同步辐射光谱技术在有机固废污染控制与资源化研究中的应用

有机固废中碳、磷、硫及重金属等元素赋存形态是决定其环境行为、反应活性及资源化再利用的关键因素.同步辐射光谱技术可以在分子水平、微纳米尺度原位表征有机固废中碳、磷、硫、重金属等元素赋存形态、结合位点、微观结构,为深入阐明有机固废环境行为、反应机制提供直接的证据.概述了X射线吸收光谱、微束X射线荧光光谱等同步辐射光谱技术在有机固废污染控制与资源化研究的中应用进展,并对同步辐射光谱技术在该领域应用前景和发展趋势进行了展望,以期为有机固废资源化再利用及其污染控制等研究提供参考.     

神农架大九湖后生浮游动物群落结构和水质评价

大九湖是南水北调中线工程的重要水源涵养地之一。为了解实施生态修复工程后浮游动物群落结构特征及水质污染情况，于2014年11月（枯水期）、2015年5月（平水期）和9月（丰水期）进行了3次采样调查。研究表明:共检出后生浮游动物36种，其中桡足类2种、枝角类5种和轮虫29种，轮虫丰度在3次采样中均占总丰度的80%以上，仅有的几种枝角类和桡足类也是小型种类或以幼体为主。11月优势种是寡污-β中污型-螺形龟甲轮虫（Keratella cochlearis）和晶囊轮虫（Asplachna sp.）；5月优势种为寡污-β中污和β中污型-螺形龟甲轮虫、迈氏三肢轮虫（Filinia maior）、无棘螺形龟甲轮虫（Keratella cochlearis tecta）、广生多肢轮虫（Polyarthra vulgaris）和萼花臂尾轮虫（Brachionus calyciflorus）；9月优势种是β-中污型-裂足臂尾轮虫（Brachionus diversicornis）、迈氏三肢轮虫和剪形臂尾轮虫（Brachionus forficula）。冗余分析（RDA）表明高锰酸盐指数(CODMn)是影响后生浮游动物污染类型分布的最关键环境因子。 关键词： 大九湖；后生浮游动物；污染类型；高山湿地湖泊     

丹江湿地国家级自然保护区及其内外区域2000—2015年土地覆被变化分析

为研究2000—2015年丹江湿地国家级自然保护区及其内外生态状况变化和保护成效,基于高分1号数据生产的2m高分辨率遥感影像数据对丹江湿地国家级自然保护区2015年人类活动状况进行分析,基于30 m分辨率的4期TM遥感影像生产的土地覆被数据和基于Modis遥感影像生产的植被覆盖度数据,对淅川县、丹江湿地国家级自然保护区及其核心区的土地覆被状况、土地覆被转类指数及其土地覆被转类途径的主导程度和3个相关区域范围内的生态系统质量以及不同区域土地覆被变化的主要变化原因进行分析。结果表明,保护区核心区的格局和质量在该区域处于最优,且土地覆被变化状况也以核心区转类指数最高;丹江湿地国家级自然保护区内的主要人类活动影响为耕地,其次包括居民点、采石场、养殖场; 15年间,保护区内外土地覆被均呈现转好趋势,但是保护区内变化优于保护区外,保护区核心区优于整个保护区,且转好的主导因素均是耕地变为湿地; 15年间植被覆盖度变化较小。     

乌伦古湖水质现状、变化趋势及预测

通过对乌伦古湖现状水质及近十年来水质变化趋势的评价,分析了污染成因,并采用灰色预测法预测乌伦古湖未来几年的水质状况,为区域水环境保护和水体污染防治提供科学依据。     

珠江口表层水中多环芳烃的分布特征及健康风险评估

分别于2015年2、5、8、11月在珠江八大入海口采集表层水体样品,应用固相萃取富集法对该区域表层水体中16种USEPA优控多环芳烃(PAHs)的时空分布特征进行分析,并利用终生致癌风险增量模型(ILCR)对该区域的饮水健康风险进行评价。结果表明:珠江口4个季度所采集的水样中,∑15PAHs的浓度范围为18.0~50.3 ng/L,含量处于中等水平。其中7种强致癌性∑7PAHs的浓度范围为1.53~3.73 ng/L,占∑15PAHs的5.89%~11.1%,∑15PAHs和∑7PAHs在枯水期(2、11月)样品中明显高于丰水期(5、8月)。就组成特征而言,各采样点PAHs以3、4环为主。珠江口表层水中非致癌类PAHs的危害商数值为0.99×10~(-5)~2.73×10~(-5),远低于USEPA规定的阈值(1);致癌类PAHs产生的健康风险为6.50×10~(-8)~2.37×10~(-7),其中Ba P导致的饮水途径健康风险最高,所有点位致癌类PAHs的健康风险均低于USEPA推荐的对致癌物质最大可接受风险水平(10~(-6)),表明珠江口表层水中PAHs尚不具备严重的致癌风险,但是仍然存在潜在的健康风险,需要重点控制和管理。     

Combination with catalyzed Fe(0)-carbon microelectrolysis and activated carbon adsorption for advanced reclaimed water treatment: simultaneous nitrate and biorefractory organics removal

A process combining catalyzed Fe(0)-carbon microelectrolysis (IC-ME) with activated carbon (AC) adsorption was developed for advanced reclaimed water treatment. Simultaneous nitrate reduction and chemical oxygen demand (COD) removal were achieved, and the effects of composite catalyst (CC) addition, AC addition, and initial pH were investigated. The reaction kinetics and reaction mechanisms were calculated and analyzed. The results showed that CC addition could enhance the reduction rate of nitrate and effectively inhibit the production of ammonia. Moreover, AC addition increased the adsorption capacity of biorefractory organic compounds (BROs) and enhanced the degradation of BRO. The reduction of NO₃^?–N at different pH values was consistently greater than 96.9%, and NH₄⁺–N was suppressed by high pH. The presence of CC ensured the reaction rate of IC-ME at high pH. The reaction kinetics orders and constants were calculated. Catalyzed iron scrap (IS)-AC showed much better nitrate reduction and BRO degradation performances than IS-AC and AC. The IC-ME showed great potential for application to nitrate and BRO reduction in reclaimed water.

     

异戊醇低压热解的同步辐射真空紫外光电离质谱研究

作为新兴生物燃料,大分子醇类燃料在低压下的火灾安全基础迫切需要得到深入研究。热解过程作为火灾过程的初始阶段直接控制着火过程,火灾中碳烟颗粒的产生也依赖于热解反应,因此可燃物的低压热解研究在其低压火灾基础研究中具有重要意义。利用同步辐射真空紫外光电离质谱方法研究了异戊醇在0.2atm下的流动反应器热解,探测到了20余种热解产物,包括烯丙基自由基和C_4H_8O、C_5H_8、C_6H_6等同分异构体,并测量了其摩尔分数。基于实验结果,对燃料分解路径和主要产物的生成及消耗路径进行了探讨。与本组之前正戊醇热解实验的对比表明,由于存在支链结构,异戊醇在热解中比正戊醇更容易产生戊烯、丁烯和丙烯,但更少地产生乙烯。此外,异戊醇在热解中能够生成更多的丙炔和丙二烯等环状化合物前驱体,令其苯和1,3-环戊二烯的生成量更高,表明异戊醇比正戊醇更易于生成多环芳烃和碳烟。     

石家庄市春季大气颗粒物的铅污染特征

为了解石家庄市2016年春季大气颗粒物的铅污染特征及来源,利用单颗粒气溶胶质谱仪(SPAMS),分析了大气中含铅颗粒的化学成分。结果表明: 研究期间大气环境中含铅颗粒数浓度共出现11次跳跃式升高,跳跃时间段内石家庄均处于轻度污染过程。从成分分析来看,含铅颗粒分为纯铅颗粒、Pb与K(Pb-K)、OC(Pb-OC)、Cl(Pb-Cl)、混合颗粒等八大类。观测结果表明:Pb-K颗粒最多,占到含铅颗粒的84.4%；其次为纯铅颗粒,占比为13.0%。与石家庄市污染源谱库比对进行来源解析,得到Pb-K颗粒主要来自生活垃圾焚烧源, 纯铅颗粒主要来自工业源。结合石家庄市大气污染源排放清单和后向气流轨迹分析,推测含铅颗粒可能来自市区西南方向某区县的生活垃圾焚烧企业。     

湘江干流水环境质量演变特征及其关键因素定量识别

为科学有效地保护湘江流域水环境，定量识别湘江干流主要水质指标的驱动因素，该研究基于1990~2016年水质监测数据及沿岸永州 长沙五市社会经济发展指标，采用Mann-Kendall检验法分析湘江干流水环境演变趋势，通过逐步回归分析确定各地区各水质指标主要驱动因素。结果表明：湘江干流COD_Mn、Cd、As整体呈下降趋势，上游BOD₅呈下降趋势，上中游NH₃-N呈上升趋势，中游衡阳、株洲市重金属Cr⁶⁺呈上升趋势，衡阳市TP呈上升趋势，中下游BOD₅呈上升趋势；定量追溯各水质指标影响因素得出工业污染是湘江干流重金属As、Cr⁶⁺、Cd主要驱动因素，永衡株潭地区NH₃-N，衡阳市BOD₅、COD_Mn、TP及衡株潭地区BOD₅均以农业污染影响为主；发现产业结构调整对干流水环境有显著影响，建议在流域产业结构调整过程中加强转型升级。     

杭州市环境空气中黑碳质量浓度变化特征

采用2013年环境空气自动监测数据,分析杭州市空气中黑碳质量浓度的变化规律,并对变化特征的产生原因进行探讨。结果表明:黑碳测定年均值为4.10μg/m3,日变化有明显双峰结构,峰值出现在早7时和晚8时左右;从季节看,黑碳质量浓度冬季高(5.20μg/m3)、夏季低(3.00μg/m3);黑碳质量浓度与NO2、CO、PM10、PM2.5显著相关,与O3、风速、气温呈负相关,降水对黑碳的清除作用明显。