阜新城区降尘重金属污染及其健康风险评价

为研究阜新市大气降尘重金属分布情况及可能存在的健康风险,于2015年3月—2016年3月对阜新城区(32个采样点)及周边地区(13个对照采样点)进行大气降尘湿法采集,并利用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)对降尘中的7种重金属元素(Cr、Ni、Zn、Cd、Pb、As、Cu)含量进行测定.结果表明:① 阜新市大气降尘中重金属含量存在明显差异,表现为w(Zn)＞w(Pb)＞w(Cr)＞w(Cu)＞w(Ni)＞w(As)＞w(Cd). w(Zn)平均值最高,为756.9 mg/kg; w(Cd)平均值最低,为4.8 mg/kg,其他几种重金属含量范围为10~120 mg/kg. ② 城区大气降尘中Cd的背景比值(H)最高,为44.89,其次为Zn(H=11.92),城区大气降尘重金属污染受人为活动影响显著. ③ 地累积指数评价结果显示,Cd为严重-极度污染,Zn为中度-严重污染,Pb、Cu为中度污染,Cr、Ni为轻度污染,As为无污染. ④ 研究区健康风险评价表明,儿童通过3种暴露途径接触Cu、Zn、Pb、Cd、Ni的非致癌健康风险水平均高于成人,Cr、As的非致癌健康风险水平低于成人. ⑤ Cr经呼吸途径对成人的非致癌风险(HQ_inh)达2.53,非致癌风险总值(HI)达3.41,均大于限值(1),表明Cr经呼吸途径对于成人存在非致癌风险,其余6种重金属元素经呼吸途径对于成人的非致癌风险相对较低. ⑥ Cd、Cr、As、Ni经呼吸途径的致癌风险值(10-9~10-7)均低于可接受水平(10-6),表明致癌元素Cd、Cr、As、Ni经呼吸途径对人体可能不具有致癌风险.鉴于研究区大气降尘重金属元素经3种途径对成人、儿童均构成一定非致癌风险,阜新市应当及时加强对海州露天矿、经济开发区及皮革工业园等主要大气颗粒物污染源的排放及监测管控.      

阜新市空气监测点位优化的聚类分析

基于聚类分析法利用数据之间距离系数进行分类的原理,建立空气监测点位聚类分析优化模型,结合阜新市地形、气象及历史监测数据,进行阜新市空气监测点位布设优化应用,优化结果表明:距离相似水平取d=0.3时,环保局(B点)与人民公园(C点)监测点空气污染物浓度分布相似性最高,合并为1点,增设气象台监测点位作为清洁背景点,4个点位构成阜新市空气监测新网络;利用CALPUFF模型模拟对优化后监测点位进行相关性检验。检验结果表明:监测点位优化后SO2浓度与实测值相关系数为0.984,PM10相关系数为0.968,NO2相关系数为0.973。CALPUFF模型模拟值与实际监测值之间相关系数均大于0.75,表明优化后的阜新市空气监测点位具有客观环境代表性;监测点位优化与检验方法具有一定应用价值。     

模糊AHP法在闹德海水库水质综合评价中的应用

考虑到水库饮用水源样本并没有严格的属性,以及它们在形态和类属方面存在着中介性,确定了对人类生理健康影响较大的高锰酸盐指数、大肠杆菌、总氮、氨氮、总磷、溶解氧6项评价因子;通过构造判断矩阵及一致性检验,判断专家意见的一致性,有效地将定性分析与定量分析的结合,从数学分析的角度上给出了各个指标比较的数量关系;将评价因子层指标的权重与模糊数学模型结合,建立城市水库水质评价的模糊AHP法数学模型。利用阜新市主要水源地2010年的水质监测资料对阜新市水源地水质的主要影响因子、污染原因、污染程度分别进行评价与适用性分析。结果表明:影响阜新市水库水质的主要因子为高锰酸盐指数、总磷、总氮;农牧区的大量施肥与喷洒农药是构成水库总磷超标的主要原因。     

阜新市化石燃料燃烧源大气污染物排放源清单及特征分析

为了向阜新市化石燃料燃烧源大气环境管理工作提供排放清单的理论依据,通过对阜新市(5区、2县、2园区)环境统计数据的收集和实地调查,结合本地化大气排放因子,建立了2017年阜新市化石燃料燃烧源涵盖SO_2、NO_x、PM_(2. 5)、PM_(10)、挥发性有机物(VOCs)、CO、黑碳(BC)、有机碳(OC) 8类大气污染物的排放清单。利用Arc Gis 10. 2遥感技术,分析了大气污染物时空分配特征。研究结果表明:8类污染物排放量分别为11 915. 49、7 215. 33、3 607. 78、2 002. 96、4 594. 72、4 277. 05、384. 15、16. 62 t;各类污染物的贡献率以及区域空间分布特征均存在差异,但其在时间上表现出一致性(除PM_(2. 5)),即在时间上均表现出两个峰值,高峰分别出现在夏季的七、八月和冬季的十一月至一月;县区中彰武县污染物排放较多,市区中太平区污染物排放较多;火力发电和热力供应企业对阜新市大气污染贡献较大,应当重点管控。     

细河水质监测点的优化布设

水质监测点的布设直接影响着是否完整、客观的反映整个水域水质状况。文章采用动态贴近度法,对阜新市细河进行监测点布设。结果表明:已有水质监测点布设不合理;该模型具有放大作用,聚类效果相对明显,优化点具有代表性,可以真实反映细河水质变化动态,同时减少监测工作量。     

综采面高压注水联合高压喷雾二级防尘技术研究

综采工作面的粉尘防治一直是煤矿安全工作的重点和难题之一。结合双鸭山矿区新安矿综采工作面的实际状况,采用现场煤层高压注水实验方法,研究了高压注水条件下煤体增湿的规律;运用注水实验数据进行反演数值试验,优化煤层高压注水数学模型内部参数,利用注水数值模拟试验确定了综采工作面煤层高压注水减尘技术的最优参数;运用了高压喷雾降尘效率模型数值模拟方法,分析确定了综采工作面采煤机外置高压喷雾降尘的最优参数,研发了孔径为1.2 mm的7孔高压集成喷嘴。新安二矿、三矿煤层高压注水联合高压喷雾二级防尘技术应用效果表明:通过二级联合防尘措施,工作面全尘去除率高达96%,呼吸性粉尘去除率高达94%。     

阜新市秋冬季节PM2.5中无机元素污染特征及来源

为研究阜新市秋冬交替期间大气PM_2.5无机元素污染特征及来源,于2017年10月、12月对城区4个点位采集样品,利用ICP-MS、AFS-8900、ICP-AES测定18种元素含量,结合气象参数,分析秋、冬两季PM_2.5污染特征,运用富集因子法（EF）、主成分分析法（PCA）及聚类分析法解析PM_2.5元素污染特征及来源.结果表明,阜新城区冬季PM_2.5质量浓度（56.5μg/m³）是秋季的1.5倍,秋、冬两季PM_2.5平均质量浓度为47.5μg/m³;冬季PM_2.5与SO₂、NO₂的同源性表现强于秋季;冬季PM_2.5中V、Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、Pb、As、Cd、Hg、Mg、Ti 12种典型人为源标识性元素总质量百分比（8.78%）是秋季的1.45倍,表明城区冬季PM_2.5显著受到人为活动影响.富集因子分析显示EF值大于100的元素为Cd、Hg、Zn,冬季EF（Cd）高达532.34,可能与城南3km公里处露天矿坑大量残煤自燃排烟有关;冬季EF（Cr）比秋天增高了7.9倍.源解析结果表明,燃煤与工业烟尘、机动车尾气、生物质燃烧及土壤风沙扬尘是阜新PM_2.5无机元素的主要来源.秋季表现出明显的来源复合性,第一主因子解释了变量总方差的77.013%,聚类分析第1类包含了Cd、Hg、Mn、Ni、As、V、Cr、Cu、Pb、Zn、Ti和Mg 12种元素;冬季则表现出明显的来源广泛性,表明冬季PM_2.5来源相对复杂,应强化冬季PM_2.5污染综合防治与管控.     

基于变权欧式距离模型的阜新农村地下水质综合评价

为克服综合评价模型中因子权重定量的不确定性与主观性,体现出同一地下水质因子在不同地下水水源地评价单元中存在的差异性,采用地下水质因子污染贡献率确定各地下水质因子的权重,改进了欧式距离模型,建立了农村地下水源地水质评价的变权欧式距离模型,并以阜新市典型乡镇后新秋镇、苇子沟乡、哈尔套镇3个农村地下水水源地为评价对象,将2013年阜新市农村地下水水源地水质实测数据、标准数据规范化,运用数轴模型距离尺度进行地下水水质分割。评价结果与F值法结果基本吻合,变权欧式距离模型的距离尺度能够提高地下水水质评价结果的定量灵敏度,变权欧式距离模型具备一定的环境参数评价充分性、一致性及有效性。     

辽宁阜新煤矿生态环境动态演变的预测

通过对影响煤矿生态质量16个指标因子的筛选,初步建立自然环境、生态环境及社会经济三维体系下由年开采量等7个指标组成的煤矿生态环境质量预测指标体系;根据2003年至2012年阜新煤矿生态环境指标因子环境统计数据,采用数值拟合得出埋藏深度、地面塌陷面积/开采面积、煤尘爆炸指数、矿区居民人均GDP及矿区经济贡献率5个指标因子的Quadratic模型;优化建立煤矿生态环境动态预测指标体系。应用煤矿生态环境指标因子预测模型对阜新煤矿2003年至2012年煤矿生态环境指标因子动态演变预测效果验证,验证结果表明Quadratic模型预测误差相对较小,煤尘爆炸指数指标因子的预测拟合曲线相关系数最高(R2=0.967 26)。最后应用Quadratic模型对2013年阜新煤矿矿区生态环境指标因子进行预测,并结合矿区实际给出预测模型的适用性。     

内蒙古草原煤矿区周边土壤汞分布特征

为探究汞(Hg)对内蒙古地区草原土壤的影响,于2015年5月～2016年5月对呼伦贝尔(HB)、鄂尔多斯(ER)、霍林郭勒(HL)和锡林浩特(XL)电厂周边土壤Hg分布进行研究。设计采样路线,分别位于四个地区的东、西、南、北,每条路线上每隔5km布点,对土壤样品进行采集,并用原子荧光光度计(普析通用PF-7原子荧光光度计)对土壤中Hg含量进行测定。实验结果表明:四个地区土壤Hg含量的平均值均高于Hg在土壤中的背景值,受人为活动干扰明显;空间积累特征为:土壤中Hg的超背景值倍率由污染源的中心向四周逐渐递减,但各方向上的递减速率差异很大,各方向上的传输距离也有一定差异,其空间分布表现出明显的方向性;利用单因子指数法(P)和潜在生态危害指数法(Ei)对四个地区汞的污染程度及风险评价进行分析发现,PHB处于无污染状态,PER属于轻度污染,PHL和PXL属于中度污染; HB和ER地区分别属于强生态风险程度(Ⅲ级)、很强生态风险程度(Ⅳ级)、HL和XL地区属于极强生态风险程度(Ⅴ级)。