东江流域典型毒害有机污染物的污染特征、来源及生态风险

东江是我国珠江水系的主要组成部分,是广东省重要的河流之一.由于珠江三角洲产业结构的转移,东江沿江的工业活动与人类活动导致毒害有机物的排放不断增加,随之而来的水环境安全问题备受关注.因此,本文研究了东江水体中4类典型毒害有机污染物,包括多环芳烃（Polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs）、酚类内分泌干扰物（Phenolic endocrine-disrupting chemicals, PEDCs）、邻苯二甲酸酯（phthalates, PAEs）、多溴联苯醚（Polybrominated diphenyl ethers, PBDEs）的污染水平、时空分布、潜在来源及生态风险.结果表明,东江水体中PEDCs浓度最高, 其次是PAEs与PAHs, PBDEs浓度相对较低.水体中PEDCs、PAEs与PAHs浓度呈现显著的季节差异,枯水期浓度显著高于丰水期浓度.下游各类污染物浓度明显高于上游和中游.东江水体中PBDEs主要来源于十溴联苯醚的生产与使用;PAHs主要来源于化石燃料和生物质的燃烧,其次是燃烧源和石油的混合物,以及石油源;PAEs污染主要来自化妆品、药品和个人护理用品等生活垃圾,以及塑料工业.运用风险 商值分析了各污染物的水生生态风险,发现4-正壬基酚（4-Nonylphenol, 4-NP）与邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯（di（2-ethylhexyl） phthalate, DEHP）对东江水体中生物可能造成极大的生态风险,其次是邻苯二甲酸二丁酯（Dibutyl phthalate, DBP）和邻苯二甲酸二正辛酯（Dioctyl phthalate, DOP）,其它化合物主要存在低到中等风险.因此,针对高风险物质,有必要实施有效的环境法规及处理技术以改善东江的水生环境.     

基于QSAR模型预测有机污染物在XAD与空气中的分配系数

基于定量构效关系(QSAR),运用线性(逐步多元回归MLR)和非线性(支持向量机SVM)两种计算方法开发了两种可靠且高效预测聚苯乙烯二乙烯基苯树脂(XAD)和空气之间分配系数(K_XAD-A)的模型.构建模型的数据包含醇类(Alcohols),苯类(Benzenes),多氯联苯(PCBs)和多环芳香烃(PAHs)等,共计70种有机污染物.两个模型的决定系数R²_adj和外部验证系数Q²_ext均在0.930以上,同时所有物质均在定义的应用域内,结果表明两种QSAR模型有较高的拟合度、稳健性和较为优秀的预测能力,且非线性(SVM)模型比线性(MLR)模型的拟合效果更好.     

1000MW近零排放燃煤机组重金属排放及分布特征

采用EPA 29方法对国华寿光电厂2号1000MW超超临界燃煤机组污染物控制单元进行采样,开展了重金属污染物(As、Pb、Se、Cd)全流程监测.建立了包括气体/固体/液体中重金属的燃煤过程中质量平衡,并考察了重金属在机组中的富集与分布特征.结果表明:该机组烟气排放的重金属含量相对较低,100%负荷时As、Se、Pb、Cd排放浓度分别为1.11,0.59,0.33和0.01 μg/m³,45%负荷时相关重金属排放和100%负荷接近.给出了不同负荷下各种重金属在燃煤机组的分布,燃烧后Pb、Se、Cd主要富集到飞灰中,但低负荷时底渣中Se和Cd的比例明显升高.APCDs中,ESP对烟气中As、Pb、Se、Cd四种元素的脱除率均达到了97%以上,不同负荷下WFGD和WESP对这些重金属具有深度脱除的效果.     

红土镍矿基材料吸附及有氧降解水体污染物

以红土镍矿为研究对象,考察了原矿（HT）及改性矿（HT-FeNi）去除水体中罗丹明B （RhB）的效果.借助XRD、BET、IR等表征手段,结合吸附动力学和等温吸附模拟研究了HT吸附RhB的过程及机制.结果表明：HT的孔隙结构较为丰富,有良好的RhB吸附性能.当HT添加量为0.2g/L时,RhB去除率为39.03%,吸附量达到93.80mg/g.HT添加量增加,RhB去除效果增强,平衡吸附量减小.HT吸附RhB的过程更符合准二级动力学,包含表面扩散及颗粒内扩散两个步骤.等温吸附模型拟合发现Freundlich能够准确描述HT吸附RhB的过程.1/n<0.5,表明吸附过程较易进行.HT经5次循环实验后,吸附量仍能达到39.67mg/g,表明HT有较好的循环使用性能.HT吸附RhB主要归因于Si-O吸附位点.通过气基还原制备得到改性矿（HT-FeNi）.采用SEM、XRD、BET、XPS等手段对HT-FeNi进行表征分析,并考察了HT-FeNi降解RhB的效果.结果表明：HT-FeNi比表面积小（14.374m²/g）,主要成分为铁镍双金属.HT-FeNi不能通过吸附作用去除RhB,而HT-FeNi/Air/pH=3体系在40min内RhB降解效率为94%.捕获活性氧物种的实验证明,HT-FeNi/Air/pH=3体系去除RhB过程中起主要作用的活性氧物种是羟基自由基（·OH）.在酸性条件下,HT-FeNi通过活化O₂生成·OH,Ni⁰诱导的Fe²⁺/Fe³⁺循环促使HT-FeNi/Air/pH=3体系生成更多的·OH.将HT-FeNi/Air/pH=3体系应用于去除水体中甲基橙（MO）和二硝基氯苯（DNCB）,去除效率分别为47%、78%.     

A theoretical‐methodological approach towards the evaluation of environmental pollutants

The recognition and analysis as well as a generally applicable ecotoxicological evaluation are parts of the strategy towards the determination of changes in the quality of environmental compartments and their effects on humans. The progress in the field of identification of qualitative effects calls for the creation of a theoretical basis for the empirical findings. With this task being the main concern, fundamental ideas on a theoretical‐methodological approach towards the ecotoxicological evaluation of environmental chemicals are discussed. The relationships between the molecular structure and the effect of the substances in abiotic and biotic environmental compartments are the basis of this approach.     

天津-长岛区域有机氯污染物的相对化学组成与大气传输

为了研究持久性有机污染物(POPs)的区域分布、大气传输与来源,采用被动采样技术于2006年7月—2008年6月在山东长岛与天津同步采集大气样品.色谱/高分辨质谱(GC/HRMS)分析数据表明,有机氯污染物化学组成季节变化明显.天津-长岛区域的大气样品主要按照季节聚类,表现出有机氯污染的区域性特征.天津和长岛相距约400 km,两地化学组成的相似性归因于有效的大气扩散和长距离传输.同时,天津点位的源区特征,长岛渔港和船厂含DDTs船舶防污漆的使用作为一种重要的DDTs排放,在化学组成和聚类结果中,均得到了客观的反映.有机氯污染物相对化学组成可以作为一种“指纹”和“探针”技术,研究大气污染物的传输和区域分布.      

石油炼化行业恶臭气体成分谱研究

为研究石油炼化行业恶臭污染排放现状,采用冷阱富集-GC/MS技术研究了天津一家典型石油炼化企业不同处理单元空气中臭气的组成、主要组分含量及成分谱.在所采集的样品中,定性分析共检测到140种有机化合物,主要包括硫化物、烷烃、烯烃、卤代烃、苯系物和含氧有机物六大类物质.定量检测结果表明,主要处理单元恶臭污染物浓度总体水平由高至低表现为气分处理装置>污油罐处理装置>汽柴油处理装置.结合数据分析,初步识别了石油炼化厂主要处理单元的特征污染物,气分处理装置有丙酮、2-丁烯、丁烷、乙硫醇、甲硫醚和甲硫醇,汽柴油处理装置有丙酮、丙烯、异丁烷、正戊烷和对二乙苯,污油罐处理装置有1-丁烯、2-丁烯、1-戊烯、丙酮、丙烯和乙硫醇.      

基于改进输出系数法的矿区重金属面源污染负荷核算模型

借鉴农业面源污染负荷核算研究成果,结合我国实际情况,以输出系数法为基础,提出矿区面源污染负荷核算模型.考虑重金属污染的来源和特点,将矿山地区的土地类型分为尾矿库区、降尘污染区、运输污染区和自然土地4类,分别计算各类型土地的输出系数.考虑到重金属在水中的溶出率影响,在模型中引入了溶出率因子,以构建适应矿区流域的重金属非点源污染负荷核算模型,并用该模型对浑河流域重金属面源负荷进行了估算.结果表明:矿山地区重金属污染主要来自运输污染区和自然土地,占总污染负荷的77%左右.从模拟过程和模拟结果可知,面源污染负荷核算模型所需原始资料较少,参数计算较方便,是计算矿山地区重金属面源污染负荷的可靠方法.      

SWAT模型在洱海流域面源污染评价中的应用

重点污染区域和污染因子的识别是面源污染控制的基础. 通过将物理过程模拟及排污系数法计算进行整合,建立了SWAT模型,以描述农业生产活动与污染入湖量之间的关联关系,并以云南洱海流域总氮污染为例,使用验证后的SWAT模型模拟计算不同空间单元和不同农业生产活动对入湖TN的污染贡献系数,定量分析流域内各区域的农业面源污染源结构,识别洱海流域重点农业污染源和农业污染村镇. 结果表明,奶牛养殖、生猪养殖和大蒜种植是目前洱海流域内入湖TN污染的最重要农业污染源,占流域总污染负荷的66.12%. 对入湖TN污染贡献最大的6个村镇为江尾、右所、三营、玉湖、凤仪和喜洲,占流域总污染负荷的63.41%.      

农田退水期阿什河氮污染特征及来源解析

利用水质监测技术和稳定同位素示踪技术,对春季农田退水期阿什河河水中ρ(NH₄+-N)、ρ(NO₃--N)和ρ(TN)特征进行研究并对氮污染来源进行解析. 结果表明,ρ(NH₄+-N)、ρ(NO₃--N)和ρ(TN)除在阿什河上游源头区水体中较低外,其余大部分区域均较高. 上游源头区采样点 δ 15N值为3.68‰～6.09‰,主要受大气沉降氮和土壤有机氮的污染;中下游区域中一部分采样点δ15N值为5.32‰～7.72‰,主要受农田退水和农村生活污水影响,另一部分采样点δ15N值为8.45‰～11.86‰,主要受畜禽养殖污水影响较大;下游采样点δ15N值较低(3.25‰～4.15‰),主要受工业来源废水污染. 农田,特别是河流两岸的稻田退水对阿什河水质影响较大;城区对阿什河TN和NH₄+-N影响较大,对NO₃--N影响较小.