环境科学研究

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2017, 30(5).

摘要(178) PDF(57)

摘要:

刘静, 刘录三, 郑丙辉

2017, 30(5): 645-653. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.02.28

摘要(2044) HTML (42) PDF(2445)

摘要:
入海河口(简称“河口”)既是河流的终端又是海洋的起点，水动力特征、水质特征和水生态特征均既不同于近岸海域也不同于河流，对近岸海域水环境质量至关重要.自20世纪50年代以来，我国河口海岸管理工作经历了重大发展与变革，各涉海管理部门提供了一定的管理支撑，但也存在多个问题亟待解决.如多个功能区划作用于同一河口水域；咸淡水水质功能类别不一致，水质指标体系存在显著差别；重要河口水环境质量评价结果长期“一片红”，不能客观反映公众、地区及国家水质目标责任主体需求；未明确河口的管理范围，造成与《环境保护法》相应的管理措施无法相适应等问题.针对上述问题，并在详细分析河口生态环境特征的基础上，借鉴国际河口水环境管理经验，提出了科学划分河口水体单元并纳入流域管理；以河口为纽带，开展我国重点流域及海域水生态分区工作；协调多个标准在河口区域差异，同步考虑GB 3838—2002《地表水环境质量标准》和GB 3097—1997《海水水质标准》修订工作；陆海统筹，河海兼顾，充分发挥从山顶到海洋的营养盐控制策略等相关衔接建议.

北京市农业大棚冬季燃煤散烧污染排放估算

张立坤, 李令军, 姜磊, 赵文慧, 李倩

2017, 30(5): 654-662. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.95

摘要(1762) HTML (59) PDF(1549)

摘要:
选取北京农业种植的典型区域，使用高分辨率影像对2013年冬季、2014年夏季及2014年冬季的三期农业大棚进行了精细化提取，分析了污染物空间分布特征.在此基础上，通过现场调查的方式获取了蔬菜、瓜果、水果、花卉以及其他类五种不同种植类别农业大棚的燃煤系数，估算了北京市典型区农业大棚的燃煤散烧量及污染物排放量.结果表明：以面积为衡量指标，北京市农业大棚主要集中在城乡结合部，南部区域量多面广，而北部区域分布集中、规模较大，受城市扩张影响，农业大棚呈现重心向外转移的变化趋势.选取大兴、通州、昌平以及海淀4个区作为典型区，通过实地调查发现其他类农业大棚燃煤系数最大，达到15.0 kg/(m²·a)，瓜果、水果、蔬菜及花卉燃煤系数依次为8.2、3.5、3.4及1.7 kg/(m²·a).北京典型区农业大棚燃煤量为3.4×10⁴ t，全市农业大棚的燃煤总量约为5.2×10⁴ t.结合农业大棚活动水平与污染物排放因子估算2014年北京市农业大棚燃煤散烧的PM₁₀、PM_2.5、NO_x及SO₂排放量分别为623.7、516.2、98.3及184.0 t.将2013—2014年冬季持续存在、夏季未被拆除的大棚定义为长期持续性大棚，核算发现，长期持续性大棚PM₁₀、PM_2.5、NO_x及SO₂排放量分别为399.7、482.9、76.1及142.5 t.

北京市郊区夏季臭氧重污染特征及生成效率

奇奕轩, 胡君, 张鹤丰, 李慧, 张萌, 王涵, 王淑兰

2017, 30(5): 663-671. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.02.05

摘要(2251) HTML (54) PDF(1974)

摘要:
为研究北京郊区夏季O₃(臭氧)重污染过程特征及O₃生成的光化学敏感性，基于2016年夏季在北京郊区开展的针对O₃及其相关污染物的强化观测试验(7月23日—8月31日，共计40 d)，分析了观测期间O₃浓度[以φ(O₃)计]变化特征、O₃重污染过程主控因素与O₃敏感性化学特征.结果表明：观测期间φ(O₃)超标时有发生，最大小时φ(O₃)为151.1×10^-9，其中有15 d的φ(O₃)最大8 h滑动平均值(O₃-max-8h)超过了GB 3095—2012《环境空气质量标准》二级标准限值，占观测天数的37.5%；不同O₃重污染过程成因有所不同，城市烟羽传输的污染物对郊区O₃重污染过程影响显著(观测期间臭氧重污染过程：过程1，7月27—29日；过程3，8月9—11日；过程4，8月16日；过程5，8月21—24日)，区域光化学污染对郊区O₃重污染过程也有贡献(观测期间O₃重污染过程2：8月4—6日)；结合后向气流轨迹进一步辅助说明了不同重污染过程中O₃的来源不同.研究还发现，观测区域存在反“周末效应”现象，说明观测区域周末受人为影响较为明显；基于观测数据计算的OPE(O₃生成效率)分析了O₃光化学敏感性表明，在有OPE值的22 d内NO_x控制区和VOCs控制区出现的概率(41%)相等，即观测区域O₃对NO_x和VOCs均敏感；此外还发现，在O₃重污染过程中光化学敏感性会随其反应进程发生改变，由NO_x控制区逐渐转变为VOCs控制区.

燃煤电厂超低排放改造前后汞污染排放特征

宋畅, 张翼, 郝剑, 刘更生, 王家伟, 安连锁, 张永生

2017, 30(5): 672-677. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.96

摘要(2483) HTML (93) PDF(4204)

摘要:
针对300 MW燃煤机组，基于US EPA(美国国家环境保护局)的30 B汞监测方法，通过多点监测对比了实施低氮燃烧器改造、SCR脱硝改造、新增低温省煤器、静电除尘器高频电源改造、湿法脱硫塔脱硫提效并增加管式除雾、新增湿式静电除尘器技术路线开展的超低排放改造前后汞排放及分布特征.研究表明：超低排放改造前，神华煤w(Hg)为49 μg/kg，烟囱入口ρ(Hg)测量值为1.87 μg/m³；煤燃烧及经过污染物控制单元后，有35.0%的汞存在于灰中，有29.5%的汞存在于石膏中，有35.4%的汞从烟囱排出.超低排放改造后，神华煤中w(Hg)为30 μg/kg，烟囱入口ρ(Hg)测量值为0.46 μg/m³；脱硫进水及湿式除尘器进水对汞平衡几乎没有影响，煤燃烧及经过污染物控制单元后，有36.1%的汞存在于灰中，有55.2%的汞存在于石膏中，有8.7%的汞从烟囱排出.超低排放改造后，污染物控制设备的烟气综合脱汞效率提高了1.5倍左右，表明超低排放脱硝增强了对汞的催化氧化，而脱硫增强了对二价汞的吸收结果.湿式电除尘器对脱汞没有明显效果.

2013—2015年中国PM_2.5污染状况时空变化

李沈鑫, 邹滨, 刘兴权, 方新

2017, 30(5): 678-687. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.93

摘要(2027) HTML (107) PDF(3216)

摘要:
自2013年我国首次开展全国范围PM_2.5近地面监测以来，少有研究从全国空间尺度分析近3年全国PM_2.5污染状况时空变化的总体特征，识别PM_2.5污染加剧或缓解的空间范围，更缺乏直接对比评估国家大气污染重点防控区内外PM_2.5污染特征变化的差异.基于2013—2015年PM_2.5监测数据，综合运用时空统计分析与空间插值制图手段，揭示近3年ρ(PM_2.5)及不同等级污染天数的时空变化格局，并着重对比分析“三区十群”区域内外ρ(PM_2.5)的变化差异.结果表明，2013—2015年，全国持续监测的413个站点中有335个监测站点ρ(PM_2.5)年均值下降，其中218个站点实现连续两年年均浓度降低，74个站点ρ(PM_2.5)年均值降至符合国家二级标准；全国大部分地区ρ(PM_2.5)年超标率由50%以上降至30%以下，重度污染站点占比由88.38%降至73.77%，严重污染站点占比由65.86%降至36.35%；长三角城市群、长株潭城市群、武汉及周边城市群、陕西关中城市群PM_2.5污染呈现明显好转趋势；西藏、云贵高原以及海峡西岸城市群、珠三角城市群等沿海地区ρ(PM_2.5)一直较低，空气质量相对优良；但与此同时，京津冀城市群、山东半岛城市群及河南中部和北部地区仍是中国PM_2.5重污染区域，新疆西南部、合肥、南昌等地区逐渐形成新的PM_2.5重污染格局.

卫星遥感监测海南地区对流层CO₂浓度时空变化特征

张亚杰, 车秀芬, 张京红, 陈升孛

2017, 30(5): 688-696. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.86

摘要(1577) HTML (48) PDF(1797)

摘要:
为了探索海南地区对流层CO₂浓度[以φ(CO₂)计]时空变化特征，采用2002年9月—2012年2月AIRS反演的对流层中层CO₂产品，利用北半球全球本底站瓦里关站和飞机观测φ(CO₂)对该产品进行验证，结合统计分析方法对海南地区φ(CO₂)的月、季、年平均值的时空变化特征进行了研究.结果表明：AIRS反演φ(CO₂)与地基和不同纬度带海洋上空飞机观测数据对比均具有很好的一致性，并且与飞机观测验证偏差更小，二者相关系数均在0.9以上，总体月均值偏差小于2×10^-6；全国φ(CO₂)呈现北高南低的分布规律，并且存在较为明显的分界线，形成4个高值中心(塔克拉玛干沙漠、塔里木盆地、内蒙古西部和东北平原)和2个低值中心(青藏高原西南部和云南地区)，海南地区平均φ(CO₂)为382.67×10^-6，略高于云南低值中心的381.45×10^-6；全国φ(CO₂)呈现明显逐年增加趋势，其年均增长速率为2.16×10^-6，而海南地区亦呈现显著增加趋势，年均增长速率为2.11×10^-6，低于全国水平；φ(CO₂)呈季节性波动特性，全国φ(CO₂)最高值出现在春季，而海南地区为夏季，最低值均出现在秋季；海南地区西部海域、陆地和东部海域上空φ(CO₂)年增长速率分别为2.09×10^-6、2.14×10^-6和2.11×10^-6，表明海南陆地上空增速略大于海洋地区，西部和东部海域上空增长速率基本保持一致.

绿潮硬毛藻分解对天鹅湖水体氮磷水平的影响

孟祥森, 张文斌, 高丽, 魏权, 徐刚

2017, 30(5): 697-704. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.97

摘要(1685) HTML (73) PDF(1429)

摘要:
为了解绿潮硬毛藻衰亡分解对上覆水体营养水平的影响，以荣成天鹅湖不同湖区的沉积物和暴发的硬毛藻为试材，通过室内模拟研究了藻类分解过程中水体氮磷水平及理化性质的变化，并评价了不同湖区沉积物中氮磷的释放潜力.结果表明：硬毛藻衰亡分解使上覆水体中ρ(TN)和ρ(NH₄⁺-N)均明显上升，并且前期(0~16 d)上升较快，ρ(TN)和ρ(NH₄⁺-N)最高分别可达12.40和7.98 mg/L；水体中ρ(TP)和ρ(SRP)表现为前期变化不大，19 d后大幅增加，含量变幅分别为0.02~1.14和0.01~0.40 mg/L.在试验中后期(约16 d后)，不同湖区沉积物处理的水体中ρ(TN)、ρ(NH₄⁺-N)、ρ(TP)、ρ(SRP)均表现为有沉积物含藻处理>无沉积物含藻处理>有沉积物无藻处理.在藻分解的条件下，不同湖区沉积物的氮磷释放能力存在很大差异，氮释放量的顺序为湖中心>西北部>南部，而磷表现为西北部>湖中心>南部.在硬毛藻绿潮的衰亡阶段，由于初期藻体营养盐的直接释放和后期促进沉积物内源释放的间接影响，水体中ρ(TN)和ρ(TP)均明显增加，进而加重了天鹅湖水体的富营养化水平.

洱海沙坪湾湖滨带不同植被带中细菌分布特征

赵欣艳, 王海燕, 侯泽英, 储昭升, 杨永哲

2017, 30(5): 705-711. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.02.01

摘要(1920) HTML (57) PDF(1681)

摘要:
湖滨带是湖泊保护的重要屏障，其不同植被带中的细菌对入湖污染物降解起重要作用.为研究不同植被带中的细菌分布，以洱海沙坪湾湖滨带为研究对象，采用Illumina HiSeq高通量测序方法，对其中AG(乔草植被带)、EP(挺水植被带)、SP(沉水植被带)和UV(无植被带)的土壤或沉积物中的细菌多样性和群落结构进行研究.结果表明：湖滨带植被带中细菌种类丰富，共有54个门、106个纲、192个目、334个科和503个属被检测到，细菌的OTUs从高到低依次为EP(3 162个)、AG(2 926个)、UV(2 709个)和SP(2 427个)，Shannon-Wiener多样性指数从高到低依次为EP(10.14)、AG(9.75)、SP(9.44) 和UV(9.26)；湖滨带植被带中主要细菌类群是变形菌门(Proteobacteria)(AG，48.55%；EP，47.83%；SP，40.36%；UV，44.00%)、酸杆菌门(Acidobacteria)(AG，19.30%；EP，5.31%；SP，5.67%；UV，6.30%)、厚壁菌门(Firmicutes)(AG，6.01%；EP，8.24%；SP，3.96%；UV，13.13%)和绿弯菌门(Chloroflexi)(AG，3.98%；EP，8.91%；SP，8.95%；UV，7.59%)，主要类群在不同植被带中占比不同；植被带类型对细菌的群落结构特征影响不大，但对细菌种群的多样性影响较大.典型对应分析(CCA)结果显示，w(TP)、pH和w(OM)(OM为有机质)是影响不同植被带细菌种群结构的主要环境因子.

锑胁迫下丛枝菌根真菌对玉米生长与锑吸收及抗氧化酶的影响

沈亚琴, 魏源, 陈志鹏, 曾清如, 侯红

2017, 30(5): 712-719. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.02.10

摘要(1476) HTML (33) PDF(1746)

摘要:
为了探讨AM(arbuscular mycorrhizal，丛枝菌根)真菌在Sb(锑)胁迫下对农作物生长及吸收Sb的影响，采用盆栽试验研究了在不同Sb添加量[即w(Sb)分别为0、500、1 000 mg/kg]下，接种AM真菌对玉米植株生物量以及N、P和Sb的吸收、膜脂过氧化[MDA(丙二醛)]和抗氧化酶活性的影响.结果表明：随着土壤中Sb添加量的增加，玉米植株的生物量、w(TN)和w(TP)均呈显著下降趋势，植株体内的w(Sb)和Sb积累量、MDA含量、CAT(过氧化氢酶)以及POD(过氧化酶)活性均显著上升.与未接种组相比，接种AM真菌显著促进了玉米植株的生长，提高了玉米植株地上部分的w(TN)和w(TP).在3个Sb添加量处理下，接种显著增加了玉米植株地下部分的w(Sb)、地上和地下部分的Sb积累量以及地上部分的CAT活性，增幅分别为8.90%~23.30%、18.87%~28.37%、27.68%~78.95%及14.92%~88.52%；同时，接种降低了玉米植株中Sb的转运率、玉米植株地上部分的w(Sb)和MDA含量，在1000 mg/kg Sb添加量下差异达显著水平，三者分别降低了36.35%、22.81%和24.29%.研究显示，在Sb污染环境下，接种AM真菌能够减轻玉米植株膜脂过氧化程度，在提高玉米植株地下部分w(Sb)的同时，也会降低Sb向地上部分的转运，减轻Sb对玉米的毒害作用.

叶菜对Cd的富集特征及敏感性分布

李晓婧, 郑向群, 郑顺安

2017, 30(5): 720-727. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.02.03

摘要(1459) HTML (45) PDF(1825)

摘要:
为了解不同土壤中不同品种叶菜对Cd的吸收富集特征及敏感性分布规律，通过盆栽试验研究了10种叶菜(油菜、空心菜、茼蒿、苋菜、菠菜、油麦菜、芹菜、生菜、韭菜、小白菜)在江西红壤和天津潮土中，对不同处理Cd浓度[空白，0 mg/kg，CK；低浓度，0.3 mg/kg，C1；高浓度，0.6 mg/kg，C2]下对Cd的富集，并对Cd的富集系数进行了敏感性排序.结果表明：高浓度Cd会抑制叶菜生长，株高和鲜质量显著变化；低浓度Cd处理对叶菜的生长具有“刺激作用”，大部分叶菜株高显著上升. w(Cd)为0.3 mg/kg时，在天津潮土中，油菜对Cd的富集系数最高为0.336，茼蒿的富集系数最低为0.014，芹菜的富集系数最低为0.022，得出油菜对不同浓度的Cd最敏感，芹菜和茼蒿较不敏感.在江西红壤中，苋菜对Cd的富集系数最高为1.165，芹菜的富集系数最低为0.103，得出苋菜和油菜对不同浓度的Cd较敏感，芹菜较不敏感.因此，可在天津潮土中种植茼蒿和芹菜，在江西红壤中种植芹菜，将茼蒿和芹菜作为不易吸收较高浓度Cd的叶菜品种.

基于Micro-PIV和LBM的土壤孔隙网络中流体速度分布表征

周东宝, 张淑君, 郭观林, 王梅, 张朝, 王积才, 杨懿

2017, 30(5): 728-736. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.84

摘要(1870) HTML (78) PDF(1699)

摘要:
土壤孔隙结构复杂多变，揭示其内部流场特性对于描述和预测土壤中水分传输、溶质迁移等现象至关重要.基于规则性的土壤孔隙网络模型，采用Micro-PIV(Micro-scale Particle Image Velocimetry，显微粒子成像测速系统)技术分析不同雷诺数下孔隙结构中流体运动的特征，通过LBM方法(Lattice Boltzmann Method，晶格玻尔兹曼方法)对孔隙结构中流场分布进行数值模拟研究.结果表明：微观尺度下孔隙网络模型中不同孔隙区域流速分布差异明显，中线区域流场呈规律性分布，孔喉处为高速区，流速达到0.001 4 m/s，水平方向相邻两圆柱靠近边界处存在低速区，速度不高于0.000 2 m/s，在垂直于流向方向上速度场具有良好的对称性；靠近上下边界的大孔隙区域流体优先通过，流体的速度可达到0.003 0 m/s. LBM方法模拟的孔隙网络模型中流场分布结果与试验获得的流场分布吻合，其平均均方根误差为0.009 4 m/s，表明土壤孔隙网络模型能有效模拟土壤孔隙，捕捉微观尺度上的流体运动特征，为应用孔隙网络模型研究土壤孔隙中溶质运移和反应等问题提供了微观尺度的度量工具.

青霉素菌渣肥对土壤环境及萝卜品质的影响

王悦, 孟昭虹, 刘惠玲, 张博, 李彦超

2017, 30(5): 737-743. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.99

摘要(2423) HTML (75) PDF(1849)

摘要:
青霉素菌渣具有较高的营养价值，菌渣肥料化技术将成为解决菌渣处置问题的重要手段.为了评估青霉素菌渣肥肥效，通过田间小区试验，采用6种不同施肥方式[① CK，不施肥；② CF，常规量化肥；③ MF，化肥与菌渣肥1：1混施(混合肥)；④ PF1，常规量青霉素菌渣肥；⑤ PF2，2倍常规量青霉素菌渣肥；⑥ PF4，4倍常规量青霉素菌渣肥]，考察菌渣肥对土壤环境及萝卜品质的影响.结果表明：青霉素菌渣肥的施入相对于不施肥处理可以提高土壤营养成分的含量，其中w(速效钾)和w(速效磷)在PF2处理下增加最多，w(速效钾)增加了23.7%，w(速效磷)增加了17.9%，之后是MF；在萝卜的整个生长期，土壤中微生物的含量与青霉素菌渣肥施加量呈正相关，在发芽期微生物数量最高；此外，在发芽期各处理方式相对于不施肥处理，均能提高蛋白酶和蔗糖酶的活性，随着青霉素菌渣肥施入量的增加，脲酶活性变化不明显，蔗糖酶活性逐渐增大.在萝卜品质方面，施加青霉素菌渣肥可提高萝卜的品质，如根质量最高提高了73.57%，w(维生素C)提高11.28%~148.20%，w(可溶性糖)提高12.00%~58.60%；施加菌渣肥也会增加萝卜中硝酸盐的含量，但过量施加菌渣肥会增加硝酸盐含量，存在一定的风险.

太湖竺山湾缓冲带两种人工草林土壤反硝化作用比较

梁菊, 叶春, 李春华, 蔡绪贻

2017, 30(5): 744-754. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.81

摘要(2026) HTML (53) PDF(1443)

摘要:
在太湖竺山湾缓冲带选取两种人工草林(杨树灌木混合林和纯杨树林)，对其林床地表径流、林下土壤水和林下地下水进行了为期1 a的观测，比较了土壤反硝化作用.结果表明：①两种人工草林林下土壤生化性质、w(有机碳)以及各形态氮质量分数在1 m深度内垂向剖面上的分布大致相同；②两种人工草林内地下水中的ρ(NO₃^--N)在1 a之内都没有明显升高趋势，显示反硝化作用在土壤水的入渗过程中有效削减了NO₃^--N，并阻止了其向地下水的迁移；③在垂直剖面上，两种人工草林土壤水中ρ(NO₃^--N)在40 cm深度处出现峰值，同深度处的ρ(DO)(低至0.08 mg/L)、E_h(氧化还原电位，0~18 mV)也较低，说明40 cm深度附近可能发生了耦合的硝化-反硝化作用；④在垂直剖面上，两种人工草林土壤中反硝化势和反硝化菌数均在40 cm深度附近出现峰值，虽然杨树灌木混合林土壤反硝化势[2.1 mg/(kg·h)]是纯杨树林[1.1 mg/(kg·h)]的2倍，但两种人工草林土壤中实际的反硝化速率受ρ(NO₃^--N)的限制，没有明显的差别.研究显示，两种人工草林土壤都在40 cm深度附近存在反硝化活跃带.

污染场地固化/稳定化修复的评价方法与标准

谷庆宝, 马福俊, 张倩, 李发生

2017, 30(5): 755-764. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.94

摘要(2209) HTML (91) PDF(3017)

摘要:
固化/稳定化技术是一项在欧美等国家的污染场地修复中广泛应用的技术.在分析固化/稳定化修复效果常用的浸出试验方法和物理评价方法以及相对应的评价标准的基础上，发现我国固化/稳定化修复效果的评价方法仅有少量振荡浸出试验的方法，还缺少动态浸出试验的评价方法；浸出毒性测试普遍采用硫酸硝酸法浸出评估，忽略了As、Cr(Ⅵ)等含氧阴离子在中性至弱碱性pH下溶解度达到最大的情况；固化/稳定化修复效果的评价标准则主要借鉴固废毒性鉴别与管理方法，但该方法未规定污染土壤资源化再利用时的评价依据；另外，污染土壤和固体废物的自身特性也有一定的差异.提出了基于我国国情的污染土壤固化/稳定化浸出测试和评价标准体系：当污染土壤固化/稳定化后采用卫生填埋或一般工业固体废物贮存、处置场处置时，可参考固体废物填埋处置时的评价方法与标准；当污染土壤固化/稳定化后原址填埋时，则应增加绕流浸出方法或穿透浸出试验方法，其评价标准可参考GB/T 14848—1993《地下水质量标准》或根据关注点浓度的要求进行风险评估推算确定；当污染土壤固化/稳定化后再利用时，需根据再利用的具体情景选择相应的评价方法与标准.

异养硝化-好氧反硝化菌协同竞争对脱氮特性的影响

黄郑郑, 曹刚, 陈海升, 李紫惠, 莫测辉

2017, 30(5): 765-774. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.79

摘要(2051) HTML (75) PDF(1803)

摘要:
为了探讨在脱氮过程中异养硝化-好氧反硝化菌类之间的协同和竞争作用，以A²/O工艺好氧污泥中筛出的三株异养硝化-好氧反硝化菌——XH02、XH03和FX03为研究对象，经16S rDNA基因序列系统发育分析，鉴定XH02为人苍白杆菌(Ochrobactrum sp.)，XH03和FX03为假单胞菌(Pseudomonas sp.).在此基础上，分别考察了单菌株和复合菌株(XH02+XH03、XH02+FX03、XH03+FX03和XH02+XH03+FX03) 在异养硝化和好氧反硝化条件下的脱氮特性.结果表明：菌株XH02和XH03具有高效脱氮特性，在异养硝化过程中，第24小时对NH₄⁺-N的去除率分别为90.2%和89.5%；在好氧反硝化过程中，二者在第24小时对NO₃^--N的去除率分别为91.8%和94.0%.复合菌株XH02+XH03无论在异养硝化还是好氧反硝化过程中，均能相互协同，促进生长，进一步提高了脱氮效率，在第24小时对NH₄⁺-N和NO₃^--N的去除率分别达到97.1%和96.7%.在硝化和反硝化过程中，菌株FX03对XH02、XH03均存在着竞争关系，FX03的存在会抑制菌株XH02和XH03的生长，显著降低脱氮效率.研究显示，异养硝化-好氧反硝化菌XH02和XH03之间的协同作用可以强化废水生物处理，提高脱氮效率.

基于Box-Behnken响应曲面法优化Fenton预处理高浓度染料中间体生产废水

郭莹, 陈鸿汉, 张焕祯, 王宁, 常思淼, 方有存, 王晖

2017, 30(5): 775-783. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.02.06

摘要(2892) HTML (64) PDF(1806)

摘要:
为高效处理染料中间体生产废水、优化工艺参数，针对染料中间体生产废水有机负荷高、生物抑制性强等特点，选用Fenton氧化处理过程，以实际生产废水为研究对象，基于Box-Behnken响应曲面法分别考察了反应时间、初始pH、n(H₂O₂)/n(Fe²⁺)、Fenton试剂投加频率等因素对Fenton法处理废水过程的单独影响及各因素间的交互作用，并建立以COD_Cr去除率为评价指标的数学模型进行全面分析.结果表明：各影响因子显著性顺序为初始pH>n(H₂O₂)/n(Fe²⁺)>Fenton反应时间>投加频率，其中n(H₂O₂)/n(Fe²⁺)与投加频率的交互作用最为显著(F=3.43)；模型决定系数R²=0.917 9，说明模型可信度和精密度高；最佳反应条件组合为反应时间30 min、初始pH为3.46、n(H₂O₂)/n(Fe²⁺)为6.12、投加频率为2次.预测最大COD_Cr去除率为56.53%，验证试验实测平均结果为55.17%，与预测值相比偏差为1.36%.经最优条件处理后废水的ρ(COD_Cr)由9 600 mg/L降至4 000 mg/L左右，ρ(BOD₅)/ρ(COD_Cr)由0.07增至0.37，可生化性提高.研究显示，采用Fenton法预处理高浓度染料中间体废水可有效提高COD_Cr去除率及其可生化性.

燃煤电厂湿法脱硫对细颗粒物的脱除特性

续鹏, 薛志钢, 杨巨生, 杜谨宏, 马京华, 刘妍, 吴华成

2017, 30(5): 784-791. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.02.15

摘要(1521) HTML (46) PDF(1956)

摘要:
应用DGI承重撞击器对四台燃煤机组湿法脱硫前、后细颗粒物进行采集，分析细颗粒物的粒径分布、元素组成以及脱硫系统的脱除效率.结果表明：脱硫前细颗粒物粒径峰值出现在0.20~0.40 μm处，脱硫后峰值出现在0.20~0.30 μm处.经过湿法脱硫系统后ρ(PM_2.5)、ρ(PM₁)、ρ(PM_0.5)、ρ(PM_0.2)出现不同程度的增长，平均增长率分别为13.28%、19.57%、28.79%、33.51%.分粒径颗粒物中ρ(Si)、ρ(Al)在脱硫前、后均随着颗粒物粒径的减小呈递减趋势，并且脱硫后ρ(Si)、ρ(Al)均有不同程度的降低，ρ(Fe)随颗粒物粒径的减小呈增加趋势，表现出一定的富集特性；湿法脱硫后Ca在PM₁中的质量浓度出现明显的增长，ρ(Ca)由18.86~51.47 μg/m³增至41.87~84.83 μg/m³. Si、Al是PM_2.5中的主要元素，经过湿法脱硫后ρ(Si)、ρ(Al)由59%~72%降至43%~59%；而Ca在PM_2.5中表现出相反的变化趋势，ρ(Ca)由8%~13%升至17%~26%.

腐殖酸强化六氯苯还原脱氯的作用规律

肖天, 席北斗, 杨天学, 周旻, 许鹏达, 冯淑琪, 侯浩波

2017, 30(5): 792-798. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.02.08

摘要(1709) HTML (52) PDF(1454)

摘要:
为探索厌氧条件下腐殖酸(HA)对六氯苯(HCB)降解的影响，构建厌氧发酵体系，设置ρ(HA)分别为0 mg/L(HA₀)、40 mg/L(HA₄₀)、120 mg/L(HA₁₂₀)、160 mg/L(HA₁₆₀)及200 mg/L(HA₂₀₀)的5个处理，并利用总有机碳分析仪(TOC)和气相色谱-电子捕获检测器(GC-ECD)对体系中ρ(HA)及ρ(HCB)的动态变化进行测定.结果表明，发酵系统运行96 h后，HA₀、HA₄₀、HA₁₂₀、HA₁₆₀、HA₂₀₀处理中HCB降解率分别为10.4%、15.9%、20.7%、23.4%和22.1%，说明厌氧发酵系统中，HA可以促进HCB的降解，但是随着ρ(HA)的增加，消耗单位HA对HCB脱氯的强化效果逐渐降低.分析ρ(HA)变化规律发现，添加HA的四组发酵系统运行96 h后HA降解率分别为29.05%、17.27%、10.98%和8.68%，说明在HCB发生还原脱氯的过程中，HA自身也会发生降解，并且随着ρ(HA)的增加，体系中HA相对消耗量逐渐减少.利用Origin 8.0软件对体系中ρ(HA)与ρ(HCB)变化进行非线性拟合，二者具有正相关性，并且整个发酵过程中，0~24 h内HA对HCB降解效率影响作用明显大于24~96 h.研究显示，在厌氧条件下，HA能快速有效促进HCB的还原脱氯.

玉门油田污染荒漠土壤石油降解菌多样性

杨智, 陈吉祥, 周永涛, 张彦, 李彦林, 王永刚, 周敏

2017, 30(5): 799-808. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.88

摘要(2045) HTML (49) PDF(1665)

摘要:
为探索石油污染荒漠土壤石油降解微生物多样性、筛选高效石油降解菌，采用涂布平板法从石油污染荒漠土壤分离具有石油降解能力细菌，采用细菌形态观察和16S rRNA基因序列分析其多样性，并设计特异性引物，对分离细菌降解相关基因进行检测.结果表明，分离的37株细菌分别属于放线菌纲(Actinobacteria)、γ变形菌纲(Gammaproteobacteria)、β变形菌纲(Betaproteobacteria)、芽孢杆菌纲(Bacilli)和α变形菌纲(Alphaproteobacteria)，分别占35.14%、32.43%、13.51%、13.51%、5.41%，归属于21个属的34个种类.优势菌属为假单胞菌属(Pseudomonas)、红球菌属(Rhodococcus)、微球菌属(Micrococcus)、寡养单胞菌属(Stenotrophomonas)、无色杆菌属(Achromobacter)和葡萄球菌属(Staphylococcus)，占总数的51.35%，其中有36株细菌能以石油为唯一碳源稳定生长，对原油有明显的降解能力.在石油质量浓度为1 500 mg/L的基础培养基中，菌株YM43在培养7 d后对石油的降解率达55.47%，另有8株细菌的降解率不低于30.55%，11株细菌的降解率介于10.05%~28.37%，18株细菌的降解率不高于8.05%. PCR检测表明，有25株细菌含有烷烃单加氧酶基因，6株含芳烃双加氧酶基因，6株含联苯双加氧酶基因，4株含萘双加氧酶基因，3株含甲苯双加氧酶基因，2株含邻苯二酚双加氧酶基因.研究显示，石油污染荒漠土壤中可培养细菌具有高度多样性，分离的菌株有较强的石油降解能力，其降解功能与所存在的降解基因有关.

赤泥重金属和放射性元素的毒性浸出和生物可给性

王春峰, 姚丹, 陈冠飞, 朱艳臣, 皇晓晨, 王连军

2017, 30(5): 809-816. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.80

摘要(2393) HTML (117) PDF(2189)

摘要:
以烧结法和拜耳法生产工艺中产生的赤泥为研究材料，对其重金属和放射性元素含量进行分析，并对两种赤泥中重金属和放射性元素浸出效果进行对比研究.结果表明：两种赤泥显现出不同的理化性质.赤泥中不同重金属的含量差别较大，其中烧结法和拜耳法赤泥中As、Pb、Cr的总含量分别为256.73、120.14、828.02 mg/kg和182.82、165.83、1 043.96 mg/kg，超过我国GB 15618—1995《土壤环境质量标准》.两种赤泥中Zn、As、Pb、Mn、Ni和Th等主要以残渣态的形式存在，可交换态较少，其TCLP浸出量与其存在于交换态金属含量相近.在PBET试验中，胃部消化阶段进行到1 h时，重金属(Cu、Zn除外)及放射性元素的浸出量达到最大，小肠阶段的浸出量明显降低，在胃部消化阶段1 h时拜耳法和烧结法赤泥Pb的浸出率分别达到95.28%和97.80%，表明赤泥中的重金属及放射性元素对人体存在着较大的潜在风险.

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2017年第30卷第5期

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