环境科学研究

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2012, 25(8).

摘要(181) PDF(10)

摘要:

王敬富, 陈敬安, 杨永琼, 夏品华, 杨海全

2012, 25(8): 845-851.

摘要(2765) PDF(367)

摘要:
以云贵高原典型的人工河道型水库红枫湖为研究对象,对近2年来4个代表性湖区季节性热分层消亡期水体的理化特征进行了原位监测. 结果表明:红枫湖水体季节性热分层历经发生、发展和消亡的周期性演化过程,对湖泊水环境的变化起着重要的控制作用. 秋季初期,气温骤降易于引起季节性热分层的突发性消亡,表现为水体垂向混匀. 以2010年为例,分层消失使得上层水温由28.6 ℃降至23.0 ℃,ρ(DO)(溶解氧浓度)由9.6 mg/L降至4.0 mg/L,pH由8.8降至7.9,电导率由0.32 mS/cm升至0.36 mS/cm,局部湖区出现鱼类死亡现象；短时间内的剧烈垂直混合,致使沉积物营养盐扰动释放,上部水体ρ(TP)增加了约0.01 mg/L,ρ(TN)增加了0.1 mg/L. 红枫湖水体垂向混合可对湖泊水环境产生重要影响,其影响的水体深度和环境效应一方面与气温变幅等因素有关,另一方面还受湖泊温跃层位置和底层水体的绝对温度等因素控制,在预测该类突发性水质恶化事件及评估其环境影响时需予以考虑.

基于硅藻完整性指数的辽河上游水质生物学评价

李国忱, 汪星, 刘录三, 李法云, 李黎, 李霞

2012, 25(8): 852-858.

摘要(2640) PDF(256)

摘要:
年9月对辽河上游12个采样点的着生硅藻进行了生物调查,同时测定了ρ(DO)、pH、ρ(TP)、ρ(TN)、ρ(NH₃-N)、ρ(COD_Cr)和ρ(BOD₅)等水质参数. 共检测到硅藻16属,以针杆藻属(Synedrasp.)、舟形藻属(Naviculasp.)、异极藻属(Gomphonema sp.)、桥弯藻属(Cymbella sp.)为优势种. 根据硅藻香农多样性指数确定了5个相对清洁采样点和7个受污染采样点,对10个硅藻生物指数进行了辨别力分析和Pearson相关分析. 结果表明,硅藻香农多样性指数、敏感性硅藻百分比和IDP硅藻指数最适合辽河上游的水质生物学评价. 采用5、3、1生物指数记分法统一量纲后,获得变化范围在3～15的D-IBI(硅藻完整性指数). 利用四分法划分辽河流域水质级别的标准,13～15为较好,10～12为一般,7～9为较差,3～6为差,并对12个采样点进行了重新评价,评价结果与水质参数的评价结果一致. 总体看来,该D-IBI基本适宜于评价辽河上游的水质状况. 收稿日期:┣┣(中)收稿日期┫┫2011-12-08修订日期:2012-03-08┣┣(中)修回日期┫┫基金项目:┣┣(中)基金项目┫┫国家水体污染控制与治理科技重大专项(2009ZX07528-002)作者简介:┣┣(中)作者简介┫┫李国忱(1985-),男,辽宁阜新人,liguochen1001@126.com.*责任作者,┣┣(中)通信作者┫┫ 刘录三(1975-),男,山东莒县人,副研究员,博士,主要从事水生生物多样性、生态系统健康评价方面研究,liuls@craes.org.cn

农田退水期阿什河氮污染特征及来源解析

王业耀, 马广文, 香宝, 胡钰, 刘玉萍, 张铃松

2012, 25(8): 859-863.

摘要(2053) PDF(243)

摘要:
利用水质监测技术和稳定同位素示踪技术,对春季农田退水期阿什河河水中ρ(NH₄⁺-N)、ρ(NO₃^--N)和ρ(TN)特征进行研究并对氮污染来源进行解析. 结果表明,ρ(NH₄⁺-N)、ρ(NO₃^--N)和ρ(TN)除在阿什河上游源头区水体中较低外,其余大部分区域均较高. 上游源头区采样点 δ ¹⁵N值为3.68‰～6.09‰,主要受大气沉降氮和土壤有机氮的污染；中下游区域中一部分采样点δ¹⁵N值为5.32‰～7.72‰,主要受农田退水和农村生活污水影响,另一部分采样点δ¹⁵N值为8.45‰～11.86‰,主要受畜禽养殖污水影响较大；下游采样点δ¹⁵N值较低(3.25‰～4.15‰),主要受工业来源废水污染. 农田,特别是河流两岸的稻田退水对阿什河水质影响较大；城区对阿什河TN和NH₄⁺-N影响较大,对NO₃^--N影响较小.

合肥市郊夏季PM₁₀浓度及其与能见度的关系

张敬巧, 王淑兰, 高健, 柴发合, 张萌, 王杰, 刘建国

2012, 25(8): 864-869.

摘要(1916) PDF(329)

摘要:
年8—9月在合肥市郊对ρ(PM₁₀)进行了观测,并分析了其中9种水溶性离子(NO₂^-、Cl^-、NO₃^-、SO₄^2-、NH₄⁺、Ca²⁺、Na⁺、Mg²⁺、K⁺)质量浓度. 结果表明:采样期间该地区ρ(PM₁₀)日均值为78.9 μg/m³,9种水溶性离子的平均质量浓度为18.93 μg/m³,占ρ(PM₁₀)的26.6%,表明水溶性组分是PM₁₀的重要组成之一. SO₄^2-、NO₃^-、NH₄⁺和Ca²⁺是主要的阴、阳离子,日均质量浓度分别为8.14、4.81、3.46和1.33 μg/m³. 不同RH(相对湿度)下PM₁₀对能见度的影响不同,RH小于80%时,二者呈显著的线性负相关〔R(相关系数)为-0.80〕；RH大于80%时,二者呈指数负相关(R为-0.48). 离子间相关性分析显示,PM₁₀中水溶性离子的主要结合方式为(NH₄)₂SO₄、NH₄HSO₄、NH₄NO₃、KCl及K₂SO₄. 采样期间ρ(NO₃^-)/ρ(SO₄^2-)平均值为0.59,说明在该地区固定源对水溶性组分的贡献大于移动源. 另外,扬尘也是PM₁₀重要来源之一.

汞污染土壤热解吸处理过程中不同形态汞的温度效应

张倩, 许端平, 董泽琴, 张新英, 李发生, 谷庆宝

2012, 25(8): 870-874.

摘要(2393) PDF(414)

摘要:
选择贵州省具有代表性的汞污染土壤样品进行热解吸修复的试验研究,同时采用连续化学浸提法对土壤样品中5种形态的汞分别进行提取,探究了不同形态汞在热解吸修复过程中的浓度变化和转化规律. 结果表明,土壤样品中各形态汞所占比例为w(王水溶汞)(占76.52%)>w(酸溶汞)(占22.40%)>w(硝酸溶汞)(占0.87%)>w(水溶性汞)(占0.14%)>w(碱溶汞)(占0.06%). w(王水溶汞)与w(Σ汞)(各形态汞总量)的相关系数可达0.978 1. 升温过程中,w(酸溶汞)和w(王水溶汞)明显降低,而其余形态汞含量则呈先升后降的趋势. 采用热解吸技术可以有效处理汞污染土壤,在370 ℃条件下能够将土壤中w(Σ汞)降至1 mg/kg以下,处理率可达95.73%,处理后土壤中的汞以残渣态汞为主,环境风险较小.

不同环境因子对黑土胶体在饱和多孔介质中运移特性的影响

吕俊佳, 许端平, 李发生

2012, 25(8): 875-881.

摘要(1973) PDF(267)

摘要:
为评价不同环境条件下黑土胶体在地下水多孔介质中的运移,采用离心法对采自于黑龙江海伦黑土样品中的胶体颗粒进行提取. 通过胶体在石英砂填充柱中的淋溶试验研究了pH、离子强度和溶解性有机质等环境因子对胶体在多孔介质中运移特性的影响. 结果表明:当pH在4～9的范围内变化时,MR(回收率)和k(沉积速率系数)没有发生显著变化,即其对胶体运移能力影响不显著. 随着离子强度从0.001 mmol/L升至1 mmol/L,黑土胶体穿透曲线MR降低,k值升高,说明高无机离子强度使胶体易于沉积在石英砂表面,运移能力降低. 当溶液中含有溶解性有机质HA(胡敏酸)和FA(富里酸)时,MR降低,k值增加,表明胶体运移能力受到抑制,并且FA对胶体颗粒运移的抑制作用比HA强. 溶液离子强度、HA和FA含量对黑土胶体在饱和多孔介质中的运移过程影响较大,是影响地下水中胶体运移过程的关键环境因子.

旱灾对石漠化影响评估及灾后石漠化防治分区

刘孝富, 潘英姿, 曹晓红, 李京, 李甜甜, 王维, 许超

2012, 25(8): 882-889.

摘要(1810) PDF(232)

摘要:
以西南五省区(四川、重庆、云南、贵州、广西)为研究对象,将岩性、坡度、降水、土地利用、土壤类型、植被覆盖度、与居民点距离、人口密度作为评价指标,研究了石漠化敏感性及西南旱灾导致的变化,并以贵州省兴义市为示范,制定了旱灾后石漠化防治分区. 结果表明:干旱可提高石漠化敏感性,受旱灾程度越深,石漠化敏感性增强越明显. 旱灾导致西南五省区石漠化极重度敏感区和重度敏感区面积分别增加了777和16 484 km². 贵州省兴义市石漠化敏感性显著变化面积最大,达到石漠化总面积的54%,灾后治理区、监督区、预防区的面积分别为110.9、221.8和509.1 km²,其中需对33.7 km²的石漠化区域进行优先治理.

碳素纤维对富营养化水体的水质改善与对藻类群落结构的影响

姚理为, 余辉, 田学达, 李焕利, 牛勇

2012, 25(8): 890-896.

摘要(1815) PDF(229)

摘要:
以北京朝阳区清河水为原水,开展碳素纤维生物修复试验,考察生物膜从形成到成熟及处理过程中碳素纤维外观、生物相结构、氮磷浓度及藻类群落结构的变化. 结果表明,碳素纤维在3 d内挂膜成功且生物相丰富,说明其生物亲和性强,吸附性能好. 碳素纤维生物膜对氮、磷具有较好的去除效果,TN、TP、NH₄⁺-N去除率分别达40%、60%、98%,其中对氮、磷的去除以吸附水体中颗粒态污染物为主. 碳素纤维生物膜对富营养化水体藻类的增殖有明显的抑制作用,尤其对蓝藻的抑制作用显著,藻类总密度和蓝藻密度达到最大值的时间与对照组相比延迟6 d,且藻类总密度及蓝藻密度都低于对照组. 碳素纤维生物膜还影响水体中的藻类群落结构,试验期间水体中以硅藻为主,蓝藻所占比例平均为22.4%,而对照组中以蓝绿藻占优,蓝藻平均所占比例高达47.2%.

城市景观水体混凝除藻过程对氮元素协同去除特性初探

焦卫东, 刘瑜, 陈强, 龚春明, 曹英兰, 罗专溪, 魏群山

2012, 25(8): 897-903.

摘要(1577) PDF(259)

摘要:
以城市景观水体净化为目标,考察混凝除藻同时去除氮元素的特性和影响因素. 结果发现,水体内较高的DOC(溶解性有机质)含量会阻碍藻浊度的去除. 聚合氯化铝(PACl)以及PACl与硫酸铝(Alum)的复合剂(PACl+Alum)对藻浊度的去除效果均相对单独使用PACl或Alum较好,其中PACl+Alum对其他物质(如氮、DOC等)的去除效果也相对单独使用PACl或Alum更佳；在同样的最佳投药量时,低pH条件能获得更好的藻浊度去除率；对氮元素去除的进一步研究发现,DON(溶解性有机氮)的去除特征和过程与TN(总氮)非常一致,表明该水体TN的去除主体上是通过DON的去除实现的；低pH条件同样有利于氮和DOC的去除；但DOC与DON去除的不同步性,说明DOC中的DON成分和性质是非均一性的,是未来可进一步深入研究的重要方向.

腐殖酸对针铁矿吸附磷的影响机理

宋康, 符志友, 赵晓丽, 廖海清, 白英臣, 王国祥, 吴丰昌

2012, 25(8): 904-910.

摘要(2162) PDF(263)

摘要:
通过添加HA(Humic acid,腐殖酸),研究不同环境条件下HA对针铁矿吸附磷的影响. 结果显示,加入HA能显著降低磷吸附量,pH为4.5时分别加入100和40 mg/L HA,磷的最大吸附量分别降低了26.6%和25.6%；pH为7.0时分别加入100和40 mg/L HA,磷的最大吸附量分别降低了26.8%和23.1%. 不同添加顺序试验结果表明:针铁矿对磷的吸附量大小顺序为后添加HA>同时添加HA和磷>先添加HA；无论是否添加HA,针铁矿对磷的吸附量都随着pH的升高而降低,相应的吸附等温线也都符合Langmuir吸附等温方程；总有机碳和红外光谱特征表明,HA和磷在针铁矿表面吸附点位形成竞争吸附,并且针铁矿表面的羟基在吸附磷和HA的过程中起到了一定的作用.

Fenton法深度处理腈纶废水的特性

王烨, 蒋进元, 周岳溪, 李清雪, 段妮妮, 刘诗一

2012, 25(8): 911-915.

摘要(1593) PDF(694)

摘要:
研究Fenton法深度处理难降解腈纶废水的影响因素及其优化反应条件,应用紫外和三维荧光光谱探讨腈纶废水生化出水中污染物的去除规律. 研究表明:初始pH由1.5升至6.0时,COD_Cr去除率由20.0%快速升至61.8%后再缓慢降至51.0%；c(Fe²⁺)由0.8 mmol/L增至10.8 mmol/L时,COD_Cr去除率先由2.5%增至58.0%再缓慢降至55.5%；c(H₂O₂)和反应时间对COD_Cr去除率影响较小. 正交试验极差表明,COD_Cr去除率的影响因素为初始pH>c(Fe²⁺)>c(H₂O₂)>反应时间,最优条件〔c(Fe²⁺)为7.20 mmol/L、c(H₂O₂)为0.16 mol/L、初始pH约为3、反应时间为90 min〕下腈纶废水生化出水ρ(COD_Cr)由308 mg/L降至103 mg/L,去除率为66.5%. 紫外和三维荧光光谱显示,腈纶废水生化出水中的类蛋白类物质完全被去除,大部分可见腐殖质类物质以及UV腐殖质类物质也被分解.

Fenton法处理黄连素废水试验

崔晓宇, 曾萍, 邱光磊, 宋永会

2012, 25(8): 916-921.

摘要(1782) PDF(268)

摘要:
采用Fenton氧化法处理黄连素成品母液废水,考察初始pH、反应温度、反应时间、c(H₂O₂)以及c(FeSO₄)对处理效果的影响. 通过正交试验分析了该法的作用机理,确定了反应过程中的关键控制因素.结果表明,Fenton法处理黄连素成品母液废水时,影响其COD_Cr去除率的因素依次为反应温度、c(H₂O₂)、初始pH、c(FeSO₄)以及反应时间. 通过单因素试验确定其主要影响因素的最佳水平:初始pH为2,反应温度为40 ℃,反应时间为30 min,c(H₂O₂)为0.24 mol/L,c(FeSO₄)为10 mmol/L. 该条件下COD_Cr和黄连素的去除率可分别达到44.1%和96.2%,ρ(BOD₅)/ρ(COD_Cr)由小于0.05提高到0.3,废水可生化性显著提高.

城市污水中病原性大肠埃希氏菌毒力基因eaeA和rfbE的实时荧光定量PCR检测

谢润欣, 张崇淼, 王晓昌, 孙婷婷, 李宪

2012, 25(8): 922-926.

摘要(1845) PDF(322)

摘要:
针对病原性大肠埃希氏菌EHEC和EPEC的毒力基因eaeA和rfbE,选用特异性引物,建立了实时荧光定量PCR检测方法. 利用从污水中分离出的目的核酸片段构建重组质粒,通过测序和BLAST比对分析,确定了PCR扩增的特异性. 将重组质粒作为模板,分别测定标准曲线,在eaeA基因模板量8.77～8.77×10⁵ copy,rfbE基因模板量4.98～4.98×10⁵copy的范围内,Ct(循环阈值)与模板量的对数值具有良好的线性关系〔R²为0.997(eaeA)和1.000(rfbE)〕. 结合膜吸附洗脱浓缩方法,对于实际水样,eaeA和rfbE基因的检测限分别为1.75×10²和9.96×10¹copy/100 mL. 利用该方法对城市污水处理厂进、出水进行检测的结果显示,污水二级处理工艺对这2种毒力基因的去除效果明显.

SHMP分散配制用于环境风险模拟研究的纳米ZnO颗粒溶胶

陈铮, 罗专溪, 颜昌宙, 姚多喜

2012, 25(8): 927-932.

摘要(1986) PDF(244)

摘要:
选择SHMP(六偏磷酸钠)作分散剂,研究超声时间与静置时间对商购纳米ZnO的优化分散效果,以配制出用于环境风险模拟研究中的分散粒径小、效果稳定且浓度较高的纳米ZnO颗粒溶胶. 结果表明,相同条件下加分散剂的体系分散效果好于不加分散剂体系. 最佳优化分散方法:在100 mL超纯水中先加入45 mg SHMP作分散剂,再加入0.5 g的商购纳米ZnO,超声60 min后静置6 d,最终得到的颗粒溶胶平均粒径为(176.5±15)nm (纳米粒度-Zeta电位仪),TEM表征粒径为60～90 nm,Zeta电位为(-64.7±5.64)mV,实测分散浓度为(95.87±4.37)mg/L,其稳定性基本可以维持5 d.

Pb²⁺对城市污水处理厂污泥中苏云金芽孢杆菌发酵的影响

常明, 摆亚军, 孙启宏, 陈晨, 倪晋仁

2012, 25(8): 933-940.

摘要(1816) PDF(257)

摘要:
以城市污水处理厂污泥为培养基,研究了添加Pb²⁺对Bt(Bacillus thuringiensis,苏云金芽孢杆菌)生长和晶体蛋白合成的影响,同时分析了Bt发酵过程中有效态Pb含量(以ρ计)的变化,并采用FTIR(傅立叶红外光谱)和XPS(X射线光电子能谱),初步探讨了Pb²⁺在Bt表面的作用机制. 结果表明:污泥培养基在支持Bt生长代谢和降低重金属有效态含量方面均优于商用培养基,当初始ρ(Pb²⁺)高达400 mg/L时,与未添加Pb²⁺相比,污泥培养基中Bt活菌数与晶体蛋白产量约分别下降48%和54%,而商用培养基中约分别下降82%和75%,证实了污泥作为Bt发酵培养基的可行性；Bt对Pb²⁺有较好的耐受性,当ρ(有效态Pb)在80 mg/L以下时,Bt生长代谢不会受到显著影响. 光谱学分析表明,Bt对Pb²⁺有少量吸附,从而降低Bt发酵过程中Pb的生物有效性,吸附位点主要为羟基,部分CO和SO也参与了吸附反应.

中国城市垃圾典型可行焚烧技术的综合评价

郭卫广, 刘建国, 张来, 朱婧

2012, 25(8): 941-946.

摘要(1704) PDF(281)

摘要:
中国城市垃圾处理的主要方式正在由卫生填埋向垃圾焚烧转变. 基于中国城市垃圾焚烧处置需求特征分析,建立了技术评价指标体系,采用层次分析法,从技术的可靠性、经济性和适用性三方面,对国内外现有4种主要城市垃圾焚烧技术进行了综合评价. 结果表明:流化床技术和层燃技术在技术成熟度、技术能力和二NFDA1英污染控制等方面相对可靠,适用于我国多数大城市的垃圾焚烧处置. 国产流化床焚烧技术更加适应当前国内垃圾分类水平较差的大部分城市；层状焚烧技术则比较适用于城市垃圾管理水平高、垃圾分类较好、热值较高、垃圾处置集中度高和规模较大的城市；旋转焚烧和热解焚烧技术则较适用于垃圾成分复杂、尺寸不均匀的小城镇、工业园区垃圾处置或医疗废物处置,但二者均需加强二NFDA1英排放控制.

基于能源消费的上海NO_x排放源与减排费用效果分析

朱环

2012, 25(8): 947-952.

摘要(1783) PDF(261)

摘要:
基于能源消费计算得到2009年上海市NO_x排放总量为571 141 t,其中燃煤电厂、机动车、黑色金属冶炼及压延加工企业排放量共占总排放量的65.1%. 燃煤电厂通过采用LNB(低氮燃烧)技术和SCR(选择性氧化还原)技术,可削减总排放量的12.4%；钢铁企业的烧结机采用分步脱硫脱硝法、活性炭/焦法、循环流化床法等技术可削减3.7%～4.4%；高排放机动车改造基本不可行,建议加速和提前淘汰,可削减2.5%.费用效果分析表明,“十二五”期间完成燃煤电厂、烧结烟气脱硝和高污染机动车淘汰的减排费用效果比分别为4.7×10⁴、7.9×10⁴～10.6×10⁴、12.4×10⁴元/t. 燃煤电厂脱硝改造费用效果比低、技术成熟,建议作为首要减排措施.

深圳水环境容量及其承载力评价

邬彬, 车秀珍, 陈晓丹, 谢林伸

2012, 25(8): 953-958.

摘要(2449) PDF(273)

摘要:
选取水资源、水环境和社会经济三大系统的19个指标,构建了区域水环境承载力评价指标体系,采用河道一维模型和多极关联评价模型分别对深圳水环境容量及其承载力进行评价. 结果表明:深圳水环境容量COD_Cr为195 405.3 t/a,NH₃-N为6 570.4 t/a；2008年NH₃-N排放量超过环境容量的57.2%. 尽管COD_Cr排放量低于环境容量上限水平,但由于近岸海域水环境容量大,而实际入河排放量远超河流水环境容量,河流污染较为严重,水环境问题突出. 2008年深圳水环境可持续承载度为0.4,水环境承载力处于预警状态,接近危机状态,总体上处于不可持续发展的轨迹上. 结合深圳水环境承载力实际提出的三大对策建议为调整产业结构、加大污染治理力度以及从境外引水.

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2012年第25卷第8期

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