环境科学研究

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2012, 25(1).

摘要(188) PDF(10)

摘要:

邓建国, 陈建华, 刘红杰, 王玮, 王轩

2012, 25(1): 1-9.

摘要(2145) PDF(141)

摘要:
用自行组建的低温基质隔离系统结合量子化学计算研究了乙烯与臭氧的反应机制,在试验中应用程序升温方法以检测、识别反应活性中间体.结果表明:试验中经红外吸收光谱识别为乙烯与臭氧反应中间体——POZ(初级臭氧化物)和SOZ(次级臭氧化物)的吸收峰均与文献报道的吸收峰完全吻合;在峰位和吸收强度上,试验测得的POZ和SOZ的大部分吸收峰均与B3LYP/6-311++G(2d,2p)计算的振动频率相一致,表明采用程序升温方法,将基质温度升到更高(200 K),不仅可检测到乙烯与臭氧反应的2个重要中间体——POZ和SOZ,更重要的是还清楚地显示了POZ生成、175 K时裂解和SOZ生成的整个反应历程,有力地支持了Criegee反应机制,证明基质隔离技术结合程序升温是一种研究烯烃与臭氧反应机制的可行方法.

乌鲁木齐市冬季典型污染事件气象过程分析

张艳燕, 孟凡, 何友江, 徐峻, 朱彬, 张珏, 程念亮

2012, 25(1): 10-17.

摘要(1873) PDF(189)

摘要:
采用数值模拟与观测资料相结合的方式,对乌鲁木齐市2008年1月10—15日的冬季典型重污染气象过程进行了分析.结果表明:乌鲁木齐市存在严重污染且与当地气象条件密切相关,其ρ(PM10)峰值往往对应近地面风场风向转变和低风速情况.边界层及上层大气持续存在的强稳定层结是影响乌鲁木齐市近地面空气ρ(PM10)变化的重要因素.天山山脉、乌鲁木齐河谷、准噶尔盆地及吐鲁番盆地间形成的山谷风局地环流配合辐射逆温,是形成乌鲁木齐市夜间深厚逆温的重要原因.深厚的夜间逆温在减少污染物向上扩散的同时也大大降低了上下动量的交换,造成地面静风频率的增加,减少了大气污染物平流输送的能力.

丽江-玉龙雪山不同区域大气降水化学特征

王春凤, 何元庆, 张宁宁, 李宗省, 杜建括, 牛刚

2012, 25(1): 18-23.

摘要(1596) PDF(126)

摘要:
2008─2009年在丽江-玉龙雪山地区的丽江市区、玉龙雪山冰川公园索道下部站(索道地区)和白水1号冰川区(冰川区)3个采样点采集了113个降水样品,对其pH、电导率和主要离子(Cl-、SO42-、NO3-、Ca2+、Mg2+、Na+、K+和NH4+)质量浓度进行了分析.结果表明,所有样品实测pH均高于5.6.3个采样点ρ(总离子)平均值为丽江市区>索道地区>冰川区,其中ρ(SO4 2-)和ρ(Ca2+)均最高.丽江市区季风前后各离子质量浓度变化显著,其中海盐离子质量浓度〔ρ(Na+)和ρ(Cl-)〕从季风前期到季风期变化不大,在季风后期增加;ρ(NO3-)、ρ(SO42-)、ρ(NH4+)、ρ(Ca2+)、ρ(K+)和ρ(Mg2+)在季风前期显著高于季风期和季风后期.采用相关分析和主因子分析法对降水中离子来源进行研究,表明SO42-、NO3-和NH4+主要来自局地人类活动的贡献,Na+、K+和Cl-是海洋源贡献,Ca2+和Mg2+主要来源于地表粉尘.

大型底栖无脊椎动物不同分类阶元对水生态评价的影响

吴东浩, 徐兆安, 王备新, 张咏, 厉以强, 沈燕飞

2012, 25(1): 24-29.

摘要(1609) PDF(104)

摘要:
以江苏苏北地区主要河流为研究对象,探讨底栖动物不同分类阶元对水生态评价的影响.结果表明,在仅包括软体动物、摇蚊和寡毛类物种水平和属级水平的nMDS排序图上,样点间的相对距离和位置未发生变化.与物种水平相比,属级水平丢失的信息(<5%)小于科级水平(7%),且分类单元数与物种水平分类单元数呈极显著正相关(r=0.88,P<0.01).鉴定至属级水平较物种级水平不仅可节省大量的人力、物力和时间,而且可降低鉴定错误的概率;鉴定水平的统一能提高不同地区生态评价结果的可比性.因此,建议在长三角河网地区开展水生态评价时,采用鉴定至属级水平的软体动物、摇蚊和寡毛类较为合适.

压力下伪空胞破裂对3种水华蓝藻生长及光合作用的影响

代然, 储昭升, 于秀娟, 杨红君, 金相灿

2012, 25(1): 30-35.

摘要(1793) PDF(138)

摘要:
采用批量培养方式,研究了伪空胞的破裂对3种典型水华蓝藻——铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)、螺旋鱼腥藻(Anabaena spiroides)和孟氏浮游蓝丝藻(Plankothrix mougeotii)生长的影响,同时分析了伪空胞破裂对3种藻光合作用及细胞形态的影响.结果表明,伪空胞破裂对3种藻的生长影响不同,铜绿微囊藻和孟氏浮游蓝丝藻的细胞生长不受伪空胞破裂的影响,而螺旋鱼腥藻生长初期出现了5 d的延滞期;伪空胞破裂对3种藻光合作用影响较小,其中铜绿微囊藻和螺旋鱼腥藻的光合作用没有受到影响,而孟氏浮游蓝丝藻在饱和光强时最大光合作用速率降低了12.6%.铜绿微囊藻、孟氏浮游蓝丝藻及螺旋鱼腥藻细胞在伪空胞破裂后恢复较快,在3～5 d内又重新生成了大部分的伪空胞.

三峡水库蓄水后小江水环境容量的变化

王晓青, 郭劲松

2012, 25(1): 36-42.

摘要(1535) PDF(124)

摘要:
三峡水库蓄水后的高水位条件下,长江支流小江回水区的水文情势发生了变化,流速减缓,水域污染物本底浓度值因回水涌入而改变,水环境参数与天然状态有很大区别,对小江水域的水环境容量造成很大的影响.根据小江的水功能区划及水功能区水质目标,采用垂线平均的二维水流、水质数学模型,计算蓄水前后CODMn、TN和TP水环境容量的逐月值和年总量.结果表明:受污染物降解系数减小和蓄水后水质目标值减小的影响,与蓄水前的自然状态相比,蓄水后CODMn的水环境容量总量减少约24.15%,TP的水环境容量总量减少约82.72%,TN的水环境容量由蓄水前不受限制变为蓄水后受到限制.水环境容量的减少是三峡水库蓄水后小江水域富营养化现象增多的重要因素之一.

沉水植物黑藻腐解对微囊藻休眠体复苏的影响

张娟, 李春华, 叶春, 赵晓峰, 朱琼芳

2012, 25(1): 43-50.

摘要(1620) PDF(169)

摘要:
模拟沉水植物黑藻(Hydrilla verticillata)生物量(以湿质量计)分别为0、10、25和50 g时,在17℃下腐解过程中对微囊藻(Microcystis)休眠体复苏的影响,并通过测定沉积物和上覆水的理化指标,探究腐解过程中环境因素的变化及其对微囊藻复苏的影响.为期84 d的腐解试验结果显示,沉水植物黑藻的腐解对微囊藻休眠体复苏具有抑制作用,且黑藻生物量越高抑制作用越强.另外,水体及沉积物中的TN、TP和总有机物含量,沉积物表面的光照强度及pH均随黑藻的腐解时间及黑藻生物量的不同而变化.黑藻的腐解会使沉积物中w(TN)升高;与无黑藻组相比,黑藻生物量越多释放到上覆水中的TN越多,但由于沉积物的吸附及微生物的作用,各试验组中上覆水ρ(TN)呈逐渐下降趋势;黑藻的腐解引起沉积物w(TP)显著升高,并在短时间内造成上覆水中ρ(TP)增加,64 d后复原到初始水平;沉积物及水体中的总有机物含量呈先升后降的趋势,在腐解后期水体中ρ(TOC)基本恢复到初始水平.在腐解过程中抑制微囊藻复苏生长的因素可能包括ρ(TP)的升高及光照强度和pH降低.

五大连池水体氮和磷代谢相关的微生物类群分异特性

白雪, 许其功, 赵越, 魏自民, 毛玉梅, 熊善高, 宣鹏里

2012, 25(1): 51-57.

摘要(1617) PDF(146)

摘要:
为阐明东北典型湖库水体中与氮和磷代谢相关的微生物类群的时空分布及其与主要水质指标的相互关系,以五大连池为重点研究对象,调查水体中4种细菌生理类群——AB(氨化细菌)、DNB(反硝化细菌)、OPB(有机磷分解菌)和IPB(无机磷溶解菌)的分布特征.结果表明:4种细菌生理类群数量季节变化规律明显,其中AB,OPB和IPB均在夏季达到峰值,平均值分别为2.8×105,1.1×104和1.6×104 CFU/mL,而DNB的数量则是在秋季相对较高,平均值为1.3×103 mL-1;同时不同点位之间微生物类群的分布也存在一定的差异性.微生物类群与相关水质指标之间的统计分析表明,水体中AB的数量与ρ(TN)和ρ(NH3-N)密切相关,相关系数(r)分别为0.813(P<0.05)和0.933(P<0.01);OPB和IPB的数量与ρ(TP)呈显著正相关;相比ρ(NO3--N)而言,DNB与ρ(NO2--N)之间的相关性更为明显(r=0.846,P<0.05).

集胞藻胞外聚合物(EPS)与氯霉素的相互作用

付庆龙, 张道勇, 牟书勇, 潘响亮

2012, 25(1): 58-62.

摘要(1778) PDF(168)

摘要:
通过利用激发-发射矩阵(EEM)荧光光谱,研究蓝藻集胞藻EPS(胞外聚合物)与CAP(氯霉素)的相互作用.结果表明:EPS含有6个峰,其中峰A(Ex/Em=205/304)、峰B(Ex/Em=230/302)、峰C(Ex/Em=235/354)和峰D(Ex/Em=260/372)为类蛋白峰,峰E(Ex/Em=275/446)和峰F(Ex/Em=350/452)为类腐殖质峰.除峰F外,其他各峰都能被CAP猝灭,说明它们所代表的物质能够与CAP发生作用;而峰F则几乎不被CAP猝灭,即荧光峰F不与CAP发生作用.CAP与EPS中荧光基团的反应属于静态猝灭,生成稳定的不发荧光的EPS-CAP络合物,其有效猝灭常数为3.28～4.49,结合常数为4.54～8.13.EPS与CAP强的络合作用意味着环境中普遍存在的EPS可能深刻地影响CAP在水环境中的迁移与转化.

电化学生物膜反硝化磁场促进效应

封志飞, 赵国智, 李文红, 田光明

2012, 25(1): 63-69.

摘要(1648) PDF(144)

摘要:
针对BER(电化学生物膜反应器)的传质问题,设计了MBER(磁场-电化学生物膜反应器).通过对不同电流强度下BER和MBER中NO3--N,NO2--N,NH4+-N和TN去除或产生情况的对比,以及不同电流强度下电流利用效率的分析发现,在HRT为10 h,温度为25℃,进水pH为7.8,进水ρ(NO3--N)为30 mg/L的运行条件下,MBER对NO3--N的去除率高出BER13%～38%,MBER对TN的去除率高出BER 10%～30%.且MBER在电流强度为70 mA时就达到最高去除率,而BER则需要电流强度为80 mA时才能达到最高去除率.试验证明磁场的存在促进了BER反硝化,提高了电流利用效率,使得MBER可以在较低电流强度下达到优于BER的脱氮效果.

基于主成分分析和FCM聚类的行驶工况研究

石琴, 仇多洋, 吴靖

2012, 25(1): 70-76.

摘要(2091) PDF(137)

摘要:
在定义了运动学片段的基础上,对典型道路上采集的大量工况试验数据进行划分,从而获得大量运动学片段.用主成分分析法对12个表征道路运行特征的参数(包括加速比例、减速比例、匀速比例、怠速比例、平均速度、平均运行速度、最大速度、平均加速度、最大加速度、最小加速度、速度标准偏差和加速度标准偏差)进行压缩,得到4个主成分.利用模糊C均值聚类技术对所有运动学片段的第一和第二主成分得分进行分类,根据相关系数的大小及各类别的时间长度比选取合适片段,最终拟合出代表性工况.通过对特征参数和速度、加速度联合概率分布的误差分析可知,所提出的构建方法精度较高,拟合工况能综合反映合肥市实际道路的交通状况.

磷肥和稻草对土壤重金属形态、微生物活性和植物有效性的影响

胡星明, 袁新松, 王丽平, 华攀玉, 张天澍

2012, 25(1): 77-82.

摘要(1637) PDF(114)

摘要:
采用原位化学固定法,通过向土壤中添加修复剂磷肥和稻草,研究其对土壤中重金属形态、植物有效性和土壤微生物活性的影响.结果表明:添加磷肥和稻草可改变土壤中重金属Cu、Cd、Zn和Pb的形态分布,使土壤中重金属高植物有效性的酸提取态比例降低;其中以磷肥+稻草组下降最多,酸提取态Cu比例从对照的50.4%降至8.7%,酸提取态Cd从56.2%降至29.5%,酸提取态Zn从32.9%降至25.1%,酸提取态Pb从21.1%降至检测限以下.磷肥、稻草及磷肥+稻草修复土壤后,4种重金属在油菜(Brassica napus L.)中的含量显著降低,且油菜干生物量由对照的0.46 g分别增至0.97、1.53和2.28 g.同时土壤中微生物活力得到提高,土壤微生物生物量碳由对照的19.16 mg/kg最高增至966.71 mg/kg,而代谢呼吸率由对照的21.95 mg/(kg.h)最大升至158.63 mg/(kg.h).证明磷肥和稻草可降低重金属对油菜和土壤微生物的毒性胁迫,改善污染土壤质量,促进植物和土壤微生物的生长.

基于公众健康的大气环境风险源定量分级方法

李跃宇, 卢彬, 宋永会, 彭剑峰

2012, 25(1): 83-88.

摘要(1677) PDF(184)

摘要:
目前国内针对化工企业大气环境风险源的突发泄漏事故健康风险分级方法较少.通过设定可信最严重事故场景,计算环境风险源在现有风险管理水平和当地可预期气象条件下的事故影响概率和健康危害,获得健康风险(包括急性暴露风险、死亡风险和综合健康风险)并划分风险源等级,由此建立了一种考虑公众健康的大气环境风险源定量分级方法.将方法应用于太原市某化工企业液氯储罐区健康风险评估,获得了各风向下的事故影响概率、后果和风险玫瑰图,显示风险源的健康风险与周边公众的分布特征密切相关.在可信最严重事故场景下,综合风险最大值为4.88×10-6,特征风向为S风向,风险源等级为极高风险(Ⅰ级).

分形维数在城市排水管网规划中的应用

程永前, 张玥, 宋乾武, 戴建坤, 赵秀芹

2012, 25(1): 89-94.

摘要(1363) PDF(153)

摘要:
城镇体系空间结构是城镇体系的重要特征之一,对其的定量研究对城市规划具有重要意义.以分形理论为基础,采用集聚维数研究了东莞市各镇区体系的空间相关性.结果表明:镇区之间的集聚程度不大,其大小与经济发展状况和地理位置有较好的对应关系.通过对几个镇区排水管网的长度-半径维数的测算,揭示出镇区排水管网也具有分形特征.综合分析镇区排水管网的规模指标数值可发现规划中存在的问题,并提出如下调整措施:①对于排水管网分形维数较好,规模指标欠佳的镇区,应加快排水管网的规模建设;②对于排水管网规模指标较好,而分形维数较差的镇区,应优化排水管网的平面布置规划;③对于排水管网分形维数及规模指标均欠佳的镇区,需要从排水管网的平面布置规划和建设规模两方面进行优化和调整.

SWMM模型应用于城市住宅区非点源污染负荷模拟计算

马晓宇, 朱元励, 梅琨, 张艳军, 张明华

2012, 25(1): 95-102.

摘要(1764) PDF(157)

摘要:
以温州市典型住宅区非点源污染为对象,基于SWMM(storm water management model)模型的模拟机理,借鉴国内外相关研究的模型参数,结合降雨径流实测数据率定模型参数,将模型"本地化",构建了基于SWMM模型的研究区非点源污染负荷计算模型,并设计了4种不同降雨情景,分析在不同降雨条件下研究区非点源污染固体悬浮物(TSS)、CODCr、TN和TP的污染负荷量及其累积变化过程.结果表明,构建的SWMM模型的模拟值可以较好地与实测值相吻合,4种污染物模拟的相对误差均小于10%.在设计的4种降雨情景下:①污染物浓度峰值出现在降雨30～40 min内,降雨强度越大,出现浓度峰值的时间越早;②高强度降雨较低强度降雨可对受纳水体造成更大的污染.

贸易隐含CO₂测算及影响因素的结构分解分析

倪红福, 李善同, 何建武

2012, 25(1): 103-108.

摘要(1646) PDF(135)

摘要:
根据中国2002年、2005年和2007年非竞争型投入产出表,OECD的国外投入产出表和GTAP Version 7.0的CO2排放强度等数据,利用多国投入产出模型方法测算了中国对外贸易中的隐含CO2,分析了隐含CO2在主要贸易伙伴国中的贸易流向,并通过结构分解方法分析了出口规模与结构变化、投入产出表中间结构变化及单位产值CO2排放量三大因素对出口贸易隐含CO2的贡献.结果表明:2002—2007年,中国对外贸易创造了巨大贸易顺差,同时也带来了大量隐含CO2顺差,2007年CO2顺差达1 381.06×106 t;迅速增长的贸易规模是出口贸易隐含CO2增加的主要因素,CO2排放强度下降带来的技术效应是抑制出口贸易隐含CO2增加的重要因素.

基于IPAT扩展模型分析人口因素对碳排放的影响

宋晓晖, 张裕芬, 汪艺梅, 冯银厂

2012, 25(1): 109-115.

摘要(2107) PDF(122)

摘要:
以5个典型国家(中国、日本、印度、德国和美国)为研究对象,利用IPAT模型比较分析了人口总量、能源强度和人均财富对碳排放的影响程度.结果表明:中国和印度的人口总量是影响其碳排放变化的主要因素;而美国和日本财富的积累刺激碳排放增加的作用明显.基于1978─2007年中国人口和能源相关数据,以STIRPAT模型为框架,分别构建了总人口模型及家庭户模型,用于分析我国人口数量、人口结构、能源强度及消费变化对碳排放产生的影响.经模型验证发现,家庭户模型的解释力度总体优于总人口模型.碳排放量的各解释因素按其影响程度的大小依次为平均家庭户规模、人均居民消费额、人口结构、能源强度和家庭户数.针对适应低碳发展的人口政策提出了相关建议.

煤炭开采区生态损害补偿评估模型的构建与应用

张思锋, 张艳, 唐敏

2012, 25(1): 116-124.

摘要(1652) PDF(820)

摘要:
煤炭开采区的生态补偿包括对生态损害的补偿、对厂商与居民负担的外部成本补偿以及对新资源和替代能源的开发补偿三部分.将煤炭开采区的生态损害补偿过程分为生态修复、生态恢复和生态平衡3个阶段.通过确定煤炭开采区生态损害补偿3个阶段的生态补偿目标,构建各阶段土地、植被和水环境生态损害补偿的评估模型,分别测算了完成生态修复、生态恢复和生态平衡3个阶段补偿目标所需的生态损害补偿总量和每t煤所需提取的生态损害补偿金额.

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2012年第25卷第1期

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