环境科学研究

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2019, 32(6): .

摘要(701) PDF(422)

摘要:

王丽君, 夏训峰, 朱建超, 高生旺, 宋彩红, 程成, 毛欢

2019, 32(6): 921-928. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.04.05

摘要(1562) HTML (143) PDF(942)

摘要:
农村生活污水处理设施水污染物排放标准是农村环境管理的重要依据，关系到污水处理技术和工艺的选择，以及污水处理设施建设和运行维护成本.通过对北京市、重庆市及浙江省等地区农村生活污水排放标准进行对比，发现现有标准存在适用范围不清晰、分类分级思路不全面及控制指标选择不合理等问题.因此，基于优化农村生活污水处理设施水污染物排放标准的制订提出3点建议：①明确标准适用于规模 < 500 m³/d的农村生活污水处理设施.②根据排水去向、处理设施规模以及尾水资源化利用因素等的不同进行标准分级.③建议选择pH、ρ（SS）、ρ（COD_Cr）、ρ（NH₃-N）、ρ（TN）、ρ（TP）及ρ（动植物油）等作为控制指标，其中ρ（TN）和ρ（TP）适用于出水直接排入封闭水体或超标因子为氮、磷的不达标水体的处理设施，ρ（动植物油）适用于含农家乐废水的处理设施，有条件的地区可在上述控制指标的基础上适当增加，如阴离子表面活性剂浓度、类大肠菌群数、色度等.因此，提出因地制宜、及时修订、完善农村生活污水处理技术评估方法以及加强处理设施资金保障等建议，确保标准的顺利实施，切实做到污染物减排.

餐饮行业活动水平调查及大气污染物排放清单编制研究

张洋, 支国瑞, 薛志刚, 靳文静, 张宇哲, 程轲, 郭思聪, 王镭

2019, 32(6): 929-937. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.04.14

摘要(1183) HTML (95) PDF(698)

摘要:
餐饮行业是重要的大气污染源，但人们对其实际存在状况、活动水平及排放量的了解有限.以菏泽市为例，采用逐户摸排的方式获得辖区内餐饮单位的基本状况，最终建立餐饮行业的大气污染物排放清单.结果表明：①菏泽市餐饮单位共9 259家，其中大型、中型、小型餐饮单位占比分别为4%、14%和82%，其分布与人口聚居及流动相关，空气质量数值模拟区域空气质量时应考虑这些因素.②餐饮单位的员工人数和餐位数均与表征单位规模的基准灶头数呈显著的相关关系，员工人数与基准灶头数的线性方程为y=2.5x^1.3（R²为0.93），餐位数与基准灶头数的线性方程为y=23.0x^1.5（R²为0.98），其丰富了表征餐饮单位规模的手段.③在全部被调查的餐饮单位中，安装油烟净化设备的仅占45%，大型、中型、小型餐饮单位安装油烟净化设备的占比分别为64%、59%、41%，其相应的油烟净化率算术平均值分别为52.8%、49.1%、32.1%，表明餐饮单位规模越大越重视油烟的净化.④菏泽市餐饮行业污染主要来自于油烟排放及燃料使用2个部分，其中，SO₂、NO_x、NH₃和CO主要来源于燃料使用，而PM₁₀、PM_2.5、VOCs（挥发性有机物）、BC（黑碳）、OC（有机碳）则来源于燃料使用和油烟排放，并且油烟排放的贡献较高.⑤餐饮行业的能源结构中气体燃料占比（76%）较大，液体燃料、煤、生物质占比分别为6%、11%、7%，电能占比不足1%.研究显示，餐饮油烟排放控制的重点在于油烟净化设备的普及、能力维护及运行保障，因此有关部门需加强监管力度.

我国旅游业碳排放的空间关联性及其影响因素

王凯, 张淑文, 甘畅, 杨亚萍, 刘浩龙

2019, 32(6): 938-947. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.10.12

摘要(1107) HTML (97) PDF(589)

摘要:
为全面厘清我国旅游业碳排放的空间网络结构特征，基于2000-2015年我国各省（自治区、直辖市）旅游业碳排放相关数据（不含西藏自治区和港澳台地区数据，下同），结合修正的引力模型，构建旅游业碳排放的空间关联关系；采用社会网络分析法，深入剖析我国旅游业碳排放的空间关联性及其影响因素.结果表明：①2000-2015年，我国旅游业碳排放的空间网络关联度始终为1，其网络关系数与网络密度持续增加，而网络等级度与网络效率平稳下降.②上海市、浙江省、江苏省、北京市、天津市等东部经济发达地区在网络中处于核心位置，对旅游业碳排放空间关联性的影响显著；而海南省、云南省、广西壮族自治区、青海省、吉林省等在网络中居于边缘位置，对旅游业碳排放空间关联性的影响微弱.③广西壮族自治区、贵州省、新疆维吾尔自治区等归为"净溢出"板块，河北省、甘肃省、陕西省等处于"经纪人"板块，北京市、天津市、内蒙古自治区等归为"双向溢出"板块，江苏省、浙江省、上海市等属于"净受益"板块.④空间邻接关系、城镇化水平差异在1%的显著性水平上对旅游业碳排放空间关联性起正向促进作用，旅游消费水平差异和产业结构差异分别在5%和10%的显著性水平上与旅游业碳排放空间关联性呈正相关，能源消耗差异在1%的显著性水平上与其呈负相关.研究显示，我国整体旅游业碳排放空间关联性愈趋紧密，但仍存在较大改良空间，各板块间的空间关联性有待进一步加强.

空气中BTEX检测方法研究进展

李明珠, 李金娟, 王学中, 毕方, 李红, 张鑫, 张玮琦

2019, 32(6): 948-958. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.04.15

摘要(1248) HTML (93) PDF(802)

摘要:
BTEX（苯系物）作为空气中的一种痕量组分，主要包括苯、甲苯、乙苯、间-二甲苯、对-二甲苯、邻二甲苯，这些物质可影响人体健康和环境空气质量.分析和探讨了环境空气中BTEX常用的采样、前处理和检测方法，并列举了各方法的国内外应用实例.BTEX采样方法主要包括以下2种：①吸附管采样法，其采样器体积小、便于携带，但易造成穿透现象，样品易损失.②空气采样法，其操作简单、重复使用率高，但清洗复杂、价格较高.BTEX前处理方法主要包括以下3种：①固相微萃取法，其可减少样品与空气接触的机会，自动化程度较高，但难以实现样品的多次分析.②溶剂解析法，因其对环境影响较大，所以应用较少.③热脱附法，其常采用二级热脱附实现样品富集和浓缩，操作过程简单，设备体积相对较大，其升温和降温系统是影响前处理速度和效果的关键.BTEX检测方法主要包括：①质子转移反应质谱法，其灵敏度高，但因其价格昂贵应用较少.②气相色谱-光离子化检测法，其设备体积小巧常用于外场监测中.③差分吸收光谱法、直接空气进样质谱法、低压化学电离质谱法、大气压化学电离质谱法、固相微萃取-气相色谱法、吸附/热脱附-气相色谱-火焰离子检测法/质谱检测法等.研究显示，空气中BTEX的分析方法应根据实际应用条件来确定，在保证分析仪器灵敏度和精确度的基础上，开发外场检测的便携式自动在线分析仪器，提高仪器便携性、自动化、智能化，更好地满足各项标准和部门管理的需求.

太原市居民生活燃煤大气污染物排放清单研究

崔亮, 薛志钢, 杜谨宏

2019, 32(6): 959-965. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.01.01

摘要(1174) HTML (36) PDF(572)

摘要:
为了科学计算居民生活燃煤对大气污染物排放的贡献率，建立了太原市居民生活燃煤的大气污染物排放清单.利用高分辨率遥感卫星影像、DEM（数字高程模型）和GIS（地理信息系统）对太原市平房空间分布及面积进行了解译，得到2016年太原市平原、山区、城乡区域平房面积.对平原农村、山区农村、城中村典型区域进行实地调查，统计不同区域户均平房面积和生活燃煤使用量，估算得到了平原农村、山区农村、城中村的生活燃煤使用量.结合相关文献测算的排放因子，计算太原市居民生活燃煤散烧的PM₁₀、PM_2.5、SO₂、NO_x、VOCs、CO、OC、EC排放总量.结果表明：2016年太原市有22.8×10⁴户燃煤散烧居民，2016年燃煤消耗量为109.6×10⁴ t，平原和城乡居民是主要的生活燃煤用户也是居民生活燃煤大气污染物的主要排放源；太原市居民生活燃煤散烧的PM₁₀、PM_2.5、SO₂、NO_x、VOCs、CO、OC、EC排放总量分别为9 666.7、7 518.6、8 110.4、1 753.6、657.6、153 549.6、3 419.5、2 882.5 t；2016年太原市清徐县和太原市城区居民煤炭消耗量合计达97.9×10⁴ t，占全年燃煤总消耗量的88%.研究显示，太原市应加快煤改气、煤改电和集中供热建设，进一步推广清洁能源以期减小居民生活燃煤大气污染.

黄水溪砷环境地球化学迁移行为及其细菌群落分析

李文旭, 何剑汶, 刘璟, 谌书

2019, 32(6): 966-973. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.01.16

摘要(1054) HTML (46) PDF(563)

摘要:
湖南石门雄黄矿区As（砷）污染问题由来已久，黄水溪更是长期受矿区影响.为进一步指导对矿区As污染的综合治理，通过分析河流As质量浓度及其通量、沉积物ATR-FTIR（衰减全反射傅里叶红外光谱）及其溶解释放As的能力、沉积物细菌群落多样性，对黄水溪石门雄黄矿河段中As的地球化学迁移行为及其河流沉积物的生态风险进行了调查.结果表明：①石门雄黄矿区河段水系中ρ（As_T）为0.28~10.43 mg/L，并且主要以As（Ⅴ）形式存在，少量为As（Ⅲ）.②As年通量在该河段区域增加约5.71 t.③ATR-FTIR分析沉积物显示，463、875和910 cm^-1处吸收带来自AsO₄^3-（砷酸根）的振动，775和796 cm^-1处吸收带来自AsO₃^3-（亚砷酸根）的振动，表明该沉积物中存在含As矿物.④在沉积物溶解试验中同时释放As（Ⅴ）和As（Ⅲ），振荡6 h后ρ[As（Ⅴ）]和ρ[As（Ⅲ）]分别达0.014~0.550和0.002~0.291 mg/L.⑤沉积物的细菌群落多样性分析显示，黄水溪As污染已对水生生态系统造成了一定的影响，表现为ρ（As_T）较高水环境影响下，沉积物细菌群落丰富度和多样性减少，同时出现未鉴别属；变形菌门（Proteobacteria）和拟杆菌门（Bacteroidetes）是黄水溪沉积物中的优势菌群.研究显示，黄水溪中As主要迁移途径可能为，在废弃选矿区域段含As尾矿颗粒进入河道，之后溶解进入水环境，在下游河段又再次被吸附/沉淀，并且吸附的As并不稳定，易再次释放.

长沙地区樟树林土壤水稳定同位素特征及其对土壤水分运动的指示

戴军杰, 章新平, 罗紫东, 王锐, 刘福基, 贺新光

2019, 32(6): 974-983. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.03.08

摘要(944) HTML (53) PDF(687)

摘要:
为研究长沙地区林地土壤水分运动规律，基于2017年3月-2018年2月长沙地区樟树林土壤水分及0~130 cm土壤水、地下水和降水中稳定同位素监测数据，分析了土壤水中稳定同位素特征及其与降水中稳定同位素的关系.结果表明：①土壤水分季节变化表现为丰水期（3-6月，土壤蓄水量大而稳定）、耗水期（7-10月，土壤水分以消耗为主）、补水期（11月-翌年2月，土壤水分以补给为主）3个阶段，土壤含水量由表层至深层呈增加趋势，稳定性增强，土壤含水量的垂向差异依次为耗水期 > 补水期 > 丰水期.②受到冠层截留和地表枯枝落叶吸持的影响，林地的有效降水为降水量（P）>3.3 mm，并且LMWL_{P > 3.3 mm}（降水量>3.3 mm时的当地大气水线）较LMWL的斜率和截距显著增加，与各深度SWL（土壤水线）更接近.③由表层至深层，土壤水稳定同位素受降水入渗、新旧水混合和蒸发的影响减小，0~40 cm土壤水中δ¹⁸O均表现为丰水期 > 补水期 > 耗水期，而40~130 cm土壤水中δ¹⁸O的季节变化不显著.④观测期间不同水体中lc-excess（δD与LMWL的差值）的平均值依次为降水（0） > 地下水（-2.80‰） > 土壤水（-5.00‰），土壤水中lc-excess随深度的增加而增大.研究显示：土壤水下渗时新旧水混合是一个持续累积的过程，旧的土壤水逐渐被降水替代；受土壤结构、质地等性质的差异及不同降水事件的影响，土壤水分的补给在剖面上存在时滞.

基于PMF模型及地统计法的乐安河中上游地区土壤重金属来源解析

李娇, 滕彦国, 吴劲, 蒋进元, 黄莹

2019, 32(6): 984-992. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.07.14

摘要(1268) HTML (79) PDF(661)

摘要:
为实现较大区域范围内土壤重金属来源贡献程度的定量化，选取江西省乐安河中上游地区表层土壤为研究对象，分析污染源样品化学组分并构建本地污染源成分谱，利用PMF（正定矩阵因子分解）模型对土壤重金属进行源解析，并结合地统计空间分析法识别各源的主要影响区域.结果表明：乐安河中上游地区土壤中w（As）、w（Hg）、w（Cd）、w（Cr）、w（Zn）、w（Cu）、w（Mn）、w（Pb）的平均值分别为21.400、0.105、0.25、73.5、88.4、56.2、577.0、49.5 mg/kg，是江西省土壤背景值平均值的1.0~1.8倍，其中，w（As）、w（Cd）、w（Cu）、w（Pb）平均值超过GB 15618-1995《土壤环境质量标准》一级标准限值.土壤重金属主要受铅锌矿冶炼源、金矿选冶源、铜矿采选源、自然源、混合源的影响.铅锌矿开采冶炼活动对洎水河左岸大部分区域土壤造成了影响，源贡献率均大于30%；金矿选冶活动目前仅影响矿区附近土壤，源贡献率最高可达94%；铜矿采选活动也使德兴铜矿周边较大区域范围土壤受到影响，源贡献率处于19%~89%之间.研究显示，构建本地源成分谱可以辅助解析验证PMF源成分谱的有效性，将PMF模型与地统计空间分析法相结合，可以进一步得到源贡献率在空间上的分布状况，对于土壤污染治理决策可提供行之有效的支撑.

2017年兰州市大气污染物输送来源及传输特征模拟分析

刘慧, 夏敦胜, 陈红, 杨帆, 马亚鹏

2019, 32(6): 993-1000. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.01.08

摘要(1025) HTML (57) PDF(552)

摘要:
利用HYSPLIT后向轨迹模式，结合兰州市AQI（空气质量指数）及常规大气污染物质量浓度数据，模拟研究了2017年1月1日-12月31日以兰州市为受点的大气污染物输送特征.通过聚类分析确定了抵达兰州市气团的主要输送途径和每类路径所对应的污染物质量浓度特征，并利用受体模型PSCF（潜在源贡献因子分析法）和CWT（权重浓度轨迹分析法），分析了大气污染区域传输对兰州市空气质量的影响，探讨了影响兰州市空气质量的污染物输送来源和可能的潜在源区.结果表明，在影响兰州市的气流轨迹中，污染轨迹多来自兰州市以西和以北方向，污染轨迹约占总轨迹的39.52%，说明外部污染物的输入对兰州市空气质量具有重要影响.其中，第3类轨迹（对应来向为西）的气团对兰州市的空气质量有较大的影响，该类轨迹虽仅占总轨迹的15.21%，但其中污染轨迹数占56.76%，是影响兰州市空气质量的主要传输路径；第4类轨迹（对应来向为东南）的气团最为清洁.研究显示，对兰州市空气质量影响最大的强潜在源区主要分布在青海共和盆地、兰州市本地及周边区域，中等强度潜在源区为内蒙古自治区南部、宁夏回族自治区及甘肃省河西走廊等地区.

气候变化背景下京津冀地区濒危水鸟潜在适宜区模拟及保护空缺分析

白雪红, 王文杰, 蒋卫国, 师华定, 陈坤, 陈民

2019, 32(6): 1001-1011. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.08.15

摘要(1252) HTML (147) PDF(569)

摘要:
明确濒危水鸟栖息地分布并加以保护对于维持水鸟物种多样性和提高湿地环境质量具有重要意义.自1980年以来京津冀地区水鸟数量出现较大波动，为了分析濒危水鸟潜在分布区域及其变化特征，借助GIS平台和MaxEnt模型，基于2015年濒危水鸟"出现点"信息，定量识别了影响京津冀地区濒危水鸟分布的主要驱动因素和贡献率，并预测了2050年RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5（依次代表低、中、高3种CO₂浓度排放模式）3种气候情景下濒危水鸟的潜在适宜区分布和保护空缺规律.结果表明：①京津冀地区濒危水鸟共有9种，东方白鹳、遗鸥和黑鹳3种濒危水鸟潜在适宜区面积较大.东方白鹳和遗鸥适宜区主要集中于环渤海湾沿岸和北京市中南部，黑鹳则主要集中于北京市南部房山区和东北部.②与2015年相比，2050年RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5三种气候情景下濒危水鸟适宜区面积均较大，相应适宜区面积增幅依次为96.24%、103.94%和65.51%，适宜区空间分布上向西南和东北方向扩张.③国家自然保护区对濒危水鸟潜在适宜区和热点区的覆盖率较低，相较天津市，河北省和北京市对这两个区域的覆盖不足.④在京津冀地区尺度下，不同情景下保护区覆盖濒危水鸟适宜区比例依次为基准情景（1.26%）> RCP8.5情景（1.11%）> RCP2.6情景（0.70%）> RCP4.5情景（0.29%），保护区覆盖热点区比例依次为RCP4.5情景（0.83%）>基准情景（0.77%）> RCP8.5情景（0.08%）> RCP2.6情景（0）.研究显示，以单个水鸟为单位分析濒危水鸟潜在适宜区分布格局，能够精准有效地揭示国家自然保护区对濒危水鸟的覆盖情况.

武清地区冬季一次重污染过程垂直分布特征

李岳, 殷宝辉, 耿春梅, 王歆华, 李鹏, 杨文, 白志鹏

2019, 32(6): 1012-1019. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.04.13

摘要(954) HTML (42) PDF(447)

摘要:
为研究京津冀地区重污染过程大气污染物的垂直分布特征，于2016年12月13日重污染前（11：49-12：18）和12月18日重污染期间（11：00-11：16）在北京市、天津市、河北省交界处的武清地区利用系留气球开展1 000 m以下的大气观测，探究污染物的垂直分布特征及对流边界层、覆盖逆温层和混合层等要素对重污染形成的影响.结果表明：①在重污染前，大气层结不稳定，ρ（PM_2.5）、ρ（NO_x）与ρ（O₃）随高度变化不明显，存在明显的垂直对流运动，有利于大气污染物的扩散；PM_2.5/PM₁₀[ρ（PM_2.5）/ρ（PM₁₀）]在800 m以下为0.60~0.80，在800~1 000 m以上大于0.90.②重污染期间，近地面大气层分为对流边界层（距地面0~150 m）、覆盖逆温层（150~370 m）、混合层（370~500 m）和自由大气（500 m以上）4个层次.③NO_x主要在对流边界层内聚积；高空O₃在向近地面扩散时受强混合层阻挡，在混合层出现一个小峰值；PM_2.5不仅在近地面聚积，而且在覆盖逆温层内聚积，ρ（PM_2.5）在覆盖逆温层内呈双峰（峰值分别出现在150和370 m）分布，其粒径集中在0.5~1.0 μm，属于积聚态气溶胶.研究显示，在不利扩散条件下，汽车排放、村镇居民供暖排放的污染物聚积及二次颗粒物的生成是重污染形成的重要因素.

宜宾市冬季挥发性有机物污染特征及来源

徐晨曦, 陈军辉, 韩丽, 王继钦

2019, 32(6): 1020-1025. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.02.11

摘要(926) HTML (46) PDF(536)

摘要:
为了解宜宾市冬季VOCs（volatile organic compounds，挥发性有机物）污染特征，于2016年12月选取宜宾市2个国控环境监测点位，采集冬季环境空气VOCs样品，利用三级冷阱预浓缩仪-气相色谱质谱联用仪（GC-MS）测定大气中89种VOCs物种，分析VOCs体积分数及其物种组成情况，并对其主要来源进行识别.结果表明：宜宾市区冬季环境空气中φ（VOCs）平均值为35.10×10^-9，φ（VOCs）最高值和最低值分别为67.34×10^-9、20.58×10^-9；监测VOCs物种类别中芳香烃占比最高，其次为烷烃、卤代烃；体积分数较大的VOCs物种主要为苯、甲苯、氯甲烷、二氯甲烷、异丁烷、异丙醇、正丁烷等.CMB（化学质量平衡）模型源解析宜宾市冬季环境空气VOCs的六大主要贡献源分别为移动源、油气挥发源、溶剂使用源、工艺过程源、生物质燃烧源和其他源.以2015年为基准年，利用排放因子法对宜宾市VOCs进行排放量计算发现，宜宾市VOCs年排放量为39.54×10³ t，其中，工艺过程源、溶剂使用源、移动源、化石燃料燃烧源的贡献率分别为35.5%、24.5%、28.9%、8.0%.研究显示，对宜宾市冬季环境空气中VOCs贡献率较大的污染源分别为移动源、溶剂使用源、工艺过程源等。

大连湾表层沉积物中总汞和甲基汞的分布及影响因素

王立军, 刘亮, 马新东, 冷金慧, 高亚倩, 林忠胜, 张志锋

2019, 32(6): 1026-1032. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.12.15

摘要(776) HTML (30) PDF(548)

摘要:
为研究大连湾表层沉积物中THg（总汞）和MeHg（甲基汞）的分布及影响因素，于2016年7月对大连湾12个采样点表层沉积物进行了调查，分析了沉积物中w（THg）和w（MeHg）及其与环境因子的关系.结果表明：①大连湾表层沉积物中w（THg）和w（MeHg）的平均值分别为（79.5±47.1）和（0.53±0.26）ng/g，MeHg%（甲基化比率）范围为0.39%~1.46%，平均值为0.74%.②沉积物中w（THg）和w（MeHg）均表现出由湾内向湾外降低的趋势，而MeHg%的空间分布特征与w（THg）和w（MeHg）相反，并且水产养殖活动的外源输入也可对MeHg%产生影响.③w（MeHg）与各环境因子均呈显著相关关系，表明沉积物中w（MeHg）主要受w（THg）和氧化还原条件的影响；MeHg%与Hg/C（THg与TOC摩尔比，下同）呈显著负相关，可能主要与沉积物中生物可利用Hg的比例影响有关，而MeHg%虽然与w（TOC）、w（TS）的相关性均不显著，但也体现出有机质和硫对Hg的生物可利用性的影响.研究显示，沉积物中生物可利用Hg在MeHg的产生过程中具有重要作用，而减少大连湾内汞和有机质的输入将有助于降低沉积物中w（MeHg）.

基于分布式水文模型的武夷山市水文调节服务评估

夏瑞, 张远, 杨辰, 周宇建, 杨中文, 彭菲, 马淑芹

2019, 32(6): 1033-1042. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.01.17

摘要(1030) HTML (63) PDF(474)

摘要:
武夷山是我国生态文明建设的重点示范区，开展水文调节功能服务价值评估是福建省生态安全保障的重要需求.采用流域分布式时变增益水文模型（DTVGM），在充分考虑流域气象、水文、土地利用类型等信息的基础上，精细化模拟了武夷山流域的水文过程，定量评估了2010年和2015年有植被覆盖和无植被覆盖两种条件下武夷山市及下属各行政区植被生态系统的径流调节量及其价值量.结果表明：①武夷山市2010年和2015年径流调节量分别为5.73×10⁸和5.21×10⁸ m³，折合人民币分别为35.93×10⁸和37.46×10⁸元.②2010年枯水期日均径流调节量相比丰水期下降了0.013×10⁸ m³；2015年枯水期日均径流调节量相比丰水期下降了0.009×10⁸ m³.③星镇村和洋庄乡径流调节价值量明显多于其他行政区，均超过10.48×10⁸元；崇安街道和新丰街道相对较低，均低于1.59×10⁸元；其他几个行政区基本持平，在3.26×10⁸~6.70×10⁸元之间.研究显示，武夷山市区由于植被丰富，林地覆盖面积较大且密度较高，总体水文调节能力较强，但同时也受区域气候条件影响较大，有植被覆盖条件下在应对非极端气候时可以维持较好的径流调节能力，然而在极端特大暴雨事件中，现有植被种类的截留能力还不足以应对短时强降水过程.

双向掘进隧道游离SiO₂粉尘扩散规律模拟与分析

乔力伟, 蒋葛夫

2019, 32(6): 1043-1051. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.12.13

摘要(834) HTML (41) PDF(466)

摘要:
为研究双掘进面施工隧道内游离SiO₂粉尘浓度演化特征与扩散规律，获取通风系统的合理设计参数，以斗篷山隧道为研究背景，利用Ansys-CFD有限元计算流体力学软件离散项模型对双向掘进隧道安装除尘设备前、后粉尘扩散轨迹及不同时间周期内粉尘浓度分布特点进行数值模拟，并对模拟结果与现场实测数据进行对比分析.结果表明：①衬砌台车对粉尘的扩散具有明显的阻碍效应，台车两侧游离SiO₂粉尘浓度值出现了明显的分界.②单纯压入式通风条件下，部分高浓度游离SiO₂粉尘在非爆破端循环停留时间较长，通风一段时间后少量高浓度的游离SiO₂粉尘穿过台车在非爆破端循环停留形成簇团效应，未进入斜井进行排放.③压入式通风设备和除尘系统联合作业后，非爆破端游离SiO₂粉尘浓度趋于0，联合作业900 s后，隧道正洞与斜井内游离SiO₂粉尘浓度基本降至8 mg/m³以下，达到规范要求.研究显示，采用离散项模型对双工作面施工隧道内游离SiO₂粉尘浓度演化特征与扩散规律的模拟是可行的.压入式通风设备与除尘系统联合作业条件下游离SiO₂粉尘快速进入斜井进行排放，隧道施工作业区内游离SiO₂粉尘浓度在短时间内大幅下降，通风过程中粉尘运行轨迹几乎不涉及隧道非爆破端，减少了对非爆破端的污染.

外源氮输入对生长季黄河口碱蓬-土壤系统磷分布规律的影响

俞琳莺, 孙志高, 孙文广, 胡星云, 陈冰冰

2019, 32(6): 1052-1062. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.10.09

摘要(1062) HTML (67) PDF(610)

摘要:
为研究氮负荷不断增强情况下黄河口湿地磷的生物循环状况，选择黄河入海口北部滨岸高潮滩的碱蓬湿地为研究对象，基于野外原位氮（N）输入模拟试验，研究不同氮输入梯度[N0（对照处理），6.0 g/（m²·a）；N1（低氮处理），9.0 g/（m²·a）；N2（中氮处理），12.0 g/（m²·a）；N3（高氮处理），18.0 g/（m²·a）]下生长季碱蓬湿地植物-土壤系统中w（TP）分布特征的差异.结果表明：外源氮输入对湿地表层（0~10 cm）土壤中w（TP）变化的影响较为明显，N2和N3处理下w（TP）整体高于N0和N1处理.不同氮处理下植物各器官的w（TP）生长初期表现为根>叶>茎，生长旺期和末期表现为叶>根>茎，说明叶是磷的主要累积器官.外源氮输入改变了碱蓬湿地的养分限制状况，随着氮输入量的增加，土壤和植物-土壤系统磷储量、氮供给的增幅远低于植物亚系统，说明氮、磷之间的养分供给存在不同步性.研究显示，在未来黄河口氮养分负荷不断增加的情况下，碱蓬湿地植物-土壤系统极有可能通过加速磷的生物循环来缓解日益加剧的磷养分限制状况，进而使得氮、磷养分之间可能形成正反馈机制，而这将有利于维持湿地系统的稳定与健康.

施加牛粪熟肥对黄土吸附双酚A的影响

刘兰兰, 蒋煜峰, 石磊平, 原陇苗, 万建新, 王刚, 吴应琴

2019, 32(6): 1063-1073. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.09.15

摘要(1000) HTML (68) PDF(664)

摘要:
为研究施加腐熟牛粪对黄土吸附BPA（双酚A）的影响，采用批量平衡试验法，分析不同因素[如黄土粒径、体系温度、初始ρ （BPA）、离子强度、pH等]对BPA在黄土及施加牛粪熟肥黄土上吸附量的影响.结果表明：BPA在黄土中的吸附均符合先快后慢并最终达到平衡的吸附规律，准二级动力学模型能较好地描述其吸附动力学过程.BPA在黄土与施加腐熟牛粪黄土上的解吸量远小于其吸附量，说明吸附-解吸过程中存在解吸滞后性.黄土与施加腐熟牛粪黄土对BPA的热力学吸附过程符合Freundlich等温吸附模型，并且吸附等温线符合L-型吸附等温模式，BPA的吸附吉布斯自由能（ΔG^θ） < 0，焓变（ΔH^θ） < 0，熵变（ΔS^θ） < 0，表明该吸附属于混乱程度减小、可自发放热的吸附过程.影响因素分析结果显示，黄土对BPA的吸附量随其粒径的减小而增大，而不论是否施加腐熟牛粪，其对BPA的吸附量均随体系温度升高而减少，且随初始ρ （BPA）的增加而升高.此外，加入的阳离子（Ca²⁺、Mg²⁺）会与BPA形成竞争吸附，不论是黄土还是施加腐熟牛粪黄土，其对BPA的吸附量均随加入阳离子浓度的升高而降低.当pH为3~7时，黄土与施加腐熟牛粪黄土对BPA的吸附量随着pH的升高而增加，而pH为7~10时对BPA的吸附量变化较小，表明该范围内pH变化对黄土与施加腐熟牛粪黄土吸附BPA的影响不明显.研究显示，施加牛粪等腐熟肥可能导致BPA的吸附行为发生改变.

页岩气开发油基钻屑-单组分生物质共热解特性

黄思雨, 王嫣云, 周博逊, 周泽军, 何勇, 夏世斌

2019, 32(6): 1074-1080. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.09.09

摘要(935) HTML (58) PDF(482)

摘要:
油基钻屑与生物质热解油分别存在产率低、有害组分含量高的问题，为探究二者共热解是否可以产生协同作用，采用固定床反应器研究了热解温度、终温时间（热解温度保持时间）、升温速率、N₂流量、生物质与油基钻屑混合比例（质量比）等因素对油基钻屑与单组分生物质共热解的影响.结果表明：①油基钻屑与单组分生物质热解效果随热解温度和终温时间的增加而增强、随升温速率的加快而减弱，N₂流量对热解过程影响不大；最佳热解工艺参数为热解温度350℃、终温时间60 min、升温速率10℃/min、N₂流量0.15 L/min.②共热解可产生协同作用，当生物质与油基钻屑混合比例分别为3：7、7：3时，热解灰渣含油量较理论值下降较为明显，降幅分别为21.71%、17.64%.③共热解可减少生物质热解过程中有害物质的生成，提高油基钻屑的液相产率，生物质单独热解时液相产物中有害组分占比高达74.92%；加入适量油基钻屑共热解时有害组分占比明显降低，当油基钻屑与生物质混合比例为7：3、8：2时，有害组分占比可分别降至22.74%、17.57%.研究显示，共热解产生的协同作用可减少有害物质的生成，提高热解油产率，在油基钻屑无害化、资源化利用与生物质开发中具有良好的应用前景.

基于风沙防治的典型农牧交错区土地利用多情景模拟

张寒冰, 高阳, 崔艳智

2019, 32(6): 1081-1089. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.06.27

摘要(915) HTML (65) PDF(457)

摘要:
作为典型的半干旱沙区，科尔沁左翼后旗（简称"科左后旗"）土地退化严重，土壤风蚀程度较强，有针对性地调整土地利用结构，有助于农牧交错区社会经济和生态环境的可持续发展.采用修正风蚀方程（RWEQ）模拟科左后旗的风蚀状况，并结合CA-Markov模型和当地风蚀状况及区域相关规划，设定了延续现有发展态势的历史发展情景、在全区域内开展风蚀治理的全域治理情景和依照区域风蚀特征实施治理的分区治理情景3种未来可能的发展情景，基于Dyna-CLUE模型模拟各情景下科左后旗2020年的土地利用格局.结果表明：①2010年科左后旗的平均风蚀量为33.86 t/（hm²·a），风蚀程度较为严重，并且具有明显的西高东低的空间差异.②采用Dyna-CLUE模型模拟2010年土地利用空间分布结果的Kappa指数达0.921，模拟效果良好.③与2010年相比，历史发展情景下，2020年科左后旗荒漠化趋势更加严重，未利用地面积将增加33.76%，草地退化明显；全域治理情景下，风沙治理取得了一定成效，70.30%的未利用地得到治理，其中分别有32.32%和32.52%转化为林地和草地，水域也得到一定恢复，面积将增加5.01%；相比于全域治理情景，分区治理情景下高风蚀地区有更多的未利用地得到治理，低风蚀地区耕地面积将增加4.68%，进行风沙治理的同时也在一定程度上保护了耕地.研究显示，Dyna-CLUE模型在我国农牧交错区具有较好的土地利用格局的模拟能力，采取积极的风沙防治措施可以大幅提高当地的林地和草地面积，而采取有针对性的分区域治理政策在进行风沙治理的同时也可有效地保护耕地.

基于CSGD的排放清单处理工具研究

王堃, 高超, 王晨龙, 童亚莉, 王树堂, 王人洁, 刘媛

2019, 32(6): 1090-1098. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.02.13

摘要(1339) HTML (42) PDF(625)

摘要:
CSGD（crowd sourcing geographic data，众源地理数据）是通过互联网向大众或相关机构提供的一种开放地理空间数据，具有易获取、时效性好、准确性高等特点，在排放清单时空分配方面具有应用潜力.然而，现有排放清单处理工具不支持CSGD数据直接输入且难以满足排放清单空间分配和空气质量模式所需清单格式，因此，亟待开发一套可以拓展该类数据在排放清单领域应用的工具.以CSGD中的POI（城市设施兴趣点）数据为主要研究对象，基于QGIS平台、C++语言及Python语言，开发了在Windows系统下的ISAT（inventory spatial allocate tool，排放清单空间分配工具）工具及在Windows或Linux系统下的ISAT.M工具.结果表明：ISAT工具以POI数据为基础制作出的空间分配结果与排放源排放强度的空间分布特征的一致性较好；ISAT.M工具输出的inline清单可以作为CMAQ空气质量模式及其DDM敏感性分析模块的输入文件并开展模拟，通过与SMOKE模型的关闭源法模拟结果对比发现，二者在数据及空间分布上呈较好的一致性.研究显示，CSGD数据应用于排放清单空间分配可较好地反映排放源空间分布特征，同时由于此类数据存在信息冗杂、近郊区数据缺失等问题，在应用过程中应注意数据清洗及数据种类的选取工作.

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2019年第32卷第6期

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