环境承载力不确定性多目标优化模型及其应用

为明确给出环境承载力的实质内涵“人类活动阈值”,利用不确定型多目标优化方法,建立了区域环境承载力优化模型.应用该模型对北京市通州区进行区域战略环境影响评价.结果表明,水环境容量是制约通州区社会经济发展的瓶颈;《通州新城规划》的人口与经济发展目标与其“滨水宜居新城”目标相违,必须削减其人口与经济目标,2010 年和2020 年适度人口规模分别为44.88~50.39 万人和85.29~96.40万人;适度经济规模分别为132.57~182.02 亿元和862.9~1141.22 亿元.通过加大投资力度,调整投资结构,《通州新城规划》的三次产业结构目标基本可以实现.2010 年和2020 年三次产业适度的结构分别为(6%~7%):(39%~43%):(51%~54%)与2%:(23%~30%):(68%~75%).为实现这些目标,对于高能耗、高水耗行业(造纸与化工等)应限制其发展,并逐步淘汰     

螯合萃取分离富集原子吸收法测定海水中Cr(Ⅲ)、Cr(Ⅵ)和总铬

建立了以吡咯烷二硫代氨基甲酸铵(APDC)为络合剂、甲基异丁基酮(MIBK)为萃取剂,用原子吸收光谱法测定海水中Cr(III)、Cr(VI)和总铬的方法。实验最优条件是pH 2.0~5.0,APDC浓度为2%、用量1~5 mL。研究结果显示,该方法适用的线性范围宽,根据Cr浓度可采用石墨炉或火焰原子吸收法测定;相对标准偏差5%~1 2%,回收率85%~102%。该方法操作简单,测定结果准确可靠,适合在实际应用中大力推广。     

水稻根际与非根际土壤硫素赋存形态转化及其迁移规律

在未污染及重金属污染水稻土上施用不同硫肥处理,通过池栽试验研究硫在水稻根际与非根际土壤中迁移规律及其赋存形态的影响.结果表明,在水稻生育期内,根际与非根际土壤溶液Eh、pH和pe+pH范围分别在93~283 mV和83~254 mV之间、7.5~8.4和7.7~8.4之间、9.1~13.2和9.1~12.5之间.根际土Eh总体上高于非根际土,根际土pH总体上低于非根际土.在根际土壤中,水溶性硫(占总无机硫的41%~81%,下同)吸附性硫(9%~34%)盐酸可溶性硫(8%~24%)盐酸挥发性硫(2%~8%).在分蘖期和抽穗扬花期,水溶性硫和吸附性硫的质量分数,施用石膏处理的显著性高于单质硫处理的;对未污染水稻土,其质量分数显著性高于污染水稻土的.在非根际土壤,水溶性硫(40%~69%)盐酸可溶性硫(18%~41%)盐酸挥发性硫(6%~16%)吸附性硫(0.7%~7.5%).根际土与非根际土壤的无机硫质量分数分别为223~738mg·kg~(-1)和68~128 mg·kg~(-1),土壤有机硫质量分数分别为574~1 647 mg·kg~(-1)和108~391 mg·kg~(-1),总硫的质量分数分别为825~2 287 mg·kg~(-1)和200~477 mg·kg~(-1).水稻根际土中,无机硫和有机硫分别占总硫20%~40%和60%~80%;非根际土为18%~46%和54%~82%.水稻根际土在总硫、有机硫、水溶性硫、吸附性硫和盐酸可溶性硫的质量分数分别是非根际土壤的3~11倍、3~5倍、5~7倍,12~20倍、2~3倍,而盐酸挥发性硫的质量分数低于非根际土.     

HPLC-MS/MS检测土壤中全氟烷基乙醇

文章建立了高效液相色谱-电喷雾离子源-串联三重四级杆质谱(HPLC-ESI-MS/MS)测定痕量全氟烷基乙醇(FTOHs)的分析方法。样品采集后,用9∶1(V∶V)乙腈:Na OH水溶液(20 mmol/L)做为萃取液,超声2次,每次30 min。采用多反应离子监测模式(MRM)和电喷雾负离子模式,流动相为甲醇和0.01%氨水,对目标物4∶2 FTOH,6∶2 FTOH,8∶2 FTOH和10∶2 FTOH进行检测。该方法测得的4种目标物的线性关系良好,线性相关系数在0.997~0.999之间,各组分的加标回收率在80.6%~103.9%之间,相对标准偏差在6.22%~9.26%之间。方法具有操作方便、灵敏度较高、回收率高的优点,可有效检测土壤样品中的4种FTOHs。     

硫素对氧化还原条件下水稻土氧化铁和砷形态影响

通过充N2和充O2的氧化还原反应装置,在添加外源砷污染的水稻土中,施用不同形态的无机硫(不施硫S0,单质硫S1和硫酸盐S2),模拟水稻田的氧化还原状况.结果表明,通N2时,土壤溶液氧化还原电位(Eh)在-100~-200 mV之间,溶液pH在7.0~8.0之间,pe+pH为4~7之间;通O2时,溶液Eh在200mV左右,溶液pH在6.5~7.5之间,pe+pH为9~12之间.无论通N2还是通O2,土壤溶出铁的浓度在1.2~1.6 mg·L-1,均有处理S0>S1>S2和AsS0>AsS1>AsS2.在通N2时,各处理HCl提取土壤氧化铁的含量比原土[(21.4±0.3)g·kg-1]低5 g·kg-1,有利于结晶态氧化铁向无定形氧化铁转化和形成Fe2+,无定形氧化铁活化度比原土活化度46.8%有所增加,且处理AsS2(49.4%)AsS2(36.1%).通N2时,土壤溶液中砷浓度变化为AsS0[(1.13±0.04)mg·L-1]>AsS1[(0.89±0.01)mg·L-1]>AsS2[(0.77±0.04)mg·L-1];通O2时,土壤溶液中砷浓度变化AsS1[(0.77±0.01)mg·L-1]>AsS0[(0.20±0.09)mg·L-1]>AsS2[(0.09±0.01)mg·L-1].通N2时,不同处理各形态砷占总砷比例变化为残渣态(34.9%~41.4%)≈专性吸附态(37.4%~39.5%)>晶态铁锰结合态(23.3%~25.6%)>非专性吸附态(2.4%~3.3%)>无定形铁锰结合态(0.5%~0.8%).通O2时,各处理形态砷占总砷比例变化为残渣态(30.8%~39.3%)≈专性吸附态(30.3%~34.7%)>晶态铁锰结合态(26.0%~28.7%)>无定形铁锰结合态(9.3%~10.7%)>非专性吸附态(0.5%~1.6%),其中,无定形铁锰氧化物结合态砷比通N2时提高了约9%,也就是无定形铁锰的老化作用对砷形态转化的影响.这表明还原条件能够使氧化铁的活化度升高,砷的移动性增强,但硫酸盐体系降低氧化铁的活化度,单质硫体系的砷移动性要大于硫酸盐体系的砷移动性.     

高炉炼铁工艺细颗粒物PM2.5排放特性分析

采用静电低压撞击器(electrical low pressure impactor,ELPI)对高炉出铁场、矿槽除尘后细微颗粒物(PM2.5)的粒径及质量浓度分布进行在线分析.结果表明,出铁场除尘后PM2.5粒数浓度在105~106cm-3数量级范围内,主要为粒径小于0.1μm的颗粒物,而矿槽除尘后PM2.5粒数浓度在104~105cm-3数量级范围内,主要为粒径1.0μm以下的颗粒物,质量浓度呈单峰分布;PM2.5化学组成分析表明水溶性离子SO2-4、K+、Ca2+含量较高,分别为10.32%~28.55%、10.36%~12.15%、3.97%~15.4%;主量元素主要为Fe、Si、Al,含量分别为16.8%~31.62%、2.24%~8.76%、1.24%~5.89%;含碳组分OC和EC在PM2.5中的含量也较为丰富,分别为2.7%~4.6%和0.8%~1.3%.PM2.5单体颗粒形态主要为球状颗粒和不规则颗粒.高炉出铁场、矿槽除尘后PM2.5的排放因子分别为0.045~0.085 kg·t-1、0.042~0.071 kg·t-1.     

固相萃取-气相色谱法测定水中13种多溴联苯醚

建立水中13种多溴联苯醚(Polybrominated diphenyl ethers,PBDEs)固相(solid-phase extraction,SPE)萃取-气相色谱分析方法。水样经弗罗里硅土(Florisil)固相萃取柱富集后,用2 mL正己烷和5 mL正己烷:二氯甲烷(V∶V=8∶2)进行洗脱,采用HP-5(30 m×320μm×0.25μm)毛细管柱分离,气相色谱仪(GC-uECD)检测。结果表明,在0.05、0.25、0.5μg/L3个添加水平中,13种PBDEs的平均添加回收率在67.9%~121.5%的范围内,相对标准偏差为2.5%~12.3%。其中BDE-209的平均添加回收率为67.9%~71.9%,相对标准偏差为5.2%~8.0%。BDE-209的方法检出限是1.2 ng/L;其余12种PBDEs的方法检出限是0.11~0.5 ng/L。该方法准确度较高;稳定性和回收率良好;可测定多组分PBDEs,满足环境样品中PBDEs的分析。     

长江南京段水体中7种苯胺类化合物的检测方法及生态风险评价

应用固相萃取结合高效液相色谱-串联质谱法,建立了同时测定环境水样中7种苯胺类化合物的检测方法.实验表明,以ZORBAX Eclipse Plus C18 (3.5μm,2.1×150mm)色谱柱为分离柱,乙腈-水(2mmol/L甲酸铵)为梯度洗脱的流动相,在电喷雾质谱正离子模式下,7min内可以分离目标化合物;在1~200μg/L浓度范围内,7种苯胺类化合物的峰面积与质量浓度的线性关系良好;添加水平分别为0.8、4.0、20.0mg/L时,目标化合物的平均回收率分别为68.5%~102.2%、71.4%~89.4%、62.0%~78.3%,相对标准偏差均小于6.9%;利用本方法对长江南京段平水期(2014.4)、丰水期(2014.8)和枯水期(2014.12)的14个采样点的环境水样进行检测,检出4-硝基苯胺、2,6-二乙基苯胺、3,4-二氯苯胺和4-异丙基苯胺4种苯胺类化合物,且4-硝基苯胺在3个时期14个采样点均能检出;风险商值法评估长江南京段水体中4-硝基苯胺的生态风险为低生态风险.     

渤海石油烃输移扩散对水质污染影响数值模拟研究

根据2010年环渤海主要河流及海上油气平台的石油烃入海量,利用建立的与水动力模块相耦合的污染物输移-扩散模型,数值模拟了2010年渤海表层石油烃浓度分布以及主要入海河流、油气平台单独输入时对渤海石油烃浓度的影响及其分担率场。结果表明:莱州湾、渤海湾、辽东湾及渤海中部海域石油烃浓度范围分别在20~80μg/L,13~15μg/L,8~10μg/L及2~10μg/L之间;莱州湾中黄河的分担率(60%)最高,渤海湾中黄河的分担率(30%~50%)也是最高,辽东湾中辽河的分担率(20%~60%)最高,渤海中部黄河的分担率(20%~50%)最高;在莱州湾、渤海湾、辽东湾及渤海中部海域海上油气平台分担率分别为10%、10%~20%、20%~30%、10%~30%。     

2019—2020年天津市津南区多环芳烃和有机磷阻燃剂气固分配特征及健康风险评价

多环芳烃(PAHs)及有机磷阻燃剂(OPEs)种类繁多且具有易挥发性,通过气固分配行为完成气态和颗粒态的转化. 为准确评估天津市津南区PAHs、OPEs和各组分气固分配行为及风险评价,选择16种PAHs及7种OPEs作为研究对象,利用色谱质谱联用技术测定2019—2020年天津市津南区大气环境中的PAHs和OPEs浓度水平,利用气固分配实测及预测模型研究PAHs及OPEs分配行为,并通过健康风险评价模型对其健康风险进行评估. 结果表明:①天津市津南区2019—2020年∑G-PAHs (气态PAHs总和)年均浓度为36.7 ng/m3,PM_2.5中∑P-PAHs (颗粒态PAHs总和)年均浓度为7.3 ng/m3;∑G-OPEs (气态OPEs总和)年均浓度为5 142.0 pg/m3,PM_2.5中∑P-OPEs (颗粒态OPEs总和)年均浓度为2 752.0 pg/m3. ②研究期间,PAHs气固分配机制受吸收和吸附机制共同影响,低分子量、高分子量PAHs分别受吸附机制、吸收机制影响,而OPEs则主要受有机物吸收机制影响. ③颗粒态的2~3环PAHs、4环PAHs和5~6环PAHs的非致癌风险值占比分别为0.01%~8%、1%~31%和62%~98%,颗粒态的2~3环PAHs、4环PAHs和5~6环PAHs的致癌风险值占比分别为0.2%~1.5%、3%~71%和70%~99%,颗粒态的TNBP (磷酸三丁酯)、TCEP〔三-(β-氯乙基)磷酸酯〕、TCPP〔三(异氯丙基)磷酸盐〕、TPHP (磷酸三苯酯)和TDCPP〔三(1,3 -二氯异丙基)磷酸盐〕的非致癌风险值占比分别为36% (范围为10%~58%)、40% (范围为11%~72%)、45% (范围为13%~67%)、51% (范围为38%~75%)和49% (范围为37%~60%). 研究显示,OPEs的健康风险远低于PAHs,气态OPEs和颗粒态PAHs对人体健康的影响较显著.