模拟不同排放源排放颗粒及多环芳烃的粒径分布研究

采用再悬浮箱模拟得到不同粒径的烹调油烟、生物质和塑料燃烧烟尘、汽车尾气和发电机烟气等颗粒,并用GC/MS对不同粒径颗粒中18种多环芳烃(PAHs)进行了分析.结果表明,烹调油烟中颗粒物存在0.44~1.0μm和2.5~10μm两个峰值,稻草和木材燃烧排放烟尘只有0.44~1.0μm一个峰值,塑料燃烧排放烟尘的峰值不明显,汽车尾气尘因含有大量的水汽导致其粒径峰值出现在2.5~10μm,而发电机排放的烟尘约93%集中在≤2.5μm的粒径范围.烹调油烟和汽车尾气尘中低环数PAHs在2.5~10μm范围内的峰值明显;随环数增加,0.44~1.0μm范围内的峰值变得明显;不同排放源亚微米颗粒中单一PAH占全部颗粒态中该PAH的比例都呈现随分子量的增大而增大的趋势.烹调油烟和燃烧排放颗粒中PAHs的组成以菲占主导,但汽车尾气和发电机烟尘中含量最高的PAHs分别是萘和苯并[g,h,i]苝.来源特征比值的比较显示,烹调油烟与生物质燃烧颗粒中PAHs的源特征较为接近,但两者都不同于汽车尾气和发电机烟尘.     

氮添加对生长季寒温带针叶林土壤有效氮和酸化的影响

基于低剂量、多形态的N添加控制实验,以大兴安岭寒温带针叶林为研究对象,通过长期持续的原位增N处理,测定了2010年、2012年和2013年生长季初期(5月)和生长旺季(8月)0~10 cm土壤有效氮(NH+4-N和NO-3-N)含量以及土壤p H值.结果表明,生长季初期和生长旺季土壤有效氮均以NH+4-N为主,NO-3-N含量较低,其中NH+4-N含量占无机氮含量的96%以上.随着增N时间的延长,同生长旺季相比,增N对生长季初期0~10 cm土壤NH+4-N影响较为明显,且主要受施N类型影响.与此相反,生长旺季0~10 cm土壤NO-3-N含量高于生长季初期.N输入对生长季初期和生长旺季土壤NO-3-N影响较为明显,且低N处理更倾向于促进0~10 cm土壤NO-3-N的富集.随着时间的延长,土壤NH+4-N和NO-3-N对增N的响应都由前期的不显著向后期的显著转变.增N对生长季初期和生长旺季0~10 cm土壤p H值影响显著,其中低N处理的土壤和生长旺季阶段土壤p H值相对较低.随着增N时间的延长,土壤p H值对增N的响应也由前期的不显著向后期的显著转变.长期持续的增N处理已经使大兴安岭寒温带针叶林0~10 cm土壤产生了明显的酸化.     

基于多元统计和水质标识指数的辽阳太子河水质评价研究

以太子河辽阳段为例,通过因子分析从16个水质评价基础指标中筛选出8个作为水质评价重要指标.在利用方差分析(ANOVA)对各监测断面多年水质指标数据进行时间与空间尺度上显著差异性检验的基础上,通过层次聚类分析将2009—2012年3个断面的144个样本点分成11组.同时,以各组的样本均值为基础,采用水质标识指数方法得到各组的水质评价结果,并将其分解到各组对应的水质样本点,以实现对多断面、长时间大量样本的水质评价.实证结果表明:2009—2012年间太子河辽阳段干流的水质状况大部分处于Ⅲ级以上,从上游到下游,水质状况呈恶化趋势.研究表明,本文提出的基于多元统计分析和水质标识指数的水质评价方法可用于多断面、长时间大量样本的水质评价工作.     

决策偏好对水环境污染物总量分配的影响

总量分配是制订污染物总量控制方案的基础,在总量分配方法中合理性指数法是由各因素组成的多目标分配方法,是一种新方法、新思路.由于各因素之间对应的权重系数通常采用专家打分方法确定,因此,分析主观性对总量分配结果的影响具有十分重要的意义.论文共选取30名不同领域的人员,并进行分组,分别对权重因子进行打分,分析不同类型的人员权重分布的特点及其对污染物总量分配结果的影响.研究结果表明:不同人员的权重因子对污染物总量分配具有一定的影响,对最后的决策结果产生一定的不确定性.从分配总量结果来看,TN、TP平均值分别为1.64万t·a-1、0.12万t·a-1,标准差分别为0.16万t·a-1、0.014万t·a-1,变差系数分别为0.09、0.12;从分组结果来看,管理人员一致性较好,研究人员一致性较差.总体而言,综合考虑不同领域专家的意见是保持总量分配方案的合理性和一致性的有效途径.     

单壁碳纳米管致昆明小鼠脑组织的氧化损伤

单壁碳纳米管(single walled carbon nanotubes,SWCNTs)是纳米材料研究关注的焦点之一.尽管如此,关于其神经毒性的研究相对较少.本研究将SWCNTs以不同的浓度(0 mg·kg-1·d-1,3.125 mg·kg-1·d-1,6.25 mg·kg-1·d-1,12.5 mg·kg-1·d-1),通过腹腔注射于Kunming小鼠体内.神经行为学实验(旷场实验)结果表明,在一定浓度的SWCNTs作用下,小鼠的情绪受到一定的影响,具有抑郁症的特征,出现移动能力下降,紧张等现象.同时小鼠脑部组织的活性氧族(reactive oxygen species,ROS)和丙二醛(malondialdehyde,MDA)水平升高(p0.05),还原型谷胱甘肽(glutathione,GSH)水平降低(p0.05),炎症因子白介素-1β(interleukin-1 beta,IL-1β)的水平升高(p0.05).组织学观察显示,随着染毒浓度的升高,脑海马锥体细胞的空泡化程度愈加明显,着色不均,锥体细胞顶状树突逐渐消失,细胞排列松散,尼氏小体消失.结论:一定浓度的SWCNTs可以导致小鼠脑组织发生病变,产生一定的神经毒性.     

表面活性剂对以污泥为铝源制得的纳米Al（OH）3性质的影响研究

以污泥碳(SC)中回收的铝酸钠为铝源,在制备Al(OH)3的过程中加入表面活性剂PEG-1000(比例在0.01%~0.6%变化),考察其对Al(OH)3表面形貌和结构的影响.研究发现,当加入PEG-1000比例较小时,其空间位阻作用抑制了粒子之间的键合作用,使得Al(OH)3的沉淀效率较高、粒子尺寸较小,也能有效地阻止颗粒的团聚,SBET可以达到340 m2·g-1以上.当PEG-1000加入比例较大时,Al3+的沉淀效率逐渐降低,所得Al(OH)3粒子的尺寸变大,Al(OH)3的SBET和孔体积逐渐变小,平均孔径变大;原因是增多的PEG-1000分子会被包进Al(OH)3的结构中,限制了PEG-1000的表面交联和吸附,使空间位阻效应变差.—CH2—振动峰的出现说明PEG-1000是通过形成化学键的方式连接在Al(OH)3的表面基团上.PEG-1000的使用对于以污泥为铝源制备分散性好、尺寸较小和SBET较大的非晶态Al(OH)3具有重要作用.     

溴代阻燃剂在中国川藏地区的污染和分布特征

利用气质联用仪(GC-NCI-MS)对中国川藏地区饮用水、表土和青稞样品中PBDEs(包括十溴联苯醚在内)和TBBPA的含量进行了检测,分析了PBDE同系物的分布模式,比较研究了不同区域的溴系阻燃剂(BFRs)的污染水平、可能来源和环境影响因素.结果显示,西藏地区饮用水中均未检出PBDEs和TBBPA.表土样品中∑13PBDEs的含量范围为0.87~10.56 ng·kg-1(以干重计),PBDE主要同系物为BDE-15、209、47和99(所有样品中100%检出),分别占∑13PBDE含量的39.0%、16.5%、10.5%和10.5%.另外,研究发现,土壤中∑13PBDEs与TBBPA的含量显著相关,暗示了它们相似的空间分布,且PBDEs和TBBPA均与TOC值显著相关,PBDEs和TBBPA与海拔高度呈显著线性关系.这表明川藏地区土壤中PBDEs和TBBPA的污染为同一来源,且其含量不仅受TOC值和海拔高度的影响,也可能受与PBDE和TBBPA有关的大气传输、稀释或吸附、沉降多种因素影响.在偏远地区的农作物青稞中检测到了PBDEs和TBBPA,可能是通过大气沉降到农作物表面,被生物富集和吸收.青稞为该地区居民主食的原料,尽管PBDEs和TBBPA的含量非常低,但可能对当地居民健康产生影响.     

石油污染物对海底微生物燃料电池性能的影响及加速降解效应

海底石油污染物在缺氧环境下导致其生物降解过程缓慢,对海洋环境造成长期危害.本文利用海底微生物燃料电池(BMFCs)原理,尝试通过电催化作用提高海底石油污染物的降解速率.对比测试了含油电池装置(BMFCs-A)与无油电池装置(BMFCs-B)的电化学性能,研究了石油污染物对电池性能的影响;比较了含油通路(BMFCs-A)和断路状态下(BMFCs-C)的石油降解率和细菌聚集量,分析了BMFCs对石油污染物降解的加速作用.结果表明,BMFCs-A和BMFCs-B阳极的交换电流密度分别为1.37×10-2A·m-2和1.50×10-3A·m-2,最大输出功率密度分别是105.79 m W·m-2和83.60 m W·m-2,BMFCs-A装置的抗极化能力增强,交换电流密度提高近9倍,最大输出功率密度提高1.27倍.BMFCs-A和BMFCs-C阳极表面的异养菌数量分别是(66±3.61)×107CFU·g-1和(7.3±2.08)×107CFU·g-1,细菌数量增加了8倍,高的异养菌数量导致石油降解加速进行,BMFCs的石油降解率是自然条件下的18.7倍.BMFCs在电化学性能提高的同时,加速石油污染物的降解.本文同时提出了一种海底微生物燃料电池对石油污染物加速降解的新模式.     

三维花状结构α-FeOOH协同H2O2可见光催化降解双氯芬酸钠

采用油浴回流法,在常压回流反应条件下批量制备出三维花状结构的α-Fe OOH纳米材料,并利用XRD、FT-IR和SEM等仪器对其进行分析表征;以双氯芬酸钠为目标污染物,考察三维花状结构α-Fe OOH纳米材料,在模拟太阳光照射下,催化H2O2降解有机污染物的性能.结果表明,三维花状结构α-Fe OOH由纳米棒自组装形成,纳米棒的长度约400~500 nm,直径约40~60 nm.以模拟可见光为光源,三维花状结构α-Fe OOH与H2O2构成光助异相类Fenton体系,对双氯芬酸钠有良好的光催化降解效果,在90 min内对初始浓度为30 mg·L-1的双氯芬酸钠降解去除率达到99%以上,催化降解反应以羟基自由基氧化反应为主.     

环境规制、要素禀赋与我国贸易模式的实证分析

当今的全球化趋势在导致贸易壁垒不断削减的同时,各国的环境规制却随之不断提升.本文使用世界银行的产业污染排放系统(IPPS)对我国制造业进行细分,运用显示性比较优势指数方法,把环境规制因素和要素禀赋因素同时引入到对贸易模式的分析.结果表明,贸易开放使我国的比较优势得以发挥,这表现为更多地专业化于清洁的劳动密集型产业,因此,即使总的污染排放有所增加,但单位产出的污染排放强度会有所下降.但另一方面,贸易开放使外资的流入增加,而资本累积是影响污染排放强度的主要因素,这必将导致我国的制造业结构更多地转向污染产业.因此,随着我国对外开放程度的加深,污染排放必呈上升态势.针对污染排放增加的原因,有效地利用产业政策和环境政策对实现资源环境的可持续发展是相当重要的.