环境科学研究

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2016, 29(9).

摘要(117) PDF(31)

摘要:

王锐, 马守臣, 张合兵, 许传阳, 郭增长

2016, 29(9): 1249-1255.

摘要(1794) PDF(1565)

摘要:
为了研究高强度开采地表裂缝对土壤微生物特性和植物群落的影响,以鄂尔多斯盆地腹地的神府-东胜矿区上湾煤矿开采沉陷区为研究对象,通过野外调查和试验分析裂缝两侧土壤和植物特征.结果表明:裂缝导致其两侧0～120 cm范围内土壤水分和养分流失,距裂缝越近,土壤含水量和w(碱解氮)越低.与距裂缝200 cm处相比,裂缝上0～40 cm范围内土壤含水量和w(碱解氮)分别降低16.8%和29.9%；裂缝下0～40 cm范围内土壤含水量和w(碱解氮)分别降低27.8%和42.2%.地表裂缝显著减少了其两侧0～80 cm范围内土壤中微生物数量,但超过80 cm时则影响不显著.在地表裂缝两侧0～120 cm范围内土壤脲酶和蔗糖酶活性被显著抑制,但当距离裂缝超过120 cm时,裂缝则对两种土壤酶的活性没有显著影响.地表裂缝还会影响植物含水量,距裂缝越近植物含水量越低.与距裂缝200 cm处的植物含水量相比,在裂缝上、下0～40 cm范围内植物含水量分别降低8.4%、4.5%.地表裂缝通过干扰土壤理化性质和植物对水分的吸收,进而影响其生长,距裂缝两侧0～80 cm范围内草本植物的生物量和盖度显著减少,但超过120 cm时裂缝对植物生物量和盖度的影响不显著.

燃煤电厂细颗粒物控制技术集成应用及“近零排放”特性

王树民, 张翼, 刘吉臻

2016, 29(9): 1256-1263.

摘要(2081) PDF(1702)

摘要:
细颗粒物是燃煤电厂污染物控制的难点.三河电厂通过技术集成进行“近零排放”技术攻关,包括采用低低温静电除尘器以提高细颗粒物的除尘效率、利用脱硫除尘一体化技术提高脱硫系统的协同除尘性能、通过湿式静电除尘器实现细颗粒物的深度控制.结果表明:三河电厂通过技术攻关和集成应用后,4台燃煤机组先后实现ρ(烟尘)、ρ(SO₂)和 ρ(NO_x)分别低于GB 13223—2011《火电厂大气污染物排放标准》中天然气燃气轮机组各自排放限值(5、35和50 mg/m³).其中,1～3号机组排放ρ(烟尘)分别为5、3、2 mg/m³,截至2016年3月15日,4号机组ρ(烟尘)连续265 d在1 mg/m³以下.采用低低温静电除尘技术后,4号机组除尘效率由99.86%升至99.89%,同时可凝结颗粒物前驱物SO₃的脱除效率从25.88%升至46.12%；3号机组采用脱硫除尘一体化技术后,100%负荷下协同除尘效率从34.29%升至87.66%以上,全负荷运行下吸收塔出口ρ(烟尘)稳定在3 mg/m³左右；1号、2号、4号机组在100%负荷下湿式静电除尘器除尘效率分别为77.87%、88.82%、83.60%,2号湿式静电除尘器对PM_2.5、PM₁₀和SO₃的脱除效率分别为98.37%、97.31%和42.23%.

青岛市不同空气质量下可培养生物气溶胶分布特征及影响因素

韩晨, 谢绵测, 祁建华, 张文倩, 李先国, 张大海

2016, 29(9): 1264-1271.

摘要(2028) PDF(1441)

摘要:
利用Andersen空气微生物采样器采集青岛市不同空气质量下的可培养生物气溶胶,分析了其浓度和粒径分布特征,并利用Spearman’s相关性分析了可培养生物气溶胶浓度和空气质量指数中的颗粒物质量浓度〔ρ(PM₁₀)、ρ(PM_2.5)〕、气体污染物质量浓度〔ρ(O₃)、ρ(SO₂)、ρ(NO₂)〕和气象参数(温度、相对湿度、风速)之间的关系.结果表明:可培养真菌和细菌气溶胶浓度范围分别为133～1 113和13～212 CFU/m³.真菌气溶胶浓度与ρ(SO₂)、ρ(PM₁₀)、ρ(PM_2.5)均呈正相关,而与相对湿度呈显著负相关(P<0.05).细菌气溶胶浓度与ρ(NO₂)、ρ(SO₂)呈负相关,而与ρ(O₃)、温度呈正相关.风速对可培养生物气溶胶浓度的影响较小.以AQI(空气质量指数)中ρ(PM₁₀)为依据,将研究时间段空气质量划分为4个空气污染等级.在不同污染等级下,真菌气溶胶均呈对数正态分布,粒径主要分布于2.1～4.7 μm.低污染时细菌气溶胶呈偏态分布(粒径>4.7 μm),高污染时粒径分布发生改变.初步推断,随着空气污染等级的升高,可培养生物(真菌+细菌)气溶胶总浓度增加,但单位颗粒物上的浓度变化较稳定.ρ(PM₁₀)是影响可培养生物气溶胶浓度及粒径分布的主要因素.

张家界森林大气中醛酮类化合物浓度变化特征

蒋朝晖, 王玉娇, 郑玄, 刘湘珍, 夏畅斌, 肖炘圻, 黎莎

2016, 29(9): 1272-1278.

摘要(2251) PDF(1528)

摘要:
为探究中亚热带森林大气中醛酮类化合物浓度变化特征,于2014年8月—2015年1月在张家界森林公园采用 EPA TO-11A方法对张家界森林大气中醛酮类化合物质量浓度进行了监测.结果表明:张家界森林大气中主要的醛酮类化合物为甲醛、乙醛、丙酮、丙醛和MACR(甲基丙烯醛),质量浓度分别为4.32、0.95、3.01、0.48和0.51 μg/m³.大气中ρ(甲醛)、 ρ(乙醛)和ρ(MACR)的季节变化特征很明显,夏季和秋季醛酮类化合物质量浓度较高,冬季醛酮类化合物质量浓度较低.此外,醛酮类化合物质量浓度日变化显著,除了10月、12月受人为因素影响较大外,其余月份醛酮质量浓度最大值通常出现在13:00—15:00.张家界森林大气中C1/C2(ρ(甲醛)/ρ(乙醛))为5.72,比城市地区(C1/C2为1左右)高,但比偏远森林地区(C1/C2为10左右)低.ρ(甲醛)与ρ(乙醛)、 ρ(MACR)均呈正相关且达到显著水平,而ρ(丙酮)与ρ(甲醛)、 ρ(乙醛)与ρ(MACR)的相关性差.与文献报道的加拿大Ontario、墨西哥Langmuir等地区对比,张家界森林大气中醛酮类化合物质量浓度较高,但明显低于北京、上海等城市地区.研究显示,张家界森林大气中甲醛、乙醛和MACR主要来自森林地区植物排放的VOCs光氧化生成,丙酮除了来自植物排放的有机物光氧化分解外,还有其他人为源,进一步说明了张家界森林大气中醛酮类化合物浓度变化主要受光化学反应等自然影响,但人为因素的影响也不容忽略.

我国中部六省CO₂排放动态变化趋势

郭莹, 李进华, 夏东坡, 孙丙华

2016, 29(9): 1279-1287.

摘要(2049) PDF(1476)

摘要:
探讨区域CO₂排放的长期变化趋势对制订碳减排政策和实现减排目标具有重要意义,为此,根据IPCC指南,测算了2000—2012年我国中部六省(安徽省、山西省、河南省、湖北省、湖南省和江西省)的CO₂排放量及其排放强度；借助DEA(data envelopment analysis)-Malmquist指数模型,从CO₂排放量、生产总值、资本存量、能源消费总量和劳动力5个方面,对中部六省的动态CO₂排放效率进行了全要素分析.结果表明:①中部六省的CO₂排放总量由2000年的6.74×10⁸ t升至2012年的20.24×10⁸ t,年均增长1.12×10⁸ t.②中部六省CO₂排放强度由2000年的3.41降至2012年的1.74,年均下降5.5%.受地区能源产业结构的影响,山西省CO₂排放强度峰值高达11.40,减排压力与其余五省相比更为艰巨.③动态CO₂排放效率均值为1.054,呈稳步提升趋势,技术效率进步指数年均值为1.051(>1),对CO₂排放效率提升起到了拉动作用,而技术效率变动指数和规模效率指数的年均值均为0.999(<1),拉低了中部六省的CO₂排放效率.研究显示,中部六省CO₂排放量增速虽呈逐年下降趋势,但增长态势在短期内仍无法改变.CO₂排放与地区所处经济发展阶段关系密切,其排放效率的提升主要依靠技术水平的进步、低碳管理方法的推广和规模经济的发展.

青海湖流域河流生态系统重金属污染特征与风险评价

李少华, 王学全, 高琪, 杨占武

2016, 29(9): 1288-1296.

摘要(1993) PDF(1847)

摘要:
为进一步摸清青海湖流域河流生态系统重金属(Zn、Cu、Pb、Hg、Ni、As、Cd和Cr)的污染状况,通过沿青海湖流域主要河流上、中、下游采集河流水体、河岸土壤及河岸植物样品,对样品中的重金属含量进行测定,并分析重金属的来源、污染状况和潜在生态风险.结果表明:①青海湖流域各介质中重金属从上游到下游均呈明显的累积效应,重金属含量均表现为河岸土壤>河岸植物>河流水体.河流下游水体中ρ(Pb)、ρ(Zn)和ρ(Cd)的平均值分别为11.17、61.22和1.13 μg/L,符合GB 3838—2002《地表水环境质量标准》中Ⅱ类水质要求；ρ(Hg)为0.06～0.49 μg/L,符合GB 3838—2002中Ⅱ类或Ⅲ类水质要求.河流下游河岸土壤中w(As)、w(Cd)和w(Hg)的平均值分别为65.61、0.33和0.20 mg/kg,均大幅超过青海湖流域相应环境背景值,但是w(Pb)在下游仅略微超过相应环境背景值.河岸下游植物中w(Ni)、w(Cu)、w(As)和w(Hg)的平均值分别为2.81、17.35、2.20和0.10 mg/kg,均高于《饲料工业标准汇编(下册)(第四版)》中风干草-牧草中重金属标准限值,但在中、上游均符合该标准要求.②Pearson相关分析、主成分分析和富集系数结果表明,河流水体、河岸土壤及河岸植物中Zn、Cu、Ni、Pb、Cr含量之间具有较强的相关性,主要受城镇生活、交通运输及岩石母质风化的影响；Hg、Cd、As含量之间具有较强的相关性,主要受流域旅游交通、农业生产活动和成土母质的影响.③潜在生态风险评价结果显示,河流水体、河岸土壤及河岸植物中Cu、Ni、Cr、Pb和Zn等单一重金属元素的潜在生态风险系数(E_ri)均较低,Hg、Cd和As对综合潜在生态风险指数(RI)的平均贡献率分别为62.9%、18.4%和11.0%,其余5种重金属的平均贡献率仅为7.7%.因此,青海湖流域河流生态系统各介质中Hg、Cd和As的潜在生态风险较高,应给予高度重视.

石家庄市滹沱河冲洪积扇地下水中BHT和TEP的污染水平及风险评价

赵兴茹, 耿梦娇, 暴志蕾, 江秋枫, 刘琰, 昌盛, 郭睿

2016, 29(9): 1297-1302.

摘要(2275) PDF(1445)

摘要:
为了解华北平原地下水的有机污染状况,在石家庄市滹沱河冲洪积扇采集44个地下水水样,测定了被广泛应用的抗老剂BHT(2,6-二叔丁基对甲酚)和增塑剂TEP(磷酸三乙酯)的污染水平,分析了其分布受水文地质的影响及其对人体健康的风险.结果表明,ρ(BHT)在ND(低于检出限)～7.158 μg/L之间,中位值为0.010 μg/L,检出率为98%；ρ(TEP)在ND～5.081 μg/L之间,中位值为0.177 μg/L,检出率为70%.地下水的水文特性(如导水性、富水性和渗透系数)影响BHT和TEP的分布,二者在导水性、富水性较好和渗透性差的滹沱河冲洪积扇中部浅层孔隙水单元的质量浓度较高,分别为0.001～7.158和ND～3.604 μg/L.石家庄市滹沱河冲洪积扇地下水中ρ(BHT)和ρ(TEP)均低于国外报道值,但检出率高于国外报道值,其中11%的地下水水样中ρ(TEP)高于OECD(经济合作与发展组织)规定的饮用水风险特征阈值(2.4 μg/L).研究显示,石家庄市滹沱河冲洪积扇地区来自于地表的化工产品已淋溶到地下,并对该地区地下水造成了污染.

丹江口库区土地利用格局与水质响应关系

张博, 王书航, 姜霞, 王雯雯, 赵丽

2016, 29(9): 1303-1310.

摘要(1790) PDF(1597)

摘要:
为探究山地丘陵地区不同土地利用类型对流域水质的影响,利用2014年丹江口库区流域Landsat 8遥感影像数据(分辨率为30 m)和14条入库河流的水质数据,以库区14个小流域为基本研究单元,采用流域分割和多元统计分析相结合的方法研究土地利用类型对入湖河流水质的影响.结果表明:丹江口库区14条直接入库河流ρ(COD_Cr)、ρ(TN)、ρ(NH₄⁺-N)和ρ(TP)年均值分别为14.98、4.06、1.32和0.17 mg/L,可将其划分为3组,即清水保育型、轻污染防控型和重污染治理型,各组之间的显著性差异指标为ρ(COD_Cr)、ρ(NH₄⁺-N)、ρ(TN)和ρ(TP).冗余分析显示,建设用地对14条主要入库河流水质指标的影响最大,尤其是对重污染河流ρ(TN)、ρ(COD_Cr)和ρ(COD_Mn)的影响较大,应划为蓝线优化开发区；耕地对清水保育型和轻污染防控型河流ρ(TN)和ρ(TP)的影响较大,并且对ρ(TN)的影响大于ρ(TP),划为黄线控制区；林地有助于削减水体污染物,是流域主要清水产流区,划为红线保护区.

双酚A对豚鼠的免疫毒性

金明兰, 李英燮, 赵玉鑫, 徐莹莹, 薛洪海, 王颖, 金宁一

2016, 29(9): 1311-1317.

摘要(1764) PDF(1331)

摘要:
为了研究BPA(bisphenol A,双酚A)对豚鼠的免疫毒性,经口灌服,以不同剂量(500、1 000 mg/kg)染毒14 d后接种O型口蹄疫疫苗,通过分析脏器系数、淋巴细胞增殖能力、NK细胞(natural killer cell,自然杀伤细胞)活性、特异性抗体水平以及细胞免疫水平,评价BPA染毒剂量对豚鼠体液免疫和细胞免疫的影响.结果表明:与阴性对照组相比,BPA染毒后豚鼠体质量增加,心脏、肝脏、肾脏、脑、脾脏和卵巢体质量也增加,相应脏器系数升高；而胸腺、睾丸和附睾萎缩,相应脏器系数降低.NK细胞数量虽有增加,但变化不显著；BPA染毒引起NK细胞对靶细胞的杀伤能力显著下降,并且随着BPA染毒剂量的增加,其对靶细胞的杀伤能力显著下降；淋巴细胞刺激指数显著升高,并与染毒剂量呈正相关.BPA对豚鼠的特异性抗体水平有一定抑制作用,并且随着染毒剂量的增加该抑制作用愈发显著.IL-2(白介素2,interleukin-2)和IFN-γ(干扰素-γ,interferon)水平低于阴性对照组,而IL-4(白介素4,interleukin-4)水平高于阴性对照组；随着染毒剂量的增加,淋巴细胞增殖能力、IL-2和IFN-γ水平显著降低,而IL-4水平显著升高.研究显示,BPA会损伤豚鼠的免疫器官,抑制机体产生体液免疫和细胞免疫,导致免疫功能紊乱.

土地利用方式对洱海流域坝区土壤氮磷有机质含量的影响

孙莉, 高思佳, 储昭升, 戴万宏

2016, 29(9): 1318-1324.

摘要(2227) PDF(1480)

摘要:
为了解洱海流域土地利用对土壤养分的影响,调查研究了土地利用方式、种植模式,并研究了其对洱海流域坝区土壤w(TN)、w(TP)、w(OM)(OM为有机质)、w(olsen-P)(olsen-P为速效磷)和w(NO₃^--N)的影响.结果表明:①流域坝区土壤中w(OM)、w(TN)较高,平均值为52.16和2.76 g/kg；w(olsen-P)较低,平均值为6.55 mg/kg.②对比农田、林地、裸地、园地4种土地利用方式,土壤中w(TN)、w(OM)、w(TP)、w(olsen-P)均呈农田>园地、林地>裸地的变化趋势.③种植模式对农田土壤养分影响有差异,水稻-大蒜模式下土壤的养分含量总体较高,w(TN)、w(OM)平均值分别为4.21、74.22 g/kg,是玉米-蚕豆模式的1.98、1.96倍；蔬菜模式土壤中w(NO₃^--N)高达103.3 mg/kg,是水稻-蚕豆模式的37.29倍.④流域坝区农田土壤养分具有空间变异性,海东地区土壤中w(TP)和w(olsen-P)较高,分别为1.23 g/kg和11.48 mg/kg,是凤仪地区的2.16和2.15倍；上关-邓川地区w(TN)较高,为4.28 g/kg,是海东地区的1.63倍；w(OM)空间差异不明显(P>0.05).研究显示,流域坝区土壤氮、磷流失总量分别为686、241 t,主要贡献来自农田.

北京城市发展对土壤微生物群落功能多样性的影响

闫冰, 肖能文, 齐月, 付刚, 高晓琦, 刘高慧, 李俊生

2016, 29(9): 1325-1335.

摘要(2130) PDF(1510)

摘要:
为研究城市发展对土壤微生物功能多样性的影响,以北京市建成区为例,采用Biolog-ECO微平板技术分析不同环路内3种类型绿地(居民区内绿地、街道边绿地、公园内绿地)土壤微生物群落功能多样性的变化.结果表明:二环内各绿地类型土壤微生物群落的AWCD(average well color development,平均颜色变化率)相对较高,分别为1.107、1.192、1.007,表明其土壤微生物群落代谢活性较高,利用碳源能力较强,其他环路土壤微生物群落利用碳源能力相对较弱；其中,各绿地类型土壤微生物群落对羧酸类碳源的利用能力最弱.城市环路梯度下居民区对土壤微生物群落多样性的影响相对较大；街道对土壤微生物群落功能多样性无显著影响(或者城市环路梯度下街道边绿地土壤微生物群落功能多样性趋同)；四环～五环公园内绿地土壤微生物群落功能多样性与其他环路之间存在显著差异.对土壤微生物群落碳源利用能力进行主成分分析的结果显示,居民区内绿地、街道边绿地、公园内绿地提取的与土壤微生物碳源利用相关的主成分累积贡献率分别为86.79%、87.09%、84.92%,对主成分分离起主要作用的碳源主要是氨基酸类、糖类、多聚物类和羧酸类物质.冗余分析(RDA)表明,pH、土壤含水量是影响土壤微生物群落代谢能力和功能多样性的主要因素.城市绿地类型和环路因子对土壤微生物利用碳源分异存在一定影响,但对碳源代谢能力变异的解释量(5.91%)低于土壤理化因子的解释量(16.26%).研究显示,城市环路对土壤微生物功能多样性产生一定影响,但各环路街道边绿地土壤微生物功能多样性无显著差异,并且二环内、二环～三环、三环～四环各绿地类型土壤微生物多样性也无显著差异,说明城市发展可能使土壤微生物群落功能多样性趋于同质化.

CaO机械化学法去除土壤中DDTs的工艺参数优化

张冬格, 隋红, 宋静, 李海波, 申洋洋, 黄玉娟

2016, 29(9): 1336-1343.

摘要(1740) PDF(1429)

摘要:
为了探究应用机械化学技术处理高浓度DDTs污染土壤的最优工艺,以CaO为球磨药剂,采用行星式球磨机对高浓度DDTs污染土壤进行球磨无害化处理研究,分析不同尺寸磨球配比、球磨机转速、球料比(磨球与物料的质量比)和物料比(CaO与土壤的质量比)对DDTs的去除效果,并通过响应面法优化工艺参数.结果表明:单独使用大球(直径20 mm)球磨4 h后,土壤中DDTs残余量为4 mg/kg；而单独使用其他更小尺寸(10和8 mm)的磨球或不同尺寸磨球组合处理下的DDTs残余量均超过80 mg/kg,与单独使用大球处理的效果有显著差异.单因素试验结果显示,去除土壤DDTs的最佳参数为转速500 r/min、球料比35∶1、物料比5∶10,在该工艺条件下球磨3 h后土壤中DDTs残余量为44 mg/kg,去除率可达99.6%.依据三因素三水平的Box-Behnken试验建立的响应面模型可较好地反映土壤中DDTs残余量与转速、球料比和物料比之间的关系,各因素对土壤中DDTs残余量的影响大小表现为球料比＞转速＞物料比；通过优化计算得到使DDTs残余量达到最低时的工艺参数为转速500 r/min、球料比24∶1、物料比5∶10,在该工艺条件下球磨3 h后土壤中DDTs残余量为369 mg/kg,可见响应面法优化并未能够筛选出最优的球料比.因此,CaO机械化学法无害化处理高浓度DDTs污染土壤的最优工艺参数为各单因素试验确定的工艺条件组合,即球磨转速500 r/min、球料比35∶1、物料比5∶10.

深度填埋条件下堆体表面电势分布特征及漏洞定位机理

能昌信, 徐亚, 刘景财, 刘玉强, 董路

2016, 29(9): 1344-1351.

摘要(1781) PDF(1415)

摘要:
为研究运行期填埋场深度填埋条件下偶极子渗漏检测和漏洞定位的可行性,通过系统分析运行期填埋场的结构特征和漏洞特征,建立了偶极子检测的概念模型、控制方程和定解条件；基于Comsol Multiphysics高仿真数值模拟软件对上述问题进行有限元求解,并根据现场实测数据对模拟结果进行验证,最后利用该模型讨论了运行期填埋场偶极子漏洞检测和定位的可行性及影响因素.结果表明:数值模型模拟的特征点(极大值点和极小值点)与实际测量点位的y坐标(电势差分值)相对误差最大为24.95%,x坐标(距离)相对误差最大为3.40%,表明模型及其求解方法合理,可用于模拟实际的偶极子检测.在深度填埋(堆体厚度最大15 m)条件下,堆体表面电势差分信号降至mV级别,超出传统铜电极+万用表的检出限.受填埋深度影响,堆体表面电势分布特征与库底电势分布特征差异较大,电势峰值点位置相差达8.0 m,偶极子装置虽可检测出库底漏洞的存在,但是不能准确对其定位(x方向偏移2.0 m,y方向偏移8.0 m).此外,堆体表面的地形起伏会形成伪漏洞信号,干扰漏洞识别；沿测线方向平行移动电极,测线上的漏洞信号也会同时移动,并且关于实际漏洞位置对称.研究显示,在运行期填埋场条件下,传统偶极子漏洞定位方法(即直接根据测线上的异常信号进行漏洞定位)不再适用,但可以通过平行移动地表电极位置,观察地表电极移动过程中疑似漏洞信号的对称中心来进行漏洞定位.

重型柴油公交车实际道路颗粒物排放的理化特征

黄成, 楼晟荣, 乔利平, 景盛翱, 陶士康, 周敏, 陈长虹

2016, 29(9): 1352-1361.

摘要(1788) PDF(1392)

摘要:
为研究重型柴油公交车实际道路颗粒物排放的理化特征,采用车载排放测试方法,选取了2辆国Ⅲ和4辆国Ⅳ柴油公交车,对气态污染物和颗粒物排放因子、粒径分布及颗粒物中的组分(包括碳组分、离子、元素和有机组分)排放特征进行了实测分析.结果表明:测试车辆的颗粒数量主要集中在100 nm以下粒径段,颗粒质量排放总体呈倒U型分布,粒径峰值位于300 nm左右.OC和EC分别占尾气颗粒物总质量的36.10%±8.94%和27.97%±10.00%,离子和元素组分分别占7.75%±1.01%和22.71%±3.09%.柴油质量对柴油车尾气颗粒物成分具有较大影响,燃用国Ⅲ柴油的车辆尾气中富含S、Ca、Mg、Na等元素组分,其主要来自燃油中的硫分和杂质.在可检出的弱极性可溶有机物中,正构烷烃和脂肪酸的含量较为丰富,分别占颗粒物总质量的1.95%和5.13%,此外还有一定量的藿烷和PAHs(多环芳烃).其中,正构烷烃组分主要分布于C19～C29,正构烷酸主要集中在C12、C14、C16和C18等偶数碳组分.国Ⅲ和国Ⅳ柴油公交车的PAHs排放因子分别为198.2、62.5 μg/km,以3环和4环PAHs为主,菲、荧蒽、芘、惹烯、苯并荧蒽、、苯并[123-cd]芘和苯并苝是较为主要的PAHs组分.需要指出的是,由于采用定比例稀释方法,颗粒物中组分的测试结果可能与其实际排放存在一定偏差.

双金属和多金属系统对零价铁利用效率的改进

张道萍, 孟凡生, 王业耀, 杨琦

2016, 29(9): 1362-1369.

摘要(1805) PDF(1244)

摘要:
为解决Fe⁰-PRB(零价铁-渗透反应格栅)中Fe⁰利用效率低、易板结堵塞的问题,分别采用粒径为0.074 mm的试剂铁粉和0.150～0.270 mm的工业铁粉为反应介质,在铁粉表面负载不同比例的Cu或Ni制备Cu/Fe、Ni/Fe双金属和Cu/Ni/Fe多金属颗粒,研究Fe⁰、双金属和多金属系统去除Cr(Ⅵ)的性能、机制.结果表明:双金属和多金属系统的Cr(Ⅵ)去除率明显高于Fe⁰,试剂铁粉的Cr(Ⅵ)去除率明显高于工业铁粉.反应8 h达到平衡后,试剂铁粉和工业铁粉的Cr(Ⅵ)去除率仅为45%和20%,Cu/Fe双金属、Cu/Ni/Fe多金属的Cr(Ⅵ)去除率均能达到90%以上,以试剂铁粉和工业铁粉制备的Ni/Fe双金属的Cr(Ⅵ)去除率最高分别为76.6%和44.0%.不同负载率的双金属和多金属系统反应过程中可溶的ρ〔Cr(Ⅲ)〕较低.反应后溶液的pH从反应前的5.0升至10.0左右.反应初期ρ(TFe)(TFe为总铁)超过了0.30 mg/L,其余时间均达标.反应过程中ρ(Cu²⁺)均在0.40 mg/L以下,均未检测出Ni²⁺.研究显示,双金属和多金属系统显著提高了Fe⁰利用效率.

不同pH下糖蜜废水的厌氧产酸发酵类型及微生物群落结构解析

昌盛, 刘枫

2016, 29(9): 1370-1377.

摘要(1617) PDF(1647)

摘要:
为寻求厌氧产酸发酵反应器的适宜控制参数和微生物学机制,以ACR(厌氧接触式发酵制氢反应器)为试验平台,通过分阶段调控反应器的pH,考察不同pH下ACR系统的产酸发酵类型和产氢性能,并采用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术对微生物群落结构进行了解析.以糖蜜废水为基质,以城市污水厂剩余污泥为种泥,在污泥接种量(以MLVSS计)为3.58 g/L、进水ρ(COD_Cr)为5 000 mg/L、HRT为12 h条件下,分别考察了系统在pH为6.0～6.5、5.5～6.0、5.0～5.5、4.5～5.0条件下的运行特性.结果表明,在pH为4.5～5.0时,系统中以Ethanoligenens harbinense YUAN-3为代表的产氢菌群占优,呈现典型的乙醇型发酵特征,活性污泥表现出的产氢性能最佳,其氢气转化率和污泥的比产氢速率分别为1.9 mol/mol和7.8 mmol/(g·d).在pH为5.5～6.5、5.0～5.5的条件下,Clostridium tyrobutyricum strain A1-3、Propionibacterium sp.B2M2分别成为优势菌群,系统分别呈现出丁酸型发酵、混合酸发酵类型.研究显示,随着pH的改变,系统内的产酸发酵菌群随之发生更迭,在不同pH控制水平下形成不同的顶级微生物群落结构,进而使得系统呈现出不同发酵类型和产氢性能.

非均相催化降解去除废水中过氧化氢异丙苯

徐守强, 宋玉栋, 李志民, 周岳溪, 章丽萍

2016, 29(9): 1378-1384.

摘要(1821) PDF(1559)

摘要:
为消除废水中CHP(过氧化氢异丙苯)对废水生物处理系统的不利影响,筛选出MnO₂为适合催化CHP降解脱毒的非均相催化剂,并以MnO₂为催化剂,催化降解自配废水中的CHP,采用间歇试验考察了反应pH、温度、MnO₂投加量、初始ρ(CHP)对CHP去除效果的影响,对CHP降解动力学进行了分析,同时对处理前后废水组分和生物毒性做了鉴定.结果表明:CHP催化降解速率与温度、初始ρ(CHP)和ρ(MnO₂)呈正相关；pH为4～10,温度为50～70 ℃,ρ(MnO₂)为10～20 g/L是较为优化的反应条件.MnO₂催化降解CHP的反应符合表面反应机制,催化剂表面接触面积越大,CHP降解速率越快；在pH为2或3时,CHP降解速率显著高于pH为4～10时,但Mn溶出较为显著.在初始ρ(CHP)为0.4～1.0 g/L时,CHP催化降解反应遵循一级反应动力学,符合Arrhenius方程,E_a(表观活化能)为37.56 kJ/mol.反应产物主要为2-苯基-2-丙醇,处理后废水的OUR(耗氧速率)抑制率由63%降为0,对活性污泥没有抑制.

肝素钠生产废水处理及蛋白回收

杨彬, 孙军锋, 武梦言, 王志耕

2016, 29(9): 1385-1392.

摘要(2123) PDF(1109)

摘要:
肝素钠生产废水中Cl^-含量及盐度均较多,并且w(蛋白质)为1.68%,ρ(COD_Cr)为31 968 mg/g,处理难度大.为探究其净化和回收蛋白的方法,首先对FeCl₃·6H₂O、FeSO₄·7H₂O、KAl(SO₄)·12H₂O进行粗筛,选择FeCl₃·6H₂O为无害蛋白絮凝剂；再通过单因素试验和Box-Benhnken-Design响应面法,考察了FeCl₃·6H₂O投加量、膨润土投加量、硅藻土投加量及pH对蛋白沉淀量的影响及交互作用；建立了蛋白回收的数学模型.结果表明,各因素对蛋白沉淀量的影响为:X₂X₄(硅藻土投加量与pH的交互项)>X₄(硅藻土投加量)>X₁X₃(FeCl₃·6H₂O投加量与膨润土的交互项)>X₁(FeCl₃·6H₂O投加量)>X₁X₄(FeCl₃·6H₂O投加量与硅藻土投加量的交互项)；在最佳反应条件(pH为7.5,FeCl₃·6H₂O添加量为0.38%,膨润土投加量为1.90%,硅藻土添加量为4.25%)下蛋白沉淀量达0.82%,与预测值的偏差为3.50%.研究显示,在最佳反应条件下COD_Cr去除率达80.94%,减轻了废水后期的处理难度.

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2016年第29卷第9期

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