环境科学研究

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2017, 30(1).

摘要(200) PDF(56)

摘要:

张贺伟, 成春雷, 陶明辉, 王子峰, 陈良富, 李梅, 周振

2017, 30(1): 1-9. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.41

摘要(2046) HTML (122) PDF(2336)

摘要:
为分析灰霾期间单颗粒气溶胶化学组成和混合状态，于2014年12月9日—2015年1月10日，使用单颗粒气溶胶质谱仪（SPAMS）表征华北平原郑州市中牟县的气溶胶颗粒.结果表明：灰霾期（H1：20141213T19:00—20141215T10:00；H2：20150102T10:00—20150106T03:00）和清洁期（C1：20141215T18:00—20141217T18:00；C2：20141231T16:00—20150101T20:00）大气颗粒物种类相同，主要分为有机碳（OC）、元素碳（EC）、生物质燃烧颗粒（BB）、元素碳有机碳（ECOC）、钾二次颗粒（K-Secondary）、矿尘（Dust）以及重金属颗粒（HM）7类.C1时间段，ECOC颗粒占比最高，占总颗粒数的49.8%；其次是OC和EC颗粒物，二者分别占总颗粒数的16.5%和10.8%.H1时间段，K-Secondary颗粒的占比（31.3%）最高；其次是OC和EC颗粒，二者分别占总颗粒数的23.1%和20.2%.清洁期与灰霾期质谱差分结果表明，清洁期颗粒物中含有C₃H⁺、C₄H₃⁺、C₅H₃⁺等有机碳碎片峰，而灰霾期颗粒物中NO₃^-、HSO₄^-、NO₂^-等组分的信号强度显著大于清洁期.混合状态分析表明，从清洁期到灰霾期的过程中，主要颗粒物与NO₃^-和HSO₄^-的混合程度显著增强.清洁期与灰霾期单颗粒化学组成与混合状态的对比分析表明，清洁期新鲜排放的含碳气溶胶在灰霾期不断老化，单颗粒中二次无机组分增加，气溶胶整体老化严重.此外，灰霾期（H2）EC颗粒占总颗粒数的比例增至18.1%，并且与NO₃^-、HSO₄^-二次组分的混合状态增强，使平均能见度降低为4.0 km.研究显示，郑州大气能见度主要受化学组分、颗粒物混合状态和污染物质量浓度的影响.

三江源区生态系统状况变化及其成因

蒋冲, 王德旺, 罗上华, 李岱青, 张林波, 高艳妮

2017, 30(1): 10-19. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.11

摘要(2790) HTML (83) PDF(1906)

摘要:
三江源区是黄河、长江和澜沧江的发源地.为研究三江源区生态系统状况变化及其可能成因，利用InVEST（Integrate Valuation of Ecosystem Services and Tradeoffs）、CASA（Carnegie-Ames-Stanford Approach）、RUSLE（Revised Universal Soil Loss Equation）和RWSQ（Revised Wind Erosion Equation）模型模拟，结合实地观测数据，系统全面地评估2000年以来三江源区生态系统构成、质量和服务功能变化，并揭示其成因.结果表明：① 2000—2010年三江源区生态系统结构基本稳定.草地退化状况轻微好转，产草量和生产力微弱增加.植被生长季水热条件的改善是促使产草量增加和草地退化态势趋缓的重要原因，同时生态工程的实施也发挥了积极作用.② 2005—2010年局部重点生态工程区的水土流失状况轻微好转，但区域整体好转趋势不明显.土壤中w（有机质）明显增加，但对于土壤保持功能起到关键作用的植被根系层的恢复却比较缓慢，降雨侵蚀力的增强加速了土壤侵蚀过程，生态系统的土壤保持功能基本上没有提高.③ 2000—2013年地表水、地下水资源量和土壤湿度均呈明显增加趋势，水质稳定在GB 3838—2002《地表水环境质量标准》划定的Ⅰ~Ⅱ类.降水量和冰川/积雪融水量增加导致径流量增大，气候变暖引起的冻土退化导致地下水库枯水季径流调节作用增强.④ 生态工程实施后，生物栖息地的生境退化状况轻微改善，野生动物的分布范围和种群数量都有了较为明显的增加.

1956-2010年三江源区水土流失状况演变

蒋冲, 高艳妮, 李芬, 王德旺, 张林波, 李岱青

2017, 30(1): 20-29. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.12

摘要(2214) HTML (68) PDF(1368)

摘要:
为研究三江源区水土流失状况变化及其可能成因，基于1956—2010年三江源区水文、气象观测资料以及遥感数据，借助Mann-Kendall趋势检验法分析了输沙量的年际变化，并采用双累积曲线、RUSLE（修正的通用土壤流失方程）分析了水土流失状况变化的可能成因.结果表明：① 三江源区输沙量表现为黄河源区>长江源区>澜沧江源区，输沙量最大值均出现在6—8月，最小值均出现在12月—翌年1月.② 各流域输沙量的年际变化较大，并且均以20世纪80年代为最大.2005—2010年黄河源区输沙量较多年平均值减少32.25%，而长江源区和澜沧江源区分别相应增加24.76%和41.86%.黄河源区土壤水蚀量增加明显，长江源区不同河段各有增减，澜沧江源区土壤水蚀强度降低.③ 引起水土流失状况变化的原因主要包括气候变化和生态工程两个方面.即① 降雨量的增加导致降雨侵蚀力和径流量增加，使得土壤水蚀量和河流输沙量有所增加；② 生态工程实施后，土壤中w（有机质）虽有所增加，但仍明显低于1980年的水平.尽管植被覆盖度有所提高，但对水土保持功能起重要作用的根系层恢复却较为缓慢，因此，土壤保持功能基本上未得到提高.

1956-2012年三江源区河流流量变化及成因

蒋冲, 李芬, 高艳妮, 王德旺, 张林波, 郭杨

2017, 30(1): 30-39. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.13

摘要(1800) HTML (1) PDF(1835)

摘要:

为研究三江源区河流流量变化及其可能成因，在1956—2012年水文气象资料基础上，借助Mann-Kendall趋势检验、流量历时曲线等数理统计方法，分析了该区域流量的年际和年内变化，并通过双累积曲线、相关分析和贡献率分析等方法对影响流量变化的因素进行了探讨.结果表明：① 近57 a来澜沧江源区和长江源区的年均流量均呈增加趋势，变率分别为0.47和2.12 m³/（s·a），黄河干流流量轻微减少[-0.60 m³/（s·a）]，部分支流流量有所增加；河流流量的年内分布有从双峰型向单峰型过渡的趋势.黄河源区高流量和低流量都减少，长江源区高流量和低流量均增加，而澜沧江源区高流量减小、低流量增加.② 气温和降水的共同作用导致河流流量的年内分布呈双峰型或单峰型的特点，降水为主导因素，秋季降水量减少导致部分河段流量分布从双峰型向单峰型过渡.③ 河流流量和降水量的变化基本保持一致.黄河源区和澜沧江源区流量主要受东亚季风和西风控制，而长江源区流量主要受到青藏高原季风和东亚季风的影响.20世纪80年代以来，三江源区0 ℃等温层高度（16.28 m/a，P < 0.001）和>0 ℃年积温（7.30 ℃/a，P < 0.01）均呈显著增加趋势.在区域快速增温背景下，冰川和积雪消融给河流流量造成的短期增加效应不可持续，由此对水源涵养功能构成严重威胁.

三江源区径流长期变化趋势对降水响应的空间差异

张岩, 张建军, 张艳得, 翟永洪, 周小平

2017, 30(1): 40-50. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.05

摘要(1610) HTML (48) PDF(1422)

摘要:
为探究三江源区径流长期变化特征的空间模式，采用Mann-Kendall趋势检验、双累积曲线法和GIS技术，分析1957—2012年三江源区降水和径流的变化趋势，以及径流对降水响应关系的空间差异.结果表明：1957—2012年三江源区有67.1%的区域年降水量呈显著增加趋势；47.3%的区域径流深变化趋势不显著，45.4%的区域显著增加；其余7.3%的区域内降水变化不显著但径流深显著减少.长江源区绝大部分区域降水量和径流量都显著增加，径流量增速达0.616 9×10⁸ m³/a.澜沧江源区在降水显著增加或变化不显著的情况下，径流深无显著变化或显著减少.黄河源区内部差异很大，降水呈增加或无显著变化趋势，径流深则呈无显著变化或显著减少趋势.除澜沧江源子曲外，三江源区年径流深和降水量呈显著线性正相关，Pearson线性相关系数为0.51~0.87.径流量对降水量的响应关系存在明显的空间差异性，可以分为稳定型、波动型、上升型及下降型4种类型，并以稳定型为主，涉及面积占三江源区总面积的48.9%；其次为下降型和波动型，分别占32.8%和12.9%；上升型涉及面积所占比例最小，仅为5.5%.研究显示，三江源区61.8%的区域内径流对降水的长期响应关系并未发生明显变化，或者在波动中保持相对稳定的关系.

2001-2010年三江源区草地净生态系统生产力估算

任小丽, 何洪林, 张黎, 葛蓉, 冯艾琳, 于贵瑞, 张林波

2017, 30(1): 51-58. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.07

摘要(1859) HTML (60) PDF(1448)

摘要:
三江源区位于青藏高原腹地，是我国长江、黄河、澜沧江三大河流的发源地.为了准确估算该地区草地生态系统的净生态系统生产力，收集整理了2001—2010年青藏高原10个通量观测站点的观测数据，构建了三江源区草地生态系统NEP（net ecosystem production，净生态系统生产力）估算模型，并在站点尺度进行了模型参数化和精度验证；结合区域尺度气象和遥感数据，估算了三江源区草地生态系统NEP.结果表明：① 2001—2010年三江源区草地生态系统多年平均NEP空间分布具有明显的空间异质性，大部分地区表现为碳汇，NEP（以C计）平均值为41.8 g/（m²·a）.② 三江源区草地生态系统NEP呈波动增加趋势，从2001年的20.0 g/（m²·a）增至2010年的82.5 g/（m²·a）；除2002年表现为弱碳源外，其余年份均表现为碳汇，并以2010年碳汇能力为最强.③ 2001—2010年三江源区草地生态系统NEP平均年增长率为5.4 g/m²；NEP年际变化率空间分布显示，大部分地区NEP呈增加趋势，仅有东南部和中部部分区域NEP呈下降趋势.研究显示，2001—2010年三江源区草地生态系统表现为碳汇，并且由于气候的暖湿化趋势，碳汇强度总体表现为增强.

基于神经网络的三江源区草地地上生物量估算

曾纳, 任小丽, 何洪林, 张黎, 李攀, 李志强, 张林波

2017, 30(1): 59-66. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.06

摘要(1998) HTML (130) PDF(1379)

摘要:
三江源区位于青藏高原腹地，作为长江、黄河、澜沧江三大河流的发源地，是我国重要的水源涵养和生态功能保护区.为了及时准确地获取该区域草地生物量信息，根据三江源区高寒草甸、高寒草原采样点的地上生物量实测值，结合遥感植被指数、海拔、气象观测数据（光合有效辐射、年均气温、年降水量）构建BP神经网络模型，估算2001—2010年三江源区的草地地上生物量，并对其进行分县统计和年际变化分析.结果表明：① 通过多次反复的训练与测验得到的BP神经网络模型，对高寒草甸、高寒草原的地上生物量模拟值与实测值的R²分别为0.73、0.79，表明BP神经网络模型具有较好的模拟效果.② 2001—2010年三江源区草地地上生物量多年平均值为172.34 g/m²，其中高寒草甸为214.81 g/m²，高寒草原为130.07 g/m².③ 三江源区草地地上生物量的空间分布具有明显的空间异质性，呈从东南向西北递减的趋势.其中，位于东部的河南县草地地上生物量最高，为413.46 g/m²；而北部的曲麻莱最低，仅为69.04 g/m².④ 2001—2010年三江源区草地地上生物量呈缓慢波动上升趋势，平均升幅为0.93 g/（m²·a）.研究显示，利用站点地上生物量实测数据构建BP神经网络模型并对地上生物量进行模拟，对于分析区域尺度的草地地上生物量分布格局和变化趋势行之有效.

三江源区高寒草地地上生物量遥感反演模型研究

韩波, 高艳妮, 郭杨, 张林波, 王德旺, 徐良骥, 杨波

2017, 30(1): 67-74. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.10

摘要(1548) HTML (59) PDF(1321)

摘要:
为了发展适用于三江源区高寒草地（包括高寒草甸和高寒草原）地上生物量（aboveground biomass，AGB）模拟的遥感反演模型，基于2006—2014年逐年7—8月三江源区高寒草地70个采样点地上生物量数据与同期MODIS-NDVI和MODIS-EVI数据，通过回归分析方法建立高寒草地地上生物量遥感反演模型，并利用长时间序列MODIS数据对2005—2014年三江源区高寒草地地上生物量的时空格局进行模拟分析.结果表明：基于EVI建立的乘幂模型对三江源区高寒草地地上生物量的拟合效果最好，其判定系数（R²）最大，达到0.654；均方根误差（RMSE_P）最小，仅为27.86 g/m².根据三江源区70个采样点的地上生物量数据最终确立的估算模型为y=348.769x^0.783（R²=0.655，P < 0.001）.估算模型模拟结果显示，2005—2014年三江源区高寒草地地上生物量空间特征基本一致，总体表现为从东南到西北逐渐减少的变化趋势，这与该区域的降水量、气温、海拔和植被类型等因素有关；2005—2014年三江源区高寒草地地上生物量平均值为169.25 t/a，最高值为2010年的178.36 t/a，最低值为2008年的162.80 t/a，年际变化趋势表现为2005—2008年逐年下降、2008—2014年则在波动中逐年有所上升.研究显示，三江源区高寒草地地上生物量遥感反演模型及其确定的模型参数可对该区域草地地上生物量进行有效评估.

三江源区草地生态系统质量及其动态变化

张妹婷, 翟永洪, 张志军, 唐文家, 马燕, 聂学敏, 丁玲玲

2017, 30(1): 75-81. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.48

摘要(1982) HTML (103) PDF(1484)

摘要:
为探讨三江源区2000—2010年草地植被的时空演变特征，定量评价三江源区草地生态系统质量及其动态变化，采用植被覆盖度和NPP 2个生态参数，分析三江源区草地生态系统的时间变化特征和空间分布规律.结果表明：2000—2010年三江源区草地年均植被覆盖度为26.89%，年均NPP（以C计）为34.35 g/m²，11 a间二者均呈增加趋势.三江源区草地质量具有明显的季节性变化特征，呈南高北低、东高西低的空间分布格局.从11 a的平均结果来看，三江源区草地植被覆盖度在8月达到最大值，约为59.19%；而草地NPP在7月达到最大值，为98.53 g/m².气温是三江源区草地植被覆盖度变化的主要影响因子，而雨热不同期则造成三江源区草地NPP的年际波动变化.植被覆盖变化是气候变化和人类活动共同作用的结果.研究显示，2000—2010年三江源区草地生态系统质量有所改善，特别是生态工程实施后，草地生态系统质量明显好转.三江源区需在促进农牧业产业升级和资源优化配置的基础上，继续采取积极的减压增效措施，真正实现草畜平衡，达到生态保护的目的.

基于生态服务供给成本的三江源区生态补偿标准核算方法研究

刘俊鑫, 王奇

2017, 30(1): 82-90. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.25

摘要(1536) HTML (59) PDF(1469)

摘要:
为了对生态保护地区进行合理补偿，亟需构建生态补偿标准的核算方法.通过对适用前提、现实条件、方法确定性等方面的比较，提出了相对准确可行的、基于生态服务供给成本的核算方法.在此基础上，构建理论分析框架，阐释了生态服务供给成本由加强生态建设和环境治理投入的显性成本和隐性成本构成，其中隐性成本又包括直接限制资源环境要素利用的成本和间接影响相关要素的成本；最后，将该核算方法应用于三江源区生态补偿研究.结果表明：三江源区生态服务供给的显性成本包括生态保护与建设成本、农牧民生产生活基础设施建设成本和生态保护支撑项目成本；直接限制资源环境要素利用的隐性成本为畜牧业、水电业、矿业的损失扣除旅游业增加之后的变化量；间接影响相关要素的隐性成本为因保护措施而带来的整体经济发展降低扣除直接限制资源环境要素的成本后的部分.以2013年为例，三江源区生态保护的显性成本为9.4×10⁸元，隐性成本为22.4×10⁸元，其中直接限制资源环境要素的成本为10.6×10⁸元，间接影响相关要素的成本为11.8×10⁸元，补偿额度应为31.8×10⁸元.由于基于生态服务供给成本的核算方法仅考虑了经济损失，未来可结合生态环境方面的成本和效益做进一步完善.

基于生态保护成本的三江源区生态补偿资金估算

李芬, 朱夫静, 翟永洪, 巢世军, 岳琦, 郭杨, 张林波

2017, 30(1): 91-100. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.09

摘要(1464) HTML (55) PDF(3767)

摘要:
为了量化生态保护成本作为生态补偿的理论最低标准，以三江源区为例，将生态保护成本作为生态补偿标准下限，从实际需求角度分析基于生态保护成本的生态补偿标准核算范围与指标体系，结合相关政策和调研资料，采用费用分析法对生态保护成本进行动态核算，以2010年为基准年，确定与量化2011—2030年三江源区16县1乡的生态补偿标准.结果表明：① 2011—2030年三江源区生态补偿标准下限为4 095.4×10⁸元，其中，2010年为177.7×10⁸元，2011—2020年为2 069.5×10⁸元，2021—2030年为2 025.9×10⁸元.② 按补偿资金的不同投入类别，生态保护与建设投入的补偿下限为1 728.6×10⁸元，居民生产生活改善投入的补偿下限为1 250.4×10⁸元，基本公共服务能力投入的补偿下限为1 116.4×10⁸元.③ 2011—2030年，三江源区土地生态保护投入由12元/（hm²·a）增至180元/（hm²·a），农牧民生产生活改善的投入由4 500元/人增至8 000元/人.生态补偿资金的差异主要源于草地退化严重程度、人口分布相对集中程度等方面，这将有助于缓解三江源区“人-草-畜”这一核心矛盾，同时有助于推进三江源区生态补偿机制的建立.

基于能值理论的三江源区生态系统服务物质当量研究

高艳妮, 李岱青, 蒋冲, 王维, 张建军, 任小丽, 张林波

2017, 30(1): 101-109. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.12

摘要(1948) HTML (0) PDF(1437)

摘要:
鉴于生态系统服务的多样性和评估方法的复杂性使得生态系统服务研究难于纳入到政府决策和政绩考核的问题，以三江源区为例，提出生态系统服务物质当量的概念，并发展了基于能值理论的物质当量估算方法；进而通过构建用于调节生态系统类型之间与生态系统内部差异的均衡因子和调整因子，发展了生态系统服务快速核算方法.结果表明：三江源区主导生态系统服务（包括水源涵养、土壤保持和生态系统固碳）所具有的能值量为2.74×10²² sej/a，标准物质当量（即物质当量单位）的能值基准值为1.58×10¹⁷ sej/（km²·a），由此估算的物质当量为173 618.80当量/a，单位面积物质当量为0.56当量/（km²·a），其中，水源涵养、土壤保持和生态系统固碳服务的物质当量所占比例分别为52.72%、28.14%和19.14%.三江源区主导生态系统服务物质当量的空间分布特征表现为从东南向西北逐渐递减的变化趋势；分县（乡）估算的主导生态系统服务物质当量的空间分布与其单位面积物质当量存在较大差异，前者的高值区主要位于治多县、曲麻莱县和杂多县，后者则主要位于尖扎县、同仁县、久治县和班玛县.基于直接评估法估算的各县（乡）单位面积物质当量与基于快速核算方法估算结果的决定系数为0.72，均方根误差为0.25当量/（km²·a）.研究结果有助于实现生态系统服务的快速评估.

2014年冬季珠三角区域典型城市PM_2.5污染时空关联特征

詹鹃铭, 刘永红, 林琳, 丁卉, 徐伟嘉

2017, 30(1): 110-120. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.13

摘要(2004) HTML (65) PDF(1800)

摘要:
为探讨冬季珠江三角洲（下称珠三角）区域污染物的空间传输延迟性及其与气象、地理的关联性，利用2014年12月1日-2015年1月9日天气图、珠三角区域4个典型城市——韶关、广州、深圳、香港的地面气象数据及ρ（PM_2.5），采用时间序列、相关性分析等方法，分析了2014年冬季各城市大气ρ（PM_2.5）变化关联特征以及受天气过程的影响.结果表明：在研究时段内，受11次冷空气南下和3次西南暖湿气流控制的典型天气过程影响，4个典型城市的ρ（PM_2.5）小时均值、日均值的时间序列变化趋势具有一致性，并且4个城市间的ρ（PM_2.5）相关性均呈现深圳与香港>广州与深圳>韶关与广州的现象.在冷空气南下的典型天气过程中，4个城市ρ（PM_2.5）小时均值存在显著相关，其中，韶关与广州的相关系数为0.84，广州与深圳的相关系数为0.80，深圳与香港的相关系数为0.92；4个城市间ρ（PM_2.5）变化存在一定的滞后现象，其中，广州较韶关延迟4 h，深圳较广州延迟3 h，香港较深圳延迟1 h；而在西南暖湿气流控制的典型天气过程中，4个城市间ρ（PM_2.5）变化的关联特征不明显.研究显示，冬季珠三角区域污染物在典型冷空气南下过程中存在较明显的空间传输延迟特征，并且各典型城市间浓度变化相关性较显著.

香港港口近地面O₃与氮氧化物浓度变化的多重分形特征

乔中霞, 何红弟, 杨斌, 邢小虎

2017, 30(1): 121-129. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.14

摘要(1875) HTML (109) PDF(1242)

摘要:
以2012年3月-2014年2月香港葵涌港口大气ρ（O₃）、ρ（NO₂）和ρ（NO_x）的小时均值为研究对象，运用多重分形去趋势互相关分析法，对香港港口近地面ρ（O₃）与ρ（NO₂）和ρ（NO_x）相互作用的多重分形特征进行研究.结果表明：香港港口O₃ vs NO₂[ρ（O₃）vs ρ（NO₂），下同]的h（2）（广义Hurst指数）为0.80，O₃ vs NO_x[ρ（O₃）vs ρ（NO_x），下同]的h（2）为0.79，二者的h（2）均大于0.5，表明ρ（O₃）与ρ（NO₂）、ρ（NO_x）间均存在显著的长程交叉相关性.港口ρ（O₃）与ρ（NO₂）、ρ（NO_x）相互关系的多重分形特性在日际和季节上存在显著差异，其中夜晚的O₃ vs NO₂的Δα（分形强度指数）为0.92，O₃ vs NO_x的Δα为0.81，而白天二者的Δα分别为0.59和0.43，说明夜晚的多重分形特征明显强于白天；Δα为春季>夏季>秋冬，表明多重分形程度在春季最强，夏季次之，秋冬季最弱，可能与港口特殊的地理位置和气候条件有关.研究显示，在构建港口ρ（O₃）的预测模型时，需要考虑不同的时间尺度、不同气象条件下ρ（O₃）与ρ（NO₂）、ρ（NO_x）相关性的多重分形特征的差异性.

西安市道路PM_2.5 NO₂ CO水平浓度分布特征

沈敏霞, 曹军骥, 张宁宁, 王轩, 刘随心

2017, 30(1): 130-136. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.15

摘要(1967) HTML (49) PDF(1653)

摘要:
为获得西安市道路PM_2.5、NO₂和CO的水平浓度分布特征，选取小寨和秦岭环山路作为西安市城区道路和郊区道路的代表，采用水平分布的监测方法获得了每条道路距离道路边缘0、15和50 m处的ρ（PM_2.5）、ρ（NO₂）和ρ（CO）.结果表明：与秦岭环山路（下称秦岭）相比，城区观测点小寨的ρ（PM_2.5）、ρ（NO₂）和ρ（CO）分别为（88±50）（78.6±29.8）μg/m³和（1.5±0.3）mg/m³，均高于秦岭三者的质量浓度[分别为（55±23）（47.9±19.8）μg/m³和（1.4±0.1）mg/m³].在空间分布上，ρ（PM_2.5）、ρ（NO₂）、ρ（CO）水平梯度分布明显.与距离道路边缘0 m处相比，小寨ρ（PM_2.5）在距离道路边缘15和50 m处分别减少了6.48%、7.96%，秦岭减少了5.45%、9.09%；小寨ρ（NO₂）在15和50 m处分别减少了8.57%、14.29%，秦岭减少了15.45%、24.89%；在距离道路边缘50 m处小寨ρ（CO）减少了25.00%，而秦岭在距离道路边缘15和50 m处分别减少了25.00%、41.67%.研究显示，来自于机动车排放的PM_2.5、NO₂和CO在道路两侧有明显的距离效应，并且郊区观测点水平递减更明显.

天津临港某仓储公司VOCs排放特征及臭氧生成潜势

程晓娟, 刘芯雨, 杨文, 郭凤艳, 王秀艳

2017, 30(1): 137-143. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.27

摘要(2043) HTML (45) PDF(1679)

摘要:
为了研究储运环节VOCs的排放影响，参考HJ 732-2014《固定污染源废气挥发性有机物的采样气袋法》，选择天津临港工业园区某石化业仓储公司为重点监测对象，对企业的厂界上下风向、有组织和无组织排放源进行采样，利用在线仪器PTR-TOF-MS对采集的样品进行VOCs定量分析，并对厂界处O₃-NO_x -VOCs三者的关系和污染物的臭氧生成潜势进行研究.结果表明：有组织排放源——洗涤塔、活性炭吸附塔1号和2号的∑ρ（VOCs）（所有VOCs组分浓度之和）分别为18.91、71.48和5.65 mg/m³，无组织排放源——罐组和装卸车台∑ρ（VOCs）分别为0.39和0.087 mg/m³；甲醇为企业的特征污染物，此外还有烷烃和少量的烯烃，有组织排放中活性炭吸附塔2号是影响厂界污染特征的主要环节；有组织和无组织VOCs排放量分别为0.57和214.26 t/a.对O₃-NO_x-VOCs三者关系的分析显示，企业厂界处O₃的形成主要受VOCs控制，其臭氧生成潜势为烯烃>醇类>烷烃，除考虑醇类的影响外，烯烃也是不可忽视的环境影响因素.

电解海水对模拟船舶柴油机废气的脱硝应用

韩志涛, 于景奇, 杨少龙, 潘新祥, 严志军

2017, 30(1): 144-151. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.19

摘要(1608) HTML (81) PDF(1265)

摘要:
采用无隔膜电解方法对海水进行电解，研究了电极间距、电解时间、电流密度等不同电解条件对电解海水中ρ（有效氯）的影响，并基于模拟船舶柴油机废气实验台以及自行搭建的喷淋反应系统，初步研究了电解海水的脱硝效果.结果表明：随电极间距由5 mm增至25 mm，电解电压逐渐增加，而电解溶液的pH变化不明显；随着电流密度与电解时间的增加，电解溶液中ρ（有效氯）近似呈线性增加.在电解电流密度为100 mA/cm²、电解时间为30 min时，电解溶液中ρ（有效氯）达到2 288 mg/L.当采用非循环喷淋模式进行脱硝试验时，随着电解海水中ρ（有效氯）的增加，NO去除率迅速提高，在ρ（有效氯）为872 mg/L时，NO去除率达到79%.电解海水溶液的初始pH对脱硝效果影响较大，当pH为6.0~8.0时，NO_x去除率高于40%.当采用循环喷淋模式进行脱硝试验时，随着电解海水中ρ（有效氯）的增加，NO去除率及其持续时间均明显改善，当ρ（有效氯）为2 288 mg/L时，电解海水的NO去除率高于80%，并且循环喷淋持续时间大于50 min.研究显示，电解海水溶液具有良好的脱硝效果，在船舶柴油机废气脱硝方面具有重要的应用潜力和研究价值.

H₃BO₃改性柠檬渣对Cu²⁺ Pb²⁺ Cr⁶⁺的吸附性能

沈王庆, 雷阳, 邵培利

2017, 30(1): 152-158. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.21

摘要(1720) HTML (38) PDF(2007)

摘要:
为研究柠檬渣对Cu²⁺、Pb²⁺和Cr⁶⁺的吸附性能，利用10%的H₃BO₃对柠檬渣进行了改性，比较了改性前后柠檬渣对Cu²⁺、Pb²⁺和Cr⁶⁺的吸附效果，并利用差热分析（TG-DTA）、红外光谱（IR）、紫外光谱（UV）、X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）和能谱（EDS）对柠檬渣进行了表征.结果表明：改性后的柠檬渣对Cu²⁺、Pb²⁺和Cr⁶⁺的吸附率分别为预处理后柠檬渣的5.89、2.07和1.38倍；改性后柠檬渣的孔径为中孔，孔容增大了3.0倍，孔径和碘吸附值变化不大，灰分率减小了近4倍，比表面积增大超过了2倍.改性后的柠檬渣在近紫外区有最大吸收波长；改性和吸附Cu²⁺、Pb²⁺和Cr⁶⁺样品的TG和DTA曲线不完全相同；柠檬渣为非晶型结构，主要由C组成；吸附Cu²⁺、Pb²⁺、Cr⁶⁺后的改性柠檬渣均各自含有Cu、Pb、Cr元素，但形成的能谱（EDS）峰不高.研究显示，柠檬渣经10%的H₃BO₃改性后能显著提高对Cu²⁺和Pb²⁺的吸附性能，而对Cr⁶⁺的吸附性能影响不大.

负载铁生物炭对雄黄矿尾渣砷的钝化效果

杜艳艳, 王欣, 谢伟城, 肖瑶, 王侠, 何香艳

2017, 30(1): 159-165. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.02

摘要(1711) HTML (45) PDF(1424)

摘要:
湖南石门雄黄矿矿区内大量As含量极高的尾渣，严重威胁着当地环境安全与居民生命健康.为推动实现对雄黄矿高As尾渣的稳定化处理，系统分析了FeBC（负载铁生物炭）对雄黄矿尾渣中As的钝化效果，并对FeBC钝化As的发生机制进行探讨.结果表明：水平振荡试验和合成沉降浸出试验（synthetic precipitation leaching procedure，SPLP）中尾渣As的浸出浓度分别为103.7和173.5 mg/L；FeBC的加入[矿渣与FeBC的比例（w/w）为4：1]使尾渣中As的浸出浓度降低72.2%~79.2%.在以模拟酸雨为淋溶液的柱试验中，FeBC处理使淋出液中ρ（As）下降79.1%~99.3%，As淋失总量减少92.8%，但酸雨淋溶量的持续增加使出水中ρ（As）随pH的降低而缓慢上升.FTIR（傅里叶红外光谱）分析发现，FeBC表面负载的Fe原子通过羟基与砷酸根之间的配位基交换作用吸附As是FeBC高效钝化尾渣中As的关键机制；同时，生物炭载体表面含氧官能团还可能通过氢键与As氧合阴离子或分子发生了吸附反应.研究显示，FeBC在钝化雄黄矿尾渣中高含量As方面具有突出优势，可用于快速降低矿渣中As的浸出毒性；但在长期酸雨淋溶条件下，可能需要设置酸度缓冲层以充分保障FeBC钝化As作用的稳定性和持久性.

基于工业水足迹的造纸企业节水减排途径

李玉, 韩峰, 成晓典, 李文锋, 宋婷婷, 孙晓梅, 崔兆杰

2017, 30(1): 166-172. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.18

摘要(1830) HTML (57) PDF(1348)

摘要:

为实现造纸行业各部门用水结构的优化，采用工业水足迹分析方法，明确了造纸行业工业水足迹评价的系统边界，构建了造纸行业工业水足迹核算框架，并选取山东省某典型造纸企业为研究案例，计算了该企业工业水足迹、节水减排后水足迹削减量及贡献率.结果表明：① 该造纸企业蓝水足迹为55.90 m³/t、灰水足迹为21.80 m³/t、隐含水足迹为5.65 m³/t.② 通过进行清洁生产审核，可以节约蓝水足迹1 184 209 t，隐含水足迹1 207 184 t，灰水足迹785 334 t，共节约工业水足迹量为3 176 727 t.③ 工艺技术改进和中水回用技术对企业节约水足迹的贡献率分别为38.88%、42.00%，对节约水足迹总的贡献率为80.88%.研究显示，工艺技术改进和中水回用对节约工业水足迹的贡献率最大，造纸企业节水减排的重点应是提高中水回用率，可通过加强技术改造、引进先进设备完成.

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