绿色实验室环境安全体系构建：以实验室废液、废水安全管理为例

我国高等院校和科研院所实验室产生的危险废弃物日益增加,对环境的影响不容忽视。为解决目前存在的实验室危险废弃物管理制度不健全、落实不到位,产废量与处理能力矛盾日益凸显以及实验危险废弃物对环境的影响未得到妥善解决等问题,在分析和整理部分国家先进管理经验的基础上,以实验室废液、废水安全管理为例,提出了构建合理的实验室环境安全体系,开展实验室废液减量化、降危化研究以及加强实验室废水回用研究和应用的对策和建议,为形成资源节约型、环境友好型的绿色实验室提供参考。     

往复流河道沉积物重金属的污染特征和风险评估

在往复流现象明显的蕰藻浜中下游河道选择16个采样点,分析研究沉积物性状以及Cr、Cu、Zn、Cd、Ni、Pb、Mn的含量以及分布情况。结果表明:蕰藻浜总体污染程度为中等,其中陈行桥、江杨北路桥以及淞港码头污染较严重。Cr、Cd、Pb、Ni、Cu、Zn和Mn的含量分别为24.0~357.0、0.06~0.69、20.0~85.4、18.2~132、14.2~136、84.6~685、472~1 086 mg/kg。通过分析发现,Pb、Ni、Cu、Zn和Cr总量都具有显著的相关性,很有可能来自同一外源污染,而中游河段的Mn主要来自于沉积物母质。河道两岸以往的工业与生活排污以及往复水流使得重金属污染物在沉积物中聚集是造成重金属污染的潜在原因。运用地累积指数法、潜在生态危害指数法、污染负荷指数3种风险评价法对沉积物重金属进行风险评估,总体来说,3种评价方法都表明Cu的污染程度较严重,Mn的污染较轻。其中地累积指数法结果显示,各重金属的污染顺序为CuZn≥CdPb≥CrNiMn,然而由于Cd本身生物毒性较高,对沉积物生态环境危害贡献率可达到60%;污染负荷指数评价结果发现蕰藻浜下游河段部分断面沉积物达到了极强污染程度,应当受到重视。     

南京市臭氧、VOCs和PANs污染特征及变化趋势

对2013—2016年基于国家环境空气质量监测站以及省建大气多参数站所获取的南京市O_3、NO_2、CO、VOCs、PANs观测结果进行综合评价,结果表明:2016年南京市O_3第90百分位日最大8 h平均质量浓度比2013年上升33.3%,超标天数中O_3引起的超标占比增至32.0%。南京市区大气中非甲烷总烃冬季浓度高于夏季,含氧挥发性有机物则与之相反;在5—9月,含氧挥发性有机物组分在日变化过程中出现峰值的时间先后顺序依次为醚、醛、酮类,且O_3和过氧乙酰硝酸酯(PANs)生成存在有一定的线性关系。VOCs/NOx比值表明南京市处于VOCs控制区,因此对NO_2浓度下降不敏感,植物源挥发性有机物连续3年上升,夏季大气光化学反应活性未显著下降,这些现象是城市O_3浓度维持在较高水平的重要因素。     

微波消解-ICP法测定土壤中重金属元素的不确定度评定

对微波消解-电感耦合等离子发射光谱法测定土壤样品中Cu、Pb、Zn、Cr、Ni的不确定度进行评估,在测定过程中,对样品称量、消解、定容体积、标准溶液的配制、曲线拟合、仪器测量重复性等影响不确定度的分量进行分析,按《测量不确定度评定与表示》(JJF 1059—1999)的规定进行合成,最终给出扩展不确定度,为电感耦合等离子发射光谱法测量土壤中重金属元素的实验室质量控制和不确定度评定提供参考依据。     

基于麦饭石与添加剂不同联用方式对猪粪堆肥过程的调控

针对单一添加剂施用于堆肥中作用有限,且多种添加剂混合施用效果不明的问题,向猪粪堆肥中添加麦饭石,以及其与竹炭和高温好氧菌剂的不同联用处理;通过对理化性质以及门水平上微生物群落的测定,了解各添加剂处理对堆肥过程的改善效果,并用冗余分析探究了微生物群落变化与环境因子的多元关系。结果表明,添加麦饭石及其联用剂对理化性质的优化不明显,尤其未明显加快堆肥速率;在堆肥过程中,门水平上的4种优势菌落数量均发生了变化,pH是该堆肥化过程微生物改变的主要驱动因素;堆肥过程CO₂、CH₄、NH₃及N₂O的排放主要与厚壁菌门和拟杆菌门的菌落活动相关。该研究结果可为堆肥生产中添加剂的混合施用提供参考。     

地下停车场VOCs污染特征与健康风险评价

机动车尾气和蒸发排放的VOCs在地下停车场的半密闭环境中不断积累,威胁居民健康.为探究停车场内挥发性有机物（VOCs）浓度水平和变化特征与车队活动水平之间的关系,阐明其对居民健康的影响,选取天津市某居民小区地下停车场,开展了为期9d的VOCs样品采集,利用臭氧生成潜势（OFPs）,·OH反应速率（L_·OH）和二次有机气溶胶生成潜势（SOAPs）综合评价停车场内VOCs大气反应活性,对人体健康风险进行评价.结果表明：①停车场内VOCs浓度和组分变化主要受车队活动影响,工作日和周末的浓度峰值均与进场和出场车流峰值同步出现,即早晚高峰时段,工作日和周末早高峰浓度分别为（463.76±148.42）μg·m^-3和（391.47±135.37）μg·m^-3,晚高峰为（334.29±176.57）μg·m^-3和（416.20±134.64）μg·m^-3.停车场夜间几乎没有车辆活动,但夜间ρ（VOCs）［工作日（320.33±115.57）μg·m^-3;周末（364.77±155.32）μg·m^-3］仍高于午间［工作日（255.76±103.65）μg·m^-3;周末（350.91±108.73）μg·m^-3］,且夜间时段烯炔烃质量分数明显高于其他时段,这是由于夜间车辆静置时发生昼间排放产生较多的烯烃.②烯炔烃和芳香烃对OFPs和L_·OH贡献率最大（84.10%~88.04%）,芳香烃对各时间段的SOAPs贡献率最大（98.03%~98.99%）,说明芳香烃和烯炔烃的大气反应活性强且广泛存在于机动车源,是提高排放标准、升级油品时需首要考虑降低的关键组分.③健康风险评价结果表明,停车场内VOCs非致癌风险危险指数（HI）：0.19~0.55,暂无健康风险.而各时间段致癌风险均超过阈值（1×10^-6）1.56~3.11倍,停车场作为居民每天必经场所,应开启机械通风措施保证其中空气流通性.     

澜沧江水系氮磷污染及硝酸盐来源解析

有效控制氮磷输入是水质持续改善的关键因素.为识别澜沧江水系水体中氮磷浓度、氮污染物来源及其空间分布特征,在澜沧江流域开展了干流和支流水样的采集,分析流域不同区域水体氮磷浓度,并利用氮氧同位素技术结合稳定同位素SIAR模型,解析了水系不同区域氮素来源及其贡献率.结果表明：①澜沧江水系氮浓度偏低,ρ（TN）分布在0.34~4.18 mg·L^-1之间,从上游至下游有升高趋势;ρ（TP）分布在0.11~2.34 mg·L^-1之间.②澜沧江水系的δ¹⁵ N-NO₃^-和δ¹⁸ O-NO₃^-值分别分布在-5‰~5‰和-16‰~16‰之间,主要落在降雨及肥料和土壤氮范围内,主要存在硝化作用.③澜沧江干流中土壤氮和化学肥料的贡献率分别为37.67%~42.41%和34.22%~38.56%,粪便和生活污水占15.01%~20.79%,大气沉降仅占4.49%~7.32%.中游支流和下游支流中土壤氮的贡献明显高于化学肥料,土壤氮的贡献率达53.97%~61.57%,化学肥料占33.37%~38.30%,而大气沉降、粪便和生活污水的贡献率较低.研究分析了澜沧江水系上、中和下游干流和支流的氮素来源,为该区域的水质管理和污染源治理提供了依据.     

原位电阻加热修复热传递模型构建及数值模拟

原位电阻加热(Electrical resistance heating,ERH)技术在场地修复中工艺参数的选取较多依赖于工程经验,ERH热量传递的数值模型能够模拟不同工艺参数下土壤加热的温度场,从而为ERH工艺参数的选取提供理论指导。利用电阻加热土柱装置实验验证了建立的数值模型的准确性,并应用在场地尺度下探讨了电场强度、电极间距和地下水流动对原位三相电阻加热的影响。结果表明,模型具有较好的准确性,实测值和模拟值均方误差为0.05~12.29,平均相对误差为0.42%~5.32%。随着电场强度越大,土壤升温速率显著加快;电场强度90 V·m⁻¹时,综合考虑电极井建设数量、加热时长及能耗,最适宜的电极间距为6 m;对电极附近补水可以显著缩短加热时长。较快的地下水流动会降低场地升温速率,不利于场地的修复;对于地下水流速过快的场地应采取适当的工程措施缓解热量流失。本研究结果可为原位电阻加热工程的设计和运行提供参考。     

平流层硫酸盐气溶胶辐射效应的模拟研究

平流层中的硫酸盐气溶胶在地球能量循环和全球气候变化中发挥着关键性作用.基于自主开发的矢量辐射传输模型,重点研究对流层气溶胶类型、平流层气溶胶光学厚度(AOD)、太阳天顶角(SZA)和地表反照率等对平流层硫酸盐气溶胶辐射强迫和大气加热速率等辐射效应的影响.结果表明,对流层无气溶胶时,平流层气溶胶在大气顶层(TOA)的辐射强迫为-15.80 W·m^-2,地气系统的冷却效应最大.对流层气溶胶为黑碳时,平流层气溶胶在大气底层(BOT)的辐射强迫最小,为-47.53 W·m^-2,地表冷却最大.同时,平流层硫酸盐的辐射强迫导致对流层降温,平流层升温,在模拟条件下,最大升温可达0.6 K·d^-1.此外,结果还表明,平流层硫酸盐辐射强迫对AOD、SZA和地表反照率均具有很高的敏感性.平流层气溶胶在TOA和BOT的辐射强迫随AOD的增大呈线性减小趋势,但随地表反照率的增大呈线性增大趋势.AOD和SZA的增大会强化辐射强迫的作用效果,但地表反照率的增大可能会改变辐射强迫的正负,导致平流层硫酸盐对地气系统的作用效果从冷却变为加热.     

河南省典型炭素企业VOCs排放特征及臭氧生成潜势分析

挥发性有机物（VOCs）是主要的臭氧前体物之一,控制VOCs排放是打赢“蓝天保卫战”的重要组成部分.研究工业源VOCs排放特征和对O₃生成贡献对制定和修订相关VOCs排放标准、有针对性控制VOCs排放具有重要意义.炭素行业是非金属制品业的重要组成部分,属于高污染行业,对该行业有组织VOCs排放的研究鲜见文献报道.本文选取河南省某典型炭素企业Y炭素厂作为研究对象,通过实地采样分析了不同工序有组织和车间内、外无组织117种VOCs排放特征,计算臭氧生成潜势（OFP）并评估了不同VOCs类别和物种对O₃生成的贡献.研究表明,Y炭素厂排放因子为0.031 g·kg^-1,其中焙烧工序有组织VOCs排放量最大.总有组织排放占比较大的VOCs类别有烯烃（23.56%）、烷烃（21.24%）、芳香烃（18.17%）、卤代烃（15.34%）和含氧化合物（8.95%）等,占比较大的VOCs物种有乙烯（18.2%）、乙烷（11.5%）、苯（8.66%）和 乙炔（7.15%）等.车间内无组织排放占比较大的VOCs物种则为萘和四氯化碳等.总有组织排放的VOCs中,烯烃、芳香烃和含氧化合物的OFP占比较大,分别为71.72%、11.35%、10.05%,其中乙烯、丙烯的OFP占比分别为52.91%和13.98%,是需要重点治理的O₃生成前体物.