基于分类的张家港市生活垃圾典型处置情景环境效益分析

为系统揭示生活垃圾分类和末端处置匹配对全过程管理环境效益的改善,按照张家港市日均生活垃圾产量1850 t计,基于生命周期评价方法和实测垃圾组分数据,通过测算污染物排放的直接总环境影响潜值和电能回收量折算后的总环境影响潜值,分析和预测了垃圾分类典型情况和不同末端处置能力匹配情景下的张家港市生活垃圾处置环境效益.垃圾分类后厨余垃圾的平均厨余组分质量占比（厨余垃圾纯度,95%）较未分类小区（66%）提高了29个百分点,其他垃圾中的厨余组分质量占比（41%）则降低了25个百分点.末端处置能力现状情景下,厨余垃圾分出量为150 t·d^-1时,直接总环境影响潜值随厨余垃圾纯度提高逐渐降低,较垃圾未分类时（3.41×10^-10,以PET₂₀₀₀计,下同）减少约10%;厨余垃圾分出量大于150 t·d^-1时,厨余垃圾分出量和纯度不断提高,分流厨余垃圾的填埋处置将导致污染排放增多,直接总环境影响潜值逐渐增加.生活垃圾处置环境效益的提升不仅依靠分类效果的改善,也依靠末端处置能力的匹配.末端处置能力规划情景下,生活垃圾分类后直接总环境影响潜值（1.73×10^-10~2.40×10^-10）均低于末端处置能力现状情景.厨余垃圾处置能力充足,相同厨余垃圾纯度下,直接总环境影响潜值随厨余垃圾分出量增加而降低.末端处置能力现状情景下电能回收量折算后的总环境影响潜值为-0.89×10^-10~-0.39×10^-10,高于末端处置能力规划情景（-2.13×10^-10~-1.82×10^-10）.结果表明,末端处置能力按规划扩建后,垃圾分类效果持续提升利于提高全过程管理的环境效益.从全过程角度协同提升垃圾分类效果与末端处置能力匹配程度,能有力改善环境效益.     

2018~2021年成都市碳质气溶胶变化特征分析

碳质气溶胶是细颗粒物（PM_2.5）的重要组成部分,可影响全球气候变化、大气能见度、区域空气质量和人类健康. 为了探究减排背景下碳质气溶胶的长期变化特征,通过实时在线监测获取了2018～2021年成都市PM_2.5样品中的有机碳（OC）、元素碳（EC）、挥发性有机物（VOCs）浓度以及相应的气象数据. 结果表明,监测期间ρ（OC）和ρ（EC）均值分别为（10.9 ±5.7）μg·m^-3和（2.6 ±1.9）μg·m^-3,在PM_2.5中占比分别为25.2%和6.0%,ρ（SOC）均值为（5.7 ±3.3）μg·m^-3,在OC中的占比为52.9%. OC和EC浓度随PM_2.5年际变化趋势一致,2018~2020年呈下降趋势[PM_2.5：年均下降浓度为-7.1 μg·（m³·a）^-1,年均降幅为-14.6 %·a^-1;OC：年均下降浓度为-1.7 μg·（m³·a）^-1,年均降幅为-14.2 %·a^-1;EC：年均下降浓度为-0.1 μg·（m³·a）^-1,年均降幅为-4.4 %·a^-1],2021年各污染物浓度较2020年均有不同幅度反弹. PM_2.5和OC浓度大小为：冬>春>秋>夏,EC浓度大小为：冬>秋>春>夏,OC和EC占比分别呈夏季和秋季高于其他季节,对应季节OC和EC占比分别为26.8%和6.9%. 随着污染程度的加重,OC、EC和SOC浓度逐步上升,但在PM_2.5中的占比却呈下降趋势,说明成都市PM_2.5污染的控制因子并不是碳组分. 源解析结果表明,成都市碳质气溶胶主要受机动车、工业源、生物质燃烧源、VOCs二次转化影响. 2019~2021年,EC受VOCs中机动车特征组分影响逐年下降,春季和秋季OC和EC受VOCs影响大于其他季节,春秋季节应加大VOCs排放治理,减少二次转化影响.     

北京城市塑料垃圾年产量的模拟预测及其影响因素分析

揭示城市塑料垃圾年产量及影响因素、预测其发展趋势对于城市生活垃圾收集系统的优化、处理技术的合理选择和降低环境影响具有重要意义.本研究基于1989年以来北京塑料垃圾占比、城市生活垃圾产量数据和社会经济数据,利用赤池信息量准则（AIC）和灰关联度法研究了北京城市塑料垃圾占比的年变化趋势和城市塑料垃圾年产量的主要影响因素.通过多元线性回归模型（MLR）、灰色系统模型GM（1,1）和BP神经网络模型对北京城市塑料垃圾年产量进行了模拟预测.结果表明,北京城市塑料垃圾占比由1989年的1.88%,增加到2012年的14.87%.基于AIC准则预测2013—2050年北京城市塑料垃圾占比增长趋势较平缓、稳定在14%~19%之间.2000—2012年北京市城市塑料垃圾年产量由40.2×10⁴ t增加到121.1×10⁴ t,年增长15.5%.人均可支配收入是影响北京城市塑料垃圾年产量的最大社会经济因素,而常住人口的影响较低.BP神经网络是模拟预测北京城市塑料垃圾产量的最佳模型,其模拟预测结果表明：2013年后北京市塑料垃圾年产量随时间呈不规则的非线性增长趋势,到2025、2035、2050年北京城市塑料垃圾产量将分别达到335、488和859×10⁴ t,将对北京城市生活垃圾处理处置与防控管理带来巨大挑战.     

运城市四季VOCs特征、来源及臭氧形成敏感物种

基于2021年运城市城区站点全年VOCs观测数据,对运城市四季VOCs体积分数、组分特征、来源及臭氧形成敏感物种进行分析.结果表明,运城市城区φ（VOCs）年均值为（32.1±24.2）×10^-9,处于全国中等水平,四季φ（VOCs）均值从高到低依次为：冬季（46.3×10^-9）>秋季（35.5×10^-9）>春季（25.6×10^-9）>夏季（21.2×10^-9）,烷烃和OVOCs占比最高,二者贡献了运城市69.0%~80.4%的TVOCs,春夏季OVOCs占比更高（41%~43%）而秋冬季烷烃占比更高（42%~43%）,主要受到源排放变化的影响.机动车源、LPG/NG源、工业源和燃烧源是运城市城区VOCs的主要来源,四季贡献率最高的分别为机动车源（春季,28.5%）、二次源+燃烧源（夏季,29.0%）、LPG/NG源（秋季,30.4%）和燃煤源（冬季,27.3%）.运城市夏季臭氧形成处于过渡区,其他季节处于VOC控制区,臭氧生成对烯烃（异戊二烯、乙烯和丙烯）、OVOCs（乙醛、丙醛、丙烯醛、正丁醛）和芳烃（二甲苯、甲苯、苯）最敏感,其中冬季对乙烯最敏感,其他季节对异戊二烯最敏感,应对这些敏感物种相关的一次排放源进行减排以实现臭氧浓度改善的目标.     

关中平原春节前后碳质气溶胶分布特征及来源解析

以2023年春节期间西安、宝鸡、咸阳、渭南和铜川大气PM_2.5中的OC和EC为对象,利用反距离加权空间插值法（IDW）、二次有机碳（SOC）估算和潜在源贡献因子分析（PSCF）分析了关中平原碳质气溶胶的时空变化特征及潜在来源. 结果表明,在时间分布上, ρ（OC）表现为：春节后[（18.6 ±11.0）μg·m^-3]>春节期间[（16.2 ±15.1）μg·m^-3]>春节前[（10.0 ±8.3）μg·m^-3], ρ（EC）表现为：春节后[（2.2 ±1.2）μg·m^-3]>春节期间[（1.7 ±1.5）μg·m^-3]>春节前[（1.4 ±1.1）μg·m^-3],OC和EC污染在春节后最严重;在空间分布上, ρ（OC）表现为：咸阳[（21.4 ±17.3）μg·m^-3]>宝鸡[（15.8 ±12.8）μg·m^-3]>西安[（13.6 ±11.3）μg·m^-3]>渭南[（11.6 ±9.1）μg·m^-3]>铜川[（10.0 ±8.3）μg·m^-3], ρ（EC）表现为：咸阳[（2.1 ±1.4）μg·m^-3]>渭南[（1.8 ±1.4）μg·m^-3]>西安[（1.8 ±1.2）μg·m^-3]>铜川[（1.6 ±1.4）μg·m^-3]>宝鸡[（1.2 ±0.9）μg·m^-3],总体上咸阳的PM_2.5和碳质气溶胶污染最严重,铜川污染最轻. IDW结果显示：OC和EC浓度的高值中心[ρ（OC）>27.3 μg·m^-3, ρ（EC）>2.9 μg·m^-3]在平原中部,低值中心[ρ（OC）<7.0 μg·m^-3, ρ（EC）<1.0 μg·m^-3]在平原北部,OC分布西高东低,EC分布东高西低. SOC在OC中的占比为：春节后（51.7%）>春节期间（41.1%）>春节前（36.8%）. 各城市SOC/OC大小和各城市SOC在关中平原的贡献率大小表明,铜川、宝鸡和咸阳受有机碳二次转化影响较大. 春节前、春节期间和春节后OC与EC的相关系数（r = 0.85、 r = 0.98和r = 0.94）表明二者具有高度的同源性. 碳质气溶胶在春节前和春节期间与湿度和风速有一定相关性,春节后与各气象因子呈弱相关;碳质气溶胶总体上与CO和NO₂有较强的相关性且在春节后相关性最强,与SO₂的相关性在春节期间最强. 5个城市碳质气溶胶潜在源区主要集中在本地和周边的甘肃南部、陕北以及陕南地区,春节前还受到来自西北方向长距离输送的影响.     

全过程管理视角的上海市垃圾分类回顾与展望

为掌握分类投放全面推广对城市生活垃圾全过程管理的影响,系统回顾了上海生活垃圾分类的推行历程,从生命周期角度预测了不同分类水平下上海生活垃圾处理与处置的环境效应。上海垃圾分类经历了试点、推广、调整、强制推广4个阶段,指导思路从资源化主导转变为"减量化、资源化、无害化"并行,减量效果从调整阶段开始逐渐显现,其他垃圾热值提高。在模拟的8种场景中,当湿垃圾、可回收物、其他垃圾混合投放并处置时,总环境影响潜值最高,达到1.22×10-13 PET₂₀₀₀/t;湿垃圾、可回收物、其他垃圾分出量占比分别为30%、20%和50%时(上海市生活垃圾厌氧消化、焚烧和回收的最大处理能力分别占总处理能力的25%、60%和15%),可实现原生垃圾零填埋,并获得最佳环境效益,环境影响潜值降为8.13×10-14 PET₂₀₀₀/t。从生活垃圾全过程管理角度看,分类投放是前提条件,配套适当的处理处置设施才能更好地显现环境效益优势。     

氯代乙烯的厌氧微生物还原脱氯特性

四氯乙烯（PCE）和三氯乙烯（TCE）是地下水中典型的卤代有机化合物,严重威胁生态环境与人体健康.为获得氯代乙烯高效厌氧降解菌剂并探究其在污染地下水中的应用潜能,利用某工业污染场地的地下水,通过投喂PCE或TCE进行长期富集培养,获得了可将PCE和TCE完全脱氯成无毒乙烯的厌氧菌剂W-1.菌剂W-1的PCE和TCE脱氯速率分别是（120.1 ±4.9） μmol·（L·d）^-1和（172.4 ±21.8） μmol·（L·d）^-1.16S rRNA基因扩增子测序和qPCR结果表明,98.3 μmol PCE还原脱氯至顺-1,2-二氯乙烯（cis-1,2-DCE）时,Dehalobacter丰度从1.9%增长至57.1%,基因拷贝数每释放1 μmol Cl^-增加1.7×10⁷ copies;cis-1,2-DCE完全还原脱氯至乙烯时,Dehalococcoides丰度从1.1%增长至53.8%;PCE完全还原脱氯至乙烯过程中Dehalococcoides基因拷贝数每释放1 μmol Cl^-增加1.7×10⁸ copies.以上结果说明Dehalobacter与Dehalococcoides协同互作实现PCE完全降解解毒.当菌群W-1以TCE为电子受体时,222.8 μmol TCE完全还原脱氯至乙烯时候,Dehalococcoides丰度从（29.1 ±2.4）%增长至（77.7 ±0.2）%,基因拷贝数每释放1 μmol Cl^-增加（1.9 ±0.4）×10⁸ copies.结合PCR和Sanger测序,获得了菌剂W-1中主要脱卤菌Dehalococcoides LWT1较完整的16S rRNA基因序列,其与D. mccartyi strain 195 16S rRNA基因序列相似度达100%.将菌群W-1添加至受TCE（418.7 μmol·L^-1）污染的地下水中,28 d内实现了（69.2 ±9.8）%的TCE被完全脱毒至乙烯,TCE脱氯速率为（10.3 ±1.5） μmol·（L·d）^-1.研究成果可为PCE或TCE污染地下水开展厌氧微生物修复提供菌剂资源和理论指导.     

郑州市冬夏季污染过程中大气VOCs污染特征、来源解析及活性分析

为了研究挥发性有机物（VOCs）的污染特征,于2021年6月和12月在郑州市对两个污染过程中的VOCs进行了连续监测.结合气象条件,对比分析了VOCs冬夏季污染过程的污染特征、来源贡献和活性差异.结果显示,两个污染过程φ（VOCs）分别为（27.92±12.68）×10^-9和（24.30±5.93）×10^-9.冬季雾-霾污染过程相较于夏季O₃污染过程,VOCs体积分数变化范围更大.冬季污染过程源解析结果：工业源（27.0%）、机动车源（22.5%）、燃烧源（20.1%）、溶剂使用源（16.3%）和油气挥发源（14.1%）;夏季污染过程源解析结果：机动车源（24.8%）、工业源（24.1%）、溶剂使用源（17.4%）、油气挥发源（14.2%）、燃烧源（11.2%）和植物源（8.4%）.光化学烟雾产量模型结果显示,两个污染过程中夏季臭氧生成处于VOCs控制区的天数占比（66.7%）小于冬季（100.0%）.二次反应活性结果显示,冬季和夏季污染过程·OH自由基反应活性（L_·OH）均值分别为4.12 s^-1和4.76 s^-1.夏季污染过程臭氧生成潜势（OFP）均值108.36 μg·m^-3,L_·OH和OFP贡献率排名前10名物种夏季污染过程以烯烃为主.郑州市冬季污染过程的总二次有机气溶胶生成潜势（SOAFP）为54.38 μg·m^-3,冬季污染过程SOAFP贡献率前10名物种中芳香烃占9个.     

清江流域亚硝胺及其前体物质的分布特征及风险评价

亚硝胺是一类具有高致癌性和致突变性的含氮有机污染物. 支流水系作为我国中小城镇的主要饮用水源,其亚硝胺的污染情况尚不明确,关于支流河水中亚硝胺及其前体物质浓度的研究仍十分缺乏. 以水体中常见8种亚硝胺为研究对象,检测了长江一级支流清江河水及氯胺化处理后水样中亚硝胺浓度组成特征,并针对重要的污水排放源进行重点监测,分析亚硝胺及其前体物质的环境影响因素,评估其健康和生态风险. 结果表明,清江河水共检出6种亚硝胺,其中主要亚硝胺为NDMA[（10 ±15）ng·L^-1]、NDEA[（9.3 ±9.3）ng·L^-1]和NDBA[（14 ±7.8）ng·L^-1],氯胺化反应后的水样中有7种亚硝胺检出,主要为NDMA-FP[（46 ±21）ng·L^-1]、NDEA-FP[（26 ±8.3）ng·L^-1]和NDBA-FP[（22 ±13）ng·L^-1];河水中亚硝胺的浓度分布整体呈现为中游高于上游和下游,在有污水排放与支流汇入点的亚硝胺浓度明显高于其他点位;对污水直接排放点的监测发现,携带有亚硝胺及其前体物质的污水输入是河水中亚硝胺的主要来源;此外,3种主控污染物NDMA、NDBA和NDEA的浓度存在一定相关性,主要原因是其存在相似的污水来源;饮用水源地亚硝胺浓度对当地居民存在潜在致癌风险（2.4×10^-5）;此外,由于清江具有较高的亚硝胺生成潜能,其饮用水致癌风险可能会更高;生态风险评价表明,亚硝胺对于清江流域的生态风险商值低于0.002,生态风险可忽略不计.     

寒冷地区IFAS+磁混凝污水厂菌群结构和抗生素抗性基因分析

为探究寒冷地区IFAS+磁混凝污水厂中菌群及其携带的抗生素抗性基因（ARGs）变化,采用16S rRNA基因测序和宏基因组测序方法对新疆某城市污水厂进行研究.结果表明,绿弯菌门（Chloroflexi）和硝化螺旋菌门（Nitrospirae）在活性污泥中的相对丰度平均值分别为3.50%和0.03%,在生物膜中的相对丰度分别达到10.02%和2.12%,NH₄⁺-N和TN去除率平均值分别由改造前的91.89%和66.76%提升至改造后的97.71%和91.90%,表明IFAS增强了寒冷地区污水厂的生物脱氮能力;生物处理段内与铁氧化还原有关的Ferruginibacter和红育菌属（Rhodoferax）的相对丰度平均值分别达到5.24%和3.72%,出水中红育菌属（Rhodoferax）的相对丰度达到9.48%,表明磁粉对菌群产生了影响;该厂对ARGs有明显的去除效果,ARGs的相对丰度由进水中的191.08×10^-3‰降至出水中的32.58×10^-3‰,活性污泥中ARGs相对丰度为63.25×10^-3‰~72.38×10^-3‰,明显高于生物膜中的41.31×10^-3‰,但sul2、floR和rpoB 2等ARGs优势亚型在生物膜中的相对丰度分别为5.77×10^-3‰、2.52×10^-3‰和2.03×10^-3‰,高于活性污泥中的3.15×10^-3‰~3.57×10^-3‰、1.73×10^-3‰~2.24×10^-3‰和1.28×10^-3‰~1.76×10^-3‰;网络分析结果表明,Caldilineaceae_norank与sul2呈显著正相关,毛球菌属（Trichococcus）与floR呈显著正相关.