夏季大气PM2.5中元素特征及源解析:以华中地区平顶山-随州-武汉为例

为研究我国中部地区不同类型城市夏季大气细颗粒物PM_(2.5)中元素组成特征及来源,于2017年6月对平顶山、随州和武汉这3个站点空气中的PM_(2.5)进行观测,采用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)对样品中Ti、Zn、Cu、Cr、As、Pb、Fe、Ni、Se、V、Sb、Cd和Co等13种元素进行分析,并结合富集因子法、主成分-多元线性回归分析方法(PCA-MLR)和后向气团轨迹聚类分析模型对3个站点的污染类型及污染来源进行分析.结果表明,平顶山、随州和武汉三地PM_(2.5)的痕量元素中均以Zn元素浓度最高,As元素的浓度均超过环境空气质量标准(GB 3096-2012)年均浓度限值,3个站点的Pb和Cd浓度均较低.富集因子分析结果表明:Se、Sb、Cd、As、Cu和Zn元素富集因子系数均超过10,受人为污染严重,其中3个站点Se元素的富集因子系数均高于600. PCA-MLR和后向气团轨迹聚类分析结果表明:平顶山站点主要受工业污染/燃油(57. 90%)、交通污染源(24. 40%)、燃煤源(6. 10%)和矿区土壤源(11. 60%)等4个污染源影响,随州站点的主要污染来源是燃油源,其贡献率为54. 30%,其次是燃煤源(22. 40%)、冶金尘/工业污染源(12. 80%)及电镀/汽车制造等污染源(10. 50%);武汉站点受工业排放影响最大,其贡献率为60. 80%,机动车污染源的贡献率为39. 20%.武汉和随州站点主要受当地源排放影响,平顶山站点受当地排放和外源汇入共同影响.     

低基质颗粒污泥反应器中亚硝化的实现过程及其污泥变化特征

在CSTR反应器中接种硝化颗粒污泥处理低氨氮浓度废水,研究其亚硝化的实现过程,并基于对颗粒污泥理化性质、功能菌群的空间分布规律及活性的分析,系统阐述了影响亚硝化稳定的关键因素.结果表明,通过协同调控进水氨氮负荷（NLR）和溶解氧（DO）水平等参数,亚硝化成功实现并可维持稳定,亚硝积累率达80%以上.所得亚硝化颗粒污泥为棕黄色,呈现出光滑、饱满的椭球形或球形,颗粒表面微生物以球菌为主;颗粒平均粒径1.3 mm,平均沉降速率为71.3 m·h^-1.批次试验显示,颗粒污泥（粒径>0.8 mm）中存在明显的成层分布结构,氨氧化细菌（AOB）主要占据颗粒表层空间,而亚硝酸盐氧化细菌（NOB）主要分布在颗粒内部;絮体或小粒径污泥（粒径<0.8 mm）与颗粒污泥（粒径>0.8 mm）呈现出不同的微生物空间分布特征.在颗粒污泥反应器中,良好的硝化菌群分层结构、较高的出水氨氮浓度（15~33 mg·L^-1）或较低的DO/NH₄⁺-N （0.08~0.15）是亚硝化实现过程中的关键影响因素.     

陆浑水库饮用水源地水体中金属元素分布特征及健康风险评价

在2016年对陆浑水库饮用水源地46个水样中12种金属元素(包括重金属As、Cd、Cr、Cu、Fe、Hg、Mn、Mo、Ni、Pb、Zn和轻金属Al)进行测定,探讨了水体中金属元素的分布特征,并借助健康风险评价模型评价了水体中金属人体健康风险.结果表明,陆浑水库饮用水源地水体中Al最大浓度(200.27μg·L~(-1))和Mo所有浓度(151.42~170.69μg·L~(-1))均超过《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)和《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)规定的标准限值,超标率依次为4.35%和100%.陆浑水库饮用水源地水体中金属浓度分布具有较明显的空间差异性,高值区域集中在库区西南部(上游)、东北部(下游).健康风险评价结果表明,儿童暴露剂量明显高于成人暴露剂量,金属元素经饮用水途径引起的健康风险均高于皮肤接触途径.金属致癌风险中,Cr和As致癌风险超过最大可接受风险水平(5.0×10~(-5)a~(-1)),超标率分别为100%和3.80%,Cr对总致癌风险的贡献率平均达到85%;非致癌性金属元素健康风险(10~(-12)~10~(-7)a~(-1))呈现出AlMoCuPbNiHgFeZnMn,比最大可接受风险水平低2~7个数量级.     

美人蕉生态护坡对径流污染净化作用的初步研究

2010-04-10月,研究了合肥市南淝河美人蕉生态护坡对河道的水质改善作用。试验用水取自南淝河,TSS、TN、NH4+-N、TP和COD的平均浓度分别是94.1,5.42,2.98,0.202和55.5 mg/L,河水经流生态护坡后,相应的平均去除率分别为:76.4%,45.6%,57.5%,40.1%和29.0%。另外,考察了植物对土壤微生物(细菌、真菌、放线菌)数量的影响,美人蕉护坡微生物的数量显著多于无植物坡岸(p<0.01),微生物总数分别为:3.17×107和0.830×107cfu/g。由此,植物护坡兼具净化和生态景观效应。     

铅稳定同位素在环境源解析中的应用

近年来不断发生铅污染事件引起了各界的广泛关注,但由于源解析技术的相对滞后,导致在处理这些事件中很难有效提供科学的证据确定主要的污染源和暴露途径,造成不能及时、有效地提供血铅污染防控对策。随着近年来铅稳定同位素技术的快速发展和测试设备的普及,该技术逐步引入至环境污染识别过程中,成为判断铅污染来源的和途径的一个重要技术。文章系统地介绍了铅稳定同位素组成、指纹特征、研究发展过程以及国内外最新研究热点,在此基础上提出了现存的问题,展望了铅稳定同位素与多元混合模型结合进行定量源解析的研究趋势。     

一株好氧反硝化菌的筛选鉴定及固定化研究

从污水处理厂的活性污泥中筛选得到1株好氧反硝化细菌(YS),对其进行分子生物学鉴定和理化性能测试,并考察了该菌株固定化前后反硝化能力的变化.鉴定结果表明,菌株YS为反硝化产碱菌(Alcaligenes denitrificans).菌株经固定化后,其酶活力有所下降,但稳定性增强,在4 ℃下储存50 d后,固定态菌株对硝酸根的去除率仍可维持在80%以上,而游离态菌株仅为15%.在pH 7.0条件下,固定态菌株的反硝化率比游离态菌株低3%左右,但当pH降低至5.0时,固定态菌株对硝酸根的去除率为72.4%,比游离态菌株高2.6%,表明固定态菌株比游离态菌株更适应于弱酸的环境.在不同的工艺条件下,固定态菌株与游离态菌株反硝化能力的变化趋势相同.菌株YS的最适条件为:接种量1.5%左右,pH为6.0,C/N比为11,葡萄糖为碳源.     

新型生物滴滤填料性能评价

填料是微生物附着生长、水分保持的支撑体,填料的性能直接关系到污染物的最终去除效果.研究开发了3种新型生物滴滤填料:纹翼多面球、改性毛刺球和空心多面柱.测试表明3种填料中,空心多面柱和纹翼多面球的结构特性参数均优于普通的生物滴滤填料,特别是比表面积,达到了200 m2·m-3左右.纹翼多面球的阻力系数ζ在挂膜前后几乎没有变化,而毛刺球的阻力系数ζ增长明显.生物滴滤塔(BTF)实验表明,采用空心多面柱的BTF挂膜启动的时间明显快于其他两种填料;稳定运行阶段实验结果表明,当甲苯和乙醇进口浓度分别为687.37 mg·m-3和651.17 mg·m-3时,采用纹翼多面球的BTF去除效果较好,对于两者的去除率分别达到了76.78%和99.23%.生物量测试表明,3种填料湿生物量也均高于普通的聚丙烯鲍尔环.纹翼多面球填料易实现生物膜的更新与剥落,稳定运行后期单位填料层压降维持在51.6 Pa·m-1,而毛刺球平均压降显著升高(193.3 Pa·m-1),出现了严重堵塞现象.     

CMAQ-DDM-3D在细微颗粒物(PM2.5)来源计算中的应用

应用M M5 (Fifth-Generation NCAR/Penn State Mesoscale Model)-Models-3/CMAQ(Community Multi-Scale Air Quality)空气质量模拟系统对京津冀地区进行了模拟,分别采用Brute Force方法和DDM-3D(Decoupled Direct Method in 3 Dimensions)技术对两个代表性城市石家庄、北京的PM2.5来源进行了分析计算.结果表明,两种方法的计算结果具有显著相关性,相关系数在0.950～0.989之间;其次,在某一地区浓度贡献较低的情况下,两种方法的计算结果非常接近,但随着浓度贡献的增加,Brute Force方法的计算结果逐渐高于DDM-3D方法,直线拟合的斜率在1.14 ～2.05之间.以石家庄为例,Brute Force和DDM-3D方法估算的河北南部地区排放的浓度贡献分别为54.7％和64.4％,相差10％左右.浓度贡献空间分布的对比表明,Brute Force方法计算出的浓度影响范围更大,出现某些离散的负值点,或某些负值点与很大的正值点相邻,反映了数值计算带来的计算误差;相比之下,DDM-3D方法的计算结果则更为合理.     

土壤重金属污染现状调查与评价

土壤重金属通过发生溶解、沉淀、吸附、氧化等物理、化学一系列反应后,最终以多种形态存在于土壤中,在生物体内富集,或转化为毒性更大的甲基化合物。本文调查了部分矿区污染的基本情况和修复效果,提出了矿区重金属复合性污染产生的原因和亟待解决的问题。     

污水厂出水用于绿化时全氟辛酸健康风险评价

针对兰州市某污水处理厂的夏季出水中含有的全氟辛酸化合物,用健康风险评价的方法,对城市污水处理厂出水用于城市绿化灌溉时接触人群的暴露水平和健康风险做了较为系统的研究,通过健康风险评价模型的建立以及对职业和非职业人群暴露评价分别计算出了全氟辛酸的危险度。结果表明:职业人群的健康危害总风险值为:1.46E-11~2.32E-11;非职业人群的健康危害总风险值为:5.99E-13~9.55E-13,均小于不可接受健康危险水平10E-9,即USEPA规定的非致癌物质危害风险率。