中国环境科学
 
 
中国环境科学
关于征集中国环境科学学会专家库专家的通知
关于举办第二届《中国环境科学》青年论坛的通知
关于举办第一届《中国环境科学》青年论坛的通知(第三轮)
关于举办第一届《中国环境科学》青年论坛的通知
回首43载,扬帆再起航——记《中国环境科学》发展历程
《中国环境科学》第七届编辑委员会成立大会暨第一次会议成功举办
《中国环境科学》增设邮箱说明
“固体废物和新污染物治理”专栏征稿启事
“农业农村污染防治”专栏征稿启事
《中国环境科学》2022年入选F5000论文名单
《中国环境科学》2022年度优秀审稿人
《中国环境科学》第一届中青年编委会正式成立
《中国环境科学》2021年度优秀论文公告
喜报:《中国环境科学》1篇论文入选中国科协第七届优秀科技论文遴选计划
最美科技工作者--郝吉明
关于新冠病毒疫情防控期间稿件咨询的公告
关于表扬《中国环境科学》2021年度优秀审稿人的通知
《中国环境科学》中青年编委招募
“生物多样性”专栏征稿启事
报名通知
论文关联数据汇交共享政策
撤消王晓燕等作者已发表文章公告
“温室气体减排与气候变化”专栏征稿启事
《中国环境科学》两篇论文入选“2018中国百篇最具影响国内学术论文”
关于新冠病毒疫情防控期间稿件咨询的公告
“生物多样性”专栏征稿启事
“固体废物、城市矿产与循环经济”专栏征稿启事
关于稿件正常处理的通知
生物气溶胶暨环境与健康专辑征稿启事
土壤污染防治专辑征稿启事
喜报:《中国环境科学》刊发论文获评“第四届中国科协优秀科技论文”
垃圾分类”专栏征稿启事
关于举办大数据助力生态环境管理工作的理论与实践国际研修班的通知
“生物多样性”专题征稿启事
“无废城市”专栏征稿启事
“长江经济带生态环境保护”专栏征稿启事
关于稿费审稿费发放方式变更的公告
喜报:《中国环境科学》刊发论文获评“第三届中国科协优秀科技论文”
喜报:《中国环境科学》刊发论文获评“第二届中国科协优秀科技论文”
撤消马钧霆等作者已发表文章公告
中国环境科学学会2017年环境科学与技术年会通知
喜报:核心影响因子五连冠
关于中国环境科学学会2016年学术年会征文与参会报名的通知
《中国环境科学》继续被Ei收录
欢迎参加“细颗粒物污染防治与环境健康影响国际研讨会”
《中国环境科学》微信公众平台开通,欢迎关注
《中国环境科学》2011-2014年发表的论文中有20篇入选 “领跑者5000”提名论文
《中国环境科学》影响因子学科排名继续保持榜首
关于收费的特别声明
《中国环境科学》喜获中国科协精品科技期刊TOP50项目资助
《中国环境科学》再次获评“RCCSE中国权威学术期刊(A+)”,位列学科榜首
《中国环境科学》影响因子学科排名再获第一
《中国环境科学》获评“2014中国最具国际影响力学术期刊”
《中国环境科学》2009-2013年发表的论文中有20篇入选 “领跑者5000”提名论文
《中国环境科学》影响因子学科排名蝉联第一
通知
《中国环境科学》被Ei收录
《中国环境科学》影响因子学科排名第一
《中国环境科学》获评“RCCSE中国权威学术期刊(A+)”
《中国环境科学》获评“2012中国最具国际影响力学术期刊”
《中国环境科学》获评“百种中国杰出学术期刊”
《中国环境科学》 22篇论文入选 “精品期刊顶尖论文平台——领跑者5000”
《中国环境科学》刊发的论文获“马塔切纳青年优秀论文奖”
中国环境科学2010年度引证指标
中国环境科学再次被评选为精品科技期刊
《中国环境科学》编辑部稿件远程处理系统正式启用
            更多    
作者投稿系统
作者查稿系统
专家在线审稿
编委远程审稿
编辑在线办公
主编在线办公
最新录用
当期目录
过刊浏览
高级检索
摘要点击排行
全文下载排行
投稿须知
论文模板
版权转让协议
更多   
报名通知
分会场介绍
往届回顾
 
玻璃钢/复合材料  
 
2017年 37卷 12期
刊出日期 2017-12-20

环境毒理与健康
大气污染与控制
水污染与控制
固体废物
土壤污染与控制
环境微生物
环境生态
环境影响评价与管理
大气污染与控制
4401 张琪, 常鸣, 王雪梅
我国氮沉降观测方法进展及其在珠三角的应用

在对我国大气氮沉降观测方法进行系统整理的基础上,以珠三角为例对长期氮沉降观测的结果进行了详细的时空分析.结果显示,大气氮沉降通量从东南沿海到西北内陆递减,且遭受人类活动影响较大的生态系统具有高沉降负荷的倾向.森林生态系统湿沉降通量的观测值变化范围为18~38kgN/(hm2·a);农田生态系统中湿沉降通量的变化范围为6~78kgN/(hm2·a),混合沉降通量为15~133kgN/(hm2·a),干沉降通量为54~83kgN/(hm2·a);而在城市生态系统中混合沉降通量可达101kgN/(hm2·a).在人口密集的珠三角地区,氮沉降通量与NH4+-N/NO3--N值近年来均呈下降趋势,这主要与珠三角产业结构调整以及城市发展带来的巨大能耗有关.整体而言,我国氮沉降观测方法日渐趋于多样化,且观测的准确度不断提高,但偏远地区观测站点仍较为匮乏.对氮沉降的研究多集中于湿沉降和混合沉降,而针对干沉降的研究仍较为不足.

2017 Vol. 37 (12): 4401-4416 [摘要] ( 339 ) [HTML 1KB] [ PDF 1346KB] ( 2162 )
4417 蔡坤, 郑泰皓, 陈良富, 李莘莘, 范萌
河南省2005~2015年NO2和PM2.5时空变化遥感解析
利用MODIS气溶胶光学厚度(AOD)估算的近地面PM2.5质量浓度和OMI对流层NO2垂直柱浓度数据,统计分析了近11a(2005~2015年)河南省PM2.5质量浓度和NO2垂直柱浓度的空间分布、长时间序列变化和季节变化特征.研究发现:河南省中北部为PM2.5和NO2高值区,西部和南部山区为低值区.PM2.5和NO2最高值出现在冬季,其中2013年冬季达到峰值,分别为155.7μg/m3和2279.45×1013mole/cm2;最低值则通常出现在夏季,其中2015年夏季达到最低值,分别为49.17μg/m3和427.37×1013mole/cm2.2011年之后河南省年均PM2.5和NO2逐年下降,2015年达到2005年以来的最低值,分别为65.7μg/m3和765.14×1013mole/cm2.
2017 Vol. 37 (12): 4417-4427 [摘要] ( 253 ) [HTML 1KB] [ PDF 6859KB] ( 924 )
4428 王占永, 蔡铭, 彭仲仁, 高雅
基于移动观测的路边PM2.5和CO浓度的时空分布
基于文献建立交通污染移动观测的预处理方法,并通过上海某区域7d 26次PM2.5、CO浓度观测实验进行验证,进而揭示了路边PM2.5、CO浓度的空间分布及其时间变化特征.结果表明,异常高值样本剔除,背景校正及时空尺度选择等方法的有效组合,能增强污染物时空表达的客观性和可比性.交通流量大、柴油车比例高、常发性拥堵、空气流通不畅等因素往往导致繁忙路口及其相连路段PM2.5、CO高浓度集聚,比清洁校园增加1.7~2.8,12~20倍.居住或生产区域的PM2.5浓度高出校园2倍左右,居住小区较校园的CO浓度增幅不明显.一天中PM2.5空间平均浓度呈现清晨 > 上午 > 下午 > 中午,CO则表现为清晨和上午相近,均大于中午和下午.湿度大和风速小不利于污染物扩散,从而造成清晨主干路附近形成污染物的高浓度集聚区.
2017 Vol. 37 (12): 4428-4434 [摘要] ( 377 ) [HTML 1KB] [ PDF 2819KB] ( 856 )
4435 浦静姣, 徐宏辉, 马千里
长江三角洲背景地区大气污染对能见度的影响
通过分析2008~2015年临安区域大气本底站在线观测能见度,研究长江三角洲背景地区能见度的时间变化特征及影响因素,尝试建立长江三角洲能见度特征值的筛选方法,探讨长三角能见度的区域特征值,评估人为源排放对能见度的影响程度.结果表明,临安站能见度的日变化分布表现为单峰型形态,与相对湿度的日变化分布呈显著负相关;季节变化特征表现为春夏季较高,秋冬季较低,主要受到大气污染季节变化的影响;2008~2015年临安站春、夏季能见度的年增长幅度较大,秋冬季则保持稳定.高相对湿度、高污染是造成临安地区低能见度的重要因素.结合气象要素和大气污染物排放建立能见度特征值的筛选方法,得到长三角背景地区的能见度特征值为(9.7±2.2)km,人类活动的影响将导致能见度下降约4.4km.
2017 Vol. 37 (12): 4435-4441 [摘要] ( 221 ) [HTML 1KB] [ PDF 751KB] ( 651 )
4442 胡向峰, 孙云, 李二杰, 范根昌
河北中南部不同天气条件下气溶胶的航测研究
利用粒子测量系统PMS探测的气溶胶等资料,结合观测期间的天气实况和气团后向轨迹对2008年秋季河北中南部不同天气条件下的大气气溶胶空间分布特征进行了分析和研究.结果表明:不同天气背景下河北中南部气溶胶数浓度的垂直分布和气溶胶粒子谱分布特征存在显著差异.混合层高度,逆温层和相对湿度峰值引起的气溶胶累积效应,云层分布不均以及气溶胶来源特性差异对气溶胶的空间分布特征有着重要影响.不同天气条件下河北中南部近地面的气溶胶数浓度范围为904.4~3005.0个/cm3.近地面气溶胶数浓度阴天条件下最高,晴空条件下最低.气溶胶粒子谱分布特征与大气层结,逆温层,云区分布等密切相关.逆温层是导致粒子谱呈双峰或多峰分布的主要原因之一.由于云内气溶胶粒子吸湿增长,粒子谱峰值向大尺度方向偏移.云外的气溶胶粒子谱宽且比云内窄.受大气气溶胶粒子本身重力沉降作用的影响,高层粒子谱宽比低层窄,粒子谱峰值向小尺度方向偏移.
2017 Vol. 37 (12): 4442-4451 [摘要] ( 203 ) [HTML 1KB] [ PDF 1144KB] ( 803 )
4452 罗笠, 高树基, 肖化云, 肖红伟, 王燕丽
台湾彭佳屿岛春季TSP中水溶性离子源解析
于2010年春季,在台湾省北部东海海域彭佳屿岛采集了60个总悬浮颗粒(TSP)样品,用离子色谱测定了8种水溶性离子(Na+、Mg2+、Ca2+、K+、NH4+、Cl-、SO42-和NO3-)浓度.结合HYSPLIT气团后向轨迹模型、离子化学计量学关系、离子相关性分析和主成分分析,探讨了彭佳屿岛春季TSP中水溶性离子的主要来源.结果表明:彭佳屿岛春季TSP中水溶性离子质量浓度顺序依次为SO42-(7.70±4.53)μg/m3 > Cl-(6.17±3.85)μg/m3 > Na+(4.59±2.28)μg/m3 > NO3-(4.24±3.07)μg/m3 > NH4+(1.53±1.20)μg/m3 > Ca2+(0.95±1.47)μg/m3 > Mg2+(0.59±0.30)μg/m3 > K+(0.31±0.17)μg/m3.其中Cl-、Na+和Mg2+全部来源于海洋源;K+来源较多,除了海洋源外,煤和生物质燃烧以及陆源矿物等都可能是彭佳屿岛春季TSP中K+的来源;60%的Ca2+来源于当地的建筑粉尘;77%的SO42-源于煤和生物质燃烧释放;NO3-主要源于汽车尾气、煤和生物质燃烧等释放;NH4+主要来源于二次气溶胶和生物质燃烧等.通过整合本研究与前人的观测,发现在春季从中国东北至西北太平洋开阔海域,TSP中Cl-、Na+和Mg2+的浓度在空间上呈现逐渐升高趋势,而Ca2+、K+、NH4+、SO42-和NO3-的浓度在空间上呈现逐渐下降趋势,显示了TSP中不同水溶性离子在海洋大气传输过程中的空间变化特征.
2017 Vol. 37 (12): 4452-4459 [摘要] ( 213 ) [HTML 1KB] [ PDF 590KB] ( 727 )
4460 舒卓智, 赵天良, 郑小波, 邱玉珺, 仕仁睿, 贾梦唯
清洁大气背景下贵阳空气质量变化及气象作用
利用贵阳市2013~2016年空气质量监测及气象观测资料进行分析,研究云贵高原城市空气变化及气象影响作用.结果表明:近4a贵阳区域SO2、NO2、O3_8h、PM10、PM2.5和CO年平均浓度分别为(20.78±19.71),(28.32±9.59),(107.59±27.54),(67.56±34.32),(42.53±24.52)μg/m3和(0.74±0.22)mg/m3,除SO2浓度接近或超出我国中东部城市之外,其它污染物均表现为相对清洁水平;地面O3浓度逐年明显上升,但其它大气污染物水平均呈逐年下降趋势,且呈现与我国中东部一致的空气质量年际、月际和日变化特征.各功能区污染物区域差异明显,颗粒物和SO2、NO2、CO浓度水平表现为工业区 > 居民区 > 郊区,O3浓度呈现为郊区 > 居民区 > 工业区的特征,表明人为活动对空气质量的影响.近4a O3与PM2.5夏季白天呈显著正相关,冬季显著负相关,反映了云贵高原城市空气质量的复合污染特性.大气污染物浓度与温度、边界层高度、太阳直接辐射和气压的相关性显著,而与相对湿度和风速相关性较弱,这不同于中东部地区风速主导大气污染物水平变化的特征.云贵高原夏季作为主要雨季,小雨和中雨量级降水对PM2.5吸湿增长较弱,中雨以上降水对PM2.5具有清除作用;而在PM2.5浓度较高和干冷的冬季,小雨的PM2.5吸湿增长明显,中雨以上降水对PM2.5清除显著.
2017 Vol. 37 (12): 4460-4468 [摘要] ( 217 ) [HTML 1KB] [ PDF 535KB] ( 676 )
4469 梁卓然, 顾婷婷, 杨续超, 杜荣光, 钟洪麟, 齐冰
基于环流分型法的地面臭氧预测模型
利用2011~2016年地面臭氧观测数据和同期地面气象要素观测及大尺度再分析资料,选取日最大8h臭氧浓度指标,分析臭氧浓度,局地气象要素以及大尺度环流因子的关系,并将Lamb-Jenkinson客观环流分析方法与逐步回归模型结合,建立臭氧浓度逐日预报模型.结果表明,杭州地面臭氧浓度呈季节性变化特征,春夏两季杭州臭氧平均浓度较高,为臭氧超标易发时段,其中5月臭氧浓度超标频次最高.地面臭氧浓度受局地气象要素影响显著,其中总辐射和日最高气温与臭氧浓度呈显著正相关,相对湿度和降水则呈负相关.在客观分型得到的10种环流型中,杭州全年受反气旋环流控制的概率最高,占26.5%,受西北气流环流控制的概率最低,仅占0.6%.在南风型环流形势下,杭州臭氧浓度超标频率最高,达23.8%,北风型环流形势下的臭氧浓度超标频率最低,为3.7%.基于季节环流分型的地面臭氧预报模型对预报效果改进明显,2016年模型预报值与观测臭氧浓度值相关系数达到0.87.模型尤其提高了高浓度臭氧事件预报准确性,2016年共24次臭氧超标事件,模型成功预报15次,TS评分达到52%.
2017 Vol. 37 (12): 4469-4479 [摘要] ( 205 ) [HTML 1KB] [ PDF 689KB] ( 939 )
4480 刘刚, 李久海, 徐慧, 吴丹, 陈惠雨, 杨伟宗
树叶燃烧排放烟尘中水溶性离子的组成

模拟林火中生物质明燃和闷燃的两种燃烧方式,对9种树叶进行模拟燃烧试验,测定了其排放烟尘中水溶性离子的组成.结果表明:绿叶明燃烟尘中含有Cl-、SO42-、Na+、NH4+、K+、Mg2+6种离子,其平均总含量为45.02g/kg;Cl-、SO42-、K+是主要组分,其平均总排放因子为2.43g/kg.绿叶闷燃烟尘中的离子成分与明燃烟尘相似,但未检出SO42-,却检出了低含量的NO3-,其平均总含量为9.95g/kg;Cl-和NH4+是含量最高的组分,其平均总排放因子为1.04g/kg.明燃时从落叶烟尘中检出的水溶性离子种类比绿叶多出了Ca2+,其平均总含量为56.40g/kg;Cl-和SO42-是主要成分,其平均总排放因子为0.96g/kg.落叶闷燃烟尘中水溶性离子的种类与其明燃烟尘完全相同,其平均总含量为16.86g/kg,SO42-是含量最高的组分,离子的平均总排放因子为1.43g/kg.在相同的燃烧条件下,不论是绿叶还是落叶,其所产生烟尘中绝大部分水溶性离子的含量及排放因子均随树叶种类而变.对于绿叶而言,明燃比闷燃更有利于水溶性离子的排放,对于落叶则恰恰相反.

2017 Vol. 37 (12): 4480-4486 [摘要] ( 218 ) [HTML 1KB] [ PDF 322KB] ( 483 )
4487 温溢, 刘俊女, 刘宪, 杨正军
北京市第五阶段出租车排放劣化特性
为研究北京地区第5阶段(国Ⅴ)高里程出租车的排放劣化特性,随机选取了有代表性的行驶里程在16~50万km的35辆高里程出租车,在底盘测功机上利用全流稀释定容取样系统,对所有样车更换新的催化转化器前后的污染物排放特性进行了测试.结果表明:国Ⅴ高里程出租车CO、THC、NOx、NMHC4种污染物的平均排放因子分别为1.571,0.124,0.192,0.123g/km,超出国V排放标准限值1.24~3.2倍.4种污染物均随样车行驶里程的增加呈现典型的指数增长趋势,指数相关系数R2分别为0.67、0.63、0.73和0.64.行驶里程在20~30万km的样车开始出现超标,行驶里程大于30万km后污染物排放急剧劣化,其中NOx最高超标近16倍.3款催化转化器贵金属含量检测分析表明,催化转化器失效和排气系统存在漏气是导致NOx超标的原因.对比更新催化转化器前后的污染物排放,发现更新催化转化器后35辆样车均能满足国Ⅴ标准要求,说明采取更新催化转化器的措施能够达到显著的减排效果,并计算得到国Ⅴ出租车在不同行驶里程段的劣化系数.
2017 Vol. 37 (12): 4487-4492 [摘要] ( 198 ) [HTML 1KB] [ PDF 501KB] ( 675 )
4493 朱倩茹, 廖程浩, 王龙, 韩昊, 刘剑筠, 张永波, 曾武涛
基于AIS数据的精细化船舶排放清单方法
建立了一套采用动力计算法、以船舶自动识别系统(AIS)数据为基础,利用船舶逐条动态上报信息自下而上编制船舶大气污染物网格化排放清单的方法,尤其是针对AIS静态信息不足以支撑排放量计算的实际情况提出了一种利用多源数据匹配与回归模拟计算相结合的方法来构建船舶AIS静态信息关联属性库以实现对AIS静态数据的有效补充,为实现基于AIS数据的、逐艘次的船舶排放计算提供关键技术支持.通过在珠三角区域的大量调研和数据资料收集分析,统计梳理了船舶大气污染排量计算过程中包括远洋船、沿海船和内河船在内的主要参数的推荐均值或推演公式.通过典型地区的应用验证了方法的可行性.
2017 Vol. 37 (12): 4493-4500 [摘要] ( 232 ) [HTML 1KB] [ PDF 1230KB] ( 1402 )
水污染与控制
4501 张姚, 韩海成, 王伟刚, 王晓东, 王亚宜
溶解氧对CANON颗粒污泥自养脱氮性能的影响
采用稳定运行的CANON颗粒污泥,探究不同DO浓度对CANON工艺脱氮性能的影响.结果表明,当DO小于0.46mg/L时,CANON反应器可在连续曝气方式下运行.随着DO从0mg/L升高至0.46mg/L,系统脱氮速率从0提高到50.88mg N/(L·h);当DO大于0.46mg/L时,CANON反应器必须以间歇曝气方式运行;随着DO从0.46mg/L升高至2.8mg/L,系统脱氮速率从50.88mg N/(L·h)降低为41.84mg N/(L·h).CANON反应器在DO为0.46mg/L时脱氮速率最高,达到50.88mg N/(L·h),污泥脱氮负荷为0.45kg N/(kg MLSS·d).CANON颗粒污泥大小及结构对AOB和anammox菌的活性影响较大:由于液相向颗粒污泥的传质阻力,AOB的DO半饱和常数为0.77mg/L;而对于anammox菌,当DO小于0.46mg/L时,随DO浓度上升,其活性下降缓慢;当DO大于0.46mg/L时,随DO浓度上升,其活性迅速下降;当DO超过1.0mg/L时,anammox菌接近失活.
2017 Vol. 37 (12): 4501-4510 [摘要] ( 195 ) [HTML 1KB] [ PDF 645KB] ( 918 )
4511 赵青, 卞伟, 李军, 赵昕燕, 阚睿哲, 王文啸, 孙艺齐, 梁东博, 张舒燕
DO/NH4+-N调控实现MBBR工艺生活污水短程硝化
选取溶解氧(DO)浓度和出水氨氮(NH4+-N)浓度作为控制因素,探究不同温度和有机碳源投加量(COD/NH4+-N)下,实现生物膜工艺短程硝化的可行性和对DO/NH4+-N值(R值)的需求.15,20,25℃时,实现短程硝化的R值分别约为0.08,0.17,0.25,说明比值控制可实现短程硝化,且R值的降低可弥补温度降低的不利影响;DO为3.5mg/L,NH4+-N浓度为14mg/L时,短程硝化实现,而DO和NH4+-N浓度分别为1.8,3mg/L,短程硝化破坏,说明实现生物膜反应器短程硝化,由DO/NH4+-N决定,而不仅仅是DO;有机碳源含量分别为0,60mg/L时,实现短程硝化的R值由0.25升至0.38,但R=0.6短程硝化破坏,说明投加有机碳源增多,R调控范围变大,便于实现短程硝化,但R增长幅度有限.
2017 Vol. 37 (12): 4511-4517 [摘要] ( 198 ) [HTML 1KB] [ PDF 426KB] ( 835 )
4518 杨永愿, 汪晓军, 赵爽, 陈振国
沸石曝气生物滤池短程硝化特性及其机制
通过改变进水氨氮浓度和容积负荷,研究沸石曝气生物滤池(ZBAF)的短程硝化特性及其机制,利用高通量测序技术分析ZBAF中生物膜的微生物群落结构.结果表明:稳定运行阶段,亚硝氮产率(NPR)可达0.760kg/(m3·d),亚硝氮积累率(NAR)高于98%;游离氨(FA)对亚硝酸盐氧化菌(NOB)的抑制是实现短程硝化的主要原因,沸石对氨氮的吸附作用有利于维持合适的FA浓度,从而选择性抑制NOB的活性;亚硝氮的产生遵循零级动力学模型;ZBAF内实现了AOB的富集以及NOB的抑制,其中AOB(Nitrosomoadaceae)的相对丰度高于61%,未检测出NOB.
2017 Vol. 37 (12): 4518-4525 [摘要] ( 225 ) [HTML 1KB] [ PDF 596KB] ( 764 )
4526 王玉林, 李冬, 杨航, 曾辉平, 张杰
低温生物除铁除锰工艺快速恢复试验

为实现生物除铁除锰工艺在低温(3~5℃)下的快速恢复,本试验研究了不同流向过滤方式、改变进水铁锰浓度、添加无机碳3种恢复方式对因锰中毒及长时间停运造成失效的生物除锰滤柱的恢复效果.研究结果表明,3种恢复方式均能够有效缩短生物滤柱的恢复时间,其时间分别为40,54,35d,相比2#滤柱常规恢复方式,1#、3#滤柱恢复时间分别缩短了26%、35%;尽管采用改变进水铁锰浓度方式的恢复时间较长,但滤柱恢复后除锰性能更稳定;从恢复效果和经济合理性综合考量,最佳恢复方式建议为铁锰浓度由低升高并在滤速提升至2~3m/h时添加无机碳的方式.

2017 Vol. 37 (12): 4526-4533 [摘要] ( 152 ) [HTML 1KB] [ PDF 562KB] ( 608 )
4534 白筱莉, 黄廷林, 张瑞峰, 文刚
铁锰复合氧化膜同步去除地表水中氨氮和锰
在中试条件下,以石英砂为载体,利用表面负载的铁锰复合氧化膜同步去除地表水中的氨氮和锰,考察了氨氮和锰的去除效能及动力学过程.结果表明,活性氧化膜对地表水中氨氮和锰的去除率可达到90%以上.滤料对氨氮和锰的去除符合拟一级动力学关系,但其动力学常数ka随进水污染物浓度范围的不同而变化.滤速在4~13m/h之间,出水氨氮和锰均可达标;滤速增大,单位体积滤料对氨氮和锰的去除能力提升,去除污染物所需滤层厚度与滤速符合幂函数关系.活性氧化膜对地表水低温条件具有一定的适应性,温度降低至10℃,进水氨氮浓度2.0mg/L,锰浓度0.9mg/L,出水达到我国饮用水水质标准限制.
2017 Vol. 37 (12): 4534-4540 [摘要] ( 197 ) [HTML 1KB] [ PDF 547KB] ( 796 )
4541 董洋, 温春宇, 于锦秋, 张霞龙, 任黎明, 董军
乳化纳米铁修复硝基苯污染含水层研究
通过模拟槽实验,研究了乳化纳米铁原位反应带修复硝基苯污染含水层的有效性以及水文地球化学指标的变化特征.结果表明,在第40d注入井下游大部分区域无硝基苯检出,与之相对应有大量的苯胺生成,这说明注入乳化纳米铁可形成原位反应带对硝基苯进行去除,有效控制硝基苯污染羽;乳化纳米铁的注入导致含水层pH值升高,然而乳化油水解产生的有机酸可与OH-发生中和反应,使pH值得到有效缓冲;Eh降低说明乳化纳米铁注入产生了较强的还原环境,有利于进行硝基苯的降解;pH值的升高与Eh的降低可说明铁还原反应与生物还原反应协同作用降解硝基苯,强化对硝基苯的修复效果;NO2-、硫化物的生成说明在模拟槽内发生了NO3-还原反应和SO42-还原反应.
2017 Vol. 37 (12): 4541-4548 [摘要] ( 172 ) [HTML 1KB] [ PDF 536KB] ( 606 )
4549 艾海男, 马瑞祥, 何强, 徐警卫, 王银亮
不同C/N条件下排水管道生物膜中氮分布特性
为了探索排水管道生物膜内部的氮迁移转化机理,研究不同C/N对管道生物膜脱氮过程的影响.在C/N分别为2、5、10条件下培养排水管道壁面生物膜,利用微电极测试技术对成熟生物膜内部DO、NH4+、NO2-、NO3-分布规律进行研究.结果表明:C/N为2、5、10条件下培养的生物膜厚度分别为(1.7±0.1),(1.9±0.1),(2.0±0.1)mm;生物膜内的DO浓度、NH4+浓度和NO3-浓度沿纵深方向逐渐递减,而NO2-浓度在生物膜内则是沿着纵深方向逐渐递增.3种C/N比条件下,生物膜内的物质浓度分布表现出明显的差异性.生物膜厚度影响着DO在膜内的分布,继而影响着N在膜内的迁移转化过程.
2017 Vol. 37 (12): 4549-4555 [摘要] ( 164 ) [HTML 1KB] [ PDF 438KB] ( 540 )
4556 刘中桃, 郭振华, 胡承志, 马影利, 孙境求
GO-CNT三维复合膜截留HA与抗污染性能
为提高氧化石墨烯(GO)膜的水通量和对腐殖酸(HA)的抗污染性能,在GO中掺杂碳纳米管(CNT)制备出GO-CNT三维复合膜.结果显示,复合膜表面较GO膜粗糙,CNT均匀分散在GO片层中,构成三维网状结构.负载量为30 μg/cm2的GO-20% CNT膜对HA截留效果达90%以上,水通量相比GO膜提高了2倍.酸性条件下,HA分子发生团聚增大、负电性减弱,GO-CNT复合膜对HA的截留率提高、通量较低.增加溶液中离子强度会压缩膜表面双电层导致Donnan效应减弱,GO-CNT复合膜对HA截留率从90.2%降至31.9%.GO-CNT三维复合膜过滤HA 1h后通量下降了10.95%,水洗1h后,膜通量恢复率达99.68%,较GO膜提高了6.18%,具有优良的抗污染特性.
2017 Vol. 37 (12): 4556-4563 [摘要] ( 197 ) [HTML 1KB] [ PDF 777KB] ( 766 )
4564 杨春燕, 王侨, 张广山, 王鹏
光催化复合超滤膜的制备与催化性能
经金属Fe掺杂改性的TiO2纳米粒子与PSF铸膜液共混,采用L-S浸没相转化法制备了分散均匀的Fe-TiO2/PSF光催化复合超滤膜,测试该复合超滤膜的形貌、表面官能团、亲水性能、超滤性能、机械性能、热稳定性能、光催化性能,考察了纳米Fe-TiO2光催化剂的含量对膜结构和性能的影响.结果表明:当Fe-TiO2与PSF质量比为0.20时,Fe-TiO2/PSF复合膜对罗丹明B(RhB)的去除率(61%)明显高于纯聚砜膜(33%);通过添加光催化剂,可使复合膜在模拟太阳光下具有光响应;同时,催化剂的适量添加,可提高聚砜膜的亲水性和物化性能,拓宽膜的应用领域.
2017 Vol. 37 (12): 4564-4570 [摘要] ( 189 ) [HTML 1KB] [ PDF 1293KB] ( 729 )
4571 宋凡浩, 吴丰昌, 冯伟莹, 王国静, 陈曲, 喻文强, 雷啟焘, 白英臣
差分吸收光谱-高斯拟合法研究富里酸质子化
利用紫外-可见吸收光谱差分法结合高斯多峰拟合法研究了土壤富里酸在水溶液中的质子化特性.在pH 3.0~11.0范围内,富里酸差分吸收光谱在235,320,280,360nm处出现特征波峰,并拟合得到6类高斯峰(R2>0.983):A0(211.19nm)、A1[(238.62±1.13)nm]、A2[(274.78±1.50)nm],A3[(308.31±3.74)nm],A4[(353.72±3.67)nm],A5[(419.44±1.64)nm]和A6[(389.82±2.57)nm].高斯峰A1~A6位置和宽度变化程度分别为3.18~10.50nm(σ=1.13~3.74nm)和3.36~19.08nm(σ=1.33~9.54nm).高斯峰A1、A2、A5和A6位置受pH值影响的变化程度(3.18~5.50nm)小于高斯峰A3和A4位置变化程度(10.50~10.13nm);高斯峰A1和A2宽度受pH值影响的变化程度(3.36~8.49nm)小于高斯峰A3~A6宽度变化程度(10.86~19.08nm).高斯峰A1~A3分别与酚羟基、羧基和酚羟基发色团有关;高斯峰A4~A6与分子构型构象的变化有关,受分子电荷转移和发色团相互作用的影响.差分吸收光谱的特征波峰的差分吸光度△A(235)、△A(280)、△A(320)和△A(360)与pH值均存在显著性正相关关系(R2=0.855~0.995).ln△A(360)可用来反映高斯峰A4随pH值的变化情况(R2=0.938).结果表明,差分吸收光谱法可用于研究水体中痕量富里酸质子化特性,为探究溶解性有机质与环境污染物之间的结合机理提供依据.
2017 Vol. 37 (12): 4571-4577 [摘要] ( 219 ) [HTML 1KB] [ PDF 424KB] ( 1002 )
4578 叶萍, 申屠华斌, 陈环宇, 李杭加, 徐兵, 张逸夫, 王磊, 柳景青
滞流工况下管网水中微生物群落对铁释放的影响
为探究不同供水管道滞流过程中,管网水细菌数量和微生物群落结构对铁释放影响作用,研究依托搭载于实际供水管网中的试验平台,分别采用传统R2A培养法计数可培养腐蚀细菌数量,和高通量测序分析水中微生物群落结构.结果显示,滞流过程中不同管材管网水微生物群落以变形菌门(Proteobacteria)为主,占到86.69%~91.36%.在纲水平上,a-变形菌纲(Alphaproteobacteria)、β-变形菌纲(Betaproteobacteria)和放线菌纲(Actinobacteria)含量较高,可达50%以上.总铁浓度与铁氧化细菌和硫酸盐还原菌的相关性较强,且球墨铸铁管管网水中腐蚀细菌对总铁释放的影响性相较于HDPE管的要大.通过相关性系数分析和RDA分析,门水平上Proteobacteria、Actinobacteria和Acidobacteria以及纲水平上的Alphaproteobacteria、Betaprotebacteria和Bacilli对铁释放起到促进作用.
2017 Vol. 37 (12): 4578-4584 [摘要] ( 201 ) [HTML 1KB] [ PDF 576KB] ( 616 )
4585 杜青青, 尹芝华, 左锐, 王金生, 杨洁, 滕彦国, 翟远征
某污染场地氨氮迁移过程模拟研究
以某废水排放场地为例,利用HYDRUS-1D软件构建土壤水分运动和溶质运移模型,模拟废水中氨氮成分在该场地非饱和带和饱和带中的富集,迁移和衰减过程,从而定量识别和预测含氨氮废水在排放期间及排放后对土壤和地下水的影响.结果表明,含氨氮废水在排污场地的垂向入渗过程中发生明显的吸附解吸作用,加上氨氮的反应衰减,使得氨氮浓度在垂向上呈现出逐渐降低的波浪式推移变化过程.废水排放事件对排放场地的土壤和地下水造成了明显影响,使地下水面处氨氮的浓度最高时可达867mg/L超过当地地下水背景值(0.106mg/L)8178倍,同时超过《地下水质量标准》(GB/T 14848-93)中的Ⅲ类标准限值(0.2mg/L)4334倍,对地下水功能造成了损害.但是由于及时切断了污染源,终止了排放行为,模拟预测结果显示停排330d后土壤中氨氮的浓度接近0,地下水中氨氮的浓度低于2mg/L.
2017 Vol. 37 (12): 4585-4595 [摘要] ( 258 ) [HTML 1KB] [ PDF 1241KB] ( 958 )
固体废物
4596 乔玮, 尹冬敏, 刘月玲, 毕少杰, 王菁, 董仁杰
HRT对餐厨垃圾与秸秆混合高温厌氧发酵的影响
以餐厨垃圾和秸秆(按TS比1:1混合)为原料,水力停留时间(HRT)逐级递减至5,3,1.5,1,0.5d,对应有机负荷(OLR)依次为8.0,6.66,3.33,5.0,5.0gVS/(L·d),开展了55d的连续高温发酵试验,并对微生物组成进行分析.实验发现,当HRT由5d缩短到1d的过程中,反应器运行稳定,OLR,挥发性固体(VS)去除率,产气率和容积产气率均维持在较高水平.当HRT降至0.5d时,pH值稳定在7.0左右,并未出现VFA累积,但反应器几乎停止产气,VS去除率仅为5.77%,微生物发生冲刷流失.高通量测试结果表明,当HRT为0.5d时,体系内嗜氢产甲烷菌的比例增加,嗜乙酸产甲烷菌降至0.6%,而Clostridiales等能够与产甲烷菌共生的水解酸化细菌的比例增加了近1倍,推测乙酸氧化菌与嗜氢产甲烷菌共生是乙酸产甲烷的主要途径.
2017 Vol. 37 (12): 4596-4604 [摘要] ( 256 ) [HTML 1KB] [ PDF 532KB] ( 908 )
4605 张维宁, 肖智华, 马彬, 曾清如
过硫酸盐对城市污泥脱水和重金属去除的影响
利用具有强氧化性质的K2S2O8试剂作为研究对象,考察了对污泥重金属Pb、Zn、Cu、Cd的去除影响、脱水表现以及处理前后污泥性质的变化.结果表明:在起始pH值为2.0,反应时间1h,温度25℃,投加1.34g/g SS的K2S2O8,可改善污泥的脱水性能.其中,滤饼含水率可由82.6%降至74.8%;污泥比阻由6.70×108S2/g下降至5.43×108S2/g.K2S2O8氧化处理污泥,可使污泥絮体快速分解,上清液COD从15.2mg/L增至187.0mg/L;TN从6.03mg/L增至22.7mg/L;TP则由8.15mg/L变为12.7mg/L;污泥TSS相应降低了9.4%.污泥重金属去除率随着投加量的增加而增加,当K2S2O8投加量达到2.01g/g SS时,污泥重金属Pb、Zn、Cu、Cd去除率可分别达到63.90%、87.10%、86.40%以及84.25%.当投加量大于2.01g/g SS,各重金属去除率趋于稳定.低pH值能够提高污泥中重金属的去除率.K2S2O8与污泥反应后,污泥重金属转移到上清液中,对上清液投加0.075%的CaO,pH值提高,可以相应去除上清液中16.95%的Pb、54.70%的Zn、58.90%的Cu以及21.95%的Cd,TN和TP含量也明显降低.
2017 Vol. 37 (12): 4605-4613 [摘要] ( 243 ) [HTML 1KB] [ PDF 488KB] ( 854 )
4614 熊南安, 董滨, 戴晓虎
反向高效液相色谱法检测污泥中含硫氨基酸
含硫氨基酸是污水厂污泥厌氧消化过程恶臭气体H2S和VOSCS的主要前体物质,以污水厂浓缩污泥为研究对象,针对污泥成分复杂,其含硫蛋白难水解、难提纯和易氧化而导致的尚无法定量检测分析的难点,通过优化预处理条件、色谱条件参数等,建立了一种污泥中含硫氨基酸反相高效液相检测的新方法.主要步骤为:50mg冷干污泥经1.5mL过甲酸氧化30min,将其中的半胱氨酸和蛋氨酸氧化为磺基丙氨酸和蛋氨酸砜,于水解管进行酸水解,3kD Millipore超滤离心,采用邻苯二甲醛进行柱前衍生,经氨基柱分离,通过FLD检测器检测.测定结果表明,磺基丙氨酸和蛋氨酸砜的定量限分别为0.24和1.21μmol/L,并且在5~500μmol/L范围内均具有良好线性关系(R2 ≥ 0.9997),加标回收率均在90%以上.采用该方法测定污泥中的含硫氨基酸结果表明:浓缩污泥半胱氨酸和蛋氨酸含量分别为3.86和6.20mg/(g DS),160℃热水解后,二者含量分别降低了48.0%和51.9%,且厌氧消化后两种条件下含硫氨基酸的含量存在明显差异,为探究厌氧消化体系下污泥中硫的代谢途径和转化机制提供了方法支撑.
2017 Vol. 37 (12): 4614-4619 [摘要] ( 200 ) [HTML 1KB] [ PDF 347KB] ( 656 )
土壤污染与控制
4620 刘伟, 张洋, 孟昭福, 李文斌, 任爽
两性-阴离子复配修饰对黄棕壤吸附Cd2+的影响
为了探究膨润土吸附Cd2+的最佳条件应用于实际土壤的可行性,在十二烷基二甲基甜菜碱(BS-12)和十二烷基磺酸钠(SDS)复配修饰膨润土对Cd2+吸附的最佳修饰比例基础上,制备了2个系列的BS-12+SDS复配修饰黄棕壤.通过X射线衍射和有机碳含量表征了黄棕壤的结构;研究了黄棕壤对Cd2+的吸附特征,分析了离子强度、pH和温度对黄棕壤吸附Cd2+的影响;讨论了黄棕壤与膨润土以及2种黄棕壤之间对Cd2+吸附的差异.结果表明,2种黄棕壤各修饰土层间距较未修饰土样变化不明显,有机碳含量随土样总修饰比例的增大而升高;复配修饰黄棕壤和膨润土相同,对Cd2+的吸附能力较两性及未修饰黄棕壤增强,30℃时吸附量呈现215BS+322SDS(215% BS-12+322% SDS) > 215BS(215% BS-12) > CK1(43%蒙脱石含量黄棕壤),33BS+49SDS(33% BS-12+49% SDS) > 33BS(33% BS-12) > CK2(6%蒙脱石含量黄棕壤);且Cd2+在2种黄棕壤复配修饰土中的解吸程度均高于CK和BS修饰土.Langmuir模型适合描述黄棕壤对Cd2+的吸附;膨润土对Cd2+吸附的最佳修饰比例应用到黄棕壤中,仍具有对Cd2+最佳吸附效果;黄棕壤修饰土对Cd2+的吸附,随离子强度的增大而减小,pH值对其影响不大,SDS复配修饰后,温度效应由CK、BS修饰土的升温正效应向BS+SDS修饰土的升温负效应转变,和膨润土吸附Cd2+规律相同;CEC是不同基质间吸附Cd2+产生差异的根本原因.
2017 Vol. 37 (12): 4620-4629 [摘要] ( 242 ) [HTML 1KB] [ PDF 623KB] ( 706 )
环境微生物
4630 张千, 徐晓晨, 王超, 王晓静, 杨凤林
Anammox菌干粉菌剂制备与保藏技术
采用真空干燥法制备anammox菌干粉菌剂,并在4℃恒温真空避光环境中进行为期30d的保藏.同时筛选了烘干保护剂的种类并优化了影响因素,以此对保藏后的anammox菌复壮性能进行研究.实验结果表明:在聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠、海藻酸钠、海藻糖和去离子水5种保护剂中,最适宜的保护剂为海藻酸钠,与之对应的烘干温度和保护剂浓度的优化结果为60℃和3%.保藏后的anammox菌经过连续30d的复壮培养,anammox菌活性可恢复至新鲜菌液活性的41%.
2017 Vol. 37 (12): 4630-4636 [摘要] ( 237 ) [HTML 1KB] [ PDF 1255KB] ( 801 )
4637 赵天涛, 邢志林, 张丽杰, 项锦欣, 何芝, 杨旭, 高艳辉
氯代烯烃胁迫下菌群SWA1的降解活性及群落结构
以填埋场覆盖土筛选的可高效降解三氯乙烯(TCE)的混合菌群SWA1为研究对象,考察了其对高浓度氯代烯烃的耐受性及微生物群落变化.SWA1对反-1,2-二氯乙烯(t-1,2-DCE),TCE和四氯乙烯(PCE)的最高耐受浓度分别可达580,250,500mg/L,远高于已报道菌株.生物降解研究结果表明SWA1可有效去除氯代烯烃,菌群生长到稳定期,对t-1,2-DCE的去除率高于90%.高通量测序结果和相关性分析显示不同氯代烯烃驯化后SWA1群落结构存在显著性差异,t-1,2-DCE共代谢生物降解中参与甲烷氧化和氯代烃降解的优势菌属分别为Methylophilus(相对丰度为17.4%~26.6%)和Methylomonas(相对丰度为31.7%~62.2%);TCE共代谢降解中参与甲烷氧化和氯代烃降解的优势菌属分别为Methylophilus(相对丰度为26.9%~46.3%)和Methylocystaceae(相对丰度为1.7%~33.4%).群体感应分析表明微生物间互利共生关系促进了SWA1的生物氧化.
2017 Vol. 37 (12): 4637-4648 [摘要] ( 163 ) [HTML 1KB] [ PDF 902KB] ( 804 )
4649 王思宇, 李军, 王秀杰, 王维奇, 柴建中
添加芽孢杆菌污泥反硝化特性及菌群结构分析
以普通活性污泥为对照,研究投加芽孢杆菌菌剂的活性污泥(以下称芽孢杆菌活性污泥)的反硝化性能,以及芽孢杆菌对微生物菌群结构的影响.结果表明,在一定范围内两污泥反硝化速率与碳氮比呈正相关,实验组污泥在碳氮比为10时最大比反硝化速率可达27.144mgTN/(gMLSS·h),约为对照组的2.7倍.利用Miseq高通量测序技术对比两组污泥菌群结构,发现在细菌门、纲、目、科、属层面实验组菌群多样性均优于对照组,在细菌属水平上实验组污泥主要包括芽殖杆菌属(Gemmobacter)、短单胞杆菌属(Brachymonas)、热单胞菌属(Thermomonas)、Defluviimonas、长绳菌属(Longilinea)、Ornatilinea、Aridibacter、微小杆菌属(Exiguobacterium)等优势菌属,在碳源充足的条件下这些细菌协同作用,使芽孢杆菌活性污泥具有高效反硝化特性.
2017 Vol. 37 (12): 4649-4656 [摘要] ( 180 ) [HTML 1KB] [ PDF 1716KB] ( 1290 )
环境生态
4657 朱德锐, 韩睿, 石晴, 沈国平, 龙启福, 双杰
青藏高原盐湖细菌群落与超盐环境因素的相关性
以青藏高原极端盐湖为研究对象,采用16S rRNA基因(V3~V4区)高通量测序方法分析盐湖细菌的群落结构差异和超盐环境因子的制约相关性.结果显示,超盐环境样本中细菌的群落结构组成相对稳定,进化趋同,且复杂度和多样性指数显著低于非超盐环境.青藏高原超盐环境中细菌的优势类群是厚壁菌门Firmicutes(74.04%~81.04%)、次为变形菌门Proteobacteria(15.51%~20.06%)、拟杆菌门Bacteroidetes(2.68%~4.84%)和放线菌门Actinobacteria(0.71%~2.45%).比较分析其它类型超盐环境,青藏高原超盐环境具有高丰度的特色属群芽孢杆菌属Bacillus(50.63%~58.35%)、乳球杆菌属Lactococcus(9.28%~11.81%)和海洋芽孢杆菌属Oceanobacillus(8.41%~10.52%).基于典范对应CCA分析,表明优势属群(Bacillus、Lactococcus、Pseudomonas、Oceanobacillus、Stenotrophomonas、Psychrobacter、Myroides、BrochothrixArthrobacter)和超盐样本的聚集,与环境因子(总盐度、Cl-、K+、Mg2+和CO32-浓度)呈明显的正相关.
2017 Vol. 37 (12): 4657-4666 [摘要] ( 208 ) [HTML 1KB] [ PDF 1092KB] ( 699 )
4667 郭亮亮, 李露, 李莉杰, 李敦海, 李根保
富营养化湖泊刚毛藻建群特征及其影响因素
为研究富营养化湖泊刚毛藻建群过程及其影响因素,在草海沿岸带水深为5,25,45,65,85cm处分别放置大理石板作为刚毛藻建群的人工基质,监测人工基质上刚毛藻群落的生物量、藻丝长度以及附着硅藻的密度和组成.结果发现,2周后,水下25cm处的刚毛藻群落的生物量最大,为9.0mg/cm2.4周后,水下5cm处刚毛藻群落的生物量为14.0mg/cm2,是25cm处刚毛藻群落生物量的1.62倍.整个实验期间,水下65,85cm处刚毛藻群落的生物量一直较少,生物量分别为2.86,1.39mg/cm2.相对其它深度,5cm处刚毛藻藻丝长度最长,最高值为11.8cm.在第6周,水下5cm处刚毛藻群落中附着硅藻的密度最大,为7.8×106 cell/cm2.分析结果显示,NH4+-N浓度、水下光照强度和SRP浓度是显著影响刚毛藻群落特征(刚毛藻群落生物量、刚毛藻藻丝长度和附着硅藻密度)的因子,而NH4+-N浓度和pH值是影响硅藻群落组成的显著性环境因子.
2017 Vol. 37 (12): 4667-4674 [摘要] ( 197 ) [HTML 1KB] [ PDF 926KB] ( 855 )
4675 卜令君, 周石庆, 施周, 王涛, 衣启航, 孙聚龙
藻源性内毒素在铜绿微囊藻灭活过程中的释放
次氯酸钠、双氧水、硫酸铜及敌草隆是4种目前常用的化学除藻剂,分别基于不用的原理灭活藻细胞,从而控制藻类爆发,但藻类在凋亡的过程中会伴随有藻源性内毒素的释放.通过研究和对比以上4种除藻剂对灭藻过程中藻源性内毒素的释放规律,结果显示:0.10~0.50mg/L次氯酸钠灭活藻类1周分别释放1564.78,872.14,852.03EU/mL内毒素;0.10~0.50mmol/L双氧水在灭活过程中分别释放内毒素732.23,1706.22,944.84EU/mL;0.5~2.5μmol/L硫酸铜在该过程中伴随有854.60,1055.45,1513.15EU/mL内毒素的释放;5~25μmol/L敌草隆则导致了1802.23,1788.11,1886.14EU/mL内毒素在灭活过程中释放.即具有氧化性的除藻剂可以降解溶液中的部分内毒素,不具氧化性的除藻剂无法有效控制和降解释放的内毒素.但上述所有情况的内毒素含量均远超过藻类自然代谢所产生的内毒素含量(113.86EU/mL).因此,高藻水源水中藻类即使已被有效控制,人们仍应尽量避免直接接触以减少内毒素暴露风险.
2017 Vol. 37 (12): 4675-4680 [摘要] ( 256 ) [HTML 1KB] [ PDF 416KB] ( 711 )
4681 徐德琳, 林乃峰, 邹长新, 王燕, 吴丹, 蔡颖, 安树青
太湖食物网生态化学计量学特征空间差异
在太湖藻型湖区和草型湖区分别采集水环境和各营养级生物样品,利用生态化学计量分析方法,检测2个湖区水环境及食物网各组分的碳、氮、磷元素含量和比例.结果显示:藻型湖区的环境样品(水样和沉积物样)具有相对较高的碳氮磷元素含量,除了沉积物样的TOC和TN外,草、藻湖区的水样和沉积物样的碳氮磷元素含量有显著差异(P<0.05),生物样品的碳氮磷元素含量的空间差异较小,高营养级物种的元素含量较低营养级物种相对恒定;藻型湖区环境样品的C:N、C:P和N:P比值较草型湖区低,两湖区间仅有沉积物的C:P和C:N具有显著的空间差异(P<0.05),低营养级物种的碳、氮、磷元素比例变动性较高营养级物种大;草、藻湖区食物网均存在营养级间化学计量不平衡现象.上述空间差异,可能与草藻湖区所受的外界污染输入量差异有关,而高营养级生物的化学元素含量和比例较为稳定,也体现了其生态化学计量的内稳态特征.
2017 Vol. 37 (12): 4681-4689 [摘要] ( 272 ) [HTML 1KB] [ PDF 598KB] ( 857 )
4690 朱瑾灿, 吴雨琛, 尹洪斌
太湖蓝藻聚集区沉积物硫形态的时空变异特征
以太湖竺山湾蓝藻聚集区沉积物为对象,通过季节性采样,借助硫形态提取与硫同步辐射技术(S-XANES),对沉积物内硫形态分布特征进行研究.结果表明,沉积物中硫分布具有明显的季节性波动特征,夏季沉积物中还原性硫含量要显著高于春季.硫形态提取结果显示,聚藻区沉积物中酸可挥发性硫、黄铁矿硫的平均浓度分别是非聚藻区的12.7、4.16倍,表明蓝藻聚集有利于还原性硫的产生.S-XANES分析结果也表明聚藻区沉积物内FeS、FeS2和ES的平均百分比含量明显高于非聚藻区.结合对比两种硫分析方法,可以发现聚藻区内强还原环境会使沉积物中硫优先还原为硫化亚铁,有利于向稳定态铁硫化物黄铁矿的转化.聚藻区沉积物内腐殖质硫(HS+FS)的平均含量是非聚藻区的1.53倍,且以硫醇、硫醚等还原态有机硫为主.上述研究表明,聚藻区沉积物中还原性硫和有机硫组分的含量均明显高于非聚藻区,可能是导致水体黑臭事件发生的主要诱因之一,应加大对聚藻区沉积物的治理.
2017 Vol. 37 (12): 4690-4700 [摘要] ( 194 ) [HTML 1KB] [ PDF 492KB] ( 1203 )
4701 王珊珊, 潘存鸿, 李宏, 韩曾萃
杭州湾泥沙中重金属元素的分布及影响因素
通过对杭州湾海域表层沉积物和悬浮泥沙中重金属等含量分析,并结合三维流场和沉积动力环境计算结果,研究了该海域泥沙颗粒中重金属元素的分布特征及影响因素,分析了动力沉积在重金属元素汇聚的作用.结果表明,杭州湾海域泥沙中重金属含量相比20世纪80年代有明显减少,环境质量有好转,表层沉积物中重金属含量相比国内其他重要河口海湾区域处于中等水平.湾口中部是重金属重要的汇集区域,表层沉积物中各重金属含量均为湾口高、湾顶低,Cu、Hg最大值出现在湾口中部,Pb最大值出现在湾口北侧,悬沙中金属含量均比在表层沉积物中略高,离散性相比更小,空间分布更为均匀.有机质对表层重金属含量和分布具有重要作用;悬浮颗粒物和表层沉积物中重金属的含量和空间分布具有较大的差异,一定程度上表明海湾颗粒物重金属是长江口输沙和杭州湾北岸排污的共同作用;研究海域水动力作用强烈,潮流对泥沙的沉积分异是造成悬沙和表层沉积物中金属含量和离散性差异的重要原因.
2017 Vol. 37 (12): 4701-4709 [摘要] ( 189 ) [HTML 1KB] [ PDF 827KB] ( 1052 )
4710 唐黎, 李秋华, 陈椽, 王龙, 何应, 陈峰峰, 高永春, 骆兰
贵州普定水库沉积物重金属分布及污染特征
为揭示普定水库沉积物重金属分布及污染特征,于2016年5月在普定水库大坝区(S1)、梭筛区(S2)、风景区(S3)、三岔街区(S4)、陇箐村区(S5)共5个采样点分别采集了沉积物柱状样品,并分析了沉积物中Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb和Hg共8种重金属含量特征.结果表明:8种重金属在沉积物中含量分别为(151.8±24.0),(82.1±5.4),(150.3±26.8),(546.9±180.3),(48.7±12.1),(3.9±2.6),(284.9±188.5),(0.23±0.13)mg/kg,均高于贵州省土壤元素背景水平.在水平方向上,Zn、As、Hg的含量分布较均匀,Cr、Ni、Cu、Cd、Pb具有显著差异性(n=34,P<0.05);在垂直方向上,Hg污染积累较小;Cu、Zn、As、Cd、Pb由下层至中层开始积累,向上有所降低,Cr、Ni含量在下层保持稳定,向上开始降低,表明7种重金属污染已开始减轻.3种评价方法均显示出普定水库沉积物污染严重,地积累指数与沉积物质量基准(SQGs)均指出Pb污染最强、潜在生态风险指数指出Cd生态风险最强,表明Pb、Cd为主要污染物.Pearson相关性分析表明,Cr、Ni分别与Zn显著正相关,以及Cu、Zn、As、Cd、Pb之间两两显著正相关(P<0.01),主成分分析结果表明主成分1由Zn、As、Cd、Pb构成、主成分2由Cr、Ni构成,指出了水库周边矿产开采和工业排放分别是普定水库沉积物中Zn、As、Cd、Pb和Cr、Ni的主要贡献者.
2017 Vol. 37 (12): 4710-4721 [摘要] ( 204 ) [HTML 1KB] [ PDF 623KB] ( 862 )
4722 康婧, 孙永光, 李方, 袁蕾, 齐玥, 付元宾, 马红伟, 林霞
辽河口海域使用变化下的生态敏感性分析
以辽河口作为研究对象,利用1990年、2000年、2007年和2014年遥感影像作为数据源,对海域使用变化下的生态敏感性进行了系统性研究:分析了围填海、养殖用海、工业用海等主要用海活动对河口区域生态敏感性的影响机制;建立了海域使用变化下的生态敏感性指数(ESI),并分析其变化过程;最后借助ArcGIS空间分析法,获得生态敏感性空间分布状况.结果显示,1990~2014年辽河口区域海域使用面积由1990年的2977.32km2至增加至2014年的3059.96km2,主要增加类型为开放式养殖用海、围海养殖用海和工业用地,主要由开放海域、盐地碱蓬和泥滩转变而来.研究区人为干扰度呈上升趋势,2007~2014年间变化率较大;生态系统服务价值总体呈现减小的趋势,由1990年的4.65×109元减少到2014年的3.34×109元,人为干扰强度与生态系统服务价值呈现负相关系.海域使用变化下的生态系统敏感性指数由2001年的2.5增加到2007年的4.7,再增加至2014年的4.8.总体而言,近25a来辽河口区域生态系统敏感性对海域使用变化的响应程度不高.虽然近10a受到一定程度的人类开发利用活动的影响,但整个河口生态系统的所受的影响还不太强烈.
2017 Vol. 37 (12): 4722-4733 [摘要] ( 224 ) [HTML 1KB] [ PDF 818KB] ( 588 )
4734 赵汝冰, 肖如林, 万华伟, 刘慧明, 高帅, 刘思含, 付卓, 檀畅, 闻瑞红, 唐浩竣
锡林郭勒盟草地变化监测及驱动力分析
综合利用RS和GIS技术,结合2000~2013年长时间序列遥感影像数据,对锡林郭勒盟的草地变化进行了监测与分析,并从土地利用、气象条件、人类活动等多方面,利用地理相关分析等地统计分析方法,开展了草地变化驱动力分析.结果表明:2000~2013年间,锡林郭勒盟的草地质量总体上得到改善,约有4.04%的区域发生变化,变化区域中大部分属于显著或微弱增加,仅有约3.93%的变化区域退化比较明显,它们主要集中在辖区从东北向西南的中部地区,尤以苏尼特左旗东南部、锡林浩特市中部以及西乌珠穆沁旗东北部退化严重.通过相关分析发现,研究区域内草地变化与气温的相关性不显著,而与降水和人类活动的相关性显著.在上述草地退化比较严重的苏尼特左旗东南部、锡林浩特市中部以及西乌珠穆沁旗东北部地区,气温和降水的变化对草地年NDVI最大值的变化均没有显著影响(P>0.1);但除苏尼特左旗东南部外,锡林浩特市、西乌珠穆沁旗辖区内的草地退化区域皆分布在矿区8km的缓冲区内,尤其是西乌珠穆沁旗辖区内,矿区内部的草地出现了严重退化.相关的结论可服务于锡林郭勒草原生态保护监管等管理决策工作,同时相关的技术方法也可为其他区域生态变化的监测与分析提供借鉴和参考.
2017 Vol. 37 (12): 4734-4743 [摘要] ( 188 ) [HTML 1KB] [ PDF 4183KB] ( 738 )
4744 马明, 赖大坤, 孙涛, 杨光, 王定勇
中亚热带典型林分汞的输入/输出平衡
针对四面山常绿阔叶林中汞的输入/输出量进行了为期1年的监测,结果显示:四面山大气降雨中总汞(THg)和总甲基汞(TMeHg)的浓度分别为(11.23±2.6)ng/L和(0.35±0.24)ng/L,该地区大气降水受到了人为汞污染的影响;大气降水在经过森林林冠层的过程中,淋溶了沉降在林冠层的大气干沉降,进而导致林内降雨中的THg浓度升高,但是林内降雨中的TMeHg浓度基本保持不变;森林地表径流水中THg的浓度(4.5±2.0)ng/L相较大气降水明显降低,说明该森林生态系统对大气降水中的汞具有很强的拦截固定作用.枯枝落叶是该森林生态系统主要的汞输入途径,其主要通过叶片对大气环境中汞的吸收,而随着枯枝落叶在地表的积累并分解,这部分汞被富含高浓度溶解性有机物的表层土壤固定在土壤层中.林地地表/大气界面释汞是该森林生态系统汞流失的主要途径,地表释汞通量暖季比较大而冷季较小,其主要受光照、温度、地表汞浓度、土壤含水量等影响.该森林生态系统,总的汞输入量大于总输出量,在汞的地球化学循环中起到汇的作用.
2017 Vol. 37 (12): 4744-4750 [摘要] ( 162 ) [HTML 1KB] [ PDF 474KB] ( 690 )
环境毒理与健康
4751 陆林洁, 蔡洁, 安结然, 杜俊停, 丁书茂
甲醛与DEHP联合染毒对小鼠学习记忆能力的影响
为探讨甲醛职业气态暴露和邻苯二甲酸二乙基己酯(DEHP)经口灌胃联合染毒对小鼠学习记忆能力的影响,本实验以雄性昆明小鼠为研究对象,开展甲醛与DEHP职业暴露实验研究.实验分组为:(1)对照组;(2)FA(甲醛)组:0.5,1,3mg/m3;(3)DEHP组:5,50,500mg/kg;(4)联合组:0.5mg/m3+5mg/kg,1mg/m3+50mg/kg,3mg/m3+500mg/kg;(5)阻断组:生理盐水+VE(维生素E)(100mg/mL),FA3.0mg/m3+VE,DEHP500mg/kg+VE,FA3.0mg/m3+DEHP500mg/kg+VE.FA组和联合组吸入气态甲醛染毒8h,5+2模式(5d持续暴露,间隔2d,暴露2周),DEHP组和联合组经口灌胃不同浓度的DEHP溶液,持续14d.此外,阻断组每天用100mg/mL的VE灌胃小鼠(灌胃剂量10mg/(kg·d)).每日染毒结束后,进行水迷宫测试.检测脑组织中ROS、MDA、TNF-α、IL-β和5-HT等生理指标的变化.结果表明:在定位导航实验中,甲醛和DEHP均可影响小鼠逃避潜伏期,随着染毒剂量的增大,潜伏期延长.联合染毒组较同等剂量的单独染毒组尤为明显.在空间探索实验中,与对照组比较,甲醛1,3mg/m3和DEHP500mg/kg及联合组1mg/m3+50mg/kg和3mg/m3+500mg/kg在目标象限游泳时间缩短(P<0.05);联合组在目标象限的游泳时间与甲醛、DEHP单独染毒组比较均明显减少(P<0.05).甲醛1.0,3.0mg/m3和DEHP50mg/kg,500mg/kg及联合组1.0mg/m3+50mg/kg,3.0mg/m3+500mg/kg小鼠脑组织内ROS水平和MDA含量出现显著性上升,GSH水平出现显著下降(P<0.05),炎性因子TNF-α和IL-β表达水平也显著增加,细胞凋亡因子Caspase-3得到活化,神经递质5-HT含量在3.0mg/m3+500mg/kg组中明显降低(P<0.01).0.5mg/m3甲醛暴露组对小鼠影响不明显,各项指标未出现显著性变化,行为学亦没有明显变化.综上,甲醛1.0,3.0mg/m3和DEHP500mg/kg及联合1.0mg/m3+50mg/kg和3.0mg/m3+500mg/kg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),炎症因子IL-β,TNF-α水平上升(P<0.05),Caspase-3水平上升(P<0.05),8-OHDG水平上升(P<0.05),神经递质5-HT水平下降(P<0.05).两者联合染毒具有一定的正协同作用.VE能够通过降低脑组织中氧化应激、炎症、细胞凋亡水平和增加神经递质含量对小鼠脑组织进行保护.
2017 Vol. 37 (12): 4751-4762 [摘要] ( 174 ) [HTML 1KB] [ PDF 685KB] ( 586 )
4763 吴双, 秦华明, 叶锦韶
双氯芬酸钠对苏云金芽孢杆菌毒性的分子机制
为研究双氯芬酸钠对苏云金芽孢杆菌毒性的分子机制,使用基于iTRAQ的定量蛋白质组学技术为主要的研究方法,通过精确定量苏云金芽孢杆菌蛋白质含量并进行差异分析.本研究结果表明,双氯芬酸钠对苏云金芽孢杆菌的生长具有明显的抑制作用.分析得到了17个差异表达蛋白,其中有5个上调蛋白,主要参与脂肪酸生物合成、DNA和RNA的合成,12个下调蛋白,涉及氧化磷酸化、丙酮酸代谢、糖酵解途径、磷酸戊糖途径和氨基酸代谢等.功能分析显示,双氯芬酸钠通过影响细胞代谢过程、细胞组成和蛋白质催化等方式抑制苏云金芽孢杆菌生长.在差异表达蛋白相互作用网络中,RpoA、RplM、RplL、Tuf、InfA 5个蛋白连接度较高,属于网络中的关键节点,可能起着重要的调控作用.研究结果表明双氯芬酸钠的处理影响了苏云金芽孢杆菌多条代谢途径,干扰不同的生物过程,揭示了双氯芬酸钠对苏云金芽孢杆菌毒性的分子机制,为深入评价双氯芬酸钠对生态安全及人类健康的影响提供了重要的参考意义.
2017 Vol. 37 (12): 4763-4770 [摘要] ( 146 ) [HTML 1KB] [ PDF 624KB] ( 542 )
4771 胥志祥, 刘君, 罗闹, 吴昕昊, 慕凯琳, 潘学军
DBP和BPA对MCF-7细胞的联合效应及机制
以乳腺癌细胞系MCF-7为雌激素效应和毒性效应评价模型,分别采用MTT法检测邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和双酚A(BPA)对细胞活力的影响,采用DCFH-DA荧光染色法测定细胞活性氧水平,采用流式细胞仪检测细胞周期和凋亡,采用RT-QPCR检测细胞中ERα、ERβ和GPR30mRNA的转录水平.结果表明:DBP和BPA对MCF-7细胞活力呈现"倒U"型剂量-效应关系,即低浓度(10-8mol/L)和高浓度(10-4mol/L)抑制细胞增殖,在10-7~10-5mol/L浓度范围内刺激细胞增殖,并分别在浓度为10-6和10-7mol/L时达到最高增殖率;DBP和BPA的联合暴露中,低浓度联合暴露呈现加和效应,而高浓度则呈现拮抗效应;低浓度联合暴露促进细胞增殖,其产生原因与细胞周期由G0/G1期向S期推进、ERα和GPR30转录诱导相关;而高浓度联合暴露则显著抑制细胞增殖,其产生原因与诱导活性氧自由基(ROS)生成、细胞周期G0/G1期阻滞、ERα表达抑制相关.研究结果可为环境介质中烷基酚类和酞酸酯类物质共存下的潜在健康风险评估和预防提供基础数据和理论指导.
2017 Vol. 37 (12): 4771-4780 [摘要] ( 242 ) [HTML 1KB] [ PDF 1327KB] ( 813 )
4781 杨彦, 温馨, 彭明国, 于云江
电子垃圾拆解区多溴联苯污染特征及健康风险
对浙江台州电子垃圾拆解区大气、土壤和地下水3种环境介质进行取样分析PBBs的污染水平、组成特征及可能来源,采用US EPA推荐的健康风险评价模型、中国暴露参数,对拆解区人群健康风险进行评估.结果表明,∑9PBBs在大气、土壤和地下水中浓度分别为2867.99pg/m3、868.50mg/kg和1.35μg/L,且各类同系物的贡献率也不尽相同.来源分析表明各环境介质中PBBs主要来源于电子垃圾的拆解活动,工业生产活动、高溴PBBs代谢活动、大气干湿沉降和地表径流也可能存在一定影响.健康风险评价结果表明研究区男、女性致癌风险分别为1.43×10-2和1.44×10-2,非致癌风险分别为8.15×10-4和8.22×10-4,均超过国际辐射防护委员会(ICRP)推荐的最大终身可接受风险水平.
2017 Vol. 37 (12): 4781-4789 [摘要] ( 219 ) [HTML 1KB] [ PDF 666KB] ( 919 )
环境影响评价与管理
4790 朱阳光, 杨洁, 乔萌萌, 周芮, 毛嘉玲, 杨成
基于HRA的邻避区域焚烧污染风险评估
生活垃圾焚烧过程中不可避免产生烟气污染物,加重邻避区域环境污染.为有效评估污染物扩散影响,本文提出邻避区域范围定量化界定方法,构建邻避区域焚烧污染风险评估模型,并给出其可接受性标准,即RARA*RBRA*.以浙江省某市生活垃圾焚烧厂2015-07-31~2016-08-01运营时段为例,科学估算其邻避区域焚烧污染风险.结果表明:颗粒物与酸性气体(SO2、HCl)浓度超标情况严重,春夏季节超标率分别为51.9%、76.5%,秋冬季节分别为54.9%、67.6%.风险值RBSSW=1.93×10-3≈1.5RASSW*RBN=4.18×10-3≈1.4RAN*.不同季风SSW、N下,RB均超出RA*水平.针对RA控制,根据6类烟气净化组合工艺与相应的△c(投入)估算,能够为焚烧厂以可接受的成本投入,选择最优化风险水平的烟气净化工艺.针对RB控制,半干式脱硫塔与布袋除尘设备运营状况应重点被监管,并针对故障原因及时维护与管理.
2017 Vol. 37 (12): 4790-4800 [摘要] ( 274 ) [HTML 1KB] [ PDF 1027KB] ( 848 )
中国环境科学
友情链接: 中国科学技术协会 中国环境科学学会 中国知网 万方数据
版权所有 © 2010 《中国环境科学》编辑部  地址:北京市海淀区红联南村54号(100082)  电话、传真:(010)62215145  
E-mail:zghjkx1981@126.com;zghjkx1981@chinacses.org;zghjkx1981@188.com
本系统由北京玛格泰克科技发展有限公司设计开发  技术支持:support@magtech.com.cn