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2018年  第31卷  第9期

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2018, 31(9).
摘要(176) PDF(53)
摘要:
专论
推动“两山”建设的环境经济政策着力点与建议
杜艳春, 程翠云, 何理, 王倩, 葛察忠
2018, 31(9): 1489-1494. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.06.13
摘要(1784) HTML (49) PDF(1038)
摘要:
"两山"理论指"绿水青山就是金山银山",是习近平生态文明思想的重要组成部分.以探讨环境经济政策如何更好地服务于"绿水青山"向"金山银山"转化为切入点,解释了"绿水青山""金山银山"的应有之义,明晰了"两山"理论的内涵,指明了"两山"建设的转化路径,并提出推动"两山"建设的环境经济政策着力点与政策建议.研究表明:①"两山"理论中,"绿水青山"是能够以绿色发展模式持续向"金山银山"转化的自然资源,"金山银山"是经济收入以及与收入水平关联的民生福祉,核心内涵为"青山金山同在、经济生态均强",二者间相互支撑、相互补充、相互转化;②如何将"绿水青山"高品质、高效率地转化为"金山银山",如何利用"金山银山"反哺、呵护"绿水青山"是"两山"建设的重要方面;③"两山"建设的转化路径包括增值生态资产、发展生态经济、加快传统产业转型升级、引进高端智慧产业、完善转化机制等五方面;④环境经济政策整体上可在对"绿水青山"本身的确权、价值核算以及价值回归、保护者与受益者利益调配、降低转化成本、培育绿色资本市场等层面发挥作用.
展望
水环境中新兴污染物三氯蔗糖的研究进展
马晓雁, 余齐, 黄富, 宋亚丽, 陆思嘉, 朱世翠, 高乃云
2018, 31(9): 1495-1503. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.06.25
摘要(1656) HTML (29) PDF(1027)
摘要:
人工甜味剂——三氯蔗糖(sucralose,SUC)是一种应用广泛的食品添加剂,因其在水环境中被广泛检出,且具有高极性、持久性等特点,被US EPA(美国环境保护局)列为新兴污染物(emerging contaminant,EC),相关检测、降解及毒理学研究逐渐增多.在比较了水环境中微量三氯蔗糖检测方法,总结了其在各地水环境中检出情况的基础上,重点阐述水处理工艺中三氯蔗糖的控制及转化.研究表明:固相萃取-液质联用(SPE-LC/MS)是检测水环境中人工甜味剂最常用的方法,可实现痕量三氯蔗糖的准确定性和定量,检测限低至几ng/L.以生物处理为主的污水处理工艺对三氯蔗糖降解效果甚微,大部分三氯蔗糖随排放进入水环境,继而进入饮用水处理及供水系统.欧美地区污水及地表水环境中三氯蔗糖检出浓度约为几至几十μg/L,饮用水中约为几百ng/L,国内水环境中检出水平与之相当,但资料数据相对匮乏.饮用水常规处理工艺对三氯蔗糖几乎没有控制效果,实际处理系统中氯和臭氧等氧化工艺控制效果甚微.试验研究中以产生羟基自由基、硫酸自由基等为主的高级氧化工艺可有效降解三氯蔗糖,但由于成本高,操作条件限制等难以大规模应用,此外三氯蔗糖降解过程中可能产生有害副产物.我国已经成为三氯蔗糖的第二大产地,人工甜味剂生产及使用规模大,理论上国内存在水环境污染范围广、污染水平高的分布特征,是水源中不容忽视的一类微量有机污染物.目前国内净水厂推广应用以臭氧为主的深度处理工艺,但三氯蔗糖在该工艺中因不完全降解可能导致多种含氯或脱氯产物的产生,对饮用水供水安全具有潜在威胁.
研究
天津市区夏季碳气溶胶特征及改进的二次有机碳估算方法
张家营, 刘保双, 毕晓辉, 元洁, 肖致美, 张裕芬, 冯银厂
2018, 31(9): 1504-1518. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.03.37
摘要(1367) HTML (70) PDF(707)
摘要:
为更加准确地估算环境受体PM2.5中SOC(二次有机碳)的质量浓度,于2015年6-8月利用在线监测仪器同步采集小时分辨率的PM2.5及OC(有机碳)和EC(元素碳)样品数据,分析碳气溶胶的变化特征,并尝试运用改进的EC示踪法估算ρ(SOC).结果表明:天津市区夏季ρ(PM2.5)为(70.9±46.0)μg/m3ρ(OC)和ρ(EC)分别为(7.6±3.1)(2.2±1.5)μg/m3,占ρ(PM2.5)的11.8%±4.6%和3.1%±1.4%,OC/EC(质量浓度之比,下同)的平均值为4.0±2.0.ρ(OC)与ρ(EC)之间的Pearson相关系数(R)仅为0.66,说明OC和EC的来源较为复杂,SOC的产生可能是重要影响因素.ρ(NO2)与OC/EC呈显著负相关(R=-0.47,P < 0.01),并且OC/EC(4.0)相对较低,说明天津市区机动车可能对碳气溶胶具有重要影响.ρ(SO2)与ρ(OC)、ρ(EC)的相关性较低(R均为0.33,P均小于0.01),说明天津市区碳气溶胶可能受燃煤源的影响较低.改进的EC示踪法主要是利用O3和CO、EC作为光化学反应和一次源排放的指标,并结合ρ(OC)、ρ(EC)和OC/EC的变化特征,逐步筛选一次排放源主导的时间段的ρ(OC)和ρ(EC)数据,然后利用最小二乘法拟合获得ρ(OC)和ρ(EC)的线性方程,最后进行ρ(SOC)和ρ(POC)(POC为一次有机碳)的估算.天津市区夏季ρ(SOC)的平均值为(2.5±2.0)μg/m3,分别占ρ(OC)和ρ(PM2.5)的28.8%±15.0%和3.7%±3.6%;ρ(POC)的平均值为(5.2±1.7)μg/m3,分别占ρ(OC)和ρ(PM2.5)的71.2%±15.0%和8.1%±5.2%,说明天津市区夏季有机碳的主要来源是一次排放源.研究显示,相比于EC示踪法,改进的EC示踪法估算的ρ(SOC)明显降低,ρ(POC)明显升高.AT(大气温度)对ρ(SOC)的影响较为显著,而WS(风速)对ρ(POC)的影响较为显著.
西安市一次霾过程中气溶胶垂直分布特征及气象要素影响
王潇, 曹念文, 黄婧婷, 王贺, 周杰, 郑凯端
2018, 31(9): 1519-1526. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.06.04
摘要(1409) HTML (54) PDF(769)
摘要:
为探讨西安市典型霾过程中的气溶胶垂直分布特征和气象要素影响,利用地面空气质量数据、CALIPSO卫星激光雷达资料以及气象要素资料,并结合HYSPLIT后向轨迹模式、天气形势分析、相关性分析等,对西安市2016年12月17-21日霾过程依据RH(相对湿度)进行干霾、湿霾和雾霾的划分,并分析不同阶段的气溶胶垂直分布特征.结果表明:前期干霾阶段,西北沙尘的输送使得高空气溶胶退偏比和色比较大,以沙尘型气溶胶为主;中期湿霾阶段,RH的增大使得低层细粒子增多,消光系数达1.7 km-1,以污染型气溶胶为主;后期干霾阶段时,低层大气中非球形粗粒子增多,以混合型气溶胶占主导.气象要素对霾过程影响较大,静风、高湿、"双逆温"效应不利于颗粒物的清除,逆温强度的变化与污染物的消长具有一定的滞后一致性.RH和ρ(PM)共同影响能见度变化,RH高于80%时,能见度由RH主导,相关系数达到-0.871;RH低于80%的污染阶段,ρ(PM)对能见度起主导作用,相关系数达0.85以上.研究显示,不同霾阶段气溶胶垂直分布特征差异较大,气象要素对霾过程的消长有重要影响.
太子河流域土地利用对大型底栖动物功能摄食类群的影响
张亚, 丁森, 张远, 高欣, 王书平, 林佳宁
2018, 31(9): 1527-1536. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.06.03
摘要(1486) HTML (46) PDF(873)
摘要:
水生生物群落功能结构研究不仅是河流生态学的基础,也有助于更好地剖析水生生物对环境压力的响应关系.为探明土地利用对大型底栖动物FFGs(功能摄食类群)的影响,于2009年5月对太子河流域47个采样点(6个参照样点、41个受损样点)的大型底栖动物进行调查,分析其FFGs结构及与流域土地利用类型(森林用地、草业用地、农业用地和城镇用地)和环境因子的关系.结果表明:①受损样点的ALT(海拔)、WT(水温)、EC、ρ(NH4+-N)和ρ(PO43--P)均显著高于参照样点.②受损样点捕食者、刮食者与撕食者的相对丰度、丰富度及密度、直接收集者丰富度、刮食者的Shannon-Wiener指数及Pielou指数、直接收集者与捕食者Margalef指数和刮食者Simpson指数均显著低于参照样点,而直接收集者的相对丰度则显著高于参照样点.③Spearman相关性分析结果表明,农业用地和城镇用地比例增加会造成河流水质恶化及大型底栖动物FFGs结构发生变化.④CCA结果表明,EC是影响大型底栖动物FFGs结构分布的主要环境因子.研究显示,大型底栖动物FFGs对太子河流域农业活动与城镇化的响应敏感,可以为利用大型底栖动物FFGs监测流域环境压力提供理论支持.
济南市水域鱼类功能群结构及其季节性变化
韩洁, 张杰, 宋蒙蒙, 殷旭旺, 徐宗学, 商书芹, 相华
2018, 31(9): 1537-1544. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.06.08
摘要(1515) HTML (49) PDF(849)
摘要:
鱼类对于维护河流生态系统的稳定具有重要作用,季节性变化在一定程度上影响鱼类的群落结构.为了解济南市水域鱼类的功能群结构及其季节性差异,于2014年春季(5月)、夏季(8月)和秋季(11月)选取济南市水域的40个采样点对鱼类群落和水环境理化因子,通过单因素方差分析、多响应置换过程以及典范对应分析等方法,分析鱼类功能群在不同季节的差异性.结果表明:①春季共鉴定出鱼类5目7科26种,夏季为5目9科32种,秋季为5目7科20种.将鱼类按栖息水层、产卵类型、对环境的耐受性以及营养结构4个方面分为4种功能类群共11亚类.春季主要以植食性、底层与敏感种功能群为主,夏季主要以肉食性、中下层、耐污种、特殊产卵与粘性卵功能群为主,秋季主要以杂食性、浮性卵、中上层、耐污种功能群为主.②典范对应结果显示,影响粘性卵功能群、肉食性功能群、底层功能群以及敏感种功能群分布的驱动因子是ρ(DO),电导率则是影响植食性功能群的驱动因子.研究显示,鱼类功能群的季节性变化受到内源性和外源性的共同影响,即鱼类自身生活习性和水环境因子季节性变化的共同影响.
黄河兰州段沉积物对水体中萘的吸附行为及影响
蒋煜峰, 曹万发, 田轩, 贾婷婷, 牛国栋, 张娟香, 原陇苗
2018, 31(9): 1545-1553. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.03.08
摘要(1238) HTML (43) PDF(753)
摘要:
为研究典型有机污染物在黄河兰州段沉积物的吸附规律及影响,以黄河兰州段的沉积物为供试样品,选择萘(naphthalene)为代表性有机污染物,采用批量试验法研究了污染物萘在黄河沉积物上的吸附动力学、吸附热力学、初始质量浓度、pH、离子强度、粒径等影响因素以及解吸动力学.结果表明:黄河沉积物对萘的吸附动力学更符合准二级动力学模型,且吸附过程主要分为快吸附(0~4 h)和慢吸附(4~8 h)两个阶段,在8 h左右达到平衡;Freundlich模型能较好地拟合热力学吸附特征.在25~45℃的温度范围内,E(吸附平均自由能)为0.288~0.316 kJ/mol(< 8 kJ/mol),吸附过程中,ΔGθ(吉布斯自由能)小于0,ΔSθ(熵变)与ΔHθ(焓变)均大于0,说明萘在黄河沉积物上的吸附是一个自发的混乱度增大的吸热过程,且以物理吸附为主.影响因素分析结果显示,随着沉积物粒径的增大,萘在其上的吸附量逐渐减小;增大吸附体系中的离子强度时,萘在沉积物上的吸附过程受到抑制;当萘初始浓度增大时,吸附量增加;酸性条件抑制吸附过程,碱性环境促进吸附过程;黄河沉积物对萘的解吸量远小于吸附量,存在解吸滞后现象.研究显示,萘在黄河沉积物中的吸附速率受内部扩散、表面吸附和液膜扩散的共同影响,并且吸附过程同时受到沉积物粒径和溶液的pH和离子强度的影响.
阳宗海湖滨湿地环境因素对沉积物砷赋存形态的影响及浓度水平预测
李梦莹, 刘云根, 侯磊, 郑毅, 齐丹卉, 赵蓉, 任伟
2018, 31(9): 1554-1563. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.03.30
摘要(1235) HTML (51) PDF(762)
摘要:
湖滨湿地独特的水文条件区别于其他生态系统,环境因素变化频繁,对沉积物中污染物形态影响显著.以阳宗海南岸湖滨湿地表层沉积物为研究对象,探究不同季节的S-TAs(沉积物中总砷)、不同形态砷质量分数及环境因素时空分布特征,以及环境因素与不同形态砷分布的关系,同时基于逐步回归和BP神经网络模型对沉积物中4种不同形态砷(弱酸提取态砷、可还原态砷、可氧化态砷、残渣态砷)质量分数进行预测和比较.结果表明:①夏季ρ(W-TAs)(W-TAs为水体总砷)、w(S-TAs)(S-TAs为沉积物总砷)略高,且ρ(W-TAs)处于GB 3838-2002《地表水环境质量标准》Ⅲ级限值(0.05 mg/L)和Ⅴ类限值(0.1 mg/L)之间,冬季物理指标pH、ρ(DO)、Eh(氧化还原电位)、电导率(TDS)、w(OM)均较高,沉积物pH(记为S-pH)、ρ(DO)与Eh存在明显的季节性差异(P < 0.05).②湖滨湿地沉积物中活性砷(弱酸提取态砷、可还原态砷、可氧化态砷)质量分数之和所占比例为17.70%~62.59%,80%采样点的活性砷的质量分数较低,对生态风险影响较小,S-pH、ρ(DO)、Eh对不同形态砷的质量分数影响显著(P < 0.05),同时,不同季节湖滨湿地对砷均有明显的拦截作用.③与逐步回归模型相比,BP神经网络预测模型是通过输入层到输出层的计算完成,增强了非线性、自适应性处理能力,不同砷形态质量分数的实测值与预测值的拟合度高达0.999 5,而逐步回归仅为0.374 9,神经网络更准确地预测了不同形态砷的质量分数及时空变化规律.研究显示,湖滨湿地环境因素的变化对沉积物砷赋存形态具有显著影响,因BP神经网络比数理统计线性回归模型更能准确地反映沉积物不同形态砷与环境因子间复杂的非线性关系,预测效果更精确.
稻草覆盖对赣南稀土尾渣坡面产流产沙的影响
郑太辉, 汤崇军, 黄鹏飞, 陈晓安, 杨洁, 肖胜生
2018, 31(9): 1564-1571. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.05.04
摘要(1372) HTML (115) PDF(687)
摘要:
生物覆盖措施能显著降低敏感脆弱带及裸露坡地水土流失,且具有成本低、见效快等特点,适合在矿区推广.为研究稻草覆盖对稀土尾渣坡面水土流失过程的影响,采用人工模拟降雨试验,对比研究不同雨强(60和90 mm/h)和不同稻草覆盖度(0%、50%和100%)条件下稀土尾矿地表产流、产沙情况.模拟降雨试验在位于江西省九江市德安县的江西省水土保持生态科技园开展,不同雨强采用西安清远测控技术有限公司设计的QYJY-503人工模拟降雨系统进行控制.结果表明:雨强为60 mm/h时,50%和100%稻草覆盖度处理坡面径流开始时间分别比0%稻草覆盖度坡面延迟46%和91%;雨强为90 mm/h时,延迟幅度分别为3.0和4.8倍.0%、50%和100%稻草覆盖度条件下稀土矿渣坡面单位时间产流量分别在产流开始后6、31和41 min达到稳定值.60 mm/h雨强条件下稀土矿渣坡面1 h总产流量呈现0%稻草覆盖度> 100%稻草覆盖度> 50%稻草覆盖度(P < 0.05),而90 mm/h雨强条件下则为0%稻草覆盖度> 50%稻草覆盖度> 100%稻草覆盖度(P < 0.01).雨强为60 mm/h时,50%和100%稻草覆盖度稀土矿渣坡面土壤侵蚀量分别比0%稻草覆盖度坡面降低73.46%和84.53%;而雨强为90 mm/h时,2种措施土壤侵蚀量降幅分别为54.83%和72.14%.研究显示,稻草覆盖措施可以有效降低矿区土壤坡面径流、泥沙产量.
物元可拓法用于南京城市绿地土壤重金属污染评价
张俊叶, 刘晓东, 庞少东, 俞元春
2018, 31(9): 1572-1579. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.03.39
摘要(1420) HTML (69) PDF(793)
摘要:
为合理评价土壤中重金属的污染程度,采用方格网法采集南京城市绿地表层土壤(深度为0~15 cm)样品共计180个,对Cu、Pb、Zn、Cd、Cr等5种重金属和类金属As的质量分数进行测定,引入Hakanson毒性响应系数,用于体现重金属毒理性质;对传统的超标赋权法进行修正,体现重金属潜在危害程度;采用物元可拓模型对其综合污染水平进行评价,并与传统的內梅罗综合污染指数法进行比较.结果表明:通过Hakanson毒性响应系数修正后的重金属权重发生了不同程度的调整,其中Zn、Cr、Cu、Pb和As的权重分别下降了92.9%、85.1%、68.9%、61.5%和23.2%,而毒性高的Cd的权重则上升130.0%,充分体现了重金属毒理性质;物元可拓方法模型评价结果显示,南京城市绿地土壤重金属污染等级值为2.481,处于Ⅲ级(轻度污染)水平,但部分采样点污染值高,处于Ⅳ级(中度污染)水平,通过对研究区的污染值进行空间插值发现,中度污染集中在研究区域的北部交通密集区和西部工业密集区,人为污染严重.研究显示,物元可拓模型的评价结果与内梅罗综合污染指数法的评价结果基本一致,且更为精确,适用于土壤重金属污染的评价.
东北黑土水土流失区生态环境遥感动态监测
杨凤海, 宋佳佳, 赵烨荣, 赵佳琳, 牛超
2018, 31(9): 1580-1587. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.05.24
摘要(1461) HTML (58) PDF(585)
摘要:
为及时快速地监测水土流失地区的生态环境变化状况,以拜泉县为例,选取1985年、1996年、2006年和2015年Landsat影像,反演得到能反映生态环境的绿度、湿度、热度和干度指标,利用主成分分析方法,依据RSEI(遥感生态指数)对拜泉县1985—2015年的生态环境进行评价.结果表明:1985—2015年拜泉县RSEI从0.645增至0.851,增幅为31.94%,生态环境质量改善地区面积高于退化区域面积,总体上生态质量向好的方向发展;拜泉县整体生态环境质量综合指数由3.78升至4.87,各乡镇的生态环境质量综合指数均呈现不同程度的增加,从空间分布来看,西南部和南部乡镇的变幅大于北部,中部基本保持不变,水土流失重点区域生态环境质量显著提高;逐步回归分析结果表明,所选的指标均为生态环境质量的关键指标;绿度逐渐成为研究区生态环境质量正向作用的重要指标,说明植树造林等生态治理措施对环境质量的改善起到主导作用.研究显示,RSEI能够综合刻画水土流失区生态环境质量,同时拜泉县生态环境质量整体不断改善,水土流失治理成效明显.
生物质基活性炭负载金属催化还原NOx
束韫, 龙红艳, 张凡, 王洪昌, 许超
2018, 31(9): 1588-1596. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.05.13
摘要(1340) HTML (35) PDF(701)
摘要:
为研究生物质材料的脱硝性能,利用木质素与纤维素2种生物质基活性炭作为还原剂,用碱金属与过渡金属作为催化活性相,制备了一系列生物质基活性炭负载金属催化剂用于富氧环境中催化还原NOx,考察了生物质原料种类、炭化温度以及催化剂组分对脱硝效率的影响.结果表明:①当反应温度低于250℃时,炭表面主要是NOx的吸附过程;而当反应温度高于250℃时,炭还原NOx行为占主导,并伴随N2、CO2与CO的生成.炭化温度对炭反应活性的影响主要依赖于炭化温度对炭材料表面含氧官能团、比表面积以及炭表面金属还原性的影响.②研究中考察的金属(K、Cu、Fe、Ni)均对还原NOx与O2有催化作用,其中,K对C-NOx反应具有明显促进作用,但对C-O2反应并无明显促进作用,所有样品中SAC-K的选择性因子为0.56,对还原NOx的选择性最高,且恒温反应过程NOx还原量(以C计)达到了1 293 μmol/g.③与传统煤基活性炭催化剂相比,木屑基活性炭负载钾催化剂表现出了优良的NOx还原选择性;X-射线光电子表征结果显示,木屑基活性炭负载钾催化剂优良的性能与其表面钾活性相的高度分散有关.研究显示,相比于煤基炭材料,生物质基炭材料具有更加优异的选择性还原NOx性能.
白泥烟气脱硫技术与燃煤电厂工程应用
王相凤, 王凡, 路光杰, 黄家玉, 张凡, 封雨田, 刘永岩
2018, 31(9): 1597-1602. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.06.05
摘要(1729) HTML (79) PDF(759)
摘要:
系统地考察了白泥的物化特性、白泥脱硫浆液的特性,并对w(白泥浆液)、pH等因素对脱硫性能的影响进行了研究.在国电肇庆热电有限公司2×350 MW超临界锅炉机组上开展了工程化应用研究,对比研究了白泥脱硫与传统石灰石-石膏法脱硫的性能与石膏副产物特性.结果表明:w(白泥浆液)和pH对脱硫效率影响较为明显,w(白泥浆液)低于12.5%的条件(5.0%、8.0%)下,pH由10.0减至6.0时,脱硫效率逐渐减小;w(白泥浆液)为12.5%的条件下,pH对脱硫效率的影响基本可以忽略;在三层浆液喷淋填料塔内,液气比为8 L/m3,空塔气速为0.4 m/s,脱硫效率最高可达96.7%以上.350 MW燃煤电厂白泥脱硫工程应用结果表明,采用单塔双循环工艺,在运行负荷为240~249 MW范围内,ρ(SO2)为1 948~1 999 mg/m3的条件下,白泥脱硫的效率(99.25%~99.49%)优于石灰石-石膏法(99.18%~99.20%);白泥作为脱硫剂时,烟气出口ρ(SO2)最低仅为10 mg/m3,可满足超低排放标准对SO2控制的要求.研究显示,与石灰石-石膏法生成的石膏副产物相比,白泥脱硫石膏在酸不溶物、含水率等指标及外观方面基本接近,符合建材制品要求,满足副产物资源化要求.
紫外诱变选育高原环境絮凝菌及其絮凝条件优化
王博, 王虹, 欧阳晓芳, 魏耀, 马遥
2018, 31(9): 1603-1611. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.06.10
摘要(1137) HTML (110) PDF(544)
摘要:
为获得耐低温且絮凝优异的絮凝菌,对一株分离得到的絮凝菌进行紫外诱变和5℃低温胁迫培养,并对诱变优势菌进行应用条件优化.结果表明:①原始菌为蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus).②紫外诱变和低温胁迫培养得到的目标诱变菌FB-5对生活污水絮凝率达75.35%,具有良好的遗传稳定性.③单因素试验确定最佳絮凝条件,即絮凝菌投加量为0.90 mL/(50 mL)、pH为7.4、助凝剂加量为1.0 mL/(50 mL)、处理时间为15 min;筛选出影响诱变菌絮凝能力最显著的3个因素为絮凝菌投加量、pH和助凝剂加量;通过Box-Behnken响应面试验得到最佳净化的应用条件,即絮凝菌投加量为0.90 mL/(50 mL)、pH为7.38、助凝剂加量为1.04 mL/(50 mL).④验证试验确定絮凝率达97.01%,BOD5、CODCr、浊度和色度去除率均达到97%以上,出水水质满足GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准.研究显示,紫外诱变联合低温胁迫技术以及单因素与响应面结合优化絮凝条件可以大幅度提高原始菌株的絮凝能力,低温诱变菌FM-5能使高寒地区城市生活污水中悬浮固体大幅降低,同时去除水体中多种污染物.
分段进水两级A/O工艺对白酒废水的强化处理效果
罗景阳, 操家顺, 谢坤, 章钦, 虞筠霄
2018, 31(9): 1612-1619. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.05.18
摘要(1206) HTML (31) PDF(799)
摘要:
为有效控制白酒废水中高质量浓度NH4+-N对A/O系统冲击引起的出水水质超标问题,分析比较单级A/O工艺和分段进水两级A/O工艺[进水时间(以min计)分配比为7:3]对白酒废水的处理效果.结果表明:与单级A/O工艺相比,分段进水两级A/O工艺出水中ρ(NH4+-N)、ρ(NO2--N)、ρ(NO3--N)和ρ(CODCr)均显著降低,其平均去除率分别提高了16.9%、43.2%、49.7%和8%.分段进水两级A/O工艺的二次进水能够为短程硝化反硝化的进行提供有效碳源和NH4+-N等,为NO2--N和NO3--N等去除提供了有利条件;同时,它通过促进对系统内碳源的利用以及NO2--N的去除,进一步降低了出水中ρ(CODCr).此外,分段进水两级A/O工艺通过降低NH4+-N和NO2--N等污染物质量浓度,也能有效减弱其对氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌等微生物的抑制作用,为后续好氧阶段含氮污染物的去除奠定基础.但是,分段进水两级A/O工艺对白酒废水中PO43-的去除效果有限,这主要是因为第二阶段的NO2--N存在使反应系统处于缺氧环境,同时在碳源不充足的情况下,导致聚磷微生物释磷不充分,降低了第二好氧段的吸磷动力.研究显示,分段进水两级A/O工艺能够有效强化白酒废水中三态氮和CODCr的降解去除.
石榴石滤料的过滤性能及反冲洗试验研究
王知远, 吴慧芳, 贺江, 陈若娅, 李响, 薛喜仁, 王金芝
2018, 31(9): 1620-1627. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.06.09
摘要(1347) HTML (49) PDF(755)
摘要:
石榴石作为一种新型矿物滤料在净水处理方面具有强大的竞争力和广阔的应用前景.通过对石榴石滤料进行过滤及反冲洗试验,研究其截污除浊性能、水头损失变化规律及对有机物的去除效果,并与传统的石英砂滤料做对比,同时探讨了石榴石滤料的适宜反冲洗强度范围及气水反冲洗运行参数.结果表明:在滤速为8 m/h的条件下,与石英砂滤柱的过滤效果相比,石榴石滤柱滤后水的平均浊度下降0.3 NTU,有机物平均质量分数下降5%,但其平均水头损失增长率为1 cm/h;在截污除浊及去除有机物方面,石榴石滤柱在60 cm滤层厚度处与石英砂滤柱在85 cm滤层厚度的去除效果十分接近,因此其能有效减少滤料体积,从而节省滤料及节约设备投资.在不同滤速下,水头损失是限制石榴石滤柱过滤周期的主要因素;石榴石滤料适宜的气反冲洗强度范围为14~16 L/(s·m2),水反冲洗强度范围为5~7 L/(s·m2),其气水反冲洗的最佳运行参数为气洗强度16 L/(s·m2)、水洗强度7 L/(s·m2)、气水联合反冲洗4 min、单独水漂洗7 min.其中,气反冲洗强度对石榴石滤料的反冲洗效果影响最大.研究显示,相较于传统石英砂滤料,石榴石滤料具有高过滤性能、低滤料体积的特点,在水处理滤料的应用方面显示出一定的优势.
一株假单胞菌产脱氢酶的产酶条件优化
雒晓芳, 王福彬, 陈丽华, 王冬梅
2018, 31(9): 1628-1635. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.06.17
摘要(1058) HTML (31) PDF(617)
摘要:
为提高假单胞菌(Pseudomonas sp.)降解蒽、芘过程中产生的脱氢酶量,以脱氢酶量为指标,采用Box-Behnken试验设计方法和响应面分析法(RSM)对产酶条件(如温度、盐度以及质量梯度)进行了筛选与优化.结果表明:假单胞菌降解蒽和芘模型的P均小于0.05,表明该模型差异性显著,回归效果良好.另外,假单胞菌降解蒽时的最适产酶条件为盐度3.89%、质量梯度5%、温度35.73℃,测得脱氢酶量为(140.353±6.430)μg,与预期值(141.466 μg)接近,优化结果可靠.各因素对脱氢酶量均有显著性影响,按影响程度从大到小依次为温度>质量梯度>盐度.假单胞菌降解芘时的最适产酶条件为盐度0.73%、质量梯度7%、温度34.78℃,测得脱氢酶量为(84.032±0.063)μg,与预期值(86.304 μg)接近,优化结果可靠.各因素对脱氢酶量均有显著性影响,按影响程度从大到小依次为质量梯度>盐度>温度.可见,温度是影响假单胞菌降解蒽物质的主要因素,而质量梯度则是影响芘的主要因素.研究显示,模型对假单胞菌产脱氢酶量的预测可靠,具有良好的工业应用前景.
大气PM2.5对大鼠心肌细胞的毒性作用
焦周光, 胡凌飞, 李娜, 张柯, 温占波, 李劲松
2018, 31(9): 1636-1644. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.03.07
摘要(1228) HTML (45) PDF(640)
摘要:
为评估大气PM2.5及其不同组分对心肌细胞H9C2的毒性作用,探讨PM2.5对心血管系统产生毒性作用的关键组分,将前期采集并制备的PM2.5完全颗粒物、PM2.5水溶性组分、PM2.5脂溶性组分和PM2.5单纯颗粒物以不同质量浓度对H9C2细胞染毒.用MTS法在染毒6、10、24、48、72 h后测定细胞活力;根据细胞活力测定结果,选用较低染毒浓度(10 μg/mL),用相关试剂盒测定染毒24 h后胞内和上清液中LDH(乳酸脱氢酶)和SOD(超氧化物歧化酶)活力,ELISA及RT-qPCR法测定炎性因子IL-6和TNF-α表达量,AP位点计数法测定细胞DNA损伤情况.结果表明:颗粒物成分(PM2.5完全颗粒物和PM2.5单纯颗粒物)对H9C2细胞表现出强烈的生长抑制作用,50 μg/mL及以上染毒浓度组在染毒时间≥ 24 h时细胞可能已经全部死亡,而可溶性成分(PM2.5水溶性组分和PM2.5脂溶性组分)对H9C2细胞生长表现为极弱或无生长抑制作用,仅400 μg/mL的PM2.5脂溶性组分始终对细胞生长表现出抑制作用;各组分样本都在一定程度上造成了H9C2细胞损伤,降低了胞内LDH和SOD活性;PM2.5完全颗粒物和PM2.5脂溶性组分在造成炎性损伤方面的作用较为明显.研究显示,颗粒物组分对H9C2细胞致死作用显著,相对而言,PM2.5完全颗粒物表现出的毒性作用最强且最全面.
典型异味源的感官特性及特征污染物筛选
闫凤越, 李伟芳, 魏静东, 韩萌, 李玮
2018, 31(9): 1645-1650. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.06.06
摘要(1278) HTML (54) PDF(797)
摘要:
为研究不同异味源的感官特性以及不同行业特征污染物的排放差异,以卷烟厂、烘培坊、烤漆厂为研究对象,采用愉悦度9级度量法,测定源样品不同稀释倍数(5~6个浓度梯度)下的愉悦度等级,绘制3种典型异味源愉悦度-臭气浓度指数特征曲线,并进行回归分析,同时筛选出3个典型异味源的特征污染物(烤漆厂的特征污染物为乙酸乙酯、对二乙苯、乙苯、间二甲苯、乙酸丁酯,卷烟厂为乙醇、萘、2-丁酮、柠檬烯、丙烷,烘培坊为乙醇、柠檬烯、α-蒎烯、甲苯、丙酮),并建立了异味评价干扰潜力的数学模型.结果表明:3种典型异味源的愉悦度与臭气浓度指数之间的关系均符合二次多项式模型,卷烟厂和烤漆厂异味源的愉悦度均为负值,并且厌恶程度随臭气浓度的增大而增强;而烘焙坊异味源的愉悦度为正值.当愉悦度等级为-2时,卷烟厂和烤漆厂对应的臭气浓度分别为30和26.干扰潜力的强弱是由臭气浓度和愉悦度2个因素直接决定的,烤漆厂的干扰潜力为-14.48,卷烟厂为-14.17,烘培坊为11.77.研究显示,愉悦度与臭气浓度指数间量化关系模型以及异味源干扰潜力评估模型的建立,可为异味源的分类分级以及异味源环境影响标准的制订提供科学依据.