中国环境科学

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陈勇航;白鸿涛;黄建平*;邱学兴;亢燕铭;管晓丹;毛晓琴

中国环境科学. 2008, 28(2): 97-101.

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采用NASA 地球观测系统(EOS)“云与地球辐射能量系统(CERES)”的云和辐射资料,研究了我国西北地区4 个典型地域2002 年7月至2004 年6 月云对地气系统辐射强迫的季节及年变化特征,探讨了云特性参量对云辐射强迫的影响.结果表明,云的辐射强迫具有显著的季节变化和地域变化.一般夏季云净辐射强迫最大,冬季最小,而塔克拉玛干沙漠最小值出现在秋季,夏季的季风影响区和塔克拉玛干沙漠区的云净辐射强迫相差达129W/m².云的短波辐射、长波辐射和净辐射年平均效应均在季风区最强,分别达-171.2,48.9,-122.3W/m²;在塔克拉玛干沙漠地区最弱,分别为-54.7,37.3,-17.4W/m².

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沙尘气溶胶对塔里木盆地降水的可能影响

韩永翔;*;陈勇航;方小敏;赵天良

中国环境科学. 2008, 28(2): 102-106.

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通过分析塔里木盆地沙漠的风积地貌,结合近40 年气象站的风况观测资料,探讨了沙尘暴形成的大气环流特征.研究结果表明,从天气学理论上来看,降水和沙尘暴天气相伴而生.在年际时间尺度以上,沙尘暴发生日数与降水存在显著的负反馈机制.然而降水抑制沙尘暴发生的理论无法解释在月际尺度内降水与沙尘暴呈正相关的事实.通过分析云量、沙尘凝结核以及卫星计算的云滴有效半径表明,由于沙尘气溶胶可以长时间悬浮在大气中并作为凝结核,使云中的水汽分布到更多的粉尘颗粒中,导致空中云滴有效半径剧减而无法达到形成降水的阈值,从而抑制降水的产生.这从理论上可以很好地解释上述矛盾,为解释降水和沙尘的互反馈机制提供了新的理论.

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焚烧麦杆对稻田CH4 和N2O 排放的影响

马静;徐华*;蔡祖聪;曹金留;八木一行

中国环境科学. 2008, 28(2): 107-110.

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采用3 种麦杆处理方式(不还田、均匀混施和原位焚烧)进行田间试验,观测稻田CH₄ 和N₂O 的排放情况,以探讨原位焚烧麦杆对稻田CH₄ 和N₂O 排放的影响.结果表明,与不还田处理相比,原位焚烧显著增加稻田CH₄ 排放量,同时显著减少稻田N₂O 排放量;与均匀混施处
理相比,原位焚烧显著减少稻田CH₄ 排放量,二者的N₂O 排放量无明显差异.

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棕纤维复合生物填料床净化三甲胺和臭气的研究

陶佳;朱润晔;王家德*;陈建孟

中国环境科学. 2008, 28(2): 111-115.

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在某鱼粉厂建立了三甲胺(TMA)、臭气生物过滤床工程装置.该系统采用了棕纤维复合生物填料,在温度为25~35℃、空床停留时间(EBRT)20.0s、TMA 进气浓度536~895mg/m3、臭气浓度为9724~13431 倍时,系统对TMA、臭气的平均去除率分别达91.98%、
98.70%.EBRT 和进气浓度对净化效率影响明显,进气TMA 浓度1500~1600mg/m3 时, EBRT 从22.5s 增加至60.0s,TMA 去除率从64.67%提高到84.38%.同时,系统对TMA 降解中间产物NH3 也表现出良好的去除效果.

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污泥回流比对分段进水A/O 生物脱氮工艺的影响

王伟;彭永臻*;孙亚男

中国环境科学. 2008, 28(2): 116-120.

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采用连续流分段进水缺氧/好氧(A/O)中试系统处理生活污水,研究污泥回流比(R)对系统性能的影响.结果表明,当R 值高于1.0 时,尽管第一段缺氧区的硝酸盐氮去除量明显增加,而系统硝化、反硝化效果均明显降低.当R 为0.75 时,系统总氮去除率最高,为92%;而当R 值为1.5 时,总氮去除率最低,为72%. 当系统污泥沉降性能较好时, R 值对二沉池泥泥位和泥水分离效果影响不大;而当污泥沉降性能较差时,二沉池泥位随R 值增大而呈线性增加,此时提高R 值会加剧污泥膨胀.此外,高R 值使得系统各段悬浮固体浓度呈梯度分布的规律变得不再明显,降低系统污泥储量.同时,提高R 值会降低系统固体停留时间,进而影响系统的污泥种群分布.

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应用二沉池污泥层高度控制A/O 工艺污泥回流量

马勇;彭永臻*;王淑莹

中国环境科学. 2008, 28(2): 121-125.

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鉴于城市污水处理厂每日、每小时的进水量波动性很大,采用传统的恒定污泥回流比或固定污泥回流量控制会引起二沉池出现巨大的水力波动,从而影响系统处理效果.以二沉池污泥层高度作为控制变量,建立了回流污泥控制策略和控制器.采用A/O 工艺中试试验装置,在处理实际生活污水的情况下,对所建立的控制器进行了验证,结果表明,与传统恒定污泥回流比控制相比,TN 去除率可以提高10%,污泥回流量可以降低20％,且可以维持系统稳定运行.

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颗粒计数法用于自来水厂运行的优化

孙博雅;陈洪斌*;陈伟;张群

中国环境科学. 2008, 28(2): 126-130.

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采用生产性试验为主、室内实验为辅的方法,探讨了颗粒物计数手段用于某水厂混凝沉淀及过滤环节运行优化的可行性.室内试验结果表明,根据水厂实际情况,可以将沉后水颗粒数低于600 个/mL 作为确定混凝剂投加量的依据;原水的水质对沉后水颗粒数有显著影响.生产性试验表明,滤池的滤后水颗粒数量与浊度和滤速具有正相关性,滤速增加使滤池对粒径2~5µm 的小颗粒截留率降低.滤后水的颗粒物数量与浊度呈正相关,但显著性不突出,2 个指标联用,能够更准确地反映净水过程的水质变化,尤其适用于对水厂过滤的调控.

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电-多相催化反应体系对垃圾渗滤液的降解

岳琳;王启山*;石岩;何士忠

中国环境科学. 2008, 28(2): 131-135.

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以颗粒活性炭(GAC)为导电性粒子电极,以负载金属氧化物的多相催化剂替代绝缘填料,构建电-多相催化氧化体系.采用浸渍法制备一系列含Cu、Ce的γ-Al₂O₃负载型催化剂,与GAC均匀混合构成床体填料,电催化氧化降解垃圾渗滤液.考察了催化剂的催化活性,并用SEM和XRD 等手段对催化剂的微观结构、表面形貌进行表征.研究表明,浸渍液金属离子浓度含量Cu 为2%、Ce 为9%时所制得的催化剂活性最高,并且该催化剂性能稳定,经5 次使用后仍具有一定的催化活性.通过正交试验考察影响工艺的主要参数,优化电解条件为槽电压15.0V,pH3,曝气量0.08m³/h,极间距2.0cm.其中槽电压和pH 值对电解效果影响较大.反应过程中体系通过电-Fenton-多相催化共同作用,强化垃圾渗滤液的处理效果.

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三维荧光光谱法分类测量水体浮游植物浓度

王志刚;刘文清*;张玉钧;殷高方;刘建国

中国环境科学. 2008, 28(2): 136-141.

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测量了富营养化水体中13 种浮游植物的活体三维荧光光谱和激发荧光光谱,通过光谱相似性原则将浮游植物分成3 种光谱组,分析了光合色素组成与各光谱组三维荧光光谱特征的关系.选择梅尼小环藻、小球藻和铜绿微囊藻纯种培养体,配制10 种不同浓度比例的浮游植物混合培养体,利用平行因子模型算法(PARAFAC)对混合培养体的三维荧光光谱进行了拟合,成功地区分了3 种浮游植物组分.组分1(梅尼小环藻)、组分2(小球藻)和组分3(铜绿微囊藻)在模1 上得分与其在混合样品中的实际相对浓度具有良好的线性关系,相关系数分别达到0.98222, 0.97865 和0.99788,证实了利用三维荧光光谱和PARAFAC 模型分类测量浮游植物浓度的可行性.

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草酸青霉生长菌体对络铜活性染料吸附的研究

郑文钗;辛宝平*;甘雅玲;李长平

中国环境科学. 2008, 28(2): 142-146.

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用草酸青霉生长菌体吸附模拟废水中络铜活性染料.结果表明,生长菌体对5 种活性染料具有良好的吸附性能.用孢子悬液接种模拟染料废水(5%,体积分数),当起始染料浓度为200 mg/L 时,5 种染料的平均去除率达93.3%;起始染料浓度为400mg/L 时,活性翠蓝KN-G 和活性翠蓝M-GB去除率分别达99.7%和99.9%.生长菌体对染料的吸附涉及细胞壁的吸附和细胞内的积累,染料分子由细胞外向细胞内的转移导致细胞内染料的积累;菌体细胞壁的结构变化及其显著增厚,既为染料在细胞壁上的吸附提供了空间,也为染料分子由细胞壁向细胞内的转移提供了通道.

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土壤重金属复合污染对脲酶、磷酸酶及脱氢酶的影响

滕应;骆永明*;李振高

中国环境科学. 2008, 28(2): 147-152.

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采用模拟实验对铅锌矿区重金属(Pb、Zn、Cu、Cd)复合污染土壤酶活性变化的动力学参数进行了研究.结果表明,矿区土壤酶活性随着重金属污染程度的加剧而显著降低.尾矿区土壤脲酶、酸性磷酸酶、脱氢酶的V_max 平均值分别是非矿区土壤的60%、77%、38%,而土
壤脲酶和酸性磷酸酶的K_m 平均值分别是对照土壤的2.73 和2.25 倍. 逐步回归和通径分析结果表明,矿区土壤中Pb、Zn、Cu、Cd 元素含量与脲酶、磷酸酶及脱氢酶V_max 和Km 之间均存在着显著或极显著的相关关系;4 种重金属元素对不同性质酶酶动力学参数的相对贡献大
小存在差异,且元素之间也存在着交互效应.

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红壤中Cu、Zn、Pb 污染对蔬菜根伸长的抑制效应

徐明岗*;纳明亮;张建新;张文菊;刘军领

中国环境科学. 2008, 28(2): 153-157.

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采用盆栽试验,研究红壤中不同浓度Cu(0~400 mg/kg),Zn(0~750 mg/kg)和Pb(0~2000 mg/kg)对小白菜,包菜,萝卜,洋葱,番茄和黄瓜根生长的抑制与毒性效应.结果表明,蔬菜对金属的毒性响敏感程度依次是Cu>Zn>Pb.相同浓度下,Cu、Zn、Pb 对番茄和小白菜的根伸长抑制率最大,对黄瓜和萝卜的根伸长抑制率最小,表明番茄和小白菜对Cu、Zn、Pb 的毒性响应最敏感,黄瓜和萝卜则不敏感.蔬菜根长与土壤Cu有效态含量呈显著或极显著负相关(P<0.05, P<0.01),与土壤Zn 有效态含量或土壤Pb 有效态含量呈极显著负相关(P<0.01),表明土壤中重金属有效态含量是影响蔬菜根伸长的重要因素,重金属对蔬菜生长的抑制响应主要是通过有效态来实现.

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Zn²⁺、Co²⁺和Mn²⁺对人工湿地基质生物膜的影响

张金莲;贺锋;梁威;吴振斌_* 000

中国环境科学. 2008, 28(2): 158-162.

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研究了金属离子Zn²⁺,Co²⁺和Mn²⁺对复合垂直流人工湿地基质生物膜脱氢酶活性和多糖含量的影响.结果表明,在生物膜混合液中添加Zn²⁺能在短时间内(6h)迅速提高生物膜的酶活性,增加多糖含量,浓度为2mg/L 的Zn2+可以在较长时间(72h)内保持生物膜的酶活性并且
促进多糖的积累.Co²⁺和Mn2+对生物膜脱氢酶活性及多糖含量的影响较为相似.当Co²⁺浓度<1mg/L、Mn²⁺浓度<2mg/L 条件下,6h 时,对脱氢酶活性呈现了不同程度的促进作用,但随着Co2+和Mn2+离子浓度的增加,对脱氢酶活性的影响则表现为抑制作用,并且随着时间的延长,抑制作用越来越明显.在所研究的浓度和时间范围内,Co²⁺和Mn²⁺对多糖含量没有明显影响.

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吉林西部沼泽湿地景观变化及其驱动机制分析

岳书平;张树文*;闫业超

中国环境科学. 2008, 28(2): 163-167.

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以吉林西部农牧交错生态脆弱区作为研究案例,利用地形图和Landsat MSS、TM 及ETM 遥感数据,借助地理信息系统(GIS)的空间分析和地统计分析功能,研究沼泽湿地的景观格局变化及其驱动因素.结果表明,1954~2000 年沼泽湿地面积呈先下降后上升的趋势,1954-1976 年沼泽湿地面积急剧减少,到1996 年以后,随着退耕还林还草政策的不断推进,沼泽湿地面积出现净增加;从景观梯度空间分布可见,该区的沼泽湿地主要分布于河漫滩、牛轭湖、古河道及阶地上的低洼地上,并且1954~2000 年沼泽湿地景观梯度分布变化很大.从沼泽湿地景观格局的驱动因素看,气候暖、干化趋势成为沼泽湿地减少的重要原因之一,但是随着社会经济发展和人类活动强度的不断加大,人为因素对自然因素的放大作用是不可忽视的.

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三峡库区小流域不同尺度施氮量对水体的影响

冯明磊;胡荣桂*;许克翠;肖宏宇;阮雷雷;林杉

中国环境科学. 2008, 28(2): 168-172.

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为了解三峡库区农业施肥对水质的影响,通过划分子流域和设置作用区的方法,对张家冲小流域的施肥状况、水体氮含量及其形态进行了调查分析.结果表明,在不同尺度上农户的施氮量有很大的差异,化学氮肥占总施肥量的90%以上.流域水体中TN 含量>2.50mg/L,主要以NO₃
^--N 的形态存在.在不同尺度范围内水体氮素含量和施氮量之间的相关性表现出很大差异.水体氮含量与其上游200m 内的总施氮量和子流域的平均施氮量之间显著相关.

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富勒烯及其衍生物对斑马鱼胚胎发育毒性的比较

朱小山;朱琳*;郎宇鹏;李燕;端正花

中国环境科学. 2008, 28(2): 173-177.

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采用斑马鱼胚胎发育技术,探讨了人工纳米材料富勒烯(C₆₀)的1 种水溶性衍生物[C₆₀(OH)_16-18]和3 种水悬浮液(nC₆₀)对斑马鱼胚胎的发育毒性.这3 种nC₆₀ 分别是nC₆₀/TTA,nC₆₀/甲苯和nC₆₀/aq.结果表明,38mg/L nC₆₀/甲苯、5.0mg/L nC₆₀/aq 和50 mg/L C₆₀(OH)16-18均未对斑马鱼胚胎发育产生毒性,而1.5mg/L nC₆₀/TTA 不仅能导致胚胎或幼鱼发育的延迟,存活率和孵化率的下降,甚至能造成部分斑马鱼心包囊水肿和畸形.C₆₀, nC₆₀ 的制备过程以及nC₆₀ 本身的结构均能影响其潜在生物毒性.

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长江口潮间带淤泥质沉积物粒径空间分异机制

李华;杨世伦*;T. Ysebaert;王元叶;李鹏;张文祥

中国环境科学. 2008, 28(2): 178-182.

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为了解淤泥质潮间带沉积物粒径空间分异规律及其控制因素,于2005 年9 月、2006 年9 月在长江口崇明东滩进行了沉积物取样分析及相关的水动力观测和盐沼植物粘附悬沙的实验.结果表明,潮间带沉积物呈自海向陆(表层样)和自下向上(柱状样)变细的趋势,一般光滩沉积物粒径>50µm,盐沼上部沉积物粒径<25µm;沿岸方向上,茂密盐沼的沉积物较之稀疏盐沼细;盐沼中的流速和波高较之相邻光滩减少50%以上;植物粘附悬沙干重达39~369g/m².对上述沉积物空间变化格局的形成机制分析认为,在光滩上主要是由于底床摩擦导致的水动力向岸衰减,在盐沼中则是植物和底床共同摩擦导致的水动力减弱以及植物茎叶对细颗粒悬沙的粘附.人类活动在改变盐沼植物特征的同时也会改变沉积物粒径的空间分异.

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太湖沉积物中无机硫的化学特性

尹洪斌;范成新;*;丁士明;张路;李宝;

中国环境科学. 2008, 28(2): 183-187.

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选取太湖富营养化相对较严重的梅梁湾北部(ML)与西五里湖(WL)为研究对象,对沉积物及其间隙水中的无机硫形态进行了分析.结果表明,WL 和ML 间隙水中Fe²⁺的平均含量分别为72.1~162.7µmol/L 和63.0~182.7µmol/L,是∑S^2-的18 倍和6 倍,分析认为,太湖沉积物中的还原环境是以Fe³⁺为主导而并非SO4^2-.沉积物中酸性可挥发性硫化物(AVS)的含量为1.0~11.7µmol/g,在未受污染湖泊范围之内.黄铁矿态硫(Pyrite-S)/AVS>3,表明AVS 能够高效地转化为黄铁矿,也说明黄铁矿是SO4^2-还原的主要产物.沉积物中黄铁矿化程度(DOP)<10%、硫化程度(DOS)<14%,说明黄铁矿的形成主要受SO4^2-的控制.

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江苏盐城海岸带环境效应与产业调整定量研究

于文金;* 邹欣庆

中国环境科学. 2008, 28(2): 188-192.

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利用环境库兹涅茨曲线理论,对盐城海岸带经济增长的环境污染状况进行了研究,结果表明,选择化肥施用量、有效工业废水排放量、有效工业废气排放总量、人均SO₂ 排放量、有效工业固体废弃物总量、农药使用量为盐城海岸带环境指标.进行三次曲线回归模拟效果较好.盐城海岸带环境综合污染指数的EKC 曲线和化肥使用总量的EKC 曲线呈现“倒U”型,并且处于“倒U”型曲线的左侧;有效工业固体废弃物排放总量、有效工业废气排放总量的EKC 曲线呈现“U”型,可以看成是EKC 曲线两个“倒U”型的组合.贡献率较大的第一主因子包括种植业、化工、建筑、皮革制造、纺织、冶金电镀等行业.

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