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2018年  第8卷  第3期

封面+目次
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2018, 8(3): .
摘要:
流域污染治理技术
受体模型在湖泊沉积物中PAHs、PFASs和OCPs源解析比较
何卓识, 李超灿, 张靖天, 马春子, 张含笑, 许秋瑾, 张新波, 霍守亮
2018, 8(3): 231-240. doi: 10.3969/j.issn.1674-991X.2018.03.031
摘要:
受体模型是一类主要用于空气污染溯源的源解析方法,在沉积物中的应用研究较少。正定矩阵因子分析模型(positive matrix factorization,PMF)、Unmix模型和主成分分析-多元线性回归模型(principal component analysis-multiple linear regression,PCA-MLR)是3种应用较成熟的大气源解析模型。以江苏省、安徽省的湖泊沉积物为研究对象,分别使用3种模型对采集沉积物样品中不同种类的半挥发性有机污染物多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)、全氟化合物(perfluoroalkyl substances,PFASs)、有机氯农药(organochlorine pesticides,OCPs)进行源解析,并通过对比3种模型结果的来源、贡献和拟合效果,探索模型在沉积物中污染物源解析中的应用。结果表明:不同模型对3类污染物的溯源均呈现出一致的解析结果,并且不同模型计算所得的模拟值与实测值拟合结果良好,在沉积物中污染物源解析得到较好应用。源解析结果表明:研究区沉积物中PAHs的来源主要有3种,分别为交通排放源,煤炭燃烧,天然气、柴油燃烧源;PFASs来源主要有3种,分别是氟化物加工助剂、树脂涂层、金属电镀工业源,纺织、贵金属、涂料工业排放源,纸质食品包装工业源;OCPs来源主要是滴滴涕和六氯环己烷(hexachlorocyclohexane,BHC)的历史残留,以及少量的异狄氏剂醛、氯丹和硫丹的贡献。PMF模型可以根据输入数据的不确定性赋予数据相应的权重。Unmix模型可以筛选出源信息较为明确的物质进入模型中。PCA-MLR模型可以定量的说明聚类分析的结果。应用多种模型进行污染物源解析可以使模型优缺点互补,消除单一模型局限性,更准确地完成沉积物中的污染物源解析。
洨河沉积物中有机物、氮、磷浓度分布特征
李任飞, 檀文炳, 高如泰, 黄彩红, 张慧, 李丹, 何小松, 席北斗
2018, 8(3): 241-247. doi: 10.3969/j.issn.1674-991X.2018.03.032
摘要:
海河流域由于水资源匮乏,污染河水被用于灌溉的情况较为普遍,存在严峻的环境风险。研究了海河流域典型纳污河流洨河沉积物中有机物(OM)和不同形态氮、磷浓度与分布,分析了洨河沉积物沉积和释放的机理及其可能产生的环境影响。结果表明:沉积物中总氮(TN)的沉积和释放机理与OM类似,沉积物中OM和TN浓度分布与河水中的不相关,可能是由于沉积物中OM与TN浓度在不同河段受不同因子控制,在沉积物未疏浚河段,OM与TN主要源于深层沉积物向表层沉积物中的扩散释放,而在底泥疏浚河段,沉积物中OM与TN浓度与水利条件以及微生物活动等多种因素有关;沉积物中总磷(TP)浓度与水体中的相关性不显著,可能是因为钙磷(Ca-P)与铁铝磷(Fe/Al-P)会结合成某种难溶性磷;沉积物中TP浓度与TN、OM浓度相关性不显著,因为沉积物对磷的吸附主要与水体中的Ca 2+、Al 3+、Fe 2+(或Fe 3+)浓度有关。
永定河怀来段水体富营养化评价
赵建国, 李洪波, 刘存歧, 李霄宇, 陈新勇, 闫栋华, 罗宁
2018, 8(3): 248-256. doi: 10.3969/j.issn.1674-991X.2018.03.033
摘要:
为了解海河水系水污染防治重点区域永定河怀来段污染特征,于2016年11月—2017年10月进行了为期一年的监测。选择6个采样点的6项监测指标,阐述河流氮、磷的时空变化特征,并采用氮磷比和对数型幂函数普适指数公式法分析水体氮、磷营养盐结构时空变化规律,评估水体富营养化程度,解析富营养化风险。结果表明:永定河怀来段水体污染较为严重,其中TN浓度超过《国家环境保护标准“十三五”发展规划》中地表水环境功能区划分Ⅲ类水体浓度限值的13.25倍,有机氨(ON)和N O 3 - -N为TN的主要存在形式;TP浓度均值为0.64 mg/L;各指标具备农业面源污染特征。水体中氮、磷时空分布特征明显:在时间尺度上,水体中氮、磷浓度呈现季节性变化规律;在空间尺度上,水体中氮、磷分布特征相似。永定河怀来段氮磷比年均值为32.78,水体浮游植物总体处于磷限制状态。平水期表现出磷为限制性营养元素,枯水期、丰水期氮磷比适合藻类大量的生长繁殖。永定河怀来段水体时空变化大多处在富营养化阶段,水体富营养化评价综合指数(EI)枯水期最大,为228.11;丰水期最小,为213.06;平水期居中,为218.30。永定河怀来段河流动力学过程良好,河流流态具有连续性,河流干流流速为0.43~1.45 m/s,远大于水华爆发的临界流量,干流大面积蓝藻水华现象的风险较低。
螺蛳(Margarya melanioides)生物扰动对海菜花湿地底质的影响
叶碧碧, 李国宏, 靳明, 储昭升
2018, 8(3): 257-263. doi: 10.3969/j.issn.1674-991X.2018.03.034
摘要:
为探讨螺蛳(Margarya melanioides)生物扰动对海菜花湿地底质的影响,通过湿地模拟装置,研究了水力停留时间(HRT)为7 d和42 d条件下投放螺蛳对海菜花湿地底质理化性质、营养盐浓度及微生物的影响。结果表明:螺蛳对湿地表层0~3 cm底质生物扰动明显。HRT为7 d和42 d的湿地投放螺蛳均显著降低湿地表层0~3 cm底质的pH,同时使湿地表层0~7 cm底质ORP显著增加。在HRT为7 d条件下,投放螺蛳组湿地表层0~1 cm底质中有机质浓度显著低于对照组,较对照组降低了8.7%。在HRT为7 d和42 d条件下投放螺蛳组湿地表层0~1 cm底质中TN和TP的浓度均显著低于对照组,其中TN浓度分别降低了11.0%和3.9%;TP浓度分别降低了5.8%和3.2%。投放螺蛳明显增加了湿地表层底质中微生物数量,HRT为7 d和42 d的湿地细菌数量较对照组分别增加了32倍和5倍;放线菌数量较对照组分别增加了7倍和1倍。海菜花湿地中投放螺蛳可以改变湿地表层底质的pH和ORP,增加其中微生物的数量,同时对湿地底质中营养盐的去除发挥一定的正效益;HRT的增加有利于提高湿地表层底质的ORP及降低TP浓度。
水污染治理技术
垃圾渗滤液中难降解有机物与氮同步脱除试验研究
赵琛, 席北斗, 马涛, 张列宇, 黄亮亮
2018, 8(3): 264-273. doi: 10.3969/j.issn.1674-991X.2018.03.035
摘要:
通过UASB模拟系统研究了不同环境因子对垃圾渗滤液中难降解有机物及氮同步去除效果的影响,分析了UASB模拟系统利用垃圾渗滤液中腐殖质类物质为碳源,对渗滤液中难降解有机物及氮的去除效果。结果表明,pH为7.9~8.4,ORP在-200~-100和-300~-200 mV范围内COD去除率分别为92.05%和95.08%,总氮去除率分别为62.03%和66.73%。三维荧光光谱分析表明,渗滤液中腐殖质类物质荧光强度呈降低趋势,表明垃圾渗滤液中的反硝化菌可利用部分垃圾渗滤液中难降解有机物进行反硝化。COD与总氮去除的最佳ORP范围为-300~-100 mV,实现了垃圾渗滤液中有机物与氮的同步脱除。
生物沸石人工湿地强化硝化处理污水处理厂二级出水研究
胡杰军, 董婧, 沈志强, 周岳溪, 陈学民, 伏小勇
2018, 8(3): 274-281. doi: 10.3969/j.issn.1674-991X.2018.03.036
摘要:
以生物沸石人工湿地(CW)中试装置处理实际城镇污水处理厂二级出水,通过273 d的运行,探讨了生物沸石人工湿地强化硝化处理二级出水的性能及温度对其硝化率的影响。结果表明:生物沸石人工湿地能够快速高效地去除二级出水中的氨氮,正常运行阶段氨氮平均去除率达90.5%,出水氨氮平均浓度低于0.5 mg/L。系统重启恢复快、周期短,12 d后氨氮平均去除率达到70%以上。低温阶段(低于13 ℃),生物沸石人工湿地对氨氮的平均去除率依然保持在67.6%。温度对强化硝化效果有显著影响,当水温从低于15 ℃缓慢升至25 ℃以上时,生物沸石人工湿地的氨氮平均硝化率从28%升至62%;强化硝化出水无明显的亚硝态氮积累现象,除低温阶段,出水亚硝态氮平均浓度为0.16 mg/L。氨氮主要是被微生物强化硝化成硝态氮。
固体废物治理技术
我国废润滑油管理和再生利用技术现状
梁扬扬, 李金惠, 董庆银, 王志石
2018, 8(3): 282-289. doi: 10.3969/j.issn.1674-991X.2018.03.037
摘要(1388) PDF(860KB)(1062)
摘要:
废润滑油的再生利用可以减少环境污染并有利于减缓我国石油资源的不足。对国内外废润滑油管理政策以及再生利用技术现状进行了梳理,分析总结了废润滑油再净化、再精制和再炼制过程,对典型技术如沉淀法、蒸馏、溶剂精制、加氢精制等进行了介绍;并调研了我国目前废润滑油处理处置企业利用技术分布,按照中间环节和精制过程,分析目前废润滑油再生技术使用现状。我国目前已经建立了较为完善的废润滑油管理制度体系和相关标准规范,但存在对非工业源废润滑油监管不到位,部分标准规范制定年代久远等问题。调研显示,我国废润滑油再生行业中间环节采用常压蒸馏、减压蒸馏(精馏)的企业占47%;技术较为先进的分子蒸馏和薄膜蒸发也有较多企业开始使用。对于精制阶段,采用溶剂精制的企业最多,占26%;加氢精制工艺技术比较先进,但设备投资高,目前采用的企业还较少。
钻井与热脱附过程对油基泥浆中矿物油组分变化的影响
何敏, 张思兰, 张春, 王丹
2018, 8(3): 290-296. doi: 10.3969/j.issn.1674-991X.2018.03.038
摘要:
采用气相色谱-质谱(GC-MS)分析技术,对页岩气开发油基泥浆中矿物油、油基钻屑中矿物油与回收矿物油3类矿物油的组成和美国国家环境保护局(US EPA)优控的16种多环芳烃(PAHs)的分布特征开展了系统分析。根据矿物油中有机物的组成及分布特征,分别探讨了钻井与热脱附过程对矿物油组分变化的影响。结果表明:3类矿物油组成特征存在较大差异,其中钻井过程对油基泥浆中矿物油组分影响显著,检测到的芳烃类由6种增至16种,所占比例增加约10%,氯代烃种类及所占比例也增加明显;矿物油经热脱附过程后卤代烃所占比例进一步增加;3类矿物油中PAHs以低环为主,且经钻井及热脱附后矿物油中PAHs存在由低环向中高环变化的趋势。采用回收矿物油作为基油配制油基泥浆,对油基泥浆性能进行评价,结果表明,回收矿物油能满足配制油基泥浆要求。
碳酸锶生产中锶盐废渣的危险特性分析
王希尹, 杨延梅, 杨玉飞, 杨金忠, 黄启飞
2018, 8(3): 297-301. doi: 10.3969/j.issn.1674-991X.2018.03.039
摘要:
采集西南某碳酸锶生产企业不同年份下碳酸锶生产过程中产生的锶盐废渣(下称“锶渣”),分析其重金属浓度、浸出浓度及遇酸反应生成的H2S浓度,研究锶渣的危险特性。结果表明:锶渣中Sr浓度最高,最大值为175 000 mg/kg,均值为112 000 mg/kg;其次是Ba浓度,最大值和均值分别为6 020和3 420 mg/kg;其他重金属如As、Cr、Cu、Ni、Pb、Be和Cd浓度均低于100 mg/kg;锶渣中Sr的浸出浓度最高,其最大值和均值分别为360和180 mg/L,Ba、Pb和As的浸出浓度均较低;锶渣中的硫化物遇酸反应生成H2S,其浓度均值为0.23 mg/kg,最大值为0.45 mg/kg;锶渣中重金属的浸出浓度和遇酸生成H2S的浓度总体上随着堆存时间延长而降低。
环保产业政策与管理
基于系统动力学的甘肃省碳排放峰值预测
孔佑花, 王丽, 郭志玲, 姜云超, 王博
2018, 8(3): 309-318. doi: 10.3969/j.issn.1674-991X.2018.03.041
摘要:
针对经济结构以高耗能行业为主但生态脆弱的甘肃省开展碳排放峰值预测研究,基于对甘肃省碳排放现状的分析,将其分为7个碳排放行业,即电力、热力的生产与供应业,黑色金属冶炼及压延加工业,石油加工炼焦及核燃料加工业,有色金属冶炼及压延加工业,非金属矿物制品业,化学原料及化学制品制造业以及交通运输业。选择每个重点耗能行业碳排放量占比最大的子行业,分别为火力发电供热,钢铁,石油加工,铝、镁,水泥,合成氨及道路运输子行业进行研究。借助Vensim PLE软件建立7个子行业碳排放系统动力学模型,采用情景分析法设置快-慢模式、中-慢模式、慢模式、快-中模式、中模式、慢-中模式、快模式、中-快模式8种情景模式对甘肃省碳排放峰值进行预测。结果表明:甘肃省碳排放峰值出现在2028—2045年,为2.09亿~4.29亿t;同时考虑峰值大小和峰值出现时间及甘肃省发展现状,中模式为实现甘肃省碳排放达峰的最优方案。在此基础上,提出甘肃省今后要加大产业结构调整、能源结构优化、生产技术改进力度。
大气环保产业链分析与对策建议
邬娜, 傅泽强, 王艳华, 吴佳
2018, 8(3): 319-325. doi: 10.3969/j.issn.1674-991X.2018.03.042
摘要:
在大气污染治理需求迫切,国家大力推动大气环保产业发展的背景下,基于对大气环保产业链概念和内涵界定的基础上,从主导功能、产品类型、市场情况等方面分析了大气环保产业链上、中、下游不同环节的特点及发展现状。大气环保产业链的上游是供应链,主要为中、下游企业提供原材料、零部件、技术及产品的研发等;中游是生产链,主要包括除尘、脱硫、脱硝、VOCs治理等设备的生产;下游是服务链,主要包括大气环境技术、大气环境咨询、大气污染设施运营、大气环境贸易与金融服务业4类。在分析大气环保产业链各环节发展存在问题的基础上,从加强技术创新驱动,提升大气环境服务业的综合服务能力,健全政策、法规体系等方面提出了优化产业链的建议。
行业污染治理技术及评价
喷氨支管性能与安装对出口NOx浓度均匀性分布的影响
肖育军, 邹毅辉, 周雪斌, 李彩亭, 张巍, 蒋森年, 李洋
2018, 8(3): 326-332. doi: 10.3969/j.issn.1674-991X.2018.03.043
摘要:
针对由于多样的烟道与喷氨格栅结构,在超低排放要求下,选择性催化还原(SCR)系统出现的不同运行情况,通过现场测试与调整,对典型SCR装置的性能进行分析与优化,对比分析支管安装方式对出口NOx浓度均匀性分布的影响,并联合数值模拟对喷氨支管性能进行研究。结果表明:试验装置1在A、B两侧入口烟气速度分布相对标准偏差为12.4%与14.4%的情况下,优化前的喷氨支管结构性能与安装方式不能实现出口纵向上NOx浓度的均匀性分布;优化后,喷氨格栅系统对横向与纵向分别进行分区喷氨控制,实现NH3和NOx的均匀混合,其喷氨支管出口速度相对标准偏差为6.9%。试验装置2烟气速度分布与喷氨支管出口速度分布相对标准偏差分别为27.8%与23.7%,但正确的支管安装方式,可使出口NOx浓度分布相对标准偏差降为16.3%。
光伏光电行业含氟废水及污泥利用处置研究现状及展望
王俊杰, 赵娇娇, 孟旭超, 华晶, 焦少俊, 郑洋
2018, 8(3): 333-342. doi: 10.3969/j.issn.1674-991X.2018.03.044
摘要:
我国光伏光电行业体量大,含氟废水经处理将产生大量的含氟污泥,其中氟化钙占40%以上,提纯后可替代天然的萤石矿,具有很高的市场挖掘潜力。经属性分析,含氟污泥具有腐蚀性、毒性及其他危险特性,且存在处置困难、利用率低的现状。因此拟采用废水回用、分质提纯的思路对水洗酸洗法进行优化,达到以废治废的目的,还可降低HF等的高成本投入;做到F -的富集,对新产生的含氯废水、含氟废水考虑以不外排的方式循环回用。提纯过程中通过控制HCl的投加量、pH、反应时间、温度、搅拌速率,综合考虑工业生产的可操作性和经济效益,使含氟污泥纯度达到制HF级的90%以上。
江苏省光伏电池行业污泥产排污特征
顾晋饴, 张俊, 王俊杰, 赵泽华, 王玉婷, 叶飞, 张后虎, 焦少俊
2018, 8(3): 343-348. doi: 10.3969/j.issn.1674-991X.2018.03.045
摘要:
江苏省光伏电池行业的飞速发展带来了环境污染问题,特别是产排污泥等固体废物。目前缺乏关于光伏电池行业污泥的危险废物处理鉴定的管理标准、技术政策等,相关研究更是匮乏。经过调研考察,选取江苏省5家光伏电池企业作为代表进行分析计算,调查其产品类型及工艺流程,计算其产量和废水量、污泥产量,含氟污泥的氟化物浓度和重金属浸出浓度等。以一家企业为例,对产生氟化物的各生产环节进行定量计算。结果表明:光电伏电池企业污泥排污系数分布在1.2~6.4 t/MW,氟化物排污系数为1.28~2.05 mg/MW;污泥的产量不仅与废水量有关,还与废水的来源、处理工艺、污泥的含水率等有关;典型企业的氟化物产生量即产污系数为2.859 t/MW;污泥重金属浸出浓度较低。