塑料管材输配水过程中有机物释放规律研究

研究了目前给水管网中常用的3种塑料管材,未增塑聚氯乙烯(uPVC),聚乙烯(PE)和无规共聚聚丙烯(PPR)管在输配水过程中有机物的释放规律.通过静态管段实验模拟给水管网中不同输配水状态,选取总有机碳(TOC)为综合评价指标,考察了不同塑料管材中有机物随时间的迁移释放特性,并分析了管材有机物释放对管网水中余氯消耗的影响.随着管材输配水次数的增加,uPVC管释放至水中的TOC浓度和TOC释放速率分别在0.03mg/L和0.04μg/(d?cm2)以下,而PE管和PPR管在输配水过程中TOC的释放浓度和释放速率在初期最大[PE: 0.19mg/L,0.25μg/(d?cm2);PPR:0.07mg/L,0.09μg/(d?cm2)],且后期递减并趋于平稳[PE:0.03~0.08mg/L,0.05~0.10μg/(d?cm2);PPR:0.01~0.03mg/L, 0.01~0.04μg/(d?cm2)].随着水力停留时间的增加,不同管材释放的有机物浓度持续升高.不同管材有机物的释放能力排序为:PE>PPR>uPVC.各管材的有机物释放特性直接影响管网水的余氯消耗特性,且管材的有机物释放量越多,管网水的余氯消耗越快.PE管的使用易引起水体有机污染问题.本研究明确了3种常用塑料管材的有机物释放规律,将进一步为与塑料管材安全性能评价相关的国家标准的修订提供理论依据.     

饮用水系统中邻苯二甲酸酯的污染特征及健康风险评价

邻苯二甲酸酯(PAEs)作为全球大规模使用的增塑剂,已成为环境中“无处不在”的一类新兴污染物.PAEs在世界各国饮用水中被广泛检出,但在饮用水输配系统中的污染特征及潜在污染来源研究尚不充分.本研究以饮用水系统为对象,分析了原水、出厂水及龙头水中PAEs的污染特征及变化规律,讨论了季节因素对各阶段出水中PAEs污染特征的影响,并评估了龙头水中PAEs对各类暴露人群所构成的健康风险.结果表明：原水中总PAEs浓度呈夏季>冬季>春季>秋季的规律,DBP、DEHP及DiBP是原水中主要存在的PAEs;水处理过程能去除47.9%～76.7%的总PAEs,对高分子量的DEHP去除率更高;龙头水中PAEs的浓度要显著高于出厂水,其中夏季最为明显,室内塑料管材是潜在的污染来源;龙头水中PAEs对人体健康造成的非致癌风险和致癌风险均低于最大可接受风险水平,对成年男性构成的致癌风险最高为7.37×10^-7,已接近最大可接受风险水平(10^-6),应加以重视.     

大学校园室内环境PM2.5中PAEs污染特征及暴露风险

为揭示大学校园室内环境中PM_2.5及其中PAEs（phthalate esters,邻苯二甲酸酯）的污染特征和师生暴露风险,以陕西师范大学长安校区为例,采集了校园秋冬季6个采样点52个室内PM_2.5样品,利用气相色谱质谱联用仪检测了其中22种PAEs的浓度,分析了其构成和时空分布,评估了师生暴露健康风险.结果表明:①不同采样点PM_2.5中22种PAEs的总浓度范围为237~413 μg/m3,其中6种优控PAEs的总浓度范围为4.81~7.47 μg/m3;室内PM_2.5中的PAEs主要为邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二环己酯和邻苯二甲酸二异壬酯,均为非优控PAEs,且这3种单体的浓度远高于6种优控PAEs单体的浓度.②各采样点检出的6种优控PAEs单体不同,图书馆和教室中6种优控PAEs均被检出,宿舍中检出4种,家属区中检出3种.③季节变化对室内PM_2.5浓度及其中的PAEs浓度均会产生影响,冬季室内PM_2.5平均浓度（58.3 μg/m3）高于秋季（55.4 μg/m3）,12月6种优控PAEs单体浓度范围为0.250~3.86 μg/m3,明显高于其他月份.④来源解析表明,校园室内空气PM_2.5中的PAEs主要来自室内装饰材料的释放,学生油墨及化妆品和个人护肤品的使用,以及增塑剂的使用及涂层的释放.⑤6种优控PAEs对人体产生的非致癌风险均较低,邻苯二甲酸丁基苄基酯和邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯的致癌风险均低于标准限值（1×10-6）,二者的致癌风险均可忽略.研究显示,校园内不同室内环境中PM_2.5污染程度及其中的PAEs浓度和构成均存在一定差异,师生暴露于室内空气PM_2.5中6种优控PAEs的非致癌风险均较低,致癌风险可忽略,但环境中非优控PAEs的污染与风险应给予足够的关注.      

垃圾模拟填埋过程中典型含多溴联苯醚废物污染释放规律

为探索垃圾模拟填埋过程中PBDEs（多溴联苯醚）的污染释放规律,选取填埋场中典型的含PBDEs废物为研究对象,以填埋场渗滤液为浸提剂进行浸出试验,模拟垃圾填埋场处置场景下不同时间、温度和表面活性剂（十二烷基苯磺酸钠）浓度对不同废物（PP-R管材、PE-RT管材、PVC管材、PP塑料板凳、HDPE洗护用品瓶、PP洗衣机、PS电视机和阻燃ABS）中PBDEs释放的影响;采用液液萃取法提取浸出液中的PBDEs,采用气相色谱-质谱法（GC-MS）对21种PBDEs同系物进行定性、定量检测.结果表明:①在浸出120 d内,每种废物中PBDEs的浸出量随时间的延长均逐渐增加,二者呈良好的线性关系,其中BDE209的浸出量远高于其他同系物,最高可达浸出总量的95.2%.②不同废物随温度的变化情况存在差异,其中PP-R、PE-RT管材中PBDEs浸出量随温度的升高而逐渐增加.③由于不同废物对表面活性剂的最适浓度存在差异,致使其浸出规律也存在差异,一定浓度范围内的表面活性剂可能对PBDEs的释放有促进作用,其中以PS电视机中PBDEs的浸出量为最高,为136 553 pg/mL;以PVC管材中PBDEs的浸出量为最低,仅为1 590 pg/mL.研究显示,含PBDEs的生活垃圾在渗滤液作用下的污染释放较为严重,应加强管控.      

东江流域典型毒害有机污染物的污染特征、来源及生态风险

东江是我国珠江水系的主要组成部分,是广东省重要的河流之一.由于珠江三角洲产业结构的转移,东江沿江的工业活动与人类活动导致毒害有机物的排放不断增加,随之而来的水环境安全问题备受关注.因此,本文研究了东江水体中4类典型毒害有机污染物,包括多环芳烃（Polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs）、酚类内分泌干扰物（Phenolic endocrine-disrupting chemicals, PEDCs）、邻苯二甲酸酯（phthalates, PAEs）、多溴联苯醚（Polybrominated diphenyl ethers, PBDEs）的污染水平、时空分布、潜在来源及生态风险.结果表明,东江水体中PEDCs浓度最高, 其次是PAEs与PAHs, PBDEs浓度相对较低.水体中PEDCs、PAEs与PAHs浓度呈现显著的季节差异,枯水期浓度显著高于丰水期浓度.下游各类污染物浓度明显高于上游和中游.东江水体中PBDEs主要来源于十溴联苯醚的生产与使用;PAHs主要来源于化石燃料和生物质的燃烧,其次是燃烧源和石油的混合物,以及石油源;PAEs污染主要来自化妆品、药品和个人护理用品等生活垃圾,以及塑料工业.运用风险 商值分析了各污染物的水生生态风险,发现4-正壬基酚（4-Nonylphenol, 4-NP）与邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯（di（2-ethylhexyl） phthalate, DEHP）对东江水体中生物可能造成极大的生态风险,其次是邻苯二甲酸二丁酯（Dibutyl phthalate, DBP）和邻苯二甲酸二正辛酯（Dioctyl phthalate, DOP）,其它化合物主要存在低到中等风险.因此,针对高风险物质,有必要实施有效的环境法规及处理技术以改善东江的水生环境.     

全国23个城市水源水中邻苯二甲酸酯代谢物浓度调查

采用UPLC-MS/MS方法对中国23个城市的90个自来水厂141个水源水样中5种常用PAEs的8种代谢产物进行检测.结果发现,所有自来水水源水中均检出了MPAEs,邻苯二甲酸单正丁酯（MnBP）检出浓度最高,为74.7ng/L.水源水中邻苯二甲酸单乙酯（MEP）,邻苯二甲酸单异丁酯（MiBP）和MnBP浓度与邻苯二甲酸二乙酯（DEP）,邻苯二甲酸二异丁酯（DiBP）和邻苯二甲酸二正丁酯（DnBP）浓度分别呈显著相关,表明两者可能是同源.邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯（DEHP）二级代谢产物所占DEHP一级、二级代谢产物浓度和（∑DEHP）为4.0%±5.6%,和天然水体中DEHP的微生物降解结果类似,水源水中的MPAEs可能来自PAEs在自然水体中的微生物降解.     

高速公路沿线路面灰尘及土壤中重金属污染特征研究

本文选择昌九、昌樟、温厚三条高速公路为研究对象,采集了路面灰尘和路旁表层土壤,测定了其中锰、锌、铜、铅、锑和镉的浓度。通过分析重金属之间的相关性、重金属含量与车流量之间的关系,比较本研究与国内外相关文献,希望能说明锰、锌、铜、铅、锑和镉这几种重金属的来源,并对这几种重金属的污染状况进行了评价。研究结果表明,交通活动释放的锌主要来源于轮胎磨损;铜和锑主要来源于制动板的磨损;虽然汽油中禁止添加铅,汽车轮轴轴承摩擦、制动衬面摩擦还会释放出铅;轮胎、润滑油和金属表面都会释放出镉;虽然汽油中添加的锰基抗爆剂会向环境中释放锰,但交通环境路面灰尘和土壤中的锰仍主要来源于自然环境。路面灰尘和土壤中重金属含量与车流量之间显著正相关,其浓度从高到低呈现了相似的规律:Zn > Cu、Pb > Sb、Cd。路面灰尘中重金属单项污染指数:Cd≫Zn、Cu > Sb > Pb。土壤中重金属单项污染指数从高到低依次为:Cd > Sb > Cu > Zn > Pb。公路旁环境介质中重金属污染风险等级:Cd≫Cu > Pb > Zn。汽车尾气、制动板和轮胎磨损是交通源污染物的主要来源,而非尾气排放源是交通环境重金属污染物的主要来源。     

硝酸根对有机磷光解释放磷酸根的影响

为了解硝酸根（NO₃^-）的光化学活性对水体中有机磷间接光解释放磷酸根过程的影响,采用室内模拟实验,研究了NO₃^-在草甘膦光解转化为磷酸根中的作用及NO₃^-浓度对该反应速度的影响,并以甲醇为羟基自由基（·OH）猝灭剂,印证了NO₃^-对富营养化湖泊水体中有机磷光解释放磷的作用.结果表明,在紫外光（UV）照射下,草甘膦可以直接光解转化为磷酸根,其磷酸根的释放量随着溶液初始pH和草甘膦浓度的增加而增大.加入NO₃^-处理,光照60min后,磷酸根的释放量由空白处理的0.05mg/L增加到了0.43mg/L.添加Fe³⁺可促进这一过程,而添加腐殖酸（HA）和碳酸氢根（HCO₃^-）则可以显著抑制磷酸根的释放.在湖泊水体中,添加草甘膦,磷酸根的释放量显著高于空白,而增加湖水中NO₃^-浓度时,磷酸根的释放量则进一步增大.在湖水/草甘膦/NO₃^-体系中添加·OH猝灭剂甲醇后,磷酸根的释放量显著降低.可见在紫外光条件下,NO₃^-的光化学作用对有机磷释放磷酸根过程具有重要影响.     

三峡库区消落带土壤邻苯二甲酸二丁酯静态释放特征

为了解特大型水库消落带优先有机污染物迁移转化规律,以邻苯二甲酸二丁酯(DBP)为代表性优先污染物,采用静态淹水法研究了土壤中DBP浓度、上覆水离子强度、有机质含量等因素对三峡库区消落带土壤中DBP静态释放规律的影响.结果表明,消落带土壤中DBP在淹水前期由土壤向上覆水中迁移释放,该过程分为短暂但是释放速率较快的快速释放阶段和释放时间较长但释放速率较慢的慢速释放阶段,此过程可以很好地用二室一级动力模型拟合.随着土壤中添加的DBP浓度的增大,DBP向上覆水快速释放速率加快,而快速释放比例则减小;慢释放速率和慢速释放比例则正好相反.随着上覆水离子强度的增加,快速释放比例增加,使DBP向上覆水释放量增加.上覆水高浓度的DBP在淹水初期会抑制土壤DBP的释放而且使DBP释放达到最大值的时间延迟.上覆水添加腐殖酸后,快速释放速率、慢速释放速率和快速释放比例均增大,从而使DBP向上覆水的释放量也增加.     

雨、污合流制城区降雨径流污染的迁移转化过程与来源研究

2003～2006年通过对武汉市汉阳城区不同尺度降雨径流、市政污水的监测,结合环境地球化学方法,研究雨、污合流制城区降雨径流污染的形成、迁移转化过程及污染来源.结果表明,雨、污合流制城区地表径流汇入排水系统,经排水系统传输,污染程度显著增加.屋面径流中TSS和COD浓度（EMC）的平均值分别为18.7 mg/L和37.0 mg/L,路面径流中TSS、COD浓度（EMC）的平均值分别为225.3 mg/L和176.5 mg/L,而在集水区出口处径流中TSS、COD浓度（EMC）的平均值分别为449.7 mg/L和359.9 mg/L;污染物的组成也发生了明显的改变,颗粒态COD增加了18%,有机污染增强.研究还发现,城市地表、雨水口、生活污水管和合流管道沉积物中P、Fe含量具有明显分异特征,可以利用沉积物中P/Fe识别集水区尺度降雨径流污染成因与来源.据此对集水区出口2次径流污染来源计算,56%±26%的悬浮物来自城市地表与雨水口,44%±26%的悬浮物源于生活污水的沉积物.生活污水中污染物对降雨径流污染的贡献是通过在合流管道中形成沉积发生的.雨、污合流管道在降雨径流污染形成过程中发挥了转化器和加重径流污染的作用.减少合流管道中沉积物的形成是削减径流污染负荷的途径之一.     

南昌市地下水特征及其应急水源地分析

该文从地下水类型、含水岩(层)组的空间分布和地下水的补给、迳流、排泄条件及动态变化规律等方面介绍了南昌地区地下水的基本特征。以城市规划为基础,根据区域水文地质条件,选择扬子洲—南新一带和广福—向塘一带作为地下水应急水源地。并阐述了各水源地水文地质条件、地下水资源量、水质及开发利用现状。     

智慧水务背景下的供水管网漏损控制研究进展

供水管网漏损是国内外供水行业面临的普遍难题,不仅造成大量的水资源浪费,而且带来管网水质二次污染风险.因此,管网漏损控制一直是供水行业的研究热点.尤其是近年来智慧水务的发展,使管网基础信息与运行监测数据不断完善,大大推动了管网漏损控制技术的发展.综述了管网破损预测、管网漏损识别定位、管网漏损控制方案优化、数据质量控制与漏损管理系统等方面的研究进展,并分析了当前研究的特点与不足,以期为管网漏损控制技术的发展提供借鉴.     

黑河水资源特征及水环境保护

黑河是我国西北地区较大的内陆河,横跨山地、盆地和沙漠三大地貌类型区,用水矛盾尤其是经济建设与生态环境用水矛盾突出。该文在对黑河流域自然概况及水文特征研究的基础上,重点对黑河的水化学特征进行了较为全面的研究。分析了干流河水的主要离子成分、水化学类型、河水的矿化度、总硬度、总碱度及河水的微量元素组成,并对水质状况进行了评价,提出了水环境保护的意见和建议。     

BP神经网络在再生水补给密云水库水质评价中的应用

基于环境质量基本模型,将补给的再生水视为点源污染,建立了再生水补给后的湖库污染物浓度变化模型.在得到补给后主要污染物稳定浓度的基础上,建立BP神经网络模型,使用随机数发生器生成随机数据作为模型的学习样本和检验样本以满足BP模型对样本数量的需求.使用BP模型对再生水补给后的水质进行评价,评价结果证明了再生水补给的可行性与相对安全性.     

原水水质对输水管道硝化作用形成的影响

采用配制水样模拟Ⅱ类、Ⅲ类和劣Ⅴ类地表水,利用管道模拟反应器研究不同原水水质条件下输水管道中硝化作用的形成及对输水水质的影响.结果表明:原水中氨氮(NH4+-N)及溶解氧(DO)含量对NH4+-N去除均有一定影响,DO充足时,去除率随原水中NH4+-N含量的增加而增加,DO浓度低时,DO成为影响NH4+-N去除的主要因素;原水NH4+-N含量对运行初期NO2--N积累有重要影响,NH4+-N含量越高,NO2--N积累量越大,随着生物膜的成熟,影响作用逐渐减弱;反应器中AOB数量主要受原水NH4+-N浓度的影响,随NH4+-N浓度升高而增加;NOB数量受NH4+-N和DO浓度的双重影响,DO含量低会抑制NOB活性,使NOB数量减少,导致NO2--N积累;输水管道中的硝化作用是水中及生物膜中硝化细菌共同作用的结果,但生物膜中硝化细菌存在水平高,其硝化作用占主导地位.     

三峡库区水质和水龄数值模拟研究

三峡水库是我国重要的生态屏障和水资源战略储备库,保护水库的水质安全对于国家经济发展和社会稳定具有重要战略意义.本文基于EFDC模型模拟了2010-2014年三峡库区及主要支流的水动力水质过程,重点研究上游来水和重点支流对库区水质的影响及水龄变化特征,结果表明:①模型可定量研究重点支流输入对库区水质的影响,17条支流中仅...     

辽东湾北部浅水区海水腐蚀试验研究

针对辽东湾北部海域水浅、潮差大等海洋环境特点，采用D钢、DH钢和API5LX—52钢在现场进行了时间分别为1a、2a的长尺挂片实验，得到了该浅水海域全浸区海水腐蚀特别严重的结论(上述三种钢材腐蚀速率分别为0．7068、0．4735和0．5491mm／a)，为在辽东湾北部及具有相似特征的海域建设海工结构物或钻井平台等的防腐工作提供了参考依据。     

基于水环境信息规范变换的水质普适指数公式

为了建立科学合理、和谐统一、简洁实用的包括地表水、地下水和湖泊富营养化水体的水环境质量的普适指数公式,借鉴物理学中普遍存在的规范不变性(对称性)原理,适当设定水环境各指标的"参照值"和相对于参照值的指标值规范变换式,使不同指标的同级标准值经规范变换后的"标准规范值"彼此差异很小,从而可以认为用规范值或对数变换值表示的不同指标都与某个指标"等效".因此,基于规范变换的不同指标的某种形式水质指数公式都可以用该"等效指标"的相应水质指数公式等效替代.在满足一定的优化目标准则条件下,采用免疫进化粒子群混洗蛙跳算法对公式中的普适参数进行迭代优化,分别得出优化后对地表水、地下水和湖泊富营养化水体的72项指标皆适用的对数型幂函数、韦伯-费希纳定律、Г型分布函数、污染危害S型函数、参数化组合算子和加和型幂函数等6个水环境质量的普适指数公式.最后对公式的可靠性进行了理论分析,并通过若干实例对公式的实用性进行了效果检验.结果表明:水环境质量的多种形式的普适指数公式皆具有形式简洁、和谐统一、计算简便和普适通用的特点.     

地下水污染防治在我国水体污染控制与治理中的双重意义

农业面源污染物不仅随地表径流直接进入河流、湖泊或近海,污染地表水体,而且渗入土壤或岩石,污染地下水.而被荇染的地下水最终亦流人河流、湖泊或近海,污染地表水体.因此,地下水污染防治在当前我国的水体污染控制与治理中具有双重意义:一方面,为了保护作为主要饮用水源之一的地下水,需要进行地下水污染防治;另一方面,为了有效地治理地表水体的污染,也需要进行地下水污染防治.迄今为止,我国在地下水污染防治方面所做的工作大都以保护地下水作为饮用水源为目的,而缺少或未重视被污染的地下水对地表水体污染的机理和贡献的研究.本文以农业面源造成的地下水中硝酸盐污染为例,阐明地下水污染防治在我国当前水污染防治中的双重意义,指出被污染的地下水可能是我国主要河流、湖泊和近海的主要污染源之一,旨在得到人们对地下水污染研究和治理的重视,推动面源污染物在地下水中的运移机理以及被污染地下水对地表水污染的贡献评价与防治研究,以便更合理地制定我国的流域水污染防治规划,更有效地控制和治理我国的水体污染.     

岩溶区不同水体有机氯农药对比研究

为研究岩溶区地下水、地表水之间有机氯农药的差异,用气相色谱-微池电子捕获检测器(GC-μECD)分析了水中OCPs含量.结果表明:研究区水样中有机氯农药检出率达100%.OCPs浓度范围32.13~319.53ng/L,均值为134.17ng/L.OCPs浓度季节差异明显,枯水期高于丰水期.水井(sj)中OCPs,DDTs、HCHs浓度均大于水池(sc).通过采样点间的对比可知,雨季水池、水井间OCPs含量相当,旱季水池小于水井.水池、水井间DDTs、HCHs对比没有明显的季节性,表现为水池的DDTs含量小于水井,但HCHs含量大于水井.水井中的OCPs、DDTs、HCHs的最小值与水池相比均表现出了滞后性.地表水与地下水有机氯农药表现出的差异,是由于两采样点的环境不同.通过比值法得出HCHs来自于混合源,地表水的比值更能准确的反映出HCHs的来源.DDTs可能来自于混合DDTs,且为历史残留,降解环境为好氧环境.水井中DDTs、HCHs百分比组成由于土壤的影响发生了变化.