环境科学研究

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2017, 30(3).

摘要(167) PDF(47)

摘要:

耿润哲, 殷培红, 马茜

2017, 30(3): 329-339. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.72

摘要(1813) HTML (71) PDF(1343)

摘要:
准确划定饮用水水源保护区是实现饮用水安全精细化管理的重要前提.基于源头削减和全过程协同管理的思路，将GIS平台、ArcSWAT模型、成本-效益分析技术相结合，以贵州省红枫湖饮用水水源保护区为例，通过对近5年（2010-2014年）水污染负荷特征进行模拟，识别影响水环境污染控制的关键源区，在此基础上划定水源保护区.结果表明：① 研究区总氮、总磷污染负荷主要来源为农业面源，其中农业种植和畜禽养殖的负荷贡献分别达到89.7%和91.8%，总氮和总磷负荷高风险区主要集中在流域西北部地势较高且农业耕作活动频繁区域；② 污染控制措施的成本效益分析表明，测土配方施肥、1°~15°坡耕地等高植物篱、保护性耕作、植被缓冲带的成本-效益比较高，在该区域水环境污染控制中具有较高的推广应用价值；③ 基于水污染关键源区识别结果，划定饮用水源四级风险区，其中一级、二级风险区总面积为97.6 km²，仅占原饮用水水源一、二级保护区面积的41.4%，可削减总氮、总磷负荷的60%~70%，所需的搬迁成本仅为原划定方案的35%.研究结果可为我国中西部人口密度大且逐水而居的地区饮用水水源保护区及管控政策的制订提供理论基础和技术参考.

杭州市冬季环境空气PM_2.5中碳组分污染特征及来源

李立伟, 戴启立, 毕晓辉, 郜计欣, 杨佳美, 洪盛茂, 冯银厂

2017, 30(3): 340-348. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.57

摘要(2273) HTML (68) PDF(1353)

摘要:
为研究杭州市PM_2.5中碳组分特征，于2013年12月-2014年2月在7个常规点位和2个对照点同步采集PM_2.5样品，分析其污染特征及来源.结果表明：杭州市冬季有机碳（OC）、元素碳（EC）、二次有机碳（SOC）的平均质量浓度分别为（23.7±7.5）（5.0±2.4）和（9.2±4.5）μg/m³，OC/EC[ρ（OC）/ρ（EC）]和SOC/OC[ρ（SOC）/ρ（OC）]的平均值分别为5.3±1.9和0.4±0.2.对照点ρ（OC）、ρ（EC）、ρ（SOC）和OC/EC、SOC/OC分别为常规点位的0.8、0.6、1.2、1.2和1.3倍.采样期间，常规点位和对照点ρ（OC）和ρ（EC）的日均值具有相同的时间变化趋势.对照点ρ（OC）和ρ（EC）的相关性（0.49）低于常规点位（0.61），对照点PM_2.5中OC和EC的来源差异性更明显.8个碳组分的丰度分析表明，常规点位和对照点PM_2.5中碳组分的来源基本一致，主要来源于道路尘、燃煤、机动车和生物质燃烧.绝对主因子分析法源解析结果表明，杭州市冬季PM_2.5中总碳（TC）的主要来源中，燃煤/汽油车排放/道路尘、柴油车排放和生物质燃烧的分担率为79.1%、13.1%和3.5%.

沈阳一次严重污染天气过程持续和增强气象条件分析

李崇, 袁子鹏, 吴宇童, 班伟龙, 李典, 吉曹翔, 高文康

2017, 30(3): 349-358. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.58

摘要(1946) HTML (46) PDF(1216)

摘要:
2015年11月7-9日沈阳出现罕见的持续严重污染天气，采用环流形势、地面常规气象观测、污染物浓度观测、风廓线雷达及雨滴谱资料等，对此次污染成因进行了研究.结果表明：在此次严重污染天气过程中，连续22 h AQI≥500，首要污染物均为PM_2.5，其异常峰值最高达到1308μg/m³；ρ（PM_2.5）与ρ（PM₁₀）、ρ（NO₂）和ρ（CO）的相关系数分别达到0.996、0.602、0.891，并且ρ（PM_2.5）与ρ（PM₁₀）、ρ（CO）的正相关性更为显著；在污染的同时出现了降水，11月7和8日的日降水量分别为9.9和2.3 mm，但降水对污染物的稀释和清除作用并不明显.稳定的大尺度环流和对流层内中低层大气层结持续稳定、连续4个时次的探空曲线显示925~850 hPa之间存在多个逆温层（逆温强度最大可达5℃）、相对湿度较大（日均相对湿度在75%以上），是此次严重污染天气持续的有利气象条件.风廓线雷达探测的整层大气垂直速度很小，多介于-1~1 m/s之间，并且近地面2 m/s以下弱下沉的垂直速度为严重污染天气过程提供了较好的动力条件.此外，近地面风力可达3~4级，有利于上游污染物的水平输送.研究显示，此次严重污染天气过程还与外围秸秆集中燃烧所导致的大量污染物长距离输送有密切关联.

国内外PM_2.5源谱对比及其对空气质量模拟效果的影响

夏泽群, 范小莉, 黄志炯, 刘郁葱, 殷晓鸿, 叶潇, 郑君瑜

2017, 30(3): 359-367. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.55

摘要(2081) HTML (45) PDF(1184)

摘要:
对比了国内外固定燃烧源、工业过程源、道路移动源和扬尘源等排放源PM_2.5成分谱之间的差异，并利用CMAQ（区域空气质量模型）模拟识别各PM_2.5成分谱之间的差异对空气质量模拟影响较大的排放源.结果表明：① 由于国内外发展水平、排放标准、采样分析条件以及排放源除尘设备等的差异，各排放源PM_2.5成分谱差异较大；② PM_2.5成分谱差异较大的源主要有燃煤电厂、水泥制造、重型柴油车和道路扬尘等，而差异较大的组分主要有SO₄^2-、NO₃^-和Ca等；③ 道路移动源源谱本地化对PM_2.5的模拟影响最大，其次为扬尘源和工业过程源，而固定燃烧源则相较最小，其中道路移动源源谱本地化模拟案例与基线的PM_2.5模拟质量浓度绝对差值为0.27μg/m³，各组分质量浓度差系数之和为52.60×10^-3 μg/（m³·kg），而固定燃烧源源谱本地化模拟案例PM_2.5模拟质量浓度绝对差值仅为0.10μg/m³，各组分之和为2.12×10^-3 μg/（m³·kg）.研究显示，有必要采用统一的标准开展本地源成分谱测试工作，为源解析及模型模拟提供基础性数据，而从对空气质量模型模拟影响的角度出发，优先建立道路移动源本地化PM_2.5成分谱较为重要.

美国VOCs定义演变历程对我国VOCs环境管控的启示

杨一鸣, 崔积山, 童莉, 周学双, 牛皓

2017, 30(3): 368-379. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.52

摘要(2441) HTML (69) PDF(1489)

摘要:
挥发性有机物（VOCs）管控已成为现阶段我国大气环境领域的工作重点，而我国尚未明确环保管理工作中的VOCs国家定义.美国是第一个立法管控VOCs的国家，应用历史回顾的分析方法，将美国VOCs定义划分为前VOCs阶段、挥发性定义阶段和反应性定义阶段，并从各阶段大气污染的科学认识、VOCs反应性的科学认识及管控政策以及定义和内涵三方面系统地描述了VOCs定义的演变历程，深刻揭示出各阶段定义的出现均与该阶段大气污染的科学知识、反应性认识及管控政策密切相关，大气污染的科学知识和反应性认识是管控政策的理论基础，而VOCs定义则是管控政策的集中体现.其中，反应性定义是美国VOCs定义的第三个阶段，也是VOCs反应性研究最为深入的阶段，对其进行了重点解读，并对美国VOCs定义的修订趋势进行了预测.最后，结合我国VOCs管控现状，建议现阶段我国国家环境管理采用反应性定义，采用豁免政策为基础的美国VOCs定义并进行修正：保留乙烷作为基准化合物，舍弃K_OH（羟基自由基反应速率常数）值，选用MIR（最大增量活性指标）值作为豁免基准指标，在美国现有的豁免物质名单的基础上进行修订并颁布我国的豁免物质名单.基于国家统一的反应性定义，可进一步完善我国VOCs反应性管控政策、完善固定源VOCs监测方法，统一VOCs表征方式、完善VOCs排放清单以及治理技术数据库，进而逐步建立和完善我国VOCs反应性管控体系.

重点区域大气污染防治行动计划实施的社会经济影响对比

董战峰, 高晶蕾, 严小东, 郝春旭, 葛察忠

2017, 30(3): 380-388. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.60

摘要(2135) HTML (127) PDF(1390)

摘要:
基于2007年中国投入产出表建立了包含产业内部关联波及效应和居民消费诱发效应的投入产出宏观闭模型.在此基础上测算大气污染防治行动计划（以下简称"计划"）完全实施所需投资对京津冀、长三角、珠三角三大重点区域GDP、就业的正负效应及重点区域不同行业的影响，并对不同地区社会经济影响结果进行了比较分析.结果表明：在五年期间项目实施将拉动京津冀地区GDP增加35.66×10⁸元，增加就业岗位约40808个；拉动长三角地区GDP增长2782.03×10⁸元，增加就业岗位约238285个；拉动珠三角地区GDP增长852.85×10⁸元，增加就业岗位约74758个.在短期（2013-2017年）内，长三角地区所获总收益远大于珠三角与京津冀地区.从行业影响看，三大地区实施"计划"后受益的行业主要集中于交通运输设备制造业、通用与专用设备制造业等与"计划"直接关联的行业.京津冀与长三角地区服务业所获得的直接效益远大于珠三角地区，侧面反映出珠三角地区服务业水平要整体高于长三角及京津冀地区；而珠三角和长三角地区因对交通行业投资较大，故交通运输设备制造业所获得的经济效益也要远大于京津冀地区.研究显示，不同地区投资所获的效益受到当地产业结构的影响，在未来产业发展中，京津冀地区应大力发展第三产业，对金属冶炼及压延加工业应多考虑产业结构升级优化；长三角及珠三角地区应鼓励发展新能源汽车、环保装备制造等行业.

长江下游及河口区水动力特征

乔飞, 郑丙辉, 雷坤, 周刚, 柳青

2017, 30(3): 389-397. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.28

摘要(1707) HTML (50) PDF(1527)

摘要:
基于EFDC模型，构建长江下游及河口区二维水动力模型，对河流和河口区进行整体模拟，研究长江下游及河口区水动力特征.模型在空间上采用变尺度、拟合边界的矩形网格，在时间上采用动态时间步长，在模拟过程中自动识别干湿网格，更好地保证模拟精度与效率.利用1998年冬季以及2005年夏季和秋季实测资料，对粗糙高度等敏感参数进行参数率定和验证.结果表明，模拟的潮位和流速与实测成果拟合较好，较好地反映了各水期长江下游及河口区的水动力要素的空间分布特征.应用模型模拟2004-2007年不同水期的水动力过程，并对模拟结果进行统计分析.研究显示：从空间来看，河道、河口流态存在显著差异，涨、落潮流场空间分布差异大；受径流和潮差的相互作用，潮流界在河口以上150~450 km之间变动，径流量和潮流界位置具有对数相关关系.从时间来看，径流量丰平枯变化大，对潮流量和径流入海时间都有一定的影响，潮流量、径流入海时间与径流量之间也存在明显的定量关系.

2014年武汉东湖水生植物多样性及其分布特征

钟爱文, 宋鑫, 张静, 何亮, 易春龙, 倪乐意, 曹特

2017, 30(3): 398-405. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.68

摘要(1853) HTML (154) PDF(1326)

摘要:
全球众多湖泊发生富营养化并造成诸多环境问题，为了解武汉东湖数十年富营养化历程中水生植物多样性和分布情况，2014年对武汉东湖的4个主要湖区沿岸带的水生植物进行了调查，包括郭郑湖、汤林湖、团湖和后湖4个湖区，总共设置20个采样点，每个采样点设3个样方（沿岸带挺水植被，1 m×1 m；沉水植物，0.2 m×0.2 m）.结果表明：东湖现存水生植物共计16科17属19种，其中狭叶香蒲、莲和菱是优势种，挺水植物、沉水植物、浮叶植物和漂浮植物分别为10、6、2和1种；东湖主要水生植物群落类型有7种，除了挺水植物群丛外，浮叶植物和沉水植物的群丛都是单优结构，植物群落分布面积为0.13 km²，仅占东湖总面积的0.48%.与历史数据对比发现，自20世纪50年代以来，东湖水生植物的多样性指数降低、分布极度萎缩，东湖大部分水生植物群落结构趋于单优化.研究显示，造成东湖植被衰退的主要原因是湖泊的逐渐富营养化、草食性鱼类的过度放养和生境的破坏.

基于InVEST模型的官厅水库流域产水和水质净化服务时空变化

吴瑞, 刘桂环, 文一惠

2017, 30(3): 406-414. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.73

摘要(2116) HTML (132) PDF(1229)

摘要:
官厅水库是北京市及其周边地区重要的水源地之一，曾因水质污染严重而被迫退出北京市饮用水供应系统，经过全面治理后于2007年恢复成为北京市备用水源地.为了从整体上定量分析官厅水库流域生态系统的产水和水质净化服务，基于InVEST模型，选择官厅水库退出北京市饮用水供应系统和恢复成为北京市备用水源地为时间节点，定量评估1995-2010年官厅水库流域生态系统的产水量和TN、TP输出量，分析其产水服务和水质净化服务的时空变化.结果表明：1995-2010年，官厅水库流域产水服务表现为先减弱后增强，但整体呈减弱趋势，流域产水量由1995年的18.85×10⁸ m³降至2010年的14.33×10⁸ m³，产水服务减弱24.0%.水质净化服务表现为先减弱后增强，但整体呈增强趋势，流域的TN、TP输出量分别由1995年的4028.7、379.7 t降至2010年的3611.4和354.0 t，TN、TP净化服务分别增强10.4%和6.8%.研究显示，气候变化和土地利用变化是导致官厅水库流域产水服务发生改变的主要原因，不同时期的水资源保护政策导向也与水质净化服务变化趋势相吻合.

丹江口水库水源区农业面源污染物流失量估算

王国重, 李中原, 左其亭, 屈建钢, 李晓宇

2017, 30(3): 415-422. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.74

摘要(1775) HTML (40) PDF(1342)

摘要:
丹江口水库是南水北调中线工程的水源地，也是我国规模最大的饮用水水源保护区，农业面源污染是影响其水质的首要因素，合理估算其水源区农业面源污染物的流失量对确保该水库水质有着重大意义.在实地调研的基础上，采用分形理论估算了丹江口水库水源区河南省所在区域2013年TN、TP的流失量，并与输出系数法的结果进行比较.结果表明：两种方法都显示该区域污染物的流失以氮为主，其中分形理论结果显示TN流失量是TP流失量的7.156倍（输出系数法为6.773）；禽畜养殖产生的污染物流失量最多，占总流失量的69.93%（输出系数法为70.28%），农田化肥产生的污染物流失量占总流失量的21.99%（输出系数法为21.74%）；无论是TN、TP的流失总量，还是二者的总流失量，两种算法配对t检验的P值（双侧）均小于0.05，具有统计学意义；分形方法考虑了下垫面对污染物流失的影响，而输出系数法只是简单地将各区域的流失率平均化，故分形方法所得结果比输出系数法更为可靠.研究显示，运用分形方法来研究区域面源污染是适宜的，同时也拓展了流域尺度面源污染的计算方法.

中国七大水系沉积物中典型重金属生态风险评估

阳金希, 张彦峰, 祝凌燕

2017, 30(3): 423-432. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.61

摘要(2065) HTML (54) PDF(1442)

摘要:
为评价国内水系重金属生态风险，根据2000-2015年国内外文献报道，选择中国七大水系--长江水系、黄河水系、辽河水系、松花江水系、海河水系、淮河水系和珠江水系的沉积物，以Cu、Cd、Pb、Zn、Ni等5种典型重金属为研究目标，对其质量分数及分布特征进行了系统分析；并利用生物效应数据库法对5种重金属的淡水水体沉积物质量基准值--TEL（临界效应浓度）和PEL（可能效应浓度）进行了更新.结果表明：Cu、Cd、Pb、Zn、Ni的新TEL分别为56.2、2.58、47.3、79.9和35.4 mg/kg，新PEL分别为141、19.6、200、461和78.6 mg/kg.七大水系以珠江水系沉积物中Cu、Cd、Pb、Zn、Ni的浓度最高，海河水系和黄河水系次之，而长江水系、辽河水系、松花江水系和淮河水系沉积物中重金属浓度较低.通过比较生物效应数据库法更新的沉积物质量基准值与实际沉积物重金属浓度，评价中国重点水系沉积物生态风险所得结论与国内外研究结果基本一致.研究显示，重金属对中国七大水系沉积物的污染大多处于生态风险较小或风险不确定的水平，其中仅有1.15%~7.60%的采样点重金属生态风险较高；七大水系以珠江水系沉积物生态风险最高，其5种重金属质量分数最高，并且超过各自PEL的采样点占比在4.41%~26.8%之间；其次，海河水系沉积物也存在一定的重金属生态风险，其Cu、Zn和Ni的质量分数较高，超过各自PEL的采样点分别占14.1%、15.2%和14.8%.

光散射法与β射线衰减-光散射联用法颗粒物在线测量方法对比

王永敏, 高健, 徐仲均, 宋英石, 王淑兰, 柴发合

2017, 30(3): 433-443. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.46

摘要(2199) HTML (119) PDF(1606)

摘要:
为考察光散射法和β射线衰减-光散射联用法的适用性，以β射线衰减法颗粒物自动监测仪（BAM）为标准，于2016年2月4日-4月18日，在中国环境科学研究院利用β射线衰减-光散射联用法颗粒物自动监测仪（MP-CPM）与光散射法传感器对ρ（PM₁₀）和ρ（PM_2.5）测量结果进行了对比.结果表明：① MP-CPM与BAM测量ρ（PM₁₀）的结果具有较好的一致性，相关系数为0.92，平均相对偏差为0.04%；ρ（PM_2.5）结果一致性较差，相关系数为0.69，MP-CPM测量ρ（PM_2.5）整体较高于BAM，平均相对偏差为45.8%.② 光散射法传感器与BAM测量ρ（PM_2.5）结果一致性较好，相关系数为0.85，平均相对偏差为11.24%，但ρ（PM₁₀）远低于BAM，平均相对偏差为-44.64%.在特殊污染情景下，光散射法将因受到较大影响而严重错估颗粒物浓度.烟花燃放期间，MP-CPM和光散射法传感器严重低估颗粒物浓度，与BAM测量颗粒物浓度的平均相对偏差均低于-50%；沙尘污染过程中，MP-CPM严重高估ρ（PM_2.5），与BAM测量ρ（PM_2.5）结果平均相对偏差为79.27%，光散射法传感器严重低估ρ（PM₁₀），与BAM测量ρ（PM₁₀）结果平均相对偏差为-59.35%.研究显示，不同原理的仪器，在不同的使用场景下应该区别对待.

大气细粒子阳离子表面有机活性物质分析方法的优化

于彦婷, 李红, 张庆竹, 白英臣, 张正正, 韩静磊, 付建平

2017, 30(3): 444-449. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.59

摘要(1507) HTML (27) PDF(1021)

摘要:
分别从样品前处理和分析测定两方面对大气细粒子中阳离子表面有机活性物质的二硫蓝分光光度分析法进行优化，并采用优化方案对北京市大气细粒子进行了分析.结果表明：① 优化的最佳样品前处理条件中超声提取频率为40 Hz、初始水浴温度为30℃、超声提取时间为30 min；② 优化的最佳分析测定条件中二硫蓝使用量为1.29 mg（0.5 mL的2.58 g/L二硫蓝溶液）、最佳静置时间为30 min、醋酸盐缓冲液（pH为5）最佳使用量为3 mL.二硫蓝分光光度法优化方案标准曲线的R²为0.9986，线性较好.采用该优化方案测得的北京市大气细粒子中阳离子表面有机活性物质浓度的平均值为12.87 pmol/m³，其浓度水平数量级是阴离子表面有机活性物质的1/10，其浓度水平高于英国诺威奇与爱丁堡，但低于马来西亚吉隆坡.

FeCl₃改性钢渣脱除燃煤烟气中Hg⁰的研究

杨丽, 石应杰, 张辰, 舒新前, 张玉秀

2017, 30(3): 450-456. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.40

摘要(1520) HTML (69) PDF(1040)

摘要:
以钢铁厂废弃钢渣为原料，以丙酮溶液为分散剂制备FeCl₃改性材料，在固定床吸附评价装置上考察了钢渣在FeCl₃改性前后对模拟烟气中Hg脱除效果的影响，并结合吸附试验与微观表征对改性催化剂的脱汞性能进行分析.结果表明：氯是FeCl₃改性钢渣吸附剂的主要活性组分，FeCl₃的掺入使钢渣的比表面积由1.06 m²/g提高到1.32 m²/g，进而提高吸附剂的汞吸附容量，经FeCl₃改性后废弃钢渣对汞的脱除效率比未改性前提升了3.2倍.SO₂的存在降低了FeCl₃改性钢渣材料的脱汞性能，持续通入的SO₂与吸附剂接触占据了部分孔道和表面活性位点，使得对单质汞的吸附效率下降，200℃时含有SO₂时的FeCl₃改性钢渣吸附剂吸附量比未通入SO₂气体的改性材料降低了75.57%；在含有HCl气体的烟气体系中，FeCl₃改性钢渣材料对汞的脱除效率从3432.70 ng/g升至10341.10 ng/g，并且随着反应温度的升高零价汞向氧化态汞转化的效率增加.研究显示，SO₂的存在降低了FeCl₃改性钢渣吸附剂的脱汞性能，而HCl气体有效地促进了FeCl₃改性钢渣吸附剂对零价汞（Hg⁰）的脱除.

高浓度富里酸在臭氧体系中的降解特性

张爱平, 李民, 陈炜鸣, 施国中, 贺莉

2017, 30(3): 457-463. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.64

摘要(1664) HTML (83) PDF(1313)

摘要:
为了解高浓度富里酸在臭氧体系中的降解特性，采用了高效且反应条件温和的臭氧法处理高浓度富里酸模拟废水，并采用紫外-可见吸收光谱和三维荧光光谱，研究了臭氧降解高浓度富里酸的特性与原理.结果表明：在初始pH为8.0、臭氧投加量（以ρ计）为65.00 mg/L的条件下，反应30 min后色度、富里酸、COD_Cr的去除率分别为82.16%、43.28%、26.73%；臭氧利用率从反应2 min时的72.52%降至30 min时的18.15%，B/C[ρ（BOD₅）/ρ（COD_Cr）]由进水的0.27升至0.61，ρ（HCO₃^-）由初始的42.2 mg/L增至502.6 mg/L，说明小分子有机物的不断生成和矿化使得模拟废水可生化性大幅提高.紫外-可见吸收光谱分析表明，臭氧能使富里酸模拟废水中易降解物质成分增多、富里酸的结构趋于简单.三维荧光光谱表明，臭氧能有效降解大分子富里酸类物质，并较快速地使小分子色氨酸被氧化，随着反应的持续进行，富里酸的腐殖化程度逐渐降低.

胶质芽孢杆菌(Bacillus mucilaginosus)在餐厨垃圾废水中生长条件优化

郭新愿, 王攀, 任连海, 贺艳坤

2017, 30(3): 464-470. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.50

摘要(1635) HTML (47) PDF(1161)

摘要:
为了探讨餐厨垃圾废水用作发酵基质生产液态解钾菌肥的可行性，选用胶质芽孢杆菌（Bacillus mucilaginosus）作为试验菌种，采用正交和单因素方法对相关生长因素进行了优化.结果表明，在餐厨垃圾废水中培养胶质芽孢杆菌经过3 d的调整期后进入对数生长期，6~7 d时活菌数达到最大，Ⅰ类废水活菌数为1.55×10¹⁰ CFU/mL，Ⅱ类废水活菌数为6.60×10¹⁰ CFU/mL.以Ⅱ类废水为基质进行正交试验确定的较优培养条件为pH=7、温度30℃、摇床转速160 r/min、接种量2.0%（V/V）.废水的pH和盐分对胶质芽孢杆菌的生长代谢影响极为显著：最适初始pH为7（活菌数为3.80×10¹⁰ CFU/mL和9.20×10¹⁰ CFU/mL）；随着ρ（NaCl）的增加，活菌数先升高后快速降低，最适ρ（NaCl）为4 g/L.Ⅰ类和Ⅱ类废水的最佳接种量分别为1.5%（活菌数为1.60×10¹⁰ CFU/mL）和2.0%（活菌数为6.40×10¹⁰ CFU/mL）.研究显示，胶质芽孢杆菌在餐厨垃圾废水中经过培养后可达到GB 20287-2006《农用微生物菌剂》中液态菌肥的活菌数（2.0×10⁸ CFU/mL），经湿热处理后的Ⅱ类废水对胶质芽孢杆菌的生长有明显的促进作用.

蒽醌-2-磺酸盐强化电辅助微生物体系对偶氮染料的脱色效果

张明慧, 曹占平, 李松松

2017, 30(3): 471-477. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.69

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摘要:
为了提高微生物对偶氮染料的降解效率，将电辅助引入微生物还原降解过程，对比研究了EAMS（电辅助微生物体系）、ECS（电化学体系）和MS（微生物体系）对偶氮染料活性艳红X-3B的降解效果，并考察了不同摩尔浓度的AQS（蒽醌-2-磺酸盐）对电微生物体系降解染料的强化作用.结果表明：反应24 h时，EAMS对活性艳红X-3B的去除率达到99.8%，比MS（去除率为61.9%）和ECS（去除率为27.1%）二者之和还要大10.8%；EAMS对活性艳红X-3B的降解过程符合一级反应动力学特征.当c（AQS）为0.050 mmol/L时，降解最快，一级动力学常数为1.962 h^-1，是未添加AQS（0.2644 h^-1）的7.42倍.加入AQS后，体系中电流升高，说明AQS加快了降解过程中电子传递速率.研究显示，AQS的加入实现了电极-远离电极的微生物-染料之间多相反应界面远程电子传递过程，使整个体系的微生物都可以快速发挥作用，达到强化降解偶氮染料.

土著水生植物对页岩气钻井废水中Cu和Pb的去除及富集特征

朱天菊, 王兵, 谢红丽, 廖能, 张名, 许倩

2017, 30(3): 478-483. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.22

摘要(1417) HTML (41) PDF(1072)

摘要:
为实现页岩气钻井废水绿色环保无害化现场处理，选取页岩气井场附近的土著水生植物凤眼莲（Eichhorniacrassipes）、水花生（Alligator philoxeroides）、鱼腥草（Herbahouttuyniae）、狐尾草（Alopecuruspratensis）、菖蒲（Acoruscalamus）、雍菜（Swamp mrningglory）为试验植物，考察植物单一养殖与5种植物（凤眼莲、水花生、鱼腥草、狐尾草、菖蒲）组合作用时对页岩气钻井废水中Cu、Pb的去除率及生物富集特征.结果表明：凤眼莲对钻井废水中Cu的去除效率最高，达到83.04%，对Pb的去除效率达到88.89%，根部吸附重金属离子能力较强；鱼腥草对废水中Cu、Pb富集能力较强BCF（富集系数）达400以上，地上转运系数在0.5以上，Cu、Pb主要富集在茎叶；雍菜对页岩气钻井废水的毒性物质较为敏感，不易存活.水生植物组合养殖时，对废水中Cu、Pb的降解速率大于单一养殖，分别达到82.17%、88.03%.试验用土著水生植物对页岩气钻井废水中Cu、Pb的BCF均达到200以上.研究显示，通过土著水生植物对页岩气钻井废水中的Cu、Pb可以进行有效降解.

制备参数对Mn-Ce/TiO₂催化剂脱硝性能的影响

马腾坤, 房晶瑞, 孟刘邦, 汪澜

2017, 30(3): 484-490. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.38

摘要(1326) HTML (46) PDF(961)

摘要:
以锐钛矿型TiO₂为载体，采用分步共混法制备了Mn-Ce/TiO₂催化剂，通过考察不同活性组分前驱体、焙烧温度以及活性组分负载量对催化剂样品脱硝性能的影响，以确定最佳制备参数；结合XRD（X射线衍射）、XPS（X射线光电子能谱分析）、BET比表积等表征手段研究制备参数对催化剂性能的影响.结果表明：无定型态MnO₂含量越多，越有利于提高催化剂的脱硝活性；催化剂样品表面原子浓度比Mn/Ti[或（Mn+Ce）/Ti]越高，催化剂表面有效活性组分越多，催化剂脱硝活性越好.以自制Mn盐（MX）为前驱体，在Mn-Ce活性组分负载量为16%时，经500℃焙烧的催化剂样品脱硝活性最高；反应空速为10000 h^-1，反应温度为80℃时，其脱硝效率可达80%，150℃时脱硝效效率可达99%.

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2017年第30卷第3期

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