2013-2017年珠江三角洲主要大气污染控制措施减排效果评估

自2013年《大气污染防治行动计划》发布以来,珠江三角洲（PRD）地区实施了严格的大气污染防控政策,在全国率先实现PM_2.5浓度连续3年达标,然而,已实施的控制措施对污染物的减排效果尚不清楚.因此,本研究通过广泛收集2013—2017年珠三角地区大气污染源活动水平数据与控制措施,建立2013—2017年实际控制与未控制情景的污染物趋势排放清单,对主要控制措施的减排效果进行了量化.结果表明,2013—2017年珠三角地区SO₂、NO_x、PM₁₀、PM_2.5和VOCs 5种污染物排放分别下降了55%、24%、55%、54%和10%.相比于未控制情景,实际控制情景下2017年5种污染物分别实现61%、40%、68%、70%和41%的减排.在各类管控措施中,工业提标对5种污染物减排分别贡献了39%、46%、66%、69%和25%;销号整治对VOCs减排贡献最大（32%）,对其它污染物减排贡献约10%;清洁能源改造主要对SO₂和PM减排有所贡献,其中,煤改气、低硫煤、低硫油对SO₂减排有主要贡献（均为15%左右）,低灰分煤对PM₁₀（12%）和PM_2.5（19%）减排有较大贡献;机动车提标、淘汰黄标车对NO_x（22%、17%）和VOCs（23%、12%）减排有较大贡献.本研究可为珠三角和其它地区针对不同大气污染物科学制定防控政策与措施提供基础数据和科学支撑.     

Vertical distribution of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in Hunpu wastewater-irrigated area in northeast China under different land use patterns

The concentrations of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) were determined in groundwater and soil profiles from upland field and paddy field in the Hunpu wastewater-irrigated area of northeast China. In the study area, the peak concentrations of total PAHs were within or just below the topsoil, and the contents decline with depth at various trend verified by the Spearman's rank correlation test. The total PAH concentrations in upland soil layers ranged from 46.8 to 2,373.0 microg/kg (dry wt.), while the concentrations in paddy soil layers ranged from 23.1 to 1,179.1 microg/kg (dry wt.). The 16 priority PAHs were all detected in the analyzed soil samples, and naphthalene (Nap), phenanthrene (Phe), fluoranthene (Fla), chrysene (Chr), and benzo[a]pyrene (Bap) were selected for further study in terms of their vertical distributions. The concentrations of both total and individual PAHs in upland soil were generally higher than those in the corresponding layers of paddy soil. The concentrations of total and individual PAH were notably different between the corresponding horizons in upland and paddy soil were probably attribute to the different sources and properties of the PAHs and soil; different methods of soil tillage and plant growing. Special PAH compound ratios, such as phenanthrene/anthracene, fluoranthene/pyrene, LMW/HMW, and parent PAH ratios (Ant/178, Fla/202, BaA/228, and Ilp/276) were used to identify the source of soil PAHs. The data suggests that the possible sources of PAHs in the Hunpu wastewater-irrigation area are the incomplete combustion of coal, petroleum and crude oil, automobile exhausts. These sources lead to pollution of the soil and groundwater by wet/dry deposition and vertical downward migration.     

廊坊市秋季环境空气中颗粒物组分昼夜变化特征研究

为研究廊坊市区秋季环境空气中颗粒物浓度及其组分昼夜变化特征,于2015年9月12—21日在廊坊市进行PM_(2.5)和PM_(10)采样,并对采集的样品无机元素、水溶性离子和碳组分(OC和EC)分析.结果表明,夜间PM_(2.5)和PM_(10)浓度比白天高,且下半夜出现大幅上升.PM_(2.5)/PM_(10)比值为0.49~0.62,下半夜最高.碳组分、Ba、Cr、Cl~-、NO_3~-、SO_4~(2-)、NH_4~+等主要富集在PM_(2.5)中,而Ca、Al、Si、Mg~(2+)和Ca~(2+)等主要富集在PM_(10)中.通过昼夜颗粒物组分对比发现,夜间EC、Cu、Zn、Cr、Pb、Cl~-、NO_3~-和NH_4~+等浓度明显上升.同时,下半夜OC/EC比值明显变小,Cl-、NO_3~-和NH_4~+浓度明显增大,同时段CO和NO_2浓度上升,而SO_2浓度变化平缓.以上表明采样期间廊坊夜间可能存在移动源和部分工业污染源排放.     

曝气时间对美人蕉生态浮床去除水体中营养盐的影响

为有效去除水体中的营养盐,以美人蕉生态浮床为研究对象,将曝气时间设置为0(对照)、4、8、12 h/d,曝气量均为2.4 m3/(m2·d),研究曝气时间对植物生态浮床去除水体中营养盐的影响,在培养的0、3、5、7、18、28 d对美人蕉株高进行测量,同时监测水体中ρ(DO)、ρ(TN)、ρ(TP)、ρ(COD_Cr)、ρ(NH₃-N)、ρ(NO₃--N),试验结束后对美人蕉根际细菌总数进行测定. 结果表明:①与对照组相比,曝气4和8 h/d情况下ρ(DO)及TN、TP、NH₃-N、NO₃--N去除率均差异显著;②曝气4 h/d下美人蕉长势最好,并且在试验的第28天美人蕉株高达109 cm;③曝气4 h/d下ρ(DO)最高,并且对水体中营养盐的去除效果最好,试验至第28天,ρ(DO)为11.29 mg/L,TN、TP、COD_Cr、NH₃-N、NO₃--N去除率分别为75.10%、69.32%、65.75%、73.29%、78.79%;④试验至第28天,曝气4 h/d情况下美人蕉根际细菌总数达1.01×106 mL-1,显著高于曝气0、8和12 h/d下的细菌总数(分别为4.12×105、9.07×105、7.77×105 mL-1). 研究显示,该试验条件下,曝气4 h/d对水体中营养盐的去除效果最佳.      

草、藻型湖泊水体生态及理化特性的实验对比

2006年9月,根据营养水平和种植水草的差异设计了6个浅水湖泊模拟系统,实验用水草为菹草(Potamogeton crispusLinn.)和马来眼子菜(Potamogeton malaianus-Miq).在15个月实验期间,通过多次监测各系统的景观外貌和水质,对草、藻型湖泊生态及理化特性的差异进行研究,得出以下结论:(1)草、藻型系统分别对应清水和浊水2种状态,景观外貌差异很大.(2)水草可使湖泊系统维持在清水状态,在一定条件下,甚至可使富营养化湖泊维持在清水状态;但是水草腐烂分解等也可使水质迅速恶化,甚至引起湖泊草、藻状态的转变;关键在于,对于不断变化的环境条件,系统内水草能否健康生长.(3)由于营养和生产力水平低,贫营养系统的水质指标随时间变化较小,草、藻型系统间的差异不明显,DO变化范围分别为8.1～14.4 mg·L~(-1)、7.5～11.6 mg·L~(-1),pH 8.71～9.89、8.25～9.22,TP 0.006～0.012 mg·L~(-1)、0.006～0.053 mg·L~(-1),TN 0.11～0.71 mg·L~(-1)、0.10～0.83 mg·L~(-1),NH_4~+-N 0.01～0.17 mg·L~(-1)、0.01～0.26 mg·L~(-1),PO_4~(3-)-P 0.002～0.012 mg·L~(-1)、0.000～0.008mg·L~(-1).(4)由于水草和藻类的大量生长等,中营养与富营养系统湖水的DO、pH、水温和NH_4~+-N的日变化明显,日变化曲线呈“⌒”形,且具有季节性变化规律;由于水草向底泥中输氧气等原因,与藻型湖泊相比,草型湖泊水中TP、TN和NH_4~+-N的浓度较低,PO_4~(3-)-P浓度较高,草、藻型系统的TP均值分别为0.16、0.51 mg·L~(-1),TN 1.30、8.32 mg·L~(-1),NH_4~+-N 0.19、0.43mg·L~(-1),PO_4~(3-)-P 0.07、0.01 mg·L~(-1).     

Optimizing food waste hydrothermal parameters to reduce Maillard reaction and increase volatile fatty acid production

The occurrence of the Maillard reaction and melanoidins formation during the hydrothermal treatment of food waste can reduce the yield of volatile fatty acids (VFA); however, few studies have investigated the adverse effects of the Maillard reaction. This study identified the impact of hydrothermal treatment parameters on hydrolysis and melanoidins formation and optimized the hydrothermal treatment conditions to enhance VFA production by minimizing the impact of the Maillard reaction. A response surface methodology was employed to optimize the hydrothermal treatment parameters and VFA production was evaluated. Results showed that temperature, reaction time, and pH were significant interacting factors with respect to hydrolysis and melanoidins formation while the C/N ratio and moisture content of food waste had little impact. The optimal conditions for hydrothermal treatment (temperature of 132 °C, reaction time of 27 min, and a pH of 5.6) enhanced VFA production by 22.1%. Under optimal hydrothermal treatment conditions, a higher initial C/N ratio further increased VFA production.     

不同群体形态蓝藻的气囊与光的相互作用研究

从气囊破裂前后藻液的浊度和吸收光谱的变化,以及气囊压力破裂曲线的变化对气囊与光的相互作用进行了表征.结果表明,气囊在向前方向上对光的散射作用能增强光的透过性;气囊对细胞体积的增大作用有利于蓝藻对光的吸收,这种作用在群体型蓝藻和丝状蓝藻中更为明显.波长较长的红光较波长较短的蓝光具有更强的透过性,这种作用在群体和丝状蓝藻中也很明显.在群体和丝状蓝藻中,由于光的多次散射,采用光学的方法测定气囊的相对含量可能产生很大的误差,而由于群体蓝藻易于富集,因而可用压力毛细管的方法进行气囊绝对含量的测定.     

南昌市大气颗粒物污染特征及PM2.5来源解析

为探讨2013年南昌市大气颗粒物的污染特征及分布状况,收集南昌市9个大气监测站点实时发布的PM₁₀和PM_2.5数据,分析了ρ（PM₁₀）、ρ（PM_2.5）和ρ（PM_2.5）/ρ（PM₁₀）的变化规律及其与气态污染物的相关性,并结合污染严重的秋季时段,采用PCA-MLR（主成分分析-多元线性回归）模型对大气PM_2.5中化学组分来源进行解析.结果表明:①ρ（PM₁₀）和ρ（PM_2.5）的年均值分别为（115.4±39.1）（69.1±26.8）μg/m3,均超过GB 3095-2012《环境空气质量标准》二级标准限值,ρ（PM₁₀）和ρ（PM_2.5）的最高值分别出现在石化、省外办监测站点,最低值出现在林科所监测站点.ρ（PM₁₀）和ρ（PM_2.5）季节性变化特征明显,呈冬季>春、秋两季>夏季的趋势,全年ρ（PM₁₀）超标天数占比为25.48%,ρ（PM_2.5）超标天数占比为36.71%,各季度ρ（PM_2.5）超标天数占比均高于ρ（PM₁₀）.②受人为活动和边界层高度的影响,ρ（PM_2.5）和ρ（PM₁₀）日变化呈双峰双谷形态,一个波峰出现在08:00-10:00,另一个波峰出现在20:00-22:00,并且晚间小时峰值高于早间,最低值出现在15:00.③ρ（PM_2.5）/ρ（PM₁₀）年均值为60.3%,在冬季最高达65.1%,相关性分析发现ρ（PM₁₀）与ρ（PM_2.5）存在较显著的线性关系,表明二者具有同源性.④ρ（PM₁₀）、ρ（PM_2.5）均与ρ（SO₂）、ρ（NO₂）、ρ（CO）呈显著正相关,并且冬季相关性高于夏、秋两季;而ρ（PM₁₀）、ρ（PM_2.5）均与ρ（O₃）全年呈显著负相关,并且夏、秋两季相关性高于冬季,说明气态污染物的二次转化对ρ（PM_2.5）和ρ（PM₁₀）有较大影响.⑤南昌市秋季PM_2.5的最大污染源为道路扬尘/机动车尾气混合污染源,其次分别为施工扬尘源、燃煤源、冶炼尘/生物质燃烧混合污染源,各污染源对PM_2.5的贡献率分别为40.9%、35.8%、12.4%、10.9%.研究显示,南昌市PM_2.5的污染程度较PM₁₀严重,PM_2.5已成为南昌市大气颗粒物污染的主要组分,PM_2.5主要来源为城市扬尘和机动车尾气.      

赣江流域中下游底泥中有机氯农药污染特征

为了解赣江流域有机氯农药污染状况,采用索氏提取方法（Soxhlet Extraction,SE）和气相色谱法（GC-ECD）,对所采集的18个底泥样品中10种有机氯农药（OCPs）的残留进行测定,并对其组分分布和来源进行了分析。结果表明,所有样品均检出10种有机氯农药,底泥中∑OCPs质量分数范围为11.813-39.197μg·kg-1,HCHs、DDTs质量分数范围分别为1.636-20.877μg·kg-1和5.590-14.092μg·kg-1,HCHs的质量分数低于DDTs,六氯苯（HCB）和七氯（Heptachlor）的质量分数相对较低,分别为0.229-6.940μg·kg-1和0.507-3.936μg·kg-1。组分分布特征分析表明,它们除了来自环境中的早期残留外,仍然具有大量新的外源HCHs和DDTs的输入,可能是新的林丹输入以及三氯杀螨醇的使用,这可能与近年来沿江农业的发展有关。