环甲基硅氧烷的环境分布、行为与效应研究进展

近年来,挥发性环甲基硅氧烷(cVMS)在生产和生活过程中的广泛使用导致其环境和人体暴露风险日益增加,由于其具有持久性、潜在的生物积累性和毒性而被受关注。目前,人们对cVMS在全球各种环境介质中的赋存、行为及效应有一定的了解。排入环境中的cVMS大部分进入大气,在水体、沉积物、土壤和生物体中也有一定的含量。研究表明,希腊室内空气降尘中总的环硅氧烷含量中位数最高(1 380 ng·g~(-1)),其次为中国(362 ng·g~(-1));中国污水处理厂总的硅氧烷年人均通量(10 g·y~(-1))低于英国(D4~D6 48.3 g·y~(-1))和美国(D4~D6 93.5 g·y~(-1)),其中大连市一家采用CWSBR工艺的污水处理厂进水中cVMS的总浓度(1.05μg·L~(-1))普遍低于希腊(5.14μg·L~(-1))、西班牙(9.2μg·L~(-1))、加拿大(44μg·L~(-1))和一些北欧国家(17μg·L~(-1));我国大部分废水处理厂污泥中甲基硅氧烷的含量(0.1~lμg·g~(-1)dw)比一些北欧国家(26μg·g~(-1)dw)、希腊(20μg·g~(-1)dw)和加拿大(64μg·g~(-1)dw)等要低得多。中国普通居民吸入+摄食D4~D6的PELs中位数(173 ng·d~(-1))远低于中国普通人群的皮肤暴露(中位数18.5μg·d~(-1)),更低于英国成人日暴露量(1.875 mg·d~(-1))和美国妇女对总硅氧烷的日暴露量(307 mg·d~(-1))。环境中cVMS的行为和效应取决于其理化性质和具体的环境条件。进入大气的cVMS会与·NO_3、O_3和·OH反应,而与·OH反应脱去甲基生成硅醇是其主要的消除机制。污水处理过程中,大部分cVMS被污泥吸附固定,D6吸附污泥的能力最强,其次为D5和D4。挥发、吸附和非生物降解是cVMS在土壤中主要的环境行为。D4和D5可能存在生物放大作用。评估cVMS的TMF(trophic magnification factor)研究结果相互矛盾,且与BCF、BMF和BSAF的评估结果相反。总之,国内外对污水处理过程中cVMS的赋存状态和迁移、转化行为的研究比较多,且以进、出水和剩余污泥为主,而对整个工艺流程中具体变化的细化研究很少,对其生物积累特征、降解机制和降解产物更缺乏深入研究。因此,今后需要补充对其他环境介质、尤其是和人们居住、工作密切相关环境中cVMS分布规律的研究,深入探索其在实际环境中的降解过程,包括其降解产物或中间产物的环境行为,进一步评估其生态环境效应和人类健康风险。     

乌伦古湖水量与水质变化特征及其环境效应

于2008年对乌伦古湖开展了湖泊水质水量及水生物资源的综合调查,获取了湖泊水量与水质的基本数据。在此基础上,根据湖区气候变化以及人类活动的特征,将乌伦古湖的变化归纳为4个时期:1956年以前为第一个时期,湖泊基本处于自然演化状态,湖泊的水位波动主要受气候变化影响,乌伦古河为主要补给河流;第二个时期为1956年至1970年,人类活动强度快速增加期,流域开发耗水,入湖水量减少,湖泊水位持续下降;1970年到1995年为第三个时期,在此期间,人类活动除了流域开发耗水有所增加外,乌伦古湖的水位波动主要与人类在湖区开渠建坝等活动有关;第四个时期为1995年以来,湖泊变化相对稳定,水利工程运行平稳且气候较为适宜,湖泊变化转入稳定期。然而,近年来,由于气候和人类活动的影响,湖泊处于较强烈的不稳定阶段。     

中国快速城镇化的边际环境污染效应变化实证分析

通过建立模型并实际测算城镇化每增长1个百分点引起的污染物产排放变化量,来分析我国城镇化发展的边际环境污染效应。结果显示,我国城镇化发展与环境污染之间的矛盾仍十分突出,1996-2009年期间,城镇化每增长1个百分点带来的城镇生活污水排放量、COD产生量、NH3-N产生量、NOx排放量、CO2排放量、城镇生活垃圾产生量仍呈上升趋势。由于近年来城镇污水处理率明显提升,城镇化每增长1个百分点带来的COD和NH3-N排放量由＂十五＂的增加逐步转为＂十一五＂的减少;由于城镇生活用煤的减少,城镇化每增长1个百分点带来的SO2排放量在＂十五＂＂十一五＂期间都呈减少趋势。为减少环境污染,我国应选择有中国特色的城镇化发展道路,合理把握城镇化发展速度和节奏,促进城镇与环境协调发展。     

平地型铀尾矿库氡大气扩散数值模拟及环境效应分析

以平地型铀尾矿库为研究对象,采用数值模拟方法,分析了铀尾矿库下风向的氡扩散和浓度分布,并预测了该地区常年主导风向下氡对公众所致的年有效剂量。结果表明,风速从0.5 m/s变化到2.0m/s时,氡在尾矿库下风向的积聚范围由5 000 m缩减为2 500 m,尾矿库下风向2 500 m距离以内的氡浓度降低较快,随着距离的增大,近地面区域氡浓度不断降低,5 000 m外氡浓度变化渐趋平缓。U10=0.5m/s时尾矿库下风向地区的氡浓度比其他风速下最高高出近43%。对照公众个人的年有效剂量标准,考虑风频风速影响,对氡的环境效应分析表明,低风速下现行标准中铀尾矿库防护距离的规定值偏小,应进行适当调整。     

藻源性黑水团环境效应Ⅲ:对水-沉积物界面处Fe-S-P循环的影响

利用静态模拟实验装置研究了藻源性黑水团发生过程中沉积物表层上覆水和沉积物间隙水中Fe-S-P的变化过程.结果表明:加入藻细胞后很快形成厌氧、还原环境,使得沉积物中Fe-S-P发生强烈的生物地球化学变化;实验第1d,表层上覆水中的Fe2+、SO42-、S2-含量高达4.993,242.0,387.57mg/L,为对照样柱中的1.8倍、2.2倍和18.8倍;在沉积物4cm处其浓度分别为8.5,40.0,65.3mg/L.随后,沉积物表层上覆水中Fe2+、S2-含量表现出一个先快速增加、随后降低的趋势,其浓度分别在实验的第3,2d达到最大值为11.1,634.6mg/L. 沉积物中PO43--P浓度受Fe-P解析等具有滞后性,从实验的第2d后开始直至实验结束时表现为其含量持续增加,到实验结束时其浓度为39.450mg/L,为对照样柱中的242倍.上覆水和间隙水中Fe-S-P含量的变化,反映了藻华聚集形成的厌氧环境中发生了剧烈的生物地球化学反应,从而使得沉积物中形成的Fe2+、S2- 和 PO43--P不断向上覆水体中扩散,对形成黑水团的水体生态系统的恢复造成阻碍和不良影响.     

基于农户生计的乡村能源消费模式研究——以陕南金丝峡乡村旅游地为例

为探讨乡村旅游发展对农户生计转型及能源消费模式产生的影响,论文借鉴可持续生计理论,以陕南金丝峡乡村旅游地为例,通过入户调查与访谈,构建能源消费-生计多样性模型对农户分类,基于用能多样性矩阵与效益评估法,分析不同生计类型农户用能结构及其综合效益,继而依据灰色关联分析,识别影响农户能源消费的主要生计资本因子,并总结农户能源消费模式转变的驱动机制.结果表明:① 参与旅游经营与不参与旅游经营的两大类农户中,农户用能多样性水平随生计多样性水平的提高而上升;② 与非旅游经营户相比,旅游经营户商品能源消费大幅增加,新型能源迅速推广,传统能源消费有所降低,能源消费模式向优质化和商品化发展;③ 不同类型农户用能综合效益差异明显,旅游经营户用能综合效益(16.96 元/kgce)明显大于非旅游经营户(13.53 元/kgce),表明旅游经营户从能源消费中获益更多;④ 促使农户能源消费模式变化的主要影响因素是物质、人力和金融三大生计资本.乡村旅游业发展带来了农户生计资本与策略的变化,并成为农户能源消费模式转变的重要驱动力,最后为进一步改善环境政策和优化能源利用,提出了相应的对策和建议.     

中国化石能源以生物质能源替代的潜力及环境效应研究

基于1953~2007年间的统计数据,根据消耗能值相等的原则,计算了中国化石能源能值消耗量及农作物残余物可替代能值量.结果表明,建国初期,化石能源资产消耗的能值量基本可以用农作物残余物来替代;随着化石能源消耗量的与日俱增,化石能源能值消耗与农作物残余物可补偿能值之间的差距越来越大,2007年,我国农作物残余物可替代能值量仅为化石能源能值消耗量的10.35%.对生物质能替代可减少的环境价值损失估算可知:1990~2007年,由于生物质能替代可以减少因煤炭开采造成的环境治理费用773.91亿元;减少因能源消费而造成的环境污染价值损失11311.76亿元,其中由于减少SO2排放而减少的环境经济损失量占环境污染经济损失量的56.93%,减少NOx和灰分排放分别占环境污染经济损失量的33.13%和9.94%.     

西安市燃煤中铅的排放量及其环境效应

为了研究燃煤过程中铅的排放量及其环境效应,对西安市燃煤电厂的原煤、底灰、飞灰的含铅量,采暖期燃煤锅炉的原煤和炉渣的含铅量,采暖期和非采暖期降尘的含铅量等进行了分析和测算.结果表明: 燃烧1 t含铅量为30 g左右的煤,排放到大气中的铅为20 g左右.燃煤中铅的排放率为66%左右.西安市及邻区每年工农业和民用燃煤1000万t左右,主要为渭北石炭-二叠系煤,含铅量为30 g/t左右,其每年排放到大气中的铅为200t左右.     

南京市不同功能城区土壤中重金属Cu、Zn、Pb和Cd的污染特征

将南京城市建成区分为矿冶区、开发区、商业区、城市广场、风景区、老居民区等6大功能区,选择采集土壤样本56个,用原子吸收光谱仪选择分析了土壤中重金属元素的全量和活性形态含量.结果表明,南京城市土壤中Pb、Cu、Zn和Cd的总量分别为:117.1±103.7mg·kg^-1,39.86±39.9mg·kg^-1,273.3±131.6mg·kg^-1和1.13±0.7mg·kg^-1.矿冶区、老居民区、商业区、新开发区、城市广场和风景区的内梅罗重金属综合污染指数分别为:5.4、4.9、3.4、1.6、2.4和2.3.矿冶区以Pb、Cd的强度积累为特征,但活性形态的比重较小.而城市中心的居民区和商业区Zn的积累最显著,并且所测定的重金属的醋酸盐浸提态含量明显较高.除了风景区和城市市民广场外,城市中心区的重金属均表现出较明显的表聚性.城市活动区土壤Pb、Cd的强烈积累可能已经对人类健康构成了威胁.     

生计资本异质对农户农地流转行为的影响——以武汉城市郊区的516户农民为例

以武汉市城郊江夏区和蔡甸区的516户农民家庭为实证,运用logistic和分位数回归模型探索家庭生计资本对农户土地流转行为的影响及阈值。结果表明:(1)人力资本和金融资本与农户农地转出行为呈显著正向相关,家庭农地资源禀赋、机耕能力、社会资源禀赋及经营能力的信任程度等与农地转出行为负向相关。相反,自然资源禀赋及农业机械投入对农户土地转入行为的正向影响显著,而家庭融资能力则对农户转入行为呈显著的负向影响。(2)分位数回归结果显示,对农户土地流转行为存在影响阈值的仅有韧性指数。当农户家庭韧性指数≤2时,随韧性指数增强农户农地转出倾向愈强;家庭韧性指数≥3时,农户农地转出倾向随指数增强而弱化。该研究从农户微观个体视角探索生计资本异质对农地流转行为的影响,为针对农户家庭需求制定差别化的农地流转政策、有效推进农业适度规模经营提供建议参考。