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2017年  第30卷  第6期

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封面+目录
2017, 30(6).
摘要(186) PDF(48)
摘要:
封面文章
我国稀土资源开发利用的环境成本及空间差异特征
马国霞, 王晓君, 於方, 吴琼, 彭菲
2017, 30(6): 817-824. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.98
摘要(2462) HTML (101) PDF(2388)
摘要:
稀土开发利用环境成本核算对于我国稀土定价机制改革具有重要参考价值.利用污染普查中的典型企业、稀土年鉴等多种数据源,基于环境治理成本法,核算了2013年我国三大稀土矿区冶炼污染物产生量及环境治理成本(注:涉及"全国"的各要素范围均未包含港澳台地区),并分析了其空间分布特征.结果表明:① 我国稀土冶炼污染物空间分布特征为北方包头混合型稀土矿以大气污染为主,南方离子型稀土矿以水污染为主,尤其是氨氮污染严重. ② 2013年,我国稀土冶炼环境成本总计为28729×104元,其中废水、废气和固体废物的环境成本分别为49.8%、19.0%和31.2%.我国稀土冶炼环境成本92.9%集中在北方轻稀土矿区,7.1%在南方离子型稀土矿区. ③ 我国稀土冶炼环境代价高,尤其是北方轻稀土矿.包头混合型矿单位稀土氧化物冶炼的环境成本为4135元/t,占氧化铈和氧化镧市场价格的38.8%和41.4%左右,南方离子型稀土矿单位稀土氧化物冶炼的环境成本为2824元/t,占氧化钇市场价格10.9%.
大气环境
基于OMI数据的长三角地区NOx排放清单校验
石颖颖, 李莉, 陈勇航, 安静宇, 刘琼, 严茹莎, 黄成
2017, 30(6): 825-834. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.01
摘要(2029) HTML (53) PDF(2514)
摘要:
近年来伴随着我国经济的持续增长,人为源氮氧化物排放居高不下,导致我国区域大气复合污染日趋严重. NOx排放清单对于大气复合污染研究具有极为重要的意义.为了降低NOx排放清单的不确定性,基于OMI卫星观测的对流层NO2柱浓度资料,结合WRF-CMAQ模型系统,对2014年长三角区域NOx排放清单进行了校验,对于该清单的不确定性进行了初步评估.结果表明,基于长三角地区2014年大气污染物排放清单,利用WRF-CMAQ系统模拟所获得的区域NO2柱浓度平均值(4.66×1015~10.58×1015 mole/cm2)与OMI卫星数据(3.49×1015~11.47×1015 mole/cm2)较为接近,并且相关性较好(平均R=0.65),归一化平均偏差(NMB)在-7.71%~33.52%之间,平均偏差(Bias)在0.06~0.28之间,可以在一定程度上说明2014年长三角区域NOx排放总量基本能够反映区域NO2污染状况.对比分析了OMI卫星遥感资料与CMAQ模型模拟结果,二者NO2柱浓度空间分布情况总体一致,然而,苏南、上海和浙北等工业较发达地区OMI卫星NO2柱浓度低于CMAQ模型模拟值,周边经济欠发达地区OMI卫星数据高于CMAQ模型模拟值,表明空间分布仍有进一步优化的空间.利用近地面卫星观测数据与CMAQ模型模拟结果对比,可得近地层观测ρ(NO2)高于模拟结果,说明仅仅利用地面观测数据验证模型模拟结果存在一定偏差.研究显示,NOx排放清单模型模拟结果在总量和时间变化方面与OMI卫星资料一致,在空间分配方面存在一定偏差.
基于C4ISRE系统的核电站大气核污染扩散轨迹系统仿真研究
沈越, 胡筱敏, 马云峰, 王琦, 王廷帅, 李强强, 石晓飞
2017, 30(6): 835-843. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.03
摘要(2044) HTML (41) PDF(2044)
摘要:
为了在核污染事故处理时提供精细化预警,以辽宁省某核电站周边部分重要目标(大衣屯、大周屯、红沿河镇、驼山乡、西杨乡、复大线应急撤离线路)为研究对象,将环境保护指挥自动化系统C4ISRE(Command,Control,Communications,Computer,Intelligence,Surveillance,Reconnaissance,Environmental Impact Assessment)与HYSPLIT 4.9模型相耦合,采用NCEP(美国国家环境预报中心)的FNL全球气象数据对核污染扩散轨迹进行仿真研究.结果表明:自模拟初始时间2014-04-01T00:00:00.00开始,进、出大衣屯边界时间分别为00:06:16.560、00:06:49.000,历时31.340 s;由西向东横穿过大周屯,进、出时间分别为于00:06:16.56到达大衣屯北部边界,于00:06:46.90扩散出大衣屯边界,经过大衣屯区域耗时共计29.00 s;核污染气团于00:15:30.85到达大周屯上空500 m处,由西向东横穿过大周屯,于00:15:46.05离开大周屯上空,过程耗时15.20 s;核污染气团于00:32:14.25经过重要应急撤离线路2(复大线),全程耗时32 min 14.25 s.核污染气团与从2014-04-01T00:00:00.000进入红沿河镇上空500 m区域,于00:24:27.00扩散出,全程历时24 min 27.00 s;进、出驼山乡上空500 m区域的时间分别为00:24:28、00:51:00,历时26 min 32.00 s;进、出西杨乡上空的时间分别为00:51:01、01:05:4.70,历时14 min 37.00 s;重点区域大衣屯和大周屯行政区的预警时间分别为376.56、930.85 s,重点撤离线路2区域预警时间为1934.25 s.
烟花爆竹燃放对北京大气污染物和水溶性无机离子的影响
刘慧萍, 张凯, 柴发合, 盛立芳, 程念亮, 赵妤希
2017, 30(6): 844-853. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.04
摘要(1942) HTML (29) PDF(1856)
摘要:
为了解春节期间烟花爆竹燃放对北京大气污染物和PM2.5中水溶性无机离子贡献的影响,采用浓度特征对比、相关性分析等方法,对2011年2月1日-3月1日期间的PM10、气态污染物、PM2.5中水溶性无机离子浓度等在线数据进行了分析.结果表明:烟花爆竹的燃放会在短时间内加重PM10颗粒物污染,集中燃放期(含除夕、春节、正月初五、元宵节)ρ(PM10)和φ(SO2)(分别为232μg/m3和40.2×10-9)是非集中燃放期(63μg/m3和16.0×10-9)的3.7和2.5倍,燃放烟花爆竹对ρ(PM10)和φ(SO2)的小时贡献率分别达到56.8%和35.6%;但对φ(CO)、φ(NO)、φ(NO2)无显著影响.而观测期间由其他因素导致的污染期ρ(PM10)和各气态污染物小时体积分数有所增加,分别是非集中燃放期的3.0~8.3倍.燃放烟花爆竹对PM2.5ρ(Mg2+)、ρ(K+)、ρ(Cl-)的影响最大,分别为非集中燃放期的65.0、31.6、6.9倍,贡献率分别为88.6%、87.2%、65.8%. ρ(Mg2+)、ρ(K+)与ρ(Cl-)在集中燃放期表现出较高的相关性(R>0.9).污染期ρ(SO42-)、ρ(NO3-)、ρ(NH4+)明显升高,分别为非集中燃放期的3.8、16.4、8.3倍,同时高于集中燃放期(分别为2.7、2.5、2.1倍).集中燃放期PM2.5中主要以NH4HSO4、NH4NO3、KNO3、KCl、NH4Cl、MgCl2等形式存在.集中燃放期硫氧化物转化率(SOR)高于非集中燃放期和污染期,而氮氧化物转化率(NOR)则是污染期最高.研究显示,燃放烟花爆竹对ρ(PM10)及PM2.5ρ(Mg2+)、ρ(K+)、ρ(Cl-)影响最大,污染期各离子浓度均有大幅升高,NOR在污染期的高值是导致ρ(NO3-)升高的重要原因.
2013年南昌市区PM2.5的浓度水平及时空分布特征与来源
赵阳, 胡恭任, 于瑞莲, 陆成伟, 樊孝俊, 黄灵光, 刘海婷
2017, 30(6): 854-863. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.02.19
摘要(2067) HTML (67) PDF(2087)
摘要:
对2013年南昌市区9个自动空气质量监测点的ρ(PM2.5)数据进行分析,探讨了PM2.5浓度水平及时空分布特征,并采用轨迹聚类、PSCF(潜在源贡献因子)、CWT(浓度权重轨迹分析)进行了大气PM2.5的来源分析.结果显示:2013年南昌市区ρ(PM2.5)年均值为69.1μg/m3,超过GB 3095-2012《环境空气质量标准》二级标准限值(35μg/m3)的97%;ρ(PM2.5)昼夜变化呈双峰型分布,峰值位于09:00-11:00和20:00-22:00;月际变化呈两边高、中间低的"V"型趋势;ρ(PM2.5)有明显的季节性变化特征,由高到低依次为冬季、春季、秋季和夏季;ρ(PM2.5)空间分布呈由东南至西北递减的分布特征.气流轨迹聚类结果表明,南昌市气流输送季节性变化特征明显,夏季来自南方或东南方向的气流比例高达65.6%,而在另外三个季节,东北和偏北方向的气流分别占62.0%(冬)、59.6%(春)、54.7%(秋),对南昌市ρ(PM2.5)影响较大;夏季南方或东南方向的气流所占比例较高,为65.6%;PM2.5的PSCF和CWT的高值主要集中在南昌本地和邻近的浙江省及福建省北部地区,但周边的河南南部、江苏中部也是南昌市PM2.5的潜在来源地.
2015年福州市大气颗粒物污染特征
谢祖欣, 王宏, 郑秋萍, 林文, 吴启树
2017, 30(6): 864-873. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.54
摘要(2042) HTML (64) PDF(1972)
摘要:
为了解福州市大气颗粒物污染状况,利用中国环境监测总站发布的实时大气环境监测资料,结合气象资料和HYSPLIT4轨迹模式,分析了2015年福州市大气颗粒物污染特征和典型污染过程.结果表明:2015年福州市ρ(PM10)、ρ(PM2.5)年均值分别为55.8和29.2μg/m3,均低于GB 3095-2012《环境空气质量标准》二级标准限值.颗粒物浓度季节性变化特征明显,表现为冬春季高、夏秋季低的变化特征. ρ(PM2.5)/ρ(PM10)为52%,普遍低于我国东部其他大中城市;日际变化明显,受混合层高度日变化和机动车排放的影响,呈双峰形态. ρ(PM2.5)/ρ(PM10)日变化趋势与ρ(PM10)日变化特征相反,即ρ(PM10)高时ρ(PM2.5)所占比例低,ρ(PM10)低时ρ(PM2.5)所占比例高,表明早晚高峰机动车排放所造成的颗粒物污染以粗颗粒物贡献为主.福州市颗粒物污染天气成因主要有"积累型"和"输送型"污染. 2015年1月5-6日发生的污染过程,是在一次静稳、高湿天气形势下,本地排放的污染物在不利于扩散的气象条件下聚集、二次转化,导致颗粒物浓度升高、能见度降低. 2015年1月17-19日的污染过程主要是北方污染物随冷空气输送南下,导致本地颗粒物浓度迅速升高、能见度迅速降低.研究显示,福州市PM10和PM2.5优良率较高,颗粒物污染主要发生于冬季,污染成因包括局地累积和区域输送.
水环境
基于菌藻对比培养方法的洱海沉积物溶解性有机氮生物有效性评价
许可宸, 张莉, 王圣瑞, 王曙光, 钱伟斌, 李文章, 史玲珑
2017, 30(6): 874-883. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.83
摘要(1847) HTML (75) PDF(1579)
摘要:
为了深入探究DON(溶解性有机氮)在湖泊水生生态系统中的重要营养作用和生态效应,寻找科学的DON生物有效性评价方法,选择洱海不同湖区表层沉积物样品,通过室内接种细菌和铜绿微囊藻进行对比培养,运用三维荧光-平行医疗法(3D EEM-PARAFAC)研究菌藻对比培养条件下湖泊沉积物DON生物有效性及各DON荧光组分生物有效性差异.结果表明:① 藻类培养条件下洱海表层沉积物DON生物有效性(8.49%~42.5%)略低于细菌培养条件下的生物有效性(10.5%~45.3%). ② 藻培养条件下,DON生物利用率与藻细胞密度增长量呈显著正相关,即藻细胞密度的增长量可作为反映沉积物DON生物有效性的指标. ③ 菌类培养过程中DON光谱学特征参数[如SUVA254(254 nm处紫外吸收光谱系数)、SR(275~295 nm处吸收光谱系数与350~400 nm处吸收光谱系数比值)等]与DON含量相关性总体较细菌培养好;培养液中SUVA254有不同程度下降,SR指数均有上升,大分子DON和高芳香性DON可被微生物降解.相比于陆源荧光组分,内源荧光组分的生物有效性较差. ④ 相比而言,藻类培养方法能更直观地反映沉积物DON对藻类生长的影响,可在一定程度上作为衡量湖泊沉积物DON生物有效性的指标,即藻类培养方法更适合评价洱海沉积物DON生物有效性.
覆盖金属氧化物对湖泊沉积物溶解性有机质特征的影响
席银, 赵海超, 王圣瑞, 肖尚斌, 张莉, 李艳平, 李文章
2017, 30(6): 884-891. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.02.21
摘要(1998) HTML (107) PDF(2040)
摘要:
为揭示不同金属氧化物对湖泊沉积物DOM(溶解性有机质)影响机制,通过室内模拟试验,在沉积物表层分别覆盖Fe、Al、Mn氧化物及湖沙后培养1 a,并利用三维荧光和紫外光谱方法进行表征.结果表明:① 覆盖Al、Fe、Mn氧化物和湖沙主要降低了0~3 cm沉积物的w(DOC),降幅分别为8.61%、6.27%、22.38%和0.44%. ② 沉积物中DOM的类络氨酸峰(peak B1)和类色氨酸峰(peak T2)均产生较大变化.其中三种氧化物均显著降低了上层沉积物中DOM的peak T2,使底层DOM的peakT2显著增加. Mn氧化物使DOM的peak B1降低,Fe和Al氧化物使DOM的peak B1增加,湖沙则使两类峰均降低. ③ 覆盖金属氧化物改变了沉积物DOM结构特征,其中覆盖Fe氧化物增强了其芳香性,而覆盖Mn氧化物和Al氧化却降低其芳香性,但三者均使DOM腐质化程度及官能团数量增加,并使FI(Fluorescence Index,荧光指数)增大,表明DOM向生物源转化.研究显示,沉积物表层覆盖金属氧化物影响了沉积物中DOM迁移和转化,并促进了其降解,导致其分子量和腐殖化程度增加.
辽东湾海水中PAHs分布与来源特征及风险评估
张玉凤, 吴金浩, 宋永刚, 杨萌, 赵海勃, 李楠, 关道明
2017, 30(6): 892-901. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.02.31
摘要(2010) HTML (70) PDF(1736)
摘要:
为研究辽东湾海水中PAHs(多环芳烃)的分布、来源与生态风险状况,分别于2014年和2015年对辽东湾及其海上石油开发活动密集区表层海水样品中16种PAHs进行了调查研究,通过统计学分析方法对调查结果进行分析,并采用风险商值法对辽东湾海水中PAHs的生态风险进行评估.结果表明:辽东湾海域及其海上石油开发活动密集区海水中ρ(∑PAHs)平均值5月和6月明显高于8月,其中ρ(Nap)(Nap为萘)最高,为20.6~288.5 ng/L;其次为ρ(Phe)(Phe为菲),为19.2~59.5 ng/L.表层海水中PAHs均属于轻度-中度污染,高值区主要分布在辽东湾西南部海域、辽河口和大辽河口附近海域以及金州湾和普兰店湾附近海域,海水中低分子量芳烃占主导优势;异构体比值分析表明,辽东湾海水中PAHs存在石油来源;BbF(苯并[b]荧蒽)为高风险PAHs单体,高分子量芳烃对生态风险贡献最大,贡献百分比为50%~82%.研究显示,辽东湾海域及其海上石油开发活动密集区均属于中等生态风险.
土壤环境
喷播基质中土壤菌施用对紫穗槐幼苗光合特性和叶绿素荧光参数的影响
王鹰翔, 张金池, 吴雁雯, 王凌剑, 贾赵辉
2017, 30(6): 902-910. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.82
摘要(1667) HTML (66) PDF(1524)
摘要:
为了揭示喷播基质中土壤菌对植物的影响机制、筛选出优势土壤菌配置模式,以适应性极强的紫穗槐(Amorpha fruticosa)为试验材料,将筛选鉴定的3种土壤菌--细菌苏云金杆菌(nl11,专利号nl-11)、真菌卵形孢球托霉(nl15,专利号nl-15)和放线菌嗜热一氧化碳链霉菌(nl1,专利号nl-1),配制成无菌(CK)、单菌(nl11、nl15、nl1)、两种菌混合(nl11+nl15、nl11+nl1、nl15+nl1)和3种菌混合(nl11+nl15+nl1),共8种配置方式等比例混入基质中进行温室盆栽试验,分别观测其对紫穗槐幼苗的光合色素含量、光合特性以及叶绿素荧光参数的影响.结果表明:与无菌苗相比,其他7种处理的紫穗槐幼苗w(Chlb)显著高于对照,除nl15+nl1和nl15+nl1+nl11外,其他处理的幼苗w(Chla)和w(Chl)均显著高于对照;除nl15+nl1处理外,其他处理的幼苗w(Car)显著高于对照.相比对照,nl11+nl15处理的幼苗净光合速率(Pn)显著提高123.5%,nl11处理的幼苗净光合速率(Pn)、水分利用效率(WUE)和光系统Ⅱ(PSⅡ)最大光化学量子产量(Fv/Fm)显著提高148.72%、156.21%和5.74%,nl15处理的幼苗PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)显著提高,nl11+nl15+nl1处理的幼苗净光合速率、光化学淬灭系数(qP)与电子传递速率(ETR)显著提高173.59%、12.58%和5.13%,nl1处理的紫穗槐幼苗初始荧光(Fo)与最大荧光(Fm)显著低于无菌幼苗10.05%和19.86%.通过土壤菌施用,显著促进了紫穗槐幼苗的光合色素的合成,提高气孔导度、水分利用效率、蒸腾速率和净光合速率,降低气孔限制值,增强了植株对有效光的利用,并且防止过剩光能对光合机构的进一步伤害,提高抗逆性和适应性,并以nl11、nl11+nl15和nl11+nl15+nl1这3种配置模式效果最为显著.
原始红松林退化演替后土壤微生物功能多样性的变化
孙雪, 隋心, 韩冬雪, 刘岩, 冯富娟
2017, 30(6): 911-919. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.90
摘要(1723) HTML (80) PDF(1678)
摘要:
为了全面了解原始红松林退化演替为次生林后土壤生境及土壤微生物功能多样性的变化规律,以小兴安岭典型的原始阔叶红松林、退化演替后先锋阶段的白桦林及亚顶级阶段的硬阔叶林为研究对象,采用Biolog-ECO微平板检测法,分析三者0~ < 10 cm和10~20 cm表层土的土壤微生物功能多样性变化规律.结果表明:各林型土壤微生物的AWCD值(平均颜色变化率)随培养时间的延长而增加,培养初期表现为原始阔叶红松林>硬阔叶林>白桦林;培养末期表现为原始阔叶红松林>白桦林>硬阔叶林,三者的AWCD值在0~ < 10 cm土层分别为1.06、0.86、0.81,10~20 cm土层分别为0.68、0.47、0.45,原始林显著高于次生林(P < 0.05),说明原始林土壤微生物对单一碳源的代谢活性显著高于次生林;同一林型下土壤微生物的AWCD值均表现为0~ < 10 cm土层显著高于10~20 cm土层(P < 0.05). Shannon-Wiener多样性指数、Simpson指数、McIntosh指数和Richness丰富度指数也均表现为原始林显著高于次生林(P < 0.05).原始林土壤微生物对各类碳源的综合利用强度均大于次生林,不同林型下土壤微生物群落的优势碳源类型存在一定的差异,碳水类、氨基酸类、羧酸类和多聚物类碳源是原始林退化演替后土壤微生物群落在碳源利用上发生变化的敏感碳源.
施用生物炭对土壤呼吸以及土壤有机碳组分的影响
王月玲, 周凤, 张帆, 马武功, 王强, 曹胜磊, 耿增超
2017, 30(6): 920-928. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.89
摘要(2074) HTML (95) PDF(1724)
摘要:
为确定生物炭对土壤呼吸速率以及土壤碳组分的影响,采用田间小区试验,以苹果果树枝条生物炭为试验材料,研究了添加0、20、40、60、80 t/hm2的苹果果树枝条生物炭后,小麦生态系统呼吸(Re)、土壤呼吸(Rs)、植物呼吸(Rp)、土壤TOC(总有机碳)、土壤POC(颗粒有机碳)、WSOC(土壤水溶性有机碳)和土壤AOC(易氧化有机碳)的变化以及各指标之间的相关性.结果表明,添加生物炭显著提高了小麦生态系统呼吸速率、土壤呼吸速率和植物呼吸速率,与对照相比分别增加了9.98%~27.57%、9.33%~19.47%和10.18%~30.14%,并且生物炭施用量为20和40 t/hm2时土壤呼吸速率显著高于其他两个处理,而对于小麦生态系统呼吸速率和植物呼吸速率来说,施用40 t/hm2生物炭时其值最高.对于土壤碳组分,施用生物炭显著提高了0~20 cm土层中土壤w(TOC)、w(POC)和w(AOC),并且土壤w(TOC)和w(POC)与生物炭施用量呈极显著正相关.对于WSOC而言,当生物炭施用量高于40 t/hm2时其值显著降低,与对照相比,0~10、>10~20和>20~30 cm三个土层中w(WSOC)分别降低了21.82%~28.37%、35.88%~36.58%和32.28%~44.07%.研究显示,适量施用生物炭能够提高土壤w(TOC)、w(POC)和w(AOC)而降低了w(WSOC),但同时也增加了小麦生态系统呼吸速率.
风险评价与管理
建筑材料隐含环境影响评估
黄蓓佳, 赵凤, 赵娟, 印月, 许照莹, 谷超群, 陈娴
2017, 30(6): 929-936. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.02.14
摘要(2801) HTML (35) PDF(1624)
摘要:
我国建筑业快速发展,建筑开发使用大量的建筑材料给资源和环境带来严重负荷.以上海市为案例,运用生命周期评价方法,基于北京工业大学和Ecoinvent数据库中的建筑材料生产数据,采用ReCiPe法对上海市建筑物的材料隐含环境影响进行评估,并对未来的环境影响潜值进行预测.结果表明:在上海市居住建筑和非居住建筑所产生的各类环境影响中人类毒性、金属损耗最为突出,约占总环境影响的45%和20%;环境影响主要来源于钢筋和木材的生产,对各类环境影响贡献度分别约为47%、17%;高层居住建筑和非居住建筑中的工厂建筑物化环境影响在各自类型中所占比例最高.按现有趋势发展,2020年上海市居住建筑开发规模和环境影响潜值均将达到2014年的1.52倍,非居住建筑则可达到2014年的1.14倍.针对上海市建筑材料环境影响分析结果,为有效减轻上海市建筑物的环境影响,需重点关注钢筋、铝材、木材以及混凝土的生产,识别生产过程中污染物转移环节进而改进工序;在设计阶段考虑选择环境影响负荷低的绿色建材,如混凝土砌块、高性能混凝土等,从而降低环境影响;同时,应重点关注隐含环境负荷高的高层居住和工厂建筑类建筑,通过降低建材使用量等方案降低环境影响.
污染治理技术与方法
基于实测的电袋复合除尘器脱除多污染物效果
陈奎续
2017, 30(6): 937-942. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.02.17
摘要(1754) HTML (31) PDF(3648)
摘要:
为了考察电袋复合除尘器脱除多污染物的能力,分别采用US EPA Method 30B方法、DL/T 998-2006《石灰石-石膏湿法烟气脱硫装置性能验收试验规范》、HJ/T 342-2007《水质硫酸盐的测定铬酸钡分光光度法(试行)》、GB/T 16157-1996《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》和国际标准化组织ISO23210-2009《Stationary Source Emissions-Determination of PM10/PM2.5 Mass Concentration in Flue Gas-Measurement at Low Concentrations by Use of Impactors》对A、B两个燃煤电厂中循环流化床锅炉后的电袋复合除尘器脱除烟气中汞、SO3、烟尘、PM1、PM2.5、PM10六种污染物的效率进行测试试验.结果表明:电袋复合除尘器对烟尘、PM10等颗粒态污染物捕集效率高达99%以上;两个电厂电袋复合除尘器中汞的质量平衡分别为112.05%、72.78%,在70%~130%的允许范围之内;B电厂中电袋复合除尘器进口处烟气中颗粒态汞占总汞含量的比例高达97%,电袋复合除尘器对颗粒态汞的捕集效率达99.93%,对气态汞的捕集效率达86.84%;由于滤袋表面烟尘粉饼具有一定的吸附作用,电袋复合除尘器对SO3也有一定的捕集能力,A、B电厂电袋复合除尘器对SO3的脱除效率分别达到90.04%和61.73%,脱除效率可能受到飞灰组分及其吸附能力的影响.研究显示,电袋复合除尘器对循环流化床锅炉烟气中的多污染物具有较高的协同捕集效率.
香蒲浮床有机物去除能力及根表微生物群落结构
陈志远, 种云霄, 程冰冰, 张美玲, 吴学深, 林硕
2017, 30(6): 943-952. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.02.13
摘要(1876) HTML (108) PDF(1549)
摘要:
为探讨植物浮床有机物去除能力和根表细菌群落组成特点,选择香蒲为研究对象,通过对根系诱导扩增,构建根系覆盖度(遮光率)分别为50%、70%和90%的香蒲浮床系统,并对其CODCr去除能力及根系微生物群落结构开展系统研究.结果表明,3个覆盖度系统的根系体积分别达到1.74、3.48、4.30 L/m2.经过适应驯化,3个系统都可以有效地对人工模拟生活污水有机物进行去除,CODCr的单位面积负荷平均去除速率分别为8.28、8.78、13.46 g/(m2·d);系统根系体积增加或加入一定体积的软性纤维填料都可以提高有机物去除能力.基于各系统根系和填料表面微生物样品高通量测序结果显示,根系与填料表面细菌多样性及组成都有较大差异,根系细菌丰度及多样性均小于填料.但在门水平上,根系和填料表面细菌优势类群相同,前2个优势菌门为变形菌门(Proteobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes).根系表面细菌群落优势菌种类(OTUs)较单一,各系统根表微生物仅由1~3个相对丰度在10%以上种类构成了优势种群,并且根系和填料优势种类具有较大的不同.根系优势种类为Enterobacter、Acinetobacter、Clostridium属,代表序列OTUs2、OTUs4、和OTUs8,分别与Enterobacter ludwigii、Acinetobacter soli、Clostridium diolis有着100%的匹配度;填料优势种为Bacillus、Pseudomonas属,代表序列OTUs3和OTUs11分别与Bacillus funiculus NAF001、Pseudomonas argentinensis具有非常高的相似度.研究显示,根系经过诱导扩增的植物浮床系统对有机物具有较高的去除能力,与常规颗粒填料人工湿地相当,但根表微生物群落多样性较低,优势菌较单一,抗冲击负荷潜在能力较低.
改性聚乙烯亚胺捕集和回收水中的Cu2+
王刚, 王志科, 常青, 徐敏
2017, 30(6): 953-959. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.02.11
摘要(1907) HTML (36) PDF(1778)
摘要:
为提高含铜废水的处理效果及简化处理流程,采用CS2、NaOH对聚乙烯亚胺进行改性,制备出一种新型高分子絮凝剂--PEX(聚乙烯亚胺基黄原酸钠).以含Cu2+水样为处理对象,探讨了初始ρ(Cu2+)、pH、共存无机物质、有机物质以及浊度对PEX捕集Cu2+性能的影响,并考察了螯合絮体中Cu2+的回收情况.结果表明:PEX对含Cu2+水样具有很好的捕集性能,Cu2+去除率最高可达到100%;PEX对Cu2+的去除效果随着水样初始pH的升高而增强,但pH位于PEX等电点处时,Cu2+去除率有所降低.在较低的PEX投加量下,水样中共存的NaCl、CaCl2、NaNO3、Na2SO4、柠檬酸、焦磷酸钠对PEX去除Cu2+均可起到促进作用,而共存的EDTA、氨基乙酸、浊度对PEX去除Cu2+具有一定的抑制作用;增加PEX投加量后,可减弱或消除上述影响.螯合絮体采用HNO3溶液进行静态浸泡30 d后,Cu的回收率可达100%.研究显示,PEX能有效去除和回收水样中的Cu2+.
氢基质自养微生物还原降解水中溴酸盐的可行性
李海翔, 张欢, 蒋敏敏, 韩亚梅, 林华, 夏四清
2017, 30(6): 960-966. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.02.07
摘要(1888) HTML (63) PDF(1773)
摘要:
BrO3-(溴酸盐)作为饮用水中存在的2B级潜在致癌物已引起社会公众的广泛关注.微生物还原降解是一种净化水中BrO3-的有效途径.基于序批式试验,研究了厌氧条件下微生物利用氢气作为电子供体还原降解水中BrO3-的可行性及关键影响因素.结果表明,氢自养微生物能利用氢气为电子供体、BrO3-为电子受体,将BrO3-完全还原成一种稳定的无毒的终产物Br-.在120 h的反应期内,ρ(BrO3-)从初始时的1.02 mg/L降至0.56 mg/L(去除率为44.5%),最高去除速率达0.26 mg/(L·d),出水ρ(Br-)相应地升至0.29 mg/L.对照处理中,ρ(BrO3-)和ρ(Br-)均没有明显的降低和升高趋势.影响因素试验表明,NO3--N和SO42-作为常规氧化性污染物(电子受体),反硝化和SO42-还原对BrO3-还原耗氢产生了竞争,致使BrO3-生物还原过程受到电子供体的竞争性抑制.反硝化对BrO3-还原效率的影响程度比SO42-还原更加强烈.初始ρ(BrO3-)对氢自养微生物还原降解BrO3-效率有较大影响.氢自养微生物还原降解BrO3-最适宜的pH范围处于7.0~7.5之间.研究显示,利用氢气作为电子供体的氢自养微生物将BrO3-还原成无毒的Br-是一种较为可行的生物处理技术或手段.
添加动物源氨基酸水解液研制生物有机肥
李静, 李荣, 沈其荣, 俞萍, 余光辉
2017, 30(6): 967-973. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.02.26
摘要(1941) HTML (79) PDF(2385)
摘要:
为改善生物有机肥性质,提高生物有机肥质量,采取在生物有机肥中添加外源氨基酸水解液以提升生物有机肥中功能微生物的数量.以病死猪酸解制得氨基酸水解液为生物有机肥外加原料,研究了氨基酸水解液添加量、有机肥种类(鸡粪、牛粪、中药渣)、发酵时间对功能菌株SQR9数量的影响.结果表明:当氨基酸水解液添加量为20%时固体发酵效果优于其他接种量,预发酵3 d后接种SQR9的功能菌数量明显高于未预发酵直接接菌,预发酵中肥料(以干质量计,下同)的最高功能菌数量可达4×108 CFU/g,而第0天接菌时肥料的最高功能菌数量仅为1.2×108 CFU/g.以腐熟鸡粪、牛粪、中药渣堆肥为载体,添加酸解氨基酸研制生物有机肥的最优接菌量分别为10.0%、7.5%、10.0%;SQR9菌株生长的最佳含水量为40%.此外,氨基酸水解液的添加可提高生物有机肥的w(TN).研究显示,氨基酸水解液的添加能有效促进固态发酵过程中功能菌株数量的增加.
脉冲电晕放电等离子体去除污染土壤热脱附尾气中的DDTs
王奕文, 张倩, 伍斌, 马福俊, 李发生, 谷庆宝
2017, 30(6): 974-980. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.02.16
摘要(1962) HTML (72) PDF(1825)
摘要:
为探索新型产业化应用热脱附尾气处理技术,采用脉冲电晕放电等离子体技术对含DDTs的热脱附尾气进行处理,考察了工艺参数如脉冲电压、脉冲频率、ρ(DDTs)和停留时间对DDTs处理效果的影响,分析了DDTs经低温等离子体处理后的分解产物.结果表明,DDTs的去除率随脉冲电压的升高、脉冲频率的增大和停留时间的延长而增加,随进气中ρ(DDTs)的升高而降低,但去除量随进气中ρ(DDTs)的升高而增大.进气中的ρ(DDTs)为30.0 mg/m3,停留时间为10 s,脉冲电压为30.0 kV,脉冲频率为50 Hz时,DDTs的去除率为82.5%.低温等离子体处理后,尾气中的ρp,p'-DDT)、ρo,p'-DDT)和ρp,p'-DDD)降低,ρp,p'-DDE)反而升高,另有微量的二苯甲烷、二苯甲醇、4,4'-二氯二苯甲烷、2,4'-二氯苯甲酮和1,1-双(对氯苯)-2-氯乙烯等分解产物被检出.研究显示,脉冲放电等离子体技术具有去除效率高等特点,可有效去除含DDTs的热脱附尾气.