(hm²·a),以NH₄NO₃中的N计,下同〕、低氮〔75 kg/(hm²·a)〕和高氮〔150 kg/(hm²·a)〕3个氮添加水平,用H₂SO₄分2步酸水解获得LPⅠ(活性有机库Ⅰ)、LPⅡ(活性有机库Ⅱ)和RP(惰性有机库),定量研究土壤活性和惰性有机碳氮组分以及微生物生物量碳氮对氮添加的响应. 结果表明:氮添加仅对w(LPⅡ-C)(LPⅡ-C为活性有机碳Ⅱ)有显著影响,而对其他活性和惰性有机碳氮组分的影响不显著,并且对不同林分的影响存在差异. 与对照处理相比,低氮处理下浙江桂天然林、罗浮栲天然林和杉木人工林土壤w(LPⅡ-C)的增幅分别为15.3%、29.8%、68.8%；高氮处理下杉木人工林土壤w(LPⅠ-C)(LPⅠ-C为活性有机碳Ⅰ)、w(LPⅠ-N)(LPⅠ-N为活性有机氮Ⅰ)和w(RP-C)(RP-C为惰性有机碳)的增幅分别为32.4%、78.6%、28.7%；氮添加使得土壤w(SMB-C)(土壤微生物生物量碳)的增幅为18.1%~202.5%、w(SMB-N)(土壤微生物生物量氮)的增幅为0%~103.6%；在氮添加处理下,除杉木人工林土壤SMB-N/LPⅠ-N〔w(SMB-N)/w(LPⅠ-N)〕是随着氮添加水平的增加而降低外,微生物对其他林分土壤活性有机氮的利用均表现为随着氮添加水平的增加而增加. 研究显示,氮添加对阔叶林和针叶林土壤活性和惰性有机碳氮组分的影响存在差异,但差异不显著,这与它们归还土壤的凋落物性质差异有关,并且凋落物的分解差异也可能是影响土壤不同碳氮组分变化的原因.

七大流域氨氮水生生物水质基准与生态风险评估初探

王一喆, 闫振广, 张亚辉, 杨霓云, 郑欣, 刘征涛

2016, 29(1): 77-83.

摘要(2041) PDF(1888)

摘要:
氨氮是我国流域水环境管理的国控指标之一,为评估不同流域的氨氮基准差异性,以七大流域(松花江流域、辽河流域、海河流域、黄河流域、淮河流域、长江流域和珠江流域)为研究对象,基于水质参数对氨氮毒性的影响,借鉴US EPA(美国国家环境保护局)水环境基准技术方法,分夏季和非夏季2种情况推算了各流域氨氮水生生物基准值. 结果显示:①流域和季节的不同导致氨氮基准值的差异均很明显,不同流域的氨氮基准值差异可超过6倍,同一流域不同季节的氨氮基准值差异可超过2倍. ②淮河流域夏季和非夏季氨氮基准值均为最低,夏季氨氮急、慢性基准值分别为0.37和0.06 mg/L,非夏季分别为0.81和0.15 mg/L. ③氨氮暴露生态风险初步评估结果表明,珠江流域风险较小；松花江流域、辽河流域、长江流域次之；黄河流域风险较大；海河流域和淮河流域风险最大,海河7个断面中有2个存在高风险,淮河27个断面中16个存在高风险. 根据各流域不同季节氨氮基准值及氨氮暴露生态风险的差异,建议对不同流域、不同季节实行差异化管理.

甲萘威的淡水水生生物水质基准研究

陈曲, 郭继香, 孙乾耀, 吴丰昌, 韩梅, 白英臣

2016, 29(1): 84-91.

摘要(2135) PDF(1696)

摘要:
为保护我国淡水水生生物,收集、筛选出5门23科44个物种的急性毒性数据和1门1科2个物种的慢性毒性数据,分别采用毒性百分数排序法和物种敏感度分布法,对我国甲萘威的淡水水生生物水质基准进行推导. 结果表明:我国淡水水生生物物种的急性毒性平均值范围为2.25～27 609 μg/L,甲壳纲急性毒性平均值范围为2.25～1 000 μg/L,鱼纲急性毒性平均值范围为700～27 609 μg/L,最敏感的物种为棘爪网纹溞,最不敏感的物种为胡鲶. 毒性百分数排序法推导出的基准最大浓度和基准连续浓度均为2.6 μg/L,物种敏感度分布法推导出的短期危险浓度和长期危险浓度分别为3.3和1.6 μg/L. 中美甲萘威的水质基准值差异归因于两国生物区系的不同. 甲壳纲对甲萘威的敏感度大于鱼纲. 初步统计表明,在22个天然水体样品中,有50%样品的甲萘威浓度高于淡水水质基准,存在环境风险.

石化废水易降解成分对活性污泥耗氧抑制毒性评价的干扰因素

王钦祥, 于茵, 周岳溪, 杨茜, 陈学民, 伏小勇

2016, 29(1): 92-98.

摘要(2197) PDF(1687)

摘要:
为评价某石化混合废水的毒性,采用活性污泥耗氧速率抑制试验研究不同φ(石化废水)对活性污泥中不同菌群的抑制及其影响因素. 结果表明,所用石化废水对活性污泥中的硝化细菌具有明显毒性,其EC₅₀(半抑制效应浓度,以φ计)为9%左右；同时,该废水对异养菌的耗氧具有较强的促进作用,φ(石化废水)为100%时I_H(异养菌耗氧速率抑制率,131%)最高,这种促进作用对R_T(总耗氧速率)测定有显著影响(R=0.991,P<0.05),因此,仅以R_T评价废水毒性容易造成对废水真实毒性的低估. 5种常见易降解基质(乙酸钠、葡萄糖、甲醇、生活污水、丙酸钠)中,ρ(甲醇)为15 mg/L时对异养菌促进效果显著(P<0.05),促进率达50%以上；而在高浓度条件下,乙酸钠、葡萄糖、甲醇、丙酸钠对异养菌均有显著促进作用(P<0.05),R_H(异养菌耗氧速率)最高提高了182%. 研究显示,石化废水中的乙酸盐等易降解成分是活性污泥耗氧速率抑制试验的重要干扰因素.

水相中苯酚光催化降解的全额光子效率

方雪慧, 黄蓉, 路娟娟, 毕承路, 叶招莲

2016, 29(1): 99-106.

摘要(1911) PDF(1808)

摘要:
为定量评价光催化反应器的性能,利用主辐射波长为207 nm的KrBr*准分子灯降解水相中的苯酚,测定了光解和光催化降解2种体系中苯酚和TOC去除率,并计算了苯酚降解的ξ_g(全额光子效率),探讨了其影响因素. 结果表明:①延长反应时间、加入适量催化剂、降低初始c(苯酚)能提高苯酚和TOC去除率. 采用动力学模型对苯酚的降解进行拟合,表明光解和光催化降解体系中苯酚的降解均符合准一级动力学模型. ②加入催化剂和提高初始c(苯酚)均可以获得较高的ξ_g,而光源的辐射功率与ξ_g没有线性相关性；在辐射功率为0.76 W、初始c(苯酚)为1.10 mmol/L、催化剂投加量(以ρ计)为0.8 g/L的条件下,ξ_g为5.56%. ③采用高效液相色谱对光催化降解体系中生成的中间产物的变化规律进行研究发现,4种中间产物表现为c(对苯二酚)＞c(邻苯二酚)＞c(对苯醌)＞c(间苯二酚)；通过建立苯酚及中间产物的拟一级降解动力学模型,证实苯酚光催化降解历程为苯酚→芳香烃中间产物→最终产物.

苎麻麻骨水溶物的溶出影响因素及其组成

徐升, 弓晓峰, 岳波, 刘春英, 张旭

2016, 29(1): 107-114.

摘要(2265) PDF(1181)

摘要:
为探讨生物质材料吸附重金属过程中溶出物的溶出规律及成分,以苎麻麻骨为材料,在实验室模拟其吸附Cd²⁺废水条件下,考察溶出时间、温度、pH、苎麻麻骨粒径及ρ(Cd²⁺)对苎麻麻骨水溶物DOC溶出量的影响,通过气相色谱-质谱法对溶出物成分进行鉴定,并利用扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、热重分析(TGA)等技术对溶出物溶出前后苎麻麻骨表面物化性质进行了表征. 结果表明:在弱酸性(pH为5)条件下,苎麻麻骨DOC溶出量高于65.90 mg/L. 各因素对DOC溶出量的影响程度不同,以粒径及温度的影响最大,随着粒径由1 mm增至20 mm,DOC溶出量由78.37 mg/L迅速降至60.14 mg/L,降低了18.23 mg/L；升温可促进苎麻麻骨DOC溶出量的增加,随着温度由5 ℃升至55 ℃,DOC溶出量增加了13.63 mg/L. 提取液pH、溶出时间、ρ(Cd²⁺)对DOC溶出量的增加量分别为5.08、4.60、3.11 mg/L. 溶出物溶出前后苎麻麻骨表面无显著变化,但溶出后的苎麻麻骨表面易溶于水的官能团数量显著减少. 溶出物中鉴定出9类物质(共19种化合物),以酮类和酯类居多,表明苎麻麻骨表面不带电.

纳米伊/蒙黏土对水体中重金属的吸附去除效果

张兰河, 苑亚会, 颜增光, 周友亚, 张超艳, 黄岩, 徐猛

2016, 29(1): 115-123.

摘要(2164) PDF(1577)

摘要:
为明确纳米伊/蒙黏土(下称伊/蒙黏土)作为修复材料在去除水体重金属方面的应用潜力,研究了伊/蒙黏土对水体中Ni²⁺、Cu²⁺和Cd²⁺的去除效果与吸附规律,并通过小麦水培试验分析伊/蒙黏土降低水体重金属在小麦地上部分的累积和缓解重金属对小麦的毒害效应等效果. 结果表明:伊/蒙黏土可以吸附去除水体中的Ni²⁺、Cu²⁺和Cd²⁺,当水体中ρ(Ni²⁺)、ρ(Cu²⁺)和ρ(Cd²⁺)分别为5、10、2 mg/L时,添加2%(以w计)的伊/蒙黏土对3种重金属的去除率均达到95%以上. 伊/蒙黏土对重金属的吸附等温线符合Langmuir方程,对Ni²⁺、Cu²⁺和Cd²⁺的理论最大吸附量分别为2.13、8.52和1.56 mg/g. 在培养液中添加2%伊/蒙黏土可降低小麦对Ni²⁺、Cu²⁺和Cd²⁺的累积富集,缓解重金属对小麦生长的毒害效应. 研究显示,纳米伊/蒙黏土可有效去除水体中的Ni²⁺、Cu²⁺和Cd²⁺,并缓解其对小麦的毒性,因此其在修复水体重金属污染、恢复水环境生态功能方面具有潜在的应用前景.

进水COD_Cr负荷对MBR去除雌激素的影响

王孝洋, 杨小丽, 宋海亮, 张瑞, 杨玉立, 周娜, 孙越

2016, 29(1): 124-130.

摘要(2036) PDF(1806)

摘要:
为了探究MBR进水COD_Cr负荷对雌激素去除的影响,设置了不同进水ρ(COD_Cr)下的3组MBR,检测其对E1(雌酮)和EE2(17α-乙炔基雌二醇)的去除效果,并通过污泥浓度、污泥粒径以及微生物数量分析,揭示MBR污泥特性对E1和EE2去除效果的影响. 结果表明,尽管进水ρ(COD_Cr)差异较大,但3组MBR均取得了较好的COD_Cr及NH₃-N去除效果. 出水ρ(SEs)(SEs为类固醇雌激素)随进水ρ(COD_Cr)的增加而降低,当初始ρ(SEs)均为50 μg/L时,进水ρ(COD_Cr)为93.00、295.27、504.40 mg/L的MBR出水中ρ(E1)、ρ(EE2)平均分别为3.26、3.02、1.17 μg/L和4.76、4.46、2.64 μg/L. 随着初始ρ(SEs)的提高,出水中ρ(E1)、ρ(EE2)均有不同程度提高,当初始ρ(SEs)升至200 μg/L时,MBR出水中ρ(E1)、ρ(EE2)平均值分别为5.61、5.64、3.82 μg/L和8.14、7.87、6.57 μg/L. 相同条件下,MBR对E1的去除效果显著优于EE2.相关性分析表明,E1、EE2去除负荷均与COD_Cr去除负荷显著负相关,与NH₃-N去除负荷显著正相关(P<0.05),MBR中E1、EE2的去除是由有机物共代谢和硝化共代谢共同作用的结果,硝化过程与雌激素降解过程呈相似的环境条件要求.

基于MCDA模型的危险废物填埋场地下水污染风险分级

梁欢欢, 安达, 杨昱, 王月, 席北斗, 吴明红, 张伯强

2016, 29(1): 131-137.

摘要(3155) PDF(2063)

摘要:
基于对风险全过程控制的思想,利用层次分析法,构建了综合考虑危险废物填埋场自身属性、污染场地水文地质条件以及污染受体等因素的危险废物填埋场地下水污染风险分级指标体系,该体系共包括14项指标；并采用MCDA(multi-criteria decision analysis,多准则决策分析)模型,对我国37个危险废物填埋场(不包括港澳台数据,下同)地下水污染风险进行了分级研究. 结果表明:14项风险分级指标之间具有很好的独立性,指标体系能够较为完整、准确地反映危险废物填埋场对地下水的污染风险程度；37个危险废物填埋场地下水污染风险可分为高、中、低3个级别,其中81%处于中、低级风险级别；地下水中特征污染物ρ(Cr)监测值与风险分级分值的距平指数为0.802 9,验证了风险分级结果的可靠性；同时采用MDCA模型对风险分级指标权重的敏感性进行分析,验证了风险分级过程中指标权重赋值的准确性,并降低了指标权重赋值过程中的不确定性,进一步提高了分级结果的可靠性.风险分级结果在一定程度上可为危险废物填埋场地下水污染风险管理提供依据.

芦苇酶解对氢气-甲烷联产过程微生物群落演替规律的影响

贾璇, 任连海, 李鸣晓, 席北斗, 祝超伟

2016, 29(1): 138-145.

摘要(2128) PDF(1684)

摘要:
采用10 mg/g纤维素酶R-10预处理芦苇秸秆,研究了酶解预处理对芦苇厌氧产气潜力的影响,分析了氢气-甲烷联产过程中微生物群落结构演替规律. 结果表明:酶解预处理后,芦苇秸秆在产氢阶段的累积产气量和φ(H₂)分别达到42.5 mL/g和52.1%；在产甲烷阶段,累积产气量稳定上升,最高值可达137.5 mL/g,是对照组产气量的5倍. 由扫描电镜(SEM)观察可知,产氢阶段以短杆状和梭状菌为主,产甲烷阶段以长杆菌为主. PCR-DGGE(聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳)分析表明,芦苇在酶解预处理后,其厌氧联产过程中微生物群落呈规律性演替,产氢阶段的优势微生物分别为具有降解纤维素产氢气功能的嗜热纤维素菌Clostridium thermocellum(条带B20)、具有高效产氢潜力的兼性厌氧产气肠杆菌Enterobacter aerogenes(条带B28)；在产甲烷阶段,其优势微生物为可利用氢营养途径合成甲烷的产甲烷古菌Methanoculleus bourgensis(条带A3)、Methanoculleus horonobensis(条带A13). 经纤维素酶预处理后,芦苇秸秆厌氧联产的累积产气量、φ(H₂) 提高显著,具有纤维素降解功能的细菌和可利用氢营养途径合成甲烷的古菌为主要优势微生物.

改性柠檬渣的结构特征及其对Cu²⁺的吸附性能

沈王庆, 李小雪, 黄佳

2016, 29(1): 146-154.

摘要(1923) PDF(1526)

摘要:
为研究柠檬渣对污水中Cu²⁺的吸附性能,利用H₂SO₄与NaOH对柠檬渣进行改性制备吸附剂,并采用响应曲面法对制备工艺进行了优化. 测试了吸附剂的比表面积、孔容与孔径等性能,并利用红外光谱(IR)、紫外光谱(UV)、差热分析(TG-DTA)、X射线衍射(XRD)、电镜(SEM)和能谱(EDS)对吸附剂进行了表征. 通过响应面法优化后的最佳改性条件:H₂SO₄改性后的炭化温度为80 ℃,NaOH改性后的炭化温度为90 ℃,w(NaOH)∶w(H₂SO₄)为0.3.改性后的柠檬渣较原柠檬渣比表面积由88.3 m²/g增至392.2 m²/g,灰分率降低了90.7%,碘吸附值提高了近5倍,孔径分布主要是中孔；柠檬渣属于无定型结构,改性后的柠檬渣有CC生成,形成了芳香烃,表面形成了密集的孔；改性后柠檬渣主要由碳元素组成,从而能有效吸附Cu²⁺,对Cu²⁺的吸附率能达到85.3%. 由红外分析可知,改性后的柠檬渣吸附Cu²⁺后3 804 cm^-1处的吸收峰消失,说明Cu²⁺取代了这个吸收峰所代表的官能团及部分O—H中的H⁺.

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2016年第29卷第1期

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