环境科学研究

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2018, 31(1).

摘要(150) PDF(57)

摘要:

秦延文, 赵艳民, 马迎群, 郑丙辉, 汪星, 王丽婧, 李虹

2018, 31(1): 1-8. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.04.14

摘要(1567) HTML (43) PDF(1163)

摘要:
三峡水库是我国重要战略水资源库.三峡水库蓄水后，库区富营养化问题日益凸显，TN、TP成为影响库区水质的主要污染因子，其中80%~85%入库氮、磷污染负荷来自流域上游.受长江富含营养物质水质输入和流域内人类活动面源输入等共同影响，长江中下游超过80%的湖泊发生富营养化，长江口及其毗邻海域赤潮频发.因此，三峡库区及上游流域仅实施国家统一的COD和氨氮水污染物目标总量控制已不能满足流域水环境安全要求.为保障三峡水库、长江中下游湖泊和东海海域环境安全，支撑长江经济带可持续发展，应按照湖泊保护的要求，进一步深化三峡库区及上游流域氮、磷污染控制与治理.新安江是我国第一个跨省流域水质补偿试点，2010-2013年，为加强新安江水污染防治，提高流域生态环境保护水平，中央财政、浙江、安徽两省共拨付资金12.7×10⁸元，试点工作启动后，新安江跨界断面连续3 a水质均符合补偿协议要求，ρ（COD_Mn）、ρ（氨氮）和ρ（TP）均下降，水质恶化趋势得到有效控制.借鉴新安江流域水质补偿试点实施的成功经验，就"十三五"期间继续深化三峡库区及上游流域水污染防治问题，提出以下建议：①国家、下游和上游省（市）政府三方共同出资，建立长江流域水质补偿专项资金；②科学制订三峡水库水污染防治规划，强化三峡库区及上游流域氮、磷污染负荷控制；③建立并实施长江流域跨行政区水环境质量考核制度.

长江流域总磷污染:分布特征·来源解析·控制对策

秦延文, 马迎群, 王丽婧, 郑丙辉, 任春坪, 佟洪金, 王鹤扬

2018, 31(1): 9-14. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.04.15

摘要(2329) HTML (92) PDF(1973)

摘要:
针对长江流域总磷污染，开展总磷污染时空特征分析，选择长江流域总磷污染最严重的上游地区岷江和沱江为典型区，分析总磷来源，提出总磷污染控制对策.研究表明：2016年开始总磷成为长江流域主要污染因子，其中上游污染最重，中游污染最轻，总体呈降低趋势；长江流域枯/平水期总磷污染较重，丰水期污染较轻，说明流域主要污染负荷来自点源.总体来说，造成长江流域总磷较高的原因有：磷矿开采和磷化工的污染源高负荷排放，造成部分河段水质严重超标；基础设施建设滞后，城镇生活污染源排放影响河流水质；畜禽养殖废物资源化利用不足；生态流量不足，加剧水污染问题；水污染治理导向不全面和污染源监管措施不系统，影响总磷水质同步改善.针对长江流域总磷污染特征，按照"分区控制、分类治理""突出重点、精准施策"原则，提出长江流域总磷污染控制建议：①抓住长江流域上游重点片区，开展流域总磷污染整治. ②抓住磷化工、城镇生活和畜禽养殖等三类涉磷重点污染源的治理，控制磷污染负荷排放. ③抓住环境监管有效手段，进一步完善水环境标准和监管体系.

三峡工程运行对洞庭湖水环境及富营养化风险影响评述

王婷, 王坤, 王丽婧, 田泽斌, 黄威, 姜霞

2018, 31(1): 15-24. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.03.46

摘要(1679) HTML (62) PDF(1117)

摘要:
洞庭湖的江湖关系受自然因素及人为因素影响，其江湖关系的变化影响洞庭湖水文、水质、水环境容量和营养状态.近年来洞庭湖的富营养化指数不断升高，但水环境变化及富营养化风险变化的原因错综复杂，如何区分三峡工程运行等人类活动和气候变化等自然因素对洞庭湖水环境、富营养化风险的影响是洞庭湖江湖关系研究的难点.根据近年来洞庭湖江湖关系、水环境或富营养化水平的相关研究，对洞庭湖由于三峡工程运行导致的江湖关系变化，以及该变化对洞庭湖水环境、富营养化风险的影响的研究进展进行系统梳理、分析、总结和评述.现阶段研究得出，三峡工程运行导致的江湖关系变化影响洞庭湖不同时段的水环境容量，在一定程度上改善了枯水期和泄水期洞庭湖水质；三峡工程运行后洞庭湖水体中的ρ（TP）有所降低，但洞庭湖湖体ρ（TN）、ρ（TP）仍相对较高，已能够满足藻类生长的需求，水华发生的制约条件是水体透明度和水流流速；江湖关系变化后洞庭湖富营养化风险增大的时段是蓄水期，其他时段富营养化风险减小；流速较低的东洞庭湖湖滩区、蓄水期流速降低明显的南洞庭湖滩区水华发生的风险增大，为水华发生的敏感区域.大型枢纽工程对通江湖泊污染物迁移转化影响的机理分析、对通江湖泊水环境影响的模拟及相关参数研究、对湖泊水环境及富营养化风险的长期影响等方面的研究还有待进一步完善.

利用集合均方根卡尔曼滤波反演重庆地区SO₂源排放

吴钲, 谢旻, 高阳华, 芦华, 赵磊, 高松

2018, 31(1): 25-33. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.03.47

摘要(1651) HTML (48) PDF(1019)

摘要:
传统的"自下而上"清单方法估算的排放清单，其数据的准确性和时效性存在较大局限.基于集合均方根卡尔曼滤波的源清单反演方法，结合WRF-CMAQ（天气研究和预报模式-公共多尺度空气质量模型）被用于对以清华大学编制的2010年MEIC（中国多尺度排放清单模型）排放清单为基础制作的重庆地区SO₂排放源进行反演试验以解决准确性和时效性问题，试验时间段为2014年10月15-31日，重庆主城17个环境空气质量国控监测点ρ（SO₂）小时观测资料用于反演及检验.结果表明：该方法能够反演重庆地区SO₂源排放量，随着反演次数增加，基于反演排放源预报的ρ（SO₂）预报误差持续减小，反演4次后预报误差达到比较低的稳定的水平，其均方根误差均低于20 μg/m³. 5次反演后SO₂源排放量用于2014年10月24-29日每天起始预报，其预报的站点、时间平均的均方根误差从100~400 μg/m³降至30 μg/m³以下.反演中应用局地化尺度减少集合取样误差影响，54与81 km两个局地化尺度反演结果对预报改善效果相当，表明主要影响重庆主城ρ（SO₂）的源排放位于主城及周边地区，也说明内源排放对重庆主城ρ（SO₂）起主要影响.反演后面源排放量主城区降幅约为30 kg/（d·km²），周边地区减少10~20 kg/（d·km²），主城区部分SO₂点源排放量降幅约为25 kg/（d·km²），说明2010年MEIC排放清单高估了试验时段重庆地区的SO₂排放.

河谷地形气象要素对污染物浓度的影响

杨雪玲, 王颖, 李博, 张稼轩, 赖锡柳

2018, 31(1): 34-41. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.03.25

摘要(1573) HTML (29) PDF(1079)

摘要:
气象条件对环境空气质量影响的研究是科学制订大气环境污染防控方案、及时发布重污染天气应急预警的基础.利用兰州市西固区环境空气质量监测点2015年主要污染物小时浓度监测值，分析了污染物浓度的季节性变化和日变化特征，结合同期观测的气温、风速、相对湿度和降水量等气象资料，探讨了气象要素对污染物浓度变化的影响.结果表明：①除O₃外，其他污染物质量浓度呈"冬高夏低""早晚高下午低"的变化特点，这与表征污染物扩散能力的边界层参数变化特征一致. ②ρ（O₃）春季为71.42 μg/m³，夏季为62.74 μg/m³，春季高于夏季的主要原因是春季O₃的前体物NO_x质量浓度高于夏季且春季扩散条件弱于夏季. ③除O₃外，其他污染物质量浓度与气温、风速呈负相关. ④当相对湿度 < 40%时，污染物质量浓度与相对湿度呈正相关；当相对湿度>80%时，污染物质量浓度与相对湿度呈负相关；降雨对不同污染物的清除效果不同.研究显示，河谷地形气温和风速是影响污染物扩散的重要气象因子.

青岛冬季PM_2.5持续重污染天气的大气边界层特征

马艳, 黄容, 时晓曚, 王建林, 孙萌

2018, 31(1): 42-52. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.03.27

摘要(1477) HTML (34) PDF(1117)

摘要:
鲜有出现空气质量问题的北方沿海城市青岛近年来也频频出现重污染天气. 2014年1月青岛市总计出现7 d重污染天气，其中1月15-18日是持续4 d的PM_2.5重污染，其余的则分别出现在1月6日、11日和30日.为了获得气象条件对持续重污染天气发展、维持和消除的影响机制，利用激光雷达、大气稳定度仪探测数据以及地面、高空气象观测和空气质量监测数据，重点分析了1月15-18日持续重污染期间青岛市大气边界层气象要素的时间和空间特征.结果表明，2014年1月影响青岛冷空气势力弱、青岛近地面低于3 m/s的风速不利于污染物扩散，66%以上的相对湿度有利于污染物浓度增大.在污染源稳定的背景下，气象要素的差异性导致了污染物浓度时空分布的差异.在持续的弱偏北风下污染物浓度居高不下；在偏南风影响下，污染物浓度趋于下降.边界层内存在高层干冷弱北风和低层暖湿弱南风的风切变、稳定层结、低层相对湿度为70%的高湿大气以及交替出现的近地面南北风是此次重污染持续的主要原因.大气边界层高度变化对污染物浓度具有6 h左右的延迟影响；而低边界层高度、大稳定度因子，低云的存在和较高的污染物浓度之间具有较好的一致性变化趋势.当近地面温度升高、相对湿度减小以及增大的偏南风和存在弱不稳定层结时，有利于提高青岛局地大气扩散能力.

基于Model-3/CMAQ模式的本溪市大气细颗粒物数值模拟

秦思达, 惠秀娟, 夏广锋, 王淑兰

2018, 31(1): 53-60. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.03.52

摘要(1552) HTML (59) PDF(1398)

摘要:
为探究北方山区城市大气细颗粒物污染特征，应用气象模式WRF耦合空气质量模式CMAQ对本溪市2016年PM_2.5空间分布特征、化学组分特征及主要污染源贡献情况进行分析.本溪市SO₂、NO_x、TSP的工业排放量分别达到5.2×10⁴、4.1×10⁴、16.1×10⁴ t.结果表明，模拟值与监测值变化趋势基本一致，模拟效果较好. 1月ρ（PM_2.5）明显高于7月，空间分布均呈现"西高东低"态势，高值区出现在人口稠密的市区附近. 1月ρ（PM_2.5）本地源贡献率表现为钢铁（35.7%）>供暖（12.5%）>居民（7.5%）>移动（5.2%）>秸秆（2.0%）>电力（0.4%）；7月为钢铁（48.6%）>移动（9.2%）>建材（3.5%）>居民（2.8%）>电力（1.5%）.受气候、地貌及大气污染物排放特征影响，1月区域传输特征明显，外来源贡献为24%，高于7月的14%.另外，1月和7月本溪市PM_2.5组分中二次粒子（SO₄^2-、NO₃^-、NH₄⁺）占比分别为29%和32%，碳组分（OC、EC）占比分别为43%和37%，碳气溶胶污染严重.研究显示，本溪市大气细颗粒物污染具有明显的季节性变化特征，1月部分区域浓度超标主要是由于以钢铁行业为主的工业排放造成，加之本溪市1月以西北风为主且风力较大，市区位于西部低海拔地区，来自中部城市群的污染物在向东南方向传输过程中受到高海拔山区阻隔，从而形成污染物积聚效应.

北江汛期清远段多环芳烃的污染特征与风险评估

韩向云, 昌盛, 付青, 王山军, 杨光, 赵兴茹, 耿梦娇

2018, 31(1): 61-69. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.03.68

摘要(1354) HTML (50) PDF(1253)

摘要:
2016年7月于北江清远段采集21个水和表层沉积物样品，采用气相色谱质谱（GC-MS）法测定了样品中的PAHs（多环芳烃）含量，分析了北江水环境中PAHs的污染水平，并对其生态风险进行了评价.结果表明，水中ρ（∑PAHs）介于0.4~110.2 ng/L，表层沉积物中w（∑PAHs）（以干质量计，下同）在54.4~819.8 ng/g之间，平均值分别为41.7 ng/L和424.9 ng/g.与国内水体PAHs污染状况相比，北江清远段水中PAHs污染状况处于中低水平，而表层沉积物污染状况处于中等水平.运用特征比值法对PAHs来源进行分析表明，PAHs主要来源为石油泄漏、化石燃料燃烧.采用商值法对水中PAHs进行生态风险评价，∑PAHs和个别单体的最低风险浓度风险商值大于1.0而最高风险浓度风险商值小于1.0，处于中等污染水平；采用效应区间低、中值法对表层沉积物PAHs进行生态风险评价，仅个别点位表层沉积物中苊烯、蒽和二苯并[a，h]蒽超出生态效应低值，对生态环境潜在负面效应较小.研究显示，北江水和沉积物中PAHs潜在风险处于较低水平.

西洞庭湖入湖河流磷的污染特征

蔡佳, 王丽婧, 陈建湘, 田泽斌, 汪星, 黄代中, 刘德富

2018, 31(1): 70-78. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.03.05

摘要(1342) HTML (71) PDF(1244)

摘要:
为识别西洞庭湖长江三口分流来水与洞庭湖水系河流来水磷元素的污染特征，于2016年1-12月在西洞庭湖的主要入湖河流松滋河（三口分流河道）、沅江和澧水（洞庭湖水系河流）开展了水文水质同步调查，研究了入湖河流中磷浓度和组成的时空分布特征，剖析了水文因素对磷污染特征的影响，探究了磷的来源结构.结果表明，3条主要入湖河流流量平均值表现为沅江（1 718 m³/s）>松滋河（935 m³/s）>澧水（884 m³/s），ρ（TP）平均值表现为沅江（0.070 mg/L） < 澧水（0.077 mg/L） < 松滋河（0.138 mg/L）；沅江的年均入湖磷通量（4 177.26 t/a）对于西洞庭湖磷污染而言仍起主导作用；沅江、澧水与松滋河的磷的形态以DTP（溶解态磷，占比为78.56%~90.19%）为主，并且松滋河DTP占比（90.19%）显著高于沅江和澧水（78.56%~83.34%）.进一步的分析显示，3条河流的磷污染状况受水文因素影响显著，沅江和澧水磷浓度表现为汛期高于非汛期，磷的主要来源为非点源；松滋河的磷浓度表现为非汛期高于汛期，汛期主要取决于长江来水状况，非汛期主要取决于松滋口以下区间的点源污染状况.研究显示，3条河流磷浓度和形态均具有时空差异性，并且年内变化规律差异较大.

基于脆弱性的地下水污染监测网多目标优化方法

林茂, 苏婧, 孙源媛, 周吉峙, 纪丹凤, 崔驰飞, 席北斗

2018, 31(1): 79-86. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.03.67

摘要(1292) HTML (50) PDF(1294)

摘要:
区域地下水监测井的优化布设对于区域地下水系统管理有很重要的作用.为了以最少的监测费用最大化地获取区域污染风险和污染现状信息，以监测井数量最小、区域污染监测有效性最大、监测到的区域脆弱性分值最大为目标，建立了基于脆弱性评价的地下水污染监测网多目标优化模型.通过地下水脆弱性评价和溶质运移模型计算得到不同点位地下水脆弱性分值和污染物浓度，针对不同脆弱性等级提出区域监测井初设密度，采用改进非劣支配遗传算法（NSGA-Ⅱ）基于初设监测网求解该多目标优化模型，结合质量误差分析确定监测网优化方案.结果表明，阿什河漫滩区和樊家沟流域地下水硝酸盐氮污染相对较严重；地下水脆弱性高和较高等级区域分别分布在抽水井群影响范围和河漫滩；结合NSGA-Ⅱ Pareto最优解及质量误差分析结果，得到该区域地下水监测井最优数量（12口）及其最优布设位置.研究显示，该优化监测网与初设监测网插值所得污染羽的质量误差小于15%，满足监测精度要求.

贵阳中心区土壤氟的地球化学特征及其环境质量评价

潘自平, 刘新红, 孟伟, 李朝晋, 何邵麟, 晏承志, 王芳

2018, 31(1): 87-94. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.03.36

摘要(1406) HTML (48) PDF(1257)

摘要:
为摸清土壤氟异常对生态环境的影响，利用贵州省多目标区域地球化学调查（1：250 000）项目成果，对贵阳中心区土壤氟的地球化学特征进行了深入研究，并采用全氟指数法对土壤环境质量及其生态环境效应进行初步评价.结果表明：①贵阳中心区土壤氟含量较高，表层、深层土壤氟含量平均值分别为1 143、1 438 mg/kg，且空间分布变化较大；氟含量随土层深度的增加而升高. ②不同类型土壤中氟含量变化较大，其中紫色土中含量（1 306 mg/kg）最高，水稻土次之，石灰土、粗骨土、黄壤等差别较小，其含量范围在1 099~1 167 mg/kg之间. ③土壤氟含量与其母岩呈显著正相关性，且土壤中氟含量较母岩更高，表明风化成土过程中存在一定富集，土壤氟与成土母岩之间具有一定继承性. ④土壤氟环境质量评价结果表明，研究区土壤存在局部氟污染（异常），污染区、警戒区、安全区和清洁区所占比例分别为13.6%、62.2%、19.2%和5.0%. ⑤生态环境效应初步调查结果显示，局部土壤受氟污染区的油菜和稻谷样品中氟含量范围分别为1.86~2.68和10.40~13.50 mg/kg，同时地下水也受到一定程度的氟污染.因此，贵阳中心区土壤氟含量较高，局部土壤已受到氟污染，可能会对农产品质量、饮水安全及人体健康产生一定影响，建议政府部门及科研工作者予以高度重视.

过硫酸钠对我国典型土壤中多环芳烃氧化降解效果的影响

邸莎, 张超艳, 颜增光, 白利平, 周友亚, 王学东, 李发生

2018, 31(1): 95-101. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.03.41

摘要(1948) HTML (55) PDF(1251)

摘要:
过硫酸钠是污染土壤化学氧化修复技术中应用较为广泛的氧化剂.为研究过硫酸钠对不同土壤中PAHs（polycyclic aromatic hydrocarbons，多环芳烃）的修复效果，以我国多种典型土壤（黑土、潮土、黄土、紫色土、褐土、砖红壤）为试验样本，以萘、菲、蒽、芘、苯并[a]芘5种PAHs为目标污染物，分析活化过硫酸钠对人为老化的降解率；此外，通过对氧化前后土壤pH、w（有机碳）等土壤性质变化的比较和分析，探讨氧化修复过程对土壤性质的影响.结果表明：当活化过硫酸钠用量为0.8 mmol/g、温度为25℃时，PAHs污染土壤中萘、菲、蒽、芘、苯并[a]芘的降解率最高，分别为87.82%、79.68%、87.93%、83.40%、94.31%.随着温度的升高，PAHs降解率逐渐升高，当温度达到25℃时，PAHs的降解率（85.69%）达到最高，随后随着温度的继续升高，总PAHs的降解率没有明显增加；随着pH的升高，PAHs的降解率逐渐升高，当pH达到6~7时，PAHs降解率维持在一个较高水平；随后随着pH的继续升高，总PAHs的降解率逐渐降低.随着温度以及pH的变化，5种PAHs的降解率与总PAHs的降解率变化趋势一致. w（有机碳）越低，PAHs环数越高，PAHs降解率越高；高环（5~6环）、中环（4环）、低环（2~3环）PAHs降解率与总PAHs降解率变化趋势一致.此外，过硫酸钠氧化修复后土壤结构遭到一定程度的破坏，土壤的pH、w（有机碳）和土壤肥力会有不同程度的下降，对土壤的再次利用有较大影响.研究显示，过硫酸钠可有效氧化降解不同性质土壤中PAHs，在氧化修复PAHs污染土壤方面具有较好的应用前景.

基于高通量测序检测Pb污染对三叶草根际土壤细菌多样性的影响

王继玥, 刘燕, 刘勇, 石登红

2018, 31(1): 102-110. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.03.60

摘要(1425) HTML (51) PDF(1016)

摘要:
为了研究Pb污染对根际土壤微生物多样性的影响，揭示根际微生物对Pb胁迫的适应性机制，通过盆栽试验模拟轻度[w（Pb）为300 mg/kg]、中度[w（Pb）为600 mg/kg]和重度[w（Pb）为900 mg/kg]Pb污染土壤环境，利用高通量测序技术和生物信息学分析方法，测定了不同w（Pb）处理下三叶草根际土壤中细菌群落的丰度和组成.结果表明：①共检测到37个门，其中变形菌门为优势菌群，占比为50.7%~53.9%，其次为拟杆菌门、酸杆菌门和疣微菌门. ②共检测到623个属，其中鞘氨醇单胞菌属为优势菌属，占比为17.1%~19.4%. ③中度Pb污染土壤样本中细菌的多样性最高，重度Pb污染土壤样本中的细菌数量最少，并且其群落组成与其他处理差异最大.研究显示，重度Pb污染会显著抑制三叶草根际土壤样本中细菌的生长，降低土壤样本中细菌总量及其群落的多样性，但中度Pb污染会提高土壤样本中细菌群落的多样性. Pb污染会改变三叶草根际土壤样本中细菌群落组成和丰度，不同类型细菌对Pb污染土壤的适应性不同.根际土壤样本中Gp1菌群的丰度随着土壤w（Pb）的增加而增加，说明Gp1菌群可能是具有Pb污染抗性的优势菌群.

土壤起尘悬浮颗粒物中铅赋存特性模拟

王岩, 代群威, 黄雪菊, 黄云碧, 闵世杰

2018, 31(1): 111-116. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.03.31

摘要(1253) HTML (31) PDF(1011)

摘要:
为了探索土壤起尘后悬浮颗粒物对铅的携带特性与其矿物组成、粒径尺寸之间的关联，揭示土壤起尘矿物特性及其重金属污染赋存行为，并为雾霾矿物基源特性分析及后期治理提供理论参考.通过对土壤样品进行铅污染预处理，在实验室系统内模拟风速条件下进行起尘试验，利用悬浮颗粒采样仪对经过风吹起尘后的悬浮颗粒物（TSP）、吹前表层土、吹后表层土、吹后地表土及不同粒径悬浮颗粒物进行了收集，并对悬浮颗粒物、吹前表层土、吹后表层土、吹后地表土及不同粒径悬浮颗粒物中铅的赋存状态及矿物组成与含量进行了分析.结果表明：①土壤经过风吹起尘后，悬浮颗粒物中w（Pb）为2.584 mg/g，吹前表层土中w（Pb）为0.916 mg/g，悬浮颗粒物中w（Pb）约是吹前表层土中w（Pb）的3倍；②不同粒径悬浮颗粒物上的w（Pb）各不相同，＞10.2 μm的粒径中w（Pb）为1.716 mg/g；＞4.2~10.2 μm的粒径中w（Pb）为2.720 mg/g＞2.1~4.2 μm的粒径中w（Pb）为3.937 mg/g＞1.4~2.1 μm的粒径中w（Pb）为5.442 mg/g，w（Pb）随着粒径的增加而减小；③随着悬浮颗粒物粒径的减小，黏土矿物（伊利石+绿泥石）的含量在不断的增加.研究显示，土壤起尘过程是对Pb的一种高于本底浓度的迁移过程；起尘颗粒物中w（Pb）随着悬浮颗粒物的粒径的减小而增加，呈负相关；w（Pb）与黏土矿物（伊利石+绿泥石）含量在不同粒径悬浮颗粒物上的变化规律具有一致性，呈正相关，黏土矿物（伊利石+绿泥石）对Pb具有较好的吸附性.

埃格草(Egeria densa)对铵氮胁迫的生长和生理响应

钟爱文

2018, 31(1): 117-122. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.03.04

摘要(1787) HTML (53) PDF(1469)

摘要:
为了解富营养水体中NH₄⁺-N胁迫对埃格草（Egeria densa）的影响，通过室外模拟试验，研究了埃格草在不同ρ（NH₄⁺-N）（0、0.5、2.0 mg/L）下的RGR（relative growth rate，相对生长率）、R/S（root/shoot ratio，根冠比）、w（SC）（SC为可溶性糖，soluble sugar）、w（淀粉）、w（蔗糖）、w（FAA）（FAA为游离氨基酸，free amino acid）、w（NH₄⁺-N）和w（NO₃^--N）的变化.结果表明：随着外源ρ（NH₄⁺-N）的增加，埃格草的RGR和R/S呈降低的趋势，并且在ρ（NH₄⁺-N）为2.0 mg/L时显著降低（RGR为P < 0.001，R/S为P < 0.05）；埃格草中w（SC）和w（淀粉）在ρ（NH₄⁺-N）为0.5和2.0 mg/L下有不同程度显著降低[w（SC）为P < 0.01和P < 0.001，w（淀粉）为P < 0.001和P < 0.05]，w（蔗糖）在ρ（NH₄⁺-N）为2.0 mg/L时显著降低（P < 0.001）；w（FAA）和w（NH₄⁺-N）有随外源ρ（NH₄⁺-N）升高而升高的趋势，并且在ρ（NH₄⁺-N）为2.0 mg/L时升高显著[w（FAA）为P < 0.01，w（NH₄⁺-N）为P < 0.05]；w（NO₃^--N）在ρ（NH₄⁺-N）为0.5和2.0 mg/L下有不同程度显著降低（P < 0.01和P < 0.001）.相关分析表明，w（SC）、w（淀粉）和w（蔗糖）之间呈显著正相关，三者与w（FAA）和w（NH₄⁺-N）之间均呈显著负相关，而与w（NO₃^--N）呈显著正相关；w（FAA）和w（NH₄⁺-N）呈显著正相关，而二者与w（NO₃^--N）均呈显著负相关.研究显示，NH₄⁺-N影响埃格草的生长，导致C-N代谢的不平衡.

紫外强化铜循环催化过硫酸盐降解甲基橙

胡嘉敏, 张静, 袁琳, 林双

2018, 31(1): 123-129. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.03.26

摘要(1637) HTML (69) PDF(1178)

摘要:
为增强Cu（Ⅱ）/PMS（PMS为活化过硫酸盐）体系的氧化能力，加速Cu（Ⅰ）和Cu（Ⅱ）之间的循环转化，以MO（甲基橙）为目标污染物，研究了Cu（Ⅱ）/PMS/UV（UV为紫外线）体系氧化降解MO的效果和反应机理，以及UV在Cu（Ⅱ）/PMS体系中的作用.结果表明：反应20 min时，Cu（Ⅱ）/PMS体系中MO的降解率为41.13%，Cu（Ⅱ）/PMS/UV体系中MO的降解率达到100%；通过投加TBA（叔丁醇）和EA（乙醇）发现，在酸性条件下体系的主要氧化物种是SO₄^-·（硫酸根自由基）和少量的·OH（羟基自由基）；MO的降解率随pH的增大而减小；提高紫外灯功率和PMS投加量均有利于MO的降解；最佳Cu（Ⅱ）投加量为10.0 μmol/L，超过Cu（Ⅱ）的最佳投量会抑制MO的降解；MO的降解过程符合假一级动力学；紫外可见光谱图分析结果表明，MO最终被降解为共轭二烯类物质.研究显示，在Cu（Ⅱ）/PMS/UV体系中，UV可以有效促进Cu（Ⅱ）向Cu（Ⅰ）的转化，从而显著增强Cu（Ⅱ）/PMS体系的氧化能力，有效降解水中污染物.

UVA/Fe₃O₄活化过硫酸盐降解阿特拉津

安继斌, 夏春秋, 陈红宇, 胡代鹏

2018, 31(1): 130-135. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.03.39

摘要(1273) HTML (55) PDF(1402)

摘要:
为了解SO₄^-·（硫酸根自由基）对阿特拉津的降解能力，以Fe₃O₄为K₂S₂O₈活化试剂，以阿特拉津为研究目标污染物，运用UVA/Fe₃O₄/K₂S₂O₈体系系统探讨阿特拉津在不同环境因素下的降解过程，并对催化剂的稳定性和重复利用进行了考察.结果表明：UVA/Fe₃O₄可以有效活化K₂S₂O₈来降解阿特拉津，最佳c（K₂S₂O₈）为1 mmol/L，反应6 h阿特拉津降解率可达到90%.淬灭试验表明，SO₄^-·是该体系中的主要活性物种，贡献率约为96%；HO·的作用比较弱.初始pH为3时，阿特拉津6 h的降解率为98%，总铁的溶出量达到0.9 mg/L；而初始pH为7时，体系对阿特拉津的降解率达到85%，基本没有总铁的溶出，表现出了一定的稳定性.在腐殖酸存在的条件下，UVA/Fe₃O₄/K₂S₂O₈体系对阿特拉津的降解效果优于UVA/Fe₃O₄/H₂O₂体系.对Fe₃O₄催化剂进行3次循环测试，阿特拉津的降解率分别为90%、89%和86%.研究显示，UVA/Fe₃O₄能用于活化K₂S₂O₈的高级氧化体系中，可有效降解除草剂阿特拉津.

微生物发酵菌和生物质炭及蘑菇渣对污泥堆肥效果的影响

严兴, 侯毛宇, 李碧清, 王双, 梁毅成

2018, 31(1): 136-142. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.03.24

摘要(1844) HTML (81) PDF(1142)

摘要:
为解决污泥的处理处置难题，实现污泥减量化、无害化和资源化，在污泥中添加蘑菇渣、微生物发酵菌和生物质炭等辅料，进行共堆肥试验，设置T1（不添加辅料）、T2（添加30%的园林枯枝）、T3（添加20%的园林枯枝、9.9%的蘑菇渣和0.1%的微生物发酵菌）、T4（添加20%的园林枯枝和10%的生物质炭），以及T5（添加20%的园林枯枝、4.9%的蘑菇渣、0.1%的微生物发酵菌和5%的酸化生物质炭）5个好氧堆肥处理，考察各处理堆肥过程中温度变化、肥料的理化特性以及GI（发芽指数）.结果显示：①T5处理的效果最好，堆肥至第3天，堆体温度达到70.5℃，并且温度不低于50℃的时间达到19 d. ②T5处理肥料的w（TKN）（TKN为总凯氏氮）、w（TP）和w（TK）均最高，分别达到3.88、0.64和1.10 g/kg，远高于其他4个处理；产品的GI随堆肥时间的延长逐渐增长，达到183%. ③T5处理的NH₃排放最少，氮元素流失最低，能最大程度的转化成固化无机氮；残渣态重金属含量最高，不易浸出到环境中进入生态系统，生物毒性低.研究显示，蘑菇渣、微生物发酵菌和生物质炭能够促进污泥的腐熟，减少二次污染的产生，产品质量较好.

Fe₃O₄/BC复合材料的制备及其吸附除磷性能

胡小莲, 杨林章, 何世颖, 冯彦房, 周玉玲

2018, 31(1): 143-153. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.03.61

摘要(1172) HTML (42) PDF(1066)

摘要:
为解决磁性吸附剂Fe₃O₄不稳定、易在水中团聚以及吸附效率较低的问题，以BC（生物炭）为载体，采用化学共沉淀法制备了Fe₃O₄/BC（生物炭负载的纳米四氧化三铁）复合材料，并将其应用于水体中PO₄^3--P的吸附去除；探究了Fe₃O₄/BC对水中PO₄^3--P的吸附-解析性能，考察了纳米Fe₃O₄负载比例、吸附体系pH和初始ρ（PO₄^3--P）等因素对Fe₃O₄/BC吸附PO₄^3--P效率的影响，并考察了吸附机制.结果表明：所制备的Fe₃O₄纳米颗粒呈球形，均匀散布在生物炭表面；Fe₃O₄/BC复合材料能高效吸附水中的PO₄^3--P，在pH=3、温度为25℃、ρ（PO₄^3--P）为50 mg/L、Fe₃O₄/BC投加量为400 mg（二者质量比为1：1），吸附3 h达到平衡后，Fe₃O₄/BC吸附PO₄^3--P效率达到92.14%. Fe₃O₄/BC复合材料吸附PO₄^3--P的机制包括配位体交换和静电吸引，吸附过程较好地符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附方程. Fe₃O₄/BC具有良好的解析性能，用c（NaOH）为2.0 mol/L的溶液对吸附PO₄^3--P饱和后的Fe₃O₄/BC进行解析，解析效率达到80%.研究显示，Fe₃O₄/BC重复利用性好，在第4次利用后还能保持75%以上的吸附效率.

电-Fenton法降解低含盐量反渗透浓缩液中腐植酸

孟海玲, 刘庭蕾, 刘再亮, 朱丽莎

2018, 31(1): 154-160. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.03.40

摘要(1090) HTML (34) PDF(955)

摘要:
为研究采用碳毡-Pt电-Fenton体系处理模拟低含盐量反渗透浓缩液中的腐植酸的影响因素和降解机制，通过单因素试验，以COD_Cr去除率为评价指标，以Fe²⁺添加量、通氧量、电流密度、pH为考察因素，探讨了不同条件对电-Fenton体系ρ（H₂O₂）和COD_Cr去除率的影响.结果表明：采用电-Fenton法降解模拟反渗透浓缩液，较低的含盐量有助于COD_Cr的去除，与高含盐量（1 000~2 000 mg/L）相比，在低含盐量（500~1 000 mg/L）条件下COD_Cr去除率提高10%~20%；并且最佳条件下实际电流效率（GCE）达到15.6%，电化学能耗为32 kW·h/kg.最佳反应条件：通氧量为0.3 m³/L，Fe²⁺添加量为0.1 mmol/L，电流密度为3.5 mA/cm²，pH=3，在该条件下反应180 min时，电-Fenton体系产生的ρ（H₂O₂）为105 mg/L，可使ρ（COD_Cr）由150 mg/L降至16 mg/L，COD_Cr去除率达到90%.研究显示，较宽的pH范围（3~7）内碳毡-Pt电-Fenton体系对腐植酸的降解表现稳定，COD_Cr去除率均达到60%以上.

高效纤维质降解菌处理木薯酒精废液及其厌氧发酵动力学分析

卞志明, 赵明星, 廖家林, 阮文权

2018, 31(1): 161-169. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.03.59

摘要(1314) HTML (35) PDF(1188)

摘要:
为提高木薯酒精废液中固形物的降解效率，优化木薯酒精废液的厌氧发酵特性，采用高效纤维质降解菌群作为CSTR（continuous stirred tank reactor，连续搅拌反应器）接种污泥，通过逐级提高进料负荷，研究不同容积负荷下的厌氧消化性能及相应的酶活性变化，建立了厌氧发酵过程动力学模型.结果表明，在高温（55℃）条件下经长时间稳定运行，容积负荷为14 kg/（m³·d）（以COD_Cr计）时，反应器出水ρ（TCOD）（TCOD为总化学需氧量，以COD_Cr计）和ρ（SCOD）（SCOD为溶解性化学需氧量，以COD_Cr计）分别为15 367.6、10 982.8 mg/L，TCOD去除率达到70%~75%；φ（CH₄）在48%左右，沼气产率为0.22 L/g（以每g TCOD计）；此外，木聚糖酶活性、纤维素酶活性在该条件下达到最大值，分别为42.1、30.2 U.脱氢酶活性在容积负荷为12 kg/（m³·d）时达到最大值80.1 TFμg/（h·mL）.动力学模型研究表明，最大原料产气率（y_m）为0.335 L/g（以每g TCOD计），一级反应常数（k）为0.743 d^-1，产气率为0.3 L/g，通过该模型可以得到最佳HRT（hydraulic retention time，水力停留时间）为11.5 d，最佳容积负荷为4.6 kg/（m³·d）.研究显示，在高温高容积负荷条件下，CSTR能够稳定的处理木薯酒精废液，并且能够获得较高的纤维素和半纤维素酶活性.

基于DED模型的挥发性有机物健康风险评价

张瑞环, 钟茂生, 姜林, 张丹, 郑瑞, 吴杨, 付全凯

2018, 31(1): 170-178. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.03.64

摘要(1696) HTML (59) PDF(1025)

摘要:
为评估DED（Dual Equilibrium Desorption，双元平衡解吸）模型用于预测实际场地VOCs呼吸暴露健康风险的适用性，以邯郸某化工搬迁场地中危化品存储车间场地为案例，采用DED模型分别计算了二氯甲烷和苯在埋深1.5m（浅层）和3.5m（深层）处的呼吸暴露健康风险，并与基于相应深度实测土壤气中污染物浓度及采用传统J & E（Johnson and Ettinger）模型预测的呼吸暴露健康风险进行了比较验证.结果表明：①采用DED模型预测的二氯甲烷健康风险均未超过10^-6，在某些点位及深度（2号点浅层、6号点浅层及深层、5号点深层）苯的健康风险超过了10^-6. ②基于实测土壤气中污染物浓度计算的健康风险显示，二氯甲烷健康风险均未超过10^-6，在某些点位及深度（4号和6号点浅层和深层及2号点深层）苯的健康风险超过了10^-6. ③采用J & E模型预测的二氯甲烷和苯的健康风险均超过10^-6. ④对比发现，对于二氯甲烷DED模型预测的风险结果与基于土壤气实测污染物浓度预测的结果总体无明显差异，但苯在部分点位前者预测结果低于后者.研究显示，DED模型基本上能适用于预测实际场地VOCs呼吸暴露健康风险，但在某些点位可能会低估实际风险，建议具体使用过程中进一步采集场地数据进行验证，而J & E模型的预测结果均过于保守；同时，对DED模型各参数进行敏感性分析发现，土壤中土壤气体积含量、污染物浓度和有机碳含量对风险结果影响相对明显，土壤容重则几乎没有影响.

中国作物秸秆资源利用潜力的多适宜性综合评价

曹志宏, 黄艳丽, 郝晋珉

2018, 31(1): 179-186. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.03.58

摘要(1482) HTML (102) PDF(1621)

摘要:
由于作物秸秆类型不同，其营养成分和利用价值也不同，因此仅根据草谷比系数法以质量形态衡量其利用价值，难以全面直接地反映秸秆资源的多种利用价值.为综合定量评价不同利用方式下我国作物秸秆资源的各种利用价值，依据能量流动定律，构建作物秸秆多适宜性综合统一评价体系.结果表明：①以质量、能量和谷物当量3种形态综合核算我国秸秆资源量，其计量结果年际变化趋势较为一致，并且能量和谷物当量形态更能直接体现秸秆资源能源化和饲料化的实际利用价值；②1991-2015年我国作物秸秆资源利用价值总量整体上升，至2015年我国作物秸秆肥料化、基料化和原料化形态质量为6.88×10¹¹ kg，能源化利用价值为8.89×10¹⁸ J，适宜饲料化的作物秸秆资源利用量为6.26×10¹¹ kg谷物当量，折合当年全国粮食总产量的100.66%，因此秸秆饲料化具有较高的利用价值，并且符合当前我国"粮改饲"农业改革发展方向；③我国各地秸秆资源量在空间上呈现出显著的地域边缘属性，秸秆资源丰富地区主要集聚在华北、东北和长江中下游地区.研究显示，就作物秸秆主要利用方式而言，饲料化具有相对较高的适宜性和利用价值，但是由于经济收益、经营规模和市场供需不对称等原因，当前农户秸秆饲料化的意愿不高，可利用经济和政策等措施引导该产业有序开展.

碳交易背景下天津市电力行业碳排放强度与基准线

张宁, 贺姝峒, 王军锋, 陈颖, 康磊

2018, 31(1): 187-193. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.03.35

摘要(1674) HTML (44) PDF(1501)

摘要:
电力行业是我国碳排放权交易体系中的重要参与行业，开展区域电力行业碳排放强度分析与基准线设置研究，不仅有利于区域因地制宜地开展行业碳减排工作，同时对全国统一碳市场的建立尤其是电力行业配额分配方案的确定具有重要参考价值.基于天津市2014年15家主要发电企业的32台发电机组数据，在核算分析天津市电力行业碳排放强度的基础上，设置实际排放情景、现行标准先进值情景及综合减排情景等3组基准线情景，并展开对天津市电力行业碳减排的适用性分析.研究表明：①在数据和统计基础较好、产品单一的行业采用基准法进行配额分配，有利于碳市场资源的公平、合理配置，可有效促进区域电力行业低碳发展；②2014年天津市电力行业碳排放强度为822.9 g/（kW·h），燃煤发电与燃气发电碳排放强度分别为824.4与502.0 g/（kW·h）；③发电碳排放强度可反应出单台机组的能耗和管理水平，燃煤发电方式下，采用压力参数高、机组容量大的机组发电更有利于降低区域碳强度；④综合减排情景既考虑了本地区电力行业碳排放水平，同时参考了其他省市基准线设定，对部分类型机组数量较少、代表性不足的地区适用性更强，该情景对地区电力行业低碳水平要求最为严格，虽然为企业减排带来一定压力，但更有利于区域行业减排，且对于排放强度较高的较小容量机组能够起到更强的激励作用.

基于模糊数学的排污权交易基准价测算模型及其应用

宋福忠, 李凯旋, 李烨楠, 张代钧, 卢培利, 王飞

2018, 31(1): 194-200. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.03.54

摘要(1660) HTML (59) PDF(979)

摘要:
为了解决排污权交易基准价的制定这一排污权交易制度设计的关键问题，在对影响排污权价值的因素进行理论分析的基础上，利用模糊数学理论建立了包含人均国民生产总值、环境容量、污染物排放绩效3个影响因素的排污权价值模糊数学评价模型，结合污染物削减成本构建了排污权交易基准价测算模型.利用该套模型，建立了重庆市COD和氨氮排污权价值评价体系，计算得到重庆市人均国民生产总值、污染物环境排放量、工业污染物排放绩效等影响因素对排污权价值的权重分别为0.540、0.163和0.297，COD和氨氮排污权价值的模糊综合评价结果向量分别为（0，0.715，0.285，0，0）和（0，0.865，0.135，0，0）；根据重庆市废水COD和氨氮削减成本，测算了重庆市废水COD和氨氮的排污权交易基准价格分别为5 900和16 000元/t，处于全国排污权交易试点省市确定的基准价的中上水平.该套模型将排污权基准价测算过程中具有模糊性、不确定性的影响因素进行了定量表达，使测算结果更符合客观实际，并且具有实用价值，但在排污权价值影响因素的筛选及其量化等方面有待进一步研究.

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2018年第31卷第1期

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