非正规填埋场矿化垃圾理化性质与资源化利用研究

为探索非正规垃圾填埋场矿化垃圾资源化利用问题,以广东省东莞市常平镇桥沥垃圾填埋场矿化垃圾为例,多点采集样品经人工分拣和不同粒径段筛分后,对其物理组成和化学性质进行了分析.结果表明:矿化垃圾中腐殖土主要在40mm粒径段以下,占47.3%,塑料、织物及木竹等可燃轻质垃圾主要在大于80mm粒径段,占40.1%;工程筛分粒径可选40mm,筛上物主要为可燃物,筛下物主要为腐殖土;按照有机肥堆肥腐熟标准,筛下物腐殖土基本可达到腐熟,营养物质含量达到《城市生活垃圾农用标准》(GB8172-1987)要求,但部分重金属含量超标;矿化垃圾经筛分后的轻质垃圾,热值约为6000kJ/kg,可直接进行焚烧处理,将其制备成垃圾衍生燃料(RDF)后,热值可达10000~24000kJ/kg.     

流域重点工业污染源识别特征成分谱建立技术

研究了基于生产排放全过程、多相、多类污染物并举的污染源识别特征成分谱建立技术。首先建立污染源排放完整图谱,包括原辅料、中间物质、产品、各工艺废水污染物、水处理设施进口和出口污染物等。然后从排放完整图谱中解析出特征污染物。对于废水中的常规污染物和金属污染物,采用与受纳水体浓度相比较的方式得到污染源识别特征污染物,建议将浓度超过受纳水体1倍的污染物定为特征污染物。对于有机污染物,将质量分数之和大于90%的污染物集定为特征有机污染物,并按照有机物类别进行分类。最后开发建立动态的水污染源排放数据库。应用该技术建立了石化行业典型企业的排放特征成分谱,发现这些特征组分具有很好的代表性,为水污染源的识别提供了基础数据。     

北京市城区两个典型站点PM2.5浓度和元素组成差异研究

采用rp TEOM^® 1400a颗粒物测定系统,于2008年1月到2010年12月,对北京城市生态系统研究站和北京教学植物园周边大气中细颗粒物(PM_2.5)的浓度进行了连续监测.2010年,利用rp TEOM1400系统的旁路采样器同步采集PM_2.5样品,经微波消解后采用ICP-MS和ICP-OES方法测定样品中的Al、As、Ca、Cd、Co、Cr、Cu、Fe、K、Mg、Mn、Na、Ni、Pb、Se、V、Zn等17种元素的浓度.结果表明,2008年1月至2009年3月,北京城市生态系统研究站的PM_2.5平均浓度为59.1 μg·m^-3,比北京教学植物园低36%.2009年4月至2010年12月,北京城市生态系统研究站的PM_2.5平均浓度为95.5 μg·m^-3,比北京教学植物园高60%.施工工地的土方作业可能对两站点PM_2.5浓度的差异有重要贡献.地壳元素Al、Fe、Mg、K、Ca、Na浓度在两站点的差异最大.北京城市生态系统研究站其余污染元素的富集因子一般也高于北京教学植物园,尤其是Pb、As元素,可能与被污染土壤和建筑物等的二次污染有关.两站点的PM_2.5污染状况均在建筑施工期较严重,来自地表和建筑工地的扬尘可能是造成PM_2.5污染严重的主要原因.     

烟花爆竹燃放对北京市空气质量的影响研究

结合常规污染物浓度和PM_(2.5)化学组分浓度,分析了2015年春节期间烟花爆竹燃放对北京市空气质量的影响。结果表明:烟花爆竹燃放会在短时间内造成严重的大气污染,其中对SO2、PM_(2.5)和PM10的影响最为显著。除夕夜间良乡、官园和怀柔3个监测站点的PM_(2.5)质量浓度峰值分别达730.5、343.4、762.2μg/m~3,为2月17—25日和3月4—8日(观测期间)平均值的5.2、3.1、7.1倍。烟花爆竹燃放对PM_(2.5)组分中的SO_4~(2-)、K+和Cl-的影响最为显著,除夕夜间监测中心点位的SO_4~(2-)、K~+和Cl~-质量浓度峰值分别达92.2、95.6、57.4μg/m~3,为观测期间平均值的4.5、10.5、6.8倍。烟花爆竹燃放产生的气态前体物和NO_3~-、SO_4~(2-)、NH+4、OC等PM_(2.5)二次化学组分在不利的气象条件下会发生化学反应和物理积累,造成PM_(2.5)浓度升高,产生持续性的大气污染。根据各污染物与NH+4的质量浓度比推算得出,除夕、"破五"和元宵节3个时段烟花爆竹燃放对K~+、Cl~-、SO_4~(2-)、SO_2和PM_(2.5)浓度的平均贡献率分别为78.4%、61.1%、37.4%、38.7%和30.1%。     

镧对酸雨胁迫下水稻叶片质膜H+-ATPase活性的影响

为了明晰稀土提高植物抗酸性的内在机制,采用水培法研究了镧(La,15 mg·L~(-1))对酸雨(AR,pH=3.5、2.5)胁迫下水稻叶片质膜H+-ATPase活性的影响.结果显示:与CK相比,pH=3.5 AR组水稻相对生长速率减小,质膜H+-ATPase活性升高,胞内H+增多,CAT活性升高,H_2O_2和MDA含量升高,质膜脂肪酸不饱和度指数(IUFA)降低.La+pH 3.5 AR组水稻各项指标优于pH=3.5 AR组,表明La促使AR下质膜H+-ATPase活性升高,将胞内过多的H+泵出,减缓AR伤害,维持水稻正常生长.另外,La能增强CAT活性,清除过多的H_2O_2,减轻膜脂过氧化程度,使质膜IUFA升高,膜的流动性增强,提高质膜H+-ATPase活性.pH=2.5 AR组水稻相对生长速率、质膜H+-ATPase活性、CAT活性与质膜IUFA均降低,而胞内H+、H_2O_2和MDA含量升高.La+pH 2.5 AR组与pH=2.5 AR组水稻各指标均无明显差异,La对pH=3.5 AR组的缓解效果优于pH=2.5 AR组.综上可知,La对AR下质膜H+-ATPase活性的调节增强了植物耐酸性,这与La能维持AR下较好的质膜环境有关.同时,La的调控效果受AR强度限制.     

基于大气超级站观测的2017年5月北京市沙尘天气过程分析

结合常规污染物监测、PM_2.5化学组分监测、激光雷达监测和颗粒物数浓度及粒径监测等手段,对2017年5月影响北京市的一次沙尘天气过程进行分析。结果表明：5月4日凌晨起沙尘天气开始影响北京市,延庆、官园和通州3个站点PM₁₀峰值浓度分别为2 091、2 245、2 590 μg/m³,体现了该次沙尘天气影响程度之重。PM_2.5浓度与PM₁₀变化一致,也达到重度污染的水平。沙尘天气移动路径是沿着区域西北至东南方向。沙尘天气主体从3 km左右的高空进入北京市,随后逐渐渗透至1 km高度以及地面,且沙尘层厚度较高,覆盖了地面至3 km的高度。沙尘天气过程中OM和Ca²⁺组分增幅最大。在沙尘天气影响严重时间段,沙尘天气源与生物质燃烧源比例之和大于50%,最高值为67.6%。沙尘天气过程中颗粒物峰值粒径为0.965~1.037 μm。     

北京市西北城区取暖期环境大气中PM10的物理化学特征

根据监测资料探讨了北京市西北城区取暖期PM₁₀的逐日变化规律和日变化规律.分别使用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)研究PM₁₀中的矿物成分及其微观形貌特征.结果表明夜间PM₁₀浓度普遍高于白天.XRD分析显示颗粒物粒度越细,其中所含的矿物种类越少.SEM研究得出,单个PM₁₀颗粒类型可初步分为有链状集合体、簇状集合体、圆球状、片状和不规则形状等5类.从数量上看,PM₁₀主要来自燃煤和汽车尾气.     

长江下游河-湖系统溶解性有机碳化学组成、变化特征及其与二氧化碳分压的关系

河流、湖泊等水环境的溶解性有机碳(DOC)是流域碳循环的重要组成部分,水环境中的DOC来源、化学组成及迁移转化是碳的生物地球化学循环的核心问题.文章选择长江下游-河口区河段、巢湖、鄱阳湖,研究了DOC化学组成、荧光特征的时空变化以及其与二氧化碳分压的关系.结果表明,湖泊和河流系统的DOC浓度、化学组成和荧光特征均存在显著空间差异.巢湖与鄱阳湖水体中DOC浓度的均值分别为(3.67±1.08)和(3.50±1.63)mg·L~(-1),显著高于长江下游-河口区河段的(1.82±0.43)mg·L~(-1).在化学组成方面,巢湖DOC的化学组成以类蛋白I类和类蛋白II类物质为主,所占比例在70%以上;鄱阳湖DOC则以微生物代谢物、腐殖酸类物质为主,比例达55%以上;而长江下游-河口区河段DOC中各组分所占比例比较接近.巢湖DOC的荧光指数均值为2.03,新鲜度指数均值为1.19,表明巢湖主要为内源性DOC,降解程度较低;而长江下游-河口区和鄱阳湖的荧光指数均值分别为1.78和1.73,新鲜度指数均值分别为0.91和0.96,表明陆源DOC的贡献较大,降解程度较高.长江下游-河口区河段DOC化学组成和特性存在显著季节变化,DOC腐殖类物质比例在夏季显著高于冬季,陆源土壤侵蚀是长江夏季DOC的重要来源;荧光指数均值从夏季的1.72增加到冬季的1.87,也表明长江DOC夏季外源的贡献高于冬季.巢湖的DOC浓度在夏季高于冬季,但其各化学组成和荧光指数变化相对较小,表明巢湖DOC化学组成和来源受季节变化影响不大.新鲜度指数在长江下游-河口区河段和巢湖中均为夏季略高于冬季,表明夏季水体中新近产生的DOC多于冬季.相关分析表明,类蛋白I类和类蛋白II类的比例与荧光指数显著正相关、与新鲜度指数显著正相关,是内源性DOC和新近产生的DOC的重要成分;二氧化碳分压与微生物代谢物的比例正相关,与类蛋白II类比例负相关,反映了微生物代谢活动及类蛋白II类物质的分解消耗对二氧化碳分压的重要贡献.微生物代谢产物和类蛋白II类物质可能是反映DOC降解过程以及水体二氧化碳分压的关键化学组成.     

典型设施环境条件对土壤活性有机碳及腐殖物质碳的影响

为明确设施环境对土壤有机碳形态变化的影响,选取武汉城郊设施土壤为研究对象,分别设置环境温度(4、10和25℃)、土壤酸化(土壤pH分别为6.89、6.11和5.30)和土壤盐渍化[土壤w(可溶性盐分)分别为1.90、3.05和5.01 g/kg]3种典型设施环境条件,通过为期90 d的室内模拟强化试验,研究以上3种典型设施环境条件对土壤活性有机碳动态变化、腐殖物质碳组成及有机碳矿化率的影响.结果表明:与4℃的对照处理相比,随着设施环境温度升高,土壤w(MBC)(MBC为微生物生物量碳)和w(ROOC)(ROOC为易氧化有机碳)呈上升趋势,25℃时的最大增幅分别达19.43%和55.56%;而土壤w(DOC)(DOC为可溶性有机碳)总体呈先升后降的趋势,10℃下最大增幅为17.23%,25℃下最大减幅为60.89%.与对照土壤[pH为6.89,w(可溶性盐分)为1.90 g/kg]相比,土壤pH为5.30的酸化处理下w(MBC)和w(ROOC)平均降幅分别为29.80%和5.93%,土壤w(可溶性盐分)为5.01 g/kg的盐化处理下的平均降幅分别为35.64%和6.26%,而酸化和盐化使土壤w(DOC)较对照的平均增幅分别达58.19%和119.73%.此外,设施环境温度提高会降低土壤有机碳矿化率和HU(胡敏素碳)所占比例,其HA/FA(胡敏酸碳富里酸碳含量之比)较对照增加了1.05倍;而土壤酸化和盐化会使有机碳矿化率较对照分别增加3.78和7.80倍,其HA/FA较对照分别降低了65.72%和73.21%.可见,提升设施环境温度、减缓或改善设施土壤的酸化及盐化问题,均有利于设施土壤的固碳减排.      

土壤不同有机质组分对菲的吸附特征研究

采用批次实验,研究了三种不同类型土壤黄红壤、水稻土和草甸土的全土、重组、去松结态和紧结态4个组分对菲的吸附,结果表明,菲在不同土壤及其组分上的吸附等温线都能用Freundlich方程进行拟合,所有等温线都具有一定程度的非线性,指数N值的大小顺序基本都为全土>重组>去松结态>紧结态.除了黄红壤的紧结态比去松结态对菲的吸附容量KF值略小外,不同土壤及其组分对菲吸附的KF值以及有机碳归一化的KFoc值大小顺序都为紧结态>去松结态>重组>全土.不同类型土壤之间的KF值大小顺序为草甸土>水稻土>黄红壤,而KFoc值大小顺为水稻土>草甸土>黄红壤.KF值与有机碳含量之间呈显著性正相关(P<0.05),KFoc与N之间呈极显著负相关(P<0.001).土壤及其组分对菲的吸附强度与有机质的结构特征和聚合程度有关.