重金属污染场地土壤风险筛选值关键影响因子研究——以砷为例

合理确定重金属土壤筛选值是污染场地风险识别和调查评估的基础,过松或过严的标准都会增加风险评估的不确定性,甚至可能会导致风险管控措施失效或修复资金浪费,确定重金属土壤筛选值的关键影响因子是合理确定重金属土壤筛选值的前提。选择工业污染场地中检出频率高、毒性大的砷作为研究对象,通过假设工商业用地下的暴露情景,根据《污染场地风险评估技术导则》(HJ25.3—2014)得到砷筛选值计算公式,利用基于蒙特卡罗模拟的Crystal Ball模型计算公式中各参数对结果的敏感性和贡献率来确定关键影响因子,通过调研国内外砷筛选值现状,从计算模型、毒性评估及关键影响因子等方面对引起各国砷筛选值差异的原因进行了分析探讨。结果表明:工商业用地下土壤砷筛选值取值为0.84～175.7 mg·kg~(-1),均值为21.4 mg·kg~(-1),95%的置信上限为24.19 mg·kg~(-1);风险可接受水平、每日土壤摄入量(IR)、暴露频率(EF)和暴露周期(ED)对砷筛选值的贡献率依次为41.3%、-27.3%、-16.3%和-12.7%,其余因子的贡献率均小于1%;关键影响因子按贡献率绝对值从大到小分别为风险可接受水平、每日土壤摄入量(IR)、暴露频率(EF)、暴露周期(ED)。计算模型和毒性评估存在差异是国内外土壤砷筛选值差异的基础原因,当计算模型和毒性评估差异不大时,关键影响因子才是决定性因素,其影响程度与模拟计算的结果一致。建议我国完善筛选值计算模型,对砷的毒性效应和符合我国暴露人群特征的关键影响因子展开深入研究。     

混凝土构件空洞模拟检测试验与ARMA功率谱分析

及时发现空洞隐患、确定空洞大小,准确评估不良病害的危害程度对指导施工和提高混凝土结构质量具有重要意义。为实现空洞尺寸的量化,对试验模型中的模拟空洞进行地质雷达检测,应用基于SVD-TLS方法的ARMA功率谱分析对原始数据进行处理。结果表明:地质雷达探测区域覆盖的空洞范围越大,空洞信号越明显。基于SVD-TLS方法的ARMA功率谱分析具有较高的分辨率,可以识别异常反射信息,判断空洞在测线方向的范围;功率谱参数期望值有一定的分布范围,当参数期望值在-0.160以下时,可以基本确定为空洞区域。最后结合工程实例,对地质雷达数据进行功率谱分析,取得了良好的效果。该分析方法为研究混凝土构件内部空洞的检测提供了新途径,一定程度上实现了空洞尺寸的量化。     

污染地块土壤多氯联苯风险筛选值研究

污染地块土壤多氯联苯（PCBs）污染主要来自含PCBs电力设备封存点的泄漏及非故意产生源,建立土壤PCBs筛选标准是开展PCBs污染地块调查、评估和修复的基础.本研究通过文献分析统计了典型PCBs单体的占比,并基于人体健康风险评估模型推导了污染地块土壤PCBs风险筛选值.结果表明,不同商用PCBs混合物中共平面PCBs总量（∑Co-PCBs）占比为0.01%~16.10%,难以代表PCBs的总体风险水平.研究建立了PCBs总量、指示性PCBs总量（∑Id-PCBs）及∑Co-PCBs等3个指标共同作为土壤PCBs筛选值体系,敏感用地和非敏感用地情景下,PCBs总量、∑Id-PCBs、∑Co-PCBs分别为2.10、0.24、0.03 mg·kg^-1和6.20、0.71、0.09 mg·kg^-1.通过6个含PCBs电容器地下封存点485个污染土壤样品的分析,进一步证明了仅控制∑Co-PCBs将低估PCBs污染风险,采用本研究提出的3个指标进行筛选能够更有效地识别和评估PCBs污染地块的风险.     

pH值调控方法对剩余污泥与柑橘废渣厌氧共发酵产酸影响

考察不同pH值调控方法对剩余污泥和柑橘废渣共发酵系统的产酸性能影响,结果表明:持续调节pH值为6可以提高共发酵系统的增溶过程,促进糖类物质水解,增强产酸和产甲烷过程,VFA产量和累积甲烷产量分别是空白组的1.36倍和1.25倍;提高共发酵系统中水解细菌和发酵产酸细菌的菌群丰度,促使甲烷生成途径从乙酰分解途径转向氢化营养途径.调节初始pH值为10可以有效促进共发酵系统中溶解性有机物的释放和达到快速水解的目的,促进产酸性能,但对产甲烷过程有抑制作用.     

互花米草对苏北滨海湿地表土有机碳更新的影响

自互花米草引入苏北滨海湿地后,逐渐替代本土植物盐蒿并形成单一植被的互花米草湿地.选择苏北地区盐蒿湿地及不同生长年限的互花米草湿地,采集其表层土壤样品,分别测定全土和分离的土壤粒径组分中总有机碳及δ13C值,分析湿地土壤有机碳浓度及其同位素组成的变化.结果表明,互花米草引入盐蒿湿地后,表层土壤有机碳浓度显著增加(增量达70%),且随着互花米草生长时间延长而明显增加.与盐蒿湿地相比,互花米草湿地土壤中大团聚体(>250mm)和微团聚体组分(53~250mm)有机碳浓度均显著增加,而粉粒组分(2~53mm)则无明显变化.互花米草湿地土壤原状土及各粒径组分的δ13C值均明显高于盐蒿土壤,源于互花米草的新碳在各粒径组分中均有分布,但主要富集在大团聚体组分中,占该组分总碳的31%~43%,说明互花米草生长对土壤有机碳浓度增加主要反映在粗粒径组分中,而对粉、黏粒组分则影响较小.     

人工合成铁、铝矿对As(V)吸附的研究

采用批实验方法研究了人工合成铁、铝矿物对As(V)的吸附,考察吸附时间及溶液pH值对As(V)吸附的影响.结果表明,不同类型铁、铝矿对As(V)的吸附量均表现出随初始As(V)浓度(0.1~100mg/L)的增加而增加的趋势,其中水铁矿的吸附量在整个浓度范围内始终呈上升趋势,初始浓度为100mg/L As(V)时的吸附量为22.56mg/g,而针铁矿、水铝矿和赤铁矿的吸附量在低初始浓度时上升较快,随浓度升高上升幅度减缓直至平衡,其中赤铁矿的吸附量最小,100mg/L As(V)时的吸附量为4.75mg/g.Freundlich方程对吸附数据的拟合效果优于Langmuir方程,吸附能力表现为水铁矿最高,水铝矿和针铁矿相近,赤铁矿较低.随着吸附时间的增加,4种铁、铝矿物对As(V)的吸附量都逐渐增加,尤其是水铁矿,10min内即达到平衡吸附量的96.3%;水铝矿和针铁矿在48h时吸附量分别为平衡吸附量的97.2%和97.4%;赤铁矿则需96h才基本达到平衡.除水铁矿外,4种动力学方程对其他矿物动力学曲线的拟合均较好,尤其是双常数方程.pH值对矿物吸附As(V)的影响受As(V)初始浓度的影响,初始浓度较低时,铁、铝矿的吸附量仅在极碱条件下(pH>10)降低,而初始浓度较高时则表现为随pH值升高直线下降的趋势.     

中国光伏电池组件的生命周期评价

在收集2009年我国光伏组件生产的主流及最优技术水平数据的基础上,采用Ecoinvent数据库中辅助材料的生命周期数据,开展了我国光伏组件生命周期评价研究,计算了能量回收期和全球变暖潜值,并探讨了不同生产步骤和生产参数的影响.结果表明:太阳能级多晶硅生产和铸锭、切片工艺的技术水平对光伏产品的能量消耗和环境影响最大,我国主流技术水平情景下的产品能耗和环境影响远大于最优技术水平.对于我国光伏产业来说,要降低光伏产品的环境影响,应着重从改进多晶硅生产技术和提高硅片切割效率入手.      

环境质量标准制订中的关键技术问题

为提高我国环境质量标准的科学性、系统性和可操作性,从分析我国环境质量标准存在的问题出发,通过阐述环境质量标准制订原理,对比分析国外相关标准,对不同要素环境质量标准制订中的4个关键的共性技术问题——保护对象或用途功能划分、阈限值及阶段目标设立、污染物项目选择、划区实施与监测评价进行了研究.结果表明:应针对不同的保护对象或用途功能,依据环境基准研究成果,设定不同的污染物项目和限值要求;污染物项目应明确指标含义,限值要求应适当区分阈限值及阶段目标;应根据区域、流域主导功能,划区实施标准并开展监测评价工作.      

北京PM2.5背景值定值方法及其变化特征研究

通过气团识别方式,确定了较强气团判别指标,定量评估了较强气团对北京上甸子区域大气本底站PM2.5浓度影响.结果显示,偏北风过程中PM2.5的背景值介于10.3~13.5μg/m3,平均值为(11.7±1.3)μg/m3;偏南风过程中PM2.5的背景值介于60.2~92.6μg/m3,平均值为(76.2±12.8)μg/m3.偏北风过程中,PM2.5背景值变化趋势不明显;偏南风过程中,PM2.5背景浓度呈线性下降趋势,下降速率为5.5μg/(m3×a).2009~2012年期间,区域本底站观测到的PM2.5年均值变化不大,这与北京地区的局地产生的二次PM2.5逐步增大有关,在一定程度上抵消了区域背景值下降的影响.当出现系统性偏南风时,北京以南区域输送对北京当地PM2.5浓度增加的平均贡献接近60%,但是自2009年开始逐步下降,截止2012年该贡献降低到44%.     

基于能值定理的生态足迹模型修正研究

能值生态足迹模型是定量分析区域可持续发展的重要方法,然而其计算未考虑到经济发展和科技进步对生态承载力的影响,得出的结论往往具有一定的误差.因此,本文引入社会经济虚拟承载力账户对该模型进行修正,并以长沙市为例进行验证.结果表明:通过相关性对比分析,修正模型可突破传统模型具有生态偏向的弱可持续性评价局限,其计算结果更加科学合理.基于修正模型,2000~2011年长沙市的生态承载力变化不大,年均值为2.31hm2/人,而生态足迹呈现快速增长趋势,年均值为2.44hm2/人.这导致该地区出现逐年加剧的生态超载现象,年人均生态赤字为0.13hm2/人.通过多元统计分析方法得出,农牧业生产和重工业能耗的压力大是造成其生态赤字的主要原因.