我国经济快速发展区工业VOCs排放特征及管控对策

近年来随着我国经济快速发展,挥发性有机物（VOCs）作为雾、霾和臭氧前驱物日益受到关注,经济快速发展区VOCs污染情况尤为复杂.本文对京津冀、长三角和珠三角的12种典型工业行业及垃圾、废水处理厂与综合工业园区、居民区的VOCs排放特征与分布趋势进行系统分析.解析出制药、橡胶和油漆喷涂为12种典型工业行业中VOCs平均排放浓度最高的3个行业,得到平均浓度分别为541、499和450 mg·m^-3,应给予高度关注.对比分析发现长三角与京津冀地区平均排放浓度最高是制药行业,分别为112 mg·m^-3和1.00×10³ mg·m^-3;而珠三角地区油漆喷涂行业排放最高,平均浓度为1.04×10³ mg·m^-3.进一步对12种典型工业行业VOCs种类分布情况进行分析,发现毒性大的芳香烃与卤代烃分别在油漆喷涂与制药行业中排放占比最高,达到55.99%和26.57%.三大经济区中长三角地区居民区与综合工业园区附近VOCs浓度最低,京津冀地区浓度最高,与各地区工业排放分布情况一致.分析2002~2018年的数据发现居民区VOCs浓度整体呈现波动性下降趋势,尤其2016年后显著降低,反映出我国VOCs防治的相关政策、法律法规和标准及技术对现阶段VOCs控制起到了显著成效.     

典型城市化区域土壤重金属污染的空间特征与风险评价

随着我国城市化的快速发展,土壤环境面临着较高的生态环境风险.本文以我国南方某典型城市化区域土壤环境作为研究对象,共采集表层(0～20 cm)土壤样品106份,亚表层(20～40 cm) 96份并测定其重金属含量,然后采用内梅罗综合污染指数法和潜在生态危害法评价其生态风险程度,最后通过空间插值探讨其生态风险空间分布.结果表明,表层土壤Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb和Hg的含量范围分别为2. 87～84. 64、1. 40～56. 00、2. 75～125. 05、15. 05～201. 39、1. 46～89. 92、0. 001～0. 92、15. 29～160. 07和0. 006～0. 52 mg·kg~(-1);亚表层土壤的含量范围为3. 56～75. 14、1. 65～71. 58、3. 28～290. 04、17. 99～296. 94、3. 07～65. 67、0. 02～1. 00、11. 10～97. 59和0. 01～0. 41 mg·kg~(-1).依据农用地土壤污染风险管控标准,表层土壤中Cd、Cu、Pb、As和Zn的超标率分别为71. 70%、40. 57%、4. 72%、3. 77%和0. 94%,亚表层土壤中Cd、Cu、As、Zn、Pb和Ni的超标率分别为72. 92%、39. 58%、6. 25%、3. 13%、3. 13%和1. 04%,可见区域主要重金属污染因子为Cd和Cu,土壤重金属空间分布特征显示超标区域集中在区域北部.基于两种评价结果可以看出,北部地区污染程度和生态风险较高,其中Cd为风险指数偏高的主要驱动因子,风险评价空间分布特征与Cd的含量空间分布特征类似,说明区域土壤Cd污染应该引起重点关注.     

基因工程菌在石油污染修复中的研究进展与前景

构建基因工程菌（genetically engineered microorganisms,GEMs）是石油污染生物修复的重要发展方向.目前,通过基因编辑、过表达和定向进化等手段改造微生物的石油污染物降解和调控途径,可以提高微生物的环境适应能力和污染物降解能力,用于石油污染物的生物降解和监测.本文概述了石油污染物降解基因工程菌的主要构建策略,包括选择和改造宿主菌、改造与优化石油污染物关键酶和代谢通路、开发微生物全细胞传感器和构建基因工程菌的自毁程序.此外,基因工程菌也可用于石油污染的酶修复、微生物菌群修复和细菌-植物联合修复.随着系统生物学和合成生物学在降解微生物中的应用,基因工程菌在石油污染修复中展现出良好的研究和应用前景.     

中、韩滨海城市化区域水体全氟化合物的空间特征及生态风险

本研究以全氟化合物（perfluoroalkyl substances,PFASs）为研究对象,选择人类活动强度大的中、韩滨海城市化地区为研究区域,采集了126份水体及125份沉积物样品,通过固相萃取和高效液相色谱-串联质谱（HPLC/MS-MS）的方法,分析了水体及沉积物中的15种PFASs.结果表明,PFASs在水体和沉积物中全部检出,水体中PFASs总质量浓度范围为6.75~20982 ng·L^-1,沉积物中PFASs含量（以干重计）范围为0.229~53.8 ng·g^-1.区域对比发现,中国滨海城市化地区水体和沉积物中PFASs含量相对较高以长链PFOA为主,而韩国水体中则以短链PFBA和PFPeA为主,沉积物中以PFOS、PFBA和PFOA为主.PFASs在水体和沉积物中的分配系数与沉积物中有机碳的含量、PFASs碳链长度有密切关联,15种化合物中有9种化合物的分配系数与有机碳含量存在显著相关性（r>0.21,P<0.05）,随着碳链长度的增加分配系数也平稳增加.生态风险分析结果表明,中、韩滨海城市化地区水体和沉积物中PFASs含量整体较低,尚处于较低风险水平,但存在严重局部污染问题,应当重视其对人体造成的潜在健康风险.     

商用催化剂对氯代芳烃和氮氧化物的协同处置研究

多污染物的协同控制是环境催化研究的前沿,氯代芳烃和氮氧化物（NO_x）是生活垃圾焚烧等热工业过程中共存的典型污染物,目前商用催化剂能否实现二者的协同处置尚不清楚.因此,本文研究了5类商用SCR催化剂对氯苯（CB）和一氧化氮（NO）的协同处置活性.结果表明,1#催化剂在300℃下对CB和NO具有较好的降解活性,且在90 min的反应周期内具有较高的稳定性,这是由于1#催化剂具有较大比表面积、较高比例的表面吸附氧（Oβ）以及V5+.1#催化剂对CB和NO的协同降解实验显示,在250℃和300℃下,NO的引入能够生成NO₂,可促进CB的降解.300℃时CB的存在抑制了NO的转化,而当温度降到250℃时,CB对NO的转化有促进作用.这可能是因为在较高温度下NO₂生成量相对较多,C—Cl键解离程度较大,在一定程度上会影响SCR反应的进行,导致NO的转化率较低;而温度降低时,CO₂选择性增强,可能会抑制NH3的过度氧化,同时NO2生成量和C—Cl键的解离均变弱,进而使得SCR反应相对增强.利用热脱附/GC-MS联...     

经济快速发展区六氯丁二烯的来源与分布特征

为解析长三角、京津冀和珠三角地区六氯丁二烯（HCBD）来源及分布特征,基于三大区域氯代烃生产水平及废水排放情况对三大区域HCBD排放来源及其在水体和土壤中的分布情况开展研究.结果表明,三氯乙烯（TCE）和四氯乙烯（PCE）生产副产物以及污水处理厂污水污泥排放成为三大区域HCBD主要来源.2018年三大区域中来自TCE和PCE生产副产物的HCBD总排放量为498.46 t,其中来自TCE生产副产物的占比为66.9%.三大区域工业及生活污水处理厂HCBD排放量分别为628.9 kg和254.6 kg.长三角地区氯代烃生产及污水处理厂HCBD排放量显著较高,分别为497.8 t和648 kg,而京津冀地区两类源排放量为0.37 t和125 kg,珠三角地区为0.29 t和110.3 kg.长三角、京津冀和珠三角地区自然水体中HCBD平均质量浓度分别为0.35、0.25和0.64 μg·L^-1,饮用水中HCBD平均质量浓度为0.16、0.09和0.04 μg·L^-1.城市饮用水中HCBD的整体水平较低.工业土壤中HCBD含量显著高于农田土壤,含量分别为9.3~24.6 ng·g^-1和0.13~2.67 ng·g^-1.与水体中HCBD污染情况相同,长三角地区土壤中HCBD污染最为严重,这与长三角地区HCBD排放量显著高于京津冀和珠三角地区相关,亟需引起重视.     

长江经济带湖北省人为源VOCs排放清单及变化特征

以人为源挥发性有机物（VOCs）为研究对象,以5类源活动水平数据为基础,采用排放因子法建立了长江经济带湖北省2018年人为源VOCs排放清单,并进一步研究了2009~2018期间工艺过程源VOCs排放特征及变化趋势.结果表明,湖北省2018年人为源VOCs排放总量为6.52×10⁵ t,约占全国总排放量的6.41%;化石燃料固定燃烧源、工艺过程源、溶剂使用源、移动源和废弃物处理源对湖北省的贡献分别为3.26%、76.39%、4.54%、14.72%和1.09%.涉及9个行业45个子类的工艺过程源在VOCs排放中占比突出,其中武汉市和宜昌市的VOCs排放量较高.从经济水平和区域面积分别分析了各市州工艺过程源VOCs排放强度,天门市和神农架林区单位GDP的VOCs排放量较高,而武汉市、鄂州市和天门市单位面积VOCs排放量较高.2009年VOCs排放量从2.45×10⁵ t逐年递增,2015~2017年趋于稳定,最大排放量达7.01×10⁵ t,2018年VOCs排放量降至4.98×10⁵ t,与全国人为源VOCs排放趋势相同.化学原料及化学制品制造业、橡胶和塑料制造业是其变化的主要驱动力,10年间贡献分别为33.85%~51.55%和7.07%~38.13%.其中化学药品原药、化学农药原药生产在10年间对VOCs排放贡献占据重要优势,而泡沫塑料生产排放量变化大,在2015~2017年突增到2.00×10⁴ t以上.湖北省在国家及地方相关政策引导下,重点行业VOCs减排效果显著.     

城市生活垃圾与工业有机固废协同处置中有机污染物生成特征及控制技术

近年来固体废物产生量日益增多,而多种固体废物协同处置能够提高生活垃圾热值,实现固体废物的有效减容.为了有效减少有机污染物的排放,本文对在焚烧过程中二噁英、多氯联苯和多环芳烃的形成机理进行了探究,并着重阐明了不同固废（市政污泥与生活垃圾、木材与生活垃圾等）混烧产生有机污染物的排放特征以及关键影响因素.研究结果表明,固废种类、添加比例、组分、含水率等能够影响有机污染物的生成.较高的Cl和金属元素会促进有机污染物的生成,而S和N元素则有抑制效应.根据垃圾焚烧的工艺条件及有机污染物的生成机理,发现除“3T+E”外,改变固废性质、加入抑制剂及末端处置等方法也能有效控制有机污染物的产生.通过预处理可降低固废含水率提高热值.焚烧系统中可加入碱性化合物、硅铝复合添加剂、Mg(OH)2、硫酸锰、铂和钯等抑制剂来减少PCDD/Fs、PCBs和PAHs等有机污染物的生成.末端控制主要包含吸附和催化分解,其中催化分解技术更加稳定、去除效率更高,但目前催化剂的低温活性还有待进一步提高.整体来看,在清洁生产的大背景下,拓展不同种类固体废物间的混烧,可达到节约能源、减少污染物排放等目的,但不同固废混烧过程中有机污染...     

快速城市化区域河网沉积物重金属污染风险评价与管控对策

为研究快速城市化区域河网沉积物重金属污染特征和生态风险,调查了研究区域具有代表性的5条河道,共采集了19份表层(0～10 cm)沉积物样品,重点分析Cd、As、Pb、Cr、Cu、Zn、Ni和Hg共8种重金属的含量,并评价其生物毒害效应、污染水平和生态风险.结果表明,8种重金属的含量范围分别为:0.29～3.33、6.10～42.40、20.50～149.00、19.60～196.00、15.40～437.00、69.10～560.00、15.80～86.70和0.04～0.61 mg·kg~(-1),其中Cd、Cu和Zn平均含量分别为研究区背景值的28.40、7.20和5.80倍,超当地背景值,情况较为显著.8种重金属含量水平多位于沉积物物质基准值TEC-PEC之间,产生生物毒害效应的可能性不容忽视,63.16%的点位平均可能效应浓度商Q值大于0.5,表明大部分点位中重金属的复合污染已经对底栖生物产生了毒害效应;地累积指数和潜在生态危害评价认为Cd、Cu和Zn的污染水平和生态风险较高,其中Cd对评价结果的贡献率最高.基于以上分析认为,研究区域沉积物重金属污染风险水平较高,其中Cd毒性较大且污染显著,值得重点关注,研究区域重金属污染防治和管理应针对Cd展开.     

青藏高原地区大骨节病的流行特征及致病因素探究

本文系统分析了青藏高原地区2001—2017年间大骨节病的时空流行特征，研究结果显示，青藏高原地区7—12周岁儿童大骨节病X线检出率整体下降趋势显著，随着换粮、补硒、改水、易地搬迁和退耕还林还草等防控措施的实施，大骨节病基本得到了控制.以2008年为转折点，大骨节病得到了质的改善，2017年大部分病区县已基本消除.青海省7—12周岁儿童大骨节病平均检出率最高，为10.6%，占平均总检出率的59%；其次是西藏自治区和阿坝州，平均检出率分别为5.3%和2.2%，占平均总检出率的29%和12%.其中,青海的兴海县和贵德县以及西藏的昌都市和山南市平均检出率占比较高，分别为32%、26%、8%和7%，应当引起重视.本文根据国内外相关研究，总结分析了大骨节病主要致病因素的研究进展，其中缺硒是重要因素之一，此外，粮食霉菌、饮水中过量的腐殖酸、强辐射和缺氧环境也会增加大骨节病的患病风险.目前青藏高原地区大部分病区依旧处于低硒环境，补硒换粮仍是最有效的控制手段，但是具体的致病因素还需要进一步的深入探究.本研究可为青藏高原地区大骨节病的防治提供参考和理论依据.