环境科学研究

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2018, 31(12).

摘要(175) PDF(52)

摘要:

黄玉虎, 胡玮, 任碧琪, 秦建平, 林雅妮, 江梅, 侯立安

2018, 31(12): 1987-1992. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.06.11

摘要(1433) HTML (37) PDF(908)

摘要:
针对地方政府、VOL（挥发性有机液体）储库和治理企业进行VOCs（挥发性有机物）治理时面临排放标准选择困惑的现状，根据地方行业性标准>国家行业性标准>地方综合标准>国家综合标准的标准选择顺序，对我国部分地区（北京市、上海市、厦门市、重庆市）现行的相关排放标准进行分析.结果表明：①对于汽油储库，全国均执行GB 20950—2007《储油库大气污染物排放标准》（北京市除外）；②对于原油及成品油（汽油除外）储库，各地区优先执行本地区《工业企业挥发性有机物排放控制标准》，其次是本地区《大气污染物综合排放标准》，最后是国家的GB 16297—1996《大气污染物综合排放标准》，北京市、上海市、厦门市和重庆市《大气污染物综合排放标准》中NMHC（非甲烷总烃）最高允许排放质量浓度分别是GB 16297—1996标准限值的42%、58%、83%和100%；③工业企业VOCs排放标准或大气污染物综合排放标准的NHMC最高允许排放质量浓度约为GB 20950—2007标准限值的3‰，因此准确选择排放标准显得尤为重要.研究显示，生态环境部应尽快修订GB 20950—2007，将适用范围扩大为原油及成品油或VOL储库，并适度加严标准限值，推动行业有序发展.

“2+26”城市“散乱污”企业的社会经济效益和环境治理成本评估

彭菲, 於方, 马国霞, 杨威杉

2018, 31(12): 1993-1999. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.09.19

摘要(2730) HTML (59) PDF(824)

摘要:
为了评估2017年原环境保护部对“2+26”城市“散乱污”企业综合整治的效果，利用“2+26”城市“散乱污”企业清单，结合巡查期间279家“散乱污”企业的社会经济效益和环境治理成本调查数据，利用污染物治理成本法，对重点行业“散乱污”企业的社会经济效益和环境治理成本进行评估.结果表明：①家具制造与板材加工和塑料加工行业是“2+26”城市“散乱污”企业综合整治的重点行业，这两种行业的企业数量分别占“2+26”城市6.2×10⁴家“散乱污”企业的35.2%和15.9%.②京津冀地区“散乱污”企业中砖瓦窑行业企业扣除环境治理成本后的产值利润率为2%，家具制造与板材加工行业企业扣除环境治理成本后的产值利润率为负值（-2%），均低于全国规模以上工业企业的产值利润率；“散乱污”企业过去以牺牲环境为代价获得企业利润，扣除环境治理成本后，企业盈利能力很低，需要升级改造或予以淘汰.③规模越小的“散乱污”企业，环保治理设施与投入越少，这些企业也基本不缴纳税收，导致微小型“散乱污”企业的经济效益明显高于规模以上企业.④“2+26”城市“散乱污”企业中砖瓦窑行业企业就业职工数占规模以上非金属矿物制品业职工总数的9.1%，家具制造与板材加工行业就业职工数占规模以上家具制造行业职工总数的50.3%.“散乱污”企业的取缔整改，将对“散乱污”企业集中分布地区的劳动就业产生一定影响.研究显示，“散乱污”企业过去总体上是以牺牲环境为代价获得经济效益的黑色经济.

基于非靶向物种保护的农药水环境基准及排放限值研究

魏玉霞, 胡林林, 张明慧, 韩梅, 陈艳卿, 王延红

2018, 31(12): 2000-2012. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.09.26

摘要(1145) HTML (61) PDF(607)

摘要:
我国农药行业的水污染排放管理长期以来缺乏对特征污染物的控制要求，特征污染物产生、处理和排放的数据基础也非常薄弱.鉴于农药活性成分对作用对象极其敏感但又具有高选择性的特点，可以立足于对敏感作用对象以外的水生生物加以充分保护的思路，建立基于非靶向物种保护的农药水环境急性基准，作为我国现阶段农药排放限值的推导基础.基于对几十种农药活性成分毒性数据的分析，将物种毒性数据敏感度变化最显著的位序点（累积概率在5%~30%之间）作为“靶向物种”与“非靶向物种”累积概率的分割点，提出保护非靶向物种目标的水质基准计算方法，并以毒死蜱为例，应用物种敏感度分布曲线法对特征污染物毒死蜱水质基准值进行示例推导.筛选出无脊椎动物、脊椎动物和植物等9门39科59种共109个急性毒性数据，经计算得出，毒死蜱对我国水生生物的HC_t（靶向物种的危害浓度）为4.35 μg/L，基于HC_t得到的毒死蜱排放限值为20 μg/L，与美国农药工业水污染物排放指南与排放标准中毒死蜱对现源的日最大排放限值（经换算为8 μg/L）较为接近.研究显示，基于非靶向物种保护的农药水环境基准方法推导的排放限值与发达国家排放控制要求接近，通过有效的污染控制技术可以实现，具有可达性.

药物及个人护理品的污染现状、分析技术及生态毒性研究进展

王丹丹, 张婧, 杨桂朋, 李锋民

2018, 31(12): 2013-2020. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.10.04

摘要(2184) HTML (92) PDF(853)

摘要:
随着医药及洗化行业的快速发展，PPCPs（pharmaceuticals and personal care products，药物及个人护理品）的生产和使用量增长迅速，已经成为自然环境中具有潜在生态风险的一类新型污染物.由于PPCPs在环境中浓度低、检测难度大、生态风险具有潜伏性，高灵敏度的定量检测方法已成为研究的热点.比较了文献中常用的不同预处理方法〔液液萃取（liquid liquid extraction，LLE）、固相萃取（solid phase extraction，SPE）、固相微萃取（solid phase micro extraction，SPME）、超声波溶剂萃取（ultrasonic solvent extraction，USE）、加压液相萃取（pressurized liquid extraction，PLE）、微波辅助溶剂萃取（microwave assisted solvent extraction，MASE）〕和检测方法〔GC/MS（气相色谱-质谱）、GC/MS/MS（气相色谱-双质谱）、HPLC/MS（高效液相色谱-质谱）、HPLC/MS/MS（高效液相色谱-双质谱）〕对地表水、沉积物、饮用水等不同介质中PPCPs检出限和检出浓度的异同，发现水样预处理常采用固相萃取法，其具有高回收和富集倍数、消耗有机溶剂少、省时等优点；固相样品预处理常采用超声溶剂萃取，其具有操作简单、适用性广等优点；HPLC/MS/MS检测方法具有广泛适用性，可检测大多数PPCPs，并且操作简单、灵敏度高.PPCPs会在水生生物体富集，并会表现出抑制酶活性、蛋白质及核酸合成、干扰藻类生长、影响动物活动等毒性效应.建议未来应加强环境中超低浓度PPCPs定量、定性分析技术的研发与应用，同时加强其环境风险研究，为揭示PPCPs的环境归趋行为提供技术支持.

潜流人工湿地堵塞程度的原位测定研究

王宇擎, 张哿, 王乾, 涂海峰, 李锋民

2018, 31(12): 2021-2027. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.06.01

摘要(1103) HTML (69) PDF(537)

摘要:
人工湿地因其生态友好、运行费用低廉、处理效果好而被广泛运用于污水处理中，然而潜流人工湿地在运行过程中会发生填料堵塞，导致其利用率下降、寿命缩短，但目前还缺乏简单有效的原位测定人工湿地堵塞程度的方法和仪器.为了客观地评价湿地的堵塞程度，以渗透系数法为测定原理构建了人工湿地堵塞程度原位测定法，结合压力探测和数据处理模块开发了人工湿地堵塞程度原位测定仪，并进行了实验室试验和原位测量以检验方法和仪器的可行性.实验室试验中测量了利用砂土和砾石模拟的不同程度的堵塞.结果表明：当填料砂土与砾石的质量比为2：1、4：1、8：1时，堵塞系数分别为0.69、0.84、0.91 km/d，测得的堵塞系数和填料比例显著相关，能够准确地反映堵塞程度.原位测量选择运行了1~5 a的4个潜流人工湿地（A、B、C、D湿地）进行，运行一段时间后，潜流人工湿地入口处、湿地管道破损处和使用时间较长的湿地堵塞系数较高，最高达0.998 km/d，而运行情况良好的D湿地堵塞系数在0.5 km/d以下.研究显示，原位测定结果能很好地反映湿地的堵塞情况.

组合人工湿地系统对污水处理厂二级出水的深度处理效果

祝志超, 缪恒锋, 崔健, 黄振兴, 阮文权

2018, 31(12): 2028-2036. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.09.29

摘要(1234) HTML (45) PDF(695)

摘要:
为了解组合人工湿地系统深度处理污水的效果，利用水质分析和微生物多样性分析相结合的方法，研究了VF-HF组合人工湿地系统〔由VFCW（垂直流人工湿地）与HFCW（水平流人工湿地）串联组成〕深度处理污水处理厂二级出水的效果.结果表明：①稳定运行期间，VF-HF组合人工湿地系统出水的ρ（COD_Cr）、ρ（NH₄⁺-N）、ρ（TN）和ρ（TP）的平均值分别为18.11、0.41、0.96和0.16 mg/L，对COD_Cr、NH₄⁺-N、TN和TP的平均去除率分别为67.21%、89.83%、90.08%和70.91%，且VFCW对COD_Cr的去除性能好于HFCW，HFCW对氮的去除性能好于VFCW.②VF-HF组合人工湿地系统中细菌的丰富度和多样性差异明显，VFCW和HFCW中上层填料中细菌的丰富度和多样性均大于下层，且系统中优势细菌富集明显，其中VFCW沸石层富集了优势反硝化细菌菌科（Comamonadaceae）和优势菌属（Desulfomicrobium），HFCW的石英砂层富集了优势反硝化细菌菌科（Xanthomonadaceae）和优势菌属（Silanimonas），HFCW的沸石层富集了优势反硝化细菌菌科（Rhodocyclaceae）.研究显示，VF-HF组合人工湿地系统深度处理二级出水的效果较好，出水水质达到GB 3938—2002《地表水环境质量标准》Ⅲ类水质要求，且系统中富集了优势反硝化细菌菌科（Comamonadaceae，Xanthomonadaceae，Rhodocyclacea）以及优势菌属（Desulfomicrobium，Silanimonas）.

AAO-MBR工艺污水处理系统中消毒副产物前体物变化规律

张雅晶, 缪恒锋, 张晓夏, 周梦娟, 阮文权

2018, 31(12): 2037-2046. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.07.29

摘要(1620) HTML (61) PDF(672)

摘要:
为探究DBPs（消毒副产物）前体物在污水处理过程中的变化情况，采用超滤膜和XAD大孔吸附树脂将AAO-MBR工艺沿程出水中DOM（溶解性有机物）进行分离，并利用3D-EEM（三维荧光光谱）对分离前后水样进行表征，同时测定DBPFP（消毒副产物生成势）.结果表明：①沉砂池出水具有较低的C-DBPFP（含碳消毒副产物生成势）；经过AAO和MBR后，由于微生物代谢作用生成的疏水性SMPs（微生物代谢产物）类物质（为主要的C-DBPs前体物质）包含较多不饱和键，导致C-DBPFP增加.②沉砂池出水的N-DBPFP（含氮消毒副产物生成势）较低，但经过AAO后生成的小分子物质（为主要的N-DBPs前体物）导致N-DBPFP增加；经过MBR后由于SRT（污泥停留时间）和污泥浓度的增加造成小分子物质减少，致使N-DBPFP降低.③市政污水经过AAO后，C-DBPs和N-DBPs前体物分别增加了90.9%和7.3%；而MBR具有较高的DOC去除率（74.4%），去除了56.8%的C-DBPs前体物和78.1%的N-DBPs前体物.研究显示，AAO-MBR工艺对市政污水中C-DBPs和N-DBPs前体物有较好地去除效果.

碳源对反硝化细菌的反硝化速率和群落结构的影响

周梦娟, 缪恒锋, 陆震明, 阮文权

2018, 31(12): 2047-2054. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.10.03

摘要(2302) HTML (88) PDF(680)

摘要:
为探究碳源类型在反硝化过程中对氮素转化和微生物群落组成的影响，分别建立R1（以C₆H₁₂O₆为碳源）和R2（以CH₃COONa为碳源）反应器，通过分析R1和R2反应器中反硝化过程的氮素转化情况，评价C₆H₁₂O₆和CH₃COONa对脱氮效果的影响，并运用动力学模型对R1和R2反应器中反硝化能力进行评价；同时，采用高通量测序技术表征2种碳源对反应器中微生物群落结构和多样性的影响.结果表明：①运行后期的R1、R2反应器中单位生物量的反硝化速率（以NO₃^--N计，下同）分别为8.56、11.26 mg/（g·h），R1反应器中NO₂^--N累积平均值为11.34 mg/L，显著高于R2反应器（0.20 mg/L），且R1反应器中NH₄⁺-N累积平均值为6.58 mg/L，是R2反应器（0.65 mg/L）的10.11倍.②反应器中NO₃^--N还原过程均符合Haldane模型，其中R1、R2反应器中单位生物量的r_max（最大降解速率）分别为35.61、47.79 mg/（g·h），表明R2反应器中的反硝化能力强于R1反应器.③微生物经过富集后，其细菌多样性和物种丰度下降，但发挥反硝化作用的微生物相对丰度逐渐增加.R1和R2反应器中共同的优势菌门有Proteobacterias、Bacteroidetes、Firmicutes和Gracilibacters，其在R1反应器中的相对丰度依次为96.14%、2.06%、0.66%和0.47%，在R2反应器中依次为79.75%、6.88%、9.47%和2.13%，优势菌门在不同运行时间的丰度表达上存在消长变化状态.研究显示，C₆H₁₂O₆和CH₃COONa在反硝化过程的氮素转化上存在明显差异，对各类优势菌群的相对丰度有明显影响.

染色残液电化学处理碳素阴极材料性能比较

卢钧, 陈泉源, 杜夕铭, 杨梦婷, 唐聪

2018, 31(12): 2055-2062. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.07.05

摘要(1147) HTML (47) PDF(787)

摘要:
为实现染色残液的高效处理及废水回用，鉴于染色残液良好的导电性，选用电化学处理技术，以模拟活性红X-3B染色残液为研究对象，在钌铱形稳电极为阳极和合适的电解条件下，比较石墨板、石墨毡、炭毡、ACF（活性炭纤维毡）、碳纤维电极〔CFF（碳纤维布）、CFB（碳纤维刷）〕等碳素阴极材料的电化学处理效能.结果表明：碳素阴极材料可实现染色残液的完全脱色，活性红X-3B的降解过程符合一级反应动力学特征，其中CFF为阴极时COD_Cr去除率达到86.37%，一级动力学反应常数为0.010 3 min^-1，是石墨毡（0.007 3 min^-1）的1.4倍.相比于石墨板电极，CFB显示出优异的二电子氧还原和产H₂O₂能力，单位面积产H₂O₂的浓度为10.40 μmol/L，是石墨板（1.08 μmol/L）的9.7倍，产生的H₂O₂导致活性红X-3B的降解，30 min内实现完全脱色.循环伏安曲线表明，碳纤维电极（包括CFF和CFB）的析氧电位明显高于其他电极，可有效抑制析氧副反应，提高有机污染物降解过程中的电催化效率，有利于降低能耗.研究显示，碳纤维可作为阴极材料应用于电化学处理染色残液，具有良好的稳定性.

中国沿海地区大气污染特征及其聚类分析

龙凌波, 佘倩楠, 孟紫琪, 刘敏, 岳祝, 闫媛媛

2018, 31(12): 2063-2072. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.06.15

摘要(1488) HTML (59) PDF(881)

摘要:
为识别我国沿海地区的大气污染分布特征，基于2015—2016年我国沿海12个省（自治区、直辖市）的115个地级以上城市ρ（PM_2.5）、ρ（PM₁₀）、ρ（NO₂）、ρ（O₃）、ρ（CO）和ρ（SO₂）监测数据，在分析其时空分布特征的基础上，结合主成分分析和AIC（改进赤池信息准则）开展我国沿海地区大气污染聚类分析研究.结果表明：我国沿海地区颗粒物污染严重，其中70%和54%的城市未达到GB 3095—2012《环境空气质量标准》中ρ（PM_2.5）和ρ（PM₁₀）二级标准，ρ（PM_2.5）在空间上以浙江省金华市为界呈“北高南低”、金华市以北地区“西高东低”的分布特征；环渤海带及长三角地区ρ（O₃）处于相对较高水平，山东省中部ρ（SO₂）突出，最高值达71.3 μg/m³.根据6种大气污染物监测值，可将115个地级以上城市聚为3类：类Ⅰ包括河北省南部和山东省西部在内的21个城市，空间分布连续且相对集中，受本地源和扩散条件的影响，各项大气污染物质量浓度均处于较高水平；类Ⅱ包括辽宁省、山东省东部和长三角等地区的42个城市，各项大气污染物质量浓度较类Ⅰ有所降低，ρ（PM_2.5）降低（比类Ⅰ低34.2%）明显，更多表现为受工业和散煤燃烧影响的SO₂污染，和受海运船舶和陆路交通源影响的NO₂污染；类Ⅲ包括福建省、广东省和广西壮族自治区沿海一带的52个城市，大气污染物质量浓度相对较低，空气质量较优，受季风和外来源影响的秋季O₃污染特征明显.3类城市ρ（O₃）平均值相近但季节性变化有所差异，类Ⅰ和类Ⅱ ρ（O₃）峰值均出现在6月，类Ⅰ ρ（O₃）季节性差异更为显著，类Ⅲ峰值出现在10月，全年变幅相对较小.研究显示，我国沿海地区山东省西部、江苏省北部与京津冀地区南部呈较为相似的污染特征，广西壮族自治区柳州市与周边城市呈不同聚类特征，ρ（PM）和ρ（SO₂）相对较高，为大气污染热点.

漯河市PM₁₀和PM_2.5中水溶性离子浓度特征及其来源解析

王娜, 殷宝辉, 王静, 刘盈盈, 李伟, 耿春梅, 白志鹏

2018, 31(12): 2073-2082. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.08.18

摘要(1253) HTML (82) PDF(635)

摘要:
为了研究漯河市PM_2.5和PM₁₀及其水溶性离子变化特征，于2017年5月—2018年2月在漯河市3个采样点同步采集PM_2.5和PM₁₀样品，分别获得PM_2.5和PM₁₀有效样品191和190个.用离子色谱法分析样品中F^-、Cl^-、NO₃^-、SO₄^2-、Na⁺、NH₄⁺、K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺等9种水溶性无机离子.结果表明：在采样期间，漯河市ρ（PM_2.5）平均值为72.42 μg/m³，其中ρ（总无机水溶性离子）的年均值为34.76 μg/m³，占ρ（PM_2.5）的46.72%；ρ（PM₁₀）平均值为126.52 μg/m³，其中ρ（总无机水溶性离子）的年均值为46.40 μg/m³，占ρ（PM₁₀）的35.67%.2种颗粒物水溶性离子质量浓度的季节性变化均呈冬季高、夏季低的趋势.PM_2.5/PM₁₀〔ρ（PM_2.5）/ρ（PM₁₀）〕在四季分别为0.50、0.61、0.56、0.57.采样期间漯河市PM_2.5中NOR（氮氧化率）和SOR（硫氧化率）的年均值分别为0.17和0.30，PM₁₀中NOR和SOR的年均值分别为0.22和0.34，说明颗粒物中SO₄^2-的二次转化效率高于NO₃^-.PM_2.5和PM₁₀在采样期间均呈弱碱性，且碱性在夏季最强，秋季最弱.利用PMF模型分析PM_2.5和PM₁₀中水溶性离子的主要来源发现，PM_2.5中水溶性离子来源主要包括生物质燃烧源、燃煤源、建筑扬尘源、工业源和二次污染源，PM₁₀中水溶性离子来源主要包括燃煤源、建筑扬尘源、二次污染源、生物质燃烧源和工业源.研究显示，漯河市颗粒物污染中水溶性离子来源复杂，应采取多源控制的污染防治措施.

阿拉善沙漠高原降水化学特征与离子来源判别

陈堂清, 饶文波, 金可, 郑芳文, 张文兵, 王帅, 王雅宁

2018, 31(12): 2083-2093. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.08.14

摘要(1172) HTML (44) PDF(655)

摘要:
为查明我国北方沙漠地区降水化学组成及来源，在阿拉善沙漠高原阿右旗气象站采集了2013—2015年的降水样品，测定了降水pH、EC（电导率）及主要离子当量浓度.结果表明：阿拉善沙漠阿右旗气象站降水pH和EC的范围分别为6.66~8.05和35~1 237 μS/cm；Ca²⁺、SO₄^2-、Na⁺和Cl^-为降水中的主要离子，其总和占总离子的85%以上.降水pH、EC和主要离子当量浓度是反映空气质量的基本参数，较高的降水pH反映出当地降水具有明显的碱性特征.与其他地区相比，该地区降水的EC和可溶性离子日均湿沉降通量也较高，且随月份有较大的变化，表明干旱沙漠粉尘对当地降水水化学的贡献较大.根据离子来源相对贡献的计算结果发现，降水中92.8%的SO₄^2-和98%的NO₃^-来自人为源，98.8%的Ca²⁺和88.7%的K⁺为陆地来源，55%的Mg²⁺为海洋源，24.8%的Na⁺来自矿物风化，极少部分Cl^-为人为源.研究显示：除降水中的NH₄⁺外，其他主要离子之间的相关性表明各种成因物质在风力作用下同时进入了大气；基于[NH₄⁺]（NH₄⁺的当量浓度）与[K⁺]（K⁺的当量浓度）相关性分析，降水中的NH₄⁺来自生物质燃烧、肥料使用、动物粪便等.

浙江省中西部典型地区PM_2.5中二次有机气溶胶示踪物的分布特征

方燕珍, 周梦婷, 江敏, 黄伊宁, 冯加良

2018, 31(12): 2094-2102. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.08.17

摘要(1253) HTML (44) PDF(662)

摘要:
为了解我国中小城市地区SOA（二次有机气溶胶）的质量浓度及来源，采集了浙江省中西部典型地区——兰溪市城区和近郊2个站点2016年四季的PM_2.5样品，利用GC/MS（气相色谱/质谱）分析了PM_2.5中11种指示不同来源的SOA示踪物的质量浓度水平，利用示踪物产率法估算了不同来源前体物对SOC（二次有机碳）的贡献.结果表明：兰溪市PM_2.5中ρ（异戊二烯SOA示踪物）的年均值为40.79 ng/m³，约占检测示踪物总质量浓度的89%；ρ（α-蒎烯SOA示踪物）、ρ（β-石竹烯SOA示踪物）和ρ（甲苯SOA示踪物）的年均值分别为4.09、0.36和1.01 ng/m³.ρ（异戊二烯SOA示踪物）和ρ（α-蒎烯SOA示踪物）存在夏季 > 秋季 > 春季 > 冬季的季节性变化趋势，ρ（β-石竹烯SOA示踪物）为秋季、冬季 > 春季、夏季，而ρ（甲苯SOA示踪物）的季节性变化不显著，表明不同类型VOCs（挥发性有机物）前体物排放量的季节性变化明显不同.基于示踪物产率法的估算结果表明：夏季异戊二烯等植物源VOCs可能是兰溪市PM_2.5中SOA的主要来源；而春季、秋季、冬季甲苯等人为源VOCs是SOA的主要前体物，贡献了兰溪市PM_2.5中ρ（SOC）的60%左右.研究显示，减少人为源VOCs的排放对相关地区灰霾及大气细颗粒物污染的防控具有重要作用.

新疆维吾尔自治区石化企业典型工艺无组织VOCs排放特征及光化学反应活性

吴丽萍, 欧盛菊, 殷宝辉, 李岳, 朱修军, 张霞

2018, 31(12): 2103-2111. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.09.10

摘要(1381) HTML (120) PDF(810)

摘要:
为探究新疆维吾尔自治区石化企业典型工艺〔LCZZ（蜡催装置工艺）、XHS（循环水工艺）、DFT（大芳烃工艺）、SX（三循工艺）、180万t（180万t加氢工艺）、200万t（200万t加氢工艺）〕无组织VOCs（挥发性有机物）的排放特征及光化学反应活性，采用气袋法进行样品采集，用GC-MS（气相色谱-质谱仪）定量分析其主要成分，并利用L^OH法（·OH反应速率法）和MIR法（最大增量反应活性法）估算VOCs组分的臭氧生成潜势.结果表明：该石化企业中，各典型工艺无组织排放的ρ（TVOCs）（VOCs化合物质量浓度之和）较高，范围为87.2~185 μg/m³，其中LCZZ排放最高，180万t排放最低；各工艺检测到的VOCs成分构成整体上相似，均以烷烃和卤代烃为主，w（烷烃）和w（卤代烃）范围分别为41.7%~67.3%和24.3%~50.1%；不同工艺的无组织VOCs特征组分各有不同，但均为ρ（氟利昂113）最高，w（氟利昂113）范围为22.3%~45.8%.不同工艺无组织废气中臭氧生成贡献率较大的物种均为烯炔烃和烷烃；LCZZ、XHS、SX及180万t中的丙烯、DFT中的正丁烷和200万t中的2，3-二甲基丁烷是各工艺排放VOCs中臭氧生成贡献率最大的组分，同时也是对光化学污染贡献最为突出的污染物质.研究显示，该石化企业无组织VOCs的污染较为严重，具有明显的工艺差异性，VOCs组分较复杂，应采取分工艺、生产全过程控制的污染防治对策.

区域物种保育更新服务功能综合评估

胡涛, 李延风, 黄盼盼, 高艳妮, 孔莹, 黄珠美, 李付杰

2018, 31(12): 2112-2123. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.09.03

摘要(992) HTML (57) PDF(550)

摘要:
物种保育更新及生物多样性维持是生态系统服务功能综合评估的热点和难点问题.鉴于当前物种保育更新服务功能综合评估技术方法体系及实际应用过程中区域可比较性的不足削弱了生物多样性的有效监管，以物种保育更新服务功能为研究对象，基于物种濒危程度、生态保护成效、核算结果可重复及陆海统一这4项评估原则，借鉴能值理论构建了综合考虑物种更新率、生境质量调整系数、不同濒危等级指数和单个物种能值转换率的评估方法，并以厦门市陆地和海洋的物种为研究案例，将2010作为基准年、2015年为评估年进行综合评估.结果表明：评估年相比基准年陆地物种保育更新服务的能值量由1.14×10²⁰ sej增至1.21×10²⁰ sej，海洋由1.56×10²⁰ sej增至3.32×10²⁰ sej，海洋变化程度较陆地显著.厦门市北部山区较南部沿海区域生境质量维持较好，2010—2015年期间整体变化趋好，局部受到轻微扰动.厦门陆地与海洋历史时期出现且纳入计算的动植物物种数为5 110种，其中陆地物种数为1 321种，海洋物种数为3 879种，而中国特有种和福建省重点保护物种为物种数占比最多的保护等级.研究显示，陆地物种受保护等级程度较高，面临受威胁和濒危的物种也较多，各类保护等级对物种保育作用显著；修正的综合评估方法体系能够弥补生态系统服务主流化研究的不足，可为生物多样性保护的规范性与科学性提供参考价值.

高原深水湖泊沉积物重金属背景值研究及潜在生态风险评估

王坤, 张岚, 姜霞, 赵丽, 王书航

2018, 31(12): 2124-2132. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.07.28

摘要(1190) HTML (46) PDF(954)

摘要:
为了解青藏高原湖区典型深水湖泊——羊卓雍错沉积物重金属污染水平及当前生态风险，以表层沉积物为基础，采用参考元素法计算研究区的重金属背景值，并对重金属生态风险状况进行了初步评估.结果表明：①羊卓雍错沉积物中重金属Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Hg和Pb的背景值分别为（27.49±11.39）（22.53±4.74）（15.93±6.44）（28.22±9.68）（11.96±2.34）（0.22±0.11）（0.04±0.03）（11.59±5.29）mg/kg.②羊卓雍错表层沉积物重金属生态风险指数为66.96~227.79，平均值为119.45，各采样点重金属潜在生态风险均处于低风险或中等风险，流域整体处于低风险.③羊卓雍错表层沉积物中8种重金属的潜在生态风险顺序为Hg > Cd > As > Pb > Ni > Cu > Cr > Zn，各重金属生态风险指数范围为0.97~123.25，平均值在1.01~56.67之间，除Hg处于中等风险外，其余7种重金属均处于低风险状态.研究显示，参考元素法可便捷、准确地计算受人类活动影响较小湖泊的沉积物重金属背景值，当前羊卓雍错沉积物中重金属质量分数主要受背景值影响，而人类活动对重金属污染亦有贡献，需适当加强关注.

焚烧飞灰协同去除垃圾渗滤液纳滤膜浓缩液中COD_Cr的特性研究

孟棒棒, 田书磊, 李松, 王野, 艾恒雨, 刘宏博, 黄启飞

2018, 31(12): 2133-2139. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.09.22

摘要(1498) HTML (51) PDF(559)

摘要:
城市生活垃圾焚烧飞灰和垃圾渗滤液膜浓缩液的环境无害化处置已成为目前行业和政府管理部门亟待解决的难题.遵循“以废治废”的研究思路，利用填料柱开展了生活垃圾焚烧飞灰去除NF（纳滤）膜浓缩液中COD_Cr的特性研究，重点研究了不同淋滤速率（40、60、80 mL/h）、填料层厚度（5、15、25 cm）条件下NF膜浓缩液中COD_Cr随淋滤时间的去除效果.结果表明：NF膜浓缩液中COD_Cr的去除主要依靠飞灰的吸附、化学沉淀以及截留作用；淋滤速率对NF膜浓缩液中COD_Cr的去除效果影响很小，COD_Cr去除率随填料层厚度增加而增大；当填料层厚度为15 cm、淋滤速率为60 mL/h时，飞灰对垃圾渗滤液纳滤膜浓缩液中COD_Cr的去除效果总体达到最佳，且相应灰渣的含盐量以及Pb、Zn、Cu、Cd、Cr的浸出毒性均显著降低.研究显示，最佳条件下飞灰对NF膜浓缩液COD_Cr去除率可达40%以上.

低温等离子体降解污染土壤热脱附尾气中DDTs

朱伊娜, 徐东耀, 伍斌, 马福俊, 徐靖文, 张倩, 谷庆宝

2018, 31(12): 2140-2145. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.09.23

摘要(1242) HTML (77) PDF(742)

摘要:
为优化低温等离子体技术对污染土壤热脱附尾气的处理效果，采用脉冲电晕放电等离子体处理含DDTs（滴滴涕）的热脱附尾气，控制进气中的ρ（DDTs）为2.873 mg/m³，考察了载气φ（O₂）、等离子体温度、载气湿度和脉冲电压对DDTs降解效果的影响，分析了O₃在降解过程中的作用.结果表明：①当氮气/氧气混合载气中φ（O₂）分别为0、3%、6%、10%、21%和100%时，DDTs降解率分别为80.1%、76.5%、78.4%、81.1%、88.8%和94.6%，ρ（O₃）分别为0、0.20、0.25、0.40、0.99和1.93 mg/L.随着φ（O₂）的增加，ρ（O₃）逐渐增大，除氮气气氛外，DDTs降解率均逐渐增大，当φ（O₂）超过10%时，DDTs降解率较氮气气氛下更高.p，p'-DDD降解率均为100%，p，p'-DDE和o，p'-DDT的降解率随φ（O₂）的增加而增大.氮气气氛下p，p'-DDT降解率高于低浓度氧气气氛，除氮气气氛外，p，p'-DDT降解率随φ（O₂）的增加而增大.②当等离子体温度分别为80、100和150 ℃时，DDTs降解率分别为88.8%、83.2%和56.3%，ρ（O₃）分别为0.99、0.65和0.35 mg/L.当载气湿度为0、1.0、2.7和20.5 g/m³时，DDTs降解率分别为88.8%、81.6%、68.6%和30.0%，ρ（O₃）分别为0.99、0.73、0.56和0.32 mg/L.随着等离子体温度升高、载气湿度增大，反应器内ρ（O₃）逐渐减小，DDTs降解率也随之降低.③DDTs降解率随脉冲电压的升高而增大，当脉冲电压为24 kV、脉冲频率为50 Hz、等离子体温度为80 ℃、气体在反应器中的停留时间为10 s时，DDTs降解率达86.9%.研究显示，脉冲电晕放电等离子体能够快速、有效地去除热脱附尾气中的DDTs.

铁纳米线对水中Cu²⁺的吸附性能及机理

罗梦婷, 邓红梅, 张紫君, 黄静文, 陈永亨

2018, 31(12): 2146-2154. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.09.24

摘要(1161) HTML (39) PDF(630)

摘要:
为研究nZVI（纳米零价铁）材料对水中Cu²⁺的吸附性能，采用液相还原法合成核壳结构的nZVI，即FSCNs（铁纳米线，Fe@Fe₂O₃ core-shell nanowires）.通过批处理吸附试验研究pH、离子强度、FSCNs投加量、反应时间、初始ρ（Cu²⁺）、反应温度等因素对Cu²⁺去除率的影响，运用动力学模型、等温吸附模型和吸附热力学模型分析FSCNs对Cu²⁺的吸附特性，并利用SEM（扫描电镜）、XRD（X射线衍射）和XPS（X射线光电子能谱）等表征手段探讨FSCNs对Cu²⁺的吸附机制.结果表明：①在pH为5、离子强度为0.01 mol/L、FSCNs投加量为0.5 g/L、反应温度为318 K条件下，FSCNs对Cu²⁺产生的吸附容量最大，为387.6 mg/g.②FSCNs对Cu²⁺的吸附反应在30 min内达到吸附平衡，此时的最大吸附率可达96%；FSCNs对Cu²⁺的吸附更符合准二级动力学模型（R²≥0.992），表明化学吸附可能为该反应的限制步骤；Langmuir和Freundlich等温吸附模型均能较好地拟合吸附结果（R²≥0.992）；该吸附过程是自发的吸热反应〔ΔG⁰（吉布斯标准自由能） < 0，ΔH⁰（标准焓变）>0〕.③大部分Cu²⁺在加入FSCNs后转化为Cu、Cu₂O和CuO，被吸附在FSCNs表面，吸附、还原与共沉淀可能是FSCNs去除水中Cu²⁺的主要机理.研究显示，FSCNs对Cu²⁺的最大吸附容量为387.6 mg/g，能快速高效吸附水中的Cu²⁺，应用前景良好.

聚合氯化铝镁钛的制备及结构表征

张鹏, 赵冬琴, 王雨露

2018, 31(12): 2155-2162. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.07.23

摘要(1099) HTML (42) PDF(500)

摘要:
为提高铝基复合混凝剂的混凝效果，以AlCl₃、MgCl₂、TiCl₄为原料，通过共聚反应制备出无机复合高分子混凝剂PCAMT（聚合氯化铝镁钛），并探究其混凝机理.采用Ferron（高铁试剂）逐时络合比色法、红外光谱、X-射线衍射谱图、扫描电镜与能谱分析（SEM-EDS）、Zeta电位对产物的Al形态、结构形貌、组成及混凝机理进行分析.结果表明：①采用单因素试验法获得最佳合成条件，即反应温度为60 ℃，Mg/Al（摩尔比，下同）为0.5，Ti/Al（摩尔比，下同）为0.5，OH/（Al+Mg+Ti）（摩尔比，下同）为0.6.②形态分析表明，反应温度、Mg/Al、Ti/Al，OH/（Al+Mg+Ti）对Al的形态分布均存在影响.随着反应温度的升高，n（Ala）（Ala在Al的水解聚合形态中所占摩尔分数，下同）先减后增，n（Alb）（Alb在Al的水解聚合形态中所占摩尔分数，下同）先增后减，n（Alc）（Alc在Al的水解聚合形态中所占摩尔分数，下同）逐渐减小；随着Mg/Al的增大，n（Ala）先减后增，n（Alb）、n（Alc）为先增后减的趋势；随着Ti/Al的增大，n（Ala）逐渐增加，n（Alb）逐渐减少，n（Alc）先增后减；随着OH/（Al+Mg+Ti）的增大，n（Ala）逐渐减少，n（Alb）、n（Alc）逐渐增加.③通过红外光谱、X-射线衍射，确定了PCAMT的结构组成，表明PCAMT是一种—OH桥联的铝镁钛复杂无定型聚合物，含有Al—OH—Mg与Ti—O—Ti新基团以及形成了Mg_1.5Ti_1.25O₄、Mg_1.2Ti_1.8O₅、Al₃Ti₅O₂等共聚物.④扫描电镜与能谱结果表明，PCAMT呈紧凑的空间立体网状形貌结构，利于发挥吸附架桥、网捕卷扫作用.⑤由PCAMT投加量对Zeta电位的影响分析可知，低投药量的混凝过程中起主导作用的是电中和作用，高投药量PCAMT处理原水的混凝机制以吸附架桥和网捕卷扫作用为主.研究显示，AlCl₃、MgCl₂和TiCl₄通过共聚反应，可生成具有更高聚合度的无定型共聚物PCAMT，利于电中和、吸附架桥和网捕卷扫，具有较好的混凝效果.

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2018年第31卷第12期

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