中文核心期刊
CSCD来源期刊(核心库)
中国科技核心期刊
RCCSE中国核心学术期刊
JST China 收录期刊

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

2019年  第37卷  第11期

金属的水质标准与环境管理研究进展
重金属对水生生物的毒性效应机制研究进展
洪亚军, 冯承莲, 徐祖信, 廖伟, 闫振飞, 刘大庆, 符志友
2019, 37(11): 1-9. doi: 10.13205/j.hjgc.201911001
摘要:
随着我国经济的快速增长和人民生活水平的日益提高,由此产生的环境污染问题也日益突出,其中水体重金属污染由于其具有危害大、分布广、持续长等特点而备受社会各界的广泛关注。重金属污染物通过干、湿沉降等各种途径随着生活污水和工业废水等进入水体,不仅对水生生物造成极大影响,还严重威胁人类的身体健康。综述了水体重金属的污染现状,以及水体重金属对水生生物的生态毒性效应及其机制,并展望了重金属对水生生物生态毒性效应的未来研究重点和方向,为重金属对水生生物的生态毒性效应进一步研究和水体重金属污染的环境治理提供参考,同时可为重金属的水质基准和风险评估研究提供重要理论依据。
毒代-毒效动力学模型及其在金属水生态风险评估中的应用研究进展
冯剑丰, 高永飞, 朱景雪, 何安, 杨岚鹏, 张燕, 朱琳
2019, 37(11): 10-18. doi: 10.13205/j.hjgc.201911002
摘要:
金属污染呈现出复合性、空间时间可变性、受环境因素等影响的特点。目前金属的水质基准及生态风险评价仍是以室内简化暴露条件(单一金属恒定浓度短期暴露)下的毒性数据为基础,忽视了实际环境中复杂的暴露特征,从而增加了重金属毒性预测与风险评估的不确定性。污染物的环境效应模型是环境基准和风险评估的基础和核心技术,目前常用的浓度(剂量)-效应模型是基于静态的统计关系所建立的,无法揭示污染物的效应过程,也不能有效进行复杂暴露条件下的生态效应评估。概述了近年来在环境与生态毒理学领域逐渐被广泛关注的毒代-毒效动力学(toxicokinetics-toxicodynamics,TK-TD)模型的基本概念及构建理论与方法,介绍了TK-TD模型在水环境重金属毒性预测及风险评估方面的应用研究进展,并对TK-TD模型的发展趋势进行了展望。
不同水体硬度条件下锌对本土水生生物急性毒性的影响
闫振飞, 李小峰, 刘大庆, 廖伟, 冯承莲, 吴丰昌
2019, 37(11): 19-24. doi: 10.13205/j.hjgc.201911003
摘要:
选取8种我国本土受试动物,在不同水体硬度(0~500 mg/L)下,探究锌的急性毒性变化,同时对锌的物种敏感度分布进行分析。实验结果表明:随着硬度的降低,水生生物对锌毒性效应增加;低营养级生物对锌毒性相对敏感性变化程度较大,而高营养级生物敏感性变化程度更小;物种敏感度分布法推导的5%生物短期毒性危害浓度HC5分别为:7. 1μg/L(硬度为0 mg/L)、63μg/L(硬度为50 mg/L)、67μg/L(硬度为100 mg/L)、230μg/L(硬度为250 mg/L)、367μg/L(硬度为400 mg/L)和476μg/L(硬度为500 mg/L)。可见,不同硬度条件下锌的短期危害浓度会有显著性差异。因此,在研究锌毒性效应和制定锌的水质标准时,不仅要考虑其毒性剂量效应关系,还应考虑水体中硬度对锌的生物有效性的影响。
基于累积概率分布法评估典型水环境因子对铜毒性的影响
廖伟, 冯承莲, 刘大庆, 刘娜, 何佳, 杨明儒
2019, 37(11): 25-29. doi: 10.13205/j.hjgc.201911004
摘要:
评估典型水环境因子对金属毒性的影响对水质基准预测及修正具有重要意义。通过文献和数据库调研,收集了我国主要流域地表水硬度、DOC含量、pH等指标的测量数据。同时以斑马鱼为研究对象,开展了水体不同硬度、DOC含量、pH值等条件下Cu~(2+)对斑马鱼毒性变化研究。结果表明:我国主要流域地表水硬度、DOC含量和pH值等指标的变化范围分别为27. 6~1007. 3 mg/L,0. 64~45. 17 mg/L和6. 83~9. 49;硬度和DOC含量与Cu~(2+)对斑马鱼毒性呈显著线性关系,可用一级线性方程拟合;选取水体硬度、DOC含量和pH等因子5%和50%累积概率的值,比较各因子相同累积概率区间范围内Cu~(2+)对斑马鱼的毒性变化程度,得出DOC含量为我国主要流域地表水水环境因子中铜对斑马鱼毒性的最大影响因素。研究结果可为金属的水质基准的制修订提供参考。
长江口近10年上覆水Cu负荷演变特征分析
罗家宏, 王华, 刘晓晖
2019, 37(11): 30-35. doi: 10.13205/j.hjgc.201911005
摘要:
以长江口为研究区域,基于野外监测数据,分析近10年来徐六泾水域(A区)、东风西沙水源区(B区)、石洞口水域(C区)、南港水域(D区)、北港水域(E区)、启东港水域(F区) 6个水域中溶解态Cu的监测数据,运用MannKendall法对其进行趋势分析,以及运用R/S分析法预测Cu浓度的未来变化特征。结果表明:1)近10年来,A—E 5个水域中Cu浓度均处于较低水平,平均浓度分别为0. 005,0. 005,0. 006,0. 004,0. 004 mg/L,而F区中Cu浓度变化较不稳定,2014年前Cu浓度处于较高水平,此后恢复低水平状态,总体波动较大,平均浓度为0. 0189 mg/L。2)在Mann-Kendall法趋势分析中,总体而言,在研究时期内,6个水域的分析结果 UF基本0. 5,即Cu浓度持续平缓下降,具有与过去相同的变化趋势。
硅烷化赤泥的制备及其对水中铅离子吸附性能分析
刘江龙, 郭焱, 何小山, 席艺慧
2019, 37(11): 36-44. doi: 10.13205/j.hjgc.201911006
摘要:
采用浓盐酸、3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)依次对赤泥进行处理、改性,制备出1种去除率高、吸附量大、吸附效果好的重金属离子吸附剂。通过SEM、XRD、BET、元素分析、FTIR、热重分析等手段对其进行表征,并探究溶液p H、吸附剂投加量以及吸附温度等条件对水溶液中Pb2+吸附效果的影响。结果表明:经浓盐酸酸浸和有机改性后,拜耳法赤泥比表面积显著增大且氨基成功嫁接到赤泥表面。硅烷化赤泥对铅的吸附时间在80 min达到平衡,其最佳吸附p H为6,最佳吸附剂投加量为2 g/L,对应的饱和吸附量为361 mg/g。吸附过程符合准二级动力学模型和Freundlich吸附等温模型,热力学数据说明该吸附是吸热、自发的过程。同时经XPS光谱分析证实,吸附机理主要是硅烷化赤泥表面嫁接氨基,氨基上的氮原子存在孤对电子,可通过与Pb2+的螯合作用而有效去除Pb2+。
化学预处理-人工湿地联合处理污泥中重金属
洪亚军, 徐祖信, 冯承莲, 徐大勇
2019, 37(11): 45-51. doi: 10.13205/j.hjgc.201911007
摘要:
使用化学预处理联合人工湿地处理污泥重金属,考察了柠檬酸(CA)和谷氨酸N,N-二乙酸(GLDA)处理对人工湿地去除污泥重金属效果的影响。结果表明:与原污泥对照相比,人工湿地对化学预处理污泥重金属Cd、Cu、Pb和Ni的去除率分别增加了60. 19%、34. 29%、37. 22%和25. 51%。方差和差异性分析结果表明:预处理对重金属去除影响顺序依次为GLDA>CA>未处理,人工湿地对污泥重金属去除效果依次为Ni>Cu>Cd>Pb,CA和GLDA预处理系统中的植物量,在实验结束时较初始分别增长了158. 65%和172. 89%,大于对照组的89. 14%,说明化学预处理污泥有利于湿地植物生长,从而促进污泥重金属的去除。
沉积物重金属累积特征与区域经济发展的响应关系
杨媚, 田学达, 牛勇, 张岚, 董姣, 王琳杰, 牛远, 余辉
2019, 37(11): 52-58. doi: 10.13205/j.hjgc.201911008
摘要:
为阐明社会经济发展对沉积物重金属浓度变化的驱动作用,研究基于洞庭湖流域2003—2017年的主要社会经济指标和沉积物重金属数据,采用潜在生态风险评价指数法对沉积物重金属污染风险进行评价,结合EKC模型反映目前经济发展与洞庭湖沉积物重金属之间的宏观关系,并建立洞庭湖流域主要社会经济指标与重金属污染的响应关系。结果表明:随着洞庭湖经济的增长,洞庭湖沉积物重金属污染问题突出,其中Cd污染最严重,均值为3. 83 mg/kg,其次是Hg,均值为0. 20 mg/kg;潜在生态风险评价结果表明:Cd、Hg的风险最高,2种金属风险贡献率高达92. 25%,为主要污染元素;基于EKC模型拟合结果可知,沉积物重金属整体污染程度及其生态风险将持续加剧;而工业发展、有色矿产资源的开发利用和旅游业等第二、三产业发展对Cd、Hg的影响显著。因此,严格控制第二、三产业发展过程中入湖污染物的重金属含量是减少洞庭湖沉积物重金属污染的关键。
环南四湖区地下水中重金属健康风险评价
郭森, 肖捷颖, 张依章, 张秋英, 赵光磊, 常宝健
2019, 37(11): 59-64. doi: 10.13205/j.hjgc.201911009
摘要:
为评价环南四湖区地下水中重金属对人体健康的潜在危害,使用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)测定环南四湖区35个地下水体中重金属Cd、Cr、Fe、Mn、Zn的含量水平,并采用美国环保署(USEPA)推荐的健康风险评价模型对其通过饮水和皮肤暴露途径所引起的健康风险进行评价。结果表明:地下水中重金属Cd、Cr、Fe、Mn、Zn含量分别为0. 28,13. 56,0. 88,1. 43,2. 27μg/L,其中重金属Cr是该地区地下水中的主要污染物,超标率为90. 2%。健康风险评价结果表明:重金属对成人的致癌风险高于儿童,饮水暴露途径产生的致癌风险远大于皮肤暴露途径,5种重金属的潜在健康风险顺序为Cr>Cd>Mn>Fe>Zn。重金属Cr、Cd通过饮水暴露途径对成人和儿童产生的潜在风险值分别为1. 10×10~(-4)、2. 95×10~(-5)和2. 91×10~(-5)、7. 75×10~(-6),研究表明该地区饮水和用水途径下重金属对人体不会产生明显的健康风险。
辽河干流沉积物重金属污染特征及潜在生态风险评价
王辉, 赵悦铭, 刘春跃, 王英刚, 吴昊, 王晓旭, 罗庆
2019, 37(11): 65-69. doi: 10.13205/j.hjgc.201911010
摘要:
在辽河干流共设置24个监测点位,进行表层沉积物样品的采集,测定沉积物样品中Cr、Ni、Zn、Pb、Cu和As的浓度,并在此基础上,采用单因子污染指数法、富集系数法和潜在生态风险评价指标法对沉积物中重金属污染状况和潜在生态风险进行了评价。结果表明:沉积物中6种元素平均浓度顺序为Cr>Zn>Cu>Ni>Pb>As,但均未超过GB15618—2018《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》中的标准值,且沉积物中Pb、Zn、Cu、Ni和Cr的浓度相比南方部分省份河流较低。各种重金属的富集程度较低,其中As和Zn处于中度污染程度,Ni、Pb、Cu和Cr处于轻度污染程度。单因子污染指数法和潜在生态风险评价指标结果表明:辽河干流沉积物中重金属污染处于低风险状态,但As存在中度风险点位,应予以关注。研究结果为治理辽河污染,加强环境保护和水环境管理水平提供参考。
我国流域水环境中铜、锌的生态风险及管理对策
符志友, 冯承莲, 赵晓丽, 郭文景, 孙思杨, 刘新妹, 王宇, 李晓峰, 吴丰昌
2019, 37(11): 70-74. doi: 10.13205/j.hjgc.201911011
摘要:
铜、锌是生命体必需的微量元素,但超过一定的量会对生物产生毒害作用。近年来的研究表明:在中国的一些典型流域水体中,铜、锌相对于其他有毒重金属存在较高的生态风险,主要是因为我国铜、锌的生产量与消费量较高,导致其在部分地表水环境中的浓度较高;同时,水生生物对铜、锌的敏感性远大于人体的敏感性,从而导致其对水生生物存在较高的生态风险。基于此,提出对流域水环境中铜、锌的污染应采取针对性的风险管控措施,以保护水生态系统安全。
水污染防治
进水碳氮比对生物膜微生物群落及系统脱氮性能的影响
杨慎华, 李家麟, 王晓玲, 张琼, 张亮, 彭永臻
2019, 37(11): 75-80. doi: 10.13205/j.hjgc.201911012
摘要:
为了解析进水C/N对生物膜法处理性能的影响,研究了C/N从2. 5下降至0. 14过程中生物膜形态特征及微生物群落结构的变化。生物膜系统在进水C/N为2. 5条件下启动并运行54 d,生物膜污泥浓度增至19. 6 mg/cm3,生物膜呈黑色且形态疏松,系统氨氮去除率由初始的88%逐渐降至20%。进水C/N降低至0. 14并继续运行105 d,进水C/N降低后,生物膜逐渐脱落,生物膜污泥浓度降至10. 1 mg/cm3。随后生物膜的生物量开始稳定,并逐渐增至C/N降低前的水平,氨氮去除率逐渐恢复最终达到88%。进水C/N波动对生物膜形态和微生物群落均有显著影响。随着进水C/N降低,生物膜形态密实呈砖红色,微生物多样性增加,生物膜中的放线菌门相对丰度减少,绿弯菌门和变形菌门相对丰度增加,Denitratisoma、Nitrosomonas和厌氧氨氧化菌逐渐被富集,生物膜系统逐渐稳定,实现了良好的脱氮效果。
绿狐尾藻抑制2种典型蓝藻生长的化感物质实验
王海萍, 郑立国
2019, 37(11): 81-86. doi: 10.13205/j.hjgc.201911013
摘要:
采用多种溶剂对绿狐尾藻-蓝藻共培养液进行提纯、分离,通过共培养萃取液抑藻的剂量-效应实验,确定绿狐尾藻分泌的化感物质主要分布在水相中,且高体积浓度时抑藻作用明显。通过GC-MS对绿狐尾藻干粉浸液、绿狐尾藻-蓝藻共培养液水相组分进行鉴定分析,发现绿狐尾藻干粉浸液比植物体分泌到体外的化感物质种类更多、浓度更高,对蓝藻的抑制效果更加显著。绿狐尾藻干粉浸液和共培养水相中均检出己内酰胺和甲氧基苯基肟2种化合物,其中甲氧基苯基肟可能为抑制蓝藻生长的化感物质。
小球藻在沼液中的油脂累积及净化效应
乔佳珂, 邱洪臣, 程金凤, 岳彤, 罗小伟, 常朝阳
2019, 37(11): 87-91. doi: 10.13205/j.hjgc.201911014
摘要:
以小球藻为材料,浓度分别为10%、20%、30%、40%、50%、60%的沼液作为培养基,研究沼液对小球藻生长和油脂积累的影响,以及小球藻对沼液中氮、磷和重金属铜(Cu~(2+))、锌(Zn~(2+))、镉(Cd~(2+))的去除作用。结果表明:小球藻的相对生长密度与沼液浓度呈负相关,小球藻油脂含量为17. 28%~32. 89%,其主要脂肪酸为C16和C18脂肪酸。小球藻TN去除率为39. 85%~73. 24%,TP去除率为86. 07%~93. 93%,Cu~(2+)去除率为17. 97%~36. 98%,Zn~(2+)去除率为12. 00%~44. 01%,Cd~(2+)去除率为32. 23%~78. 57%。在利用小球藻处理沼液时,可降低沼液中氮、磷及重金属含量,沼液浓度可影响小球藻的相对生长密度和油脂含量。结果表明,在沼液浓度为30%时小球藻对沼液的净化效果最好。
生物炭与膨润土对镉吸附性能比较
牟珍珍, 孟宪刚, Rehmat Islam, 边建文, 王振南, 朱淑芳, 宁海军
2019, 37(11): 92-97. doi: 10.13205/j.hjgc.201911015
摘要:
比较了松木生物炭(PN-B)、花生壳生物炭(PT-B)及膨润土(Bent)对镉的吸附能力及机理,模拟其吸附等温模型和吸附动力学,并讨论p H、初始投加量对实验的影响,对吸附前后的吸附剂进行电镜扫描、傅里叶红外光谱及X射线衍射分析,探讨其吸附机理。结果表明:2种生物炭和膨润土对Cd~(2+)的吸附都符合Freundlich模型; 3种材料吸附动力学均符合标准二级反应动力学方程;其中pH=6、投加量为0. 1g时吸附效果最高,PN-B、Bent、PT-B最大吸附量及最大吸附率分别为16. 56 mg/g(95%)、15. 07 mg/g(91. 06%)、15. 52 mg/g(89. 4%);生物炭对Cd~(2+)的吸附机理主要为—OH、—C O及—CH_2与Cd~(2+)发生表面吸附、离子交换和络合反应共同作用,膨润土对Cd~(2+)的吸附机理主要为离子交换反应。研究表明,松木生物炭对镉的吸附效果最好。
不同形式河道坡边湿地对河水的净化效果
张芮芮, 沈鹏, 侯鹏飞, 海热提, 王晓慧
2019, 37(11): 98-101. doi: 10.13205/j.hjgc.201911016
摘要:
通过构建斜坡形和阶梯形2种不同形状的河道坡边湿地,探究其对河水的净化效果,并对目前常用的河道边坡进行分类,在此基础上对2种形状的河道边坡提出改造建议。结果表明:阶梯形坡边湿地对COD去除率要高于斜坡形坡边湿地,其最高去除率分别为41. 18%和29. 41%。对于TP而言,阶梯形坡边湿地去除率略大于斜坡形坡边湿地,其最高去除率分别为63%和60%。斜坡形坡边人工湿地对NH_3-N的处理效果略优于阶梯形坡边人工湿地,其最高去除率分别为85%和83%。综合而言,河道坡边湿地对COD、TP和NH_3-N有较好的净化效果,具有潜在的应用前景。
基于SWMM模型的南宁市海绵城市建设优化模拟
姚焕玫, 卢燕南, 王石
2019, 37(11): 102-109. doi: 10.13205/j.hjgc.201911017
摘要:
为推进南宁市从"工程治水"向"系统治水"的海绵城市建设改造,借助SWMM雨水管理模型和Arc GIS地理信息系统,将研究区划分为若干个150 m×150 m的子汇水面积作为模拟单元,构建南宁市区地表径流及非点源污染精细化雨水径流模型。2009年、2015年南宁市雨水年径流总量分别为1. 86亿,3. 37亿m3,增长率为44. 81%,径流中心和高径流区在空间上均向市区东北方向偏移。利用构建的南宁市精细化雨水径流模型,借助SWMM中的低影响开发(LID)模块,结合不同改造目标对南宁某高强度海绵城市模式示范区进行情景改造模拟。结果表明:最大径流量/悬浮颗粒物(SS)去除模式(情景1)下,径流量削减率为21. 04%,SS削减率为66. 37%。成本最优模式(情景2)下,径流量的削减率为13. 74%,SS削减率为46. 71%。引入单位投资回报作为改造效益评估指标时,情景2下,单位成本径流量和SS削减率分别增加了0. 17%和0. 89%,说明情景2比情景1更贴合实际工程评估。因此,将单位成本投资作为工程效益评估指标能更客观真实地指导海绵城市建设规划。
氢气纳米气泡水对大型溞毒性效应的影响
张优, 范文宏, 李嘉尧, 李昂, 柳姝
2019, 37(11): 110-118. doi: 10.13205/j.hjgc.201911018
摘要:
氢气纳米气泡水作为一种新型的选择性抗氧化剂,近年来已成为医学和植物学领域的研究热点。将氢气纳米气泡技术用于环境毒理领域,探求其对大型溞生长繁殖的影响,以及在重金属污染胁迫下对大型溞的毒性缓解效应。研究结果表明:在重金属铜的污染胁迫下,氢气纳米气泡水的存在可以显著降低大型溞体内的铜积累量并减低大型溞的死亡率。在无重金属污染胁迫下,氢气纳米气泡水可以促进大型溞的生长繁殖,显著增加大型溞的产溞量,并缩短产溞时间。该结果可为氢气纳米气泡水在环境毒理领域的研究提供基础数据,并为氢气纳米气泡水在环境领域的应用提供参考。
大气污染防治
我国钢铁企业烧结烟气氧含量分布及其对污染物排放的影响
钟婷婷, 易红宏, 唐晓龙, 张承舟, 于庆君, 赵顺征, 高凤雨, 周远松
2019, 37(11): 119-124. doi: 10.13205/j.hjgc.201911019
摘要:
鉴于我国目前对钢铁行业烧结烟气的氧含量分析匮乏的现状,介绍了我国钢铁行业烧结烟气基准氧含量取值现状,及其在大气污染物排放检测中的关键性作用。根据实地调研考察获取的全国部分省份钢铁企业烧结烟气排放数据,采用合理的氧含量折算方法,对主要污染物的实测浓度进行折算,分析了氧含量数值对污染物排放浓度达标情况的影响。并且对全国部分地区氧含量分布及不同烧结机规模下氧含量的分布进行讨论,以期为我国钢铁行业烧结烟气氧含量研究提供一定的借鉴。结果显示,氧含量折算对检测排放浓度有重要意义,长三角、"2+26"城市、汾渭平原地区平均氧含量分别为17. 6%、17. 1%、16. 4%。同一省份中,烧结机面积与平均氧含量值呈正相关趋势。
2015和2018年承德市区PM_(2.5)排放与来源对比分析
周胜, 陈桐生, 黄报远, 林少雄
2019, 37(11): 125-131. doi: 10.13205/j.hjgc.201911022
摘要:
于2015和2018年夏、冬季在承德市区采集PM_(2.5)样品,对比分析了PM_(2.5)中水溶性离子和元素的污染特征及来源。结果显示:2018年夏、冬季ρ(PM_(2.5))分别为(30. 6±15. 0),(33. 5±14. 6)μg/m3,与2015年相比,ρ(PM_(2.5))分别下降33. 8%和44. 2%,总水溶性离子浓度分别下降31. 0%和42. 8%。夏、冬季均呈现出SO2-4>NO-3>NH+4的浓度变化趋势,硫氧化率和氮氧化率分析结果显示:夏季SO2和NOx等气态前体物更易发生二次转化,高浓度前体物排放是冬季二次组分产生的主要原因;与2015年相比,2018年气态前体物的二次转化更为明显。2018年承德市区PM_(2.5)主要来自二次源(23. 382%~26. 013%)、扬尘源(19. 826%~22. 412%)和工业源(16. 329%~18. 729%)的贡献;与2015年相比,由于承德市积极推进绿色施工、煤电行业超低排放等措施,2018年扬尘源、燃煤源对市区PM_(2.5)的贡献降低,但移动源对市区PM_(2.5)的贡献有所增加。因此,建议承德市继续加强对移动源和扬尘等排放源的治理。
天津市PM_(2.5)污染特征与来源解析
李源, 陈魁, 孔君, 毕温凯, 白宇, 徐虹, 杨宁
2019, 37(11): 132-137. doi: 10.13205/j.hjgc.201911020
摘要:
使用2013—2018年大范围长期连续PM_(2.5)观测数据分析了天津市PM_(2.5)污染特征,并使用SMOKE/WRF/NAQPMS模型研究了天津市不同季节PM_(2.5)来源情况。天津市近年PM_(2.5)浓度逐年下降,2013—2018年的年均浓度从96μg/m3下降到52μg/m3,均呈现冬季浓度最高,春、秋季较高,夏季最低的趋势;空间分布上呈西高东低、南高北低的分布特征。本地排放是天津市PM_(2.5)主要来源,不同季节占比为30%~40%,周边城市的跨省输送特征明显,沧州市的贡献约为10%,廊坊市的贡献在、秋冬季较大,为10%~14%,山东省在冬季以外的季节也有10%左右的PM_(2.5)贡献,国外及海洋的贡献在夏季较大(23%),但在其他季节的贡献较小。多数时期二次生成的PM_(2.5)贡献比例最大,贡献为30%~40%,说明天津所在的华北地区二次反应较强烈。另外,居民源与工业源的排放占比也较大,特别是冬季的居民源,占比高达42%。制定防治措施时可考虑不同季节的地区联防联控,但由于本地的排放占比均较大,在任何季节都应该强化本地排放的控制,控制重点是居民源与工业源。
基于响应面法的环保抑尘剂制备优化
梁文俊, 池浩, 任思达, 李坚
2019, 37(11): 138-143. doi: 10.13205/j.hjgc.201911021
摘要:
为了简化环保型抑尘剂制作流程,便于保存和运输,实现抑尘剂大规模工业化应用,以农业废弃物玉米秸秆、羧甲基纤维素钠(CMC)和工业碱Na OH为原料,通过测试抑尘剂黏度和表面张力等指标,并运用响应面法优化配方,确定m(玉米秸秆)∶m(CMC)∶m(工业碱)为6. 55∶2. 10∶1. 50时,加入适量水制备可生物降解环保抑尘剂。同时用响应面法优化了制备工艺并测试抗压强度,结果表明:当秸秆粒径为2 mm,反应时间为1. 5 h,转速为300 r/min,按照配方和工艺配制该抑尘剂时,黏度可达320 m Pa·s,抗压强度可达220 k Pa,具有较好的抵抗外界破坏能力和黏附性能。
固废处理与处置
废弃电器电子产品产生量估算方法研究趋势分析
金玉, 顾一帆, 张书豪, 王恒广, 韩红桂, 吴玉锋
2019, 37(11): 144-148. doi: 10.13205/j.hjgc.201911023
摘要:
废弃电器电子产品(WEEE)是世界增长最快的废物流之一,研究其产生量对社会经济和生态可持续发展具有重要意义。现有的WEEE产生量估算方法众多,但对其造成估算结果偏差的原因分析较少。综述了常见的5种估算模型的研究进展,并重点从数据完整性和精度、产品寿命、逆向物流、区域流动角度探讨了估算模型在我国实际应用中存在的局限性。结果表明:通过完善本土数据库、融合多种估算模型、解析资源代谢过程、追踪物质转移过程可提升估算结果的精确性和可靠性,为废弃电器电子产品产生量估算方法的改进和应用提供参考。
生活垃圾填埋场中飞灰固化体动态/半动态浸出行为
李清毅, 宋凯, 何亮, 牟陈亚, 骆成杰, 王飞, 刘建
2019, 37(11): 149-154. doi: 10.13205/j.hjgc.201911024
摘要:
采用p H为5. 5的醋酸-醋酸钠缓冲溶液作为浸提液,建立飞灰固化体的动态/半动态浸出实验,研究填埋场渗滤液导排系统正常和淤堵时飞灰固化体的长期浸出行为。结果表明:动态和半动态实验中Pb、Zn、Cr、Cd的浸出过程均受扩散控制,但动态浸出的延续时间更长,半动态浸出的重金属浓度及总量更高。在飞灰填埋处置过程中,应保持渗滤液导排系统畅通,避免发生堵塞;此外,还应关注飞灰固化体长期浸出的环境影响。
深圳市工业液态危险废物来源特征、环境危害特性及资源化潜力
赵曦, 尹娟娟, 刘子厚, 陆克定, 周钦灵, 王宇楠
2019, 37(11): 155-159. doi: 10.13205/j.hjgc.201911025
摘要:
对深圳市工业液态危险废物的分类产生量、行业来源及产生工艺进行分析,筛选85家工业企业产生的22小类液态危险废物进行了采样分析,并对各类废液的环境危害特性和资源化潜力进行了研究。结果表明:深圳市工业液态危险废物主要来源于线路板、新型电子元器件、电镀和设备制造等行业,排名前13类工业液态危险废物的产生量占深圳市工业危险废物产生总量的69. 41%,产生量最大的4类工业液态危险废物依次为HW22含铜废物、HW17表面处理废物、HW34废酸、HW06废有机溶剂与含有机溶剂废物。工业液态危险废物基本上产生于各种使用液态溶剂、试剂或槽液的物理化学处理工艺。有15小类有毒有害物质的含量超过浸出GB 5085. 3—2007《危险废物鉴别标准浸出性鉴别》标准值,超出标准值次数最多的指标为Ni、Cu和Pb;有13小类废物具有重金属回收利用的潜力,可利用的元素包括Au、Ag、Cu、Ni、Sn、Cr、Mn等。在某种意义上,工业液态危险废物也称为城市液体矿山。
硫酸选择性浸出镍铁冶炼渣中有价金属
陈冬冬, 饶帅, 谢武明, 王东兴, 段丽娟, 曹洪杨, 刘志强
2019, 37(11): 160-165. doi: 10.13205/j.hjgc.201911026
摘要:
为了解决镍铁冶炼过程产生的冶炼渣堆积对环境造成污染问题,提出低酸提镍-高酸提镁、铁的选择性浸出工艺,并对原料和浸出渣进行XRD和SEM表征。研究结果表明:首段浸出控制H_2SO_4浓度为0. 05 mol/L,液固比为5 m L/g,反应温度为323 K和时间为120 min的条件下,Ni浸出率为97. 8%;二段浸出控制H_2SO_4浓度为2. 5 mol/L,液固比为15 m L/g,温度为363 K和时间为300 min的条件下,Fe、Mg和Cr浸出率分别为82. 43%、91. 68%和86. 50%。低酸可实现镍铁渣中Ni-Fe合金的溶解,高酸破坏硅酸盐矿物的晶体结构,但部分镁铁橄榄石镶嵌在顽火辉石中,降低了Fe、Mg和Cr的浸出率,故破坏硅酸盐矿物的晶体结构是实现高效浸出Fe、Mg和Cr的关键步骤。
生物质与脱脂餐厨垃圾混烧对灰熔融特性的影响
刘亮, 侯勤加, 夏辉, 曹亚, 蔡宜捷, 田红, 刘代飞
2019, 37(11): 166-171. doi: 10.13205/j.hjgc.201911027
摘要:
为减少锅炉燃用餐厨垃圾和生物质混烧引起的结渣问题,分析了水稻秸秆(RS)、小麦秸秆(WS)和玉米秸秆(CS) 3种生物质对脱脂餐厨垃圾(KW)灰熔融特性的影响,在不同比例、不同制灰温度下制得灰样,利用灰熔点测试仪测定灰样的熔融特征温度,利用X射线荧光仪(XRF)和X射线衍射仪(XRD)测定分析灰样中矿物成分的变化。结果表明:生物质可以降低混合灰样的熔融温度; CS与KW和RS与KW混合灰样熔融温度降低的主要原因是莫来石与硅线石含量减少直至消失,同时白榴石含量的增加;而WS和KW的原因是硅线石含量的降低以及白榴石和钠长石含量的增加。随着制灰温度的增加,KW灰、WS灰和混合灰样的碱金属元素的含量降低,主要是高温条件下,碱金属挥发,并且混合灰样及KW在高温条件下还会有硅线石、莫来石出现。
土壤修复
水泥固化锌污染红黏土固化率与微观孔隙特征
张聪慧, 申向东, 樊浩伦, 原奇
2019, 37(11): 172-176. doi: 10.13205/j.hjgc.201911028
摘要:
为探究水泥污染土固化率与孔隙特征之间的关系,利用水泥作为固化剂对锌污染红黏土进行固化稳定处理,对不同养护期人工污染土的毒物浸出毒性、微观孔隙及生成物成分进行研究。结果表明:重金属浸出量随锌离子浓度增加总体呈上升趋势,固化率则相反。固化土中固化率与总孔隙率相关性最高且呈负相关,0. 840~8. 400μm的孔隙体积分数与总孔隙率相关性最高且呈正相关;随着离子浓度增加,0. 840~8. 400μm的孔隙体积分数与总孔隙率占比增加而固化率下降;水泥掺量10%时,固化土内部水化反应生成络合物CaZn_2(OH)_6·2H_2O进而填充孔隙,使内部结构更密实。
某废弃焦化场地原位燃气热脱附污染排放及控制
孟祥帅, 庞然, 吴萌萌, 陈鸿汉, 王茜
2019, 37(11): 177-183. doi: 10.13205/j.hjgc.201911029
摘要:
原位热脱附在国内场地修复的应用尚处于发展阶段,目前研究多针对影响修复效果的各项工艺参数,而对修复过程中产生的"二次污染"排放及防治措施研究较少。以某焦化场地规模化燃气热脱附修复工程为例,系统分析了修复全过程的产污环节、处理工艺、排放浓度及达标情况。结果表明:热脱附废气采用"尾气回烧+活性炭吸附"工艺,废水采用"芬顿氧化+混凝+活性炭吸附"工艺,能够实现污染物达标排放,固体废物处置率为100%。该工程的污染物的管控措施能够满足环境管理要求。
工程菌-植物联合修复废弃油基钻井液沉积物的实验
苏俊霖, 秦祖海, 张勇, 孙雪慧, 蒲晓勇, 罗丹梅, 陈鑫
2019, 37(11): 184-188. doi: 10.13205/j.hjgc.201911030
摘要:
针对生物法修复废弃油基钻井液沉积物中TPH(total petroleum hydrocarbon)和重金属镉等有害物质,以西南石油局油田工程服务公司川东泥浆站的废弃油基钻井液沉积物为处理对象,将废弃油基钻井液沉积物和清洁土壤按1∶1的比例均匀混合,选择3种工程菌和2种植物为修复材料,并以降解率为处理效果的依据,在农田进行种植实验,初步研究了6种条件下白皮松、东南景天对TPH和重金属镉的处理效果。结果表明:在实验土壤中种植白皮松在添加SQ-3工程菌的条件下对实验土壤中TPH有良好的降解效果,降解率达到36. 93%;种植东南景天在添加SQ-3工程菌的条件下对实验土壤中重金属镉有良好的去除效果,去除率为21. 21%,且此时对TPH的降解率为26. 30%。
城市污泥的直接施用对矿区土壤修复的影响
潘志强, 张淑琴, 任大军, 刘爽, 张晓晴
2019, 37(11): 189-193. doi: 10.13205/j.hjgc.201911031
摘要:
为探讨城市污泥直接用于矿区土壤修复的可行性,以矿山废弃土壤为基质,直接施入不同含量的城市污泥进行盆栽试验,研究污泥施入量对矿山土壤理化性质的影响,以及本地植物鸭跖草对施加污泥土壤的毒害性响应及其去除土壤中重金属的效果。结果表明:城市污泥能够有效提高矿区土壤肥力,改善土壤结构,使其达到NY/T 391—2000《绿色食品产地环境技术条件》土壤肥力一级标准,但同时也加了重金属(Cu、Zn、Pb、Cd)污染程度;而种植本土植物鸭跖草对Cu、Zn、Pb、Cd有着一定的去除作用,在短期内去除率为7%~10%。通过控制污泥直接施入量为15%以及长期种植本地植物能够有效实现矿区废弃土壤的修复。
监测与评价
拉萨市生活垃圾卫生填埋场土壤重金属调查和分析评价
旦增, 周鹏, 汪晶, 穷达卓玛, 周文武, 李扬, 陈冠益
2019, 37(11): 194-199. doi: 10.13205/j.hjgc.201911032
摘要:
为分析、掌握拉萨市生活垃圾填埋场周边土壤环境中重金属含量和污染水平,于2018年4月17日对拉萨市生活垃圾填埋场场界正东、正南、西南、正北和东北5个方向进行现场采样,并采用标准指数法、污染指数法、地积累指数法和潜在生态危害指数法对填埋场周边土壤重金属含量和污染进行了分析和评价。结果表明:拉萨市生活垃圾填埋场对周边土壤环境产生了一定污染,虽然各重金属元素均满足GB 15618—1995《土壤环境质量标准》二级标准,但Pb、Cr、Ni、Cd、As、Hg、Zn均高于拉萨城市土壤元素背景值,其中Cr高于GB 36600—2018《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》第一类用地风险管控值1~3倍,为轻度污染;相对于第一类用地风险筛选值和管控值,综合污染评价结果为中度污染和无污染;地积累指数评价结果表明Cr和Hg在个别监测点为轻度污染;各监测点综合潜在生态危害为轻微生态危害,其危害程度排序为西南>正南>正北>正东>东北。