中国2013年1月PM2.5重污染过程卫星反演研究

利用第三代空气质量模型CMAQ(community multiscale air quality modelling system)模拟的PM2.5垂直分层数据和中尺度气象模型WRF(weather research and forcasting model)模拟的高分辨率湿度数据,分别对MODIS AOD(aerosol optical depth)资料进行垂直与湿度订正,建立了订正后的AOD数据与PM2.5地面监测数据之间的线性拟合模型,其线性相关系数r=0.77(n=57,P0.01).基于此线性拟合模型,首次反演了2013年1月全国10 km分辨率PM2.5月均浓度的空间分布特征,并分析了人口暴露水平.结果表明,2013年1月我国PM2.5月均浓度大于100μg·m-3、200μg·m-3的面积占国土面积的比例分别高达10.99%、1.34%,暴露人口占全国总人口的比例分别高达45.01%、6.31%.     

赤水河中下游冬季河水化学空间分布特征分析

通过在枯水期对赤水河中下游干流及其支流共25个河水样品进行水化学采样,水化学分析结果表明:在阴阳离子组成中,Ca2+为主要阳离子,占总阳离子的64%以上;阴离子以HCO3-和SO42-为主,占总阴离子75%~91%,其中HCO3-占51%以上。Gibbs图研究区河水化学组成受岩石风化作用控制,阴阳离子三角图、水化学比值分析表明研究区河水化学组成主要受碳酸盐岩风化作用影响,在下游部分支流存在一定硅酸盐岩风化作用。水化学时空分布的对比分析表明,人为活动的对赤水河流域岩石风化速率和水化学组成产生了一定的影响。     

1株异养反硝化硫细菌的分离鉴定及代谢特性

工业废水中的有机物、硫化物和含氮化合物是废水处理面临的重大挑战.利用生物技术,可以实现在废水处理系统中同时去除这3种污染物.在污水处理反应器中,分离出1株异养反硝化硫细菌HDD1.基于16S rRNA基因的系统进化分析和生理特征显示菌株HDD1为Thauera属的一个种.菌株HDD1能够利用乙酸盐和硫化物作为电子供体,硝酸盐作为电子受体进行呼吸作用.在15h之内,CH3COO-(300 mg·L~(-1))、S2-(200 mg·L~(-1))和NO-3(487 mg·L~(-1))被完全代谢去除.扫描电子显微镜和能量色散谱结果显示硫化物氧化的主要产物为单质硫.菌株HDD1能够同时应用于工业废水处理和硫元素的资源化回收.     

多孔TiO_2光催化降解罗丹明B水溶液

以SiO2为模板剂,采用溶胶-凝胶-碱洗的方法制备多孔TiO2催化剂。经TEM和BET分析表明,多孔TiO2粒径约为10 nm,且颗粒大小分布均匀,其比表面积较大,约为167.572 m2/g。通过罗丹明B水溶液的光催化降解实验,考察了多孔TiO2的光催化活性。实验结果表明,初始pH=6,初始浓度30 mg/L的罗丹明...     

中国1991~2010年环境污染事故频数动态变化因素分解

运用因素分解方法,将影响环境污染事故频数变化的因素分解为经济规模、污染治理资金规模和风险控制技术水平,构建了环境污染事故频数变化的完全分解模型,并对我国1991~2010年的数据进行实证分析.结果表明:环境污染事故年度间变化均值为-138起.其中,由经济规模、污染治理投资规模和风险控制技术水平所引起的频数变化分别为279起,-74起和-344起.总的看来:该时期经济规模增长对污染事故频数增加起到促进作用,但随着经济规模的增加,该效应对污染事故频数的促进作用减弱;1991~2005年污染治理投资效应有一定的随机性,对污染事故频数的增加基本起到遏制作用;风险控制技术效应对污染事故频数的增加起到遏制作用.环境污染事故频数变化是由各因素共同作用的结果,在不同时期各因素对污染事故频数变化所发挥的效应不同.     

淄博市大气污染特征模型模拟及环境容量估算

为在我国构建基于"浓度控制、总量控制、质量控制"相结合的大气污染防治新模式,结合国家《重点区域大气污染防治规划(2011-2015年)》及《淄博市环境保护"十二五"规划》的编制工作,利用CALPUFF空气质量模型模拟了淄博市及其周边地区大气污染特征,并基于模型模拟结果采用多目标线性优化方法估算了淄博市SO2、NOx、PM10这3项污染物的环境容量.研究表明,淄博市大气污染受外来污染源影响大,外来污染源对淄博全市SO2、NO2、PM10年均浓度贡献率分别达26.34%、21.23%、14.58%.淄博市各区县之间存在显著的相互影响关系,其中周边区县对张店中心城区的SO2、NO2、PM10年均浓度贡献率分别为35.96%、43.17%、17.69%.淄博市不同区县的空间敏感性差异较大,其中周村区、桓台县、张店区、淄川区单位污染物排放量对城市空气质量的综合影响明显大于其它区县.淄博市要达到《环境空气质量标准》(GB 3095-2012)的要求,SO2、NOx、PM10的环境容量分别仅为8.03×104、19.16×104、3.21×104t.因此,在山东半岛实施区域大气污染联防联控是确保淄博市空气质量达标的必要途径.     

华北典型工矿城镇土壤重金属来源解析及潜在生态风险评价

为掌握典型工矿城镇土壤重金属状况,定量解析潜在来源,以河北省张家口市宣化区部分区域土壤为研究对象,采集并测定150个表层土壤中Cd、As、Pb、Cr、Cu、Ni和Zn这7种重金属含量;采用地累积指数法和潜在生态风险指数法评估重金属污染状况和潜在生态风险;使用主成分分析法和正定矩阵因子分解（PMF）模型对7种重金属元素进行综合污染源解析,并结合地统计学法识别各潜在源的高贡献区域.结果表明：①研究区7种重金属含量的平均值范围为0.23~103.34 mg ·kg^-1,其中,Cd、Pb、Cu和Zn的含量平均值高于河北省土壤背景值,Cd污染最为严重,平均含量为背景值的2.43倍.②地累积指数和潜在生态风险指数结果显示,7种重金属污染程度依次为：Cd>Pb>Cu>Zn>Ni>As>Cr,16%点位的Cd含量处于中度污染以上水平,95%以上的点位重金属潜在生态风险处于轻度风险等级.③研究区的7种重金属积累主要来源为工业与交通的混合源、自然源和农业源,贡献率分别为33.1%、48.7%和18.2%.其中,Cd受到工业与交通的混合源和农业源的影响,Cr、Ni和As主要受自然源影响,Pb和Cu受到工业与交通的混合源和自然源的共同作用,Zn主要受工业与交通的混合源影响.主成分分析法、PMF模型与地统计学方法的有机结合,彼此印证,增加了重金属源解析结果的可信度.     

山东省典型污灌区土壤-小麦重金属健康风险评估

为探讨污灌区农田土壤-小麦体系中重金属的富集特征和潜在健康风险,选取山东省龙口市北部平原为典型区,系统采集了小麦籽粒和对应点表层土壤样品各63个,测定Cr、 Cu、 Ni、 Pb、 Zn、 As、 Cd和Hg的含量,对土壤和小麦籽粒的重金属含量水平、富集能力和健康风险进行研究.结果表明,土壤中8种重金属的含量均值超出山东省东部元素背景值,由Cd元素造成的土壤污染比较明显.小麦籽粒中Ni和Pb元素的样品超标率偏高,分别为100%和96.8%.小麦籽粒与土壤重金属含量间的相关性并不显著,总体上小麦籽粒对Zn、 Hg、 Cd和Cu的富集能力较强.以本地小麦面粉为食源时,健康风险评价结果显示,在当前食用量下,成人和儿童摄入的Ni元素分别占日允许摄入量的28.278%和131.980%,潜在威胁性较大.As和Pb的风险指数(HQ)超过1,是威胁研究区成人和儿童健康的主要物质,约占总风险的80%. 8种重金属的HQ总和虽低于安全值,但儿童的总风险值为成人的1.245倍,儿童的食品安全问题应引起足够重视.从空间分布来看,研究区南部的健康风险高于北部,今后应加强对南部地区的重金属污染防治工作力度.     

兰州生物质燃烧VOCs排放特征及其大气环境影响

采用排放因子法建立了2016年兰州市生物质燃烧源挥发性有机物（VOCs）排放清单,并分析了污染物的时空排放特征,利用排放清单对生物质燃烧源的臭氧生成潜势（OFP）和二次有机气溶胶（SOA）生成潜势进行了估算,研究其排放对大气环境的影响.结果表明：2016年兰州市生物质燃烧源排放VOCs总量为6626.2t,排放高值区在榆中东南及东北部、永登中部和七里河南部,经济水平落后、秸秆产量大的地区污染物排放量更大.污染物排放集中在采暖季（11~3月）及农作物收割期（7~8月）;兰州市生物质燃烧源的OFP总量为13880.3t,煨炕为OFP贡献最大的子源,占比46.1%,含氧挥发性有机物（OVOCs）为OFP贡献最大的关键组分,占比51.4%;OFP贡献排名前10的物种有乙酸、丙烯、2-丁酮、甲苯、甲醛、乙醛、间/对-二甲苯、1-丁烯、丙酸和异戊二烯.煨炕是SOA生成潜势贡献最大的子源,占比46.5%,芳香烃为SOA生成潜势贡献最大的关键组分,占比62.2%,SOA生成潜势贡献排名前10的物种有苯酚、甲苯、α-蒎烯、间/对-二甲苯、苯、邻二甲苯、茚、1,2,4-三甲基苯、乙苯和1,2,3-三甲基苯;以降低区域O₃和SOA浓度为目标时,应优先管控煨炕和秸秆露天燃烧（玉米）两类子源.     

活性污泥体系中C/N/S对硝酸盐还原过程的影响

采用序批式活性污泥反应器（ASBR）,通过调整进水C/N和S/N,在活性污泥体系中探究电子受体有限的条件下,不同电子供体（有机物或者S^2-）对反硝化和硝酸盐氮异化还原成铵（DNRA）过程的影响.结果表明：较高的C/N进水条件,有利于反硝化过程的进行;而较高的S/N进水条件,更有利于DNRA过程的发生;DNRA过程的特征产物NH₄⁺-N,在C/N/S=2：2：3、2：2：4条件下的出水中较明显,其中C/N/S=2：2：4条件下,NH₄⁺-N浓度达到最高为10.65mg/L.说明在电子受体有限时,过量的电子供体可促使反硝化向DNRA过程转变.采用16SrRNA分子生物学技术对不同C/N/S下的微生物菌群结构进行分析,发现与氮还原相关的Proteobacteria、Anaerolineae、Bacteroidia、Actinobacteria等菌群丰度较高,且Actinobacteria菌与DNRA过程相关.不同电子供体环境下氮转移途径的研究可为污水处理过程中碳,氮,硫的同步去除提供指导.