为分析中国大陆城市PM_2.5污染的时空分布规律,运用统计学方法和GIS技术对2014年开展PM_2.5常规监测的161个城市进行分析,结果发现:仅8.1%的城市年评价结果达标,日均质量浓度超标天数占26.6%.夏季及春末、秋初PM_2.5污染相对较轻,冬季污染较重.PM_2.5的日变化曲线呈现不太明显的双峰分布,最低值出现在16:00前后,最高值出现在10:00前后,而凌晨至清晨保持相对较高的污染水平.京津冀及周边地区,中部地区的湖北、湖南、安徽PM_2.5污染较重,东南沿海和云南、西藏污染相对较轻.PM_2.5的空间分布与风速、相对湿度、土地利用等因素的空间分布具有较强的相关性.PM_2.5与PM₁₀质量浓度比值的平均值为0.591,空间上呈由西北向东南逐渐升高、南方高于北方的格局,时间上除1、2月份较高、5月份较低外,其余月份基本稳定在0.55~0.6.研究结果有利于从宏观上认识中国城市PM_2.5污染的时空格局,从而针对性地开展环境污染防控.

在广东大气超级站使用单颗粒气溶胶飞行时间质谱仪(SPAMS)等仪器开展综合观测,2013年12月共监测到两个污染过程,主要的化学成分为元素碳(EC),占总颗粒数的56.8%,其次为有机碳(OC)和重金属(HM),分别占总颗粒数的12.7%和10.1%.两个污染过程中,不同颗粒类别的变化趋势有差异,说明两个污染过程的污染特征有所不同.污染来源分析发现,监测期间主要受到机动车尾气源和燃煤源的影响,二者分别占24.8%和22%;其次为工业工艺源和生物质燃烧,分别占16.4%和10.3%.第一个污染过程中,工业工艺源是首要污染源,而随着颗粒物浓度的增高,燃煤和二次无机气溶胶的比例明显增加,说明此污染过程中受一次污染源(燃煤源和工业工艺源)和二次光化学反应的复合影响.而第二个污染过程中,机动车尾气为首要污染源,其次是燃煤和工业工艺源,整个过程中各源的比例较为稳定,说明该次污染过程主要由不利气象条件导致的污染物累积形成.

利用Micaps提供的2013和2014年冬季长江三角洲地区(以下简称长三角)28个站点的地面常规观测资料、NCEP FNL再分析资料和国家环境保护部发布的PM_2.5质量浓度自动检测数据,分析了长三角冬季大气能见度特征,以及空气污染物和气象条件对能见度的影响.2013年冬季长三角霾天发生频率为53.4%.多元非线性回归分析表明,PM_2.5质量浓度、地表10m风速、500~850hPa水平风垂直切变、相对湿度、925~1000hPa垂直温差、850~925hPa假相当位温差这6个因子能够解释能见度变化的81.6%.气象条件对能见度的作用与污染物浓度相当,热力因子的贡献大约是动力因子的2倍.PM_2.5质量浓度越低,空气质量越好,以及相对湿度大于70%时,相对湿度通过气溶胶吸湿增长对能见度的作用越强.考虑PM_2.5质量浓度的影响时,相对湿度对能见度的贡献提高了1倍.利用2014年冬季资料验证多元拟合方程,效果较好.

利用单颗粒气溶胶飞行时间质谱等仪器在鹤山大气超级站开展综合观测,结合ART-2a自适应共振神经网络聚类算法,将2013年11月4日~2013年12月30日期间监测到的1637330个细颗粒分成9类: EC-Fresh颗粒、EC-Nitrate/Sulfate颗粒、K-EC颗粒、Ca-EC颗粒、ECOC颗粒、OC-Levoglucosan颗粒、OC-Nitrate/Sulfate颗粒、K-Nitrate/Sulfate颗粒和Metal-rich颗粒.结果表明:该大气超级站所在地区旱季霾日有利于与水溶性二次无机组分混合的EC-Nitrate/Sulfate颗粒、K-Nitrate/Sulfate颗粒的累积;晴朗天更有利于二次有机组分在气溶胶颗粒中生成,雨天受当地排放源的影响显著,含有较高EC-Fresh和K-EC颗粒.相关性的研究发现,EC-Nitrate/Sulfate颗粒与能见度有良好的相关性,它们对霾的形成有至关重要的作用.

为了研究北京冬季重污染过程的污染特征及形成原因,选取2013年1月9~15日一次典型重污染过程,对污染期间气象要素、大气颗粒物组分特征和天气背景场进行综合研究.结果表明,此次大气重污染过程中PM₁₀和PM_2.5平均质量浓度分别为347.7μg/m³和222.4μg/m³,均超过环境空气质量标准(GB3095-2012)中规定的日均二级浓度限值.重污染时段PM_2.5中NH₄⁺、NO₃^-和SO₄^2-质量浓度之和占PM_2.5质量浓度的44.0%,OC/EC的平均比值为5.44,说明二次无机离子和有机物对此次污染过程中PM_2.5贡献较大.稳定的大气环流背景场、高湿度低风速的地面气象条件和低而厚的逆温层导致北京地区大气层结稳定,加上北京三面环山的特殊地形结构,是造成此次大气重污染过程的主要原因.

采用离散随机模型模拟了水平表面上气溶胶粒子沉积的微观过程.基于随机游走方法,求解了微粒在布朗扩散和外场迁移两种输运机制耦合作用下的运动轨迹,分析了沉积物形结构特征与微粒输运机制间的作用关系,并讨论了不同沉积机制和粒径分布下的表面沉积水平.结果表明,低Pe数下沉积物形态呈现疏松的粉尘絮团结构,而在高Pe数下沉积物则表现出较为紧密的堆积结构.不同沉积机制下粒子沉积形态结构的差异取决于微粒运动轨迹的随机强度;水平表面最大沉积微粒数存在一上限值,且与微粒输运机制和粒径分布均有关.

装置泄露是石油炼化生产过程中重要的挥发性有机物(VOCs)无组织排放源.基于动态吹扫包扎法采样和预浓缩­­—GC/MS分析方法,对我国南方某石化企业乙烯生产过程中裂解装置的压缩、分离系统及芳烃抽提装置的泄漏组件进行了VOCs排放特征研究.结果表明:烷烃(49.7%~82.4%)含量最高,其次是烯烃(3.2%~35.7%)和芳香烃(5.5%~14.4%); 2-甲基戊烷、甲基环己烷、3-甲基己烷及2,3-二甲基丁烷在整个乙烯生产中都有重要比重.乙烯和反-2-丁烯是裂解装置的重要标志,而苯和甲苯是芳烃抽提装置的重要标志;臭氧生成潜势主要来自于烯烃,尤其是乙烯的贡献率最大,占总烯烃贡献的47.0%~73.0%.参考美国环保局推荐的Method-21,计算了轻液介质阀门的排放速率,获得其泄露排放速率与泄露浓度之间的定量关系为y=3×10^-7x^0.993(R²=0.788).

利用ZnCl₂溶液对褐煤进行浸渍后在700℃条件下热解制备改性半焦,采用N₂吸附/脱附、傅里叶变换红外光谱、X射线光电子能谱等手段对ZnCl₂处理前后两种半焦表面物化性质进行了表征,在小型固定床反应器上研究了ZnCl₂溶液浸渍处理前后褐煤半焦对气态单质汞(Hg⁰)的脱除性能.结果表明,经过ZnCl₂处理得到的半焦(ZSC)具有发达的孔隙结构,其表面含氧官能团含量和数量有所提高,并出现了新的C－Cl基团;在100~360℃温度范围内,制备的改性半焦ZSC的脱汞效率随温度升高而降低,但在中高温条件下仍表现出良好的脱汞性能;在化学吸附过程中,气态Hg⁰被C－Cl基团氧化为HgCl或HgCl₂,同时Hg⁰与半焦表面含氧官能团结合生成HgO,Hg⁰最终以HgCl₂或HgO的形式附着在半焦表面.

运用数值模拟和实验测试方法,研究了住宅厨房在油烟机和送风气幕作用下的气流流动、温度分布和污染物扩散机理,并通过CFD数值计算对比分析了射速在0~5m/s范围的空气幕对厨房污染物扩散的影响.结果表明,单独使用抽油烟机作为厨房排风系统无法有效地将烹饪产生的油烟快速排向室外.空气幕作为补风装置应用在厨房通风系统不仅可以降低厨房空气温度,提高人体热舒适,而且能合理组织气流流动,降低厨房污染物浓度.然而,当油烟机排风量一定时,空气幕射速并非与油烟机捕集效率成正比,而是存在着最佳设计风速,排风速率为5m/s的最佳空气幕射速为0.6m/s.当通过增加油烟机排风量来提高捕集效率时,应根据不同的排风量确认对应的空气幕射速.

为探究超声空化机理、明确超声条件对空化效应的影响,采用铝箔腐蚀法,测量了不同条件下槽式与探头式超声装置中空化场分布,在Matlab平台实现了超声空化场的二维可视化,并通过超声基础试验进行分析验证,.结果表明:槽式超声场分布不均匀,随着超声频率的增加,铝箔腐蚀面积减小,空化效应减弱;空化效应在波腹处最明显,高效区面积最大.探头式超声空化场的高效区主要分布在探头轴线附近,随着铝箔与探头距离的增加,空化效应逐渐减弱,低效区面积增加;空化效应随超声波声能密度的增加而增强,声能密度5W/mL时,腐蚀面积可达80%以上.相同条件下,槽式超声波反应器中超声空化效应较强.超声波声能密度越大,处理后的污泥上清液SCOD越高,破解效果好;随着超声频率的增加,污泥破解程度下降,空化效应减弱.

以甲基丙烯酸缩水甘油酯为单体,利用单体聚合法制备了介孔型磁性离子交换树脂(m-MIER),并在表征其基本性状的基础上,初步分析了其对典型藻源含氮有机物(藻蓝蛋白、氨基酸)的去除效能.为便于比较,研究过程中同步进行了磁性离子交换树脂(MIEX^®)的研究.研究结果表明,m-MIER是以氯为交换基团的介孔型材料,其孔径为2~60nm;与MIEX^®相比,m-MIER具有相似的湿视密度、粒径,更丰富的孔隙结构、更大的交换容量(1.15g/cm³, 150~200 μm, 0.1852cm³/g, 3.16mmol/g Vs 1.20g/cm³, 150~180 μm, 0.0184cm³/g, 2.23mmol/g);XPS图谱分析结果表明其内核成分主要为Fe₃O₄,且为季胺型阴离子交换树脂.针对藻源含氮有机物的去除结果表明,m-MIER对藻蓝蛋白、特定氨基酸的去除效果明显优于MIEX^®,且去除效果与氨基酸的种类显著相关.

以三聚氰胺和氧化石墨烯颗粒为原料,通过研磨负载、氮气气氛下煅烧的方法制备了石墨相氮化碳/石墨烯(g-C₃N₄/rGO)复合光催化剂.主要采用TEM、XRD、PL等对其进行表征,研究了其在模拟太阳光下对罗丹明B(RhB)的光催化性能.PL分析结果显示,相比单一的g-C₃N₄,g-C₃N₄/rGO的光生电子-空穴对的复合几率大大降低.光催化结果表明,和单一g-C₃N₄相比,首次使用研磨负载、氮气保护气氛下煅烧制备的g-C₃N₄/rGO(2%)光催化反应180min后对RhB的降解率提高了43.2%.这是因为石墨烯为g-C₃N₄提供了电子转移场所,实现光生电子-空穴的有效分离,从而提高了光催化效率.本文还考察了添加叔丁醇(TBA)和三乙醇胺(TEOA)后对g-C₃N₄/rGO光催化的影响,实验结果表明:光生空穴是g-C₃N₄/rGO光催化体系中的主要活性物质之一.

为了解析ANAMMOX颗粒污泥对氨氮的吸附特性及机理,分别考察了不同初始氨氮浓度和污泥浓度下的ANAMMOX颗粒污泥吸附氨氮特性,以及温度、pH、盐度和金属阳离子对氨氮吸附的影响;并采用了吸附等温式、动力学和热力学对吸附过程进行解析.结果表明,ANAMMOX颗粒污泥对氨氮的吸附在20min左右基本达到吸附平衡,吸附容量随着氨氮初始浓度的增加而增加,随ANAMMOX颗粒污泥浓度的升高而减少.低温有利于ANAMMOX颗粒污泥对氨氮的吸附,其最佳pH为7.0.盐度和金属阳离子显著影响ANAMMOX颗粒污泥对氨氮的吸附,在NaCl浓度为5g/L时,吸附作用已不明显.在质量浓度相同的条件下,Fe³⁺对吸附作用抑制最强,Mg²⁺与Ca²⁺次之,而Cu²⁺相对最弱.ANAMMOX颗粒污泥吸附氨氮过程更符合Freundlich等温式,吸附过程符合准二级动力学模型,并且是由表层扩散和内部扩散共同作用的结果.热力学研究表明,该吸附过程是一个自发的放热过程.

利用离心加超声的方法对处理四环素抗生素废水的活性污泥胞外聚合物(EPS)和胞内聚合物(IPS)进行提取,将其分为-溶解型胞外聚合物(slime)、松散附着型胞外聚合物(LB)、紧密附着型胞外聚合物(TB)、胞内聚合物(IPS).用BCA法和蒽酮-硫酸法测定了各层EPS和IPS溶液中的蛋白质和多糖含量,同时用三维荧光光谱扫描(EEM)和同步荧光光谱扫描(SFS)对其中的溶解性有机物(DOM)进行定性和定量分析,结果表明在EPS中的蛋白质和多糖的含量高于IPS,且蛋白质含量均比多糖含量高,而在slime和IPS中的蛋白质和多糖的含量高于LB和TB;低激发波长类色氨酸和高激发波长类色氨酸是EPS和IPS溶液的主要成分,且溶液中的溶解性代谢产物和芳香蛋白类物质相对含量在slime、LB、TB和IPS逐渐增加,而难降解有机物-腐殖酸类物质的相对含量逐渐降低;进水四环素浓度与污泥各层EPS和IPS溶液中DOM也具有较好的相关性;三维荧光法检测溶液中的DOM与化学分析测试出的蛋白质含量具有较好的相关性.

采用ASBR反应器,通过改变进水NH₄⁺-N值,研究了COD/NH₄⁺-N对厌氧氨氧化与反硝化耦合反应的影响.结果表明:在COD为300mg/L,NO₂^--N为145mg/L时,COD/NH₄⁺-N是影响厌氧氨氧化对耦合反应脱氮贡献及NH₄⁺-N去除率的主要因素,但不会对NO₂^--N去除率产生影响.当COD/NH₄⁺-N值在1~3.25时,厌氧氨氧化对耦合反应的脱氮贡献率基本稳定在73.03%;当COD/NH₄⁺-N值在3.75时,厌氧氨氧化对耦合反应脱氮的贡献率开始由71.76%下降至约55%;当COD/NH₄⁺-N值在4.25~5.25时,厌氧氨氧化与反硝化的脱氮贡献率基本相等;当COD/NH₄⁺-N值在6.5~12.5时,反硝化的脱氮贡献率随着COD/NH₄⁺-N值的增大由51.69%增大到79.62%.耦合反应器中活性污泥的颗粒化程度不断增强,颗粒污泥的粒径主要分布在0.6~1.5mm范围内,污泥沉降性能良好.

对比选用有机巯基类高分子螯合剂(DDTC)、无机硫(Na₂S)和氢氧化钠(NaOH)作为电镀Ni的捕集剂,对模拟电镀废水中的络合Ni进行深度处理,重点考察了反应pH值、药剂投加量、反应时间以及絮凝剂种类等因素对Ni的去除效果的影响,并对去除机理进行了探究.结果表明:对于高浓度络合Ni模拟废水ρ(Ni)=300mg/L,在pH9.0, Na₂S与DDTC投加比为ρ(Na₂S)/ρ(DDTC)=10,其中ρ(Na₂S)=600mg/L, ρ(DDTC)=60mg/L,反应时间t=6.0min,PAM投加量1.0mg/L时,Ni²⁺的残余浓度为0.064mg/L,低于0.1mg/L达到废水排放标准;此外对Na₂S-DDTC与Ni反应生成的沉淀的溶出试验表明,在自然状态下该沉渣具有较高的稳定性,不会形成二次污染;通过粒径分布统计分析以及SEM表面形态观察分析可知Na₂S-DDTC复配药剂对Ni的捕集作用主要为有絮凝-共沉淀的协同作用.通过本研究,可以为Na₂S-DDTC处理高浓度含络合Ni电镀废水工艺设计提供理论支持.

以蒙脱石(Mont)为原料,在不同OH/Fe物质的量比(x)和Fe/Al物质的量比(y)柱撑条件下制备出系列羟基铁(xOH/Fe-Mont)、羟基铝(OH/Al-Mont)和羟基铁铝(yFe/Al-Mont)柱撑蒙脱石,采用XRD和FT-IR对柱撑蒙脱石进行表征,并研究了柱撑改性对蒙脱石对庆大霉素(Gen)吸附行为的影响.结果表明:柱撑蒙脱石对Gen吸附量显著提高,且Mont(42.83mg/g) << OH/Al-Mont(63.50mg/g) < 1.5OH/Fe-Mont(70.50mg/g) << 0.025Fe/Al-Mont(87.20mg/g),吸附Gen最佳pH值为9.等温吸附适于采用Freundlich方程拟合,吸附动力学符合伪二级动力学方程,吸附3h可超过平衡吸附量的80%.XRD分析表明,羟基铁和羟基铝主导柱撑(y≤0.5)蒙脱石层间距扩增是吸附量增加的主要原因,而yFe/Al-Mont中y≥1.0时,层间距并不是吸附量变化的的主导机制;FT-IR分析表明阳离子交换是Gen和铝离子进入蒙脱石的主导机制.

针对重金属清淤尾水具有污染物浓度高、水质波动大、沉淀性能差等特点,选取pH值和浊度作为实时监测因子,并借助沉淀模拟和数据拟合等手段,建立了比电流与镉残留量之间的实时控制响应模型.结果表明:铝-电絮凝-气浮兼有中和pH值和改善泥水分离的优点,实现了重金属铅、镉和锌的达标排放;此外实时控制策略节省了35.8%的材料消耗和43.4%的电能消耗以及降低了47.9%的产泥量.

以西藏拉萨河流域主要天然湿地之一的巴嘎雪湿地作为研究对象,对该湿地水体的pH值、水温、溶解氧(DO)、色度、浊度和15种金属元素的含量进行了分析检测.结果表明,巴嘎雪湿地水的pH、DO平均值分别为7.68、7.01mg/L;湿地水中15种金属元素含量均较低,汞、锡两种金属元素未能检出,其他13种金属元素的含量顺序为:Fe >Cr> V>Ni> Mn> As> Sb> Mo> Pb> Zn> Cu >Co> Cd,并均达到了国家《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅰ类水质标准.通过比较湿地进水和出水水质的发现,巴嘎雪湿地对色度、浊度和部分金属元素的去除效果显著.对色度、浊度的去除率分别达到了51.73%、94.8%,对不同金属元素的去除效果不同,Cu、Pb、Zn、Mo、As、V的去除率分别为64.2%、36.9%、40.7%,28.2%、31.9%、67%.

采用淹水培养法测定了滇池20cm沉积物可释放态氮(EN)、潜在可释放态氮(MN)及稳定态氮(FN)含量,并分析了其空间分布特征,结合沉积物定年数据计算了不同形态氮蓄积量.依据沉积物-水界面氮释放通量、EN蓄积量及MN蓄积量对滇池沉积物内源氮污染状况进行分区,评估了不同区域滇池沉积物内源氮释放风险,并对不同分区提出了污染控制措施.结果表明,滇池沉积物内源氮释放风险:外海南部 >外海北部 >外海中部 >草海,潜在释放风险:外海南部 >外海中部 >草海 >外海北部;滇池沉积物氮污染有由北向南转移趋势;滇池全湖20cm沉积物蓄积TN5757.90t,EN637.72t,MN1320.76t,FN3799.42t.根据沉积物氮污染滇池可划分为高污染区、中度污染区、低污染区及安全区,分别占全湖面积的13.51%、15.02%、46.06%、25.42%,其中高污染区主要分布在草海、外海北部盘龙江附近;中度污染区主要分布在高污染区以下从宝象河到观音山区域及滇池出水口海口等区域;低污染区主要分布在中度污染区以下从广谱大沟到整个外海南部区域.高污染区可采取底泥环保疏浚技术,中度污染区可采取安全生态性高的原位控制技术,低污染区可采取覆盖技术,配合水生植被修复技术.

采用连续分级提取法研究了丹江口水库表层沉积物中有机磷和无机磷的形态及其赋存特征,同时结合间隙水体中溶解性总磷(DTP)的空间分布特征,讨论了各形态磷的生物可利用性及其释放风险.结果表明,丹江口水库沉积物中各形态磷均在入库河流处高于库区.各采样点沉积物总磷在203.08~1625.61mg/kg之间,平均值为642.51mg/kg,其中以无机磷为主,占总磷的52.9%.无机磷形态中生物可利用性差的Ca-P_i占优势,平均值为196.46mg/kg,占无机磷的57.8%;沉积物有机磷形态中活性最差的NA-P_o占绝对的优势,NA-P_o平均值为180.83mg/kg,占有机磷(OP)的59.7%. WA-P_i、PA-P_i、Fe/Al-P_i、WA-P_o、PA-P_o均与间隙水体DTP呈显著正相关(P < 0.05), Ca-P_i、MA-P_o、NA-Po与间隙水DTP相关性较差.入库河流沉积物生物可利用性磷含量及释放通量均较库区高,具有较高的释磷风险.

基于目前填埋场甲烷氧化与释放过程的影响因素研究,综合评述了填埋场甲烷氧化、传输与释放模型的研究进展,分析了导致填埋场甲烷释放预测模型准确性、可靠性差的主要原因;通过系统分析植被对填埋场甲烷传输与氧化过程的影响规律,揭示了植被传输机制在提高填埋场甲烷预测模型准确性方面的重要作用.

以城市有机垃圾热解焦油为对象,研究了不同热解终温下(600~800℃)焦油的特性及其随温度的变化规律.结果表明:随着热解终温从600℃升高至800℃,焦油中C含量从74.49%增至83.42%;焦油的芳香化程度高于原料而低于热解炭,焦油的极性低于原料和热解炭,随着热解终温的升高,焦油的H/C和O/C逐渐降低;多环芳烃(PAHs)是焦油的主要成分,随着热解终温从600℃升高至800℃,其含量从54.06%增至83.45%;萘及其衍生物是焦油PAHs的主要成分,其含量在热解终温600、700、800℃时分别占PAHs的50.72%、46.80%、39.26%.研究结果证明了垃圾热解焦油可用作碳基复合材料和作为制备染料、树脂、溶剂、驱虫剂等的原料.

在厌氧消化反应器中施加0.6V电压刺激,考察初始pH值(3,5,7,9,11)对剩余污泥厌氧消化效果的影响.结果表明,当初始pH值为9、厌氧消化至32d时,污泥挥发性固体有机物去除率为38.1%,甲烷产率为224mLCH₄/g VS;同样的消化时间内,初始pH值为7的对照组,其挥发性固体有机物去除率为32.2%,甲烷产率仅为162mLCH₄/g VS.调节初始pH值可加速污泥水解酸化过程,其中pH值为11时,水解酸化效果最好,比其他pH值条件下产生更多的挥发性脂肪酸(VFAs).在产酸高峰期,初始pH值为3、11时,乙酸和丁酸是主要产物;初始pH值为5、7、9时,主要产物是乙酸和丙酸.调节初始pH值能加速氨氮的释放,且pH值为酸性(3,5)时的氨氮浓度高于碱性条件下(9,11)的浓度.

以三峡库区香溪河流域内所堆存的磷矿开采废石为研究对象,分别利用去离子水和人工配制的酸雨(pH=4.5)作为淋溶液,采用动态柱淋溶的试验方法,对比分析了磷矿废石在中性和酸性淋溶条件下的磷素释放特性.结果表明,在中性淋溶条件下,磷矿废石淋出液将长期处于弱碱性状态(pH=7.0~9.0),而在酸性淋溶条件下,淋出液pH值将在液固比(L/S)达到0.5mL/g后由弱碱性(pH=8.0~9.0)转变为弱酸性(pH=6.0~7.0);磷矿废石淋出液中的总磷(TP)浓度主要受淋溶环境pH值的影响,呈现出随液相pH减小而增大的趋势,而淋溶时间的增加不会对淋出液中的TP浓度形成稀释效应;当淋溶环境的pH值相对稳定时,磷矿废石将以稳定的溶解速率向液相中释放磷素;而当淋溶环境的pH值由弱碱性向酸性转变时将形成磷素加速释放期;无论是在自然淋溶条件还是在酸性淋溶条件下,磷矿废石淋出液中的TP浓度均超出超过GB 8978-1996中所规定的III类水域TP的排放限值(0.5mg/L),应将其视为II类工业固体废弃物进行相应的处置,以降低其对香溪河库湾的磷污染风险.

导排层淤堵导致的渗滤液水位过高是引发危险废物填埋场环境安全事故的主要原因之一,研究危险废物填埋场导排层淤堵规律,揭示其时空变化特征和主要影响因素具有重要的意义.本研究采用重庆某危险废物填埋场渗滤液原样作为导排流体,以卵石为导排颗粒,选择垂向Column装置模拟实际危险废物填埋场的淤堵特征和规律.对无反滤层装置的淤堵实验研究表明:时间上,导排层淤堵呈现出明显的阶段特征,初期(0~2 个月)孔隙度较为稳定,中期(3~4月)孔隙度缓慢下降,后期(5~6月)孔隙度急剧下降;空间上,越靠近入水口(0~10cm),淤堵越严重;时间越长不同高度处淤堵差异越明显.对不同反滤层装置淤堵的比较研究表明:反滤层的存在有利于控制淤堵物的产生,且土工布反滤层的效果好于细颗粒反滤层;反滤层存在条件下,导排系统的整体导排能力下降(60cm水头压力下的导排流量仅为无反滤层条件下的1/2).因此在导排层上方安置反滤层时需谨慎考虑.

采用高硫低有机质酸性重金属污染土壤,通过研究外加碳源水淹条件下各层土壤中酸可挥发性硫化物(AVS)的产生以及各剖面层中Cu的总量分布、Cu在孔隙水中的浓度及存在形态的变化情况,探讨了水淹土壤中的AVS对Cu迁移转化的影响.结果表明,外加碳源水淹条件下,硫酸根被还原,产生的大量AVS可促使水相中游离活性Cu向惰性较高的硫化物结合态和残渣态转化而被固定;不同深度土壤中AVS产生情况不同,其含量由深层向浅层递增,并在顶层大量聚集,由此导致孔隙水中的Cu²⁺浓度由土壤深层向浅层递减,这种垂直浓度梯度差,趋动活性态Cu由深层向浅层的垂直迁移,在AVS大量富集的表层中形成丰富的铜硫化物沉淀,使土壤表层中惰性态铜及总量累积增加,底层活性铜及总量下降,从而使铜的生态风险和生物风险降低.

采用流式细胞技术分析了7种不同陆地环境介质中LNA和HNA细菌的浓度变化及流式细胞特性特征.结果显示,在水体和土壤等环境中都存在LNA和HNA细菌的分类,其中,土壤环境中LNA细菌浓度(10⁷~10⁸cells/g数量级)高于水环境中浓度(10⁵~10⁶cells/mL数量级),但其相对比重(29.80%~33.94%)低于水环境(除地下水外,21.60%)中LNA细菌(42.25%~65.92%),主成分分析(PCA)显示水体和土壤环境介质中LNA和HNA流式细胞参数具有明显差异;相关分析表明,LNA与HNA细菌的流式细胞参数(绿色荧光信号FL1和侧向散色信号SSC)之间具有显著相关性(FL1:R²=0.711, P<0.01, SSC:R²=0.762, P<0.01),在不同生态系统中SSC变异大于FL1变异.结果表明,LNA和HNA细菌之间既不是各自对应的某一特殊生理阶段细菌,也不是两个完全相互独立的细菌群体,而是具有特殊共变关系的细菌.

以北京白河人工湿地再生水补水河段香蒲根为研究对象,采用16S rDNA克隆文库技术对香蒲根内生细菌群落多样性进行分析,得出该克隆文库包括4大类群细菌,最优势类群为变形杆菌门Proteobacteria,其中包括Gammaproteobacteria、Betaproteobacteria、Epsilonproteobacteria、Alphaproteobacteria;其次为厚壁菌门Firmicutes、疣微菌门Verrucomicrobia、拟杆菌门Bacteroidetes;另外还包括部分非培养未确定种属的细菌.结合研究区再生水排放口与湿地下游水质数据,得出TN、TP、NO₃^-去除率达到了42.15%、47.34%、28.56%,表明湿地对再生水中的TN、TP、NO₃^-具有明显去除机制,说明香蒲根内生细菌克隆文库中菌株与湿地氮、磷等生物地球循环关系密切.

从杭州市天子生活岭垃圾填埋垃圾渗滤液调节池周围土壤样品中分离到一株异养硝化-好氧反硝化细菌ZB612,通过形态学观察及16S rDNA同源性分析,初步鉴定属于根瘤菌属(Rhizobium sp.).随后研究了该菌株的脱氮能力,结果表明在初始氨氮浓度为100mg/L异养硝化培养基中,氨氮的去除效率达到90%,未出现明显的硝态氮和亚硝态氮积累,具有同步硝化反硝化特征;在亚硝酸盐反硝化体系中,亚硝态氮的去除效率达到60%.除此还考察了四种单因素 (温度、pH值、碳氮比和碳源种类) 分别对菌株ZB612脱氮效率的影响:该菌株的最佳脱氮条件为温度30℃,初始pH=7,C/N=8,以葡萄糖作为最适碳源.

利用长时间序列的MODIS数据,采用水体指数动态分析的方法,对2000~2013年呼伦湖的水体面积进行了动态变化分析,并结合区域气候数据进行了驱动力分析.结果表明:2000~2012年期间,呼伦湖流域水体面积从2286km²减少至1773km²,减少22.4%,主要减少部分分布在湖体东北部和南部;2013年水体面积尤其是南部水域水体面积略有所恢复.呼伦湖主体湖区面积的变化与年均温呈现不显著的负相关关系.

以太湖水体中藻源性颗粒有机物作为切入点,研究了不同环境条件下(有光,无光)藻源性颗粒有机物降解过程中C,N,P等营养元素的形态变化过程,分析了藻源性颗粒有机物对水体营养盐循环和浮游植物生长中的作用.实验结果显示,蓝藻水华过程中,藻源性颗粒有机物最高可占水体总C,N,P比例的81.51%,94.60%,97.47%,是水体营养元素的重要组成部分;有光组颗粒物APA显著高于无光组,说明有光组中颗粒态P降解和转化速率显著高于无光组,但有光组水体中SRP浓度低于无光组,Chl-a浓度高于无光组,说明有光组中藻源性颗粒物降解的同时伴随着藻类的生长,颗粒物释放的SRP被浮游植物吸收并转化为生物量;光照对C,N,P的降解过程有明显影响,无光组颗粒物中C,N,P降解速率是有光组的2倍,可降解比例是有光组的(2.5±0.1)倍;实验中还发现前7d各元素的降解速率要高于之后的降解速率.综上,藻源性颗粒物营养盐总量大,生物可利用性高,降解迅速,且降解产物可被浮游植物吸收,是藻类生长和水华发生重要的营养盐来源.

在湘潭锰矿废弃地种植泡桐和栾树,建立了4hm²生态修复示范区.工程区基质Mn平均含量高达20041mg/kg,Pb、Zn、Cu、Cd含量也远超过湖南省和全国的背景值,属复合型重度污染.污染区不覆土,苗木移植前每株根际定量施用了含有自污染区矿渣分离出的抗性菌株的专用有机肥.种植两年后,泡桐和栾树成活率均达到83%以上.泡桐生长状况明显优于栾树,两种植物叶的重金属含量均大于根和茎,泡桐Mn、Cu、Zn的浓度和积累量显著高于栾树.5年生泡桐Mn积累量达到2295g/hm²,转运量系数为2.32.试验证明,采用有机菌肥改良根际环境后,泡桐与栾树均可作为锰污染区的修复树种,而泡桐的生长速率和重金属的耐受和积累性能优于栾树.

以闽江河口区淡水、半咸水短叶茳芏沼泽湿地为研究对象,于2013年11月~2014年8月分季节采集表层土壤样品,研究土壤有机碳(SOC)、总氮(TN)、总磷(TP)含量时空变异格局及其计量学特征,并同步观测相关环境因子.结果表明,淡水、半咸水沼泽土壤SOC、TN、TP含量范围分别为(18.24~28.36,1.44~2.24,0.45~1.01)(14.96~26.19,1.55~2.45,0.67~1.18)g/kg.淡水沼泽土壤各元素含量均具有明显的垂直变化规律;而半咸水沼泽除TN含量垂直变异明显外,其他各指标则表现为波动变化的特征.淡水、半咸水沼泽土壤C/N、C/P、N/P均值分别为12.41±1.22,29.77±6.76,2.40±0.47以及10.89±1.09,24.92±3.80,2.29±0.25.方差分析显示,各指标含量在两个沼泽均存在显著空间差异.两个沼泽土壤SOC、TP、C/N、C/P均与土壤pH和EC呈显著相关关系,而与含水率和容重相关性不显著;土壤C/N均与粉砂粒和砂粒呈极显著相关关系;土壤SOC、TN、TP含量对C/N、C/P、N/P影响显著.淡水、半咸水沼泽土壤营养元素含量分布特征是水动力学作用、外源物质输入、植物生产力和人类活动等多因子综合作用的结果.

以斑马鱼为模型,研究了毒死蜱对斑马鱼胚胎形态学的影响,及其对胚胎的氧化应激和氧化损伤作用.将斑马鱼胚胎暴露在梯度浓度的毒死蜱溶液中96h后,发现毒死蜱会造成斑马鱼胚胎严重畸形甚至死亡,其96h半致死浓度为1.18mg/L.对氧化应激相关基因的表达及抗氧化酶活性和丙二醛(MDA)含量进行检测,结果表明,在毒死蜱胁迫下抗氧化酶(SOD、CAT)活性降低,并且其编码基因(Cu/Zn-sod、Mn-sod、cat)的表达受到抑制;但在低浓度毒死蜱胁迫下,抗氧化酶活性并没有受到显著影响,而抗氧化酶基因的表达对毒死蜱更加敏感.毒死蜱能引起gstp2的表达上调,但GST活性与gstp2的表达变化并不一致.处理组胚胎中nrf2表达上调,从而上调抗氧化蛋白和II相解毒酶基因的表达.毒死蜱胁迫下,基因ucp2、cox1表达下调,能够减少呼吸链ROS的产生.同时基因bcl2表达下调,表明凋亡的平衡受到破坏.毒死蜱处理组中MDA含量显著升高,说明毒死蜱能造成斑马鱼胚胎氧化损伤.

为探讨在单独染毒和卵清蛋白(OVA)联合致敏的条件下,甲醛灌胃染毒对小鼠造成的毒性效应,将雄性Balb/c小鼠随机分为7组:对照组(蒸馏水组);OVA致敏组;2mg/(kg·d) FA(甲醛)组;20mg/(kg·d) FA组;200mg/(kg·d) FA组;200mg/(kg·d)FA+ OVA组;200mg/(kg·d) FA+ OVA +MT(褪黑素)组,以蒸馏水和不同浓度甲醛溶液灌胃,连续21d. OVA致敏组,200mg/(kg·d) FA+ OVA组,200mg/(kg·d) FA+ OVA +MT组在第6,13,20d进行腹腔注射OVA致敏;此外,200mg/(kg·d) FA+ OVA +MT组,每天用1.0mg/mL褪黑素灌胃小鼠(小鼠灌胃剂量10mg/(kg·d)),连续21d.检测肝,肾和肺组织中活性氧自由基(ROS),丙二醛(MDA)和还原型谷胱甘肽(GSH)的含量,并采用ELISA法检测肝组织中IL-4和IFN-γ的水平.结果表明,与对照组相比,甲醛浓度为200mg/(kg·d),小鼠肝脏ROS含量增加(P<0.05),MDA含量增加以及小鼠肾脏GSH含量降低,均有显著性差异(P<0.05).OVA作为致敏剂,甲醛浓度为200mg/(kg·d)时,肝组织中IL-4(Interleukin-4)含量增加(P<0.01),10mg/(kg·d)褪黑素能够降低200mg/(kg·d)甲醛+OVA染毒小鼠肝脏内ROS含量(P<0.05).综上,200mg/(kg·d)甲醛灌胃染毒能使小鼠产生氧化损伤和炎症反应, ROS, MDA水平上升(P<0.05),GSH水平下降(P<0.05),肝脏中细胞因子IL-4水平上升(P<0.01), IFN-γ水平下降(P<0.05).

城镇污水处理设施建设总体规模不足、空间布局不平衡等问题突出,基于效率最大化、费用最小化原则,从微观效率和宏观布局两个维度进行空间优化配置,为解决城镇污水处理设施的空间均衡问题提供思路.以淮安市盱眙县盱城镇为例,利用ArcGIS网络分析工具,构建"目标市场份额"和"最小阻抗"模型,进行镇区污水处理设施的空间优化配置.结果表明:已有的污水处理设施中,由于管网配套不足,富春运行负荷低,未来扩大服务范围、提高运行效率是重点;在合理运行条件下,已有的污水厂的设计能力仍不满足治理需求,根据排污治污缺口,需新建一座2万t/d规模的污水处理设施;新建污水厂的最佳位置位于缺口地区的最小费用点.微观效率与宏观布局的协同优化方案可为盱城镇污水处理设施的格局优化提供科学依据,同时也为全国同类地区城镇污水处理设施空间规划管理提供参考.

将船舶活动状态分为港口邻近区域的机动操纵工况和停泊工况以及海上航路的定速巡航工况;采用基于船舶活动的方法,建立了区域性海运排放测算模型.根据中国船级社船舶数据库,确定了不同类型船舶主、副机标定功率和设计航速与船舶总吨之间的关系;通过对船舶自动识别系统(AIS)船舶流量轨迹图的统计分析,得到了2014年渤海湾地区船舶流量数据;基于所确定的模型参数,计算得到了渤海湾地区海运排放清单.结果表明,2014年渤海湾地区海运NO_x、CO、HC、CO₂、SO₂和PM排放量分别为173808、14436、6144、7208919、120748和15292t;货船、危险品船和客船对海运排放的贡献占比分别约为73%、21%和6%;海上航路定速巡航工况对海运排放的贡献占比约为90%;其中,成山头至老铁山水道和老铁山水道至渤海中部航路排放之和约占海上航路排放的50%;天津港和大连港分别约占港口邻近区域排放的30%和20%.基于AIS统计数据的自下而上方法对区域性海运排放的测算具有可操作性.