中国环境科学
 
 
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2018年 38卷 6期
刊出日期 2018-06-20

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
2001 刘宏庆, 巨天珍, 裴洁, 谢顺涛, 陈雪萍, 王培玉, 张江峪, 咸龙
黑龙江省近12年甲醛柱浓度时空变化及其影响因素

利用OMI传感器数据,研究黑龙江省2005~2016年对流层甲醛柱浓度时空分布特征,并探究甲醛柱浓度的主要影响因素.结果表明:近12年甲醛柱浓度值整体呈上升趋势,平均增速为0.43×1015(molec×a)/cm2,2005~2013年逐年加剧,2013~2014年小幅回降,2014~2016年趋于平稳;四季甲醛浓度水平为:夏季>秋季>冬季>春季;月均变化趋势符合正弦曲线分布,年内甲醛柱浓度最低值一般出现在2~3月,最高值一般在6~7月;空间整体分布具有明显梯度,呈现“南高北低”状态,高值区主要分布在哈尔滨市、大庆市等南部地区,低值区分布在大兴安岭地区、黑河市等地区;空间浓度变化显著,2005~2008年全省在1~4级水平污染内,2009年起首次出现6级污染,2009~2013年6级水平污染区域扩大,2014年6级水平污染区域明显缩小,2014~2016年以4~6级水平污染为主且分布均匀;甲醛柱浓度分布对地形地貌、风向、气温、降水变化均会产生响应,能源消费、工业生产、汽车保有量、建筑装修、化肥施用等是甲醛柱浓度变化的重要影响因素.

2018 Vol. 38 (6): 2001-2011 [摘要] ( 254 ) [HTML 1KB] [ PDF 1368KB] ( 677 )
2012 王志超, 陈阳, 杨复沫, 王欢博, 田密, 石光明
北京市远郊冬季铵盐颗粒物的单颗粒质谱研究

2016年冬季使用单颗粒气溶胶质谱仪(SPAMS)于在北京市平谷区西柏店村进行大气颗粒物的在线观测.以m/z18[NH4]+为特征离子提取含铵盐颗粒物,分析其时间变化特征、粒径分布、化学组分、混合状态和可能来源.含铵盐颗粒物约占观测期间所有颗粒物的31%,分为NH4-OC(49.9%),NH4-EC(5.6%),NH4-ECOC(8.9%),NH4-HOC(1.4%),NH4-K(9.3%),NH4-NaK(21.7%)和NH4-FeK(2.5%)7种主要类别.铵盐主要以硫酸铵、硫酸氢铵和硝酸铵的形态存在,且更易于和含碳类物质发生内混.煤炭和生物质燃烧是铵盐颗粒物的主要来源.后向轨迹分析表明,清洁期气团主要来自采样点北方和西北方的长距离传输,灰霾期气团主要来自西北向的区域传输.潜在源贡献因子分析(PSCF)表明含铵盐颗粒物主要来自本地和周边区域的排放,以及西北方向的长距离传输.

2018 Vol. 38 (6): 2012-2021 [摘要] ( 246 ) [HTML 1KB] [ PDF 691KB] ( 828 )
2022 金漫彤, 郦林军, 滕丹丹, 郑艳霞, 沈学优
杭州市公共场所内空气中PBDEs污染特征及暴露
为评估杭州市典型室内公共场所空气中多溴联苯醚(PBDEs)的污染现状,2016年5~8月和9~12月期间,采用空气被动采样技术(PUF-PAS)在17家室内公共场所总计采集54个空气样品,经样品预处理和GC-ECD分析后,结果表明,5类环境空气样品中∑14PBDEs浓度均值大小依次为网咖(2470.43pg/m3)>建材市场(1119.87pg/m3)>电子市场(660.84pg/m3)>商场(478.37pg/m3)>图书城(182.18pg/m3).最主要的特征单体均为BDE-209,占总量的36.79%~56.21%,BDE-47、BDE-99、BDE-153、BDE-183也是PBDEs在空气中较主要的同系物,其最高浓度分别占7.77%,7.56%,6.32%和7.73%.评估PBDEs人群暴露水平的结果表明,网咖内暴露水平最高,图书城则为最低,其浓度分别为570.10和44.79pg/(kg×d).室内空气中,对人群PBDEs总摄入量贡献最高的特征单体是BDE-209,平均水平为18.44~323.70pg/(kg×d),最低的则为BDE-183,平均水平为1.75~20.05pg/(kg×d),目前杭州市各典型室内公共场所PBDEs人群暴露水平相比美国环境保护署(EPA)提出的参考剂量较低.
2018 Vol. 38 (6): 2022-2031 [摘要] ( 186 ) [HTML 1KB] [ PDF 835KB] ( 542 )
2032 皇甫延琦, 田瑛泽, 董世豪, 戴启立, 史国良, 周潇雨, 魏桢, 千勇, 冯银厂
基于PMF模型的大气颗粒物多点位来源解析研究
随着环境监测数据空间分辨率的提高,越来越多研究人员选择将大气颗粒物多点位数据合并进行解析.本文通过模拟试验的方法,共设定了三大类八小类情景评估了不同条件下将多点位受体(大气颗粒物)进行解析的结果,同时结合合肥市2014年PM2.5数据进一步验证多点位数据合并解析的适用性.结果表明:各点位间源贡献时间趋势完全一致时,多点位合并解析并不会使PMF模型的结果变好.各点位间源贡献时间趋势差异明显时,多点位合并解析更易解析出结果.各点位间源贡献时间趋势部分相同时,多点位合并解析的结果整体趋于变好,但是对某些源类的解析可能更差.
2018 Vol. 38 (6): 2032-2038 [摘要] ( 535 ) [HTML 1KB] [ PDF 413KB] ( 937 )
2039 张敬沙, 庞炳坤, 吴杰, 李志琳, 蒋静艳
兽用抗生素磺胺二甲嘧啶对麦田NH3挥发的影响
为了研究磺胺类兽药抗生素对麦田NH3挥发的影响,采用了田间原位观测试验,对比分析了不同浓度磺胺二甲嘧啶(SMZ)在不同氮肥类型条件下对麦田NH3挥发的影响.试验共设9个处理,分别为:无氮肥无抗生素(CK);复合肥为基肥,分别加施0,5,15,30mg/kg土的磺胺二甲嘧啶处理(CF、CF+SMZ5、CF+SMZ15、CF+SMZ30);猪粪为基肥,分别加施0,5,15,30mg/kg土的磺胺二甲嘧啶处理(CM、CM+SMZ5、CM+SMZ15、CM+SMZ30).所有施肥处理追肥均为尿素.结果表明:基肥阶段各处理之间的NH3挥发速率无显著差异(P > 0.05),追肥阶段各处理之间有极显著差异(P<0.01),中高浓度SMZ表现为明显的促进作用(P<0.05).整个观测期,CF、CF+SMZ5、CF+SMZ15、CF+SMZ30和CM、CM+SMZ5、CM+SMZ15、CM+SMZ30处理的NH3-N损失百分比分别为5.5%、6.6%、13.9%、10.7%、11.0%、12.4%、11.9%、16.9%,其中CF+SMZ15、CF+SMZ30和CM+SMZ30处理显著增加了NH3-N挥发累积量(P<0.05),其导致的NH3-N损失比分别是同种基肥零抗生素添加的2.5、2.0和1.5倍,表明磺胺二甲嘧啶与复合肥的混施对土壤NH3挥发的促进效应要高于与猪粪的同步混施.兽药抗生素对土壤NH3挥发的影响不容忽视.因此,需大力加强对兽药抗生素的管控,并进一步探明不同兽药抗生素对土壤NH3挥发的影响机制,为减缓兽用抗生素的环境污染生态效应作支撑.
2018 Vol. 38 (6): 2039-2046 [摘要] ( 168 ) [HTML 1KB] [ PDF 464KB] ( 527 )
2047 赵俊日, 肖昕, 吴涛, 李彦鹏, 贾红霞
空气质量数值预报优化方法研究
基于源清单“Nudging”修正方法和XGBoost算法对徐州市2016年12月13个监测站点的PM2.5、PM10、O3、SO2、NO2、CO等6种污染物浓度预报值进行修正,并分析了修正前后模式预报改善效果.在源清单“Nudging”修正部分,本文结合IDW空间插值算法对SO2、NO2、CO等3种污染物浓度预报值进行修正,与修正前后模拟结果相比,采用同化源模拟的预报浓度值与观测值的相关系数提高了0.06~0.27不等,平均绝对误差和均方根误差减少的幅度较为明显,平均相对偏差(MFB)和平均相对误差(MFE)均在理想水平范围内,NO2修正效果最好,其次是SO2和CO.基于XGBoost算法的统计修正部分,本文结合WRF气象预报要素建立统计回归模型,对6种污染物进行统计修正,经滚动修正之后,预报偏低或偏高现象得到很大的改善,除了SO2之外,相关系数均提高到0.6~0.7左右,各项误差统计指标改进幅度非常明显.总体而言,本文采用的两种修正方法对中小尺度空气质量数值预报改进效果非常明显,反映了此优化方案的可行性和科学性.
2018 Vol. 38 (6): 2047-2054 [摘要] ( 241 ) [HTML 1KB] [ PDF 1456KB] ( 1092 )
2055 王艳, 郝炜伟, 程轲, 支国瑞, 易鹏, 樊静
秸秆露天焚烧典型大气污染物排放因子
利用烟气污染物稀释采样系统,基于实际测试,针对玉米、小麦、花生和棉花4种农作物秸秆开展露天焚烧排放大气污染物采集和分析.利用修正燃烧效率区分燃烧状态,根据碳平衡法计算烟气中颗粒物和气态污染物排放因子.结果表明,4种秸秆露天焚烧CO、SO2、NOx和CH4平均排放因子分别在7.39~92.4g/kg、0.11~0.89g/kg、0.72~3.86g/kg和0.2~5.45g/kg之间,PM2.5平均排放因子在1.48~13.29g/kg之间.OC和EC的质量分别占PM2.5全部质量的27.7%~54.3%和4.4%~17.1%,是PM2.5的主要组成成分.污染物排放主要来自混合燃烧状态,焖烧状态排放污染物浓度相对较高.随着含水率升高,焖烧过程增强显著,CO、CH4、PM2.5和OC的排放因子升高,其中PM2.5排放量增高主要是由OC排放占比升高导致.
2018 Vol. 38 (6): 2055-2061 [摘要] ( 324 ) [HTML 1KB] [ PDF 529KB] ( 4441 )
2062 崔建升, 屈加豹, 伯鑫, 常象宇, 封雪, 莫华, 李时蓓, 赵瑜, 朱法华, 任阵海
基于在线监测的2015年中国火电排放清单
伴随着超低排放技术在中国火电行业的广泛应用,中国火电行业排放水平已发生了显著变化.故现有火电排放清单排放因子和排放量等无法反映当前火电污染物排放提标情况.基于全国火电在线监测(CEMS)、环境统计和排污许可等数据,提出一种自下而上逐企业建立中国火电行业排放清单的方法.与传统方法相比较,该方法的特点是更加全面的考虑了火电行业超低技术,实际排放浓度与活动水平等综合因素.作为实例,本文基于所提出的火电行业排放清单的方法计算了新的2015年中国火电行业排放清单(HPEC).结果表明2015年全国火电厂SO2、NOx和烟尘平均排放浓度范围分别为7.88~208.57、40.33~238.2和5.86~53.93mg/m3.北京、上海火电排放基本达到《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014~2020年)》制定的超低改造目标;绝大部分的省份SO2、NOx在线监测均值小于排污许可执行标准均值.中国燃煤机组的SO2、NOx、烟尘排放因子平均值分别为0.67、0.76、0.16g/kg(以入炉煤计).全国火电CO、VOCs、NOx、SO2、PM10、PM2.5总排放量分别为403.87、10.73、122.94、146.68、28.72和22.80万t/a,平均排放绩效值分别为1.06、0.03、0.32、0.39、0.08、0.06g/(kW×h).
2018 Vol. 38 (6): 2062-2074 [摘要] ( 365 ) [HTML 1KB] [ PDF 2331KB] ( 669 )
2075 崔莹莹, 崔丽, 崔玫瑰, 杨培青, 杨铁江, 李贵生, 李和兴
光电催化协同还原CO2和氧化有机污染物
随着大气中CO2含量的上升和化石燃料储量的枯竭,人们越来越关注全球气候和未来能源供应的问题.那么利用丰富的太阳能将CO2转化为诸如甲烷或甲酸的燃料可以同时解决这两个问题,并且提供了一种方便的能量储存手段.本文采用电沉积的方法在泡沫Ni上生长出高度有序的ZnO纳米片阵列,溶剂热合成将UIO-66-NH2嫁接到ZnO上,得到催化剂UIO-66-NH2-ZnO-Ni.结果表明:ZnO对称生长,UIO-66-NH2均匀修饰在其表面,能够很好的吸附CO2,使得CO2进入孔道内,减少析氢反应.同时发现该催化剂具有优良的光电催化还原性能,光电催化还原CO2的主要生成产物为甲酸.甲酸在3h含量达到30.98μmol.
2018 Vol. 38 (6): 2075-2081 [摘要] ( 174 ) [HTML 1KB] [ PDF 786KB] ( 1073 )
水污染与控制
2082 解芳, 刘进荣, 陈伟伟
波纹微通道湍流促进器减缓SFMBR的膜污染效果分析
主要通过浸没式平板膜生物反应器的膜污染阻力分布和膜表面的污染特性来分析波纹微通道湍流促进器减缓浸没式平板膜生物反应器的膜污染效果.结果表明,波纹微通道湍流促进器有效地降低了总阻力Rt,降低率达到68.01%,其中的Rrf、Rc和Rp+Ra分别降低54.20%、87.98%和84.00%;滤饼层厚度、有机和无机污染成分都减少,且污染层更易去除.综合膜污染阻力分布和膜表面污染物表征结果从扰流作用强化机理、逆扩散机理、絮凝机理和微孔强化过滤机理四个方面分析了波纹微通道湍流促进器减缓浸没式平板膜生物反应器膜污染的效果.
2018 Vol. 38 (6): 2082-2089 [摘要] ( 209 ) [HTML 1KB] [ PDF 615KB] ( 428 )
2090 王陆玺, 周楠, 王晨旭, 苏海佳
流体流速对好氧颗粒污泥快速培养的影响
针对好氧颗粒污泥的快速培养,研究了流体流速对好氧颗粒污泥形成特性的影响机制.由于反应器构型的差异,造成水力剪切力与流体特性的不同,从而对好氧颗粒污泥的形成产生较大影响.研究表明,在圆筒式SBR反应器中接种厌氧活性污泥,在36d时培养得到了成熟的颗粒,与挡板式反应器相比提前了4d左右,且MLSS提高了16.2%,达到5023mg/L;颗粒也更加致密,SVI达到45mL/g,远好于挡板式SBR反应器(序批式反应器)的SVI 63mL/g.原因是与挡板式SBR反应器相比,圆筒式SBR反应器的平均液相流速更高,气泡分布更均匀,水力剪切力更强.因此圆筒式SBR反应器培养好氧颗粒污泥的时间较短,污泥颗粒化的速度提高,得到的颗粒污泥更加紧凑密实.
2018 Vol. 38 (6): 2090-2096 [摘要] ( 202 ) [HTML 1KB] [ PDF 668KB] ( 485 )
2097 支尧, 张光生, 钱凯, 李激, 王硕
生物吸附/MBR/硫铁自养反硝化组合工艺优化研究
为了实现深度脱氮除磷效果,利用生物吸附/MBR/硫铁自养反硝化组合工艺进行优化研究,考察了不同HRT和硫铁体积比对系统脱氮除磷的影响.结果表明,MBR池和硫铁自养反硝化滤池的HRT分别在9h和3h条件下,污染物去除效果最佳,63%的COD在生物吸附段被去除,工艺系统平均出水COD、NH4+-N、NO3--N、TN浓度分别为18.9,0.36,0,3.3mg/L,实现了污染物的超低排放.硫铁反硝化滤池的硫铁体积比为3:1条件下,出水TP平均浓度为0.29mg/L;其中大部分NO3--N在滤池高度10~30cm处被去除,脱氮速率约为46.1gNO3--N/(m3·h).同时组合工艺在运行期间,采用间歇抽吸方式和较高曝气量能有效减缓膜污染进程.
2018 Vol. 38 (6): 2097-2104 [摘要] ( 220 ) [HTML 1KB] [ PDF 546KB] ( 601 )
2105 连玉倩, 何江涛, 梁雨, 何宝南
纳米乳化油强化硝酸盐反硝化产气变化研究
为探究纳米乳化油原位修复硝酸盐污染地下水过程中产气对含水介质渗透性的影响,以硝酸盐为目标污染物,采用活性污泥滤液接种,分别以纳米乳化油、吐温80和司盘80为碳源开展硝酸盐降解批实验研究,探讨和评估硝酸盐降解及降解过程中的产气情况.结果显示,纳米乳化油、吐温80和司盘80均能促进硝氮的降解,在实验的100d内,共完成7个周期硝酸盐氮的有效去除,总去除率分别为79.5%、63.8%和68.8%.在硝酸盐氮降解过程中,受厌氧发酵和反硝化作用的影响,各反应体系中均有气体生成,只有活性污泥反应体系中主要产气成分是CO2,未加碳源和分别加3种碳源的4个反应体系(都添加活性污泥和硝酸盐)中主要产气成分是CO2、N2.其中,添加纳米乳化油的反应体系U型管产气量最大,为47.73mL;受碳源厌氧发酵的影响,添加司盘80反应体系总产气量最大,为205.34mL.纳米乳化油反应体系次之,吐温80反应体系最小.根据三氮的变化,结合纳米乳化油反应体系理论与实际产气对比显示,在纳米乳化油强化硝酸盐反硝化过程中,18.8%纳米乳化油厌氧发酵产生CO2,95.4%硝氮反硝化生成N2.
2018 Vol. 38 (6): 2105-2115 [摘要] ( 173 ) [HTML 1KB] [ PDF 574KB] ( 460 )
2116 宋永伟, 王鹤茹, 曹艳晓, 朱祎涵, 周立祥
NH4+对次生铁矿物形成及重金属去除的影响
研究了初始pH值、Fe2+浓度、Fe/NH4+物质的量比对嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(A.ferrooxidans)体系中Fe2+氧化率、总Fe沉淀率、次生铁矿物矿相的影响,并比较矿物对AMD中Cr(VI)、As(Ⅲ)的去除效果.结果表明,当NH4+浓度在A.ferrooxidans耐受范围内时,Fe2+氧化及总Fe沉淀去除效果不受影响,表现在160,80,20mmol/L的Fe2+分别在72,48,24h内被完全氧化,培养至终点时(96h)平均总Fe沉淀率分别为24.03%,19.46%,8.13%.在Fe2+=160mmol/L体系中,Fe/NH4+=2.0、pH=2.6处理获得纯净施氏矿物;而当Fe/NH4+≤1.0、pH≤2.3时,次生铁矿物的合成途径开始向黄铵铁矾转移.Fe/NH4+=2.0的各酸性体系合成矿物对Cr(VI)、As(Ⅲ)去除能力存在显著差异,依次为pH=2.6 > pH=2.3 > pH=2.0.分析表明,次生铁矿物的表观结构和比表面积是影响有毒元素去除效果的主要原因.
2018 Vol. 38 (6): 2116-2123 [摘要] ( 210 ) [HTML 1KB] [ PDF 721KB] ( 968 )
2124 吉芳英, 王攀峤, 陈晴空
多核yolk?shell型Co3O4@mSiO2纳米反应器降解双酚A
采用阳离子表面活性剂协助的自模板法合成了中空介孔SiO2微球(HMSS),然后向含HMSS的悬浮液中加入醋酸钴溶液和氨水,让两种溶液经HMSS表面介孔进入空腔中反应生成Co3O4内核,合成了多核yolk-shell型Co3O4@mSiO2(介孔SiO2)纳米反应器.结合XRD、XPS、SEM、STEM、BET等手段,分析了纳米反应器的形貌、结构、元素形态和比表面积.结果显示纳米反应器均匀分散,粒径约为300nm,表面布满介孔,内部分布大量Co3O4纳米粒子,拥有极大的比表面积161m2/g,远大于Co3O4纳米粒子的比表面积35m2/g,能有效吸附双酚A(BPA),1h吸附容量达12.7mg/g.多核yolk-shell型Co3O4@mSiO2纳米反应器能高效催化过一硫酸氢盐(PMS)降解BPA,2h降解率达81.8%,远高于Co3O4纳米粒子的降解率51.3%,同时能节省PMS的投加量,避免水中盐度过高.此外,合成的纳米反应器具有很好的再利用性,在pH值3~9范围内表现出稳定而高效的催化性能.
2018 Vol. 38 (6): 2124-2134 [摘要] ( 276 ) [HTML 1KB] [ PDF 1219KB] ( 621 )
2135 王文华, 赵瑾, 司晓光, 姜天翔, 马宇辉, 王勋亮, 王静
粉末活性炭预沉积去除藻类有机物及其对膜污染的影响
以东海原甲藻分泌的藻类有机物(AOM)为研究对象,研究粉末活性炭预沉积和预吸附两种膜前预处理手段对海水中AOM的去除作用,对比分析AOM直接超滤、预沉积和预吸附后再超滤时膜通量、膜阻力分布、膜表面亲疏水性和粗糙度的变化,探讨粉末活性炭孔隙结构、沉积量对AOM去除效果及超滤膜污染的影响.结果表明,活性炭预沉积和预吸附能够提高超滤膜对含AOM海水中DOC和UV254的去除率,预沉积对AOM的去除作用优于预吸附,介孔活性炭较微孔活性炭的预沉积效果更好,当介孔活性炭PAC2的沉积量为0.4g/L时,DOC和UV254的去除率较直接超滤分别提高了25.1%和33.6%.紫外吸收比指数(URI)分析表明,活性炭预沉积和预吸附对有机物的去除作用具有选择性,AOM中芳香族物质较脂肪族羧基类物质更易被除去.粉末活性炭预沉积下AOM超滤时的滤饼层污染阻力(Rc)和膜孔堵塞阻力(Rp)较直接超滤分别降低了39.6%和81.2%,活性炭在超滤膜表面形成的滤饼层结构将AOM与超滤膜进行了隔离,能够减缓膜污染速率,对于控制膜的不可逆污染亦具有重要作用.
2018 Vol. 38 (6): 2135-2143 [摘要] ( 229 ) [HTML 1KB] [ PDF 3611KB] ( 742 )
2144 张爱平, 陈炜鸣, 李启彬, 蒋国斌, 辜哲培
MW-Fe0/H2O2体系预处理垃圾渗滤液浓缩液有机物
为探究MW-Fe0/H2O2类芬顿反应对渗滤液浓缩液的效能与机理,探讨了废水初始pH值、Fe0投加量、H2O2投加量、MW功率和反应时间等影响因素对有机物去除效果,通过类比实验对MW-Fe0/H2O2体系处理渗滤液浓缩液中MW辐射的反应机理进行研究,并采用了SEM和XRD技术对反应前后的Fe0物相变化及催化机理进行了探究.结果表明,在初始pH值为3.0,Fe0投加量0.5g/L,H2O2投加量20mL/L,MW功率400W,反应时间14min时,其COD、UV254以及色度(CN)的去除率分别为58.70%、85.69%和88.30%.类芬顿类比实验说明MW-Fe0/H2O2体系处理后具有较高的有机物去除率和可生化性;紫外-可见光谱表明,Fenton和MW-Fe0/H2O2类芬顿反应均能使废水中有机物的芳香性程度、分子量和缩合度大幅度降低,但MW-Fe0/H2O2类芬顿反应优于其他反应过程;三维荧光光谱显示,MW-Fe0/H2O2类芬顿反应能使渗滤液浓缩液中荧光峰峰位蓝移,说明废水的腐殖质缩合度减小,且分子量大幅降低.与此同时,Fe0在反应过程中,表面由光滑变得粗糙且被腐蚀为Fe3O4和FeOOH等物质.MW-Fe0/H2O2类芬顿反应的主要机理为芬顿反应及铁氧化物-H2O2非均相芬顿反应的高级氧化作用、铁基胶体对有机物的吸附沉淀,而MW的热效应和非热效应加速了以上作用的进行,从而能对渗滤液浓缩液中有机污染物进行快速去除.
2018 Vol. 38 (6): 2144-2156 [摘要] ( 236 ) [HTML 1KB] [ PDF 1263KB] ( 545 )
2157 樊佳敏, 王磊, 刘婷婷, 陆雪, 孙辰旭
普伐他汀的光催化降解性能及机理研究
通过水热法合成Bi2WO6,并利用XPS,XRD,BET,UV-Vis和SEM等方法对样品进行了表征;通过光催化性能实验考察了Bi2WO6投加量,溶液pH值对普伐他汀(PR)降解效果的影响;通过自由基捕获实验及中间产物的鉴定探明了Bi2WO6光催化降解PR过程的主要活性自由基,中间产物及降解机理,并采用发光细菌急性毒性试验评估了PR降解前后的毒性.结果表明,所制备的Bi2WO6是由大量纳米片组成的正交晶系花瓣状微球,各元素物质的量比为Bi:W:O=2.5:1:6.7,比表面积为26.67m2/g,带隙能为2.74eV;光催化性能结果表明,对于10mg/L PR,当溶液pH=6.5,Bi2WO6投加量为0.4g/L时降解效果最佳,降解率可达80.6%,矿化度为40.2%;自由基捕获实验结果表明降解过程中h+起主要的氧化作用,·OH和·O2-的氧化起辅助作用.基于活性自由基和中间产物的鉴别结果提出了Bi2WO6光催化降解PR的机理,即以h+为主,·OH和·O2-为辅联合攻击PR分子中C-C键,C=C双键,酯键等化学键,进而将其分解为易降解小分子有机物.另外,毒性测试结果表明PR经光催化降解后的小分子产物与PR原液相比毒性并没有增强.
2018 Vol. 38 (6): 2157-2166 [摘要] ( 214 ) [HTML 1KB] [ PDF 731KB] ( 602 )
2167 李久辉, 卢文喜, 辛欣, 罗建男, 常振波
考虑边界条件不确定性的地下水污染风险分析
为分析边界条件不确定性对地下水污染质运移数值模拟模型输出结果的影响,运用Monte Carlo方法对一算例进行阐明,并从污染风险预报方面对模拟结果进行分析.为减少重复调用模拟模型产生的大量计算负荷,将边界条件(第一类边界条件-水头值)作为随机变量,建立地下水污染质运移数值模拟模型的Kriging替代模型,在保证较高精度的同时,实现了Monte Carlo模拟.结果表明:边界条件的不确定性,对地下水污染质运移数值模拟模型预报的结果有很大影响,考虑与未考虑边界条件不确定性得到的研究区污染羽分布差别较大.对地下水污染质运移数值模拟模型的Monte Carlo模拟结果进行统计与分析,可以评估研究区观测井1,2,3污染物浓度预报结果的可靠程度,并且可以预报出研究区观测井1,2,3遭受不同程度污染的风险.
2018 Vol. 38 (6): 2167-2174 [摘要] ( 202 ) [HTML 1KB] [ PDF 833KB] ( 545 )
2175 韩建江, 李常锁, 温春宇, 董军
乳化纳米铁浆液在含水层中的迁移特征研究
本文主要研究地下水修复试剂乳化纳米铁(EZVI)在含水层中的迁移特性和影响因素.一维模拟柱实验考察EZVI的穿透曲线和模拟柱中分布情况.结果表明:乳化植物油对纳米铁的改性显著提高了纳米铁在含水层中的迁移能力,EZVI的迁移距离为未改性纳米铁的2~3倍;EZVI中的乳化植物油会随水流迁移,分别形成纳米铁反应带和植物油反应带;岩性对迁移的影响表现为介质粒径越大,越有利于EZVI的迁移,且EZVI在粗砂中的迁移能力是细砂的1.9倍;注入速率通过影响纳米铁迁移到含水层介质表面的几率影响迁移行为,注入速率越大,迁移距离越长;共存离子对乳化纳米铁的迁移性能影响不大,会引起微量的铁的损失.最佳迁移效果的条件是3cm/min的注入速度,2g/L的注入浓度.
2018 Vol. 38 (6): 2175-2181 [摘要] ( 232 ) [HTML 1KB] [ PDF 450KB] ( 469 )
2182 靳慧征, 王振, 丁亚男
排水速率对潮汐流人工湿地中CANON作用的强化
为强化潮汐流人工湿地(TFCW)中基于亚硝化的全程自养脱氮(CANON)作用,探究了不同排水速率(vd)下系统中氮素的迁移转化机制与微生物特征.结果表明,vd可显著影响TFCW中脱氮功能微生物的数量与活性,进而影响其氮素转化速率.当vd由1.00降至0.50L/min时,填料层中逐渐形成较为严格的限氧环境,有利于短程硝化的稳定和厌氧氨氧化菌的富集,进而有助于CANON反应体系在TFCW中形成.而当vd小于0.50L/min时,填料层中溶解氧相对不足,好氧氨氧化菌活性受到抑制,数量随之减少,CANON作用的强化效果有限,系统脱氮性能受到影响.当vd为0.50L/min时,TFCW中的CANON作用可得到最大限度的强化,系统脱氮性能达到最佳,其TN和NH4+-N的去除负荷分别为(116.79±13.16)和(102.75±4.35) mg/(L·d).对vd的合理设置可实现TFCW中CANON作用的强化,有利于CANON型人工湿地的构建.
2018 Vol. 38 (6): 2182-2192 [摘要] ( 207 ) [HTML 1KB] [ PDF 1138KB] ( 495 )
固体废物
2193 刘芳, 郑莉霞, 谭全银, 李金惠
废旧电器电子产品越境转移国际管理制度比较
废弃电器电子产品的非法越境转移已成为国际社会关注的重要环境问题之一,与之相伴而生的废弃电器电子产品与旧电器电子产品的鉴别问题也成为国际环境公约的热点议题.在此背景下,针对废旧电器电子产品越境转移的管理制度和鉴别标准,对相关国际公约以及美国、日本和欧盟等典型出口方与泰国、马来西亚和中国等典型进口方进行了比较分析.结果表明,发达国家和发展中国家关于废旧电器电子产品越境转移的政策存在对立性,尽管《巴塞尔公约》在努力减少这种对立性,以保护发展中国家环境利益,但电子废物非法越境转移的风险仍然存在.结合中国废旧电器电子产品进口管理现状,提出了完善中国现有管理体系的政策建议.
2018 Vol. 38 (6): 2193-2201 [摘要] ( 193 ) [HTML 1KB] [ PDF 368KB] ( 591 )
2202 徐辉, 常红晨, 缪建冬, 陈萍, 詹良通, 罗小勇
稳定化飞灰填埋场渗滤液产量预测
以南方某稳定化飞灰填埋场为研究对象,通过钻孔获取了新鲜、1、3、6和11个月等5个龄期的试样,并在实验室开展了颗粒分析、含水量、持水量等测试.不均匀系数Cu > 5,曲率系数Cc<1,属于级配不良土,容易形成优势流通道.含水量介于18.6%~46.4%之间,随埋深的增大而减小,随龄期的增长而增大.持水量介于15.0%~52.4%之间,随上覆应力的增大而减小,随龄期的增长而增大,由此建立了持水量计算模型.对于相同龄期和埋深的稳定化飞灰,其含水量要低于持水量2.6%~13.7%,这表明稳定化飞灰整体上未达到持水量状态,由此推测底部导排层收集到的渗滤液主要由雨水入渗后经过稳定化飞灰体内优势通道而进入导排层.在此基础上,建立了考虑填埋进程、降雨入渗量、优势流通道、稳定化飞灰产/吸水量等因素的填埋场渗滤液产量预测模型,并利用现场记录数据对模型进行了参数率定.模型分析结果表明,填埋场开始运营后的9个月内,渗滤液主要来源于降雨入渗量和运输车辆冲洗水量,分别占比约48%和52%.当稳定化飞灰体内优势流通道占总孔隙的比例从0%增至20%,导排层收集到的渗滤液量占渗滤液总收集量的比例从0增至34.1%.因此,建议对稳定化飞灰进行充分压实后再填埋,以减少优势流现象的发生,同时改用节水型车辆冲洗装置,最终降低渗滤液总产量.上述研究成果能够为我国类似稳定化飞灰填埋场中导排系统、调节池等的设计提供重要参考.
2018 Vol. 38 (6): 2202-2209 [摘要] ( 216 ) [HTML 1KB] [ PDF 589KB] ( 625 )
土壤污染与控制
2210 王彤彤, 崔庆亮, 王丽丽, 谭连帅, 孙层层, 郑纪勇
Al改性柠条生物炭对P的吸附特性及其机制
为高效利用生物质能源,以常见农林废弃物柠条为原料,在650℃、3h条件下,采用限氧热裂解法制备生物炭,通过直接修饰法用Al改性柠条生物炭,进行批量吸附P实验.利用4种等温吸附模型(Langmuir、Freundlich模型、Temkim、D-R模型)和4种吸附动力学模型(准一级动力学、准二级动力学、Elovich模型、颗粒内扩散模型)以及pH值、添加量影响试验,探讨Al改性生物炭对P的吸附特性.同时,使用FTIR红外、元素分析、SEM和比表面积及孔径分析等技术表征了生物炭的理化性质,揭示了Al改性生物炭对P的吸附机理,并对比了多种改性生物炭对P的吸附效果.结果表明:柠条生物炭(NB)对P的吸附量很低,Al改性柠条生物炭(Al-NB)最佳改性比例为0.2:1,对P的吸附量是NB的8.35倍.Langmuir模型能够很好的描述Al-NB对P的等温吸附过程;Al-NB对P的吸附动力学符合准一级动力学模型,说明其吸附通过边界扩散完成的单层吸附.Al-NB对P的理论最大吸附量为19.97mg/g,平衡时间为24h.随着添加量的增大,Al-NB对P的吸附量不断减小,去除率逐渐增加,2.5g/L为最佳添加量;最适pH为4~10,当pH=7时,达到最大;吸附P后,溶液的pH值向中性范围倾靠,有一定缓冲作用.吸附机理包括:静电吸附作用,配体交换(羟基),P与阴离子(NO3-)交换,颗粒内表面络合作用等.以期为水体富营养化治理提供科学依据.
2018 Vol. 38 (6): 2210-2222 [摘要] ( 189 ) [HTML 1KB] [ PDF 1504KB] ( 628 )
2223 徐红伟, 吴阳, 乔磊磊, 李袁泽, 薛萐, 瞿晴
不同植被带生态恢复过程土壤团聚体及其稳定性——以黄土高原为例
为分析黄土高原不同植被带植被恢复对土壤团聚体分布特征及其稳定性的影响,以黄土高原从北到南不同纬度梯度分布的3个典型植被类型区域(草原带、森林草原带和森林带)为研究对象,对不同植被类型和恢复年限下的土壤团聚体分布及其稳定性进行了研究.结果表明:不同植被带对土壤团聚体分布及其稳定性影响显著,大于0.25mm团聚体含量(WR0.25)、水稳性团聚体平均重量直径(EWMD)、水稳性团聚体几何平均直径(EGMD)和有机质含量(SOM)整体上均表现为:森林带 > 森林草原带 > 草原带.不同植被带下不同恢复类型对土壤团聚体及其稳定性影响不一,森林草原带表现为灌木 > 草地 > 乔木,森林带则表现为乔木 > 草地.随植被恢复年限增大,各种恢复类型WR0.25EGMD、SOM整体呈逐渐增加趋势,团聚体结构破坏率(PAD)和可蚀性因子(K)呈现相反的变化趋势;分形维数(D)无显著差异.冗余分析表明,植被带对土壤团聚体及其稳定性的影响最大,其次是恢复年限,恢复类型与植被带和恢复年限具有较强的交互作用.本研究有利于加强对区域生态恢复过程机理的认识.
2018 Vol. 38 (6): 2223-2232 [摘要] ( 183 ) [HTML 1KB] [ PDF 782KB] ( 491 )
2233 崔虎, 王莉霞, 欧洋, 阎百兴, 赵瑜佳
牛粪-化肥配施对水稻田氮磷迁移转化的影响
在控制外源N输入量相同的前提下,通过田间小区实验,探讨有机肥与化肥不同施用量(牛粪施用量:5,10,20t/hm2)对稻田田间土-水界面氮磷迁移转化特征的影响.结果表明:控制稻田水中NH4+-N、NO3--N、TN和TP输出的最佳时期分别为施肥后的第5,30,7,20d,且TN和TP浓度随时间变化符合单指数衰减方程(0.7444≤R2≤0.9724;1.1×10-6F≤0.0055).采用牛粪部分代替化肥的施肥方式,在一定范围内能降低稻田退水中TN、TP输出负荷(41.8%、36.0%、64.3%;20.3%、39.1%、48.9%),还可以降低稻田水中N/P,降低水体富营养化风险.同时,牛粪的施用可提高土壤中脲酶和磷酸酶的含量,促进氮磷向植物可吸收形态转化.综合经济成本和生态效益核算,采用10t有机肥代替无机肥的处理是相对经济环保的施肥方法,该施肥方式下,氮磷年输出负荷分别为17.70,1.26kg/hm2.
2018 Vol. 38 (6): 2233-2242 [摘要] ( 210 ) [HTML 1KB] [ PDF 647KB] ( 526 )
2243 姜凤成, 李义连, 杨森, 杨国栋
秦王川盆地土壤重金属来源、分布及污染评价
为探究秦王川盆地土壤重金属的来源、分布及污染情况,测定了研究区51个表层土壤样品的8种重金属(Cr、Zn、Cu、As、Pb、Mn、Ni、Cd)总量和pH值;采用多元统计、地质统计方法和GIS技术对重金属的来源、空间变异结构和分布进行了研究,利用污染指数法和模糊综合评判法对重金属污染进行了评价.结果表明:Zn、Ni含量均值大于当地背景值,其余重金属含量均值都低于背景值;Cd属于强变异,其余均为中等变异,Zn、Cr服从对数正态分布,其余均服从正态分布;Cr、Cu、As、Pb、Mn主要为成土母质等自然来源,Cd、Ni主要来源于工业、交通污染,Zn主要来源于农业生产;Zn、As、Ni、Cd的空间分布呈岛状,Cu、Mn呈带状分布,Cr、Pb呈岛状和带状分布相结合的特点;污染指数评价结果为Cr、Cu、Pb处在警戒线,As、Mn、Ni属于轻度污染,Cd为中度污染,Zn为重度污染;模糊综合评判得出1个土样为轻度污染,2个为警戒程度,其余为安全;土壤质量标准是反映土壤质量的依据,总体看,研究区土壤重金属环境质量良好,均未超过国家土壤环境质量二级标准.
2018 Vol. 38 (6): 2243-2252 [摘要] ( 323 ) [HTML 1KB] [ PDF 1158KB] ( 590 )
2253 华德武, 汪青, 徐红, 董晓宁, 苏晨
芜湖市交通区表层土壤多环芳烃与黑碳研究
采集芜湖市交通区和对照绿地共40个表层土壤(0~5cm)样品.应用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)测定样品中26种多环芳烃(PAHs)及甲基多环芳烃的浓度,应用化学热氧化法(CTO-375,BCCTO)、湿化学氧化法(K2Cr2O7/H2SO4,BCCr)分别测定样品中黑碳(BC)的含量,分析交通区表层土壤PAHs、BC的分布特征、影响区域、相互关系,并利用石油污染指标、多特征比值、正定矩阵因子分解法(PMF)对表层土壤样品中的PAHs进行来源解析.结果表明:表层土壤中PAHs、BCCr、BCCTO的含量均值分别为3.63μg/g,10.23g/kg,2.93g/kg,浓度范围分别为0.075~28.76μg/g,3.78~27.13g/kg,1.07~10.36g/kg.土壤中PAHs、BC的浓度受距路远近影响,距路越近,浓度越高;且呈现出重要交通节点、路口 > 干路、支路 > 绿地的趋势,干支路无显著差异;车流量不是影响交通区土壤PAHs、BC浓度的决定因素,车辆的运行状态是其主导因素.土壤中PAHs以中高环为主.表层土壤中PAHs与两类BC都具有较好的相关性,对照绿地相关性不显著,表明BC对PAHs在土壤中的累积有重要影响,但受其他因素干扰.源解析表明表层土壤样品中PAHs主要来源于交通源.
2018 Vol. 38 (6): 2253-2263 [摘要] ( 263 ) [HTML 1KB] [ PDF 750KB] ( 540 )
环境生态
2264 任东, 王涛, 陈芳, 王彬, 黎云祥
次氯酸钠对水中腐殖酸结构及光学特性的影响
以腐殖酸(HA)作为溶解性有机质模型化合物,采用高压排阻色谱、有机元素分析、傅里叶红外光谱、紫外-可见光谱、荧光光谱及光降解动力学等手段研究了NaOCl对HA元素组成、结构特征、抗氧化性及光学特性等的影响.结果显示,当NaOCl与HA的浓度比由0增至20.0μmol/mg时,HA的分子量逐渐减小,并趋于集中分布;HA中的芳香酸、脂肪酸、酚和醇等含氧组分先增多后减少,使得HA的极性呈现出先增大后减小的变化趋势.值得注意的是,尽管实验浓度范围内的NaOCl不改变HA的腐殖特性,但其能显著减小HA的吸光能力、抗氧化能力和芳香度,并增大HA的荧光发光强度和表观光敏化活性.研究结果能促进对深度氧化处理改变溶解性有机质结构的认识,并为污水处理厂出水中溶解性有机质的环境效应评估提供基础信息.
2018 Vol. 38 (6): 2264-2272 [摘要] ( 280 ) [HTML 1KB] [ PDF 654KB] ( 581 )
2273 代志峰, 邰超, 张少栋, 阴永光, 孙英杰, 李鹏, 罗永涛
天然水体溶解性物质对5种抗生素光解的影响
建立了分析水体溶解性物质对抗生素光解影响的方法,对比研究了8种典型天然水体成分对3类5种抗生素光解的影响及其作用机制.结果表明,不同水体成分对不同抗生素光解影响呈现很大的差异性.甲砜霉素主要发生间接光解,纯水中光解速率只有1.33×10-5min-1,而其他抗生素则同时发生直接光解和间接光解.水体成分中NO3-,Fe2+和Cl-主要通过光致活性物种(·OH和1O2)影响抗生素光解,DOM主要通过滤光作用影响抗生素光解.另外Ca2+和Mg2+对不同抗生素的光解影响主要通过其与抗生素分子的络合作用实现,Ca2+和Mg2+分别促进了恩氟沙星光解(0.3933min-1和0.2314min-1),但一定程度上抑制了沙拉沙星的光解(0.0447min-1和0.0289min-1).
2018 Vol. 38 (6): 2273-2282 [摘要] ( 220 ) [HTML 1KB] [ PDF 758KB] ( 445 )
2283 朱洁羽, 王栋, 王远坤
应用S-T模型对沉积物中PAHs的生态风险分级评价
本文构建S-T模型,运用集对分析理论(set pair analysis)构建基本模型,采用层次分析法并参考毒性当量因子确定各指标权重,应用三角模糊数(triangular fuzzy number)对差异度系数进行改进,基于加拿大沉积物环境质量标准,对沉积物中多环芳烃进行生态风险分级评价.结果表明,该模型考虑到化合物之间的相互作用因素并做模糊处理,对差异度系数进行改进体现沉积物中多环芳烃生态风险等级标准的模糊性,为持久性有机污染物生态风险分级评价提供了一种简便客观有效的方法.
2018 Vol. 38 (6): 2283-2288 [摘要] ( 188 ) [HTML 1KB] [ PDF 407KB] ( 464 )
2289 薛惊雅, 姜星宇, 姚晓龙, 李敏, 张路
傀儡湖沉积物-水界面硝酸盐异养还原过程研究
反硝化(DNF)和硝酸盐异养还原为氨(DNRA)是水域生态系统中硝酸盐异养还原的2个主要过程.DNF和DNRA之间的竞争控制着硝酸盐在水域生态系统中的异养还原方式和最终归趋.选取太湖流域的傀儡湖为研究对象,采用室内培养实验和稳定氮同位素示踪技术,考察傀儡湖沉积物-水界面的DNF和DNRA速率及其对硝酸盐异养还原过程的贡献.结果显示,沉积物表现为NH4+-N的源和NO3--N的汇,潜在DNF速率为18.89~54.00μmol/(kg·h)[均值(36.39±3.86)μmol/(kg·h)],DNRA反应速率为1.02~5.89μmol/(kg·h)[均值(3.21±1.15)μmol/(kg·h)].DNF与沉积物有机质含量和含水率存在显著的正相关关系,DNRA与沉积物需氧量(SOD)之间存在相关性.反硝化是傀儡湖中硝酸盐异养还原的主导过程,贡献率为84.23%~96.90%,而DNRA过程只占3.10%~15.77%.与海洋河口区域相比,淡水湖泊生态系统中DNRA速率和DNRA在硝酸盐异养还原中所占的比重均较小.
2018 Vol. 38 (6): 2289-2296 [摘要] ( 235 ) [HTML 1KB] [ PDF 571KB] ( 555 )
2297 赵焕, 朱利, 吴传庆, 孟斌, 周亚明, 贾兴
基于天地协同的巢湖水华分布特征分析
基于MODIS影像监测2016年巢湖蓝藻水华分布,结果表明:水华的频次,持续时间从西北部水域向东南部水域逐渐减弱;西半湖湖心水华开始日期最早(5月19日),持续时间最长为131d,塘西水华发生频次较多(10次).进一步将水华遥感监测结果与同步水面实测水质参数数据(藻密度,叶绿素a,总氮,总磷)进行相关性分析,利用Q型聚类分析将水面实测采样点分为东区和西区两部分.西区藻密度,叶绿素a,总氮,总磷和水华面积相关性较强(R2均大于0.6).
2018 Vol. 38 (6): 2297-2303 [摘要] ( 147 ) [HTML 1KB] [ PDF 1375KB] ( 576 )
2304 孙秀茹, 童帮会, 闫如玉, 刘敏, 韩美丽, 林贤彪, 程吕
崇明东滩湿地土壤生物固氮沿潮滩水淹梯度的特征
以长江口崇明东滩为研究区,研究了植被和裸滩表层(0~5cm)土壤固氮速率(BNF)、固氮功能基因(nifH)丰度和理化性质.土壤BNF随着水淹频率增加而降低,即由高潮滩向低潮滩表现出显著的差异(P<0.05).土壤BNF表现为夏季大于冬季,植被覆盖土壤高于裸滩.夏季植被和裸滩土壤BNF分别为0.61~17.90,1.41~12.10μmol N/(kg·h),冬季分别为0.64~3.54,0.47~2.60μmol N/(kg·h)植被和裸滩土壤nifH丰度分别为(1.28~4.61)×107copies/g和2.56×107~12.3×108copies/g.土壤nifH丰度水平与BNF呈极显著正相关关系(P<0.01).此外,土壤BNF还受到土壤盐度、硝酸盐、Fe3+和总磷的影响.研究结果表明,河口潮滩湿地水淹梯度的变化通过改变土壤微生物和理化性质,进而影响土壤BNF和氮的生物地球化学循环.
2018 Vol. 38 (6): 2304-2313 [摘要] ( 223 ) [HTML 1KB] [ PDF 669KB] ( 542 )
2314 何琦, 卢少勇, 陈方鑫, 曹凤梅
灰分对挺水植物生物炭吸附硫丹的影响
将美人蕉、菖蒲和芦苇等挺水植物通过限氧高温热解(500℃)制备生物炭,探究灰分对生物炭吸附硫丹的影响.研究表明:挺水植物生物炭表面孔隙发育成熟,以介孔为主,灰分含量较高(15.86%~27.29%),主要成分可能为碳酸钙.生物炭对硫丹的非线性吸附常数介于0.63~0.80之间,较去灰生物炭大(0.61~0.72).去灰后,生物炭对β-硫丹和α-硫丹的吸附能力降低(logKF在6744~11111mg/kg之间).但各生物炭比表面积增大(20.55~58.13m2/g),(O+N)/C值变小,炭表面极性降低,疏水性增强;且表层碳元素与主体碳占比增加,炭表面暴露出更多的有机质,增强对硫丹的疏水作用.加入上清液后,去灰后美人蕉、菖蒲和芦苇生物炭对硫丹的吸附变化显著,其上清液中的溶解性物质增强了去灰生物炭对硫丹的吸附作用.
2018 Vol. 38 (6): 2314-2320 [摘要] ( 210 ) [HTML 1KB] [ PDF 579KB] ( 523 )
环境微生物
2321 许涛, 王国英, 岳秀萍
Diaphorobacter sp.PDB3菌好氧反硝化脱氮特性
研究了Diaphorobactersp.PDB3菌在发酵罐内好氧反硝化特性.经过分析比较确定柠檬酸钠是好氧反硝化最佳碳源,采用响应面法对影响好氧反硝化的条件(温度、pH值、发酵罐转速、碳氮比)进行优化,构建出好氧反硝化数学模型.本模型预测值与实测值相关性非常好,预测PDB3菌发酵罐内好氧反硝化最佳条件:pH值、碳氮比、温度、转速分别为7.3、8.1、30.1℃、299.9r/min,最佳好氧反硝化比速率为2.25h-1.验证实验表明,PDB3菌在发酵罐内好氧反硝化比速率为2.12h-1,误差仅为5.8%.通过氮平衡分析表明,29.0%的总氮去除量转化为胞内氮,氮损失占总氮去除量的67.3%,细胞主要通过好氧反硝化作用和细胞同化作用脱氮.荧光定量PCR分析测定好氧反硝化过程中脱氮基因(napA,nirS,cnorB,nosZ)的表达水平以进一步解释脱氮特征,为Diaphorobacter sp.PDB3菌的实际应用提供一定的理论依据.
2018 Vol. 38 (6): 2321-2328 [摘要] ( 241 ) [HTML 1KB] [ PDF 594KB] ( 616 )
环境毒理与健康
2329 刘伟杰, 吴孝情, 鄢佳英, 何宁, 陈琪, 段舜山
壬基酚对羊角月牙藻的毒性效应研究
为研究壬基酚(NP)对淡水微藻的毒性效应特点,选取模式生物羊角月牙藻(Selenastrum capricornutum)为受试对象,设置5个暴露处理浓度:0.1,0.3,0.6,0.9,1.2mg/L.观察并测定羊角月牙藻的生长情况、叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性和丙二醛(MDA)含量等指标,并通过植物光合效率仪测定叶绿素荧光诱导动力学参数,分析NP对光系统Ⅱ(PSⅡ)的影响.结果表明,NP限制羊角月牙藻生长的96h EC50为0.979mg/L;NP处理浓度为0.3mg/L时,可以对羊角月牙藻生长产生抑制效应,与对照组相比,主要光合色素(叶绿素)含量下降,MDA含量显著增加,过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性显著上升,最大光能转化效率(Fv/Fm)显著下降,ABS/RC(单位反应中心吸收光能)显著上升,DI0/RC(单位反应中心耗散能量)、ET0/RC(单位反应中心捕获用于电子传递的能量)、TR0/RC(反应中心用于还原QA的能量)也随之升高;当处理浓度≥0.9mg/L后,CAT和SOD活性、TR0/RC显著下降,DI0/RC显著升高,表明PSⅡ受到损伤.由此可知,NP能够破坏膜系统完整性、诱发抗氧化系统响应并造成PSⅡ损伤,降低光能转化效率,对羊角月牙藻具有毒性效应,对水域生态系统具有潜在风险.
2018 Vol. 38 (6): 2329-2336 [摘要] ( 195 ) [HTML 1KB] [ PDF 511KB] ( 675 )
2337 沈扬, 于畅, 孔东东, 王荣芳, 李剑
有机磷阻燃剂甲状腺干扰效应及其作用机制研究——以磷酸三(2-氯丙基)酯(TCPP)为例
以典型有机磷阻燃剂磷酸三(2-氯丙基)酯(TCPP)为研究对象,应用GH3细胞增殖实验检测TCPP对甲状腺激素的干扰效应;应用重组甲状腺激素受体(TR)基因酵母实验和GH3(TRβ-)细胞增殖实验结合实时定量PCR技术初步探究TCPP甲状腺激素干扰作用机理.结果表明,TCPP在1×10-4mol/L和2×10-4mol/L浓度下对甲状腺激素T3诱导的GH3细胞增殖产生抑制效应;重组TR基因酵母实验和GH3(TRβ-)细胞增殖实验测试结果表明TCPP可能通过TR介导的基因组途径和非基因组途径诱导甲状腺激素干扰效应;实时定量PCR测试结果表明TCPP下调相关基因如:c-fosTRβintegrin-avk-ras的mRNA表达,初步认为TCPP可能通过影响TRβ基因表达和激活αvβ3-ERK-1/2信号通路产生甲状腺激素干扰效应.
2018 Vol. 38 (6): 2337-2344 [摘要] ( 188 ) [HTML 1KB] [ PDF 490KB] ( 753 )
2345 沈斌, 施丽丽, 董晶剑, 冯昊, 沈林杰, 项菁, 李文静, 罗挺, 城户照彦, 孙献亮
二噁英暴露对成年男性血清类固醇激素的影响
为了解二噁英(PCDD/DFs)对成年男性类固醇激素水平的影响,采用高分辨气相色谱法/高分辨质谱联用法(HRGC/HRMS)及液相色谱-质谱联用法(LC-MS/MS)分析二噁英污染地区成年男性(n=50)及非污染地区成年男性(n=48)血清中9种类固醇激素水平和17种二噁英同类物浓度.结果显示成年男性血清中双氢睾酮、睾酮、雌二醇的水平与部分二噁英同类物浓度存在显著性相关.污染地区成年男性双氢睾酮、睾酮、雌二醇的水平与年龄呈显著性正相关.以上结果表明二噁英暴露导致成年男性类固醇激素中的性激素变化异常.
2018 Vol. 38 (6): 2345-2352 [摘要] ( 221 ) [HTML 1KB] [ PDF 326KB] ( 710 )
2353 高瑞忠, 秦子元, 张生, 贾德彬, 杜丹丹, 张阿龙, 王喜喜
吉兰泰盐湖盆地地下水Cr6+、As、Hg健康风险评价
选取西北干旱区吉兰泰盐湖盆地为研究对象,系统采集71个地下水样品,测定重金属Cr6+、As、Hg,以及主要化学成分的含量,以地质统计学插值绘图揭示盐湖盆地地下水中Cr6+、As、Hg的空间分布特征,以单因子指数法、内梅罗指数法和US EPA健康风险评价模型解析地下水中Cr6+、As、Hg的污染及健康风险状况,以统计相关检验进行Cr6+、As和Hg的源分析.结果表明:盐湖盆地地下水中普遍含有Cr6+、As、Hg,Cr6+在盐湖上游及东北部含量较高,As在西南台地含量较高,Hg在西北部巴音乌拉山出现高值区域,其分布与变化受到天然因素和人类活动的双重影响;Cr6+、As出现局部区域超标,超标率分别为8.45%和2.82%;Cr6+主要超标区域在盐湖西南侧呈条块状分布,并在盐湖附近Cr6+含量较高;As以点状超标,分布于西南部和东北部;盐湖盆地地下水87.3%处于安全清洁状态,仅5.6%轻度污染出现在西南部,不存在中度和重度污染;通过饮用水途径的化学致癌物的健康风险值远高于非化学致癌物的健康风险值,西南部图格力高勒沟谷区域化学致癌物Cr6+超过了US EPA最大可接受风险,但整个盐湖盆地Cr6+的平均健康风险值低于US EPA最大可接受风险;As和Hg均低于US EPA最大可接受风险;盐湖盆地总致癌风险特征与Cr6+基本一致,Cr6+平均健康风险占总致癌风险贡献率的89%;Cr6+超标原因包括盐湖盆地高锰酸盐指数偏高,促使Cr3+氧化成为Cr6+,As与Cr存在一定的同源关系.
2018 Vol. 38 (6): 2353-2362 [摘要] ( 266 ) [HTML 1KB] [ PDF 1166KB] ( 849 )
2363 张小磊, 王晶晶, 赵永江, 杨柳
郑州黄河南岸养殖鱼类肌肉中重金属残留特征
以郑州市黄河南岸养殖鱼类为研究对象,分别在巩义、荥阳、惠济和中牟4个渔场内采集鲫鱼、鲤鱼、草鱼和鲢鱼肌肉样品133个,用ICP-MS和LC-AFS方法对Pb、Cr、Cd、Cu、Zn、Hg和As的残留进行了测定,在分析了重金属残留水平的基础上,通过目标危害系数法评估了鱼类的食用安全健康风险.结果表明,郑州黄河南岸4种养殖鱼类肌肉中Pb、Cr、Cd、Cu、Zn、Hg和As的残留均有检出,但仅有Pb、As和Cd 3种元素存在超标样品,超标率分别为13.53%、12.78%和4.51%.7种重金属元素的变异系数在0.13~0.37之间,属中等变异强度,其中以Hg的变异强度最大.Pb、Cr、Cd、Cu、Zn、Hg和As的平均残留水平差异明显,从高到低依次为Zn > Cu > Cr > Pb > As > Hg > Cd,均未超过食品中污染物限量标准.不同鱼类的重金属残留水平也存在较大差异,总体来说鲫鱼和草鱼高于鲤鱼和鲢鱼.相关分析结果显示,养殖鱼类肌肉中7种重金属元素的残留具有相似的来源,并可能以饲料、药物等人为来源为主.健康风险评估表明,儿童面临的鱼类重金属膳食摄入健康风险要高于成人,但日常食用郑州市黄河南岸地区养殖鱼类,重金属对当地居民造成的健康风险并不明显.在7种重金属元素中,As、Hg和Cr是主要风险元素,其污染积累特征及有效防控值得进一步研究.
2018 Vol. 38 (6): 2363-2370 [摘要] ( 245 ) [HTML 1KB] [ PDF 441KB] ( 564 )
环境影响评价与管理
2371 殷仁述, 杨沿平, 杨阳, 陈志林
车用钛酸锂电池生命周期评价
为评估车用钛酸锂(LTO)电池对能源、环境与资源的影响,构建了包括重制与二次使用阶段在内的车用锂电池全生命周期评价模型,以某款国产纯电动客车用钛酸锂电池包为评价对象,计算得出每kW·h钛酸锂电池全生命周期的总能量消耗(CED)、全球变暖潜值(GWP)和不可再生矿产资源耗竭潜值(ADP(e))分别为2.80×104MJ、1.86×103kg CO2eq.以及4.77×10-3kg Sbeq.其全生命周期CED与GWP主要与两个使用阶段中由电池充放电效率引起的能量损耗相关,生产阶段GWP主要来源于正负极材料、铝制材料和N-甲基吡咯烷酮.基于全生命周期存储-释放每MJ能量的视角,发现二次使用可显著降低电池全生命周期GWP;与已有研究中其他锂电池对比可知LTO电池生产阶段GWP最低.
2018 Vol. 38 (6): 2371-2381 [摘要] ( 373 ) [HTML 1KB] [ PDF 635KB] ( 1955 )
2382 杨小林, 顾令爽, 李义玲, 杜久升
基于动态综合评价的区域环境风险差异化管理
借鉴灾害风险管理理论,运用“纵横向拉开档次法”和“时序加权平均算子法”构建了区域环境风险动态综合评价模型,提出了“风险评价-等级分区-差异化管理”的区域环境风险管理方法,并以河南省为案例研究对象,开展河南省18个市级单元环境风险的动态综合评价和“差异化”管理研究.结果显示:(1)郑州、许昌、漯河等市综合环境风险指数最高,分别为13.79、13.46和13.28,信阳、南阳和三门峡等市综合环境风险指数最低,分别为4.15、4.16和5.01;(2)采用系统分层聚类法将河南省18个市级单元聚为5类环境风险等级区,其中,郑州、许昌、漯河等属于高风险区;焦作、濮阳、鹤壁等属于较高风险区;安阳、开封属于中风险区;平顶山、商丘、周口等市属于较低风险区;洛阳、三门峡、南阳等市属于低风险区;(3)根据河南省各市环境风险等级及主导因素的差异,遵循高、较高风险区“重点控制、优先管理”、中低风险区“逐步控制、加强防范”的原则,提出了“差异化”的风险管理方案.研究结果表明,该方法不仅可实现区域环境风险动态综合评价,识别区域环境风险主要贡献因子,而且“差异化”的风险管理方案更符合地方经济社会环境协调发展的实际需求.
2018 Vol. 38 (6): 2382-2391 [摘要] ( 219 ) [HTML 1KB] [ PDF 1397KB] ( 735 )
2392 蒯鹏, 束克东, 成润禾
我国工业部门环境污染排放变化的驱动因素——基于“十二五”工业排放数据的实证研究
基于LMDI模型将我国“十二五”时期工业污染排放变化分解为规模、结构、强度3种驱动因素,结果显示:规模效应是该时期大部分工业污染物排放下降的首要驱动,表现为:全国范围内加快淘汰落后、过剩产能,抑制了工业规模的无序扩张,进而对工业污染物排放形成向下的“拉力”.结构效应虽不如规模效应显著,但两者相差不大,表明产业结构调整对污染物减排起到积极作用.相比而言,强度效应不显著.本研究的启示是:“十三五”时期的减排政策应继续向有利于发挥规模效应的方向倾斜;考虑到规模效应的边际减排成本不断增长,还应建立长效机制以推动产业结构优化和减排技术创新.
2018 Vol. 38 (6): 2392-2400 [摘要] ( 216 ) [HTML 1KB] [ PDF 538KB] ( 688 )
中国环境科学
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