饮用水含氮与含碳消毒副产物的生成潜能及其毒性

消毒副产物生成潜能测试常用于表征水中消毒副产物的前体物含量.不同于三氯甲烷等含碳消毒副产物,二卤代乙腈（DHANs）与二卤代乙酰胺（DHAcAms）等含氮消毒副产物在氯消毒的余氯存在下易分解,并且在氯胺消毒过程中可由氯胺提供氮源生成,因此常用于含碳消毒副产物的生成潜能测试方法（如Krasner提出的测试法）可能无法有效揭示DHANs与DHAcAms的前体物水平.本研究以三氯甲烷和氯醛两种含碳消毒副产物为对比,考察DHANs与DHAcAms在饮用水氯消毒与氯胺消毒过程中不同投氯量与反应时间下的生成量,识别最大生成量对应的消毒条件,以便更好地评估水样中DHANs与DHAcAms的前体物浓度.同时,对消毒过程中生成的这些挥发性消毒副产物进行毒性评价.结果显示,两个水样氯消毒的DHANs与DHAcAms生成量分别为6.19~40.08、1.34~15.75 nmol·mg^-1（mg^-1以TOC计）;氯胺消毒的DHANs与DHAcAms生成量分别为2.63~21.46、18.43~49.99 nmol·mg^-1.Krasner测试法条件下的DHANs与DHAcAms生成量均最低.在投氯量为TOC+8×NH₃-N、反应时间为24 h的氯消毒条件下,氯胺投加量20×TOC、反应时间为3 d的氯胺消毒条件下,两个水样具有最高水平的DHANs与DHAcAms生成量,并且消毒副产物毒性也高于Krasner法测试条件下的毒性水平.因此,氯消毒采用投氯量TOC+8×NH₃-N、反应时间24 h,氯胺消毒采用投加量20×TOC、反应时间3 d的生成潜能测试条件可能更好地揭示水中DHANs和DHAcAms的前体物浓度水平.     

基于观测数据的石家庄交通干线附近臭氧光化学敏感性分析

为确定石家庄东部郊区交通干线附近O₃生成光化学敏感性,利用2019年1月1日—2020年10月31日在线观测的NO_x、NO_y和O₃等数据计算并分析了O₃生成效率(OPE)及O₃光化学敏感性的NO_x临界浓度.结果表明:1交通干线附近O₃光化学敏感性存在季节差异,春季主要受VOCs控制,整体OPE为2.6±0.3,夏、秋季节主要受NO_x与VOCs协同控制,整体OPE分别为5.3±0.4和5.1±0.8;2NO_x体积分数>11×10^-9时,O₃生成主要为VOCs控制;NO_x体积分数介于6×10^-9~11×10^-9时,O₃生成主要受VOCs与NO_x协同控制;NO_x体积分数<6×10^-9时,O₃生成主要为NO_x控制;3O₃生成敏感性存在日变化特征,10:00之前O₃生成主要受VOCs控制,10:00—11:00是O₃生成由VOCs控制转变为VOCs和NO_x协同控制的过渡时段,12:00之后O₃生成主要由VOCs和NO_x协同控制,且午后14:00—16:00之间NO_x对O₃控制比例凸显.因此,石家庄O₃治理不但要重视NO_x与VOCs排放源的协同管控,尤其午后还需要对NO_x排放源进行分时段精细化管控.     

土壤中三卤甲烷(THMs)前驱物质流出的规律

通过室内模拟淋溶实验,初步探讨了以三卤甲烷生成潜能(THMFP)为指标的土壤三卤甲烷前驱物质的流出规律.结果显示:土壤淋出液中THMFP的浓度与土壤性质特别是土壤中腐殖质含量、组成与卤代活性,模拟雨水的酸度及累积淋溶量等有关.土壤中所含腐殖质的量越大、腐殖质的卤代活性越高且溶解迁移能力越强,则淋出液中THMFP的浓度越大;酸度最低(pH3.0)的模拟雨水淋洗下,淋出液中THMFP的浓度最低;模拟雨水的pH值愈低,土壤THMFP愈易流出;本实验条件下,淋出液中THMFP的浓度随累积淋溶量的增大呈下降趋势.     

青岛沿海地区夏季和冬季新粒子生成特征对比

利用宽范围粒径谱仪（WPS）和电迁移率粒径分析仪（SMPS）对青岛沿海地区夏、冬两季大气颗粒物数浓度和粒径谱分布进行了实时测量,同时结合无机和有机气态前体物、大气颗粒物化学组分、气象参数以及后向气流轨迹,对新粒子生成（NPF）特征进行了分析对比.结果表明,在夏季,NPF事件发生频率较低,为18%.夏季NPF事件发生时,大气颗粒物数浓度可增加1~4倍,新粒子表观生成速率和增长速率（除7月20日特殊事件）分别为（5.2±4.3）cm^-3·s^-1和（6.5±2.2）nm·h^-1,相关分析结果暗示生物源有机物（BVOCs）对新粒子生成有促进作用,人为源有机物（AVOCs）起抑制作用.冬季,NPF事件发生频率为27%,新粒子表观生成速率和增长速率分别为（3.3±3.1）cm^-3·s^-1和（5.3±3.3）nm·h^-1,大气颗粒物总数浓度在NPF天和非NPF天无显著差异.与夏季相反,相关分析结果暗示冬季人为源有机物（AVOCs）对新粒子生成有促进作用,而生物源有机物（BVOCs）与新粒子生成的关系不明显.此外,新粒子增长到CCN粒径范围（>50 nm）的增长特征呈现季节性差异：在夏季,新粒子生成后可在光化学作用下直接增长到CCN粒径范围,而在冬季,新粒子需经历两阶段增长,第二阶段增长中颗粒态硝酸铵的生成方可使新粒子增长至CCN粒径范围.     

Effect of activated sludge treatment on the formation of Nnitrosamines under different chloramination conditions

Municipal wastewater discharge is considered as one of the main sources of N-nitrosamine precursors which can impact the qualities of downstream source waters and reclaimed wastewaters for potable reuse. NNitrosamine precursors can be removed to various degrees during biological wastewater treatment (e.g., the activated sludge (AS) process). So far, little is known about the impact of the AS process on N-nitrosamine formation under practical disinfection condition (e.g., uniform formation condition (UFC)). In this study, N-nitrosamine UFC from selected model compounds, sewage components (i.e., blackwaters and greywaters) and sewage samples were comprehensively investigated during batch AS treatment tests. NNitrosodimethylamine (NDMA) formation from the tested precursor compounds (i.e., trimethylamine (TMA) and sumatriptan (SMTR)) under UFC chloramination decreased mostly after 6 or 24 hr treatment with different types of AS (i.e., domestic rural AS, domestic urban AS, and textile AS), and the reductions in NDMA UFC were comparable to their NDMA formation potential (FP) reductions. In urine and feces blackwaters, NDMA UFC increased after 6 or 24 hr treatment with the domestic (i.e., rural and urban) AS, while NDMA FP decreased substantially. The increases in NDMA UFC after AS treatment was presumably attributed to the removal of bulk organic matters (e.g., dissolved organic carbon (DOC)) which favored NDMA formation under UFC. On the other hand, in laundry greywaters having relatively abundant DOC, N-nitrosamine UFC was less affected by DOC removal before or after AS treatment, but decreased to similar degrees with N-nitrosamine FP. In sewage samples collected from wastewater treatment plants, N-nitrosamines UFC tended to increase or remain constant during AS treatment, despite the decreases in their FPs. These results suggest that biological wastewater treatment (e.g., the AS process) may not effectively reduce N-nitrosamine formation (e.g., measured under UFC) partially because the concurrent removal of bulk organic matters (e.g., DOC) favored N-nitrosamine formation in s econdary effluents.     

柳州市春季大气挥发性有机物污染特征及源解析

为了解我国西南岩溶工业地区VOCs 污染特征及其来源,2019年3 月用GC955 挥发性有机物在线监测系统对柳州市大气VOCs进行监测并对其污染特征、臭氧生成潜势(OFP)、气溶胶生成潜势(AFP)和正交矩阵因子模型(PMF)进行分析.结果表明:①研究区春季监测期间共检出50种VOCs组分,日平均摩尔分数为25.52...     

西安市新装修室内空气中醛酮类化合物的污染特征及健康效应

室内空气质量与人体健康息息相关，为了解新装修室内大气中醛酮类化合物的污染特征及健康效应，实验对西安市三个不同装修材料及不同装修风格房间的大气环境开展研究。使用2,4-二硝基苯肼硅胶提取小柱（DNPH）进行采样，并采用高效液相色谱（high performance liquid chromatography，HPLC）对18种醛酮类物质进行检测，研究其污染水平及特征，并根据物质的光化学反应活性，计算其臭氧生成潜势（ozone formation potential，OPF），评估其对不同年龄段人群的非致癌和致癌健康效应。研究表明：（1）18种醛酮类物质在三个新装修房间空气样品中的总含量为79.9—194.4 μg·m⁻³，高于普通室内环境中的含量。且在供暖期含量显著增加，升高了23.9%—53.3%。其中丙酮、甲醛、乙醛、正壬醛是主要的污染物，其中丁酮在Room 2中显著高于其他两个房间。（2）甲醛和乙醛的光化学活性显著高于其他物质，因而对OPF贡献较大。丙酮虽然含量显著高于其他物质，但是由于光化学活性较低，对OPF贡献不显著。（3）乙醛超过了室内安全排放标准，且在Room 2和Room 3中的非致癌风险危险熵（hazard quotient，HQ）不容忽视。终身致癌风险评估（incremental lifetime cancer risks，ILCR）显示不同人群暴露甲醛的I_LCR均大于1×10⁻⁶，存在潜在健康风险。人群暴露乙醛的I_LCR值仅青少年和老年人在Room 1中低于1×10⁻⁶。由此可见新建住房室内空气中醛酮类物质的污染所产生的健康效应不能忽视。     

中山市臭氧污染来源解析与敏感性分析

利用数值天气预报模式和嵌套网格空气质量预报系统的来源解析模块（WRF NAQPMS/OSAM）对中山市2019年9月1次臭氧（O₃）污染过程进行了模拟分析，并对O₃来源进行了解析。结果表明，WRF-NAQPMS/OSAM模型能较好地模拟出该时段的O₃浓度。此次污染过程区域传输对中山市O₃浓度贡献显著，平均贡献比例为82.9%，本地平均贡献比例为17.1%，对中山市O₃贡献最大的2个来源分别是溶剂源和交通源，平均贡献占比分别为43.0%和42.7%。另外，工业源的贡献也不可忽略，平均贡献占比为11.0%。中山市O₃总体上处于挥发性有机物（VOCs）控制区，结合臭氧生成潜势（OFP）分析和源解析结果，溶剂源、交通源和工业源排放的甲苯、间/对二甲苯、邻二甲苯、1，2，3-三甲苯、正丁烷和异戊烷对O₃形成贡献显著，是中山市O₃污染治理应注意的重要前体物。建议中山市建立以VOCs控制为主导，VOCs和氮氧化物（NO_X）协同控制的长期O₃防控策略。     

基于转置EKMA曲线的湖南省臭氧生成敏感性分析

基于湖南省2015—2020年夏秋季的污染物及气象观测数据，分析了臭氧（O₃）污染的时空特征和生成敏感性。湖南省中部和北部的O₃污染较为严重，且主要发生在9月，午后O₃峰值常与早高峰的NO₂浓度有较高的相关性。采用转置EKMA曲线方法探究了O₃在NO₂维度和VOCs反应活性维度下的生成敏感性。在 NO₂维度下，NO₂控制区和NO₂-VOCs过渡区的NO₂质量浓度为7 ~ 13 μg/m³，NO₂-VOCs过渡区和VOCs控制区的NO₂质量浓度为15~17 μg/m³。在VOCs反应活性维度下，当NO₂质量浓度大于10 μg/m³时，VOCs反应活性越高，O₃浓度越高。在高VOCs反应活性（30 ℃或以上）时，NO₂浓度每降低1 μg/m³，各区域的O₃质量浓度能降低约8 ~ 9 μg/m³。结合NO₂ 和VOCs反应活性2个维度，得出湖南省午后O₃生成以 NO₂控制区和NO₂-VOCs 过渡区为主，在晴天干燥和高温条件下，减排NO₂可有效降低O₃浓度。转置EKMA曲线方法为缺少长期VOCs观测的区域提供了研究O₃生成敏感性的新思路。