中等城市居民生活消费生态系统占用的比较分析——以泰州、商丘、铜川、锡林郭勒为例

论文引入生态足迹用于分析城市居民消费,通过选取代表不同经济水平和具有不同消费特点的泰州、商丘、铜川、锡林郭勒4个地级市(盟),从生态系统占用角度计算并分析了不同地区中等城市居民生活消费生态系统占用的差异。结果表明:泰州、商丘、铜川90%左右的生态占用来自人们对吃穿的消费,而锡林郭勒这部分的占用则不到70%,其相当一部分占用是来自为了克服较差的气候条件而产生的取暖用煤量;位于草原地区的锡林郭勒多消费牛羊肉,对草地的人均占用多达0.333hm2,是其他地区的数倍,位于长江流域的泰州水产消费较其他地区多,对水域的人均占用达到了0.116hm2,另外三地仅及其16%～45%。结合4城市的生态空间分析发现,仅商丘、泰州、铜川的城镇居民生活消费所占用的生态空间就已经超出了整个城市地区的生态承载水平,即使是地广人稀的锡林郭勒,城镇居民生活消费的生态占用也已接近全盟生态承载的1/2。显然,城市是一类典型的生态赤字区,如何有效调节城市居民的消费方式与消费结构,对于促进城市的可持续发展具有十分重要的意义。     

臭氧氧化去除二级出水中PPCPs的研究

药品及个人护理用品(PPCPs)是一类痕量、顽固的新兴有机污染物,采用传统水处理工艺不易去除,需深度处理。采用批量试验方法,研究了臭氧氧化二级出水中添加的19种PPCPs的去除效果,考察了臭氧投加量、p H值、自由基抑制剂对去除效率的影响,并根据氧化产物推断可能的反应途径。结果表明,在原水水样p H=7.1条件下,臭氧质量浓度为1.2 mg/L时,能有效去除大多数PPCPs。其中,抗生素类PPCPs和个人防护类PPCPs的去除率分别达到了68%和70%,而雷尼替汀和噻苯咪唑去除效果不明显,仅为17.73%和12.3%。增加臭氧投加量或提高反应p H值会显著提高除雷尼替汀和噻苯咪唑外的PPCPs去除率。加入的自由基抑制剂对臭氧氧化PPCPs有明显抑制作用。PPCPs的氧化降解产物有机酸会降低反应p H值,进而影响PPCPs的去除效果。     

三硬条件下孤岛区域大直径钻孔防冲方案优化

忻州窑矿是典型的冲击地压矿井,为确保忻州窑矿8939三硬条件孤岛工作面安全高效回采,采用理论计算的方法,得出在该地质条件下卸压钻孔参数的合理范围,并采用数值模拟方法对理论计算得出的参数范围进行深入研究,得出适合该地质条件下的大直径卸压钻孔优化方案。采用KBD5电磁辐射仪对卸压效果进行了检验,结果表明,经过优化,煤体内电磁辐射强度较原卸压方案降低了15.7%,累计脉冲数降低了16.6%。方案优化后不但提升了卸压效果,而且节省了约690个钻孔和30%的工作量。     

铝型包装箱加速寿命试验

为评估铝型包装箱的使用寿命,结合铝型包装箱的寿命剖面,给出了验证铝型包装箱使用寿命是否能够达到15年的加速寿命试验方案,并应用于某新型铝型包装箱的寿命评估,得出了铝型包装箱的使用寿命满足15年的使用要求,并给出了在置信度为80%情况下,铝型包装箱的使用寿命置信下限为9.32年的结论。此加速寿命试验方案能够大大缩短试验周期、节省试验费用。     

海陆交互带土壤及河流沉积物中镉含量及形态分布特征

镉污染对人类健康构成威胁,研究土壤中镉的空间分布可以用来评估对人类和环境构成的风险.通过分析海陆交互带不同埋深土壤中的重金属镉（Cd）含量及形态,揭示了土壤重金属镉的富集特征及变化规律.结果表明：1广州南沙区地表水中Cd质量浓度均低于0.0001 mg ·L^-1,河流沉积物的理化性质以上横沥水道为界呈现空间差异,重金属Cd主要沉积在上横沥以北,总Cd均值为2.71mg ·kg^-1,上横沥水道及以南河流沉积物总Cd为0.062~0.39mg ·kg^-1,对海洋环境危害小;②土壤剖面Cd含量随土壤埋深增加逐渐减小,埋深0~20、20~50、50~90、90~140和140~200cm等5层剖面Cd含量中值依次为0.51、0.50、0.45、0.42和0.33mg ·kg^-1,且离散程度随埋深增加逐渐减小,pH小于5的土壤中Cd在垂向上的迁移量及迁移深度显著增加;③土壤中残渣态Cd约占40%,随埋深变化趋势基本持平,弱酸提取态Cd占比中值与pH的变化一致,均随剖面埋深的增加而增大;可还原态Cd占比中值与铁、锰含量的变化一致,随剖面埋深的增加而减小.这些结果对城市周边农田土壤Cd污染的区域防治、污染土壤治理修复具有重要的指导意义.     

纳米二氧化钛对三价砷在大型蚤体内累积与毒性的影响

nTiO₂（纳米二氧化钛）可作为其吸附污染物的运输载体而影响污染物在生物体内的累积与毒性,为明晰nTiO₂吸附As（Ⅲ）（三价砷）后作为As的运输载体对水生物体内As累积与毒性的影响,以大型蚤（Daphnia magna）为受试生物,通过室内培养试验,研究了不同nTiO₂浓度、As（Ⅲ）不同暴露水平相互作用下蚤体中As与Ti的累积含量、毒性及其潜在作用机制.结果表明,nTiO₂可在30 min内吸附As（Ⅲ）至平衡,其中2、20 mg/L的nTiO₂对75 μg/L As（Ⅲ）的吸附率分别可达31.38%、51.84%,蚤体内As的累积含量分别为对照组的2.9和3.8倍,表明nTiO₂可作为运输载体提高As（Ⅲ）在大型蚤体内的累积;但不同As暴露水平下蚤体As和Ti含量的相关关系表明,nTiO₂作为载体的运输作用可能会因As暴露水平的增加而减弱.另外,nTiO₂虽然作为运输载体提高了As（Ⅲ）在大型蚤体内的累积,但并未增加As（Ⅲ）对大型蚤的毒性.添加2、20 mg/L的nTiO₂后,As（Ⅲ）对大型蚤的24 h IC₅₀（半抑制浓度）分别从0.93 mg/L增至2.53和2.97 mg/L,表明nTiO₂降低了As（Ⅲ）对大型蚤的毒性.研究显示,nTiO₂虽增加了As（Ⅲ）在大型蚤体内的累积,但却降低了As（Ⅲ）对大型蚤的毒性,这有利于对nTiO₂及其复合重金属污染风险的深入认识.      

基于AERMOD线源模式的城市路网一次PM2.5排放扩散特征研究

机动车排放的一次细颗粒物(PM_(2.5))易在城市交通密集区域和高峰时段扩散积累,形成高浓度的排放热点区域,对人体健康影响显著.本研究基于本地化机动车路网排放清单,应用AERMOD扩散模型对北京市六环内区域进行线源扩散模拟,探讨城市路网一次PM_(2.5)扩散浓度的时空变化规律与排放特征、气象条件和临时控制措施的关系.研究表明,在典型工作日的排放水平下,冬季工作日的机动车源一次PM_(2.5)模拟浓度日均值为2.94μg·m-3,夏季工作日为1.95μg·m-3.两季24 h浓度变化均呈夜间浓度高于日间的特点,但两季峰值在气象条件和排放强度的双重作用下又有所区别.冬季早晚高峰峰值浓度分别为日均浓度的2.3和1.7倍,而夏季早晚高峰由于扩散条件相对较好并未明显形成一次PM_(2.5)峰值.研究还以APEC峰会为例,评估峰会期间临时交通管控措施的影响.结果发现,在相似的季节气象条件下,APEC峰会期间机动车源一次PM_(2.5)模拟浓度日均值较峰会前削减50.1%,凌晨5:00达到小时最大削减率66.6%.冬夏季工作日机动车源一次PM_(2.5)扩散浓度的空间分布呈偏态分布,65%的浓度集中在30%的网格面积上.以冬季工作日为例,高浓度热点区域主要集中在各环路快速路、易拥堵主干道及省道、国道和高速路上,以上道路应成为排放控制的重点对象.     

邯郸市PM_(1.0)、PM_(2.5)污染特征及在线水溶性离子分析

对2014年12月—2015年2月邯郸市大气中PM_(1.0)、PM_(2.5)以及PM_(2.5)中的硝酸根(NO-3)、水溶性有机碳(WSOC)和硫酸根(SO2-4)进行在线监测。结果表明,PM_(1.0)中干性成分(PM_(1.0)_DRY)和包含水分的PM_(1.0)(PM_(1.0)_WET)分别占PM_(2.5)的74.0%和81.4%,PM_(1.0)为PM_(2.5)中的主要组成。利用锯齿型方法估算本地源和区域源对PM_(1.0)、PM_(1.0)~2.5、PM_(2.5)的贡献,得出区域源对PM_(1.0)的贡献为40.6%,明显高于对PM_(1.0)~2.5与PM_(2.5)贡献的32.3%和37.7%,因为PM_(1.0)直径小,在大气中存在时间较长、传输距离远。根据NO-3、WSOC、SO2-4与PM_(1.0)、PM_(1.0)~2.5的相关系数,推断NO-3、WSOC可能在PM_(1.0)生成,而SO2-4可能在PM_(1.0)~2.5中生成。     

Hp-β-环糊精包络臭氧氧化去除水中PPCPs研究

为提高臭氧的稳定性,采用臭氧化Hp-β-环糊精溶液的方法对臭氧进行包络。考察了臭氧/Hp-β-环糊精包络物的氧化特性,臭氧化量和Hp-β-环糊精浓度对臭氧/Hp-β-环糊精包络物氧化能力的影响,并研究了臭氧/Hp-β-环糊精包络物对二级出水中添加的10种药品和个人护理用品(PPCPs)的去除效果。结果表明:臭氧/Hp-β-环糊精包络物具有持续的氧化能力,增加臭氧化量或Hp-β-环糊精浓度可显著提升臭氧/Hp-β-环糊精包络物的氧化能力。臭氧/Hp-β-环糊精包络物有较强的氧化性;向0.7 g/L的Hp-β-环糊精溶液中通入6 mg臭氧后,PPCPs的去除率为50%~70%,去除率受PPCPs分子结构影响。臭氧/Hp-β-环糊精包络物氧化可与其他氧化技术联合应用于污染物去除或用作臭氧化后的持续氧化。     

粉尘颗粒亲水性对其雾化离心去除率的影响

基于电声换能超声波雾化-旋风除尘器联用技术,研究了亲水性对粉尘颗粒去除率的影响。通过选择若干种亲水性不同的常见工业粉尘,在相同实验条件下研究其亲水性与离心去除率之间的关系。结果表明,在旋风分离前加入雾气,亲水性较好的粉尘颗粒去除率有明显的提升,在通入浓度为4 g·m~(-3)的雾气后,滑石粉颗粒的去除率从无雾气时的76.9%提高到90.1%,增长幅度为13.2%,而亲水性较差的S-zorb脱硫催化剂去除率从72.1%增加到80.1%,增幅仅为8.0%。这一现象尤其体现在粒径在2.5μm附近的细颗粒物上,滑石粉去除率增幅最高点出现在粒径为2μm的颗粒处,从无雾气时的31.5%增长到有雾气时的72.8%,增幅为41.3%,而亲水性较差的S-zorb脱硫催化剂去除率最高增幅只有17.7%,从无雾气时的43.9%增长到有雾气时的61.6%,去除率增幅最高点出现在粒径为2.3μm的颗粒处。实验前后粉尘颗粒形态的SEM扫描电子显微镜图像也证实亲水性对颗粒物团聚、长大有重要影响。研究亲水性对粉尘颗粒去除率的影响,可进一步优化、改进电声换能超声波雾化-旋风除尘器联用除尘技术,使其发挥更大的工业应用潜力,减少PM2.5排放。