环境科学研究

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2017, 30(11).

摘要(176) PDF(59)

摘要:

CCSM4/WRF-CMAQ动力降尺度预估RCP8.5情景下京津冀地区空气质量的潜在变化

王堃, 师华定, 高佳佳, 王晨龙, 滑申冰, 高庆先

2017, 30(11): 1661-1669. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.03.12

摘要(2906) HTML (68) PDF(1735)

摘要:
目前，针对气候变化对区域空气质量影响的研究相对较少，并且多采用统计降尺度方法对全球气候模式结果进行处理.采用WRF中尺度气象模式对CCSM4气候模式的CMIP5 RCP8.5情景预估结果进行动力降尺度处理，并为CMAQ空气质量模式提供气象场；在2012年清华大学MEIC大气污染物排放清单的基础上，选取2005年作为气候现状代表年、2049-2051年作为未来气候代表年，对京津冀地区典型月份（1月、4月、7月、10月）的气象及空气质量数值模拟结果进行对比，以此预估气候变化背景下京津冀地区空气质量潜在变化.结果表明，在排放情况不变及RCP8.5情景下，未来代表年与现状代表年相比，京津冀地区以典型月份为代表的年均气象因素整体呈现温度升高，风速、相对湿度及大气边界层高度均降低的趋势；年均大气污染物浓度整体呈现升高的趋势，其中，温度升高约0.8℃，风速降低约0.11 m/s，相对湿度降低约2%，大气边界层高度降低约8 m，ρ（PM_2.5）升高约2.4 μg/m³，ρ（SO₂）升高约1.8 μg/m³，ρ（NO_x）升高约1.0 μg/m³；此外，主要的气象条件（温度、风速、相对湿度、大气边界层高度）中，风速及大气边界层高度的降低可能是造成这些大气污染物浓度变化的主要气象因素，并且风速及大气边界层高度的降低与ρ（PM_2.5）降低的相关系数分别约为-0.44和-0.26.研究显示，气候变化会对京津冀地区造成污染物浓度升高的潜在风险，同时由于现阶段缺乏可用于空气质量模式的未来排放情景数据、在线耦合模式日臻完善，在我国气候-空气质量的研究领域亟待进行更深层次的研究.

菏泽市冬季大气PM_2.5和PM₁₀中碳组分来源解析

张家营, 刘保双, 毕晓辉, 吴建会, 冯银厂, 张裕芬, 张勤勋

2017, 30(11): 1670-1679. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.03.11

摘要(1986) HTML (137) PDF(1294)

摘要:
为研究菏泽市冬季大气颗粒物中碳组分的污染特征和来源，于2016年1月采集菏泽市冬季大气PM_2.5和PM₁₀样品，基于热光反射法分析样品中OC（有机碳）、EC（元素碳）及8个碳组分[OC1、OC2、OC3、OC4、EC1、EC2、EC3和OP（裂解碳）]的含量，并计算得到ρ（Char-EC）（Char-EC为燃料燃烧后固体残渣中的EC）和ρ（Soot-EC）（Soot-EC为燃烧后气相挥发物质再凝结形成的EC），以定性识别大气颗粒物中碳组分的来源.结果表明，菏泽市冬季大气颗粒物样品中碳组分浓度处于较高水平，PM_2.5中的ρ（OC）、ρ（EC）分别为26.34、9.22 μg/m³，PM₁₀中ρ（OC）、ρ（EC）分别为31.82、10.71 μg/m³.采样期间大气PM_2.5中碳组分（OC、EC、OC1、OC2、OC3、OC4、EC1、EC2、EC3、Char-EC、Soot-EC）浓度与PM₁₀中相应各组分浓度的比值均大于0.5（0.60~0.90），表明碳组分多集中于细粒子（PM_2.5）.大气颗粒物样品中各碳组分浓度具有明显空间差异，各点位大气PM_2.5和PM₁₀中ρ（OC）均显著高于ρ（EC）（T检验，P < 0.05）.菏泽市冬季大气PM_2.5和PM₁₀中Char-EC/Soot-EC（二者质量浓度之比）分别为10.04、8.00，并且存在显著的空间差异性（T检验，P < 0.05）.PMF（正定矩阵因子分解法）解析结果表明，菏泽市冬季大气PM_2.5和PM₁₀中碳组分来源主要有4类，包括两类柴油车（1类排放的碳组分中以EC2为主，定义为柴油车-1；1类排放的碳组分中以EC3为主，定义为柴油车-2）、汽油车、生物质燃烧和燃煤混合源，对大气PM_2.5中碳组分的分担率分别为13.98%、5.13%、24.47%、41.97%，对大气PM₁₀中碳组分的分担率分别为16.08%、8.21%、18.34%、47.35%.可见，菏泽市冬季大气PM_2.5和PM₁₀中碳的主要来源是柴油车、汽油车、生物质燃烧和燃煤.

霾污染环境大气能见度参数化方案的改进

胡俊, 赵天良, 张泽锋, 邱玉珺, 谭成好, 吴峡生

2017, 30(11): 1680-1688. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.03.19

摘要(1920) HTML (55) PDF(1817)

摘要:
霾污染是高浓度大气气溶胶造成低能见度的大气现象，为了完善目前空气质量模式的大气能见度参数化方案，以准确地预报霾污染过程的能见度变化，基于已有的大气总消光系数与大气能见度的关系，依据Mie理论和大气分子的消光特性，计算颗粒物和NO₂的消光系数，提出一种改进的大气能见度参数化方案.为了验证这一改进的参数化方案的大气能见度预报性能，①利用空气质量模式WRF-Chem3.7模拟2013年12月南京地区两次霾污染个例，并且与实际观测数据对比，证实其能够准确地模拟大气颗粒物和NO₂的浓度变化；②利用模拟的大气颗粒物和NO₂的浓度数据，分别采用改进的能见度参数化方案及已有的IMPROVE方案和CHEN的能见度参数化等3个方案，计算两次霾污染个例的大气能见度变化；③与观测能见度比较，评估3个能见度参数化方案的模拟准确性。评估表明，改进的参数化方案模拟的两个霾污染个例能见度的平均标准化偏差和平均偏差分别为17.19%、3.18%和517、173 m，并且和观测能见度的相关系数分别提高到0.76、0.87，其能见度模拟的准确性优于其它两种已有的参数化方案，并在不同相对湿度（RH）和能见度范围内改进的参数化方案模拟的标准化平均误差均小于其它两种参数化方案，其中，在RH < 80%和能见度≥ 1 km范围内标准化平均误差均低于50%.研究显示，改进的大气能见度参数化方案能够有效地提高空气质量模式的霾污染环境大气能见度的预报准确性.

2015年北京采暖季城市森林内外SO₂浓度的时空变化特征

蒋燕, 熊好琴, 鲁绍伟, 陈波, 李少宁

2017, 30(11): 1689-1696. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.03.08

摘要(1726) HTML (48) PDF(1306)

摘要:
为探讨采暖季城市森林内外ρ(SO₂)动态变化及差异性，基于西山国家森林公园林内空气质量监测站数据，结合北京市环境保护监测中心植物园监测站的实时数据，分析2015年采暖季城市森林内外ρ(SO₂)变化和影响因素.结果表明：林内外ρ(SO₂)日变化基本呈双峰双谷型，在09：00-11：00和20：00-22：00左右达到高峰；采样期间ρ(SO₂)月变化呈不显著"V"型，最高值出现在1月，林内外分别为(25.8±9.2)和(31.7±23.4)μg/m³，最低值出现在11月，林内外分别为(19.0±5.2)和(13.0±11.2)μg/m³.林内ρ(SO₂)在1-3月低于林外，11-12月高于林外，林内ρ(SO₂)变化较林外平缓；气象条件对采暖季城市森林ρ(SO₂)变化有重要影响：降水对ρ(SO₂)消减效应明显，大风有驱散SO₂的作用，同时受风向影响；ρ(SO₂)和温度关系不显著(P=0.05，R < 0.40)，但和空气相对湿度线性关系显著(α=0.05，Sig=0.00)，林内受气象因素影响低于林外.研究显示，城市森林对气态污染物具有一定的缓冲、抵抗和吸收能力，因此应重视发展城市森林生态系统，充分发挥其生态效益，以提高城市大气环境质量.

城市河流中WWMPs的迁移转化试验

周海东, 王瑾雅丹, 应天骐, 张喆

2017, 30(11): 1697-1705. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.03.18

摘要(1548) HTML (35) PDF(1081)

摘要:
为研究城市河流中WWMPs（污水印记药物）的迁移转化行为，以13种典型WWMPs[AZM（阿奇霉素）、CLM（克拉霉素）、STZ（磺胺噻唑）、TMP（甲氧苄啶）、ATL（阿替洛尔）、PNL（普萘洛尔）、DCF（双氯芬酸）、CLF（氯贝酸）、IBU（布洛芬）、CBM（卡马西平）、CAF（咖啡因）、PRC（扑热息痛）和TCS（三氯生）]为目标物，通过生物降解试验、吸附试验及光降解试验分析目标物主要的迁移转化机理.结果表明，AZM、CLM、PRC的降解主要是生物作用，不灭菌且有氧条件下的降解率分别可达90%、95%、100%.沉积物对CBM的吸附作用明显，但其难以被水解和生物降解，而且其吸附和解吸是一个相对平衡的过程，导致CBM能够稳定存在.ATL、STZ、PRC和TMP这4种亲水性化合物不易被沉积物吸附，其余9种属疏水性化合物的吸附能力取决于其K_OW（辛醇-水分配系数）.此外，光降解试验表明，在实际环境中，很多目标物受颗粒物和光敏剂的影响，不易发生直接光降解，TMP、DCF、PNL、CAF和TCS容易发生光降解作用，其在光照和避光的条件下降解率分别为20%和10%、58%和25%、22%和5%、20%和2%、30%和5%.研究显示，城市河流中的WWMPs在生物降解、吸附和光降解共同作用下有明显的降解效果.

典型设施环境条件对土壤活性有机碳及腐殖物质碳的影响

黄敏, 段军波, 周开来, 刘茜, 梁荣祥, 黄永炳

2017, 30(11): 1706-1714. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.03.01

摘要(1482) HTML (46) PDF(1464)

摘要:
为明确设施环境对土壤有机碳形态变化的影响，选取武汉城郊设施土壤为研究对象，分别设置环境温度(4、10和25℃)、土壤酸化(土壤pH分别为6.89、6.11和5.30)和土壤盐渍化[土壤w(可溶性盐分)分别为1.90、3.05和5.01 g/kg]3种典型设施环境条件，通过为期90 d的室内模拟强化试验，研究以上3种典型设施环境条件对土壤活性有机碳动态变化、腐殖物质碳组成及有机碳矿化率的影响.结果表明：与4℃的对照处理相比，随着设施环境温度升高，土壤w(MBC)(MBC为微生物生物量碳)和w(ROOC)(ROOC为易氧化有机碳)呈上升趋势，25℃时的最大增幅分别达19.43%和55.56%；而土壤w(DOC)(DOC为可溶性有机碳)总体呈先升后降的趋势，10℃下最大增幅为17.23%，25℃下最大减幅为60.89%.与对照土壤[pH为6.89，w(可溶性盐分)为1.90 g/kg]相比，土壤pH为5.30的酸化处理下w(MBC)和w(ROOC)平均降幅分别为29.80%和5.93%，土壤w(可溶性盐分)为5.01 g/kg的盐化处理下的平均降幅分别为35.64%和6.26%，而酸化和盐化使土壤w(DOC)较对照的平均增幅分别达58.19%和119.73%.此外，设施环境温度提高会降低土壤有机碳矿化率和HU(胡敏素碳)所占比例，其HA/FA(胡敏酸碳富里酸碳含量之比)较对照增加了1.05倍；而土壤酸化和盐化会使有机碳矿化率较对照分别增加3.78和7.80倍，其HA/FA较对照分别降低了65.72%和73.21%.可见，提升设施环境温度、减缓或改善设施土壤的酸化及盐化问题，均有利于设施土壤的固碳减排.

鄱阳湖湿地土壤酶及微生物生物量的剖面分布特征

于昊天, 黄时豪, 刘亚军, 寇文伯, 刘以珍, 吴兰

2017, 30(11): 1715-1722. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.03.13

摘要(1547) HTML (42) PDF(1314)

摘要:
为探明淡水沼泽湿地土壤微生物功能活性随土壤剖面深度的变化，以鄱阳湖区内典型的苔草湿地土壤为研究对象，选择剖面深度为1 m共5层(0~20、>20~40、>40~60、>60~80、>80~100 cm)的土壤，对土壤酶[Bglu(β-葡萄糖苷酶)、NAG(乙酰氨基葡萄糖苷酶)、Bxyl(β-木糖苷酶)、Phos(酸性磷酸酶)、Phox(酚氧化酶)、Pero(过氧化物酶)]活性、w(MBC)(微生物生物量碳含量)和w(MBN)(微生物生物量氮含量)及土壤理化性质进行研究.结果表明，代表微生物功能活性的土壤酶和w(MBC)、w(MBN)均随着剖面深度的增加而逐渐降低，表层(0~20 cm)土壤中的酶活性和w(MBC)、w(MBN)均显著高于深层土壤.值得注意的是，不同土壤酶活性随着剖面深度的变化规律不一，但总体酶活性在土壤深度为>40~60 cm时达到稳定，并且仍都具有较高活性；表层土壤中w(MBC)为65.58~161.90 mg/kg，w(MBN)为7.39~16.28 mg/kg，二者占所研究剖面土壤总微生物碳氮含量的51%~69%.进一步的相关性分析发现，土壤微生物功能特性与有机质AFDM(去灰分干重)、w(TOC)、w(TN)、含水量及pH存在显著的相关性，其中土壤w(TOC)、w(TN)是影响鄱阳湖湿地土壤微生物数量和活性的最主要因素.研究显示，土壤深度对湿地土壤微生物功能特性及土壤性质具有显著影响，表层土壤中微生物功能活性最高，但湿地深层土壤中仍存在大量的微生物，由微生物参与的代谢活动仍然活跃，深层土壤微生物功能特性不容忽视.

塞北荒漠植物根围球囊霉素和生态化学计量特征的空间分布

张亚娟, 贺学礼, 赵丽莉, 张娟, 许伟

2017, 30(11): 1723-1731. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.03.06

摘要(1610) HTML (55) PDF(1444)

摘要:
为探明塞北荒漠梁地植物根围土壤球囊霉素和生态化学计量特征的空间分布规律，于2013年6月选取内蒙古正蓝旗青格勒图典型梁地阳坡，设置梁底、梁坡和梁顶3个样地，按照0~10、>10~20、>20~30、>30~40、>40~50 cm五个土层分别采集沙鞭(Psammochloa villosa)和沙蒿(Artemisia sphaerocephala)根围土壤样品，分析土壤因子、球囊霉素含量和生态化学计量特征.结果表明，梁底土壤w(SOC)(SOC为有机碳)、w(TN)、w(碱解氮)、w(TP)、w(有效钾)和w(球囊霉素)明显高于梁坡和梁顶，不同样地内，随着土层加深，土壤养分含量逐渐降低，w(球囊霉素)显著降低，但生态化学计量比随坡位及土层变化不显著.不同样地土壤w(SOC)、w(TN)、w(TP)平均值分别为5.936、1.286、0.115 mg/g，C/N[w(SOC)/w(TN)]、C/P[w(SOC)/w(TP)]、N/P[w(TN)/w(TP)]平均值分别为4.918、58.349、11.876，均低于全国陆地土壤平均水平.土壤中w(总球囊霉素)和w(易提取球囊霉素)平均值分别为1.822和0.838 mg/g，低于森林生态系统和草地生态系统，w(总球囊霉素)约占有机碳库的29.9%，具有较高的贡献值.研究显示，塞北荒漠植物根围土壤养分贫乏，磷素缺乏严重；球囊霉素含量及其生态分布规律可作为监测和评价土壤质量状况的有效指标.

堆肥化处理TNT红水污染土壤

丛鑫, 姜久宁, 刘寒冰, 杨兵, 薛南冬

2017, 30(11): 1732-1738. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.03.22

摘要(1734) HTML (75) PDF(1126)

摘要:
DNTS[二硝基甲苯磺酸盐，主要包括2，4-DNT-3-SO₃^-(2，4-二硝基甲苯-3-磺酸盐)和2，4-DNT-5-SO₃^-(2，4-二硝基甲苯-5-磺酸盐]是TNT (2，4，6-三硝基甲苯)红水污染土壤中主要污染物质，为研究堆肥化对土壤中DNTS的降解效果，采用有机废物堆肥方法，探讨堆肥化对TNT红水污染土壤中DNTS降解的可行性，以及温度、含水率和pH变化对降解效果的影响.结果表明，有机废物堆肥能处理TNT红水污染土壤，在堆肥60 d内，5个堆肥体系(猪粪+木屑、猪粪+麦壳、污泥+木屑、污泥+麦壳和马粪+木屑)对2，4-DNT-3-SO₃^-的降解率为65.5%~88.4%，对2，4-DNT-5-SO₃^-的降解率为60.9%~100%.在第4天各堆肥体系的高温阶段(29.7~53.6℃)，5个堆肥化体系中2，4-DNT-3-SO₃^-总量的49.5%~67.3%被降解，说明各堆体的中温-高温阶段对有机物的降解起重要作用.堆体含水率随堆肥时间的延长呈下降趋势，在堆肥第8天，外源补水至体系含水率为50%，猪粪+麦壳体系对2，4-DNT-3-SO₃^-的降解率从70.2%增至88.4%，说明适当的外源补水可提高2，4-DNT-3-SO₃^-的降解率.5个堆肥体系中pH均呈初期上升、后期下降并趋于稳定的趋势，但在整个堆肥过程中，堆体pH始终保持在7.3~8.3之间.研究显示，5个堆肥体系中猪粪+麦壳体系对DNTS的降解率最高，分别为88.4%和100%.

SO₂污染激活AT₁R改变运动大鼠心肌胶原纤维形态学并导致心功能降低

陈平, 胡琰茹, 刘晓莉

2017, 30(11): 1739-1745. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.02.99

摘要(1547) HTML (80) PDF(1108)

摘要:
为了观察SO₂污染环境下运动对大鼠心功能的影响，从心脏局部肾素-血管紧张素系统（renin-angiotensin system，RAS）核心成员——血管紧张素Ⅱ（angiotensin Ⅱ，AngⅡ）Ⅰ型受体（AT₁R）介导的心肌胶原纤维形态结构重塑的角度出发，应用心脏插管技术观察大鼠的心脏功能；采用放射免疫技术（ELISA）、免疫组织化学和胃酶酸解法等方法对心肌局部ρ（AngⅡ）、AT₁R蛋白表达水平、w（HYP）（HYP为羟脯氨酸）及胶原容积分数进行检测.结果表明：①单纯运动组（EG）大鼠主动脉收缩压、左室内压峰值、±dp/dt_max（左室内压最大上升速率/下降速率）显著升高（P < 0.01），舒张压、AT₁R蛋白表达显著降低（P < 0.01），w（HYP）、w（CC）（心肌胶原浓度）、PVCA（血管周围胶原面积）、CVF（心肌胶原容积分数）及ρ（AngⅡ）有升高趋势（P>0.01）；②单纯SO₂污染组（SRG）大鼠左室末期舒张压显著升高（P < 0.01），左室内压±dp/dt_max显著降低（P < 0.01）；w（HYP）、w（CC）、PVCA、CVF、ρ（AngⅡ）及AT₁R蛋白表达水平均显著升高（P < 0.01）；③SO₂污染+运动组（SEG）大鼠左室末期舒张压显著升高（P < 0.01），主动脉收缩压、左室内压峰值、左室内压±dp/dt_max显著降低（P < 0.01），w（HYP）、w（CC）、PVCA、CVF、ρ（AngⅡ）及AT₁R蛋白表达水平均显著升高（P < 0.01），并且较SRG大鼠升高更显著（P < 0.01）.研究显示，SO₂污染导致运动大鼠心肌胶原纤维形态结构发生异常重塑，最终使大鼠的心功能产生显著的负性变力性效应，其机制可能与心脏局部RAS系统的激活有关.

污染场地土壤气中VOCs定量被动采样技术研究及应用

姜林, 赵莹, 钟茂生, 付全凯

2017, 30(11): 1746-1753. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.03.21

摘要(1928) HTML (34) PDF(1797)

摘要:
污染场地中土壤气样品的采集是蒸气入侵风险评估的关键，目前最常用的主动土壤气采集技术包括真空苏玛罐和泵吸附管，其操作繁琐、成本高、易受多种因素影响、只能采集短时间的浓度.土壤气定量被动采样技术是一种新兴的采样技术，很好地克服了主动式采样存在的不足，是目前污染场地中土壤气调查的研究热点.通过总结现有研究，就定量被动采样技术的理论、被动采样器吸附剂和外壳材料的选择、被动采样器吸附速率的研究及定量被动采样在污染场地中的应用进行论述.综合研究发现，只要严格控制吸附速率，被动采样能够提供准确的定量土壤气浓度测量；采样器结构的设计、外壳材料的选择能够有效控制吸附速率；吸附速率受环境因素和土壤性质的影响，场地校正是获得准确结果的有效途径.我国在土壤气采样领域的研究刚刚起步，建议：加大高效、广谱型或混合型吸附材料及相应测试方法和设备的研发；加强吸附速率的影响因子及场地校准方法的研究；加强土壤钻孔内土壤气的补给速率的模型和场地实测研究；增加不同种采样器的现场应用比较研究；进行适合我国国情的技术标准的研究与制订.

亚氯酸钠溶液烟气脱硝与烟气余热回收的一体化试验

王静贻, 高庆有, 徐熙, 赵玺灵, 付林

2017, 30(11): 1754-1760. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.02.98

摘要(3076) HTML (68) PDF(1503)

摘要:
锅炉烟气中的NO_x是大气污染的重要原因之一.针对燃气锅炉NO_x超低排放的要求以及烟气中大量余热被浪费的现状，提出了烟气脱硝与余热回收一体化的新方法，通过搭建一体化试验台，分析在烟气余热回收的条件下，c[NaClO₂（亚氯酸钠）]、液气比、喷淋水温度等因素对脱硝效率以及烟气余热回收效率的影响.烟气脱硝与余热回收一体化的新方法主要体现在逆流式烟气喷淋塔中，可利用NaClO₂溶液对低φ（NO_x）的烟气脱硝并同时回收烟气余热.试验结果表明，c（NaClO₂）越高、pH越低、液气比越大，NaClO₂溶液脱硝率越高.当c（NaClO₂）为0.020 0 mol/L、喷淋水温度在30~80℃之间变化时，存在最优的喷淋水温度64℃，使脱硝率最高为36%.同时，液气比及喷淋水温度对余热回收效果影响显著，液气比越大、喷淋水温度越低，余热回收效果越好.试验结果还显示了当烟气温度为83℃、喷淋水温度为48℃、c（NaClO₂）为0.015 0~0.020 0 mol/L、液气比为13.8 L/m³时，烟气脱硝效率约为40%，同时回收了26.4 kW的烟气余热.研究显示，在逆流式烟气喷淋塔中，利用NaClO₂溶液进行烟气脱硝并同时回收烟气余热的一体化方法是可行的，可应用于工程实践.

关于渗透通风条件建筑结构对室内PM_2.5浓度水平影响评价模型探讨

陈超, 陈紫光, 吴玉琴, 魏绅, 王平

2017, 30(11): 1761-1768. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.03.17

摘要(1796) HTML (41) PDF(1665)

摘要:
我国京津冀地区近年频遭大气PM_2.5污染侵扰，相关研究表明，既使关闭建筑外窗，大气中PM_2.5仍可以通过渗透通风方式进入室内污染环境.为定量评价建筑渗透通风及无室内污染源条件下建筑结构（如外窗缝隙结构、房间建筑结构等）对室内ρ（PM_2.5）的影响规律，基于北京市东城区、朝阳区6个不同建筑结构的房间室内外ρ（PM_2.5）实时监测数据，重点比较分析了建筑结构对室内外ρ（PM_2.5）关联特性的影响规律.此外，根据颗粒物穿透特性及沉降特性机理，提出了反映建筑外窗缝隙结构（如缝高、缝深）的无量纲特征参数A_P与反映房间建筑结构（如层高、开间、进深）的无量纲特征参数A_k.在前期提出的室内ρ（PM_2.5）预测模型基础上，进一步构建了二者（A_P与A_k）对室内ρ（PM_2.5）影响的评价模型，并通过实测数据验证了模型的正确性.结果表明：当室外PM_2.5污染程度与气象条件一定时，建筑结构对I/O[室内外ρ（PM_2.5）之比]影响较大，其范围在0.4~0.7之间；随着建筑外窗气密性等级的提高，对应室内ρ（PM_2.5）呈显著的下降趋势.建筑外窗缝隙结构对室内ρ（PM_2.5）影响程度远大于房间建筑结构，敏感性分析结果表明，当建筑外窗缝高每降低50%或缝深每提高50%，对应室内ρ（PM_2.5）约可下降33.6%与31.9%.研究显示，气密性等级较高的建筑外窗缝隙缝高往往较小、缝深较长，渗透通风条件下对控制室内ρ（PM_2.5）水平作用更显著。

以一种黏土矿物材料为非均相类芬顿催化剂对甲基橙的降解

阿旺次仁, 李红娜, 唐哲仁, 彭怀丽, 朱昌雄, 李锺斗, 方建雄

2017, 30(11): 1769-1776. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.03.02

摘要(1736) HTML (58) PDF(992)

摘要:
为实现以甲基橙为代表的偶氮类染料的高效降解，采用一种黏土矿物材料——Quantum Energy^® Radiating Material（下称QE）为催化剂，系统分析了其在非均相类芬顿反应中的催化剂协同静态吸附作用，并考察了不同因素对甲基橙去除效果的影响，同时基于降解过程中Fe²⁺和总Fe析出量（以ρ计）、·OH等的变化过程，探讨了QE降解甲基橙的作用机制.结果表明，QE对甲基橙具有良好的吸附作用，同时，其作为非均相类芬顿催化剂对甲基橙的降解受到pH、温度、c（H₂O₂）、催化剂投加量等因素的影响.优化后的降解条件：初始ρ（甲基橙）为50 mg/L、QE投加量为5 g/L、c（H₂O₂）为100 mmol/L、pH为2、温度为60℃，在该条件下反应40 min后，甲基橙的去除率可达到99%.以叔丁醇作为·OH淬灭剂，随着c（叔丁醇）的增高，反应体系中甲基橙的去除率随之下降，说明·OH在该体系甲基橙降解中起重要作用；对在反应过程中Fe²⁺和总Fe析出量的监测数据表明，体系中QE对甲基橙的降解为均相芬顿反应、非均相芬顿反应和吸附作用协同作用的结果.研究显示，以QE为催化剂，通过吸附协同催化氧化作用可以有效处理含甲基橙的染料废水.

流体剪切与超声空化破解剩余污泥的参数优化

谢元华, 相阳, 梁启煜, 李现瑾, 韩进, 由美雁, 朱彤

2017, 30(11): 1777-1782. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.03.20

摘要(1582) HTML (47) PDF(1108)

摘要:
为提高剩余污泥的破解效果并降低能耗，采用FS（fluid shear，流体剪切）、UC（ultrasonic cavitation，超声空化）、FS和UC联合工艺（FS-UC，UC-FS）破解剩余污泥，并应用单因素试验结合响应面法对联合工艺进行优化.结果表明：FS对剩余污泥破解效果一般，只在开始阶段具有较好效果，随作用时间延长，破解效果未有显著提高甚至下降.UC对剩余污泥破解效果明显，随作用时间延长，破解效果显著提升，但能耗也随之增大，EDR（energy disintegration ratio，效能比）明显下降.相同作用时间下，UC破解效果优于FS破解效果，UC破解剩余污泥的DD_COD（degree of disintegration，破解率）与EDR均明显高于FS方法.单因素试验得出的较优FS作用时间范围为2~8 min，较优UC作用时间范围为5~15 min.响应面法试验结果显示，联合工艺的剩余污泥破解效果和能量利用率均优于单一方法，联合工艺中FS-UC工艺的破解效果优于UC-FS工艺.FS-UC工艺的最佳参数：FS处理5.6 min再UC处理15.0 min，该条件下剩余污泥实际DD_COD为50.8%，EDR为26.8%.UC-FS工艺的最佳参数：先UC作用15.0 min再FS作用7.8 min，该条件下剩余污泥实际DD_COD为36.5%，EDR为17.1%.研究显示，以DD_COD和EDR为指标，4种工艺的高效性顺序为FS-UC > UC-FS > UC > FS，其中FS-UC工艺具有能耗低、破解效率高的特点，是4种工艺中剩余污泥破解效果最好的一种工艺.

硫碳比对芦苇碳源-硫耦合表面流湿地脱氮的影响

常洋, 王海燕, 储昭升, 杭前宇, 李莉, 侯泽英

2017, 30(11): 1783-1792. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.03.03

摘要(1630) HTML (68) PDF(1167)

摘要:
针对农田退水中NO₃^--N占比高、碳氮比低的问题，提出PS-SFW（Phragmites australis and sulfur combined surface flow constructed wetland，芦苇碳源-硫耦合表面流人工湿地），对其强化农田退水脱氮的可行性进行了研究，并与SFW₀（无芦苇碳源-硫填充的常规表面流湿地）进行对比，重点研究了HRT（水力停留时间）为3、2、4 d条件下S/C（质量比，分别为0.32、0.56）对PS-SFW脱氮效能的影响.结果表明，HRT为3 d（第29~40天）时，PS-SFW_0.32（S/C比为0.32）、PS-SFW_0.56（S/C比为0.56）和SFW₀的w（NO₃^--N）分别为55.9%±11.0%、66.0%±10.0%和7.0%±3.0%，w（TN）分别为36.9%±1.0%、40.3%±3.0%和4.5%±2.0%，PS-SFW_0.56对TN和NO₃^--N去除效能高于PS-SFW_0.32，远高于SFW₀；HRT为4 d时（第41~81天）及HRT为3 d（第130~149天）时，PS-SFW_0.32、PS-SFW_0.56、SFW₀的w（NO₃^--N）为66.3%±5.0%、90.5%±4.0%、14.4±4.0%和53.4%±3.0%、62.9%±10.0%、48.5%±5.0%，w（TN）为55.5%±5.0%、75.4%±5.0%、14.4%±3.0%和48.8%±2.0%、57.5%±6.0%、44.1%±5.0%，PS-SFW_0.56对NO₃^--N和TN的去除效能均优于PS-SFW_0.32，并且优于SFW₀.HRT为2 d（第82~129天）时，PS-SFW_0.32、PS-SFW_0.56、SFW₀的w（NO₃^--N）为47.7%±7.0%、46.6%±6.0%和26.8%±4.0%，w（TN）为37%±6.0%、36.6%±6.0%和24.0%±3.0%，PS-SFW_0.32、PS-SFW_0.56对氮的去除效能接近，但仍优于SFW₀.研究显示，PS-SFW运行条件应优选S/C为0.56、HRT为4 d.

基于ES-VSP分布的交通状态对公交车动态排放的影响

杨鹏史, 刘永红, 黄玉婷, 林晓芳, 沙志仁

2017, 30(11): 1793-1800. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.03.10

摘要(1612) HTML (59) PDF(1256)

摘要:
为评估不同交通状态下公交车运行特征和排放水平的差异，现场采集广州市B9、226线路公交车的逐秒GPS数据，以ES-VSP（发动机负荷-机动车比功率）分布表征畅通、轻度拥堵和中度拥堵下的公交车运行特征，结合IVE（international vehicle emission）模型求得公交车平均排放因子并分析其差异.结果表明：①所测公交车的发动机低负荷区中bin11（-1.6 < ES ≤ 3.1，-2.9 kW/t ≤ VSP < 1.2 kW/t）频率范围为50.55%~83.39%，中度拥堵时bin 11频率是畅通时的1.1~1.3倍；② 3种交通状态下公交车的CO、VOC（运行产生的挥发性有机物）、VOC_evap（蒸发产生的挥发性有机物）、NO_x（氮氧化物）和PM（颗粒物）平均排放因子范围分别为7.63~11.40、0.26~0.46、0.68~1.56、0.32~0.51和0.72×10^-2~1.28×10^-2 g/km；③同种交通状态下，主干路公交车专用道和BRT车道的公交车的大部分污染物平均排放因子低于次干路混行车道、主干路混行车道，中度拥堵时主干路BRT车道的CO、VOC、VOC_evap、NO_x和PM平均排放因子相对其他道路最低，分别为7.66、0.27、0.87、0.32和0.75×10^-2 g/km；④次干路混行车道、主干路混行车道的公交车污染物平均排放因子随交通状态愈加拥堵而增大，但畅通时主干路BRT车道的公交车行驶速度、加速度较高，导致CO平均排放因子较高，对应3种交通状态其比例为1.0：0.9：0.8.研究显示，交通状态对公交车运行和排放具有显著影响.

生态红线保护下的两江新区土地利用/覆盖情景模拟及生态价值评估

朱康文, 雷波, 李月臣, 何君, 杨春华

2017, 30(11): 1801-1812. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.03.07

摘要(1903) HTML (59) PDF(1950)

摘要:
生态保护红线的划定对于维护国家和区域生态安全具有非常重要的作用，是我国在生态环境保护方面的重要举措.为分析生态保护红线划定后区域生态系统服务价值的变化情况，以重庆市两江新区为例，采用CLUE-S模型对未来的土地利用变化情况进行情景模拟，并在此基础上对各地类价值系数进行优化调整构建生态系统服务价值评估优化模型，对不同情景下的生态系统服务价值进行定量计算，分析生态系统服务价值的敏感度及变化度.结果表明：①采用CLUE-S模型对两江新区的未来土地利用进行空间模拟效果较好（Kappa系数达到0.82以上），模型的普适性较好.②生态价值敏感度结果表明两江新区的生态系统服务价值对价值系数的变化缺乏弹性，结果的可信度高.③2020年生态保护情景下，林地的面积增加量大于自然增长情景，城镇和工矿用地则相反，生态保护红线对于城镇扩张起到了一定的约束作用.④2014年现状、2020年自然增长情景和2020年生态保护情景下的生态系统服务价值分别约为10.53×10⁸、10.50×10⁸和10.88×10⁸元，两种未来情景下耕地的生态系统服务价值减少最为明显，林地、水域服务价值均表现出增加的趋势.⑤林地和水域的生态价值变化度表明其面积变化对生态系统服务价值的影响较大.研究显示，CLUE-S模型进行小区域的土地利用变化情景模拟效果较好，构建的生态系统服务价值评估优化模型计算结果的可信度较高.政府相关部门可以根据生态保护红线及生态系统服务价值评估结果，进一步优化生活、生产和生态空间，使其在城市规划、绩效考核和生态补偿中得到实际运用，在区域的经济可持续发展中起到支撑作用.

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2017年第30卷第11期

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