太原市大气PM2.5中碳质组成及变化特征

采用DRI Model 2001A热/光碳分析仪测定了2009年冬季和2010年春季太原市区大气细粒子(PM2.5)中有机碳(OC)和元素碳(EC)的昼夜变化特征,分析了含碳物质的变化特征,并探讨了其来源.结果表明,PM2.5、OC、EC平均浓度水平和OC/EC平均值均呈现出冬季[(289.2±104.8)μg·m-3、(65.2±22.1)μg·m-3、(23.5±8.2)μg·m-3和2.8±0.3]高于春季[(248.6±68.6)μg·m-3、(29.7±6.2)μg·m-3、(20.2±5.4)μg·m-3和1.5±0.3],冬季夜晚[(309.3±150.0)μg·m-3、(74.6±19.5)μg·m-3、(24.3±6.6)μg·m-3和3.1±0.3]高于白天[(234.9±122.1)μg·m-3、(54.9±28.2)μg·m-3、(22.6±10.8)μg·m-3和2.5±0.5],春季白天[(292.5±120.8)μg·m-3、(32.7±10.5)μg·m-3、(22.7±10.1)μg·m-3和1.6±0.5]高于夜晚[(212.3±36.7)μg·m-3、(29.6±6.6)μg·m-3、(20.7±6.4)μg·m-3和1.5±0.2]的污染特征.这是因为冬季处于采暖期,特别是夜晚,煤和生物质燃烧量增加导致碳质颗粒物排放量增加以及大气温度低且稳定不利于污染物扩散;高的OC/EC是OC排放量增加所致而非二次有机碳(SOC)的贡献,因为气温低且太阳辐射弱不利于SOC的生成.春季白天PM2.5、OC和EC浓度水平高于夜晚可能是白天风速比夜晚大且相对湿度比夜晚低而更有利于城市扬尘形成所致,OC/EC高可能是白天温度较高且太阳辐射较强有利于SOC的生成.与国内其他城市相比,太原PM2.5、OC和EC均处于较高的浓度水平,表明太原碳质气溶胶污染严重,可能对城市灰霾形成有重要贡献.     

长江湖北段表层土中多环芳烃分布、来源及风险评价

应用气相质谱-色谱联用仪(GC-MS)对湖北省长江流域岸边表层土壤样品中25种多环芳烃含量进行了测定,分析了长江湖北段11个国控断面对应土壤中∑25PAHs及∑7 carcPAHs的含量分布特征,并利用同分异构体比值法及因子分析法对表层土壤中的PAHs来源进行了解析,采用苯并[a]芘的毒性当量浓度(TEQBa P)对PAHs的健康风险进行评价.结果表明,土壤中∑25PAHs的含量为34.81~2939.07 ng·g-1,均值为463.16 ng·g-1,以4~6环为主.与其他地区土壤PAHs含量相比,研究地区土壤PAHs污染处于中等水平,污染主要来源为石油、煤及草木等的不完全燃烧.根据荷兰土壤标准,采用毒性当量因子分析得出11种TEQBa P为3.02~2559.72 ng·g-1,73%的采样点大于参考值(33 ng·g-1),说明湖北地区长江流域周围土壤普遍存在潜在健康风险.     

汾河流域浅层地下水水化学和氢氧稳定同位素特征及其指示意义

汾河流域是黄河的第二大支流,本文利用Piper三线图、Gibbs模型、主成分分析法、相关矩阵和正向演替模型等方法,分析了汾河流域浅层地下水的水化学和氢氧稳定同位素分布特征及其控制因素,揭示了流域水循环及水质演化过程.结果表明,汾河流域地下水属弱碱性和微硬水;优势阴阳离子分别为HCO₃^-和Ca²⁺;地下水水化学类型以Mg-Ca-HCO₃和Mg-Ca-Cl-SO₄为主,水质整体较好,Ⅰ~Ⅲ类水占比超94%.地下水δD和δ¹⁸O平均值分别为-70.2‰和-9.6‰,与7~9月降水同位素值相似,指示地下水可能主要来源于该时期的降水,并发现地下水补给方式（优势流和活塞流）存在一定的空间变化.岩石风化是地下水溶质的主要来源（87%）,而大气输入和人类活动相对较小,分别占8%和5%.在岩石风化中,硅酸盐岩、蒸发盐岩和碳酸盐岩对地下水溶质的贡献相当,分别占32%、28%和26%.本研究结果可为促进可持续开发利用汾河流域地下水资源提供依据.     

两段曝气生物滤池的同步硝化反硝化特性

采用两段曝气生物滤池进行了实际生活污水的试验研究,控制 A 段水力负荷在 22.01m³/(m²d),气水比为 6:1,研究了 B 段气水比分别为 3:1、2:1 和 1:1 时,反应器的运行情况.结果表明,两段曝气生物滤池处理生活污水的出水稳定,当 B 段反应器的气水比为 2:1 时,去除效果最佳.B段具有明显的同步硝化反硝化特征,当气水比较低时主要进行短程的同步硝化反硝化.对B段反应器0.9m高度处的生物膜进行了静态试验,结果表明,生物膜的比硝化速率为 1.458mg NH₃-N/(gMLSS·h);当 DO 和 pH 值等影响因子适宜的情况下,有机碳源的存在不影响硝化作用的进行;反硝化过程中,对亚硝酸进行反硝化的速率比对硝酸盐进行反硝化的速率高 1.15 倍,缩短了反硝化所需时间.     

汾河下游地表水环境特征及污染源解析

水资源是区域发展的重要战略资源,地表水作为区域水资源的重要组成,其整体环境变化对于区域经济社会可持续发展具有重要的影响。本研究基于汾河下游15个水质监测断面2013—2017年的16项水质指标,采用水污染指数法(WPI)和多元统计方法,以水质定量评价为基础,评估了汾河下游地表水水环境特征及其变化的主要控制因素。结果表明：(1)汾河下游水质以《GB 3838—2002,地表水环境质量标准》中劣Ⅴ类水为主,WPI值的多年平均值为74.1—636.2;(2)水质的年际变化上,2015年Ⅴ类和劣Ⅴ类水的占比最高,水质状况最差;(3)在空间上,位于汾河干流尧都区段及涝洰河的6个监测断面污染程度高于其他区域;(4)研究区营养盐(TP、NH₃-N)和耗氧有机污染物(COD_Mn、COD_Cr)等典型污染物主要来自城市生活污水、农业废水,霍州市和洪洞县的水质恶化受工业废水排放的影响最大。污染程度具有从北向南、从上游向下游逐渐减弱的特征。研究显示：汾河下游水环境污染严重,汾河干流道美桥—尧都段和涝洰河应当作为区域水环境治理的重点。     

黄河流域甘肃段工业行业水污染物空间排放特征

为研究黄河流域甘肃段工业废水污染的空间排放特征,运用系统聚类法,构建水污染物空间分类模型,引入污染综合评价指数,测算空间关联特征,揭示黄河流域甘肃段工业水污染物排放空间集聚效应.结果表明,2017年黄河流域甘肃段总工业企业数量为7 224家,企业类型以小型和微型为主.化学需氧量（COD）排放主要集中在安定区、麦积区和西固区,氨氮（NH⁺₄-N）、总氮（TN）和总磷（TP）排放主要集中在西固区、安宁区和红古区,农副食品加工业、酒/饮料和精制茶制造业、化学原料和化学制品制造业及电力/热力生产和供应业是主要贡献源.黄河流域甘肃段57个县区可分6种污染类型,水环境污染综合评价指数在空间整体上存在明显空间正相关,高值簇和低值簇集聚现象显著.研究结果可为管理部门制定差异化的水环境管控对策,实行分区分级的精细化管理提供科学支撑.     

京杭运河(杭州段)河网水质模拟

京杭运河杭州段河网属于典型的平原河网地区,根据平原河网的水流以及污染特点,利用一维对流扩散方程建立了该地区河网水质模型,采用全隐中心差分格式离散方程,并用追赶法求解。对京杭运河杭州段河网进行水质模拟,并利用2007年上半年常规水质监测断面水质监测数据对模型计算结果进行验证。验证结果表明水质模拟结果较为理想,模型能较为准确的反映河网水质变化趋势,可以用于该地区河网水质改善研究。     

湘江衡阳段沉积物中铊等重金属的污染特征及其生态风险评估

湘江是我国重金属污染最重的河流之一。为了更全面了解湘江衡阳段表层沉积物重金属污染现状及其潜在生态风险,在前期相关研究基础上,分析了重金属Tl及其他4种重金属(Mn、Co、Ni和V)的含量水平和分布特征,并采用地累积指数法和潜在生态风险指数法对沉积物中重金属污染现状和潜在生态风险进行了评价。结果表明,湘江衡阳段表层沉积物中Tl和Mn有一定程度的累积和污染,其含量分别为0.12～2.09mg·kg-1和234～4580mg·kg-1。由于Tl具有较强的毒性响应,其潜在生态风险不容忽视。综合前期相关研究结果,研究区域中10种重金属总潜在生态风险指数(RI)为27.8～6266,约70%采样点具有重度生态风险,其主要风险来源于Cd和Tl。     

太原市降水化学特征及来源分析

本研究采集了2012年3—11月间35场太原降水样品,探讨了pH值、电导率和水溶性化学组成特征。结果表明,降水pH加权平均值为5.27;电导率平均值为98.8μS/cm,表明大气污染显著;SO2-4(471.8μeq/L)、NO-3(93.6μeq/L)、Ca2+(477.4μeq/L)和NH+4(133.4μeq/L)是太原降水的主导离子,4种离子占总离子浓度的85%。SO2-4/NO-3当量浓度比为4.38,比太原市1986年的比值(19.02)下降了77%。太原降水的酸性仍以SO2-4主导,但NO-3比例大幅上升。降水离子相关性分析和气团后向轨迹表明太原市大气污染物主要来自自身排污企业(热电厂、钢铁厂等)污染物的扩散以及省内焦化企业污染物的输送等小尺度区域内。太原市硫的湿沉降量为1.93 t/(km2·a);氮湿沉降量为1.54 t/(km2·a),其中铵态氮和硝态氮分别为1.28 t/(km2·a)和0.26 t/(km2·a);钙为5.87 t/(km2·a)。     

长江南京段近岸沉积物中重金属富集特征与形态分析

在对长江南京段八卦洲和杨中两个冲积洲近岸沉积物及其优势野生植物中A1、Cu、zn、Cr、Pb、Nj和Cd元素含量分析的基础上,分别考查了这些重金属的富集系数(EF)和生物富集因子(BCF),并采用BCR连续提取法对Cd的赋存形态进行了研究.结果表明,本区域长江近岸沉积物和野生植物中重金属存在不同程度的富集现象,两洲沉积物中Cu、Cr、Pb、Ni、Cd均有富集趋势,各元素EF>1的样品占总样品比例分别为Cu 50%、Cr40%、Pb40%、Ni 40%、Cd20%.而在野生桐蒿和芦蒿两种优势植物中Cd富集显著,其中桐蒿的BCF平均值高达2.57.采用BCR连续提取法对沉积物中Cd进行形态分析,结果显示,沉积物中Cd主要以酸溶/交换态(B1)和可还原态(B2)为主,二者分别为31.7%和45.5%,占到总量的70%以上,B1态远高于一般土壤和沉积物中重金属的分布,表现出很强的迁移性和生物可利用性.新生成沉积物较老沉积物中的B1态有显著增加,反映出沉积物越新,Cd的迁移性越强的趋势.研究结果说明长江城市段近岸沉积物中Cd受近期人为因素影响明显,具有一定的生态风险.