环境科学研究

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2015, 28(3).

摘要(186) PDF(34)

摘要:

房吉敦, 吴丰昌, 熊永强, 谢文军, 谢彦, 赵艳云, 杨红军

2015, 28(3): 333-339.

摘要(2579) PDF(2443)

摘要:
为研究玛珥湖四海龙湾表层沉积物中有机质的组成特征及来源,采集四海龙湾表层沉积物样品,并对其中的有机质进行了分析. 结果表明,四海龙湾表层沉积物中w(TOC)(TOC为总有机碳)为6.7%、w(TN)为0.6%、δ13C_org(TOC同位素丰度)为-28.0‰、δ15N_total(TN同位素丰度)为2.2‰. 可溶性有机质主要包括脂肪烃、脂肪醇、脂肪酸和GDGTs(甘油二烷基甘油四醚脂)等,其中脂肪酸是可溶性有机质的主要组分,约占可溶性有机质总量的68.8%,主要来源于内源性的藻类和厌氧菌；脂肪烃主要来源于陆源的C3木本植物；结合态脂肪醇具有明显的内源来源特征,而游离态脂肪醇却呈现陆源来源特征. 四海龙湾沉积物中含有丰富的GDGTs,主要来源于陆源土壤,包括支链类GDGTs和类异戊二烯类GDGTs,其中类异戊二烯类GDGTs以GDGTⅣ和GDGTⅤ为主,但其在四海龙湾沉积物中的含量相对较小. 研究显示,四海龙湾流域陆源是沉积物中可溶性有机质的主要来源,陆源有机质的大量流入改变了四海龙湾的营养水平；不同种类可溶性有机质表现出不同的来源特征,这主要是由于微生物对不同种类有机质降解速率的不同所致,并且导致降解所产生的二次有机质数量也不同.

不同品质燃油对公交车道路颗粒排放特征的影响

谭丕强, 沈海燕, 胡志远, 楼狄明

2015, 28(3): 340-346.

摘要(2636) PDF(2553)

摘要:
以国Ⅳ排放柴油公交车为样车,研究了3种燃油公交车的颗粒数量排放特性. 3种燃油分别为纯柴油、B20燃油〔V(生物柴油)∶V(纯柴油)=2∶8〕和G20燃油〔V(天然气制油)∶V(纯柴油)=2∶8〕. 结果表明:公交车燃用3种燃油的排气颗粒数量随粒径变化均呈双峰对数分布,其中核态颗粒数量峰值粒径均为10.8 nm；聚集态颗粒数量峰值粒径则因燃料差异而不同,其中纯柴油、B20燃油和G20燃油分别为80.6、69.8和60.4 nm. 对于不同类型道路,在公交车燃用纯柴油时,其快速路下的排气颗粒数量(7.35×10¹⁵ km-1)最低,分别比主干道和次干道低47.7%和55.1%. 对于不同品质燃油而言,在全程测试线路内,燃用G20燃油的公交车排气颗粒总数量(6.92×10¹⁵ km-1)最低,较纯柴油和B20燃油分别降低了42.5%和32.4%. 其中,G20燃油排气中核态颗粒数量为1.81×10¹⁵ km-1,较纯柴油和B20燃油分别降低了3.1%和15.4%,而聚集态颗粒数量则分别降低了49.7%和37.0%. 表明公交车燃用天然气制油可有效降低颗粒排放.

天津市某小学儿童个体PM_2.5暴露特征及来源解析

张楠, 韩斌, 何飞, 许嘉, 牛璨, 白志鹏, 徐鹤

2015, 28(3): 347-354.

摘要(3498) PDF(2111)

摘要:
为探讨儿童个体PM_2.5暴露水平及来源,分别于2010年5月17日—6月24日(夏季)和11月8日—12月3日(冬季)对36名9~12岁小学生进行个体PM_2.5暴露样品的采集和分析. 结果表明:天津市某小学儿童夏、冬两季个体PM_2.5暴露浓度(以质量浓度计)分别为(74.7±29.5)和(122.4±42.3)μg/m³,冬季暴露水平高于夏季,可能与冬季取暖有关. 两季PM_2.5载带的Al和Si,Zn、Pb和Mn的质量浓度分别呈显著相关；夏、冬两季SO₄^2-和NO₃^-质量浓度之和分别占个体PM_2.5暴露浓度的43.3%和39.5%. 夏、冬两季NO₃^-和SO₄^2-质量浓度平均值之比分别为2.3和0.6,说明夏季机动车排放为主导源,冬季则为固定源(如工业源和燃煤源). 冬季OC(有机碳)和EC(无机碳)质量浓度分别高于夏季,与PM_2.5质量浓度的季节变化趋势一致. 源解析结果表明,天津市儿童夏季PM_2.5暴露的来源为二次源、机动车排放、土壤尘、工业源和机动车添加剂,贡献率分别为30.4%、28.9%、12.8%、20.8%和7.1%；冬季则为二次源、机动车排放、土壤尘、工业源、燃煤源和道路尘,贡献率分别为26.5%、24.5%、13.7%、10.3%、19.9%和5.1%.

四川盆地气矿天然气开发过程中温室气体的排放特征

仲佳爱, 陈国俊, 张中宁, 杨巍, 王作栋

2015, 28(3): 355-360.

摘要(2282) PDF(2584)

摘要:
天然气开发过程是化石能源系统重要的排放源之一. 包括我国在内的发展中国家对于油气系统温室气体排放的研究尚处于起步阶段,并且也无统一的计算方法. 为研究我国天然气开发过程中温室气体排放情况,以四川盆地某较大规模(年产气量约16×10⁸ m³)的天然气气矿为研究对象. 利用甲烷泄漏浓度检测仪对该气矿井口、集气站、配气站等场站的所有元件的潜在泄漏点进行了逐一检测,同时采集油田水和天然气样品,在实验室对油田水露天放置过程和天然气火炬燃烧过程的温室气体排放进行了模拟研究,计算了该矿2011年天然气开发过程中温室气体排放量. 结果表明:2011年研究气矿CH₄和CO₂排放量分别为1 033.32和1 295.56 t,折合CO₂当量为27 128.56 t. 与采用IPCC(政府间气候变化专门委员会)《2006年国家温室气体清单指南》第一层次方法计算的结果对比发现,IPCC方法计算结果(CH₄和CO₂排放量分别为20 287.39、12 479.74 t,折合CO₂当量为519 664.74 t)远高于实测法计算结果,因此,IPCC方法总体上严重高估了我国温室气体排放量.

大辽河表层水体典型抗生素污染特征与生态风险评价

秦延文, 张雷, 时瑶, 马迎群, 常旭, 刘志超

2015, 28(3): 361-368.

摘要(2992) PDF(2587)

摘要:
为评价大辽河表层水体抗生素的污染水平和生态风险,利用高效液相色谱-串联质谱检测了大辽河表层水体中5类典型抗生素(喹诺酮类、四环素类、磺胺增效剂、大环内酯类、磺胺类)的污染水平和污染特征. 结果表明:大辽河表层水体中共检测出10种抗生素,其质量浓度范围为nd(低于检出限)~1.380 μg/L；其中NOR(诺氟沙星)的检出率和质量浓度平均值均最高,分别为92%、0.214 μg/L,其次为CIP(环丙沙星)(检出率为75%,质量浓度为0.023 μg/L). 与国内外其他水域相比,大辽河水体中抗生素的质量浓度总体处于较普通水平. 在检出的10种抗生素中,除TC(四环素)和CTC(金霉素)外,其余8种抗生素质量浓度最高值均出现在营口市区最主要的工业和生活污水排污口之一——纱厂潮沟采样点,并且该采样点NOR的质量浓度和检出率均最高,这反映了喹诺酮类抗生素在大辽河流域有很高的使用率. 大辽河抗生素总的分布趋势是上游污染水平较低,城市周围污染水平较高. 评价结果表明,大辽河水体中的抗生素对相应的敏感物种存在较高的生态毒性风险.

基于SOFM神经网络的京津冀地区水源涵养功能分区

刘娅, 朱文博, 韩雅, 李双成

2015, 28(3): 369-376.

摘要(3352) PDF(2284)

摘要:
为探讨水源涵养功能空间分异在水资源分区管理方面的应用,以京津冀地区为研究区,根据水源涵养功能的5个主要影响要素——海拔、降水量、蒸散量、土壤饱和含水率、森林覆盖度,构建SOFM(self-organizing feature map,自组织特征映射)神经网络,并对该区水源涵养功能进行区域划分. 结果表明:京津冀地区可划分为6个水源涵养功能区域,分别为冀西北高原-间山盆地草原水源涵养中能力区、坝上高原-冀北山地草原-森林水源涵养中低能力区、燕山-太行山中低山森林-草原水源涵养中高能力区、冀中南部平原农田水源涵养低能力区、燕山-太行山低山森林水源涵养中高能力区和冀东平原农田-草原水源涵养高能力区. 方差分析结果显示,各分区之间具有显著差异,表明用SOFM神经网络对水源涵养功能进行分区效果良好. 在水源涵养功能分区基础上,归纳和总结了各分区水源涵养功能影响要素的主要特征. 京津冀地区作为一个统一的水资源生态环境区,其内部的水源涵养功能存在明显的区域差异,建议依据各分区水源涵养功能的强弱及其主要控制因子特征,科学制订适应当地自然环境的水资源管理方案.

互花米草入侵对广西北海光滩大型底栖动物群落的影响

赵彩云, 白加德, 柳晓燕, 李俊生

2015, 28(3): 377-383.

摘要(3145) PDF(2158)

摘要:
为探讨互花米草入侵对广西北部湾光滩的生态影响,于2012年7月—2013年9月对北海市青山头地区的互花米草群丛和光滩2种生境分别连续进行5次大型底栖动物群落采样,分析不同采样时间和生境下大型底栖动物的物种组成、生物量、总栖息密度、群落生物多样性、群落结构等群落特征. 结果表明:①该区域内大型底栖动物共15种,隶属于4门5纲11科,其中中国绿螂(Glauconome chinensis)占互花米草群丛大型底栖动物个体总数的86.7%,为绝对优势物种；短指和尚蟹(Mictyris brevidactylus)为光滩的优势物种. ②双因素方差分析(two-way ANOVA)结果显示,互花米草入侵光滩后大型底栖动物物种数量显著增加,并且互花米草群丛中中国绿螂个体数量的剧增也显著增加了大型底栖动物的生物量和总栖息密度,而采样时间对大型底栖动物物种数、生物量和总栖息密度的影响不显著；不同生境和采样时间均未对大型底栖动物的多样性指数产生显著影响. ③非度量多维度分析(non-metric multidimensional scaling,NMDS)结果表明,互花米草群丛与光滩的大型底栖动物物种群落相似度较高,但与2012年10月相比,2013年9月互花米草和光滩大型底栖动物群落相似度降低,因此可能随着互花米草入侵时间的增加,其对大型底栖动物群落的影响也不同.

北京9个树种叶片滞尘量及叶面微形态解释

杨佳, 王会霞, 谢滨泽, 石辉, 王彦辉

2015, 28(3): 384-392.

摘要(2927) PDF(2230)

摘要:
不同树种叶片对PM(颗粒物)的滞留能力存在较大差别,并与其表面特性密切相关. 在北京市选择空气相对清洁的植物园和污染严重的国贸桥2个地点,测定了9个常见绿化树种——白蜡、大叶黄杨、垂柳、国槐、毛白杨、玉兰、紫叶李、元宝枫和银杏的单位叶面积滞尘量及其粒径组成,并观测了各树种叶面微形态结构. 结果表明,国贸桥和北京植物园9个树种PM、PM>10、PM_2.5~10和PM_2.5平均滞留量之比分别为1.64、1.60、1.89和2.50,该比值随PM粒径减小呈增大的趋势. 环境污染会改变树木叶片表面结构与性质,从而改变其滞尘能力. 叶面沟槽深且间距大、润湿性好、气孔密度(>189 N/mm²)(以单位面积气孔数计)较大有利于滞尘；气孔密度(>217 N/mm²)更大的叶片有利于滞留PM_2.5~10. 此外,叶面绒毛数量直接影响PM_2.5滞留量,在不同污染程度下均表现为有绒毛树叶的PM_2.5滞留能力更强.

太湖流域圩区陆地生态服务价值评估

闫人华, 高俊峰, 董川永, 黄佳聪

2015, 28(3): 393-400.

摘要(2218) PDF(1753)

摘要:
通过构建生态服务价值评价体系,对太湖流域圩区陆地生态服务价值进行估算,并分析其空间差异性. 结果表明:①圩区陆地生态系统面积为9 196.7 km²,其中农田、居民点与工矿用地、交通用地、林地等4个生态子系统面积所占比例分别为59.1%、34.5%、3.8%、2.5%. ②圩区陆地生态服务价值总量为219.374×10⁸元/a,以间接生态价值(生态调节、生态维持价值)为主,占总量的61.6%. 其中生态服务价值最高的是下游杭嘉湖区(83.007×10⁸元/a),其次为上游浙西区(39.104×10⁸元/a)和湖西区(32.790×10⁸元/a),三者占总量的70.6%；而下游浦西区、浦东区与上游的太湖区生态服务价值相对较低,仅占总量的9.1%. ③圩区单位面积陆地生态系统平均服务价值为2.385元/(m²·a),整体呈西高东低、南高北低的空间格局. ④因生态系统结构和生态效用机制的不同,林地单位面积各项生态服务均明显优于农田. ⑤流域景观综合指数在0.879~1.124之间,呈西高东低的空间分布特点.

湖滨带生态退化及其与人类活动的相互作用

叶春, 李春华, 吴蕾, 杨文娟

2015, 28(3): 401-407.

摘要(2349) PDF(2587)

摘要:
湖滨带属于水陆生态交错带,是湖泊水生态系统与陆地生态系统间非常重要的过渡带. 根据湖滨带生态退化的表现形式,可以将湖滨带生态退化过程归纳为渐变退化、间断不连续退化、跃变退化、突变退化及复合退化5种类型. 系统自然退化是一个漫长渐变的过程,而人为干扰往往带有冲击负荷与胁迫压力.人类对湖滨带生态退化的影响与人类文明的发展历程密切相关,随着人类开发自然、利用自然能力的加强,对湖滨带生态退化的影响深度、范围也明显增强. 在文明初始阶段,人类对湖滨带处于被动适应及竞争利用的状态；文明成长阶段,人类开始对湖滨带进行主动开发及可控利用；在文明成熟阶段,从对湖滨带单纯开发利用拓展为发挥综合生态服务功能. 另一方面,湖滨带生态退化对人类产生的影响主要体现在生物资源萎缩、洪水灾害损失增加、可利用淡水资源减少、对人体健康造成威胁、美学价值丧失、影响水文化的历史传承等. 研究湖滨带的退化过程及其与人类活动之间的相互作用、相互影响关系,认清湖滨带自身的发展规律,识别湖滨带退化的驱动因子,有助于我们进一步保护湖滨带、修复退化的湖滨带或提出减缓湖滨带退化过程的有利措施.

乐安河-鄱阳湖湿地植物群落分布及其环境影响因子

简敏菲, 徐鹏飞, 余厚平, 熊小英, 李林

2015, 28(3): 408-417.

摘要(2119) PDF(1917)

摘要:
于2012年平水期(4月)、丰水期(8月)和枯水期(11月)对乐安河自上游至下游及入鄱阳湖区域内湿地植物群落分布和水土环境因子进行调查,分析乐安河不同水期湿地植物群落的分布特征,通过DCCA(detrended canonical correspondence analysis,除趋势典范对应分析)探讨不同水期植物群落分布特征与环境因子间的定量关系. 结果表明:3个水期内共观测到湿地植物167种,不同水期植物种类及组成结构均具有显著差异. 其中平水期湿地植物102种,分属于33科75属；枯水期71种,分属于27科53属；丰水期种类最少,为55种,分属于20科42属. 乐安河上游处于未受矿山开采影响的对照区域内,水生植物群落分布主要受河流自然环境因素的影响. 对于受重金属酸性污染影响较严重的区域,DCCA排序结果显示,水土环境中pH和Cu、Pb、Cd等重金属含量是影响植物群落分布的重要因素. 其中,上游湿地植物群落分布主要受Cu含量和pH的影响；中、下游主要受水、土环境中重金属Pb、Cd的复合污染以及pH的影响. 乐安河湿地植物群落分布与环境因子间具有明显的对应关系,DCCA法能准确识别影响湿地植物群落分布的关键环境因子.

模拟氮沉降对土壤酸化及土壤酸缓冲能力的影响

胡波, 王云琦, 王玉杰, 王彬, 张会兰, 郭平, 刘春霞

2015, 28(3): 418-424.

摘要(2614) PDF(2334)

摘要:
为探讨N沉降对酸雨区森林土壤酸化和土壤酸缓冲能力的影响,于2012年4—12月在重庆缙云山地区选取针阔混交林和常绿阔叶林2种典型林分进行模拟N沉降试验,设N0、N1、N2、N3 4个处理,施N量(模拟N沉降量)分别为0、60、120、240 kg/(hm²·a),每月月初将NH₄NO₃溶液均匀喷洒在所选样方内,8个月后进行取样分析. 结果表明:①不同pH下2种林分土壤的酸缓冲能力存在较大差异,pH越低土壤酸缓冲能力越高. ②2种林分的土壤酸缓冲能力随N沉降量的增加而降低. 在相同的N沉降量下,常绿阔叶林土壤酸缓冲能力略高于针阔混交林. ③N沉降会加快土壤酸化速率. 与N0处理相比,N1、N2、N3处理常绿阔叶林土壤pH分别下降了0.03、0.06、0.16,而针阔混交林则分别下降了0.08、0.10、0.26. ④2种林分土壤中盐基离子含量均随N沉降量的增加而降低,交换性Al³⁺含量则相反. 与N0处理相比,常绿阔叶林N1、N2、N3处理盐基离子含量分别下降了55.76%、66.00%、70.38%,交换性Al³⁺含量分别增加了16.03%、21.37%、31.81%；针阔混交林盐基离子含量分别下降了24.12%、43.38%、62.24%,交换性Al³⁺含量分别增加了19.19%、23.48%、34.85%. 研究表明,氮沉降会降低森林土壤酸缓冲能力,加快酸化速率,并且常绿阔叶林土壤对N沉降的敏感性高于针阔混交林.

氯盐对汞化合物污染土壤热脱附过程的影响

赵涛, 王兴润, 杨晓进, 颜湘华

2015, 28(3): 425-430.

摘要(2022) PDF(2163)

摘要:
对HgCl₂、HgS、Hg(NO₃)₂·H₂O、HgO、HgSO₄ 5种试剂分别添加MgCl₂、CaCl₂和NaCl 3种氯盐,采用热重分析法进行热挥发性对比研究,以期选择对汞化合物热脱附有促进作用的氯盐,并将其添加到内蒙古2块不同污染场地的汞污染土壤样品(A、B)中,进行低温热脱附修复研究. 结果表明:5种汞化合物试剂热脱附温度由低到高依次为HgCl₂＜HgS＜Hg(NO₃)₂·H₂O＜HgO＜HgSO₄. 在汞化合物中加入MgCl₂、CaCl₂和NaCl后的热重分析发现,MgCl₂对HgS、Hg(NO₃)₂·H₂O、HgO、HgSO₄热脱附过程影响最大,降低了汞化合物热脱附的初始温度. A、B 2个污染土壤样品加入MgCl₂热脱附后,汞的去除率分别从无药剂处理的65.67%、70.74%升至81.35%、84.91%. 表明MgCl₂可以促进汞污染土壤中汞化合物的转化,有利于土壤汞污染的热脱附修复,应用前景较好.

垄作对降低黄土高原南部冬小麦田氨挥发风险的影响

杨阳, 李娜, 王林权, 赵玉霞, 李雪芳, 周芳, 王文岩

2015, 28(3): 431-439.

摘要(1860) PDF(2331)

摘要:
为研究黄土高原南部冬小麦田NH₃挥发对垄作的响应,揭示其释放机制及污染风险,于2011—2013年冬小麦生长季,按照随机裂区试验设计布置田间试验,采用通气式田间原位酸吸收方法测定NH₃挥发. 主区为常规栽培及3种垄作,副区为2种施N(氮)处理——未施N(0 kg/hm²,以N计)和施N(180 kg/hm²). 结果表明:不同施N处理下,各耕作模式NH₃挥发通量在施肥后10 d均达到峰值,在施肥后30 d稳定在较低水平. 垄作单季NH₃累积挥发量(以N计)平均值为5.748 kg/hm²,比常规栽培降低4.9%；施N处理下NH₃累积挥发量平均值为6.512 kg/hm²,比未施N处理提高26.8%. 氮肥NH₃挥发损失率为0.47%~1.38%,其中垄作平均损失率比常规栽培降低60.1%. 不同施N处理下,各耕作模式NH₃挥发通量与土壤w(NH₄⁺)、含水量呈正相关；与25 cm深度处土壤温度、pH在冬前(施肥播种至土壤结冰阶段)呈正相关,而在冬后(土壤解冻至小麦收获阶段)则呈负相关. 土壤w(NH₄⁺)和土壤温度是控制NH₃挥发的两大主要因素. 冬前垄作降低NH₃挥发通量主要是由于垄作集中深施肥会增加NH₃挥发扩散阻力所致. 可见,旱作冬小麦种植区采用垄作可降低NH₃挥发风险.

湿热水解预处理对餐厨废弃物液相物质转化的影响

朱金龙, 魏自民, 贾璇, 李鸣晓, 祝超伟, 席北斗, 夏天明

2015, 28(3): 440-446.

摘要(2556) PDF(2497)

摘要:
设计湿热水解预处理温度(80、120、150和200 ℃)、时间(40、50、60和70 min)、加水量(40%、60%、80%和100%)的三因素四水平正交试验,研究湿热水解预处理对餐厨废弃物液相可浮油脱出量、ρ(COD_Cr)、糖类、ρ(VFA)(VFA为挥发性脂肪酸)等的影响. 结果表明:餐厨废弃物经湿热水解预处理后可浮油脱出量明显提高. 在150 ℃、加水量40%、处理60 min的湿热水解条件下,可浮油脱出量(67.7 mL/kg)最高,比未经预处理的对照组提高了2.65倍；同时,ρ(还原糖)和ρ(总糖)也达到最高,分别比对照组增加了16.29%和38.92%.随着温度升高和处理时间的延长,ρ(COD_Cr)不断升高,在200 ℃、加水量40%、处理70 min的湿热水解条件下,ρ(COD_Cr)最高为109.729 g/L,比对照组提高了1.39倍. 经湿热水解预处理后,ρ(VFA)也呈显著增加,在200 ℃、加水量100%、处理40 min的湿热水解条件下,ρ(VFA)达到最高,比对照组增加了66.26%.预处理后,ρ(乙酸)、ρ(丁酸)升高,ρ(乙醇)降低. 方差、极差综合分析表明,在湿热水解过程中,温度是影响餐厨废弃物液相物质转化的主控因子,其次是加水量和时间.

矿物演化行为对垃圾焚烧飞灰熔融特性的影响

栾敬德, 姚鹏飞, 李润东, 柴美云, 王雷

2015, 28(3): 447-452.

摘要(1994) PDF(1692)

摘要:
以焚烧飞灰为主要原料,采用灰熔点测试、差示扫描量热法、X射线衍射、扫描电子显微镜等方法,研究了掺加SiO₂(以w计)对焚烧飞灰熔融特性的影响,并利用CASTEP模块模拟计算生成矿物的反应活性. 结果表明,当w(SiO₂)为29.14%时,焚烧飞灰流动温度为1 355 ℃,比原灰降低了近200 ℃,熔融特征温度随w(SiO₂)增加而上升. 将焚烧飞灰熔融并热处理后得到微晶玻璃,其矿物质组成为硅灰石、假硅灰石、钙铝黄长石、钙铁榴石、硬石膏和三型钾霞石等. 分子模拟计算结果表明,假硅灰石、钙铝黄长石和钙铁榴石形成能高,属耐熔矿物,而硅灰石、硬石膏和三型钾霞石等助熔矿物的低共熔会导致灰熔融温度降低. SiO₂/CaO(质量比,下同)<1时,过量的Ca²⁺易与活性氧发生集聚反应,形成热稳定性好的假硅灰石；SiO₂/CaO接近于1时,生成以硅灰石为主晶相的助熔矿物,硅灰石形成能为-41.67 eV,低于其他矿物,并且晶体氧原子中活性氧比例达到77.78%；当SiO₂/CaO>1时,大量无定形SiO₂及方石英(非活性氧)的存在致使灰熔融温度升高. 硅酸盐矿物熔体中非活性氧(Si—O—Si)和活性氧(Si—O,自由氧)占氧原子比例的变化是焚烧飞灰熔融特性改变的内因.

不同污泥龄膜生物反应器内微生物的群落结构特征

田园, 段亮, 宋永会, 杨柳, 李姗

2015, 28(3): 453-459.

摘要(2291) PDF(2152)

摘要:
为研究不同污泥龄MBR(膜生物反应器)内的微生物群落结构特征,构建了SRT(污泥龄)分别为10、20、40和80 d的4个平行的MBR,通过PCR-DGGE技术获得各MBR内微生物的DNA指纹图谱,并对条带进行切胶测序. 结果表明,SRT不影响MBR对废水的处理效果,不同SRT下MBR对NH₄⁺-N和COD_Cr的去除率均能达到90%以上. DGGE结果表明,在运行过程中,各MBR内的微生物群落结构均发生了明显变化,并且不同SRT的MBR内总细菌群落结构变化特征相同；SRT影响同一微生物在各MBR中的出现速率；总细菌Shannon-Wiener多样性指数和丰富度指数均随着SRT的增加而升高,SRT为80 d的MBR内Shannon-Wiener多样性指数最高. 测序结果表明,不同SRT的MBR内的优势种属不同,其中Arcobacter sp.、beta proteobacterium及Thiothrix sp.为不同SRT的MBR中共同存在的关键菌属,对MBR的运行起着重要作用.

电路板蚀刻废液及其回收铜盐产品中PCBs污染特征

王璞, 梁勇, 许世爱, 高仁富, 李英明, 张庆华

2015, 28(3): 460-465.

摘要(2081) PDF(2015)

摘要:
POPs(持久性有机污染物)是近年来广受关注的一类环境污染物. 为研究工业过程中POPs的运转迁移,针对电路板蚀刻废液及其回收后生产的铜盐产品中7种指示性PCBs(多氯联苯)及CB-209进行分析. 结果表明,PCBs在碱性废液和微蚀废液中未检出,而在酸性废液中有不同程度检出,ρ(∑₈PCBs)在0.41~60.80 ng/L之间,其中ρ(∑₇指示性PCBs)在0.24~58.00 ng/L之间. 3种铜盐产品〔CuCl₂、Cu₂(OH)₃Cl和CuSO₄〕中,CuSO₄中w(∑₈PCBs)相对较高,在2.75~284.00 ng/kg之间；而CuCl₂中w(∑₈PCBs)在6.95~31.50 ng/kg之间；Cu₂(OH)₃Cl中w(∑₈PCBs)在7.31~9.42 ng/kg之间. 污染物指纹特征表明,酸性蚀刻废液及其铜盐产品中的PCBs具有十分相似的分布特征,CB-28是最主要的检出单体,并且w(CB-209)相对较高,表明铜盐产品中的PCBs主要来源于生产原料(酸性蚀刻废液)的携带,而酸性蚀刻废液中污染物来源须待进一步分析研究.

HRT对折流板式厌氧生物反应器处理印染废水的影响

许明, 李小进, 吴海锁, 王春, 夏明芳, 涂勇, 喻学敏

2015, 28(3): 466-473.

摘要(3039) PDF(1957)

摘要:
针对印染废水水质水量变化大、ρ(BOD₅)/ρ(COD_Cr)低、色度高的特点,以苏南某污水厂(印染废水比例大于90％)调节池出水为研究对象,开展ABR(折流板式厌氧生物反应器)处理印染废水试验,处理规模为2 L/h,重点考察不同HRT(水力停留时间)下ABR对COD_Cr、色度的去除和对ρ(BOD₅)/ρ(COD_Cr)的提升效果. 结果表明:①当进水平均ρ(COD_Cr)为517 mg/L、色度为380倍、ρ(BOD₅)/ρ(COD_Cr)为0.20时,随着HRT(32、24、18、14和10 h)的缩短,COD_Cr平均去除率由46.1%降至22.5%,色度平均去除率由60.6%降至51.0%,出水ρ(BOD₅)/ρ(COD_Cr)由0.39降至0.30. ②随着格室数量的增加,ρ(COD_Cr)和色度逐渐降低,其中第1格室的COD_Cr和色度的去除率分别占总去除率的20.0%和51.0%,紫外-可见吸收光谱扫描也证明了这一点. ③经过ABR厌氧水解后污染物种类明显减少,说明ABR厌氧水解作用较好,可为后续好氧工艺奠定基础.

猪粪及奶牛粪中温厌氧发酵对Cu和Zn的影响

靳红梅, 付广青, 常志州

2015, 28(3): 474-480.

摘要(2226) PDF(2122)

摘要:
以猪粪和奶牛粪为发酵原料,在中温〔(37±2)℃〕条件下采用完全混合式厌氧反应器进行了158 d的室内试验研究,分析厌氧发酵过程中Cu和Zn在沼液中质量浓度的变化及其在沼渣中的赋存形态. 结果表明:①猪粪沼液中ρ(TCu)和ρ(TZn)(TCu和TZn分别为总Cu和总Zn)随发酵时间的增加逐渐升高,而奶牛粪沼液中二者变幅不明显. ②整个发酵过程中,猪粪沼液中ρ(TCu)和ρ(TZn)的平均值极显著低于进料(P<0.001),降幅分别为80%和43%；而奶牛粪沼液中二者降幅分别仅为11%和13%. ③猪粪和奶牛粪沼液中ρ(溶解性Cu)占ρ(TCu)的53%和43%,与进料相比有小幅降低；而猪粪和奶牛粪沼液中ρ(溶解性Zn)占ρ(TZn)的35%和19%,极显著高于进料(P≤0.01),增幅分别为109%和37%. ④猪粪和奶牛粪沼渣中Cu主要以可氧化态存在,Zn主要以残渣态和酸溶态/可交换态存在. 中温厌氧发酵对猪粪和奶牛粪中溶解性Cu和Zn的削减效果有限,并且沼渣中残渣态Cu和Zn的减少可能增加二者的生物有效性,因此不利于农田的直接利用.

时/频域激电参数在铬污染模拟场地探测中的应用

陆晓春, 能昌信, 朱勇, 郑晓旭, 郑晓雯

2015, 28(3): 481-486.

摘要(2423) PDF(1906)

摘要:
在低供电频率(2-4、2-2、2⁰、2²、2⁴ Hz)范围内,利用研发的时/频域测量系统,在室外铬污染模拟场地进行时/频域激电探测,实测视电阻率、视极化率、相角,结合最小二乘反演算法,研究各参数对铬污染低阻异常区域及其对铬浓度(以w计)差的体现. 结果显示,视电阻率和视极化率随着铬浓度差的增加而迅速减小,视电阻率从背景值的80 Ω·m左右减至50 Ω·m以下,视极化率从背景值3.0%~3.8%减至0.6%~2.2%；在不同的供电频率下,相角对含水率和铬浓度差的体现有所差异. 试验数据还显示,当供电频率从2-4 Hz增至2⁴ Hz时,实测相角数值较为平均,但是经过最小二乘反演后,相角上限从6.27°减至1.75°. 研究结果说明,单纯的时域参数(视电阻率和视极化率)很难区分含水率和铬浓度差引起的低阻异常,但供电频率在2-2~2⁰ Hz范围内时,频域参数相角可以区分含水率和铬浓度差引起的低阻异常.

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2015年第28卷第3期

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