环境科学研究

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2017, 30(2).

摘要(187) PDF(49)

摘要:

2013-2016年天气形势对北京秋季空气重污染过程的影响

高庆先, 李亮, 马占云, 黄炳博

2017, 30(2): 173-183. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.71

摘要(2990) HTML (73) PDF(2444)

摘要:
我国北方秋冬季节的空气重污染过程已经成为影响人们生活的重大环境事件，不仅受到公众和科研工作者的广泛关注，也已成为各地各部门政策制订者最为重视的关键问题之一.针对众说纷纭的空气重污染过程的形成机理、治理方案、控制对策等，利用2013-2016年秋季（9-11月）中国环境监测总站公布的逐时空气质量监测数据，重点对北京奥体中心站的空气重污染过程的演变进行了分析.结合中国气象局发布的天气形势分析图，系统地分析了我国4 a来秋冬季节出现大范围空气重污染过程的气候背景.结果表明：秋季我国东北和华北地区出现持续时间长、影响范围广的空气重污染过程，除了排放源的影响之外，天气形势同样起着重要作用. 2013-2016年秋季北京奥体中心的PM_2.5污染状况仍以优良天气为主，其间中度及以上污染的持续时间虽然不长，但其影响[高ρ（PM_2.5）]也不容忽视.秋季北京奥体中心ρ（PM_2.5）日均值超标（二级）日数占25.8%，其中2014年最为严重，超标日数达44 d，占37.4%.通过对空气重污染过程与我国传统节气的对比分析发现，入秋后我国北方首次出现持续48 h以上的空气重污染过程分别是在秋分和寒露两个节气，而最严重的空气重污染过程则出现在寒露和霜降两个节气.从时间序列来看，4 a来北京奥体中心ρ（PM_2.5）没有特别显著的改善，优良时数占60%左右，而中度以上的污染时数则维持在25%左右，但严重污染事件[ρ（PM_2.5）≥ 250 μg/m³]的有效时数则有明显的变化.此外，白天污染物的浓度明显低于夜晚.研究还发现，西伯利亚高压指数的异常偏低往往会导致持续时间长、影响范围广和污染强度强的重度污染事件.

关中地区背景点位环境空气PM_2.5来源解析与多模型结果对比

杨佳美, 戴启立, 刘保双, 毕晓辉, 宋文斌, 吴建会, 冯银厂

2017, 30(2): 184-192. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.16

摘要(2934) HTML (56) PDF(2538)

摘要:
为研究关中地区远郊背景点位大气PM_2.5污染来源，于2014年12月-2015年10月在西安市区西南方向约34 km的背景点位（农村区域，108°44'13"E、34°00'53"N）开展样品采集，共获得218个有效样品，对29种化学组分进行了分析，并运用ME2和PMF模型进行同步解析、相互验证.结果表明：ME2和PMF模型各解析出5类因子，分别为二次无机盐、机动车尾气排放、生物质燃烧、煤烟尘和土壤尘.其中，二次无机盐分担率为42.23%~42.74%，是首要贡献源类，机动车尾气排放（22.40%~24.53%）、煤烟尘（14.57%~14.73%）、生物质燃烧（11.88%~13.42%）是另外3种主要贡献源，而土壤尘（6.28%~7.22%）分担率相对较小. 2种模型同步解析大气颗粒物来源对比表明，ME2和PMF模型同步解析结果一致，各源类的日贡献浓度均呈正相关，其中二次无机盐、机动车尾气排放、土壤尘的相关性较强，R²在0.876~0.960之间，表明解析结果可信.

石家庄市采暖期大气细颗粒物中PAHs污染特征

段二红, 张微微, 李璇, 肖捷颖, 俞磊, 段莉丽

2017, 30(2): 193-201. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.17

摘要(1952) HTML (33) PDF(1692)

摘要:
采集2015年12月-2016年2月采暖期石家庄市文教区、交通密集区、居民区和商业交通混合区大气细颗粒物样品，依据HJ 646-2013《环境空气和废气气相和颗粒物中多环芳烃的测定气相色谱-质谱法》分析石家庄市大气细颗粒物中PAHs污染水平及分布特征、气象参数与PAHs相关性，并解析PAHs污染来源.结果表明：石家庄市冬季采暖期大气细颗粒物PM₁₀、PM_2.5和PM_1.0中ρ（PAHs）的日均值分别为397.66、349.09和272.35 ng/m³，分别是采暖期前（11月1-15日）的6.16、4.62和4.82倍，并且呈交通密集区>居民区>文教区>商业交通混合区的空间分布特点.相对湿度与细颗粒物PM₁₀、PM_2.5和PM_1.0中ρ（PAHs）均呈显著正相关，R²分别为0.30、0.37和0.33，而风速与三者呈显著负相关，R²分别为-0.39、-0.53和-0.26；PM_1.0中具有显著相关的PAHs单体数量多于PM₁₀和PM_2.5.根据PAHs环数分布特征及特征化合物比值判断，石家庄市冬季采暖期PAHs污染为燃煤与机动车尾气复合型污染特征，同时餐饮油烟也有一定的贡献.

包头市大气污染特征及其影响因素

周海军, 刘涛, 都达古拉, 任丽敏, 贺忠翔, 卢振国, 何江

2017, 30(2): 202-213. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.42

摘要(2344) HTML (84) PDF(2039)

摘要:
为了解包头市大气污染特征，利用包头市2014年ρ（PM₁₀）、ρ（PM_2.5）、ρ（SO₂）、ρ（NO₂）、ρ（CO）和ρ（O₃）环境空气自动监测数据，结合气象参数，分析了包头市大气污染特征及其影响因素.结果表明：① 包头市春季大气污染以PM₁₀为主，夏季以O₃为主，秋冬两季PM₁₀和PM_2.5均有不同程度污染. ② ρ（PM₁₀）、ρ（PM_2.5）、ρ（SO₂）、ρ（NO₂）的24 h平均值和ρ（O₃）日最大8 h平均值分别有153、76、10、6和3 d超出GB 3095-2012《环境空气质量标准》二级标准限值，ρ（CO）24 h平均值全年达标. ρ（PM₁₀）、ρ（PM_2.5）和ρ（NO₂）年均值分别为GB 3095-2012二级标准限值的2.2、1.6和1.2倍，ρ（SO₂）年均值达标. ③ PM_2.5/PM₁₀（质量浓度比）四季分布为冬季（0.45）>秋季（0.39）>夏季（0.36）>春季（0.27），年均值为0.37，粗颗粒污染特征明显. ④ SO₂/NO₂（质量浓度比）四季分布为冬季（1.76）>春季（1.15）>秋季（0.82）>夏季（0.75），年均值为1.12，并且取暖季明显高于非取暖季，说明冬季燃煤取暖对包头市空气质量有重要影响. ⑤ 包头市的严重污染主要有沙尘型和煤烟型2种. ⑥ 系统聚类分析表明，扬尘引起的PM₁₀对包头市环境空气质量有重要的影响，以SO₂和CO为排放特征的燃煤对PM_2.5有较大的贡献.

海南南渡江下游二维水动力及水生态数值模拟

许栋, 王迪, 及春宁, 聂红涛, 符传君, 李龙兵

2017, 30(2): 214-223. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.31

摘要(2003) HTML (77) PDF(1756)

摘要:
为了模拟河流水生态系统演变，探讨热带河流浮游植物和浮游动物生物量在流量影响下的沿程变化规律，在求解河流二维浅水方程的基础上，考虑浮游动物、浮游植物、悬浮碎屑、无机氮、无机磷等输运和演变子模型以及各子模型间的耦合作用机制，构建水生态动力数学模型，并将该模型应用于我国热带河流—海南南渡江下游龙塘坝至入海口段（长约28 km）.数学模型采用ADI-QUICK格式差分方法对水动力学方程和对流扩散方程进行离散求解，进而驱动各类生物变量输运和演化.通过对河流水面线高程、营养盐含量、浮游生物生物量模拟值与实测值加以对比进行验证.实证结果表明，在生态参数合理率定前提下，忽略河流流量的时间变化，采用丰水期、平水期和枯水期工况下的代表流量加以概化，数值模拟仍能获得局部河段浮游生物生物量模拟值与实测值整体相符合的结果.浮游植物和浮游动物生物量均沿水流方向逐渐降低，但随流量的增大整体上呈降低趋势，丰水期上游浮游生物生物量为下游的1.6倍，枯水期达到9.3倍.受海水入侵、沿程污染排放等因素的影响，枯水期浮游生物生物量模拟值与实测值的偏差远大于丰水期.枯水期河道浮游植物和浮游动物生物量模拟值的最大值分别为77.71和38.56 mmol/m³（均以C计），约为丰水期的3.8倍，说明枯水期水质富营养化风险远高于丰水期.

影响黄龙藻类群落结构的环境因子分析

张存凯, 李琼芳, 唐淑, 张清明, 陈超, 吕治州, 张文静

2017, 30(2): 224-231. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.36

摘要(2200) HTML (184) PDF(1735)

摘要:
为了探讨引起黄龙钙华沉积区附着藻类大量滋生的原因、持续发展的趋势以及对钙华景观产生的影响，于2015年春、夏、秋季采集景区内12个典型样地的藻样和水样，在进行群落结构分析和环境因子分析的基础上，采用CCA（典型对应分析）以探明影响群落结构的主要环境因子.结果表明：① 试验共检出藻类88种，隶属于5门9纲18目20科37属，优势种以贫营养土著型为主；② 随季节更替，物种丰度、生物量和Margalef指数增加，Pielou指数下降，Shannon-Wiener指数和Simpson指数变化稳定；③ 基于CCA结果发现，pH（F=1.6，P=0.02）和海拔（F=1.5，P=0.04）是影响群落结构的主要环境因子.研究显示，当前环境下，自然因子较人为因子对群落结构的影响更为显著，后期在制订水环境评估及钙华资源保护方案时，应当充分考虑特定环境因子的影响.

深圳湾及邻近水域溶解有机磷的分布和来源及其生物利用率

张军晓, 李绪录, 许春玲, 林梵, 史华明

2017, 30(2): 232-239. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.33

摘要(1880) HTML (95) PDF(1849)

摘要:
为了解深圳湾的生态环境质量状况，利用2000-2014年逐月的水质监测资料，分析了深圳湾及珠江口东南沿岸水体中DOP（溶解有机磷）的时空分布特征，并结合盐度、ρ（BOD₅）、ρ（POM）（POM为颗粒有机物）实测数据，应用二元混合质量平衡模式和简单回归分析法，定量确定了DOP的来源和生物利用率.结果表明，研究期间深圳湾水体中ρ（DOP）为（0.073±0.077）mg/L，总体上丰水期（4-9月）低于枯水期（10月-翌年3月），2000-2004年呈上升趋势，而2005-2014年呈下降趋势；珠江口东南沿岸水体中ρ（DOP）为（0.022±0.013）mg/L，夏季（7月）和冬季（1月）较高，春季（4月）和秋季（10月）较低，其年际变动略呈下降趋势.深圳湾和珠江口东南沿岸水体中DOP均呈现为保守，具有同源性.二元混合质量平衡模式估算结果表明，深圳湾DOP主要来自陆源，而珠江口东南沿岸DOP主要来自海源.依据实测数据和回归分析结果估算，深圳湾和珠江口东南沿岸水体中DOP生物利用率分别约为14.5%和15.5%，与珠江口下段高盐水体中的实测溶解有机碳生物利用率相近.研究显示，周边人为向海排放对深圳湾生态环境质量的影响较为严重.

阴山北麓草原生态功能区植被覆盖度遥感动态监测

赵艳华, 苏德, 包扬, 杨巍, 赵超, 白雲, 赵玉金

2017, 30(2): 240-248. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.35

摘要(2486) HTML (57) PDF(1967)

摘要:
为揭示植被覆盖度时空动态变化及其与气候因子的相关关系，以2011年国务院印发的《国家主体功能区规划》中划定的防风固沙类型的阴山北麓草原生态功能区为研究区域，以MODIS长时间序列的植被指数产品为数据源，采用像元二分法、一元线性趋势法以及相关分析法等，对阴山北麓草原生态功能区植被覆盖时空变化及其与气温和降水的关系进行分析.结果表明：阴山北麓草原生态功能区植被覆盖较差，其中以察哈尔右翼中旗的植被覆盖度为最高，数值在30%~60%之间；乌拉特后旗植被覆盖度为最低，处于2.31%~8.89%之间.2000-2010年研究区植被覆盖整体呈波动下降趋势，以低等级（0~20%）和较低等级（20%~40%）为主，两等级面积占90%以上；处于高等级（60%~80%）和较高等级（80%~100%）水平的区域面积总和仅占研究区总面积的0.62%.2000-2010年植被覆盖度由高等级向低等级的转化趋势明显，植被退化面积占研究区总面积的53.4%，植被改善面积仅占1.63%，基本不变的区域占44.97%.相关分析显示，研究区植被覆盖度与同期降水响应关系良好，大部分区域二者呈正相关；植被覆盖度与同期气温关系不明显，大部分区域二者呈负相关，说明降水是影响阴山北麓草原生态功能区植被覆盖度变化的主要自然因素.

生态支撑力概念模型的构建及应用

顾琦玮, 王红旗, 刘晓宇, 田雅楠, 郑燚楠

2017, 30(2): 249-256. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.30

摘要(1813) HTML (29) PDF(1476)

摘要:
为了反映自然生态系统在维持生态平衡时对生态承载力所产生的作用效果，构建了评价自然生态系统抗扰动能力的生态支撑力概念及模型，采用基于Kendall's W检验法改进后的主成分投影法，对海南省重要生态区进行生态支撑力评价.生态支撑力所反映的生态承载力的向上支撑作用效果取决于"生境""生物群落""物质循环和能量流动"这三方面，故通过表征这三方面的自然驱动力、生态结构和生态功能准则层来构建生态支撑力概念模型及评价指标体系.案例研究结果表明：2000-2010年海南省重要生态区东部生态支撑力指数长期处于Ⅲ级（中等）水平以上，而西部均处于Ⅳ级（较低）水平以下，这与2020年海南省主体功能区规划和区域经济差异特征相符；海南省重要生态区生态支撑力指数处于Ⅰ级（高等）水平的面积所占比例由2000年的17.15%升至2010年的30.57%，增幅达78.25%，表明生态支撑力逐渐好转，推测与海南省实施生态特区建设密切相关.研究显示，所提出的生态支撑力概念模型及应用能客观地反映该区生态环境状况及其影响成因，将有助于海南省重要生态区的生态安全维护和管理决策的制订.

秦巴中部山区耕地土壤速效钾空间变异及其影响因素

陈洋, 齐雁冰, 王茵茵, 张亮亮, 刘姣姣

2017, 30(2): 257-266. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.47

摘要(1906) HTML (66) PDF(1317)

摘要:
为探究土壤速效钾空间异质性及其影响因素，以秦巴中部山区的碑坝镇、福成乡、白玉乡为研究区，基于104个耕层土壤采样点，运用经典统计学和地统计学方法揭示速效钾的空间变异特征，并利用相关分析、方差分析、冗余方差分解法研究不同因素对其空间变异的影响.结果表明：研究区土壤中w（速效钾）为55~156 mg/kg，平均值为125.99 mg/kg，表现出中等程度变异性（变异系数为14.07%）.地统计分析显示，各理论模型中以高斯模型对w（速效钾）的拟合效果最佳，块金效应为16.95%，变程达1 454 m，具有强烈空间自相关性，其空间变异中结构变异占优、随机成分较少；速效钾呈地带性分布，自中部河谷低地向东西部山地丘陵呈增加趋势.定量分离结果表明，各类因子总体解释了48.67%的变异信息，土壤因子（土壤类型、土壤质地、成土母质、pH）、地形水文因子（海拔、坡度、地下水深度、地表产水量）、人为因素（施钾量、种植制度、耕层厚度、到村中心距离）的综合解释能力依次为35.39%、17.14%、9.96%；就单因子而言，施钾量、土壤类型、海拔、pH、土壤质地、成土母质的解释能力达35.35%、31.02%、28.39%、26.23%、21.96%、20.74%，并在P < 0.001水平上表现出强烈显著性，是土壤速效钾变异的主要因素.

阴极电解液对Cd污染红壤电动修复的影响

徐龙云, 张英杰, 董鹏, 孙鑫, 勾凯, 孟奇, 李彬

2017, 30(2): 267-274. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.29

摘要(1754) HTML (52) PDF(1665)

摘要:
针对土壤重金属电动修复过程中阴极电解室pH升高会对重金属的去除产生不利影响的问题，利用Fe³⁺/Fe²⁺、Cu²⁺/Cu标准电极电位较高的优势，以人工模拟Cd污染红壤为研究对象，对不同阴极电解液[Fe（NO₃）₃、CuSO₄、柠檬酸]的电动修复效果进行系统分析.结果表明：分别将Fe（NO₃）₃、CuSO₄、柠檬酸加入阴极电解室中，pH均控制在2~3，电动修复10 d后发现，将Fe（NO₃）₃溶液、CuSO₄溶液和柠檬酸作为阴极电解液均可以有效控制阴极室的pH，CuSO₄溶液、柠檬酸的加入对土壤中Cd的去除效果较差，而且Cu²⁺的加入增加了土壤重金属二次污染的风险.相对于CuSO₄、柠檬酸试验组，Fe（NO₃）₃试验组土壤中Cd的去除率较高（大于87.27%），Fe（NO₃）₃试验组对土壤中Cd的修复效果也最为明显，土壤中w（Cd）由阴极附近的75.95 mg/kg降至阳极附近的9.13 mg/kg.分析电动修复后各试验组中不同形态Cd在Cd总量中所占比例的分析，结果显示，w（弱酸提取态Cd）所占比例由初始的74.57%最高可达到92.69%[Fe（NO₃）₃试验组]，表明Fe（NO₃）₃的加入有助于促进土壤中Cd的迁移.研究显示，相比于CuSO₄溶液、柠檬酸，Fe（NO₃）₃溶液作为阴极电解液在控制阴极电解室pH升高的前提下，显著促进了土壤中Cd的解吸和迁移，并达到最佳修复效果.

湖泊有毒有害化学品调查刍议

卢少勇, 王圣瑞, 陶玉强, 孙锦业, 郭伟, 赵兴茹, 焦立新

2017, 30(2): 275-281. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.02.27

摘要(2066) HTML (39) PDF(1683)

摘要:
为掌握我国湖泊流域TCs（toxic chemicals，有毒化学品）的生产与环境赋存状况，以化学品高产量湖区为研究对象，采用文献调研法对我国湖泊流域有毒化学品的污染现状等进行总结，提出我国典型湖泊化学品和水环境调查和研究思路.研究表明：我国湖泊流域有毒化学品污染形势严峻，亟需全面开展湖泊TCs的污染调查工作，以期为加强污染控制、治理和管理提供依据.目前我国对于湖泊流域TCs的生产、使用和排放没有详细的统计数据，湖泊化学品多介质赋存情况不清、来源不明，并且缺少对TCs调查的统一技术规范.我国与发达国家在典型湖泊流域TCs研究与管理方面差距较大，而我国应优先从化学品生产企业主要分布区同步开展湖泊和流域的TCs调查，建议基于现有行政区开展化学品的生产、使用和排放情况调查，即选择我国中东部19个省级行政区的30个典型湖泊水库（太湖、洞庭湖、三峡水库、丹江口水库等）开展TCs的生产、使用和排放以及环境赋存、生态效应的调查与研究，其中调查部分采用三级调查方式（普查、详查和核查），湖内TCs调查采用多介质（水、沉积物和水生生物）调查方式，同时进行溯源并提出优控清单，将有助于我国对湖泊中TCs的种类、赋存形态和浓度水平的总体把握，为科学有效地管理湖泊及其TCs提供重要基础.

武陵山区域典型生态保护城市饮用水源地水质人体健康风险评价

李莹莹, 张永江, 邓茂, 王文芳, 黄晓容

2017, 30(2): 282-290. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.34

摘要(1811) HTML (68) PDF(1602)

摘要:
选择武陵山区域黔江区的2个城市集中式饮用水源地为研究对象，通过2010-2014年每月进行水质监测，获取120组有效数据，运用US EPA推荐的健康风险评价模型对13项水质指标（如Cd、As、Hg等）进行健康风险评估.结果表明：2010-2014年，黔江区小南海、洞塘水库监测指标均满足GB 3838-2002《地表水环境质量标准》 Ⅲ标准，水质状况良好.2个饮用水源地的成人总致癌风险均在0.87×10^-7~1.19×10^-7 a^-1之间，儿童总致癌风险均在2.86×10^-7~3.91×10^-7 a^-1之间，成人和儿童的水质总健康风险均值低于US EPA和ICRP（1×10^-4和5×10^-5 a^-1）的最大可接受风险水平2个数量级以上.健康风险排序为致癌物>非致癌物.计算健康风险指标贡献率表明，通过饮水暴露途径引起健康风险应优先控制Cr⁶⁺.黔江区2个城市饮用水源地对儿童产生的人体健康总风险值大于成人，因此儿童更易受到化学物质引起的健康危害.不确定分析结果表明，该研究健康风险评价结果具有可信性，但污染物浓度、人体单位体质量、日均饮水量以及暴露时间的变动将会影响健康风险水平的高低.

水泥窑协同处置生活垃圾焚烧飞灰过程中二

英的迁移和降解特性

肖海平, 茹宇, 李丽, 闫大海, 彭政, 王宁, 张国亮

2017, 30(2): 291-297. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.39

摘要(2223) HTML (97) PDF(2106)

摘要:
为了解生活垃圾焚烧飞灰中的二

英在水泥脱氯预处理过程中的迁移特性以及在水泥窑内的热降解特性，依托北京市琉璃河水泥有限公司的生活垃圾焚烧飞灰水泥窑协同处置示范线，开展了生活垃圾焚烧飞灰的水洗脱氯预处理和水洗后飞灰向水泥窑投加的工程试验研究.结果表明：烘干烟气中和水泥窑窑尾烟气中二

英排放浓度低于GB 30485-2013《水泥窑协同处置固体废物污染控制标准》中所规定的标准限值（以I-TEQ计）为0.1 ng/m³，结晶氯盐中二

英含量（以I-TEQ计）仅为2.8 ng/kg；以每h进入水洗罐的原飞灰中所含二

英量为100%计，经过水洗处理后，99.97%的二

英仍留在脱氯飞灰中，仅有0.08%和0.14%的二

英分别通过烘干废气和结晶盐排出；以每h投入水泥窑窑尾烟室的飞灰所含二

英为100%计，仅有0.82%、0.13%和0.002%的二

英分别随窑灰、熟料、烟气排出，飞灰中的二

英在水泥窑内的消减率达到了99%以上，实现了较为彻底的降解.

ABR-MABR耦合工艺处理畜禽养殖废水的同步启动

陈晴, 王毅力, 赵丽, 张盼月

2017, 30(2): 298-305. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.23

摘要(1845) HTML (78) PDF(1350)

摘要:
为评价采用ABR-MABR（厌氧折流板反应器-膜曝气生物膜反应器）耦合工艺处理畜禽养殖废水的可行性，采用模拟畜禽养殖废水，通过在ABR的厌氧格室接种厌氧颗粒污泥和MABR的好氧格室接种活性污泥，逐步升高进水负荷进行反应器的同步启动，并通过PCR-DGGE技术研究了反应器中微生物群落结构.结果表明：48 d后反应器OLR（有机负荷，以COD_Cr计）达到5.0 kg/（m³·d），此时，耦合反应器对COD_Cr、NH₄⁺-N的去除率分别可达89%、60%，反应器成功启动；成功启动之后反应器中厌氧颗粒污泥的浓度在14.0~35.0 g/L之间，直径由1.18~1.58 mm增至1.62~2.37 mm.ABR-MABR中的污泥主要由杆状菌和少量丝状菌、球状菌以及胞外聚合物组成；反应器中微生物群落结构丰富，厌氧格室中存在优势的具有产氢、产甲烷功能菌群或反硝化功能的菌群，曝气格室中存在硝化细菌[uncultured Nitrospira sp.、uncultured Nitrospira sp.（Nitrospirae）]与反硝化细菌（Thauera sp.），同时也发现了与厌氧消化产甲烷相关的菌群.研究显示，采用接种厌氧颗粒污泥与逐步升高进水负荷的方式可以快速实现ABR-MABR的同步启动.

温度对合成钛酸盐纳米材料的影响及其对水中Cd (Ⅱ)的去除效果

贺充恺, 杨刚, 汪国庆, 陈歌, 姜宏

2017, 30(2): 306-314. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.20

摘要(1792) HTML (53) PDF(1362)

摘要:
为有效去除水中Cd（Ⅱ），以TiO₂纳米粉和NaOH为原料，调节水热反应温度分别为100、120、150和190℃，制备出了不同形貌的TNs（钛酸盐纳米材料），分别记为TNs-100、TNs-120、TNs-150和TNs-190，并对其形貌、结构、比表面积、化学组成等物理化学性能进行了表征；通过对水中Cd（Ⅱ）的静态吸附试验，考察了TNs对Cd（Ⅱ）的吸附性能.结果表明：随着合成温度的升高，TNs的形貌逐渐从纳米片演变成纳米管，管长逐渐变长，最后变成纳米棒.TNs-100的晶型结构主要是锐钛矿型；随着温度升高，结晶度逐渐增强；TNs-190出现了部分金红石相.TNs-150对Cd（Ⅱ）的吸附能力最强，最大平衡吸附量为254.66 mg/g，最佳吸附pH为5.0.再生的TNs-150对Cd（Ⅱ）循环吸附6次的去除率和解吸率均可达93%以上.TNs-150对Cd（Ⅱ）的吸附过程符合准二阶动力学方程和Langmuir吸附等温模型，吸附机制主要是TNs层间Na⁺和H⁺与溶液中Cd（Ⅱ）的离子交换.研究显示，TNs的饱和吸附量均高于同类吸附剂，能有效去除水中Cd（Ⅱ）.

活性污泥及其与秸秆共基质的厌氧消化特性

王紫琪, 周海东, 张喆, 王莹莹

2017, 30(2): 315-321. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.37

摘要(1873) HTML (57) PDF(1524)

摘要:
为分析秸秆对污泥厌氧消化特性的影响，在中温[（35±1）℃]条件下，研究了活性污泥单基质及其与秸秆共基质在SRT（固体停留时间）分别为10和15 d，以及C/N（质量比）分别为5.5：1、10.0：1的情况下，厌氧消化产沼气量及其组分、ρ（NH₄⁺-N）、ρ（TP）、ρ（COD_Cr）及ρ（VFA）[以ρ（乙酸）计，其中VFA为挥发性短链脂肪酸]的变化特性.结果表明：活性污泥-秸秆共基质厌氧消化在SRT为10、15 d时，累积沼气产量为5 818.0、9 026.0 mL，比活性污泥单基质的沼气产量（4 930.0、7 760.0 mL）分别提高了15.3%、14.0%；共基质所产沼气中φ（CH₄）最高为69.3%，比活性污泥单基质高出15.4%.此外，在SRT为10和15 d时，活性污泥-秸秆共基质厌氧消化COD_Cr去除率分别为25.0%和28.0%，优于单基质的10.2%和13.1%；共基质平均ρ（NH₄⁺-N）分别为278.5和254.9 mg/L，单基质平均ρ（NH₄⁺-N）分别为215.6和213.5 mg/L；活性污泥-秸秆共基质平均ρ（TP）分别为168.6和175.9 mg/L，高于活性污泥单基质的129.2和152.2 mg/L.共基质有利于厌氧消化液中有机物的提高，从而增加ρ（VFA）、提高甲烷产量.研究显示，共基质可优化厌氧消化底物的C/N，促进厌氧消化反应，提高产气量.

TiO₂电极光电催化氧化处理水体中的蒽

刘博川, 王丽娟, 乔梦, 郭涛, 王彦斌, 曹巍, 赵旭

2017, 30(2): 322-328. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.32

摘要(1848) HTML (57) PDF(1599)

摘要:
为了探究光电催化体系对水体中多环芳烃（PAHs）的降解效果，采用TiO₂电极在紫外光照射下进行了光电催化氧化处理多环芳烃——Ant（蒽）的研究.分别比较了光电催化（PEC）、光催化（PC）和电化学氧化（EC）体系对Ant的降解效果.并探究了电流密度、初始pH、初始ρ（Ant）和腐植酸（HA）等对Ant降解效果的影响；同时，采用伪一级动力学对降解反应速率进行了拟合分析并对中间产物的含量及Ant的降解机理进行了研究.结果表明：在相同电流密度和反应时间等条件下，PEC体系对Ant的降解率均高于PC和EO体系；电流密度对Ant降解影响不大，在电流密度为0.05 mA/cm²条件下，反应30 min后，Ant的降解率能达到98.5%，体系中中间产物有蒽酮（AT）、蒽醌（AQ）等物质，其浓度呈现先增加后降低的趋势；初始pH对中间产物AQ的生成影响较大；初始浓度对反应速率影响较大，初始浓度增加3倍，反应速率降低了近44%，但Ant的降解率相差不到1%；HA的存在使得Ant降解率降低了7.5%，反应速率降低了近83%.

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2017年第30卷第2期

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