天津市夏秋季O3-PM2.5复合污染特征及气象成因分析

天津市PM_2.5-O₃复合污染主要发生在夏秋季,本研究筛选出2017年夏季一次和秋季两次典型PM_2.5-O₃复合污染过程,系统分析污染物变化特征,探究天气形势和主要气象因子的影响.结果表明,3次污染过程PM_2.5与O₃呈现不同程度的正相关性（日均值相关系数达到0.34~0.78）,O₃与PM_2.5中硫酸盐和有机碳日均浓度存在较为一致的变化趋势.与非复合污染日相比,复合污染日无机盐占PM_2.5组分的比重增加,增长率为1.9%~7.3%;而碳组分占比减小.复合污染过程发生时,天津地区处于低压槽前或高压后部,近地面弱的偏南风辐合造成较差的大气扩散条件,导致大气污染物的累积.研究结果发现,夏季和秋季PM_2.5-O₃复合污染过程需要适宜的气象条件,温度阈值分别为25~35℃和20~30℃,相对湿度分别为40%~70%和55%~100%.夏秋季复合污染过程关键无机组分及其形成机制有所差异.夏季,日间O₃等强氧化剂对SO₂的气相氧化过程和夜间高湿条件（大约60%）下液相化学反应可能是主导的化学机制,硫酸盐增长率为8.2%.秋季高湿环境（≥80%）不仅促进SO₂向硫酸盐转化,秋季第一次复合污染过程硫酸盐增长4.7%,也促进夜间N₂O₅水解反应等,秋季第二次复合污染过程硝酸盐增长6.0%,两种机制成为秋季复合日PM_2.5显著增长的关键机制.本研究揭示了驱动天津市PM_2.5-O₃复合污染过程发生的适宜气象条件、PM_2.5关键化学组分及其化学过程,为复合污染的成因及协同控制提供了参考.     

pH对污水好氧处理过程N2O产生的影响

采用能够同时监测气态和溶解态N2O功能的污水好氧处理过程模拟装置,研究了不同pH条件下氨氧化细菌(AOB)好氧反硝化途径N2O的产生特点、污染物转化过程、胞内聚合物聚羟基脂肪酸酯(PHA)含量的变化以及它们之间的内在联系。结果表明,pH在6.5~8.0范围内,N2O产生量随pH的升高而减小。pH较低时,氧化亚氮还原酶活性受到抑制,导致好氧反硝化过程中产生的N2O大量积累并逸散;随着pH得升高,氧化亚氮还原酶活性增强,N2O产生量随之减少。     

间歇式活性污泥法处理味精工业废水的研究

研究了间歇式活性污泥法处理味精工业废水的操作运作条件，实验结果表明，采用非限制曝气进水方式为宜；在进水时间为1h ,反应时间为6h，泥水比为1，污泥负荷＜0.2kgCOD/kgMLSS,pH=6-7条件下运行，可高效降解废水中的有机物，COD的去除率达90％以上；废水中所含高浓度的硫酸盐对SBR处理系统无影响。     

Distribution,transfer, and health risks of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in soil-wheat systems of Henan Province,a typical agriculture province of China

In order to investigate the distribution, transfer, and human health risks of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in the soil-wheat systems, soil samples from 20 farmlands and corresponding wheat tissues were collected from selected regions of Henan Province in June 2013 and were analyzed to estimate the concentration of PAHs. The total concentrations of 15 PAHs (∑₁₅ PAHs) in soils from Henan Province varied from 6.91 to 72.4 ng/g. Moreover, two-ring to three-ring PAHs (1.59–29.1 ng/g) were the major species in soils, occupying 56.2% of total PAHs. Principal component analysis (PCA)-multiple linear regression (MLR) revealed that fossil fuel burning dominated the input of PAHs in agricultural soils of Henan Province. The range of ∑₁₅ PAHs concentrations in wheat tissues was 13.9–50.9 ng/g, which decreased along the root-straw-grain. Positive correlation among PAHs of soil and wheat tissues showed that PAHs in wheat mainly came from soil and then migrated along root-straw-grain. Moreover, PAHs were accumulated highest in root and lowest in grain. Two-ring to three-ring PAHs were easier to transfer from soil to wheat than five-ring to six-ring PAHs. Consumption of wheat grain created potential risk of cancer in Henan Province.

     

再生粗骨料混凝土柱耐火性能试验与理论分析

为研究再生粗骨料混凝土柱的耐火性能,进行了1个足尺的再生粗骨料混凝土柱和足尺的1个普通混凝土柱在竖向恒定荷载和温度场耦合作用下的耐火性能试验研究,2个试件的混凝土设计强度均为C30,2个柱采用相同的轴压比施加竖向荷载。在试验研究基础上,比较分析了2个试件的耐火极限以及各个测点的温度变化、侧向挠度、轴向变形和破坏过程;用有限元软件ABAQUS对试件截面温度场进行了模拟分析,测点温度增量模拟结果与实测温度增量符合较好。研究表明:相同初始轴压比条件下,混凝土强度接近的再生粗骨料混凝土柱比普通混凝土柱升温速度慢,具有相对较好的隔热性能;再生粗骨料混凝土柱比普通混凝土柱的抗爆裂性能好,耐火极限长;因再生粗骨料混凝土柱比普通混凝土柱的孔隙率相对较高,在高温作用下其内部蒸汽应力可得到一定释放,由此引起的柱子轴向压缩变形相应也较大;一定条件下的再生粗骨料混凝土柱可用于建筑工程。     

鄱阳湖水体颗粒物对3种典型藻类的生长及絮凝作用

研究了鄱阳湖水体颗粒物对3种典型藻类的生长及絮凝作用.以铜绿微囊藻(蓝藻)、四尾栅藻(绿藻)和菱形藻(硅藻)为研究对象,鄱阳湖采集沉积物为悬浮颗粒物,利用500 m L玻璃锥形瓶作为小型、光照均一体系,于此体系中研究了颗粒物对藻类生长的影响,使用混凝试验搅拌仪分别研究了颗粒物粒径、浓度和体系p H对颗粒物絮凝沉降藻细胞的影响.在小型光照均一体系中,20 mg·L-1(鄱阳湖悬浮颗粒物低浓度)和80 mg·L-1(鄱阳湖悬浮颗粒物高浓度)颗粒物对3种藻类的生长影响均较小.在颗粒物投加量为0.02 g·L-1时,60~300目颗粒物均促进藻类的絮凝沉降,并且随着颗粒物粒径(D50)的增大,藻细胞的絮凝沉降效率逐渐减小,而且粒径在1~25μm部分的颗粒在此过程中占主导地位.当颗粒物投加量由0.02 g·L-1升至1.28 g·L-1时,3种藻的絮凝沉降效率随之提高.在颗粒物投加量为0.02 g·L-1时,铜绿微囊藻、四尾栅藻和菱形藻的絮凝沉降效率仅为11.08%、15.87%和7.50%,当颗粒物浓度升至1.28 g·L-1时,3种藻的絮凝沉降效率分别达42.33%、41.72%、28.98%.在p H值6~10范围内,随着p H升高,颗粒物对蓝藻、绿藻的絮凝沉降作用逐渐减小,絮凝沉降效率分别从p H为6时的36.10%、35.07%降到p H为10时的16.25%、12.59%;而对硅藻的絮凝沉降作用不明显.由此可见,鄱阳湖水体颗粒物影响藻类的絮凝沉降过程,使藻类的群落结构发生变化.     

天津市冬季近地层颗粒物垂直分布特征研究

为了解天津市冬季近地层颗粒物垂直分布特征,于2013年12月23日—2014年1月18日,利用Andersen撞击式采样器在天津大气边界层观测站采集10 m和220 m高度颗粒物样品,分析了水溶性离子、碳组分.结果表明,不同天气下不同粒径颗粒物质量浓度分布均呈双峰形,峰值出现在1.1~2.1μm和9.0~10μm粒径段.PM10浓度均随高度的增加而降低,污染日和清洁日最大浓度峰值分别出现在1.1~2.1μm、9.0~10μm粒径段.污染日SO_4~(2-)、NO_3~-、NH_4~+等二次离子质量浓度、百分占比及OC/EC的比值均随高度的上升而增加;清洁日二次离子质量浓度随着高度的上升而降低,但百分占比随着高度的上升而增加,OC/EC的比值均随高度的上升基本保持稳定.污染日SO_4~(2-)、NO_3~-、Cl~-质量浓度及百分占比均较清洁日增加明显,燃煤、机动车及二次离子为颗粒物的主要来源,并在220 m高度二次污染较重.污染日和清洁日下NO_3~-/SO_4~(2-)的比值均随着高度的上升而增加,低层机动车排放对亚微米模态(1μm)贡献明显,而对于粗粒径段,燃煤源的贡献则大于机动车.污染日和清洁日二次离子、OC、EC主要富集于细粒子,Ca~(2+)、Mg~(2+)、Na~+等一次离子主要富集于粗粒子.     

菏泽市冬季大气PM2.5和PM10中碳组分来源解析

为研究菏泽市冬季大气颗粒物中碳组分的污染特征和来源,于2016年1月采集菏泽市冬季大气PM_2.5和PM₁₀样品,基于热光反射法分析样品中OC（有机碳）、EC（元素碳）及8个碳组分[OC1、OC2、OC3、OC4、EC1、EC2、EC3和OP（裂解碳）]的含量,并计算得到ρ（Char-EC）（Char-EC为燃料燃烧后固体残渣中的EC）和ρ（Soot-EC）（Soot-EC为燃烧后气相挥发物质再凝结形成的EC）,以定性识别大气颗粒物中碳组分的来源.结果表明,菏泽市冬季大气颗粒物样品中碳组分浓度处于较高水平,PM_2.5中的ρ（OC）、ρ（EC）分别为26.34、9.22 μg/m3,PM₁₀中ρ（OC）、ρ（EC）分别为31.82、10.71 μg/m3.采样期间大气PM_2.5中碳组分（OC、EC、OC1、OC2、OC3、OC4、EC1、EC2、EC3、Char-EC、Soot-EC）浓度与PM₁₀中相应各组分浓度的比值均大于0.5（0.60~0.90）,表明碳组分多集中于细粒子（PM_2.5）.大气颗粒物样品中各碳组分浓度具有明显空间差异,各点位大气PM_2.5和PM₁₀中ρ（OC）均显著高于ρ（EC）（T检验,P < 0.05）.菏泽市冬季大气PM_2.5和PM₁₀中Char-EC/Soot-EC（二者质量浓度之比）分别为10.04、8.00,并且存在显著的空间差异性（T检验,P < 0.05）.PMF（正定矩阵因子分解法）解析结果表明,菏泽市冬季大气PM_2.5和PM₁₀中碳组分来源主要有4类,包括两类柴油车（1类排放的碳组分中以EC2为主,定义为柴油车-1;1类排放的碳组分中以EC3为主,定义为柴油车-2）、汽油车、生物质燃烧和燃煤混合源,对大气PM_2.5中碳组分的分担率分别为13.98%、5.13%、24.47%、41.97%,对大气PM₁₀中碳组分的分担率分别为16.08%、8.21%、18.34%、47.35%.可见,菏泽市冬季大气PM_2.5和PM₁₀中碳的主要来源是柴油车、汽油车、生物质燃烧和燃煤.      

黄河中下游干流沉积物中重金属的赋存形态及其生态风险

在黄河中下游干流采集6个表层沉积物样品,采用Han和Banin连续提取法提取并采用ICP-MS和ICP-OES测定不同化学形态的Pb、Cu、Cd、Cr、Ni、Zn、Mn含量,在计算重金属富集因子、迁移系数、次生相和原生相分布比值的基础上,对重金属赋存形态、迁移能力、生物活性、污染状况和潜在生态风险进行了研究.结果表明,黄河中下游干流表层沉积物中重金属元素含量沿河流向先增加后降低,高含量点位出现在汜水汇入黄河后,支流的输入对黄河重金属含量具有较为明显的贡献.形态分析研究表明,Pb、Cu、Cr、Zn、Ni等5种重金属残渣态在其不同形态中有绝对优势,Cd可浸取态占明显优势,Mn的残渣态与可浸取态所占比例相当.富集因子分析表明,黄河中下游表层沉积物中重金属可分为3类:Cu、Cr、Mn基本无富集,Pb、Ni、Zn轻度富集,Cd中度到极高度富集;迁移系数研究表明黄河中下游表层沉积物重金属迁移系数和生物活性顺序为MnCdZnNiPbCuCr.次生相原生相比值法表明Cu、Cr、Ni、Zn无污染,Pb在3点位轻度污染,其它点位无污染,Mn在1、3、6点位轻度污染,其它点位无污染.综合各种评价方法,Cd是黄河中下游沉积物中污染程度最高的重金属,具有潜在生态风险,应引起重视.     

Occurrence and distribution of antibiotics in coastal water of the Bohai Bay, China: impacts of river discharge and aquaculture activities

The presence of 21 antibiotics in six different groups was investigated in coastal water of the Bohai Bay. Meantime, to illuminate the potential effects caused by the river discharge and aquaculture activities, wastewater from three breeding plants and surface water from six rivers flowing into the Bohai Bay were also analyzed for the selected antibiotics. The result revealed that measured antibiotics in the North Bobai Bay were generally higher than those in the South, highlighting the remarkable effects of high density of human activities on the exposure of antibiotics in environment. The antibiotics found in the six rivers were generally higher than those in the Bohai Bay reflecting the important antibiotics source of river discharge. This study reveals that the high consumption of some antibiotics in aquaculture activities may pose high ecological risk to the bay.