环境科学研究

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2018, 31(11).

摘要(182) PDF(48)

摘要:

吕连宏, 张保留, 谢雪松, 罗宏

2018, 31(11): 1819-1826. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.07.04

摘要(1579) HTML (30) PDF(1170)

摘要:
不理想的能源生产与消费结构和建设生态文明的发展战略存在显著矛盾，生态安全问题已经成为制约我国能源开发利用的重要因素之一，因此，在能源结构优化决策过程中需要对能源开发利用的生态安全影响程度进行定量化评估.应用PSR（pressure-state-response，压力-状态-响应）模型，从实现能源安全与生态安全协同发展视角，建立国家能源生态安全影响评估指标体系和指数模型，对我国2005-2016年的能源生态安全影响进行评估，并从保障国家生态安全的视角提出优化能源开发利用的若干建议.研究显示，2005-2016年我国能源生态安全影响评估指数（文中涉及"全国"的各要素范围均未包含港澳台地区）从44.5升至66.4，能源开发利用对生态安全的影响日益减轻，能源开发利用与生态环境安全之间矛盾有所缓解，但部分优化能源开发利用的响应措施执行不力，应从注重能源开发利用与生态文明建设的协调性、强化能源绿色低碳发展倒逼机制、完善能源行业绿色低碳化发展的经济激励政策、认真执行环境影响评价制度、大力提升化石能源的清洁高效开发利用水平、优化水电开发的生态安全格局和重视非化石能源开发利用的生态安全问题等方面优化我国的能源开发利用.

中国显示器件行业VOCs排放特征及控制对策

张世豪, 李雪梅, 丁淮剑, 聂磊, 王晓燕, 薛亦峰

2018, 31(11): 1827-1834. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.07.08

摘要(1418) HTML (79) PDF(824)

摘要:
为掌握和了解我国电子行业VOCs的排放特征，以显示器件行业为研究对象，梳理和分析其生产工艺及排污环节；通过典型企业有机废气的实际排放监测，掌握其VOCs排放水平；利用排放因子法，核算了2011-2016年我国显示器件行业VOCs的排放量，分析其排放量的变化趋势及空间分布特征.结果表明：受产量和污染控制效率变化的双重影响，2011-2016年我国显示器件行业VOCs排放量（文中涉及"全国"的各要素范围均未包含港澳台地区）呈先增后降的趋势，2015年达到最大值（15 605 t），此后在产量增长放缓和污染控制效率提高的作用下，2016年的排放量有所下降；从排放占比来看，显示器件行业无组织VOCs排放占比从2011年的45%升至2016年的53%，车间无组织VOCs逸散，以及废水处理过程、有机原辅料和有机废液储运等环节的VOCs无组织排放是行业污染控制的重点和难点.研究显示，我国显示器件行业VOCs无组织排放量占比逐年上升，为控制未来行业VOCs排放，企业应将无组织排放转化为有组织排放，之后再通过高效的末端处理装置来减少VOCs排放量.

大气环境容量理论与核算方法演变历程与展望

许艳玲, 薛文博, 王金南, 雷宇, 叶枝兰, 任阵海

2018, 31(11): 1835-1840. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.08.05

摘要(1380) HTML (161) PDF(1229)

摘要:
大气环境容量在我国一直被作为环境管控措施制订和空气质量精细化管理的重要依据，相关研究是当前的热点.通过研究大气环境容量的相关文献，结合国家、区域及城市的相关实践工作，对国内外环境容量理论和核算方法的发展特征进行了系统的总结和评述.在综述大气环境容量概念的基础上，分析了其具备的自然属性、社会属性及资源属性三重特征.结合我国大气环境问题和大气污染管理模式的演变历程，分析了大气环境容量理论和实践在引入与探索期、发展与实践期、停滞期和快速发展期等4个不同阶段的发展特点.针对我国先后出现的以煤烟型污染、酸雨型污染和复合型污染为主要特征的3种大气环境问题，分析了大气环境容量的内涵及核定思路.以A值法、线性优化法、模型模拟法为重点，总结了不同核算方法的优点和不足，发现了模型模拟法可以兼顾气象、地形等自然因素和污染源等人为因素对于大气环境容量的影响，并可以反映复杂的大气物理化学过程，更适合以PM_2.5、O₃等复合污染为约束的环境容量的核算.最后，结合环境管理的要求，建议在以下三方面加强研究：①以多种污染指标达标为约束的大气环境容量核算方法；②典型重污染时段的大气环境容量核算方法；③改进模型模拟和多目标优化耦合技术，探讨在空气质量、健康损害、生态破坏、气候变化等多种因素约束下的大气环境容量核算方法.

利用SPAMS研究西安市重污染天气细颗粒物污染特征及来源

闫璐璐, 刘焕武, 黄学敏, 高健, 张文杰

2018, 31(11): 1841-1848. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.05.14

摘要(1691) HTML (64) PDF(702)

摘要:
为了对西安市冬季重污染过程中的细颗粒物进行动态源解析，于2016年12月5-22日，利用SPAMS（单颗粒气溶胶质谱仪）在西安市城市运动公园开展连续观测.将观测期分为4个阶段，结合气象条件对不同阶段细颗粒物的污染特征进行分析比较.依据质谱特征，将所采集到的颗粒分为EC（元素碳）、OC（有机碳）、ECOC（混合碳）、HM（重金属）、LEV（左旋葡聚糖）、SiO₃（矿尘）、K（钾）、Na（钠）、HOC（有机大分子）及Other（其他）类.结果表明：观测期间所采集到的OC类颗粒物数量最多，在重污染阶段OC、K和EC类颗粒物占颗粒总数的70%以上，是重污染天气的主要组成颗粒.在雾霾消散期，OC、LEV和SiO₃类颗粒是主要类型颗粒物.根据颗粒物的化学类型及离子特征，利用PMF（正交矩阵因子分解）模型法得到6种污染源贡献率分别为27.7%（燃煤源）、22.3%（二次污染源）、20.4%（交通源）、10.4%（生物质燃烧源）、9.7%（工艺过程源）、6.5%（扬尘源）及3.0%（其他未知源）.研究显示：在重污染阶段，燃煤源与交通源占比大幅上升，与二次污染源共同造成了此次重污染天气；在雾霾消散期，扬尘源及生物质燃烧源成为大气细颗粒物的主要污染源.

天山北坡经济带城市PM_2.5质量浓度时空分布及模拟分析

刘琳, 张正勇, 刘芬, 徐丽萍

2018, 31(11): 1849-1857. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.07.15

摘要(1382) HTML (69) PDF(563)

摘要:
PM_2.5扩散/积聚有着复杂的物理、化学过程，其时空变化与前体污染物及气象条件密切相关.为探究区域城市ρ（PM_2.5）的变化规律，以天山北坡经济带城市为研究区，采用2015年1月-2017年10月大气污染物监测数据和气象数据，结合数理统计和GIS空间分析技术，分析研究区ρ（PM_2.5）的时空变化特征；借助普通OLS（最小二乘法）分析影响因子的多重相关性，通过PLS（偏最小二乘）法构建ρ（PM_2.5）估算模型.结果表明：①研究区各城市小时ρ（PM_2.5）呈"W"型双峰变化；各月份ρ（PM_2.5）呈"U"型特征，月均值为59.5 μg/m³，2月和9月分别为ρ（PM_2.5）最高月和最低月；各季节ρ（PM_2.5）排序为冬季（146.6 μg/m³）＞秋季（35.2 μg/m³）＞春季（34.1 μg/m³）＞夏季（26.8 μg/m³）；空间上ρ（PM_2.5）由西北部克拉玛依市向东南部乌鲁木齐市逐渐增大.②PLS法构建模型能有效克服自变量多重相关性的问题，模型可解释自变量95.7%和因变量80.1%的变异信息，年均模拟值与实测值偏差为9.82%.③研究区各城市ρ（PM_2.5）与ρ（CO）的相关性极显著，与气象因子中的风速和气温的相关性较显著，而与相对湿度的相关性不显著.研究显示，基于前体污染物和气象因子的PLS法构建模型是模拟ρ（PM_2.5）的有效方法.

郴州市大气PM_2.5碳组分污染特征及其来源分析

罗达通, 张敬巧, 刘湛, 张青梅, 尤翔宇, 向仁军

2018, 31(11): 1858-1866. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.07.11

摘要(1172) HTML (44) PDF(752)

摘要:
为研究郴州市PM_2.5中碳组分的污染特征及来源，于2016年7月-2017年4月分4个季度典型时段采集郴州市环境大气中的PM_2.5，测定了样品中OC（有机碳）和EC（元素碳）的质量浓度，对碳气溶胶污染水平、时空分布、SOC（二次有机碳）以及OC和EC相关性等特征进行了分析，并分析了碳组分的来源.结果表明：郴州市ρ（PM_2.5）年均值为（40.2±19.0）μg/m³，ρ（OC）、ρ（EC）占比分别为15.7%和7.2%；ρ（OC）与ρ（EC）相关性分析显示二者来源较为一致，但春季、夏季差异相对较大；ρ（SOC）全年估算值为1.84 μg/m³，占ρ（OC）的29.11%，夏季较高的温度和较低的相对湿度导致夏季ρ（SOC）的估算偏低.结合碳组分丰度分析、PCA（主成分分析）和PMF（正矩阵因子分解分析）结果发现，燃煤/道路尘、机动车排放和生物质燃烧对PM_2.5中TC（总碳）的影响最为明显，贡献率分别为49.25%~56.71%、19.79%~25.36%和9.35%~13.69%.反向轨迹聚类结果显示，广东珠三角区域的汽油车排放、道路尘和生物质燃烧对郴州市PM_2.5中碳组分有较大的影响，而燃煤和柴油车的贡献主要来源于本地.研究显示，郴州市PM_2.5中碳组分污染较为严重，应重点加强本地燃煤和柴油车的控制.

济南市冬季一次典型重污染过程分析

李敏, 张文娟, 吕晨, 刘建军, 吕波, 谭润禾

2018, 31(11): 1867-1875. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.08.02

摘要(1630) HTML (33) PDF(762)

摘要:
为掌握济南市重污染天气发生规律，从而更好地为重污染天气预报预警和大气污染防治提供参考，采用空气质量监测数据、气象观测资料、雷达探测资料及轨迹模式模拟相结合的方法，对济南市2016年12月31日-2017年1月7日的持续性重污染过程，从污染演变过程、环流背景分析、气象要素特征和区域污染传输等多方面分析其形成原因及主要影响因素.结果表明：此次重污染过程期间首要污染物为颗粒物，ρ（PM₁₀）平均值为318 μg/m³，ρ（PM_2.5）平均值为200 μg/m³；地面风速在0.6~1.8 m/s范围内，风力均为1~2级，相对湿度为68%~95%，平均相对湿度为81%.在重污染过程中，从地面至800 m左右高度始终维持较强逆温层，逆温频次高达91.1%，污染边界层高度较低，大部分时间都在500 m以下.采用情景模拟分析方法计算得到，区域输送对济南市PM_2.5的贡献率为20%~35%.研究显示：此次重污染过程是在区域性污染背景下由本地不利的扩散条件造成的，静稳大气形势提供有利的环流背景，平流雾、辐射雾交替产生，持续性的高湿加重了污染程度；近地面的静风、高湿，垂直方向的双逆温层甚至多逆温层的结构是影响此次重污染过程的重要气象要素；区域性污染传输对此次重污染天气的发展有显著贡献，污染初期主要来自河北省中南部的输送，随着污染加重，有来自偏南、偏东方向的局地气团输送.

济南市大气颗粒物背景值确定方法

侯鲁健, 夏志勇, 张文杰, 吕波, 付华轩, 谭润禾

2018, 31(11): 1876-1882. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.06.14

摘要(1391) HTML (34) PDF(512)

摘要:
城市大气颗粒物背景值的确定能够为制订城市大气颗粒物污染防治目标提供重要基础支撑，探索大气颗粒物背景值确定方法对于大气污染防治具有重要意义.以济南市清洁对照点跑马岭监测数据为基础，直接采用概率密度法计算得到的ρ（PM₁₀）和ρ（PM_2.5）背景值范围分别是100~110和40~50 μg/m³.综合应用空气质量模型模拟法和概率密度法，提出基于数值模拟的城市大气颗粒物环境背景值确定方法，并在此基础上确定了济南市大气颗粒物背景值.结果表明：济南市ρ（PM₁₀）和ρ（PM_2.5）背景值范围分别是30~35和15~20 μg/m³，其中ρ（PM₁₀）环境背景值秋季（40~45 μg/m³）最高、夏季（25~30 μg/m³）最低；ρ（PM_2.5）环境背景值秋季（25~30 μg/m³）最高、冬季（10~15 μg/m³）最低.研究显示，基于数值模拟计算得到的颗粒物背景值明显低于直接采用概率密度法得到的结果，表明跑马岭受人为因素影响明显，监测结果已不能完全代表济南市大气颗粒物背景值水平；而数值模拟法可以完全剔除了人为源的贡献，计算得到较为准确的ρ（PM₁₀）和ρ（PM_2.5）背景值.

杭州市城市生活垃圾处理主要温室气体及VOCs排放特征

唐伟, 郑思伟, 何平, 徐海岚, 杨强, 谷雨, 闫兰玲

2018, 31(11): 1883-1890. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.03.41

摘要(1447) HTML (63) PDF(705)

摘要:
为了解城市生活垃圾处理过程中主要温室气体及VOCs排放的变化特征，基于《2006年IPCC国家温室气体清单指南》《浙江省市县温室气体清单编制指南》和《大气挥发性有机物源排放清单编制技术指南》推荐的方法，估算了2005-2016年杭州市生活垃圾处理主要温室气体及VOCs排放量.结果表明：2005-2016年杭州市生活垃圾处理过程中温室气体排放占绝对主导地位，VOCs排放只占极少一部分.杭州市生活垃圾处理主要温室气体和VOCs排放量总体上呈上升趋势，与2005年相比，2016年杭州市生活垃圾处理主要温室气体排放量增长了68.8%，VOCs排放量增长了134.0%.从生活垃圾处理方式来看，杭州市生活垃圾填埋处理的温室气体排放量远高于焚烧处理方式，但填埋处理的VOCs排放量却低于焚烧处理方式（2007年和2008年除外）.杭州市生活垃圾填埋处理和焚烧处理的温室气体排放强度分别为0.72~0.86、0.18~0.23.从排放贡献和排放强度来看，采用填埋处理方式有利于减少垃圾处理过程中VOCs的排放，而采用焚烧处理方式更有利于温室气体的减排.随着人均生活垃圾产生量的上升，无论是温室气体还是VOCs，杭州市人均垃圾处理排放量总体呈现稳步上升的态势.研究显示，深入垃圾分类回收、控制人均生活垃圾产生量、优化垃圾焚烧处理方式，可以实现生活垃圾处理主要温室气体和VOCs的协同减排.

洱海西部雨季地表径流氮磷污染特征及受土地利用类型的影响

金春玲, 高思佳, 叶碧碧, 储昭升, 侯泽英, 喻秋, 郑丙辉

2018, 31(11): 1891-1899. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.03.25

摘要(1478) HTML (55) PDF(756)

摘要:
云南高原平坝区地表径流是湖泊氮、磷的主要来源之一.为研究高原平坝区雨季地表径流氮、磷污染特征及受土地利用类型的影响，调查了洱海西部平坝区雨季的径流氮、磷形态特征，并结合遥感影像空间分析与SPSS等统计分析，从汇水区尺度和缓冲区尺度上研究土地利用类型与地表径流水质的关系.结果表明：①研究区雨季地表径流氮、磷质量浓度较高，ρ（TP）为0.16~0.77 mg/L，且以DIP（溶解性无机磷）为主（63.01%）；ρ（TN）为1.75~14.86 mg/L，且以NO₃^--N为主（78.15%）.②汇水区尺度上城镇用地对ρ（TP）影响突出.环湖农村居民点对ρ（NH₄⁺-N）影响突出，耕地中的高施肥种植区对ρ（TN）、ρ（NO₃^--N）影响突出；③在缓冲区500、1 000和2 000 m尺度下，随缓冲区距离增加，土地利用类型对地表径流水质的影响减小.研究显示，城镇用地与高施肥种植区对洱海西部雨季地表径流氮、磷质量浓度影响最大，土地利用类型随缓冲区距离增加对水质的影响逐渐减小.

澜沧江小湾水坝运行前后大型底栖动物群落及水质评价

李晋鹏, 彭明春, 董世魁, 李春青, 王丽珍

2018, 31(11): 1900-1908. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.05.03

摘要(1551) HTML (36) PDF(613)

摘要:
为探究大型河流建坝前后大型底栖动物群落动态及水生态系统的变化情况，选取澜沧江中游小湾水坝库区及下游河段为研究区，结合流域梯级水坝建设规划，分别于2008年、2010年、2011年和2016年开展大型底栖动物定点采样调查，分析水坝运行前后大型底栖动物群落物种组成、密度、生物量、功能摄食群的变化，并开展水质评价和库区总生物量分析.结果表明：大型底栖动物群落优势种由适应自然河流急流生境的昆虫纲蜉蝣目、襀翅目和毛翅目（EPT种类）演变为适应水库静水环境的双翅目摇蚊科和寡毛纲种类；密度和生物量与蓄水前相比显著降低，表现为坝前静水区低于上游过渡区的分布格局；功能摄食群由掠食者种类占优势演变为收集者占优势；基于Goodnight-Whitley指数的水质评价结果表明，库区水质相比蓄水前有逐渐变差的趋势，坝前静水区与过渡区相比水质相对较差；库区大型底栖动物总生物量显著低于蓄水前自然河流时期.研究显示，由于澜沧江小湾水坝蓄水后生境条件的变化，库区大型底栖动物群落及其分布格局发生了明显变化，同时受澜沧江上游河段梯级开发的影响，库区大型底栖动物群落还处于动态变化过程中.

基于土地利用变更调查的2010-2016年新疆尉犁县生态系统碳储量时空变化

徐自为, 张智杰

2018, 31(11): 1909-1917. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.03.42

摘要(1526) HTML (93) PDF(782)

摘要:
为全面认识干旱区不同土地利用类型时空变化对区域生态系统碳储量的影响，以地处塔克拉玛干沙漠边缘生态脆弱区的新疆尉犁县为研究对象，基于详细的土地利用变更调查数据（2010-2016年），利用ArcGIS平台和InVEST模型，分析生态系统碳储量对土地利用变化尤其是二级土地利用类型变化的响应.结果表明：①研究区内，无论是区域平均碳密度还是灌木林地、其他林地、其他草地等主要土地利用类型的碳密度均较低，而面积较少的有林地和天然牧草地碳密度相对较高，因此对这些土地利用类型应着重加强保护.②2010-2016年新疆尉犁县碳存储量净减少24.23×10⁴ t，这主要是由于其他草地、其他园地和果园等土地利用类型被开垦为水浇地，或被建设用地、交通用地占用所导致，而同时研究区内有林地和水浇地面积增加带来了碳储量的提高.③从空间变化看，受不同区域土地利用变化方式的影响，碳储量变化特征也有显著差异，但总体上变化敏感区域集中在塔里木河周边县、乡镇及兵团所在地等人类活动聚集区，这些区域平均碳密度较高，土地利用变化也更为剧烈.④尽管由于开垦行为带来耕地面积增加，从而使得研究区耕地总碳储量增加242.77×10⁴ t，但由于塔里木河沿岸碳密度较高的耕地被建设用地占用，新增耕地多来源于土壤碳储量较低的其他草地等土地利用类型，导致耕地平均碳密度有所下降.研究显示，建设用地占用耕地、林地、草地等地类是尉犁县碳储量减少的重要原因，而林业建设能够带来碳储量增加.因此建议：一方面，推进林、草地建设提高区域生态系统固碳能力；另一方面，重点保护塔里木河周边碳密度较高区域，严控耕地开垦或建设用地占用，同时加强耕地保护，防止通过补充碳密度较低的耕地来弥补碳密度较高区域耕地的流失.

组合液膜对自配淋洗液中Cd的提取回收效果

裴亮, 孙莉英

2018, 31(11): 1918-1924. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.08.01

摘要(952) HTML (28) PDF(511)

摘要:
淋洗法是解决土壤重金属污染的有效方法之一，其对土壤Cd污染的治理效果较好，但需对Cd污染土壤进行淋洗后的含Cd淋洗废液进行再生和回收利用.为了克服传统液膜分离技术不稳定、膜溶液易流失等缺陷.采用P204（磷酸二异辛酯）为络合剂的组合液膜提取技术对自配土壤淋洗液中Cd²⁺进行提取，考察水相pH、w（P204）、接受相酸浓度、膜相与接受相体积比、接收相不同酸、水相初始c（Cd²⁺）对Cd²⁺提取率的影响，并提出动力学方程，进一步研究Cd²⁺在多金属离子分离条件.结果表明：①络合剂与Cd²⁺形成络合物在液膜系统中传输，最佳提取条件为pH 4.2、w（P204）5.0%、接受相酸浓度4.0 mol/L、膜相与接受相体积比1：3，接收相酸种类对提取率影响不明显；②水相c（Cd²⁺）越低，提取率越高；③基于传质动力学模型，建立了回收系数与水相pH和w（P204）的关系方程，分别为P_c=（3.20×10⁴+2.03×10¹⁰[H⁺]²）^-1和P_c^-1=3.208×10⁴+1.742[C⁰]^-2，得到Cd²⁺通过料液和膜边界层的厚度（d_w）为17.8 μm，络合物通过膜的扩散系数（D_m⁰）为7.61×10^-8 m²/s.研究显示，在最佳提取条件下，初始c（Cd²⁺）为5.0×10^-3 mol/L时，240 min内提取率可达93%，通过调节多金属离子体系中Cd²⁺的提取条件与参数，或调节每种金属提取条件与参数，进行反复提取，Cd²⁺可以与其他重金属成功分离.

载钠硅碳羟基磷灰石的制备及其对水中As(Ⅴ)的吸附特性

曾荣英, 唐文清, 康卓, 陈静, 刘兴, 龚道新

2018, 31(11): 1925-1932. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.07.22

摘要(1256) HTML (56) PDF(477)

摘要:
由于自然和人为活动导致自然水体和土壤被As（砷）污染，严重危及生态环境并已受到广泛关注.为实现更大程度地去除含As废水的新型吸附材料，以废弃蛋壳为原材料，采用超声波法制备多孔状且较大比表面积的Na-Si-CHAP[Ca_10-xNa_x（PO₄）_6-y-z（SiO₄）_z（CO₃）_y（OH）_2-α，载钠硅碳羟基磷灰石]，深入分析去除含As（Ⅴ）废水的吸附特性.通过BET比表面积、扫描电镜（SEM）、EDX（能量色散X射线光谱）、X-射线衍射（XRD）等手段对样品进行表征，并进一步探讨了pH、吸附时间、初始ρ[As（Ⅴ）]以及反应温度等因素对吸附效果的影响.结果表明：在pH为6.0、作用时间为60 min、反应温度为313 K等优化条件下，0.2 g Na-Si-CHAP对100 mL 30 mg/L含As（Ⅴ）废水的去除率和平衡吸附容量分别为96.53%和14.48 mg/g.Langmuir等温吸附模型较好地拟合了吸附试验数据，313 K下相关系数（r²）高达0.998 0，饱和吸附容量达46.73 mg/g，明显高于其他同类材料；准二级动力学模型可较好地描述该吸附行为，相关系数高达0.999 9；热力学参数△G（吉布斯自由能变）、△H（焓变）和△S（熵变）的计算值显示，该吸附过程为自发吸热过程.研究显示，Na-Si-CHAP作为一种吸附剂，对含As（Ⅴ）的去除效果明显优于同类材料.

β-环糊精/环氧氯丙烷聚合物的制备及其对双酚S的吸附特性

吕启祥, 宫红, 王锐

2018, 31(11): 1933-1939. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.07.03

摘要(1425) HTML (64) PDF(660)

摘要:
BPS（双酚S）用途广泛，但存在水环境污染问题，容易引起类似于双酚A的雌激素反应，因此需要寻求高效的吸附剂从水溶液中将其脱除.在NaOH水溶液中，以环氧氯丙烷为交联剂，合成了β-CDP（β-环糊精/环氧氯丙烷聚合物），用于吸附水溶液中的BPS.基于此，考察了吸附时间、pH、初始ρ（BPS）、β-CDP用量对吸附性能的影响以及β-CDP的再生性能，探讨了吸附动力学、等温吸附模型和吸附机理.结果表明：①在温度为298 K、pH为5.4、β-CDP用量为0.05 g、初始ρ（BPS）为100 mg/L、BPS溶液体积为50 mL、吸附时间为60 min的条件下，BPS吸附量为69.7 mg/g，吸附率为69.7%；②吸附动力学符合准二级动力学模型，表明化学吸附为速率控制步骤；③Langmuir吸附等温模型的成功拟合表明，吸附BPS在β-CDP表面上形成了单分子层覆盖；④β-CDP吸附BPS为放热过程，低温有利于吸附的进行；⑤与初始吸附量（69.7 mg/g）相比，β-CDP连续再生6次，BPS吸附量仍可达68.1 mg/g；⑥吸附机理是通过BPS的羟基与β-CDP形成氢键作为推动力，并借助β-CD（β-环糊精）空腔内部的疏水作用，使得BPS进入空腔形成包结物.研究显示，β-CDP对水溶液中的BPS具有良好的吸附性能，再生循环使用稳定性高，具有较高的性价比.

腐殖质胶结团聚体对苯酚的富集特征

王嗣淇, 张伟强, 邱素芬

2018, 31(11): 1940-1948. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.07.20

摘要(1089) HTML (28) PDF(499)

摘要:
为探讨不同腐殖质组分团聚体对苯酚富集能力的影响，应用国际腐殖酸协会（IHSS）推荐方法提取腐殖质，以Ca²⁺、Al³⁺、Fe³⁺为桥键离子，制备了高岭石、蒙脱石不同腐殖质组分团聚体，采用平衡吸附法研究了不同腐殖质组分团聚体对苯酚的富集特征.结果表明：高岭石不同腐殖质组分团聚体对苯酚的饱和吸附量（Q_m）大小依次为FA（富里酸）团聚体[（254.11±5.35）mg/kg] > HA（胡敏酸）团聚体[（186.14±1.61）mg/kg] > HM（胡敏素）团聚体[（120.61±1.67）mg/kg]；蒙脱石不同腐殖质组分团聚体对苯酚的饱和吸附量大小依次为FA团聚体[（418.72±19.14）mg/kg）] > HA团聚体[（290.00±13.06）mg/kg）] > HM团聚体[（160.46±4.92）mg/kg）]；高岭石不同腐殖质组分团聚体对苯酚的富集系数（ER）大小依次为FA团聚体（2.03±0.07）> HA团聚体（1.91±0.04）> HM团聚体（1.85±0.04）；蒙脱石不同腐殖质组分团聚体对苯酚的富集系数大小依次为FA团聚体（2.50±0.10）> HA团聚体（2.45±0.11）> HM团聚体（1.36±0.04）.研究显示，FA团聚体对苯酚的饱和吸附量和富集系数较大，对苯酚的吸附（富集）作用较强，HM团聚体对苯酚的饱和吸附量和富集系数较小，对苯酚的吸附（富集）作用较弱.不同腐殖质组分团聚体对苯酚的富集能力大小表现为FA团聚体> HA团聚体> HM团聚体.因此，FA团聚体可作为控制受苯酚污染场地土壤的首选修复剂.

CuO/Ac催化过硫酸盐对模拟废水中苯酚的降解效果

李一凡, 王应军, 廖鑫

2018, 31(11): 1949-1956. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.07.21

摘要(1320) HTML (106) PDF(629)

摘要:
含酚类废水所含有毒有害物质主要为苯酚，其排放量大，微溶于水且毒性较大，难以彻底处理.利用具有吸附性和催化性的CuO/Ac（活性炭负载CuO）催化过硫酸盐产生强氧化性的SO₄^-·（硫酸根自由基）对模拟废水中苯酚进行降解，研究了不同因素（如反应温度、pH、水浴时间、CuO负载比、过硫酸盐投加量）对反应前、后模拟废水中苯酚和COD_Cr的去除率，并通过正交试验对这些因素进行了优化.结果表明：①过硫酸盐高级氧化法对苯酚的去除过程以氧化降解为主，在投加0.2 g负载比为1：5的CuO/Ac和过硫酸盐前提下，反应条件为pH 3、反应温度65℃，经过6 h的水浴反应，CuO/Ac催化过硫酸盐对于模拟废水中苯酚和COD_Cr的去除率分别可达到96.83%和91.90%.②通过正交试验得出，影响苯酚去除率大小的因素依次为反应温度>反应时间> pH，影响COD_Cr去除率大小的因素依次为反应温度> pH >反应时间.③在酸性、强碱性、高温条件下反应体系对苯酚的降解作用更明显，苯酚降解过程为先开环再进一步降解；相对于单独采用过硫酸盐和活性炭催化过硫酸盐法，采用活性炭负载CuO催化过硫酸盐法对模拟苯酚废水中苯酚具有去除率高、节省成本、处理速度快等优点.研究显示：在相同的试验设计情况下，应先考虑温度对反应的影响；在反应温度相同的条件下，根据对苯酚或对COD_Cr的去除率的不同要求，分别优先考虑反应时间、pH对试验的影响.

DIDP通过线粒体-Caspase途径诱导昆明小鼠肝脏损伤的研究

李瑶, 路雨, 胡赢丹, 李秋林, 赵云, 李睿

2018, 31(11): 1957-1964. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.07.09

摘要(1224) HTML (31) PDF(460)

摘要:
为探究DIDP（Di-iso-decyl phthalate，邻苯二甲酸二异癸酯）对肝脏的影响及其可能的分子机制，以昆明小鼠为研究对象，选用Res（resveratrol，白藜芦醇）为抗氧化剂，分别设置对照组，0.15、1.5、15、150 mg/（kg·d）DIDP组，Res组，150 mg/（kg·d）DIDP+Res组，灌胃染毒9 d后，对小鼠肝脏切片进行HE染色观察，并检测ROS（reactive oxygen，活性氧）、GSH（glutathione，谷胱甘肽）、MDA（malondialdehyde，丙二醛）、Cyt-C（cytochromec，细胞色素C）、Caspase-3和血清中的ALT（alanine aminotransferase，丙氨酸氨基转移酶）含量.结果表明：与对照组相比，15、150 mg/（kg·d）DIDP组小鼠血清中ALT含量极显著上升（P < 0.01）；HE染色结果显示，15、150 mg/（kg·d）DIDP组小鼠出现肝细胞水肿、肝索紊乱、肝窦以及肝中央静脉扩张等现象；15、150 mg/（kg·d）DIDP组小鼠肝脏ROS含量显著上升（P < 0.05），GSH含量显著下降（P < 0.05），150 mg/（kg·d）DIDP组小鼠肝脏MDA含量极显著上升（P < 0.01）；1.5、15、150 mg/（kg·d）DIDP组小鼠肝脏中c（Cyt-C）极显著上升（P < 0.01）；15、150 mg/（kg·d）DIDP组小鼠肝脏中Caspase-3表达量极显著上升（P < 0.01）.DIDP染毒剂量的增加对肝脏的各种损伤程度呈上升趋势，Res可减轻上述DIDP对肝脏造成的各种损伤.研究显示，15、150 mg/（kg·d）DIDP可诱导肝脏组织氧化应激水平上升，进而造成线粒体损伤，导致细胞凋亡，造成肝功能受损，因此，线粒体-Caspase途径可能是DIDP诱导肝脏损伤的潜在机制之一.

小球藻对土壤-水稻系统砷化学形态转化的影响

肖莎, 王欣, 刘代欢, 张悦, 彭渤, 谭长银, 章新平

2018, 31(11): 1965-1971. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.07.18

摘要(1293) HTML (54) PDF(602)

摘要:
为揭示绿藻对土壤-水稻系统砷形态转化的影响特征，系统分析了不同浓度小球藻共存条件下水稻土砷氧化还原与溶解释放行为的变化，并结合水稻培育试验，对小球藻影响水稻砷吸收与体内砷形态的发生机制进行探讨.试验设置对照组及小球藻浓度（以体积分数计）分别为1%、5%、10%的处理，研究了小球藻对溶液体系、淹水土壤体系和淹水土壤-水稻体系中砷的化学形态转化的作用.结果表明：加藻组使As（Ⅲ）溶液和淹水土壤E_h（氧化还原电位）与pH均普遍高于对照组.在As（Ⅲ）溶液体系中，加藻组As（Ⅲ）氧化转化率较对照组升高2.38%~4.95%，该作用在淹水土壤中得到印证，小球藻的共存使土壤孔隙水ρ[As（Ⅴ）]较对照组升高129.22%~221.41%，而ρ（甲基砷）出现显著下降（5.25%~53.31%）.水稻栽培试验进一步发现，小球藻明显促进土壤中晶体态铁铝氧化物向弱结晶与无定形铁铝氧化物结合态砷等的转化，导致水稻幼苗对砷的吸收积累量增加-3.4%~23.11%，推测这与小球藻作用下土壤孔隙水ρ（DOC）的增加密切相关.研究显示，尽管小球藻有利于提高淹水土壤体系E_h并加速As（Ⅲ）的氧化转化，但小球藻可能通过有机酸等分泌物的竞争吸附作用促进铁铝氧化物结合态砷的溶解释放，从而增加水稻砷吸收；淡水藻类对土壤-水稻体系砷吸收积累的风险值得引起高度关注，并需要在大田试验中进一步加以验证.

海水中原油对双齿围沙蚕(Perinereis aibuhitensis)的急性毒性效应及其体内抗氧化酶活性的影响

李井懿, 童一帆, 程千卉, 田胜艳

2018, 31(11): 1972-1978. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.03.10

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摘要:
近年来海洋溢油事故频发，增加了溢油污染对海洋生物及海洋生态系统的暴露风险.为阐明海洋溢油事故对海洋生物的毒性效应，以双齿围沙蚕（Perinereis aibuhitensis）为受试生物，研究了不同质量浓度的海水原油溶液对双齿围沙蚕的急性毒性效应及抗氧化酶活性的影响.结果表明：双齿围沙蚕的死亡率与海水中原油暴露浓度呈正相关，暴露24、48及72 h的LC₅₀（半致死浓度）分别为13.08、9.80和8.37 g/L；暴露72 h后，双齿围沙蚕组织液中MDA（丙二醛）的含量均高于对照组，其中1.0 g/L暴露组显著高于对照组（P < 0.05），且随暴露浓度的增大而升高；GST（谷胱甘肽巯基转移酶）的活性被显著诱导，且随暴露浓度的增大而升高；0.1 g/L原油暴露下，CAT（过氧化氢酶）和SOD（超氧化物歧化酶）的活性被显著诱导，当暴露浓度达到0.5 g/L时，CAT的诱导程度减弱，而SOD则受到抑制.研究显示，海水中的原油对双齿围沙蚕具有显著急性毒性效应，且0.1 g/L的原油暴露即可导致双齿围沙蚕产生脂质过氧化，脂质过氧化程度随暴露浓度的升高而增强；0.1 g/L原油暴露能显著诱导双齿围沙蚕体内抗氧化酶的活性，且随着海水中原油暴露浓度的增加，GST的诱导程度增强，CAT的诱导程度减弱，SOD的活性则受到抑制.

Na₂SO₄对古尔班通古特沙漠细沙盐结皮特性的影响

王大环, 李诚志, 李沼鹈

2018, 31(11): 1979-1986. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.08.16

摘要(1059) HTML (44) PDF(533)

摘要:
盐晶体胶结土壤颗粒形成的一层盐结皮层质地致密且强度较高，具有较高的抗风蚀能力，在土壤风蚀治理中具有重要作用.盐结皮特性与盐的种类及质量分数有关，为探究w（Na₂SO₄）对结皮特性的影响，选取古尔班通古特沙漠东南缘流动风沙土的主要颗粒（100~200 μm），于70℃下在烘箱内进行13个w（Na₂SO₄）的12 h胶结试验，即风沙土中w（Na₂SO₄）为0.1%、0.2%、0.5%、1.0%、2.0%、3.0%、4.0%、5.0%、6.0%、7.0%、8.0%、10.0%、12.0%，分析w（Na₂SO₄）对风沙土盐结皮的表观、抗压强度及韧性特征3个抗风蚀能力指标的影响.结果表明：①随着w（Na₂SO₄）的增大，结皮表面颜色由红棕色变为浅红棕色再变为灰白色，表面盐晶越来越多.②w（Na₂SO₄）≤ 3.0%时结皮表面平整，4.0%~7.0%时结皮表面呈现起伏"波浪状"，≥ 8.0%时结皮表层遭孔隙应力破坏并脱离土体.③w（Na₂SO₄）≤ 3.0%时，样品抗压强度随着w（Na₂SO₄）的增加呈线性上升；≥ 3.0%时受孔隙压力破坏的影响，结皮抗压强度随w（Na₂SO₄）的增加反而下降.④结皮的韧性与w（Na₂SO₄）存在密切关系，w（Na₂SO₄）≤ 3.0%时，韧性随w（Na₂SO₄）的增加而增大，≥ 3.0%时韧性随w（Na₂SO₄）的增加反而减小.沙漠中风沙土主要组成物质是细沙（100~200 μm），且主要粒径沙土结皮特性与自然风沙土的结皮最相似.所以，若采用质量分数为3.0%的Na₂SO₄胶结风沙土形成盐结皮，具有较好的抗压强度和韧性，且表面平整无破坏，胶结体具有较好的抗风蚀性能，可用作流动沙地的治理.

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2018年第31卷第11期

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