环境科学研究

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2017, 30(9).

摘要(200) PDF(50)

摘要:

潘锦秀, 晏平仲, 李云婷, 张大伟, 王占山

2017, 30(9): 1325-1334. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.02.90

摘要(1870) HTML (78) PDF(1623)

摘要:
第24届冬季奥运会将于2022年2月4—20日在我国北京市和河北省张家口市联合举办，主要会场有北京奥体中心、北京延庆县和张家口市崇礼县.为了模拟分析冬奥会空气质量情况，利用冬奥会同期(2006—2016年2月)北京市和张家口市空气质量资料及韩国气象厅天气图资料(2013—2016年2月)，分析该时段重污染发生的频次，统计不利于污染物扩散的天气形势出现概率及污染传输路径，并结合嵌套网格空气质量预报模式(NAPQMS)，评估不同减排方案对ρ(PM_2.5)的影响.结果表明：① 2006—2016年冬奥会同期，北京奥体中心和延庆县发生重污染天气的概率分别为17%和9%，污染发生的风险频率为北京奥体中心>延庆县>张家口市，并且北京奥体中心和延庆县在2月13—16日易出现持续的重污染天气过程；② 2013—2016年2月不利于污染扩散的天气形势出现概率较为频繁，尤其在850 hPa高度和地面，不利天气形势出现的概率分别为35%和41%；地面偏南风易将在北京西南方滞留较长时间的污染气团沿太行山输送至北京；③ 冬奥会期间，若于2月2—12日及17—20日将京津冀及周边城市污染物排放量在当前的基础上减排50%、2月13—16日减排75%，将可能不出现重污染日.严格控制北京及周边地区的大气污染物排放是保障冬奥会期间空气质量的必要措施.

南京城区冬季大气污染特征

王博妮, 濮梅娟, 陈鹏, 孙明

2017, 30(9): 1335-1345. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.02.77

摘要(1782) HTML (64) PDF(2062)

摘要:
为探究南京城区冬季主要大气污染物浓度变化规律，运用南京市空气自动监测站的φ(CO)、φ(O₃)、φ(NO₂)、φ(SO₂)、ρ(PM_2.5)和ρ(PM₁₀)逐时资料，结合同期气象数据，分析了2014年冬季(2014年12月—2015年2月)南京城区大气污染浓度水平和变化特征，探讨2015年春节期间在实施减排措施下气象条件对空气质量的影响.结果表明：① 观测期φ(CO)日均值和φ(O₃)小时均值未超过GB 3095—2012《环境空气质量标准》二级标准限值；ρ(PM_2.5)、ρ(PM₁₀)、φ(NO₂)、φ(SO₂)日均值分别超标44%、38%、34%、2%；ρ(PM_2.5)、ρ(PM₁₀)最大日均值分别为231和283 μg/m³，分别是GB 3095—2012二级标准限值的3.1、1.9倍. ② 日变化分析显示，φ(CO)与φ(NO₂)呈早晚双峰型变化，与早晚交通高峰源排放有关；φ(O₃)呈明显的单峰型，在午后出现峰值；φ(SO₂)呈单峰型且夜间浓度低于白天；ρ(PM_2.5)和ρ(PM₁₀)为双峰型变化，峰值出现在10：00和22：00左右. ③ 南京地区污染物周末浓度整体高于工作日，其中周末φ(CO)、φ(NO₂)和ρ(PM_2.5)显著高于工作日，“周末效应”显著. ④ 2015年春节期间，南京实施减排措施后，即使在不利的气象条件下，污染物浓度也未出现明显升高，说明减排措施有效削弱了污染源的排放，是保持南京地区良好空气质量的重要因素.

阜新城区降尘重金属污染及其健康风险评价

赵晓亮, 孙杰, 李俊华, 吕雪, 薛杨, 淑敏, 毕文艺

2017, 30(9): 1346-1354. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.02.78

摘要(1971) HTML (137) PDF(1556)

摘要:
为研究阜新市大气降尘重金属分布情况及可能存在的健康风险，于2015年3月—2016年3月对阜新城区(32个采样点)及周边地区(13个对照采样点)进行大气降尘湿法采集，并利用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)对降尘中的7种重金属元素(Cr、Ni、Zn、Cd、Pb、As、Cu)含量进行测定.结果表明：① 阜新市大气降尘中重金属含量存在明显差异，表现为w(Zn)＞w(Pb)＞w(Cr)＞w(Cu)＞w(Ni)＞w(As)＞w(Cd). w(Zn)平均值最高，为756.9 mg/kg; w(Cd)平均值最低，为4.8 mg/kg，其他几种重金属含量范围为10~120 mg/kg. ② 城区大气降尘中Cd的背景比值(H)最高，为44.89，其次为Zn(H=11.92)，城区大气降尘重金属污染受人为活动影响显著. ③ 地累积指数评价结果显示，Cd为严重-极度污染，Zn为中度-严重污染，Pb、Cu为中度污染，Cr、Ni为轻度污染，As为无污染. ④ 研究区健康风险评价表明，儿童通过3种暴露途径接触Cu、Zn、Pb、Cd、Ni的非致癌健康风险水平均高于成人，Cr、As的非致癌健康风险水平低于成人. ⑤ Cr经呼吸途径对成人的非致癌风险(HQ_inh)达2.53，非致癌风险总值(HI)达3.41，均大于限值(1)，表明Cr经呼吸途径对于成人存在非致癌风险，其余6种重金属元素经呼吸途径对于成人的非致癌风险相对较低. ⑥ Cd、Cr、As、Ni经呼吸途径的致癌风险值(10^-9~10^-7)均低于可接受水平(10^-6)，表明致癌元素Cd、Cr、As、Ni经呼吸途径对人体可能不具有致癌风险.鉴于研究区大气降尘重金属元素经3种途径对成人、儿童均构成一定非致癌风险，阜新市应当及时加强对海州露天矿、经济开发区及皮革工业园等主要大气颗粒物污染源的排放及监测管控.

陕北无定河流域土壤侵蚀时空演变

王涛, 徐澜, 胡阳, 张宇攀, 韦倩

2017, 30(9): 1355-1364. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.02.70

摘要(1613) HTML (102) PDF(1317)

摘要:
为了深入认识陕北无定河流域土壤侵蚀时空演变过程及其与降雨和植被NDVI变化的关系，采用基于RUSLE(修正通用土壤流失方程)的土壤侵蚀评估方法，开展流域土壤侵蚀时空分布及其与降雨、植被NDVI的关系研究.结果表明：① 2000—2014年无定河流域多年均土壤侵蚀模数为457.90 t/(km²·a)，呈波动增加过程.流域土壤侵蚀以微度侵蚀为主，占流域总面积的88.35%，其他土壤侵蚀等级面积比例随等级升高而减少.研究时段内除微度侵蚀面积比例减少外，其他土壤侵蚀等级面积比例均呈增加过程，并且侵蚀面积年变化速率也由微度侵蚀的0.52%降至剧烈侵蚀的0.01%. ② 无定河流域西北部土壤侵蚀程度最低，西南部其次，东南部最高，与其地貌类型及降水量沿东南—西北方向递减有关，但均反映出流域2000—2014年土壤侵蚀的增加过程.研究时段内流域不同土壤侵蚀等级间面积及比例转移主要由低等级土壤侵蚀类型转为相邻高等级土壤侵蚀类型. ③ 无定河流域土壤侵蚀与降水量、侵蚀性降雨量、降雨侵蚀力呈显著正相关(P < 0.01)，相关系数分别为0.90、0.95和0.98，而与植被NDVI的关系不显著.研究显示，降雨变化尤其是侵蚀性降雨(≥12 mm/d)增加是陕北无定河流域土壤侵蚀增强的主要原因.

印度芥菜和香根草对Pb污染土壤的修复效能及作用途径

陈友媛, 卢爽, 惠红霞, 狄玥莉, 孙萍

2017, 30(9): 1365-1372. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.02.65

摘要(1626) HTML (111) PDF(1269)

摘要:
为探究印度芥菜(Brassica juncea)和香根草(Vetiveria zizanioides L.)对Pb污染土壤的修复效能和作用途径，采用Pb污染土壤〔w(Pb)为400~2 000 mg/kg〕进行为期30 d的盆栽试验，分析植物对Pb的耐受性、积累能力和固定效果.结果表明：① 印度芥菜和香根草对Pb的积累主要集中在根部，两种植物根部累积的w(Pb)分别为206.62~902.40和288.42~1 102.47 mg/kg，单株植物的Pb积累量分别为70.75~138.31和99.09~220.49 μg，香根草对Pb污染土壤的修复效能高于印度芥菜. ② 印度芥菜和香根草对Pb的去除率随土壤中w(Pb)的增加而降低，对Pb的固定率则随土壤中w(Pb)的增加而增加，二者对Pb的去除率最大值分别为1.02%和1.78%，对Pb的固定率可达11.22%和16.78%，两种植物对Pb污染土壤修复的主要途径为植物固定. ③ 主成分分析表明，w(脯氨酸)对植物Pb积累过程具有重要作用.研究显示，相比于印度芥菜，香根草更适用于Pb污染土壤的植物修复.

土壤中多环芳烃微生物降解能力模拟

程晓暄, 刘昱, 张枝焕, 蔡婷, 王珂, 丁玥

2017, 30(9): 1373-1381. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.02.82

摘要(1704) HTML (66) PDF(1367)

摘要:
为了揭示微生物菌种(组合)对土壤中PAHs(多环芳烃)降解率的影响以及不同类型PAHs抗微生物降解能力的差异，分析了北京市6个不同环境功能区土壤中微生物种类及其分布特征，从中筛选出部分微生物菌种对典型PAHs和原油进行降解模拟试验，对比分析微生物对不同PAHs降解能力的差异.结果表明：① 不同菌种组合对PAHs的降解能力存在明显差异，与假单胞菌属、无色杆菌、短稳杆菌混合菌相比，假单胞菌属、无色杆菌、短稳杆菌和微杆菌混合菌对PAHs的降解率高0.6%~4.5%；② 在相同降解条件下，不同PAHs的降解率存在明显差异，在单体培养基中，LMW PAHs(低环数PAHs)的降解率在25.3%以上，而HMW PAHs(高环数PAHs)的降解率都小于20.1%；③ 在单体培养基与混合培养基中PAHs的降解能力也存在一定差别，单体培养基中PAHs的降解率较混合培养基中高4.2%~26.6%；④ 无论在单体培养基中，还是混合培养基中这些化合物的降解率均存在随着降解时间的增加而增大的现象；⑤ 在原油培养基中不同PAHs的降解率更为复杂，并且出现了中低分子量PAHs降解率随降解时间增加反而降低的假象，这可能是由于随着时间增加，微生物对PAHs的降解能力加强，原油中含烷基的PAHs基团降解或HMW PAHs被微生物降解产生LMW PAHs中间产物造成.研究显示，假单胞菌属、无色杆菌、短稳杆菌和微杆菌对HMW PAHs和LMW PAHs均有明显的降解效果，但不同PAHs的降解率存在明显的差异，即使是同一单体化合物，在单体培养基、混合培养基和原油培养基三种不同的降解条件下，其降解率也具有不同程度的差别.

有机质对p, p′-DDE在土壤中的吸附影响

龚香宜, 连婉, 徐威, 孙云雷, 何言志

2017, 30(9): 1382-1389. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.02.79

摘要(1486) HTML (63) PDF(1233)

摘要:
为研究有机质对p, p′-DDE在土壤中的吸附影响因素，采用批量试验方法，分析p, p′-DDE在包气带土壤及含水层土壤上吸附量的变化及有机质对p, p′-DDE在土壤中的吸附影响.结果表明，p, p′-DDE在土壤中的吸附均符合先快后慢、最后达到吸附平衡的规律；其吸附动力学曲线用一级和二级反应动力学方程均能较好拟合，说明p, p′-DDE在这两种物质中的吸附以简单吸附为主，同时包含表面吸附、颗粒内部扩散等过程.包气带土壤和含水层土壤等温吸附线的拟合相关系数(R²)均大于0.95，符合Freundlich模型和线性模型，而含水层样品与Freundlich模型拟合得更好，表明p, p′-DDE在包气带土壤中的吸附以单分子层吸附为主，而在含水层土壤中的吸附还伴随着多分子层吸附的复杂过程；去除内源DOM(溶解性有机质)后，样品对p, p′-DDE的吸附量呈增加趋势，按吸附增加量由小到大的排序为1-1(0~10 cm) < 1-2(120~150 cm) < 2-4(100~120 cm)，说明内源DOM的存在总体上抑制了p, p′-DDE的吸附，并且w(DOM)越高，其抑制作用越强；外源DOM的加入抑制了土壤对p, p′-DDE的吸附；去除有机质后样品对p, p′-DDE的吸附量与w(黏土矿物)具有正相关性.研究显示，有机质对土壤中有机污染物的吸附迁移研究对土壤修复有重要意义，需要对有机质影响土壤的吸附机制进行更深层次的研究.

日光温室夏季休闲期间的土壤管理对可溶性氮的影响

王群艳, 隋方功, 李俊良, 梁斌

2017, 30(9): 1390-1397. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.02.68

摘要(1248) HTML (53) PDF(1070)

摘要:
日光温室夏季休闲期间大水漫灌和高温闷棚是普遍的土壤处理措施，该过程灌水多、温度高，对氮素循环影响大.为了探明休闲期间土壤管理对氮素保持与损失的影响，通过田间试验揭示夏季休闲期间大水漫灌、高温闷棚对不同灌溉施肥模式(滴灌、漫灌)和不同有机物料还田处理(单施有机肥、有机肥配施小麦秸秆、有机肥配施玉米秸秆)土壤可溶性氮的影响.结果表明：作物收获后，滴灌和漫灌各处理平均w(矿质氮)分别为103.9和68.6 mg/kg，大水漫灌使滴灌0~30 cm土层w(矿质氮)显著降低30%，漫灌w(矿质氮)变化不大.日光温室夏季休闲期w(SON)(SON为可溶性有机氮)为16.3~69.1 mg/kg，SON相对含量为15%~48%.大水漫灌使滴灌和漫灌w(SON)分别显著增加2.9和2.5倍；高温闷棚使滴灌和漫灌w(SON)显著降低107.1和72.4 kg/hm²，降幅分别为41%和34%，同时w(矿质氮)分别显著增加117.9和126.7 kg/hm²，土壤氮素矿化速率分别为1.7和1.8 mg/(kg·d).与单施有机肥相比，长期有机肥配施玉米或小麦秸秆可显著增加滴灌w(矿质氮)，但对w(SON)无影响.综上，休闲期间的土壤管理对土壤表层氮素含量的影响较大，其中大水漫灌容易造成滴灌残留氮素的大量损失，而随后的高温闷棚加速了SON的矿化.

多环芳烃在冬小麦体内的吸收与转运及富集研究进展

石陶然, 田凯, 包环宇, 侯劭炜, 刘雪平, 吴福勇

2017, 30(9): 1398-1405. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.02.63

摘要(1988) HTML (227) PDF(1291)

摘要:
多年来以煤炭为主的能源消费结构和经济社会持续发展，导致我国PAHs(多环芳烃)排放量居高不下，直接造成土壤和大气PAHs严重污染.为了探明PAHs在冬小麦体内的积累过程和调控机制，在系统分析PAHs在冬小麦体内的吸收、转运和富集的基础上，重点阐述了冬小麦PAHs根系吸收和叶面吸收影响因素方面的最新研究进展.研究发现：① 小麦根系对PAHs的吸收包括主动吸收和被动吸收两种方式，其中主动吸收是一个载体协助、消耗能量、PAHs与H⁺共运的过程；被动吸收除了在高等植物中普遍存在的简单扩散外，水-甘油通道也参与了该过程. ② PAHs通过气态、颗粒态沉降到小麦叶面角质层或直接通过气孔进入叶片. ③ 影响PAHs根系和叶面吸收的主要因素包括PAHs理化性质、植物生理状况、环境因素等. ④ 小麦根系吸收的PAHs可以向地上部转运，并且与辛醇-水分配系数(K_OW)、蒸腾速率、土壤中氮的形态和浓度有关.主要问题：① 对于小麦叶片吸收的PAHs向基运输机理有待进一步研究. ② 农田生态系统中冬小麦往往遭受土壤及大气双重污染，根系吸收及叶面吸收分别对其体内积累PAHs的贡献尚不清楚.因此，需关注韧皮部、木质部在PAHs转运中所起的作用；利用同位素示踪、双光子激发显微镜等先进技术观察和跟踪PAHs如何进入小麦以及在小麦叶中的转移和分布，阐明PAHs叶面吸收的微观机理；注重大田试验研究，为揭示冬小麦对PAHs的吸收、积累及调控机理，同时也为有机污染地区生产安全农产品提供重要依据.

改性纳米零价铁对稻田土壤As污染的修复效能

王侠, 王欣, 杜艳艳, 何香艳, 彭渤, 谭长银

2017, 30(9): 1406-1414. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.02.91

摘要(1669) HTML (91) PDF(1261)

摘要:
为实现对稻田土壤As污染的高效修复，通过制备C-NZVI(壳聚糖基稳定化纳米零价铁)，分析其对还原态亚砷酸〔As(Ⅲ)〕的吸附动力学和等温吸附特征，阐明典型竞争性阴离子/分子对C-NZVI吸附As(Ⅲ)效率的影响；在此基础上，重点研究淹水和拮抗性肥料对稻土As的强化溶出效应，揭示C-NZVI对稻土液相As的异位吸附去除与原位补充钝化作用.结果表明：准一级动力学和Langmuir等温吸附模型能很好地描述C-NZVI对As(Ⅲ)的吸附过程特征，该材料对As(Ⅲ)的最大吸附量为145.09 mg/g；当竞争性K₂HPO₄、H₃BO₃、Na₂SiO₃和CH₃COOH的摩尔浓度为0.05~0.50 mmol/L时，C-NZVI对As(Ⅲ)的去除率依然高达99%.在对稻田土壤进行淹水和依次施用NH₄H₂PO₄、(NH₄)₂C₂O₄、Na₂SiO₃三种拮抗性肥料条件下，稻土中累积溶出w(水溶态As)(18.1 mg/kg)达到土壤w(As)的30.0%；对强化溶出反应后的淹水稻土进行排水并利用C-NZVI对各步分离获得的含As液相进行异位吸附，As去除率为91.3%~99.8%，该过程使稻土中w(As)减少43.4%~52.6%；进一步利用1%和5%的C-NZVI对强化溶出后的稻土进行补充钝化，可使稻土中w(非专性吸附态As)降低94.7%~100%.研究显示，淹水强化条件下，利用C-NZVI对稻田土壤As污染进行异位去除与原位钝化的联合修复可为有效减控稻田土壤As生物有效性提供有益途径.

典型出境河流生态修复区沉积物重金属污染特征及生态风险评估

张慧娟, 刘云根, 侯磊, 王妍, 齐丹卉

2017, 30(9): 1415-1424. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.02.61

摘要(1864) HTML (91) PDF(1353)

摘要:
为综合评价河流沉积物中重金属对周围环境的生态风险及为治理重金属污染河流提供参考依据，以云南省文山州内跨境河流小白河生态修复区为研究对象，分析不同形态重金属在生态修复区沉积物中的空间分布规律，并采用潜在生态风险指数法和风险评估指数法(RAC)，评价沉积物中重金属污染状况和生态风险.结果表明：① 生态修复区内沉积物中五种重金属空间分布规律存在差异，w(As)、w(Co)、w(Cu)、w(Pb)、w(Zn)的平均值分别为937.64、16.72、156.23、73.47、1 117.47 mg/kg，并且w(As)、w(Cu)和w(Zn)沿水流方向逐渐降低，到生态修复区出口又呈明显增加的分布规律，而w(Pb)和w(Co)呈逐渐增加的分布规律. ② 生态修复区中重金属主要赋存形态以残余态为主，稳定性大小依次为As>Pb>Cu>Co>Zn. ③ 根据风险评估指数法，表层沉积物中重金属对环境构成的风险依次为Zn>Co>Pb>Cu>As；根据潜在生态风险指数，As是主要的生态风险贡献因子，贡献率大于80%，具有较高的生态风险，其余重金属具有较低的生态风险.因此，在环境治理时既要考虑富集程度较严重的重金属元素，也不可忽视有效态含量较高的重金属元素给环境带来的生态风险.

我国童装中邻苯二甲酸酯赋存特征及健康风险

柴淼, 王昱文, 钟伏勇, 韩雪, 唐阵武

2017, 30(9): 1425-1432. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.02.64

摘要(1576) HTML (34) PDF(1178)

摘要:
为了解我国市售童装中邻苯二甲酸酯污染特征，选择了21种常见品牌的童装，采用Agilent 7890A/5975C气相色谱质谱联用仪，对其中16种PAEs(phthalate esters，邻苯二甲酸酯)进行测定，并应用美国国家环境保护局推荐的方法评估了其健康风险.结果表明，我国市售童装中w(∑₁₆PAEs) (16种PAEs的总含量)为2.97~40.0 mg/kg，平均值为11.0 mg/kg.其中，w(DEHP)〔DEHP为邻苯二甲酸(2-乙基已基)酯〕、w(DBP)(DBP为邻苯二甲酸二正丁酯)和w(BBP)(BBP为邻苯二甲酸丁基苄酯)三者之和为1.73~26.7 mg/kg，未超出GB 31701—2015《婴幼儿及儿童纺织产品安全技术规范》规定的限值；DIBP(邻苯二甲酸二异丁酯)、DBP、DEHP和DNOP(邻苯二甲酸二正辛酯)是含量较高的四种单体，四者之和占w(∑₁₆PAEs)的53.9%~96.8%(平均值为82.5%)，可能与童装加工过程的人为添加有关.童装中DMP(邻苯二甲酸二甲酯)、DEP(邻苯二甲酸二乙酯)、DIBP、DBP、BBP、DEHP、DNOP和∑₇PAEs的非致癌风险值均远小于1.0，对儿童无明显非致癌风险, 但DEHP的致癌风险值接近10^-6，应引起重视.

膜生物反应器降解对氨基苯磺酸的性能及微生物群落特征

闫凯丽, 郑君健, 王志伟, 吴志超

2017, 30(9): 1433-1439. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.02.76

摘要(1633) HTML (73) PDF(1166)

摘要:
为研究MBR(膜生物反应器)降解SA(对氨基苯磺酸)的性能，构建一套连续流MBR，针对ρ(SA)为25 mg/L的模拟废水进行处理，并通过高通量测序对MBR运行过程中微生物群落特征变化进行生物学层面的分析.结果表明：经过31 d的启动驯化后，SA基本可以完全降解，COD_Cr、NH₄⁺-N、TN和TP的去除率分别为87.63%±5.95%、91.94%±8.80%、32.38%±11.6%和85.69%±13.82%.对驯化及稳定运行阶段的污泥进行微生物菌群分析结果表明，在“门”水平上主要的微生物菌群为拟杆菌门、变形菌门和绿弯菌门，其中拟杆菌门是处理含SA废水的优势菌群.在“科”水平上，噬几丁质菌科、腐螺旋菌科、红环菌科、丛毛单胞菌科和拜叶林克氏菌科为主要的微生物菌群，随着反应器的长期驯化和运行，噬几丁质菌科逐渐成为反应器中优势菌群.研究显示，MBR对SA、COD_Cr、NH₄⁺-N和TP都有很好的去除效果，拟杆菌门和噬几丁质菌科分别为处理SA的优势“门”和“科”.

TiO₂/生物炭复合材料处理低浓度氨氮废水

张梦媚, 何世颖, 唐婉莹, 冯彦房, 杨林章

2017, 30(9): 1440-1447. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.02.60

摘要(1758) HTML (81) PDF(1281)

摘要:
为研究功能复合材料对低浓度氨氮〔ρ(NH₄⁺-N)≤50 mg/L〕废水的处理效果，采用水热法制备TiO₂/生物炭复合材料，并在自制光催化反应装置中对低浓度氨氮废水进行处理，考察TiO₂负载量、温度、pH等因素对NH₄⁺-N去除过程的影响以及催化的最终降解产物.结果表明，TiO₂/生物炭复合材料能有效催化去除废水中的NH₄⁺-N，其优化处理条件：ρ(NH₄⁺-N)为50 mg/L，TiO₂/生物炭复合材料投加量为1.5 g/L，254 nm紫外灯照射120 min，TiO₂负载量为20%，废水初始pH为11.0，曝气量为150 mL/min.在优化处理条件下，当温度为60 ℃时NH₄⁺-N去除率可达100%，常温(30 ℃)下可达67%.反应最终产物中ρ(NO₂^--N)非常低，并且无NO₃^--N生成.研究显示，TiO₂/生物炭复合材料具有将NH₄⁺-N转化为N₂的良好光催化氧化选择性.

ABR反应器处理苯胺黑药废水及其微生物种群结构

杨梓亨, 宋卫锋, 程亚杰, 李海宇, 简静仪

2017, 30(9): 1448-1454. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.02.72

摘要(1661) HTML (44) PDF(1316)

摘要:
苯胺黑药广泛用作铅锌硫化矿浮选捕收剂，是一种难生化降解浮选药剂.为考察苯胺黑药的厌氧降解行为，采用ABR(厌氧序批式折流板反应器)对苯胺黑药进行处理，利用扫描电镜研究不同隔室中颗粒污泥的性状，并采用Miseq高通量测序的方法分析起主要作用的隔室中的微生物群落组成.结果表明，在进水ρ(苯胺黑药)和ρ(COD_Cr)有一定波动情况下，苯胺黑药和COD_Cr去除率在各阶段均呈增加趋势. 100 d成功启动后运行稳定；HRT(水力停留时间)为24 h时，苯胺黑药和COD_Cr去除率分别为67%~71%和68%~73%.反应器内出现大量颗粒污泥，沿水流方向颗粒污泥粒径分布逐渐减小，颗粒污泥规则、密实，不会流失. Miseq高通量测序结果表明，反应器第1格和第2格中绿弯菌门菌群所占比例(分别为24.73%和33.60%)最大，其次是厚壁菌门(分别为24.17%和20.92%)和变形菌门(分别为18.93%和20.88%)；在属的水平检测到Caldisericum、Leptolinea、Leuconostoc和Bacillus等，使得反应器具有较好的耐冲击负荷和良好的降解作用.研究表明，ABR对苯胺黑药有良好的去除作用.

Fe₃O₄/CeO₂复合材料催化降解橙黄G的效能及降解途径

张晓薇, 甘国强

2017, 30(9): 1455-1463. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.02.75

摘要(1588) HTML (81) PDF(1069)

摘要:
为研究磁性纳米Fe₃O₄/CeO₂复合材料在高浓度难降解有机废水处理中的应用，利用共沉淀法制备Fe₃O₄/CeO₂复合材料，并将其作为非均相类Fenton催化剂降解橙黄G染料废水，利用单因素法优化出最佳降解工艺，同时利用TOF-MS/MS(飞行时间质谱)检测降解中间产物，推测出可能降解途径.结果表明，当Ce/Fe为1 :1(质量比)时制备的Fe₃O₄/CeO₂复合材料催化效果最佳.最佳降解工艺条件：初始pH为2.0，温度为30 ℃，H₂O₂投加量为30 mmol/L，Fe₃O₄/CeO₂复合材料的投加量为2.0 g/L，初始ρ(橙黄G)为50 mg/L.在最佳降解工艺条件下反应120 min后，橙黄G去除率为96.2%，TOC去除率为65.0%，Fe₃O₄/CeO₂复合材料至少可重复利用6次.研究显示，橙黄G降解主要有三条可能的降解途径，包括偶氮键断裂、偶氮键与苯环断开、脱磺酸基、羟基化以及开环等过程，共检测出八种可能的降解中间产物，主要有苯胺、苯酚、萘酚以及羧酸等.

自养脱氮污泥的亚硝化活性恢复策略

张肖静, 周月, 张楠, 郑凯伟, 傅浩强, 陈涛, 张宏忠

2017, 30(9): 1464-1470. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.02.80

摘要(1387) HTML (61) PDF(1105)

摘要:
为考察自养脱氮污泥亚硝化活性快速恢复的策略，在3个反应器内分别采用不同的方法对经过长期冷冻保存后的污泥进行了恢复活性的研究.其中R1为MBR(膜生物反应器)，采用低ρ(DO)(0.30 mg/L)连续流恢复策略；R2为SBR(序批式反应器)，采用低ρ(DO)(0.30 mg/L)间歇流恢复策略；R3为SBR，采用低ρ(NH₄⁺-N)预培养-高曝气-低ρ(DO)运行三阶段的恢复策略.结果表明，R1的恢复时间为46 d，NH₄⁺-N氧化速率达到4.99 mg/(h·g)(以N计)，最终ρ(MLSS)达到5.43 g/L；R2的恢复时间为39 d，NH₄⁺-N氧化速率达到4.61 mg/(h·g)，最终ρ(MLSS)达到4.47 g/L；R3的恢复时间为48 d，NH₄⁺-N氧化速率达到5.64 mg/(h·g)，最终ρ(MLSS)达到5.16 g/L. 3个反应器均能长期抑制亚硝酸盐氧化细菌的活性，使亚硝化稳定运行. 3个反应器中，R3恢复所需时间最长，但污泥活性最好; R1中的污泥活性较低，但是膜组件有效截留了污泥，达到了最高的ρ(MLSS).研究显示，通过厌氧预培养后转为膜生物反应器连续流运行的策略，可有助于污泥的极大保留及污泥活性的最大恢复.

回转窑热解气化炉处理生活垃圾特性

韦超, 夏训峰, 王京刚, 王丽君, 吕慧瑜, 张颖

2017, 30(9): 1471-1478. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.02.69

摘要(2676) HTML (127) PDF(1367)

摘要:
基于目前固定床热解气化法在常温下进行存在燃气热值和气化效率较低、燃料适用范围小和预处理复杂等问题，采用控制变量法设计探究了不同预热空气温度和过量空气系数对小型回转窑式热解气化炉处理村镇生活垃圾的影响.结果表明：预热空气温度升高有利于垃圾热解气化产气，但有一定的局限性，当温度超过600 ℃时垃圾的气化产气明显下降；当过量空气系数为0.4时，垃圾的热解气化效率达到最大值，并且焦油产量最小.垃圾原样在过量空气系数为0.4、空气预热温度为500 ℃下对底渣、飞灰进行重金属含量的分析测试结果显示，飞灰中的铅含量远高于GB 18598—2001《危险废物填埋污染控制标准》相关标准限值，需要经过处理才能排放，二

英采样分析结果显示其含量均低于GB 18485—2014《生活垃圾焚烧污染控制标准》限值.研究显示，该回转窑式热解气化工艺处理生活垃圾的最佳过量空气系数为0.4，最佳空气预热温度为500 ℃，在此最佳工况条件下焦油产量小，飞灰及焦渣中重金属含量小，ρ(二

英)低于0.10 ng/m³.

环渤海海洋产业绿色GDP核算

高阳, 冯喆, 许学工

2017, 30(9): 1479-1488. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.02.40

摘要(1893) HTML (150) PDF(1425)

摘要:
绿色GDP核算是反映经济-环境系统交互作用，继而进行综合计量的重要工具.以可持续发展为主题，借鉴联合国环境经济核算方法，以环渤海地区为研究区，选取数据可得性最好的2013年为核算期开展GGOP(海洋产业绿色GDP)核算研究，并以辽宁、河北、天津和山东4个省级行政区为研究单元进行拆分.结果表明：2013年环渤海地区GOP(海洋产业生产总值)约为1.97×10¹²元，GGOP约为1.84×10¹²元，占GOP的93.44%，资源耗减、生态系统破坏、环境损失和环境活动分别扣减了GOP的2.54%、0.16%、1.70%和2.15%.环渤海地区2013年的渔业没有造成资源耗减，而对海洋油气资源的开采造成的资源耗减损失约为5.02×10¹⁰元.通过围填海造成的生态系统破坏损失约为3.11×10⁹元.环渤海地区海洋产业污染物产生的虚拟成本约为3.36×10¹⁰元.国家和省级海洋部门对渤海的环境管理活动支出约为4.42×10⁹元；环渤海地区海洋环境和资源利用投入研究经费约3.81×10¹⁰元.环渤海各省市中，辽宁省扣减比例为5.30%，其中环境损失占扣减总值的44.77%；河北省与辽宁省相近，扣减比例为5.04%；天津市扣减比例最大，为13.09%，其中资源耗减占扣减总值的69.74%；山东省扣减比例为4.34%，其中环境管理活动支出占扣减总值的50.82%.研究结果扩展了绿色GDP核算方法的适用范围，探索了绿色核算在海洋经济中的核算方法和核算技术，有助于环渤海各省市海洋经济发展调控政策的制订.

燃气-蒸汽联合循环发电CO₂排放量量化方法比较

张宁, 张紫禾, 张景奇, 康磊, 张海滨, 陈颖, 贾睿

2017, 30(9): 1489-1496. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.02.62

摘要(1486) HTML (70) PDF(1206)

摘要:
为探究排放因子法与监测法两类量化方法对燃气-蒸汽联合循环发电CO₂排放源排放量量化的差异和影响因素，采用《温室气体排放核算与报告要求第1部分：发电企业》(下称《核算报告要求》)和《2006年IPCC国家温室气体清单指南》(下称《IPCC指南》)两种排放因子法，以及一种基于红外吸收光谱原理的排放源监测法，对某燃气-蒸汽联合循环发电CO₂排放源排放量进行4次量化，分别得出监测法、《核算报告要求》以及《IPCC指南》下限值、缺省值和上限值5组量化值.结果表明：① 采用监测法得出的CO₂排放源排放量量化值明显小于两种指南排放因子法量化结果；② 采用《核算报告要求》得出的CO₂排放源排放量量化值介于《IPCC指南》缺省值和下限值的量化值之间；③《核算报告要求》和《IPCC指南》中的天然气排放因子值分别超出此次监测法量化值折算出的天然气排放因子值的22%、19%、23%和28%，证明存在因高估排放因子导致高估CO₂排放量的可能；④ 装置运行负荷率越高，采用排放因子法得出的量化值越趋近于监测法量化值.研究显示，在监测条件良好的情况下，宜采用监测法对燃气-蒸汽联合循环发电CO₂排放源排放量进行量化，可避免燃料燃烧特性值和装置负荷率对排放因子法量化准确性的干扰，能更好地支撑企业和管理部门的统计量化工作.

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2017年第30卷第9期

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