中国环境科学
 
 
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2018年 38卷 1期
刊出日期 2018-01-20

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
1 吴建国, 徐天莹
气候变化对太岳山中部油松单萜烯排放的影响

以全球气候模式NorESM1-M产生的RCP2.6,RCP4.5,RCP6.0和RCP8.5气候变化情景数据和植物VOCs排放计算模型,模拟分析了气候变化对山西太岳山中部油松叶片单萜烯排放速率的影响.结果显示,未来气候变化影响下山西太岳山中部气温呈上升趋势,降水和辐射强度波动大.在RCP2.6,RCP4.5,RCP6.0和RCP8.5情景与基准情景下,油松单萜烯日排放速率在1~210d呈上升趋势,在210~365d呈下降趋势;在未来气候变化情景下比基准情景下高约2μg/(g·d),在RCP8.5情景下最高;油松单萜烯日排放速率在未来气候变化情景与基准情景下差异在1~95d和296~365d较小,在96~295d波动较大.同时,相比基准情景,单萜烯日排放速率增幅在1~190d较高(增加12%~14%以上),在191~315d较小(增加9%~13%以上),在316~365d增加12%~18%以上,在RCP8.5情景下增幅最大(增加14%以上).另外,油松单萜烯年排放速率在未来气候变化情景下比基准情景下平均高约1000μg/(g·a)以上,在RCP8.5情景下增幅最大(约12%).说明,未来气候变化将使油松单萜烯排放速率增加.

2018 Vol. 38 (1): 1-13 [摘要] ( 352 ) [HTML 1KB] [ PDF 697KB] ( 950 )
14 张颖杰, 何真, 杨桂朋
东海海水和大气中挥发性卤代烃的分布
运用吹扫-捕集气相色谱法于2016年6月对东海海水和大气中5种短寿命挥发性卤代烃的浓度含量、分布来源特征及海-气通量进行了研究.结果表明,表层海水中CH3I、CH2Br2、CHBrCl2、CHBr2Cl和CHBr3浓度平均值及范围分别为8.93(0.39~23.49) pmol/L、15.02(4.77~32.75) pmol/L、0.97(0.30~2.16) pmol/L、9.35(6.8~18.46) pmol/L和12.24(2.60~50.04) pmol/L.受陆源输入、水团和生物活动释放的影响,表层海水中CH3I、CH2Br2和CHBrCl2的浓度分布呈现近岸高远海低的趋势,CHBr2Cl和CHBr3浓度呈现点状分布.相关性分析发现CHBr3和Chl-a存在显著相关性,推断浮游植物生物量可能影响CHBr3的浓度分布.大气中CH3I、CH2Br2、CHBrCl2、CHBr2Cl和CHBr3浓度平均值及范围分别为3.52×10-12(1.72×10-12~10.00×10-12)、3.82×10-12(0.20×10-12~34.95×10-12)、1.40×10-12(0.46×10-12~6.18×10-12)、1.55×10-12(0.16×10-12~4.66×10-12)和6.63×10-12(2.20×10-12~11.61×10-12).受陆源气团输送、生物生产和气象条件的共同影响,春季大气中5种短寿命挥发性卤代烃浓度分布较为复杂.海-气通量的估算结果表明春季东海是大气中CH3I、CH2Br2、CHBrCl2、CHBr2Cl和CHBr3的源.
2018 Vol. 38 (1): 14-25 [摘要] ( 215 ) [HTML 1KB] [ PDF 1816KB] ( 1252 )
26 沈丽, 于兴娜, 项磊
2006~2014年江苏省氨排放清单
为了解江苏省氨排放情况,收集了畜禽养殖、氮肥施用、人体排放、工业生产、机动车排放、燃料燃烧、生物质燃烧、垃圾和污水处理等9类氨源的活动水平数据,并基于排放因子法,估算了2006~2014年江苏省氨排放清单,分析了其历年来氨排放的变化趋势及空间分布特征.结果表明,江苏省的氨排放量由2006年的654.4kt增加到2014年的729.8kt,年均增长率约为1.41%.氮肥施用和畜禽养殖一直是江苏省最主要的氨排放源,共占2014年江苏省氨排放总量的88.19%;非农业源中,由机动车排放及生物质燃烧产生的氨排放增长速度最快.2014年江苏省氨平均排放强度为4.4t/(km2·a),其结果明显高于我国氨排放强度平均水平.
2018 Vol. 38 (1): 26-34 [摘要] ( 344 ) [HTML 1KB] [ PDF 511KB] ( 1103 )
35 梅杨, 张文婷, 杨勇, 赵玉, 李露露
基于时空指示克里格的PM2.5不确定性分布
以山东省2014年PM2.5浓度监测数据为对象,利用时空指示克里格理论和方法,实现对PM2.5时空分布的不确定性分析.结果表明,山东省境内PM2.5的空间自相关范围大于100km,时间自相关范围为3d左右.此外,山东省境内各空间位置全年空气质量以大于0.8的概率达到空气质量"优"级别的时空占比为7%,以大于0.8的概率达到轻度污染级别的时空占比为34%,以大于0.8的概率超过严重污染级别的时空占比为1%;东部沿海地域空气质量达到轻度污染的概率明显高于中西部,夏季空气质量也明显优于其它季节.
2018 Vol. 38 (1): 35-43 [摘要] ( 290 ) [HTML 1KB] [ PDF 1489KB] ( 1699 )
44 王欢博, 石光明, 田密, 乔保清, 彭超, 张六一, 杨复沫
三峡库区大气活性氮组成及干沉降通量
为了解三峡库区腹地大气中活性氮的组成及干沉降通量,于2015年每个季节选取代表性月份在万州城区采集了气体和颗粒物样品.利用离子色谱法测定氮素浓度,同时结合大叶阻力模型模拟计算的干沉降速率值,估算了不同形态氮素的干沉降通量.结果表明,HNO3的干沉降速率值最大,年均值为0.39cm/s,约为其它氮素的3~8倍.NO2和NH3是大气活性氮的主要赋存形态,年均浓度值分别为(11.7±3.9)和(11.0±5.3)μg N/m3,两者之和约占总无机氮浓度的80%.万州城区总无机氮干沉降总量为8.5kg N/(hm2·a),其中氧化态氮(NO2、HNO3、颗粒态NO3-)和还原态氮(NH3、颗粒态NH4+)干沉降通量分别为3.5,5.0kg N/(hm2·a),占干沉降总量的41.4%和58.6%.因此,为有效控制三峡库区腹地的氮素污染,应重点关注NH3的减排.
2018 Vol. 38 (1): 44-50 [摘要] ( 278 ) [HTML 1KB] [ PDF 580KB] ( 1159 )
51 窦鸿文, 明廷臻, 许杰, 李政桐, 蔡存金, 方炜杰
城市立体交通系统中污染物传播特性数值模拟
构建了一个包含交通转盘、隧道、高架桥和下沉式公交站的立体交通几何模型,建立了该系统中流体流动与污染物传播的耦合数学模型,数值分析了环境风变化时,该系统中流体流动与气态污染物的传播规律.结果表明,环境风向的变化直接改变了公交站区域流体的流向途径,在公交站区域;北风时的平均污染物浓度是西风时的3.5倍,而在转盘中央区域,北风时平均污染物浓度是西风时的5倍.西风时,环境风速从0.5m/s增加到3.5m/s,东侧公交站区域的平均污染物浓度减少95.21%;交通隧道内,环境风速的增加使空气流通速度增加,污染物浓度迅速降低.
2018 Vol. 38 (1): 51-58 [摘要] ( 267 ) [HTML 1KB] [ PDF 1553KB] ( 1359 )
59 高正阳, 韩文涛, 丁艺, 孙尧, 李明晖
苯为前驱物形成二噁英的反应机理
苯作为垃圾中普遍存在的成分是形成多氯二苯并对二噁英/呋喃(PCDD/Fs)的重要前驱物之一.应用密度泛函理论(DFT)在B3LYP/6-311+G (d,p)水平上研究了苯生成PCDD/Fs的两阶段气相反应机理,获得相关基元反应的势垒与反应热.采用隧道效应校正的变分过渡态理论(VTST)对300~1300K的各基元反应进行速率常数计算.结果表明:苯的氯化过程在合成PCDD/Fs各基元反应中势垒最高,是整个过程的控速步骤;氯酚更有可能被HO·进攻氯苯发生亲核反应后经分子内脱氢形成;邻位Cl能提高芳香烃H的抽取势垒,降低分子反应活性;苯氧自由基经碳碳或碳氧耦合二聚化过程形成不同PCDD/Fs存在竞争机制.相关计算结果可以用于在总二噁英产量基础上评估由苯产生的PCDD/Fs贡献率.
2018 Vol. 38 (1): 59-66 [摘要] ( 305 ) [HTML 1KB] [ PDF 403KB] ( 1512 )
67 楼狄明, 朱晓庆, 刘影, 谭丕强, 胡志远
CDPF贵金属负载量对柴油公交车颗粒PAHS影响
基于装有氧化型催化器(DOC)和催化型颗粒捕集器(CDPF)后处理装置的柴油公交车,在中国典型公交车循环(CCBC)下研究了不同贵金属负载量分别为15g/ft3(A型)、25g/ft3(B型)、35g/ft3(C型)的新鲜及老化的CDPF对柴油发动机颗粒多环芳香烃(PAHs)排放特性的影响.结果表明:新鲜及老化的CDPF均能显著降低颗粒PAHs排放量92%以上.且相比于老化的CDPF,3种新鲜的CDPF降低颗粒PAHs排放的效果相差不大,极差仅为0.009ng/cm2.3种CDPF老化状态下降低颗粒PAHs毒性的效果都优于其新鲜状态下,且老化的B型CDPF降低颗粒PAHs总量及毒性的效果优于A型及C型CDPF.
2018 Vol. 38 (1): 67-72 [摘要] ( 245 ) [HTML 1KB] [ PDF 445KB] ( 1032 )
73 田晶, 蔡忆昔, 濮晓宇, 顾林波, 施蕴曦
掺混聚甲氧基二甲醚对柴油机排放的影响
为研究聚甲氧基二甲醚(PODE)/柴油混合燃料对柴油机颗粒物(PM)粒径分布和各模态颗粒捕集效率的影响,将PODE按照体积百分比0%、10%、20%和30%与柴油混合,在不对柴油机做任何改动的情况下,进行排放测试,测量NOx排放和DPF前后的颗粒粒径分布.结果表明:随着PODE掺混比提高,NOx排放在10%~50%负荷工况下呈上升趋势,75%~100%负荷工况下呈先上升后下降的趋势;NO2/NOx随着PODE掺混比的提高呈上升趋势.PODE的添加可有效降低PM排放.与柴油相比,燃用PODE掺混比20%的混合燃料时,降低PM效果最好;100%负荷工况下,PM总数量浓度降低了18.93%,总体积浓度降低了31.27%.掺混PODE,使DPF对PM的捕集效果减弱,10%~50%负荷工况下较为明显,但捕集率依然可以达到95%以上.
2018 Vol. 38 (1): 73-82 [摘要] ( 270 ) [HTML 1KB] [ PDF 659KB] ( 1003 )
83 杜家益, 常真真, 周仁双, 张登攀, 袁银男
DOC对柴油机燃用生物柴油颗粒物微观形貌及SOF组分的影响
为研究氧化催化转化器(DOC)对柴油机燃用调合生物柴油(B0,B20)后排放颗粒物微观形貌及可溶性有机组分(SOF)的影响规律,对DOC作用前后的排气颗粒物进行采样,利用透射电镜(TEM)和气相色谱-质谱仪(GC-MS)开展颗粒物理化特性研究.结果表明:未加装DOC时,与B0相比,B20排放颗粒物基本碳粒子粒径减小,分形维数增加,团聚堆积现象加剧;SOF组分中的脂类和酸类物质质量分数增加,烷烃类、芳香烃和酚类物质质量分数减少,C26~C35的质量分数降低.加装DOC后,B0和B20排气颗粒物团簇程度降低,分形维数降幅分别为10.1%和15.5%;SOF组分中芳香烃类和酚类物质质量分数增加,烷烃类、脂类、酸类质量分数减小,C15~C25质量分数下降;B0排放颗粒物SOF中C26~C35质量分数降低41.4%,而B20增加865.8%.
2018 Vol. 38 (1): 83-90 [摘要] ( 222 ) [HTML 1KB] [ PDF 448KB] ( 1056 )
91 胡志远, 于书祥, 阚泽超, 曹志义, 楼狄明
海拨高度对柴油机起动污染物排放的影响
以某大功率低压缩比柴油机为研究对象,进行了0,1000,2000,3000,3750,4500m 6个海拨高度的起动排放试验,研究了该柴油机不同海拨高度下起动过程中的HC,CO,NOx和颗粒物排放特性.结果表明:海拨升高,柴油机起动过程的HC,CO和颗粒物排放增加,NOx排放降低;与平原(0m海拨)比较,该柴油机高原(4500m海拨)冷起动排放的HC,CO和颗粒物分别增加7.1,2.6和2.1倍,NOx降低53.8%;0~4500m海拨,该柴油机起动过程排放的颗粒物中聚集态颗粒物质量占94%~99%,颗粒物数量呈单峰对数分布,峰值粒径随着海拨的升高向大粒径方向移动,几何平均粒径增大.
2018 Vol. 38 (1): 91-96 [摘要] ( 233 ) [HTML 1KB] [ PDF 443KB] ( 898 )
97 林官明, 任阵海, 宋建立
室内颗粒物的稳态置换流净化机制
对室内颗粒物输运扩散进行了机理上的探讨.用时间空间尺度分析方法,把颗粒物通量分解为宏观平均运动δ尺度的平移滑移,湍流运动的η微尺度的湍流扩散,以及分子运动λ尺度的布朗运动4部分,得到颗粒物通量的系综平均表达式及模式计算表达式,并以此分析总结出提高室内颗粒物净化效率的方法,即低流速及低湍流度梯度.采用数值计算比较了稳态置换流与常规点状上进风上排风形成流场的区别,通过现场实测比较了不同方式安装稳态置换流装置的2个房间的颗粒物数浓度随时间变化,提出并应用剂量加权净化效率对净化效果进行了比较.结果表明,稳态置换流的维持弱正压、线状斜对边进排气口布局、低流速及低湍流度等做法能有效提高净化效率并降低能耗.
2018 Vol. 38 (1): 97-102 [摘要] ( 272 ) [HTML 1KB] [ PDF 1184KB] ( 1386 )
103 黄琼, 白梦天, 任超, 王广宏, 陶涛, 赵云霞, 陈敏东
Mn基金属氧化物催化剂常温催化氧化甲醛
以硝酸铈和高锰酸钾为原料,采用络合法制备了一系列Mn-Ce-O混合氧化物催化剂,并通过正交实验设计方案,考察了Mn/Ce摩尔比、水化热温度、焙烧温度及焙烧时间对Mn-Ce-O混合氧化物催化剂常温催化氧化甲醛性能的影响,并采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和红外光谱(IR)等技术对催化剂进行微观表征与分析.结果表明:当Mn/Ce摩尔比1:1,水化热温度为180℃,焙烧温度为350℃时,催化剂表现出最佳的常温氧化活性,36h甲醛降解率可达94.2%,且稳定性良好.催化剂氧化活性的高低与材料比表面积并非正相关,而与材料结构形态存在密切关联,而材料结构主要取决于水化热温度,其次是Mn/Ce摩尔比.
2018 Vol. 38 (1): 103-111 [摘要] ( 309 ) [HTML 1KB] [ PDF 2170KB] ( 1727 )
112 赫伟东, 郭颖赫, 毛宁, 柳静献
极化处理对滤料过滤性能的强化
为强化滤料对微细颗粒物的捕集效率,采用一种具有吸附作用的天然矿物驻极体电气石,通过溶液沉淀及热压工艺将电气石颗粒附着于过滤材料表面,形成一种新型改性驻极滤料,实验结果表明:驻极处理后的滤料压差与未处理滤料基本一致,对微细粒子的捕集效率提升显著,捕集效率的提升幅度随着颗粒物粒径减小而增大.与传统驻极体滤料不同,新型驻极滤料经200℃高温处理后对微细颗粒物捕集效率没有变化.电气石纯度越高吸附作用越明显,纯度为87.52%电气石对0.3,0.5,0.7,0.9,1,2.5μm颗粒的捕集效率分别提升了18.52%,18.01%,16.84%,15.76%,13.35%,11.49%;纯度为80.61%电气石对各粒径颗粒捕集效率分别提升了11.57%,11.20%,9.94%,9.75%,8.47%,9.76%;纯度为78.87%电气石对各粒径颗粒捕集效率分别提升了9.24%,9.26%,7.75%,7.77%,6.06%,5.90%;平均粒径为25μm的电气石颗粒对3μm颗粒物捕集效率的提升<2%.
2018 Vol. 38 (1): 112-119 [摘要] ( 188 ) [HTML 1KB] [ PDF 720KB] ( 794 )
水污染与控制
120 赵骥, 王晓霞, 李夕耀, 彭永臻, 贾淑媛
DO浓度对EBPR耦合SND处理低C/N污水的影响
为了解厌氧/好氧运行的序批式反应器(SBR)中,强化生物除磷(EBPR)与同步硝化反硝化(SND)的耦合脱氮除磷特性,以实际低C/N (约为3.5)生活污水为处理对象,先通过调控进水C/N考察其对EBPR启动和聚磷菌(PAOs)富集情况的影响,再通过调控好氧段DO浓度考察其对系统脱氮除磷性能、SND率及碳源转化特性的影响.结果表明,DO浓度为2.0mg/L,当进水C/N由3.2提高至7.5并降至3.8时,反应器出水PO43--P浓度由3.9mg/L逐渐降至0.5mg/L以下,且厌氧释磷量(PRA)由3.3mg/L逐渐升高至约30mg/L.此后,当DO浓度逐渐降至约1.0mg/L时,SND现象愈加明显,且其与EBPR耦合使得系统总氮(TN)和PO43--P去除率分别提高至85%和94%.但当DO浓度约为0.5mg/L时,硝化过程进行不完全,亚硝酸盐积累较为明显,耦合系统中存在同步短程硝化反硝化现象.DO浓度为约1.0mg/L时,系统具有最高的脱氮除磷性能.此外,当DO浓度由2.0mg/L降至0.5mg/L时,PAOs较聚糖菌(GAOs)在厌氧内碳源储存中的贡献逐渐减小(PPAO,An由30.3%逐渐降至20.2%),PRA降低约7mg/L.DO浓度为1.0~1.5mg/L最有利于系统厌氧段内碳源PHA的合成.
2018 Vol. 38 (1): 120-128 [摘要] ( 303 ) [HTML 1KB] [ PDF 823KB] ( 1107 )
129 张博康, 张岩, 陈昌明, 马翔山, 刑金良, 郭威, 刘子奇
AFMBR处理低浓度废水的运行特性
采用厌氧流化床膜生物反应器(AFMBR)处理模拟生活污水,研究其启动运行的特性.结果表明,在室温、进水COD 270mg/L的条件下,AFMBR系统经过驯化富集后,其出水SCOD能稳定维持在30mg/L以下,冬季温度降低时,系统产甲烷菌的活性会受到抑制,出水SCOD在30~40mg/L,但仍可满足一级A排放标准.系统的总甲烷转化量在0.182L/g COD去除左右,温度越高气体甲烷的转化量越大,进水COD约有45%转化为甲烷.AFMBR系统连续运行218d的污泥产量为0.071g VSS/g COD,其值要远远低于典型好氧系统的污泥产量.系统的能耗及产能,若只考虑气态甲烷产能,本研究中当HRT降至10h时产能才能满足能耗需求;若考虑所有的甲烷产能,当HRT降至20h时产能即能满足能耗需求,当HRT降至10h时产能是能耗需求的2倍.因此,AFMBR作为一个低耗高效的废水处理系统,具有良好应用潜力.
2018 Vol. 38 (1): 129-135 [摘要] ( 332 ) [HTML 1KB] [ PDF 338KB] ( 1233 )
136 刘冰, 郑煜铭, 古励, 李清飞, 余国忠, 翟慧敏
强化混凝和改性活性炭对二级出水DON的作用机制
探讨强化混凝和改性活性炭对城市污水厂二级出水中溶解性有机氮(DON)作用机制,分析相对分子量以及亲疏水组分变化,并考察氯化消毒副产物生成势变化特征,结合三维荧光(3DEEM)光谱分析手段,对强化混凝和活性炭吸附前后DON组成,化学结构特征进行研究.结果表明:强化混凝可以明显提高DON的去除效果,DON去除率通过pH值强化混凝提高到1.45倍,臭氧强化混凝提高到2.06倍,PAC强化混凝提高到2.09倍,PAM强化混凝提高到1.96倍.活性炭对DON吸附过程更符合准二级动力学模型.DON吸附过程中,酸改性活性炭表面主要是π-π色散力作用机理,而碱改性活性炭表面主要是给电子-受电子复合物形成机制.在强化混凝和活性炭吸附作用下,DON的相对分子量和组分发生较大变化,而消毒副产物的生成势大幅下降.经3DEEM和光谱区域体积积分法(FRI)分析,在强化混凝和活性炭吸附过程中DON及消毒副产物生成潜势与荧光区域Ⅱ和区域Ⅳ所代表物质有关.
2018 Vol. 38 (1): 136-149 [摘要] ( 275 ) [HTML 1KB] [ PDF 635KB] ( 811 )
150 吕文洲, 王小宝, 刘英, 孙慧萍, 王聪
预曝气及提取方法对活性污泥胞外聚合物的影响
为了获得更高的胞外聚合物质(EPS)得率及其对污染物的去除效果,比较了活性污泥预曝气时间及2种提取方法(超声法和甲醛+NaOH法)对提取EPS的影响,分析了EPS的荧光组分以及与污染物去除有关的基团差异.结果表明,污泥经过4h预曝气,EPS得率最高;甲醛+NaOH法提取的EPS是超声法的1.5~1.7倍;其中蛋白质、多糖、DNA含量分别是后者的1.4~1.7、0.8~2和2.3~2.7倍.甲醛+NaOH提取法获得的EPS对高岭土的絮凝率和对Cr3+的去除率分别高出超声法16%和33%,絮凝率和去除率分别达到了65%和63%.三维荧光光谱分析结果表明,甲醛+NaOH法提取的EPS中芳香蛋白和溶解性微生物代谢产物含量分别是超声法的1.4~1.9倍和1.8~2.4倍;胡敏酸类物质仅大量存在于甲醛+NaOH法提取的EPS中,且腐殖质与Cr3+去除率呈显著相关(P<0.01,R2=0.920).红外光谱分析表明,甲醛+NaOH法提取的EPS中有区别于超声法的特殊基团,其中-OH、-COOH、-NH2等基团与Cr3+发生了配位络合作用.
2018 Vol. 38 (1): 150-160 [摘要] ( 269 ) [HTML 1KB] [ PDF 880KB] ( 1478 )
161 王文啸, 卞伟, 李军, 阚睿哲, 赵青, 梁东博, 张舒燕, 李文静
响应面法优化解体好氧颗粒污泥的修复方式
通过小试实验,探究提高氨氮、COD浓度、水力剪切力以及投加活性污泥和活性炭粉末对解体好氧颗粒污泥的修复效果,得出进水COD浓度以及投加活性污泥和活性炭对颗粒修复影响较大但单一修复方式效果不理想,进而针对这3个因素,采用响应面法得出其最优耦合修复工况(进水COD、投加活性炭和活性污泥质量浓度分别340mg/L、4.64g/L和2900mg/L).经过17d运行,解体AGS得到良好修复并通过扫描电镜(SEM)对其形态进行观察,可知修复后AGS表面以丝状菌为主,孔隙、裂痕大幅减少,污泥以活性炭为晶核形成新的AGS并且颗粒修复后粒径由(0.89±0.5) mm快速增加到了(2.19±0.4) mm,氨氧化速率(以LVSS记)由2.49mg/(g·h)提高到3.18mg/(g·h),由此验证了这种耦合修复方式对解体AGS具有高效且快速的修复作用.
2018 Vol. 38 (1): 161-168 [摘要] ( 309 ) [HTML 1KB] [ PDF 996KB] ( 1337 )
169 赵洪颜, 李雪, 李楠, 刘虹豆, 朴仁哲, 许广波, 李艳茹, 王伟东, 崔宗均
温度对FBAR反应器的运行特性及古菌微生物群落影响
为探讨固定床厌氧反应器(FBAR)在不同温度下的运行特性及微生物群落变化,比较了高温(50℃)、中温(35℃)、低温(4℃)3个温度阶段反应器产甲烷特性及古菌群落变化.结果表明;绝对产气量由大至小依次为高(50℃)、中(35℃)、低温(4℃),单位负荷产气量依次为中温(2.84L/OLR),低温(2.5L/OLR),高温(1.8L/OLR);甲烷含量依次为低温(74.5%)、中温(63.5%),高温(57.3%),不同温度阶段对挥发性有机酸含量变化有一定的影响.克隆文库分析表明:不同温度条件下固定床厌氧反应器内部微生物群落的丰富性存在很大的差异.定量PCR分析表明:甲烷鬃毛菌是中温和高温反应器内的优势菌,低温4℃炭纤维载体和污泥中的优势菌都是甲烷微菌.从能耗、经济效益角度分析低温条件更适合沼气发酵,而主要是以嗜氢产甲烷菌代谢途径为主.
2018 Vol. 38 (1): 169-178 [摘要] ( 263 ) [HTML 1KB] [ PDF 437KB] ( 1414 )
179 洪雷, 孙建强, 贾旭日
强化混凝消除水中全氟化合物
以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)有机改性膨润土作为助凝剂,采用聚合氯化铝(PAC)协同CTAB-膨润土进行强化混凝实验,对消除水中两类典型的全氟化合物全氟辛烷磺酸(PFOS)/全氟辛酸(PFOA)和浊度进行研究.考察了PAC和CTAB-膨润土投加量、pH值、原水浊度对PFOS/PFOA和浊度去除的影响.结果表明,经有机改性,实现了CTAB对膨润土的插层,增大了层间距,比表面积、阳离子交换容量、有机碳含量也得到较大提高.在PAC投加量为20mg/L、CTAB-膨润土投加量为30mg、pH6~7时,强化混凝去除效果分别达到76%、70%,PFOS/PFOA去除率随着CTAB-膨润土投加量的增大而增大.最佳pH值范围是6~7,混凝过程中Zeta电位在pH值为6.0时达到最大,pH值为7.0时接近于零.PFOS/PFOA的去除率随着原水浊度的增大而增大.
2018 Vol. 38 (1): 179-185 [摘要] ( 266 ) [HTML 1KB] [ PDF 447KB] ( 1050 )
186 许长青, 王磊, 王佳璇, 职瑞
聚酰胺复合纳滤膜去除水中PFOS的研究
利用聚酰胺复合纳滤膜去除水中的PFOS,在0.6MPa操作压力条件下过滤12h,研究PFOS浓度、离子种类、总离子强度以及海藻酸对PFOS截留效果的影响.结果表明,随着PFOS浓度增大其截留率也随之升高;溶液总离子强度越大,PFOS截留率越高,当过滤进行到12h时,溶液总离子强度为150mmol/L时,PFOS的截留率比溶液总离子强度为10mmol/L时仍高2.1%;溶液中加入1mmol/L Ca2+时PFOS的截留效果优于加入1mmol/L Na+时的效果;并且随着二价离子浓度的增加,截留率上升,过滤结束时,Ca2+浓度为3mmol/L的条件下PFOS的截留率约为97.5%,高于1mmol/L Ca2+存在时PFOS的截留率(95%);海藻酸存在时PFOS的截留率显著增高,尤其在1mmol/L钙离子存在条件下,过滤12h后PFOS的截留率仍可达到95%以上,但海藻酸会导致膜污染的发生从而引起膜通量下降.
2018 Vol. 38 (1): 186-192 [摘要] ( 228 ) [HTML 1KB] [ PDF 640KB] ( 2301 )
193 孙继成, 吴志超, 王志伟, 郑君健, 王巧英
电化学耦合膜工艺去除饮用水中卡马西平
研究了外加电压、初始浓度对电化学耦合膜工艺去除饮用水中卡马西平(CBZ)效果的影响.结果表明,CBZ初始浓度为100μg/L的条件下,随着电压的升高,电化学耦合膜工艺对CBZ的去除率逐渐增加,在外加电压为2V,电化学耦合膜工艺对CBZ的去除率达到88.0%;外加电压为2.0V的条件下,CBZ初始浓度为50~500μg/L时,电化学耦合膜对CBZ的去除率均达到85%以上.而与粉末活性炭/微滤膜(PAC/MF)工艺的比较可知,电化学耦合膜工艺的去除效果更为稳定,运行成本也更低.考察了水中的离子强度和腐殖酸对电化学耦合膜工艺去除CBZ效果的影响.结果表明,由于对系统中·OH的竞争作用,离子强度的增大及腐殖酸浓度的提高将抑制CBZ去除.
2018 Vol. 38 (1): 193-201 [摘要] ( 251 ) [HTML 1KB] [ PDF 460KB] ( 1072 )
202 戴慧旺, 陈建新, 苗笑增, 蒋柏泉, 龚娴
醇类对UV-Fenton体系羟基自由基淬灭效率的影响
设计了醇类对UV-Fenton体系羟基自由基(·OH)淬灭的对比实验,考察了均相和多相UV-Fenton体系中醇的种类和浓度对·OH淬灭效率的影响,采用荧光光谱法定量测定了醇淬灭条件下多相UV-Fenton体系·OH浓度的变化规律.结果表明,一元醇对·OH淬灭能力为叔丁醇 > 异丙醇 > 乙醇 > 正丙醇 > 正丁醇 > 甲醇;多元醇对·OH的淬灭能力随链长和羟基数量的增加而增强.其中,丙三醇对Fe3O4多相UV-Fenton体系中·OH的1段淬灭效率为86.7%,2段为61.7%;其对均相UV-Fenton体系中·OH的1段淬灭效率为79.6%,2段为65.6%.丙三醇在均相和多相UV-Fenton体系均能高效稳定地淬灭·OH,是一种新型的高效·OH淬灭剂.
2018 Vol. 38 (1): 202-209 [摘要] ( 432 ) [HTML 1KB] [ PDF 555KB] ( 4161 )
210 朱亚光, 杜青青, 夏雪莲, 杨洁, 左锐, 滕彦国, 王金生, 许模, 翟远征
石墨烯类材料在水处理和地下水修复中的应用
作为一种性质优异的吸附材料,石墨烯类材料对有机物和重金属等多种水污染物均有出色的吸附能力,因此其在水处理和地下水修复工作中的应用前景在近几年备受关注.当前的研究总体上尚停留在实验室模拟阶段,在提高材料饱和吸附量的同时,研制出低成本、稳定性强、易于再生利用且环境友好的石墨烯类材料是今后的发展趋势.本文对石墨烯类材料的种类及制备方法进行了归纳总结,对他们在水处理和地下水修复中的应用研究情况进行了综述,对当前研究中存在的问题进行了分析,最后对未来的研究和应用前景进行了总结和展望.
2018 Vol. 38 (1): 210-221 [摘要] ( 323 ) [HTML 1KB] [ PDF 822KB] ( 3231 )
固体废物
222 何品晶, 王玥, 胡洁, 邵立明, 吕凡
应用好氧生物菌剂深度处理消化污泥
为评估应用好氧生物菌剂-地衣芽孢杆菌深度处理消化污泥的可行性,比较了不同接种比(分别为2.7×10-3,2.7×10-2和2.7×10-1,以总固体之比计)条件下,菌解处理过程中消化污泥液相的溶解性有机碳DOC,溶解性总氮DN,氨氮,荧光性有机物浓度和消化污泥絮体中的蛋白质,氨氮浓度,以及以模化CST值表征的脱水性能的变化,同时分析了机械破碎法和菌解法对消化污泥再次厌氧消化产气性能的影响.结果表明,需要达到较高的接种比,投加地衣芽孢杆菌才能显著促进消化污泥胞内物质溶出,大幅提高消化污泥的生物可降解性.接种比为2.7×10-1时,菌解过程中消化污泥的液相DOC,DN,氨氮和消化污泥絮体中的氨氮含量达到最大值,分别是对照组的6.23,2.83,5.93和4.94倍;并且,消化污泥絮体的蛋白质平均降解速率最高;同时,消化污泥的产甲烷潜力优于其它接种比,是机械破碎处理后消化污泥产甲烷潜力的5.96倍.但是,在菌解处理结束后,消化污泥的模化CST值是对照组的2.69倍,说明经菌解后消化污泥的脱水性能有所劣化.
2018 Vol. 38 (1): 222-233 [摘要] ( 260 ) [HTML 1KB] [ PDF 1755KB] ( 1367 )
234 乔玮, 毕少杰, 尹冬敏, 姜萌萌, Dalal E. Algapani, 董仁杰
鸡粪中高温厌氧甲烷发酵产气潜能与动力学特性
采用富含氮素的鸡粪为原料,包括原料鸡粪、鸡粪固相部分和鸡粪液相部分,选取以鸡粪为原料连续稳定运行超过90d的中高温厌氧反应器新鲜出料为接种污泥,在中温(35℃)和高温(55℃)条件下开展动力学和产甲烷潜能试验.采用Gompertz模型、一级动力学模型和两阶段模型对鸡粪中高温累积产甲烷量进行拟合.结果表明,鸡粪中高温甲烷发酵均呈现明显的快速产气期和慢速产气期两阶段特征,快速产气期的动力学常数K1分别为0.4174和0.2104d-1,快速产气分别在4.5和6.5d结束,快速产气量占到总产气量的69%和58%.原料鸡粪和液相部分的中温发酵动力学常数(K1)分别为0.4177和0.2330d-1,均高于高温的0.1721,0.2214d-1,发酵产气速率较快.鸡粪固相部分中温发酵的动力学常数为0.1960d-1,低于液相中温发酵的0.2330d-1和固相高温的0.2310d-1,中温条件下,水解过程是限制鸡粪甲烷发酵速率的主要因素之一.鸡粪固体和鸡粪液体高温发酵的动力学常数K分别为0.2310,0.22214d-1,鸡粪固体发酵产甲烷的速率快于液相部分,水解过程不是限制鸡粪高温发酵产甲烷速率的最主要因素.产甲烷潜能试验表明鸡粪在中温和高温下产甲烷潜能分别为212,177mL/gTS.因此,仅从发酵效率的角度考虑,鸡粪中温发酵比高温发酵的产甲烷潜能更高,产甲烷速率更快.
2018 Vol. 38 (1): 234-243 [摘要] ( 343 ) [HTML 1KB] [ PDF 843KB] ( 2297 )
土壤污染与控制
244 雷梅, 王云涛, 顾闰尧, 董子平, 王燕文, 陈同斌
基于知识图谱的土壤重金属快速监测技术进展
为了解当前国际土壤重金属快速监测研究现状及趋势,以Web of science数据库为基础,以X射线荧光光谱法(XRF)为例利用CiteSpace进行知识图谱可视化分析,并在此基础上对国际土壤重金属快速监测进行研究综述.结果表明,从Web of science数据库资料来看,当前对土壤重金属快速监测的研究机构以中国科学院和西班牙国家科学研究委员会发文量最多,而发文从属国家以美国为最多,中国和德国居其次;研究热点主要集中于快速监测仪器的技术开发、实际应用、定量化监测影响因素的识别及校正等方面;针对土壤重金属污染快速监测的未来研究趋势主要集中于监测仪器的小型化智能化研发、农田土壤重金属快速监测、区域土壤重金属空间分布监测等方面.认清和了解当前国际土壤重金属快速监测研究状况,可为国内相关研究提供参考.
2018 Vol. 38 (1): 244-253 [摘要] ( 255 ) [HTML 1KB] [ PDF 535KB] ( 1515 )
254 霍丽娟, 任理, 毛萌, 殷社芳
阿特拉津及其代谢物在砂质壤土中的吸附
采用批量平衡法研究了阿特拉津(AT)及其主要代谢物脱乙基阿特拉津(DEA)和脱异丙基阿特拉津(DIA)在砂质壤土中的吸附行为,讨论了离子强度和温度对吸附的影响.结果表明,3种化合物的吸附24h基本达到平衡,吸附量大小顺序为AT > DIA > DEA;二级动力学模型可以很好地预估平衡吸附容量和初始吸附速率常数,颗粒内扩散方程表明颗粒扩散不是唯一的控速手段,Elovich方程拟合所得AT、DEA和DIA的瞬时吸附占各自吸附总量的53%、85%和80%;Freundlich方程能很好地描述3种化合物在供试土壤中的吸附特性,吸附系数(Kf)范围为0.7992~1.3201mg1-1/n·mL1/n/kg,经验常数1/n范围为0.7440~0.7530.溶液的离子强度和温度影响土壤对化合物的吸附,温度升高,Kf值降低;CaCl2从0~0.01mol/L,Kf值增大,再继续增加,吸附系数有降低的趋势.
2018 Vol. 38 (1): 254-262 [摘要] ( 216 ) [HTML 1KB] [ PDF 769KB] ( 1029 )
环境微生物
263 李爽, 李晓敏, 李芳柏
Fe (Ⅱ)对反硝化过程及其功能微生物群落的影响
以华南稻田土壤为研究对象,通过室内模拟控制实验,研究了Fe (Ⅱ)对厌氧稻田土壤中反硝化过程及其功能微生物群落结构组成与相对丰度的影响.结果表明,加入Fe (Ⅱ)减缓了土壤中NO3-的还原,但促进了NO2-的还原和N2O的生成;同时Fe (Ⅱ)只在Soil+Fe (Ⅱ)+NO3-处理中发生氧化.通过定量PCR结果发现,Fe (Ⅱ)的加入提高了亚硝酸盐还原基因nirS和N2O还原基因nosZ的拷贝数;但降低了细胞膜硝酸盐还原基因narG的拷贝数.通过高通量和克隆文库分析发现,Fe (Ⅱ)的加入主要对napA-周质硝酸盐还原微生物群落结构有明显影响,Soil+NO3-处理中优势菌是Dechloromonas,而Soil+Fe (Ⅱ)+NO3-处理中为AzonexusDechloromonasAzospira.Fe (Ⅱ)对厌氧稻田中的反硝化过程及其功能微生物群落具有显著影响,这对了解华南红壤地区稻田体系中的氮元素循环与铁元素转化的关系具有重要意义.
2018 Vol. 38 (1): 263-274 [摘要] ( 386 ) [HTML 1KB] [ PDF 729KB] ( 1820 )
275 罗晓, 郑向阳, 赵丛丛, 张立国, 钟为章
A/O工艺中污泥浓度对微生物群落结构的影响
采用A/O工艺处理淀粉厂区废水,结合Miseq高通量测序技术研究了不同污泥浓度(MLSS)对A/O工艺脱氮效果及微生物群落结构的影响.结果显示,当污泥浓度为4066mg/L时(1号池),氨氮(NH4+-N)平均去除率高达90.2%;而污泥浓度为2985mg/L时(2号池),去除率仅为67.2%.两池体中优势菌门均为变形菌门、拟杆菌门、绿弯菌门和厚壁菌门,其中变形菌门和拟杆菌门平均丰度分别为40.65%、30.28%和25.25%、33.27%,其相对丰度比例差异较大.在功能基因层面,两池体中所有8个功能基因类别(KEGG,京都基因与基因组百科全书)排序相同,氮代谢相关基因中,硝化酶、反硝化酶、氨化酶的相关功能基因均在1号池中含量高.该工艺中污泥浓度对菌群结构影响显著,高污泥浓度有利于形成高效脱氮菌群结构.
2018 Vol. 38 (1): 275-283 [摘要] ( 299 ) [HTML 1KB] [ PDF 1058KB] ( 1551 )
284 许洁, 王红旗, 孔德康
基于iTRAQ技术荧蒽降解菌的比较蛋白质组学分析
提取荧蒽不同诱导时间的红球菌BAP-1蛋白,应用iTRAQ技术结合LC-MS/MS对差异蛋白进行聚类以及生物信息学分析,以研究荧蒽高效降解菌的蛋白功能调控机理.结果表明:共鉴定到796个差异蛋白(差异倍数为2),其中表达上调的有613个,表达下调的有183个.3个比对组(3d/1d、6d/1d和8d/1d)共同差异表达蛋白为111个(上调56个,下调55个).通过COG、GO富集和pathway富集分析后发现绝大部分差异蛋白参与代谢和能量产生过程.在荧蒽诱导下上调关键蛋白有细胞色素C、三磷酸腺苷合成酶、二磷酸核苷等激酶,还有一些结合蛋白、脱氢酶、核糖体蛋白和趋化性蛋白等;下调显著的是5-甲基四氢蝶酰三谷氨酸-同型半胱氨酸甲基转移酶.这些蛋白共同组成蛋白互作网络调控荧蒽降解菌的一系列生命活动.
2018 Vol. 38 (1): 284-292 [摘要] ( 261 ) [HTML 1KB] [ PDF 1513KB] ( 963 )
环境生态
293 刘丽贞, 黄琪, 吴永明, 吴代赦, 游海林
鄱阳湖CDOM三维荧光光谱的平行因子分析
利用三维荧光光谱(3DEEM)结合平行因子分析法(PARAFAC),对鄱阳湖水样的荧光光谱进行研究,探讨了有色溶解有机物(CDOM)荧光组分与氮磷营养盐之间的关系.结果表明,鄱阳湖水体CDOM由2类3个荧光组分组成,即类腐殖荧光组分C1(245/391nm)和C2(255,340/453nm),及类酪氨酸组分C3(275/304nm).在CDOM组成中,微生物作用类腐殖质C1占40.8%,陆源类腐殖质C2占30.8%,类酪氨酸物质占28.4%.类腐殖质和类酪氨酸在两个极端水文条件下表现出截然不同规律,即类腐殖质在枯水期荧光强度和贡献都为最低,在丰水期贡献率最大,而类酪氨酸在丰水期,荧光强度和贡献为最低,在枯水期贡献率最大.CDOM各荧光组分强度分布因水文条件不同具有差异性.各荧光组分在同一水文条件下,荧光强度变化趋势相似.荧光光谱参数结果表明,鄱阳湖水中CDOM呈现外源和内源的特征,其中枯水期以外源输入为主.各荧光组分都与水体中总氮(TN)和溶解性总氮(DTN)呈现显著正相关,类酪氨酸组分与总磷(TP)呈现显著正相关.
2018 Vol. 38 (1): 293-302 [摘要] ( 326 ) [HTML 1KB] [ PDF 1606KB] ( 3357 )
303 李大鹏, 张硕, 黄宏
海州湾海洋牧场的长期环境效应研究
为探讨海州湾海洋牧场的长期环境效应,调查了2010~2015年牧场区和对照区沉积物总氮(TP)、总磷(TN)、水体活性磷酸盐(PO43--P)、总溶解无机氮(DIN)含量,浮游植物和底栖动物的生物量.结果表明:人工鱼礁和贻贝、藻类的养殖造成了牧场区沉积物TN的累积,由2010年的266.62mg/kg增加至2015年的596.21mg/kg.浮游植物的高丰度加快了牧场区和对照区沉积物生物有效性磷的释放,造成TP含量呈减小趋势.牧场区由2010年的547.26mg/kg下降至2015年的317.25mg/kg,对照区由2010年的438.21mg/kg下降至2015年的342.97mg/kg.TP含量的空间分布由牧场区(547.26mg/kg) > 对照区(438.21mg/kg)转变为牧场区(317.25mg/kg) < 对照区(342.97mg/kg).底栖动物对沉积物-水界面的营养盐交换通量的贡献较低,不是TP、TN变化的主导因素.牧场区DIN含量更易受到沉积物TN的影响,对照区PO43--P的含量变化与TP保持了一致性.高溶解氧环境和高TN含量为牧场区提供了内源性的NH4+-N.牧场区的N/P更接近最适值,海州湾海洋牧场建设取得了一定的生态修复效果.
2018 Vol. 38 (1): 303-310 [摘要] ( 363 ) [HTML 1KB] [ PDF 616KB] ( 1516 )
311 李晓洁, 高红杰, 郭冀峰, 吕纯剑, 于会彬, 刘瑞霞
三维荧光与平行因子研究黑臭河流DOM
利用三维荧光光谱(EEMs)与平行因子(PARAFAC)模型相结合,分析了沈阳市5条典型黑臭水体溶解性有机物(DOM)的荧光组分特征,并结合常规水质指标,利用主成分分析法(PCA)对影响黑臭水体DOM的主要因素及其贡献量进行了研究.结果表明,沈阳市典型黑臭水体DOM主要由类蛋白荧光组分C1(235,360),类富里酸荧光组分C2(220,430)和类腐殖酸荧光组分C3(255,520)组成.C2类富里酸物质与CODCr、氨氮、S2-、TP有很强的正相关性,与DO和透明度成负相关,来自于陆源;C1类色氨酸和C3类腐殖酸表现出明显的正相关,具有同源性,来自于微生物內源.陆源有机质组分对黑臭水体DOM的贡献率高达61.2%,微生物内源组分对黑臭水体DOM的贡献率为25.5%.5个黑臭水体在水质上存在差异,支流Ⅰ和支流Ⅱ为重度黑臭,支流Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ为轻度黑臭.
2018 Vol. 38 (1): 311-319 [摘要] ( 266 ) [HTML 1KB] [ PDF 767KB] ( 2593 )
320 刘晓晖, 卢少勇
大通湖表层水体中抗生素赋存特征与风险
为了评价大通湖表层水体中典型抗生素的赋存特征及生态风险等级,采用超高效液相色谱-串联质谱仪(UPLC-MS/MS)检测了4类12种(磺胺类,磺胺增效剂,喹诺酮类和四环素)抗生素的浓度水平.结果表明:除氧氟沙星外,其余11种抗生素均有检出,其总浓度为0.19~261.89ng/L;磺胺嘧啶的平均浓度最高(37.41ng/L),其次为磺胺甲恶唑(12.34ng/L)>沙拉沙星(8.55ng/L)>恩诺沙星(8.04ng/L)>甲氧苄啶(7.56ng/L)>金霉素(3.92ng/L),并且磺胺嘧啶、四环素、沙拉沙星、金霉素、磺胺甲恶唑和甲氧苄氨嘧啶的检出率均超出50%,处于较高水平.与部分河流、湖泊相比,大通湖抗生素的浓度除磺胺嘧啶和恩诺沙星外,基本处于较普通水平;在空间分布上表现为明显的差异性.环境和健康风险评价结果表明:磺胺甲恶唑、沙拉沙星和环丙沙星为大通湖主要的风险因子,RQ>1,对洞庭湖有较高的潜在风险;点位S2、S3、S6对大通湖周围环境具有较高的累积风险,主要的贡献因子分别为恩诺沙星和沙拉沙星、磺胺甲恶唑和环丙沙星;11种抗生素通过饮水途径对成人和儿童的健康风险指数RQH处于8.74×10-8~9.17×10-3之间,且通过饮水途径摄入抗生素对儿童的健康风险高于成人.
2018 Vol. 38 (1): 320-329 [摘要] ( 310 ) [HTML 1KB] [ PDF 570KB] ( 1625 )
330 李如忠, 吴正华, 高苏蒂, 罗月颖, 韦林
污水厂尾水占主导溪流养分滞留潜力及影响因素
为了解污水厂尾水排入对小河流养分滞留的影响,选择南淝河流域二十埠河上游污水厂尾水占主导的磨店小溪流为对象,根据野外示踪试验和模型模拟结果,利用养分螺旋指标定量评估溪流NH4+-N、NO3--N和SRP滞留潜力,识别主要影响因素.结果表明,NH4+-N和SRP的主流区一阶吸收系数(λ)较暂态存储区(λs)高1个数量级,而且两者的λλs数值大小颇为接近.Sw-NH4Sw-SRP和Sw-NO3平均值分别为12.71,14.09,7.48km,均远高于溪流总长度,意味着溪流已不具备氮磷养分的去除能力.NH4+-N和SRP吸收长度高于NO3--N,但其吸收速度却较NO3--N低,表明NO3--N滞留潜力相对较高.与该溪流上已有研究的比较,未发现污水厂尾水排入对溪流养分滞留带来明显的不利影响.回归分析表明,水文条件是影响溪流氮磷滞留的重要因素,虽然Vf-SRP、U-SRP都与暂态存储显著相关(P<0.05),但NH4+-N、NO3--N吸收指标与其关系并不显著.
2018 Vol. 38 (1): 330-339 [摘要] ( 218 ) [HTML 1KB] [ PDF 749KB] ( 1084 )
340 程龙, 杨可明, 王晓峰, 张伟, 孙彤彤
作物重金属铜污染的HHT边际谱特征与污染预测模型
为了解读作物受重金属污染的光谱响应与光谱特征,以不同浓度梯度硫酸铜(CuSO4·5H2O)胁迫土壤的盆栽玉米培养胁迫实验为研究对象,依据不同胁迫梯度下玉米叶片反射光谱以及叶片中Cu2+含量的测定数据,采用希尔伯特-黄变换(HHT)方法,研究了玉米叶片在不同Cu2+胁迫梯度下光谱的Hilbert边际谱变化特征与污染程度预测方法.通过构建玉米叶片光谱的边际谱熵(MSE),边际谱幅值(MSA)、边际谱陡坡斜率(MSSS)和边际谱包围面积(MSEA)等特征参量,分析叶片在不同Cu2+污染程度下的边际谱变化;同时基于边际谱特征参量值与叶片中Cu2+含量的相关性分析和逐步回归统计,提出了玉米叶片重金属污染的Cu2+含量预测指数模型.实验结果表明,不同Cu2+胁迫梯度下,玉米叶片光谱的边际谱为分布在100Hz频率以内的连续谱;MSE值表现出与叶片中Cu2+含量呈负相关的变化趋势,而MSA、MSSS和MSEA值都表现出与叶片中Cu2+含量呈正相关的变化趋势;由于MSEA值与叶片中Cu2+含量的相关性最好,可把MSEA作为监测作物重金属污染衡量或预测的最优指标;根据MSE、MSA、MSSS和MSEA值构建的Cu2+含量预计指数模型应用结果比较,证明MSEA指数模型具有最优的预测能力.
2018 Vol. 38 (1): 340-347 [摘要] ( 200 ) [HTML 1KB] [ PDF 857KB] ( 1006 )
环境毒理与健康
348 程慧波, 王乃昂, 李晓红, 高翔, 李媛, 鱼腾飞
兰州主城区大气颗粒物质量浓度及健康风险
分别在2013年春季3月23日~3月29日和冬季12月15日~12月21日对兰州市主城区5个采样点进行采样,每天每个采样点采集8个样品,共采集有效样品560个.通过实验室分析和重金属健康风险评价,结果显示:兰州市主城区≤ 10μm颗粒物中,主要分布在5.8~10.0μm (春、冬季)、1.1~3.3μm (春季)和0.65~3.3μm (冬季)范围内,Pb在PM3.3~4.7(一级支气管)中的质量浓度最大,分别为0.2352ug/m3(春季)和0.2177ug/m3(冬季),Cd作为一种致癌重金属在PM9.0~5.8、PM4.7~1.1均被检出.儿童、成年男性、成年女性的非致癌风险值HZ在春季和冬季分别为0.842、0.360、0.345和0.842、0.326、0.361,低于1不存在非致癌的风险,致癌风险值RIS在10-6~10-4的范围内,不存在致癌风险,但儿童RIS值较高,对儿童的健康状况的影响,应受到社会群体的重视.
2018 Vol. 38 (1): 348-360 [摘要] ( 228 ) [HTML 1KB] [ PDF 618KB] ( 1431 )
361 路雨, 李瑶, 胡赢丹, 李秋林, 赵云, 邹鉴, 刘潇童, 杨旭, 李睿
邻苯二甲酸二异癸酯对小鼠学习记忆的影响
为研究增塑剂邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP)对小鼠学习和记忆能力的影响,以白藜芦醇(Res)作为保护剂,将42只雄性昆明小鼠随机分为6组,每组7只,分别为:生理盐水组、1.5,15,150mg/(kg·d) DIDP组、20mg/(kg·d) Res组、150mg/(kg·d) DIDP+20mg/(kg·d) Res组.连续灌胃染毒9d,期间同时进行Morris水迷宫实验.第10d将小鼠处死,取出脑组织,检测活性氧簇(ROS)、谷胱甘肽(GSH)、丙二醛(MDA)、8-羟基脱氧鸟苷(8-OHdG)、肿瘤坏死因子(TNF-α)、白细胞介素1β(IL-1β)的含量.并对小鼠海马体切片进行H&E染色,观察病理变化.结果显示,15,150mg/(kg·d) DIDP染毒可导致小鼠的学习和记忆能力显著低于对照组,同时可诱发脑组织产生氧化应激,并促进炎症因子释放,而Res能有效减弱脑组织氧化应激水平.由上可得,DIDP致小鼠学习和记忆能力下降可能与其引起的脑组织中海马体的氧化损伤有关,同时Res可能通过降低DIDP引起的氧化应激进而减轻其对小鼠造成的学习记忆损伤.
2018 Vol. 38 (1): 361-368 [摘要] ( 273 ) [HTML 1KB] [ PDF 900KB] ( 1302 )
369 阳春, 纪中旭, 胡碧波, 张真真, 王亚丹
污水中基于酶活性分析的硫酸雌酮雌激素效应
在污水处理厂尾水中,雌酮(E1)和硫酸雌酮(E1-3-S)分别是赋存浓度最高的自由态雌激素和结合态雌激素.E1-3-S难以被生物降解且雌激素效应有限,但环境条件适宜时可在芳基硫酸酯酶(AryS)作用下通过水解释放出具有雌激素效应的E1.本论文提出了一种利用AryS活性值和E1-3-S酶促水解动力学参数计算E1-3-S半寿期的方法.根据现场取样分析得到了重庆市某污水处理厂生物处理构筑物内混合液,合流制管道溢流口与尾水受纳水体底泥中在冬、春、夏3个季节的AryS活性值,其均值分别为417.41~941.14,91.55~179.42,28.11~59.64μg对硝基酚/(g·h).在20℃的实验室条件下,E1-3-S的酶促水解遵循一级动力学模式(P<0.01),且水解速率Kd与AryS活性呈线性正相关(R2=0.9774).根据春季的AryS活性数据和实验室条件下E1-3-S水解速率与酶活性的线性回归方程推算,得到了在污水处理厂生物构筑物内、合流制管网溢流口和污水厂尾水排放点附近水体中E1-3-S在对应环境温度条件下通过酶促水解的半寿期分别为33.5,153.0,410.0h.该方法可用于评估硫酸型结合态雌激素在水环境中的雌激素效应释放风险.
2018 Vol. 38 (1): 369-373 [摘要] ( 268 ) [HTML 1KB] [ PDF 419KB] ( 1092 )
374 马盼, 王式功, 尚可政, 黎檀实, 尹岭
气象舒适条件对呼吸系统疾病的影响
采用广义相加模型和分布滞后非线性模型,研究单个气象要素和以"通用的热气候指数"表征的多要素综合效应与北京市2009~2012年呼吸系统疾病急诊人数的暴露-响应关系,并按年龄、性别分层.结果表明,对全人群而言,高温效应即时,低温作用滞后;湿度<30%能显著增加发病风险,且效应持久;3m/s风速对应发病风险最低.少儿(≤ 14岁)受热胁迫影响最强,尤其突出高温高湿作用;成人(15~59岁)受冷胁迫影响强且滞后性;老年患者(>60岁)对冷胁迫敏感,着重防范低温低湿.采用舒适指数探讨环境对呼吸系统疾病的影响优于单要素表征,可加深对发病气象成因的理解,为科学预防、预测预警提供新思路.
2018 Vol. 38 (1): 374-382 [摘要] ( 356 ) [HTML 1KB] [ PDF 760KB] ( 2123 )
环境影响评价与管理
383 陶炜, 肖军, 杨凯
生物质气化费托合成制航煤生命周期评价
基于生命周期评价(LCA),对生物质气化费托合成制航煤(Bio-Jet Fuel)工艺进行资源-环境性分析.根据副产品水蒸汽的用途研究了供热和发电两种方案,并进行了数据不确定度分析.结果显示:除EP指标外,发电方案的各环境影响指标比供热方案降低了11.7%~40.8%.相比化石航煤,生物质航煤GWP降低52.6%~71.9%,不可再生资源消耗减少84.4%~93.6%.生物质生长阶段采用不同的分配方法,资源消耗潜值差异较小,但GWP、EP环境影响负荷会产生较大差异.且生物质航煤综合性能对原料消耗率敏感性最大,变化幅度为-16.6%~+17.3%.采用不确定度分析方法对评价结果进行数据质量评估,各环境影响类型的不确定度处于5.0%~12.5%.
2018 Vol. 38 (1): 383-391 [摘要] ( 418 ) [HTML 1KB] [ PDF 669KB] ( 3274 )
392 余晓泓, 詹夏颜
收益原则视角下中国下游碳贸易平衡
基于多区域投入产出模型的戈什模型,以中国为主要研究对象,核算并分析了1995~2011年全球41个国家和地区的下游碳贸易平衡.结果表明,研究期间内中国收益侧碳排放远小于直接碳排放,下游碳贸易平衡年均增长率达11.92%,中国是收益侧碳排放最大的净进口国.日本、美国、德国、俄罗斯、澳大利亚及巴西等国对中国收益侧碳排放净出口规模不断扩大,中国已经成为这些国家和地区收益侧碳排放转移的重要目的地之一.建立以收益原则为基础的碳排放责任核算体系有利于建立更加公正和有效的碳减排方案,有利于中国主张合理的碳排放责任原则和实行有效的碳减排政策.
2018 Vol. 38 (1): 392-400 [摘要] ( 280 ) [HTML 1KB] [ PDF 592KB] ( 1207 )
中国环境科学
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