地下水位和土壤温度对若尔盖泥炭地CH4排放的影响

为了深入分析环境因子对湿地CH₄排放产生的影响,利用中型试验生态系对若尔盖典型泥炭地开展地下水位和土壤温度控制试验,比较不同条件下泥炭地2012年生长季(5—10月)CH₄排放通量的月变化情况. 结果表明:高水位(土壤表面0 cm)下CH₄排放通量最高,中水位(地表以下10 cm)下次之,低水位(地表以下20 cm)下最低;其中,10月CH₄排放通量变化不明显,不同地下水位下泥炭地的CH₄排放通量均在7月达到最大值,并且均呈明显的单峰曲线,高、中、低地下水位下CH₄排放通量平均值分别为6.263 3、4.754 4和3.949 8 mg/(m2·h). 而且,在一定温度范围内,不同地下水位条件下CH₄排放通量随土壤温度的升高均呈指数式增长. 其中,高水位下CH₄排放通量对土壤温度变化最为敏感,中水位下次之,低水位下相对最不敏感. 研究显示,若尔盖泥炭地CH₄排放通量表现出明显的季节性变化差异,并且季节性升温和涨水均会促进CH₄排放通量的增加.      

回归模型法推导油菜田土壤Cd限值的不确定性

为研究土壤-作物迁移模型推导农田土壤环境基准的不确定性,以油菜为例,通过贵州省4种典型微酸性土壤——红壤、黄壤、石灰土和黄棕壤进行Cd盐添加的盆栽试验,除全量Cd外,选择5种有效态提取剂,分别与油菜籽w(Cd)建立土壤-作物迁移模型. 参照GB 13078—2001《饲料卫生标准》w(Cd)限值(0.5 mg/kg),采用模型预测中位值和95%预测上限进行土壤Cd限值推导并分析模型的不确定性. 结果表明:全量和各提取态Cd质量分数与油菜籽w(Cd)均能建立极显著的一元(R2为0.907~0.946)或多元(考虑pH)回归模型(R2为0.875~0.962). 5.550(以多元模型中位值推导的农田安全种植油菜的Cd限值)随pH的升高从0.93 mg/kg增至1.45 mg/kg,HNO₃提取态、HCl提取态、DTPA提取态的Cd的质量分数也分别从0.81、0.97、0.73 mg/kg升至1.39、1.79、1.66 mg/kg. 基于CaCl₂提取态Cd的一元模型对pH不敏感,SEQS₅₀不受其影响. 对所有模型而言,SEQS₅₀是SEQS₉₅(基于模型95%的预测上限推导的限值)的1.1倍左右. 其中,CaCl₂提取态Cd的SEQS₅₀和SEQS₉₅分别为0.052和0.049 mg/kg,小于福建省CaCl₂提取态Cd标准限值(0.15 mg/kg). 为降低不确定性,需要选择合适的提取剂,使用全量Cd,HNO₃、HCl或DTPA 3种提取态Cd建模时须兼顾pH的影响. 研究显示,SEQS₉₅能够降低土壤Cd限值达标而作物Cd含量超标的可能性.      

流域水生态安全评估方法

为建立合理的流域水生态安全评估指标体系,以流域为对象,对水生态安全内涵进行了阐释,并对流域水生态安全评估指标进行了系统分析.基于“压力、状态、功能、风险”四要素,构建了“目标层-方案层-要素层-指标层”的评估体系,其中方案层包括水生态压力、水生态状况、水生态功能和水生态风险4个方面,涵盖土地利用、水资源利用、污染物排放、栖息地状态、水生态质量、水产品供给、休闲娱乐、水环境净化、重金属风险等9个评估要素18个评估指标,并详尽表述了各评估指标的内涵及其计算方法.采用综合指数法计算ESI(生态安全指数),并根据ESI得分将水生态系统的安全评级分为安全(3.5≤ESI≤4.0)、较安全(2.5≤ESI<3.5)、一般(1.5≤ESI<2.5)、不安全(0.5≤ESI<1.5)和很不安全(0≤ESI<0.5)5个级别,构建了多指标的流域水生态安全评估方法.      

飞灰添加对沥青铺路烟气PAHs释放的影响

为评估生活垃圾焚烧飞灰替代矿粉生产沥青混合料及其路面浇筑全过程中PAHs的环境风险,采用实验室模拟与实际铺筑过程相结合的方法,改变飞灰添加量(以w计,0、3%、4%和5%)和加热温度(200、165、145和80 ℃),以对PAHs的释放规律进行研究. 结果表明:在实际筑路过程中,PAHs的释放受加热温度的影响较大,ρ(∑₁₆PAHs)随加热温度的下降而降低,其中混合料制备和道路开放使用阶段的ρ(∑₁₆PAHs)分别为249.0～378.0、72.1～95.1 μg/m3;但在路面浇筑阶段ρ(∑₁₆PAHs)有增加的趋势,为254.0～571.0 μg/m3,并且在该阶段内ρ(4环PAHs)降低,低环(2～3环)和高环(5～6环)的PAHs质量浓度升高. 飞灰的添加抑制了PAHs的释放,w(∑₁₆PAHs)在10.4～12.3 μg/kg之间,毒性当量浓度(以TEQ计)在0.011 μg/kg左右. 飞灰的添加抑制了以萘为主的低环PAHs的释放,并且在3%添加量时对PAHs的抑制效果最好;在飞灰添加量为3%、4%和5%时,w(萘)分别降低了42.7%、32.2%和35.3%.      

基于卫星观测的2005—2015年京津冀地区NO2柱浓度分布及变化趋势

为更好地了解京津冀地区NO₂浓度的长期时空分布变化特征,对2005—2015年京津冀地区对流层NO₂柱浓度数据进行了统计分析.结果表明,京津冀地区对流层NO₂柱浓度在2005—2010年增加明显,年均复合增长率为6.8%,并在2010年达到峰值,为1 329.07×1013 mol/cm2;2010—2013年保持相对稳定;2013—2015年显著下降,降幅达26.2%.2015年NO₂柱浓度为964.43×1013 mol/cm2,基本与2005年的浓度水平持平.北京地区NO₂柱浓度最先开始下降并保持降低趋势,其中北京市城区降幅远大于郊区,并在2015年达到最低值,为1 647.38×1013 mol/cm2;天津市城、郊区NO₂柱浓度变化相近,总体上均呈先增后减的趋势,并且均在2010年达到峰值,分别为2 686.96×1013、2 019.36×1013 mol/cm2;而河北省西南部(石家庄、邢台、邯郸市)在近两年降幅最为明显,均在35.0%以上.京津冀对流层NO₂柱浓度呈由南向北递减的空间分布趋势,高值区主要分布于京津唐一带以及河北省南部沿太行山一带.研究显示,虽然近年来京津冀地区NO₂柱浓度降幅明显,但相比于周边地区仍面临较大的减排压力.      

农村生态卫生基础设施集成系统效益分析

随着新型城镇化进程的加快,以及美丽乡村建设的稳步实施,农村地区的经济和社会发展进入到了一个新的阶段,农村居民对改善生活环境的需求日益提升。村镇生态卫生基础设施建设以改善卫生状况、促进生态循环、保障生态安全为基本任务,对于提升农村生态服务功能,改善农民福祉具有重要意义。文章以北京市门头沟区水峪嘴村为研究单元,结合厨余垃圾资源化处理、污水生态化净化、粪尿分离式生态厕所等整套人居环境改造工程,从营养物质循环、面源污染消减、节约水资源、投资收益以及创造就业机会等视角分析其生态、社会和经济方面的综合效益,采用定量和定性相结合的方法来表征生态卫生基础设施提供的生态服务功能。研究结果显示:集成后的生态卫生基础设施每年实现2 956.9 kg氮、348.81 kg磷循环回归农田,避免直接排放环境中而加重农村面源污染;源分离便器的使用每年可以节约生活用水3 241.2 m~3,人工湿地工程全年可以提供中水10 220 m~3;相比于工程改造前,村庄向大气排放的氮减少了83.5%,向水体和土壤环境排放的氮消减了68.13%,磷消减了56.61%;集成系统全年可以降低用于化肥和水费支出的经济投入6.63万元,内部收益率12%,大于基础利率10%,经济效益明显。此外,生态工程的建设和维护也创造了就业岗位。文章试图探索适宜北京山区农村的人居环境建设的途径,为广大农村人居环境改善及生态文化提升提供借鉴和参考。     

轻型汽车和汽车塑料配件涂装工艺过程的VOCs组分特征

通过采集和分析珠江三角洲(以下简称“珠三角”)地区轻型汽车和汽车塑料配件涂装工艺过程的VOCs样品,识别了上述两个行业不同涂装工艺过程的VOCs组分特征.结果表明:芳香烃(56.4%~75.5%)和OVOCs(11.0%~35.7%)为轻型汽车涂装工艺占比最大的两种VOCs组分;烷烃和烯炔烃在烘干工艺所占比重要高于喷涂工艺;1,2,4-三甲苯为电泳和面涂烘干工序的主要VOCs组分,间/对-二甲苯、乙酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯分别为中涂、面涂和中涂烘干工序的主要VOCs组分.汽车塑料配件涂装工艺不同工序的VOCs组成相似,芳香烃(53.3%~58.3%)和OVOCs(40.9%~45.8%)为主要VOCs组成,甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等为主要VOCs组分.不同废气治理设施对汽车塑料配件涂装工艺VOCs组分会造成一定的影响.活性炭吸附治理设施处理后的主要VOCs组分为甲苯、乙苯和邻二甲苯等芳香烃组分,水喷淋治理设施则为乙酸乙酯、乙酸丁酯和丙二醇甲醚醋酸酯等OVOCs类组分.通过与其他研究对比,丙二醇甲醚醋酸酯作为原辅料和废气中的主要组分之一,在以往研究中并未识别出来,表明针对测试对象的原辅料与工艺信息的现场调研是开展VOCs组分特征及成分谱研究的基础工作,建议未来该方面研究加强对前期调研工作的重视.此外,建议关注行业发展趋势给VOCs成分谱研究带来的影响.     

梁子湖沉积物营养盐的空间分布特征及其污染评价

采集梁子湖柱状沉积物,分析其硝氮、亚硝氮、氨氮、总氮和总磷的空间分布特征,并评价其污染程度.结果表明:梁子湖表层沉积物(0~5 cm)总氮、总磷、氨氮、硝氮、亚硝氮的含量范围依次为598~1372 mg·kg~(-1)、323~804 mg·kg~(-1)、60.7~142 mg·kg~(-1)、4.16~31.6 mg·kg~(-1)和0.001~2.29 mg·kg~(-1).湖心区营养盐含量较低,湖区西部营养盐含量高于湖区东南部.人类活动和污染物输入强度对梁子湖表层沉积物营养盐的空间分布特征有较大影响.沉积物硝氮、亚硝氮含量从深层到浅层递增,在2~3 cm处达到峰值,这表明梁子湖流域在该沉积时期的营养物污染较为严重.沉积物5~10 cm深度的氨氮含量为各深度中的最高值,但因水生生物对氨氮的优先吸收作用,其含量均在150 mg·kg~(-1)以下.同一区域的沉积物总氮、总磷含量的垂向变化特征相似,来自地壳释放的磷使得总磷含量的垂向波动幅度远大于总氮,这揭示了梁子湖沉积物中氮、磷的富集很可能来自同源污染物.该流域发达的水产养殖业是导致沉积物中氮、磷富集的原因之一.表层沉积物总氮和总磷的标准指数变化范围分别为1.09~2.49和0.54~1.34,梁子湖环境质量受到氮素的影响更为严重.湖区表层沉积物总氮、总磷的含量范围分别为598~1372 mg·kg~(-1)和323~804 mg·kg~(-1),均已超出我国东部浅水湖泊沉积物的营养物阈值参考范围,对湖泊生态系统构成了一定的威胁,需要格外关注.     

芳香烃含量对直喷汽油机颗粒物排放影响的试验研究

在一台增压中冷缸内直喷(GDI)汽油机上,开展了不同芳香烃含量的汽油对发动机颗粒物粒径分布和数量浓度影响的研究.结果表明,在正常热机工况下,随着负荷增加,核态颗粒物增加明显,颗粒物排放逐渐由三峰分布演变为双峰分布,并且芳烃含量高时,颗粒物排放明显增多.冷机工况及冷怠速时,芳烃含量对颗粒物的排放影响较小.和冷怠速相比,热怠速时颗粒物向小粒径方向移动,且颗粒物数量减少.热怠速时高芳烃含量的汽油排气中颗粒物相对较多.不同芳烃含量下,发动机参数对颗粒物排放会有一定影响,重芳烃含量高的汽油其颗粒物排放也高.     

微生物电解池原理及其在废水处理中的研究进展

微生物电解池是一种利用电极表面的氧化还原反应,通过电极与微生物间电子强化微生物代谢的技术。这项创新技术逐渐被国内外研究者们所关注,并被用于废水处理及高效产氢方向。本论文主要论述了微生物电解池电极微生物及电子传递机理以及其在废水处理领域的研究进展,并展望了其在该领域的发展方向。