Trends of chemical speciation profiles of anthropogenic volatile organic compounds emissions in China, 2005–2020

This study estimates the detailed chemical profiles of China＇s anthropogenic volatile organic com- pounds （VOCs） emissions for the period of 2005-2020. The chemical profiles of VOCs for seven activity sectors are calculated, based on which the Photochemical Ozone Creation Potential （POCP） of VOCs for these sectors is evaluated. At the national level, the VOCs species emitted in 2005 include alkanes, alkenes and alkynes, aromatic compounds, alcohols, ketones, aldehydes, esters, ethers and halocarbons, accounting for 26.4wt.%, 29.2wt.%, 21.3 wt.%, 4.7 wt.%, 5.4 wt.%, 1.7 wt.%, 2.1 wt.%, 0.7 wt. % and 2.2wt.% of total emissions, respectively. And during 2005-2020, their mass proportions would respec- tively grow or decrease by - 34.7%, -48.6%, 108.5%, 6.9%, -32.7%, 7.3%, 65.3%, 100.5%, and 55.4%. This change would bring about a 13% reduction of POCP for national VOCs emissions in the future. Thus, although the national VOCs emissions are expected to increase by 33% over the whole period, its ozone formation potential is estimated to rise only by 14%. Large discrepancies are found in VOCs speciation emissions among provinces. Compared to western provinces, the eastern provinces with a more developed economy would emit unsaturated hydrocarbons and benzene with lower mix ratios, and aromatic compounds except benzene, oxidized hydrocar- bons and halocarbons with higher mix ratios. Such differences lead to lower POCP of VOCs emitted in eastern provinces, and higher POCP of VOCs emitted in western provinces. However, due to the large VOCs emissions from Chinese eastern region, the ozone forma- tion potential of VOCs emission in eastern provinces would be much higher than those in western provinces by about 156%-235%.     

基于形态学分析红枫湖沉积物中重金属的分布特征及污染评价

采用Tessier连续浸提法对红枫湖沉积物中Cd、Pb、Cu、Cr、Zn、Ni、Fe、Mn 8种重金属元素进行化学形态分析.应用次生相与原生相比值法(RSP)和次生相富集系数法(SPEF)对沉积物中重金属元素的人为污染进行评价,分析不同评价方法对结果的影响.结果表明:该湖泊沉积物中Mn主要以铁锰氧化物结合态存在,Cd主要以可交换态存在,元素Pb、Cu、Cr、Zn、Ni、Fe则主要以残渣态存在.RSP法适用范围较小,且缺乏客观性,故本研究主要依据SPEF法对红枫湖沉积物的重金属污染进行评价.Cu的平均KSPEF值高达22.7,明显受到了人为污染;Zn、Ni、Fe、Cr(KSPEF>1)都具有一定的潜在生态危害;靠近工业区的北湖湖区沉积物中重金属污染程度明显高于南湖.     

不同类型固化材料对Cu污染水稻土的修复效果差异

通过室内实验,比较有机肥、钙镁磷肥、海泡石和石灰石等4种固化剂对铜污染土壤的pH和铜赋存形态的影响,从而筛选出最优的固化剂及其添加量.实验结果表明,添加钙镁磷肥、有机肥与石灰石均能显著提高土壤pH值,提高幅度依次为石灰石> 钙镁磷肥> 有机肥,海泡石对土壤pH值几乎无影响.依据作物生长最适pH值,石灰石和钙镁磷肥的添加量分别控制在4 g·kg-1、8 g·kg-1以下为宜;钙镁磷肥、有机肥和石灰石对土壤中Cu赋存形态的影响均表现出可交换态比例下降,有机结合态比例升高;3种固化剂的固化效果为:4 g·kg-1石灰石> 8 g·kg-1钙镁磷肥≈8 g·kg-1有机肥,而海泡石的固化效果较差,不宜用于改良该Cu污染的土壤.     

废碱锰电池焙烧过程中汞的形态研究

以废碱锰电池为试验材料,在小型管式炉中进行焙烧实验.借鉴燃煤中汞的形态研究分析方法(Ontario-Hydro分析法)研究了废碱锰电池焙烧过程中汞的形态及其分布.结果表明,汞脱除率达100%,尾气中总汞浓度为186.41～194.86mg·m-3,Hg0占气态汞总量的82.88%～86·64%,Hg2+占6.02%～6.29%.研究结果说明在本试验条件下,废碱锰电池中的汞在焙烧过程中绝大部分以单质形式进入尾气,实际生产中可直接将尾气通过强制冷却,使汞冷凝,达到回收目的.     

酸性矿山废水污灌区水稻土重金属的形态分布及生物有效性

通过野外采样调查和实验分析,对粤北大宝山矿山下游酸性矿山废水污灌区水稻土中重金属（Cd、Zn、Pb、Cu）的形态分布特征和生物有效性进行了研究.运用TCLP（toxicity characteristic leaching procedure）和BCR（community bureau of reference）连续提取法研究了土壤中重金属的生物有效性问题,并运用多元逐步线性回归分析进行对比.结果表明,酸性矿山废水污灌区水稻土中Cd以酸提取态和残渣态为主;Cu各形态含量的分配顺序为：残渣态>可还原态>酸提取态>可氧化态,以残渣态为主;Pb以可还原态和残渣态为主,占总量的86.54%;Zn主要以残渣态的形式存在、占总量的50%以上,各形态含量的分配顺序为：残渣态>酸提取态>可还原态>可氧化态.TCLP提取的重金属Cd、Cu、Pb和Zn含量分别为：0.17～0.89、 8.12～70.33、 3.16～90.33和10.24～106.85 mg·kg^-1,其平均值分别为0.41、 36.60、 15.97和50.78 mg·kg^-1.水稻籽粒中重金属Cd、Cu、Pb、Zn含量范围分别为：0.183～0.947、 3.542～5.997、 0.285～1.532和17.54～41.10 mg·kg^-1.参照卫生部颁布的食品中重金属元素限量卫生标准评价水稻籽粒重金属污染情况,其结果表明,Cu和Zn含量未出现超标现象,而Cd和Pb含量超标现象很严重,其超标率分别为87.50%和81.25%.逐步回归分析结果表明,水稻籽粒中的Cd和Zn含量显著地受到土壤中酸提取态Cd和Zn含量的影响,Cu含量显著地受到酸提取态和可氧化态Cu含量的影响,Pb含量显著地受到可还原态Pb和有机质含量的影响.水稻籽粒中重金属含量受到TCLP提取重金属含量的显著影响,重金属总量、pH和有机质对其的影响不显著.TCLP法适于对酸性矿山废水污灌区水稻土重金属生物有效性进行快速简单地评估.     

钒钛磁铁矿尾矿库复垦土地及周边土壤-玉米重金属迁移富集特征

选取承德中部典型钒钛磁铁矿集中区为研究区,分尾矿库复垦土地、尾矿库周边农用地和对照区农用地系统采集了土壤样品和玉米样品各86件,尾矿砂样品50件,矿石和矿石围岩样品33件.在分析土壤和玉米籽实样品Fe、Cu、Ni、Cd、Cr、Pb、Zn、Hg、Ti、Mn和Mo元素含量和土壤、尾矿砂和矿石围岩重金属赋存形态基础上,采用描...     

城市污水处理厂二级处理出水中磷深度去除技术

以某城市污水处理厂二级出水为研究对象,分析了其中磷的形态及浓度分布,分别采用FeCl₃、PAC、Al₂(SO₄)₃混凝剂和羟基铁颗粒吸附剂开展了基于化学法和吸附法的深度除磷技术的研究。在相同的水质和环境条件下,对不同形态磷的去除效果进行了分析,并对两者的技术经济性进行了对比。结果表明,该厂二级出水中TP浓度的平均水平为0.332 mg·L⁻¹,其中可溶性活性磷酸盐为主要存在形态,占TP浓度的64.16%。与FeCl₃相比,Al₂(SO₄)₃和PAC比较适合本实验原水水质,当其投加量为3 mg·L⁻¹时,出水TP可降至0.05 mg·L⁻¹以下。以Al₂(SO₄)₃和PAC作为混凝剂,各种形态的磷均得到不同程度的去除,可溶性活性磷酸盐的去除效果最好,几乎全部得以去除,而颗粒态磷和其他溶解性磷的去除效果较差。通过技术经济比较,Al₂(SO₄)₃在除磷效果和药剂费用上均比PAC占有优势。羟基铁颗粒吸附剂对可溶性活性磷酸盐吸附效果显著,对其他溶解性磷吸附效果较差,当空床接触时间(EBCT)大于10 min时,出水TP可降至0.05 mg·L⁻¹以下。从长期的技术和经济效益综合考虑,吸附剂优于混凝剂。     

铜陵相思河流域重金属分布特征研究

以安徽铜陵相思河流域为例,研究金属矿山开采活动区重金属的分布特征.在该流域分别采集了采矿废石、土壤、水系沉积物及地表水样品,测试了其中的Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、As和Hg的含量,实验并计算了采矿废石产生矿山酸性排水的可能性,采用改进的Fǒrtsner 5步逐级提取法分析了采矿废石中Pb和Cr的赋存形态,进而总结了各类样品中重金属元素的分布特征,探讨了矿山开采活动区重金属的生态危害.研究表明,铜陵相思河流域上游凤凰山铜矿的采矿废石较少或不产生矿山酸性排水,而中游新桥硫铁矿的采矿废石会产生矿山酸性排水,缘于前者富含重金属元素的硫化物矿物含量较低而CaO含量较高.采矿废石中重金属元素含量一般较高,且其中还原态含量与之呈正相关关系,表明采矿废石中的重金属元素极易溶解于矿山酸性排水中而迁移至矿山周围环境.相思河流域土壤、水系沉积物和水体中的重金属分布具有明显的规律性,上游地区重金属元素含量较低,没有超过相应的国家污染标准和元素背景值,而中游地区重金属元素含量均较高,有明显的重金属污染,反映中游地区新桥硫铁矿的采矿活动对采矿区周边环境有一定的生态危害,矿山企业应重视采矿废石的排放及酸性矿山排水的处置.     

云南阳宗海砷的分布与来源

通过采集阳宗海水体、沉积物样品并测定砷的总量及形态组成,分析了水体、沉积物中砷的空间分布,评价了砷的污染现状,计算了人为贡献率与湖中砷的储存量,并调查了砷的来源.结果表明,2010年4月阳宗海水体中总砷含量介于71.96～101.2μg·L-1,且随着水深的增加而略有升高.溶解态砷在68.14～96.72μg·L-1之间,其中As(Ⅲ)占32%.水中砷的健康危害风险度在4.77×10-4～6.66×10-4a-1的范围内,对周围环境产生严重威胁.沉积物中砷含量介于6.05～396.49 mg·kg-1.0～2、2～4、4～6、6～8及8～10 cm沉积物中砷的平均含量依次为155.66、52.01、29.78、19.22、17.52 mg·kg-1.表层0～2 cm沉积物砷的累积程度最高,地累积指数最高达5级.随着深度增加,砷的累积程度显著降低.沉积物中砷的各种形态的平均含量由高到低依次为残渣态、腐殖酸结合态、铁锰氧化态、强有机结合态、离子交换态、水溶态、碳酸盐结合态.随着深度增加,砷的生物可利用态比重逐渐减小,残渣态的比重明显增大.表层0～2 cm沉积物砷的人为贡献率最大,平均为81.94%.随深度增加,人为贡献率显著降低.目前,阳宗海水体与沉积物中的砷储存总量为70.65 t,人为贡献量占砷总储存量的82.68%,这其中主要来自南岸的磷肥厂.同时,东岸的高尔夫球场及北岸的火电厂、温泉也对阳宗海砷的累积有所贡献.     

大宝山矿区污染水体中重金属的形态分布及迁移转化

对受广东大宝山矿区矿山废水排放污染的横石河水体中的过滤水、悬浮物和沉积物中重金属的污染分布特征及其迁移转化进行了系统地研究.结果表明:该水体的环境污染是以Cu,Zn,Cd和Pb则为主的多金属复合污染,综合污染指数(PI)为2.23～18.11,重金属Cu,Zn,Cd和Pb的溶解态质量浓度分别达13.82,50.83,0.103和2.91 mg/L;Cu,Zn,Cd和Pb的溶解态、悬浮态及总量沿河流断面呈相似的空间分布规律,而As则略有不同,但都是沿水流方向逐渐降低的;由于受低pH的影响,水体中As主要以细微颗粒物悬浮态为迁移载体,而Cu,Zn,Cd和Pb则以水溶态为主要迁移方式; 沉积物中5种重金属元素都以残渣态为主要存在形态,Cd和Pb的可交换态及Cu和Zn的有机态含量很高,说明这4种元素对环境都有一定的潜在威胁性.