微孔TiO2负载Pt吸附强化矿化甲苯的性能

矿化效率不足是光催化技术应用于挥发性有机化合物（VOCs）净化的关键限制因素之一。为了提高VOCs的矿化效率,制备了高比表面（736 m2·g-1）微孔TiO2材料,以其为载体构建了微孔TiO2与Pt的吸附强化光催化二元结构体系。采用比表面积（BET）、透射电镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）等方法考察材料结构,并以甲苯为VOCs代表研究材料的吸附-光催化特性。结果表明,Pt修饰微孔TiO2表现出特异的吸附和催化能力,甲苯平衡吸附量和矿化效率分别是P25的3.8~4.1倍和2.6~2.9倍。微孔TiO2载体除了吸附强化作用外,其表面通过Pt修饰可产生大量表面羟基,从而利于Pt-TiO2的常温催化过程。     

基于航空摄影测量的填埋堆体动态重构精度及影响因素

填埋堆体表面形变监测是填埋场库容管理和堆体失稳等风险分析的核心,其时空高分辨率监测研究近年来引起广泛关注。基于航空摄影的地表测量技术具有采集速度快、时空分辨率高等优点,但在填埋场特殊环境下,面对高频填埋活动、显著的堆体变化以及防雨膜覆盖等干扰时,要同时满足高时空分辨率和耗时短的动态监测要求,无人机的最佳飞行参数设定亟待研究。为此,该研究模拟中等规模危险废物填埋场的规模和日填埋量,利用专业级无人机获取模拟区域图像,空三加密处理生成三维点云数据,利用Arcmap叠加分析多期监测数据,从点位坐标、重构尺度、重构体积、体积差分精度4个角度分析重构误差。结果表明:三维重构的坐标精度可以达到米级;重构尺度误差为2~3 cm,重构体积误差为0.16~0.17 m³,差分体积误差为0.16~0.17 m³;进一步研究发现,高度为25~55 m时,高度越高精度越低,相机倾角为[-53°,-60°]时,精度最高,旁向重叠率大于80%时,误差骤减且基本稳定。考虑到填埋场的填埋作业间隔、无人机续航能力等对飞行时间的约束,为获得最佳精度,建议无人机飞行高度为37 m、相机倾斜角度为[-53°,-60°]、旁向重叠率为80%。     

AUSB中置曝气对CANON颗粒污泥工艺的影响

常温(25±1)℃下,向中置(R1)、底部曝气(R2)的AUSB反应器中接种絮状厌氧氨氧化(ANAMMOX)污泥,研究AUSB不同曝气位置对连续流CANON颗粒污泥工艺启动及运行的影响.结果表明,R1、R2分别于第43 d、56 d成功启动CANON颗粒污泥,平均粒径分别为214.79μm、205.27μm,特征值(ΔNO-3-N/ΔTN)为0.128、0.129.低氨氮(90 mg·L-1)下,逐步增大氮负荷(NLR),AUSB中置曝气更利于CANON颗粒粒径的持续增长及脱氮负荷(NRR)的提高,R1于第88 d颗粒平均粒径即增至507.46μm,NRR达0.277 kg·(m3·d)-1;R2污泥颗粒历时108 d,粒径增长至467.72μm,NRR仅为R1的87.73%.底部曝气AUSB全程好氧模式下长期运行,亚硝酸盐氧化菌(NOB)显著增殖,第125 d后特征值增至0.136±0.004,NRR仅(0.231±0.015)kg·(m3·d)-1;而中置曝气AUSB特定的缺氧/好氧模式有效抑制了NOB活性,特征值维持在0.127±0.003,NRR为(0.262±0.019)kg·(m3·d)-1.AUSB中置曝气可促进絮状ANAMMOX污泥演变至CANON颗粒污泥,且系统脱氮性能及运行稳定性均优于底部曝气AUSB.     

Are current Chinese national ambient air quality standards on 24-hour averages for particulate matter sufficient to protect public health?

With rapid economic development and urbanization in recent decades, China has experienced the worsening of ambient air quality. For better air quality management to protect human health, Chinese government revised national ambient air quality standards(NAAQS) for particulate matter(PM) in 2012(GB3095-2012). To assess the effectiveness of current NAAQS for PM on public health in Chinese population, we conducted a metaanalysis on published studies examining the mortality risk of short-term exposure to PM with aerodynamic diameters less than 10 and 2.5 μm(PM_(10) and PM_(2.5)) in China. The reported24-hour concentrations of PM_(10) and PM_(2.5) in studies ranged from 43.5 to 150.1 μg/m~3 and 37.5 to 176.7 μg/m~3. In the pooled excess, mortality risk estimates of short-term exposure to PM.In specific, per 10 μg/m~3 increase in PM_(10), we observed increases of 0.40%(95%CI: 0.33%,0.47%), 0.57%(95%CI: 0.44%, 0.70%) and 0.49%(95%CI: 0.40%, 0.58%) in total, respiratory and cardiovascular mortality, per 10 μg/m~3 increase in PM_(2.5), we observed increases of 0.51%(95%CI: 0.38%, 0.63%), 0.62%(95%CI: 0.52%, 0.73%) and 0.75%(95%CI: 0.54%, 0.95%) in total,respiratory and cardiovascular mortality. Finally, we derived 125 μg/m~3 for PM_(10) and 62.5 μg/m~3 for PM_(2.5) as 24-hour recommendation values based on the pooled estimates. Our results indicated that current Chinese NAAQS for PM could be sufficient in mitigating the excess mortality risk from short-term exposure to ambient PM. However, future research on longterm exposure cohort studies in Chinese population is also essential in revising annual averages for PM in Chinese NAAQS.     

污染负荷多情景变化下河流水质响应关系研究

以松花江哈尔滨段为研究对象,构建了EFDC水动力-水质模型,以主要污染物COD、NH₃-N为指标,结合情景分析方法对松花江哈尔滨段支流污染负荷多情景变化下对干流水质及下游出口断面水质进行量化评估.结果表明,大顶子山出口断面COD浓度值在满足Ⅲ类及以下水质要求时,阿什河口与呼兰河口的浓度在枯水期、桃花汛期、平水期和丰水期分别最高不能超过29.3、22.3、41.82和32.13mg/L以及47.75、36.27、65.4和41.47mg/L,大顶子山断面的NH₃-N浓度,枯水期保持在Ⅲ类,则要求阿什河口和呼兰河口NH₃-N浓度最高为8.73和2.92mg/L,桃花汛期保持在Ⅱ类时,则二者最高分别为6.3和2.23mg/L,枯水期大顶子山断面保持在I类时,阿什河口和呼兰河口则最高不能超过7.57和1.79mg/L.     

地下水环境影响评价中污染物运移模拟软件的适宜性评估

目前国内外已发展了一系列成熟的地下水污染物运移模拟软件,但是软件功能各异,易造成使用者的选择困扰.为满足HJ 610—2016《环境影响评价技术导则地下水环境》（简称“《导则》”）中关于环境影响预测工作精细化的要求,对国内外常用饱和带和包气带污染物运移模拟软件的适宜性进行了评估.首先,针对三款常用饱和带污染物运移模拟软件BIOSCREEN、AT123D和MT3D,基于理想算例对比4组水动力条件设置下的计算结果,分析软件的适宜性;其次,针对《导则》中暂未给出的包气带污染物运移模拟软件,以FEMWATER为例探讨了包气带阻滞作用对于地下水环境影响评价的重要性.结果表明:①BIOSCREEN由于忽略了分子扩散作用,当Pe（Peclet数）为0.25×10-3时,其预测的污染源下游10 m处污染物浓度为AT123D和MT3D计算值的1.8倍,存在高估污染风险的可能.②相比污染源直接设置于潜水面的情景,污染物从距潜水面11 m的地表泄露,经过包气带后污染源强降低了24%,下游85 m处污染物浓度达到0.1 mg/L的时间延迟了390 d.③当地下水流速较慢,分子扩散作用相比对流作用占优势时,适用MT3D开展数值模拟或者采用AT123D进行解析预测;当对流作用占优势且水文地质条件接近解析解假设时,可利用BIOSCREEN粗估污染风险.研究显示,包气带污染物运移模拟软件有助于合理地预测污染物在地下水环境中的运移转化行为,从而更准确地估计污染源强和判定地下水环境污染风险.      

信号分子在好氧颗粒污泥形成过程中的作用

采用人工配水成功培养好氧颗粒污泥,针对絮状污泥颗粒化过程中污泥的理化性质、污染物去除效率、胞外聚合物和信号分子变化进行相关分析.结果发现,在好氧颗粒污泥的形成过程中,污泥对污染物去除能力明显提高.与接种污泥相比,成熟的好氧颗粒污泥对COD、NH₄⁺-N和PO₄^3--P去除率分别提高20%、36%和57%.好氧颗粒污泥中胞外蛋白质和多糖含量分别增加了116和31mg/gMLVSS.采用激光共聚焦扫描显微镜对接种污泥和好氧颗粒污泥进行空间表征,发现后者蛋白质含量明显增加,说明蛋白质在污泥颗粒化过程中具有重要作用;磷酸二酯酶活性总体呈现上升趋势,第二信使环二鸟苷酸（cyclic diguanylic,c-di-GMP）含量先增加后降低,与胞外聚合物中蛋白质和多糖的变化规律相似.通过SPSS软件进一步分析得知,c-di-GMP与蛋白质相关系数R²=0.92871,呈极显著相关性;与紧密结合型胞外聚合物中蛋白质相关系数R²=0.89025,呈显著相关性,推测c-di-GMP可能是通过指导紧密结合型胞外聚合物中的蛋白质合成以促进好氧颗粒污泥的形成.     

c-di-GMP在低温好氧颗粒污泥形成过程中的作用

在低温条件下运行好氧颗粒污泥反应器,絮状污泥颗粒化过程中信号分子可通过传导作用引起各层物质之间的组分变化,通过研究胞外聚合物及污泥相关疏水性的变化规律,并观察此过程中微生物菌群的群落演替特点,揭示环二鸟苷酸（c-di-GMP）在低温好氧颗粒污泥形成过程中的变化规律与影响作用.结果表明：接种污泥在颗粒化过程中,胞外聚合物含量从48mg/gMLVSS增长至139mg/gMLVSS,其中以TB层蛋白质增长为主,在颗粒化过程中,c-di-GMP含量由62μg/gMLVSS增至600μg/gMLVSS,始终影响微生物运动及生物膜形成,促使具备胞外聚合物分泌功能的菌群加快分泌胞外聚合物,促进好氧颗粒污泥的形成.各个阶段污泥中微生物种群存在较大差异,在反应器运行初始阶段与c-di-GMP合成相关的菌群占据优势,同时在后期表现出较好的脱氮除磷能力,在低温条件下好氧颗粒污泥微生物菌群发生演替并最终形成稳定的菌群结构.     

海州湾表层沉积物磷的吸附容量及潜在释放风险

利用磷吸附指数（PSI）、磷吸附饱和度（DPS）和磷释放风险指数（ERI）研究了2016年10月和2017年5月海州湾表层沉积物的磷吸附容量及潜在释放风险.结果显示,2016年秋季PSI变化范围为99.58~199.39[mgP/（100g）]/[μmol/L],DPS变化范围为23.118%~34.289%;2017年夏季PSI变化范围是130.29~198.57[mgP/（100g）]/[μmol/L],DPS变化范围为25.545%~42.135%,两次调查中PSI和DPS均表现出相反的平面分布趋势.PSI和Al_ox、Fe_ox呈显著正相关,说明Fe_ox和Al_ox是影响海州湾表层沉积物吸附磷的主要因素,且Fe_ox占主导作用;DPS与Al_ox和Fe_ox分别表现出了显著负相关性和极显著负相关性,说明Al_ox和Fe_ox含量的增大会降低表层沉积物的磷吸附饱和度.2016年10月磷释放风险指数（ERI）的变化范围为11.59%~34.18%,2017年5月磷释放风险指数（ERI）的变化范围为12.86%~32.34%,从2次调查结果整体来看,海州湾表层沉积物的磷释放风险为中度风险.     

宝鸡市夏季不同功能区挥发性有机物污染特征及健康风险评价

关中地区大气臭氧污染近年呈加剧趋势,研究城市不同功能区VOCs污染特征及其健康风险至关重要.夏季在宝鸡市交通区、综合区、工业区和风景区（对照点）设置4个采样点,利用气相色谱-质谱/氢火焰离子检测器联用（GC-MS/FID）和高效液相色谱（HPLC）检测了115种挥发性有机物（VOCs）,分析了不同功能区的污染特征,通过臭氧生成潜势（OFP）、·OH消耗速率（L_·OH）和二次气溶胶生成潜势（SOAFP）评估其环境影响,并计算毒性VOCs的危害指数（HI）和终生致癌概率（LCR）.结果表明,采样期间交通区、综合区、工业区和风景区的φ（TVOCs）平均值分别为（59.63±23.85）×10^-9、（42.92±11.88）×10^-9、（60.27±24.09）×10^-9和（55.54±7.44）×10^-9,其中交通区烷烃占比最高,其它功能区均为含氧挥发性有机物（OVOCs）占比最高;不同功能区乙醛、丙酮、正丁烷和异戊烷等均较为丰富.交通区、综合区、工业区和风景区的甲苯与苯比值（T/B）的均值分别为1.84、2.39、1.28和1.64,同时还存在较多低于1的时段,异戊烷与正戊烷比值（i/n）多数集中在1~4之间,表明宝鸡市VOCs受到机动车尾气和油气挥发、生物质和煤燃烧以及工业涂装和铸造等工业源的影响较大.4个功能区的间/对-二甲苯与乙苯的比值（X/E）均低于2,风景区最小为1.79,表明宝鸡市VOCs一定程度上受到区域传输的影响;根据甲醛与乙醛比值（C1/C2）和乙醛与丙醛比值（C2/C3）,表明醛酮类VOCs存在较明显的人为排放源且受到光化学反应的影响.各功能区OFP为：工业区>风景区>交通区>综合区,OVOCs和烯烃贡献大;各功能区L_·OH的范围为8.77~15.82 s^-1,工业区乙醛贡献最大,其它功能区异戊二烯贡献大;各功能区SOAFP为：风景区>综合区>交通区>工业区,甲苯、间/对-二甲苯和异戊二烯为关键物种.根据EPA的健康风险评价方法,各功能区的毒性VOCs的危害指数（HI）均低于1,处于可接受水平,但工业区HI>1的天数占总采样天数的42.86%,存在较大风险;交通区、综合区、工业区和风景区的终生致癌风险（LCR）分别为1.83×10^-5、1.21×10^-5、1.85×10^-5和1.63×10^-5,均处于评价体系的第Ⅲ等级,表明有较大可能的致癌风险,LCR超过10^-6的物种有：甲醛、乙醛、1,2-二溴乙烷、1,2-二氯乙烷、1,2-二氯丙烷和氯仿.