留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

2021年  第11卷  第4期

封面+目次
封面+中英文目录
2021, 11(4): .
摘要:
大气污染治理
聊城市秋季PM2.5中水溶性离子污染特征及来源解析
张敬巧, 罗达通, 王少博, 王涵, 胡文征, 李慧, 刘锐泽, 王淑兰
2021, 11(4): 617-623. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20200228
摘要:
于2017年10月15—11月14日在聊城市区采集PM2.5样品,并对其中的水溶性离子(Na+ NH 4 + 、K+、Mg2+、Ca2+、F-、Cl- NO 3 - SO 4 2 - )进行分析测试,以研究聊城市秋季PM2.5污染特征。结果显示:观测期间PM2.5浓度均值为(104.9±50.5)μg/m3,超过GB 3095—2012《环境空气质量标准》二级标准浓度限值0.40倍;水溶性离子浓度为(52.2±35.1)μg/m3,占PM2.5的45.7%±11.3%,其中 NO 3 - SO 4 2 - NH 4 + 为主要组分,占水溶性离子和PM2.5的比例分别为85.2%和45.0%;随PM2.5污染加重,水溶性离子浓度升高, NH 4 + 占比亦逐渐升高, NO 3 - SO 4 2 - 占比先升高后有所下降,其他离子占比尤其是Ca2+随之下降,表明PM2.5浓度的升高主要受二次无机转化影响;硫转化率(SOR)与氮转化率(NOR)均值分别为0.28和0.27,表明聊城市秋季SO2与NO2转化速率较高,二次无机污染较为严重,另外SOR及NOR与温度及相对湿度呈显著正相关,且SOR对相对湿度更加敏感而NOR对温度更为敏感;聊城市秋季PM2.5呈弱碱性, NH 4 + 的存在形式主要是(NH4)2SO4和NH4NO3。主成分分析结果表明,二次无机转化、扬尘源和工业生产排放是聊城市秋季PM2.5中水溶性离子的主要来源。
银川市PM2.5中水溶性离子污染特征与来源分析
李慧, 王淑兰, 张敬巧, 王涵, 张玉龙, 靳燕, 王平
2021, 11(4): 624-630. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20200247
摘要:
为明确银川市PM2.5中水溶性离子季节变化特征,于2016年秋冬季和2017年春夏季在银川市开展PM2.5样品采集,分析PM2.5中9种水溶性离子(Na+ NH 4 + 、K+、Mg2+、Ca2+、F-、Cl- NO 3 - SO 4 2 - )。结果表明:PM2.5中9种水溶性离子平均浓度和为(23.5±16.8)μg/m3,占PM2.5的24.1%,并呈现秋冬高、春夏低的特征,浓度水平为 SO 4 2 - > NO 3 - > NH 4 + >Cl->Ca2+>K+>Na+>Mg2+>F-,其中SNA( SO 4 2 - NO 3 - NH 4 + )占总离子浓度的80.3%,占PM2.5的20.2%。重污染日SNA对PM2.5的贡献比非重污染日增加1.7个百分点,说明银川市PM2.5浓度越高,二次污染越严重。观测期间银川市阳离子当量浓度(CE)/阴离子当量浓度(AE)平均值为1.4±0.8,春季、夏季、秋季和冬季CE/AE平均值分别为2.8±1.1、2.0±0.4、1.0±0.2和1.1±0.2,表明春季和夏季PM2.5中碱性无机阳离子的贡献较大,秋季和冬季阴阳离子基本平衡。主成分分析结果表明,二次无机源、工业源和扬尘源是银川市PM2.5 中水溶性离子的主要来源。后向轨迹聚类分析结果显示,观测期间污染气团主要来源于南部,PM2.5浓度较高,来源于南部的气团受二次污染源的影响较大。
北京4个功能区春冬季大气重污染期间PM10和PM2.5化学污染特征及影响因素分析
刘艳菊, 杨峥, 刘庆阳, 亓学奎, 张婷婷, 王欣欣, 朱明淏
2021, 11(4): 631-646. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20200214
摘要:
选取北京4个功能区,包括西三环(交通带)、花园北路(商业区)、昌平农村(乡村)、麋鹿苑(郊区)作为研究对象,在2015年春冬季的4次重污染过程分别采集PM10和PM2.5样品,采用主成分分析解析采样期间PM10和PM2.5的污染来源,分析10种水溶性离子、有机碳/元素碳(OC/EC)、16种多环芳烃(PAHs)以及7种重金属元素(Zn、Mn、Pb、Ni、Cu、Cr和As)的污染特征,结合气象条件和后向轨迹,探讨几次典型污染事件形成的气象影响因素及颗粒物化学成分差异。结果表明:采样期间,4月9日、15日的西三环,3月16—17日的花园北路,11月12—16日的昌平农村和3月28—29日的麋鹿苑日均PM10和PM2.5浓度分别大于200和100 μg/m 3,超过GB 3095—2012《环境空气质量标准》二类功能区浓度限值,属于重污染天气。4个采样点颗粒物中主要污染物均为二次水溶性离子 NO 3 - SO 4 2 - NH 4 + 和二次有机碳(SOC)。颗粒物中PAHs以4~6环为主,重金属元素以Zn和Mn为主。4个功能区采样点50%~95%水溶性离子、43%~93%的PAHs、44%~97%的7种重金属元素富集在PM2.5中。不同功能区采样点颗粒物化学组分各有特点,西三环的 NO 3 - 、花园北路的Cl- NH 4 + 、昌平农村的 NH 4 + 以及麋鹿苑的Ca2+浓度在总水溶性离子中占比较高;花园北路的PAHs、昌平农村的PAHs和Ni在颗粒物中占比较高。采样期间PM10和PM2.5污染主要来源于燃煤源、交通和二次源以及生物质源。
北京市怀柔区大气污染物浓度变化规律及与其他要素的相关性
单瑞娟, 吴琳, 杨宁
2021, 11(4): 647-656. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20200205
摘要:
对2019年北京市怀柔区SO2、NOx、CO和O3 4种污染物5 min浓度数据及PM10和PM2.5浓度的监测结果进行整点数据、日数据、逐月日数据、小时数据、日最大8 h平均O3数据、月数据、各季节小时数据、各季节日数据统计,分析PM2.5浓度、气象条件及降水等因素对大气污染物浓度的影响。结果表明:大气污染物中O3浓度超标天数最多,其次是PM2.5、PM10。大气污染物浓度日变化、季节变化特征明显,SO2、NOx浓度的变化特征相似,最大值出现在冬季,春季和秋季次之,最小值出现在夏季,其中1月污染最严重。O3有着相反的季节变化特征,最高值出现在夏季,最低值出现在冬季。PM10和PM2.5浓度最高值出现在3月(春季),其次是冬季,秋季次之,最小值出现在夏季。降水对SO2和NOx的去除效果不明显,小雨天气时,容易出现大气污染物浓度增长的现象。总体上可以看出,降水对NOx去除比SO2更有效,对大粒径颗粒物的去除量大于小粒径颗粒物。本研究可为怀柔区相关部门制定减少污染物排放,控制城市大气颗粒物浓度,提高城市环境空气质量等措施提供数据及理论支持。
基于污染源布局规划调整的大气环境承载力研究
柴莹莹, 孟晓杰, 申璐, 薛明明, 廖凤娟
2021, 11(4): 657-662. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20200200
摘要:
针对环境质量背景值较好的区域,以国家环境质量标准控制目标计算的大气环境承载力较大,规划污染源允许排放量过高的问题,提出建立大气环境承载力线性规划模型,以规划污染源的预测浓度作为控制目标,结合区域污染源布局优化进行大气环境承载力估算的方法,并以平顶山市某产业园区为例进行验证。结果表明:在国家二级标准、一级标准及一级标准50%的控制目标下,SO2大气环境承载力约为规划污染源排放量的7~275倍,NO2为38~129倍;将规划污染源的预测值作为环境质量控制目标,通过污染源布局优化,SO2、NO2的允许排放量为规划污染源排放量的1.23和1.42倍,更接近实际规划需求。
SCR区域喷氨的NH3分布与均匀性调整
陶莉, 肖育军
2021, 11(4): 663-669. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20200196
摘要:
针对SCR系统区域喷氨优化调整原理的具体实施,用仿真技术建立典型SCR系统数值模型,研究喷氨格栅支管所喷NH3在出口监测截面上的区域分布与迹线运动;对比分析不同处理烟气量下喷氨格栅区域烟气速度、NH3浓度以及调整前后出口监测截面上NH3浓度分布。结果表明:均匀划分后的出口截面与喷氨支管间区域的正对应关系受支管的位置与烟道结构的影响而发生不规律的改变,增加了依据出口区域NOx浓度进行支管喷氨量调整的复杂性;横向分区支管的喷氨迹线被导流板结构限定在对应区域内,纵向分区支管的喷氨迹线随烟气产生向一侧偏移的趋势。调整前,50%、75%、100%烟气处理量下出口截面S-2上NH3浓度相对标准偏差分别为19.79%、19.23%、17.17%,不因处理烟气量不同而显著改变;调整后,其相对标准偏差为3.8%。
流域/区域保护与修复
长潭水库生态问题诊断与对策研究
肖喆, 李文攀, 张靖天, 何卓识, 马春子, 席北斗, 霍守亮
2021, 11(4): 670-677. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20200168
摘要:
选取长潭水库为研究对象,进行水环境因子和浮游植物群落特征分析,探讨水体氮、磷营养盐时空分布特征,阐明流域土地利用类型变化对水质影响以及驱动浮游植物群落季节性变化的主要环境因子,并根据主要环境问题提出针对性建议。结果表明:耕地和林地面源污染是水体总磷(TP)的主要来源,在水库蓄水区总氮(TN)、TP滞留率分别为41.71%和51.17%,由此形成库区氮磷比(N/P)为34.5的磷限制型水体,导致蓝藻生长更具优势;蓝藻各季节丰度占比为33.72%~82.47%,优势度大于0.02的浮游植物物种以蓝藻为主,其中产毒藻拉氏拟柱孢藻优势度最大(Y=0.078);冗余(RDA)分析结果显示,环境因子解释了群落结构演替的61.1%,其中水温和氮、磷营养盐浓度是驱动演替的主要环境因子;水体氨氮( NH 4 + -N)浓度与拉氏拟柱孢藻丰度呈极显著相关(R2=0.999,P<0.02),将流域生活污水处理率提高至95%,且 NH 4 + -N排放浓度不大于1.5 mg/L时,预期可减少51%拉氏拟柱孢藻丰度。提出建设面源污染隔离带、调节缩短库区水力停留时间以降低蓝藻生长优势、改善长潭水库水生态状况的主要措施对策。
黄大湖沉积物营养盐分布及来源解析
马金玉, 王文才, 罗千里, 李伟杰, 罗艳, 范中亚
2021, 11(4): 678-685. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20200257
摘要:
在黄大湖设置13个采样点,采集表层及柱状沉积物样品,对沉积物中总氮(TN)、总磷(TP)和有机质(OM)浓度进行测定,分析黄大湖沉积物营养盐的空间及垂直分布,研究黄大湖沉积物营养盐来源,并对沉积物污染程度进行评价。结果表明:黄大湖表层沉积物中TN浓度为1 112~3 277 mg/kg,平均值为2 016 mg/kg;TP浓度为547.19~784.43 mg/kg,平均值为651.84 mg/kg;OM浓度为5.21%~11.21%,平均值为8.6%;TN、TP和OM浓度空间分布较为一致,主要表现为西北部>东南部>湖心中部,浓度垂直变化趋势总体表现为随深度增加而下降;沉积物中TN和OM污染比TP严重,且三者污染程度空间分布与浓度空间分布一致。Pearson相关性分析表明,TN和OM显著正相关,二者具有同源性;TP和OM无显著相关关系,二者同源性较差;沉积物中碳氮比(C/N)平均值为25.43,OM主要来自外源颗粒有机物的输入,柱状沉积物-20 cm以上碳磷比(C/P)和氮磷比(N/P)的增加表明沉积物中营养盐受近年来周边人类活动的影响较大。
辽河保护区土壤保持功能时空变化及其影响因素分析
贾振宇, 王世曦, 刘学, 孙倩莹, 杨春艳, 冯朝阳
2021, 11(4): 686-692. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20200231
摘要:
土壤保持是生态系统提供的调节服务之一,在维持生态安全等方面发挥着重要作用。以辽河保护区为研究对象,基于中国土壤流失方程(CSLE)模型和地理探测器等方法,开展土壤保持功能时空变化及影响因素分析。结果表明:2010—2018年辽河保护区土壤以微度和轻度侵蚀为主,土壤侵蚀量呈降低趋势,土壤侵蚀严重的区域主要位于河流两侧及下段;土壤保持功能不断增强,土壤保持量较高的区域集中在河流上段和中段;土壤保持功能表现出随降水量、高程增加先减少后增加,随坡度和植被覆盖度增加而增加的趋势,在林地—耕地—草地—灌木林梯度上呈递减趋势;土地利用类型是影响辽河保护区土壤保持格局的主导因素;土地利用类型为耕地,降水量为657~735 mm,坡度为35°~68°,高程为-73~-26 m,植被覆盖度为0~0.3时,土壤保持能力最低,坡度和土地利用类型的交互作用对土壤保持能力变化的解释力最强。
基于模糊隶属度模型的辽河干流水质评价
梁广林, 贾振宇, 高艳妮, 孙倩莹, 戴霞, 侯春飞
2021, 11(4): 693-700. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20200235
摘要:
科学评价河流水质的时空变化,对河流水污染防治具有重要意义。基于2012—2018年辽河干流3个主要国控断面的水质监测数据,建立了水质综合评价指标体系和分级标准阈值体系,采用模糊隶属度模型构建了水质综合评价方法,综合测度了辽河干流铁岭、沈阳、盘锦段水质的时空变化。结果表明:2012—2018年,辽河干流各监测断面水质综合评价指数多为0.5~0.7,在中等和良好的临界水平波动,但上游水质总体略优于下游水质,而且水质季节变化特征明显。建议尽快构建辽河流域基于水环境容量的取用水动态调控机制,制定污水排放控制与水质监测实时挂钩方案,进一步加大水污染治理投资力度,不断完善流域水污染联防联控机制,以实现辽河流域水资源与水环境联动调控和精细化管理。
基于生态系统服务理论内涵的山水林田湖草生态保护修复实践——以河南省南太行地区试点工程为例
陈阳, 王西平, 甄娜, 张刚, 郭玉娟, 李喆, 任洪涛
2021, 11(4): 701-710. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20200190
摘要:
科学实施山水林田湖草生态保护修复是生态文明建设的重要内容。将提升生态系统服务功能与山水林田湖草生态保护修复工程相结合,以国家第三批山水林田湖草生态保护修复试点项目——河南省南太行地区试点工程为例,探索以提高生态产品供给能力、维护生态安全为目标的南太行地区山水林田湖草生态保护与修复工程实践。地区区位特征及生态环境问题分析表明,南太行地区近年来生态系统服务价值整体呈下降趋势且生态环境破坏严重,许多矿山生态破坏和环境污染历史遗留问题亟待解决,生物多样性保护现状堪忧。以区域突出生态环境问题与主要生态功能定位为依据,按照“格局优化、系统稳定、功能提升”的目标,明确了南太行地区生态保护修复“一山一渠两流域”的总体布局与绩效目标,将其划分为5个生态功能区和7个工程治理区,根据不同功能区和治理区分别提出修复方案和工程治理措施。工程试点方案实施1年多,各项绩效目标完成进度较好,实现了生态效益、经济效益和社会效益的良好结合。
土壤环境治理
天津中东部平原区土壤盐分空间分布特征
贾娇, 何萍, 徐杰, 任颖, 侯利萍
2021, 11(4): 711-719. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20200221
摘要:
土壤盐渍化是滨海地区生态保护修复的重要影响因素。为了解天津平原地区土壤盐渍化程度,沿永定新河、海河干流和独流减河3条入海河流海陆方向开展堤外土壤盐分采样调查,结合地统计学和GIS技术,分析海陆方向土壤盐分的空间梯度和变异特征,以期为天津生态保护修复和陆海统筹提供科学依据。结果表明:土壤水溶性盐含量和碱化度整体呈自东南向西北递减的趋势;重度及以上盐渍化土主要分布在海岸线向陆地纵深15 km的滨海新区,其中盐土、重度碱化土主要分布在大港距海10 km内、塘沽与汉沽距海5 km内;中度盐渍化土主要分布在独流减河沿线距海15~60 km内;轻度盐渍化土主要分布在海河干流沿线距海10~60 km内。土壤阳离子以Na+为主;从海岸线向陆域方向,土壤阴离子从以Cl- SO 4 2 - 为主逐步过渡到以 SO 4 2 - CO 3 2 - + HCO 3 - 为主。独流减河一线盐渍土类型以硫酸盐-氯化物和氯化物-硫酸盐为主;海河干流中部平原区盐渍土类型以硫酸盐-苏打为主;永定新河一线盐渍土类型以硫酸盐-氯化物和苏打-硫酸盐为主。
焦化厂PAHs污染土壤中微生物群落多样性特征
王荔, 张腾飞, 杨苏才, 刘志号, 苟雅玲, 赵倩云, 孙仲平, 乔鹏炜
2021, 11(4): 720-726. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20200251
摘要:
土壤中微生物在多环芳烃(PAHs)的降解过程中起着重要作用。以华北某焦化厂土壤为研究对象,在5个采样点(每个点分6层)采集30个土壤样品,分析土壤环境因子(理化性质和PAHs浓度)、微生物丰度及群落结构,探讨土壤中微生物组成与环境因子间的关系。结果表明:土壤中细菌丰度为5.33~8.89,与土壤深度呈显著负相关(P<0.01),与土壤PAHs、有机碳、全氮浓度呈正相关(P<0.05);土壤中优势细菌类群(门)为变形菌门(Proteobacteria),其相对丰度占比最高达90%,其次是绿弯菌门(Chloroflexi)、放线菌门(Actinobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)和酸杆菌门(Acidobacteria),其占门水平分类细菌数量的64%~97%;细菌类群与环境因子冗余分析表明,焦化厂土壤中细菌群落结构特征是PAHs污染和环境因子共同作用的结果,其中土壤pH与速效钾、PAHs、全氮浓度对土壤细菌群落组成影响明显,PAHs潜在降解菌Proteobacteria丰度与PAHs、全氮、有效磷、速效钾、有机碳浓度呈正相关。
高氟地区电解铝厂场地氟污染特征及其风险评估
韩伟, 叶渊, 李彦希, 田雨, 李亚锋
2021, 11(4): 727-733. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20200243
摘要:
针对位于我国典型高氟地区的氟污染场地开展环境调查,分析氟化物污染水平分布特征,并探析场地重污染区不同深度土层氟化物的地下迁移特征,评估该场地基于不同用地功能的氟化物环境风险效应。结果表明:场地表层土壤中氟化物浓度为3 340~38 400 mg/kg,与当地土壤氟化物背景值相比超标率为96%,土壤浸出液中氟化物浓度为0.06~25.40 mg/L;土壤中氟化物赋存形态以残渣态为主(占比93.88%),水溶态占比为0.85%;污染场地土壤类型影响氟化物地下迁移行为,黏土层对氟化物有很强的吸附和滞留能力。该污染场地若用作第一类用地(以住宅用地为代表),场地风险超过可接受风险水平;若用作第二类用地(以工业用地为代表),场地风险未超过可接受风险水平。
砷污染场地土壤的稳定化技术工程应用研究
谷倩, 张琢, 张丽, 杨文晓, 李焕茹, 于洋, 刘晓宇, 毕学
2021, 11(4): 734-739. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20200203
摘要:
基于3种砷污染水平的场地土壤(WSL、WSX及FZ)进行稳定化小试试验,比较Fe/Mg复配型(F2M)、Ca/Fe复配型(CF)及MetaPro©-ani(As)系列修复材料(MPA)对土壤中砷污染的稳定化效果,进一步分析了修复材料用量对稳定化效果的影响,并选择稳定化效果较优的材料进行工程化施工验证(基于FZS土壤样品),WSL、WSX、FZ及FZS土壤样品的砷污染程度依次为FZ>FZS>WSX>WSL。结果表明:对于低/中浓度砷污染土壤样品WSL和WSX,F2M和CF复配型修复材料在较低投加比条件下可达到较好的稳定化效果;对于高浓度砷污染土壤样品FZ,MPA系列修复材料的稳定化效果明显优于前2种复配型修复材料;对于高浓度砷污染土壤实际施工样品FZS,MPA系列修复材料在开放性施工条件下,可达到较理想的稳定化效果,其中,以MPA-Ⅰ型材料修复效果最佳。
生物炭环境修复应用研究的文献计量学分析
庞新宇, 刘文士, 李猛, 龚天成, 赵颖, 孙孟阳, 黄刚, 焦宇欣, 杨天学
2021, 11(4): 740-749. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20200261
摘要:
基于文献计量学,对近年来受到广泛关注的生物炭用于环境修复的国内外相关成果进行定量和定性分析,梳理研究总体情况及下一步重点和热点研究方向。结果显示:2009年1月1日—2019年9月1日,国内外共发表相关Science Citation Index Expanded(SCI-E)源论文1 272篇,相关文章数量总体呈逐年递增的趋势,年均增长率约273.67%;中国的发文总量及独立发文量均位居榜首,总量达617篇(48.51%);发文量前15的作者中40%来自中国,但高被引文献较少。土壤修复、吸附性、重金属等为该领域的研究热点。纳米零价铁、表面络合和固定重金属是生物炭环境修复研究的3个主要方向。推测生物炭修复环境中新兴污染物、土壤改良、合成生物炭基纳米复合材料将成为未来研究热点。降低成本实现生产和工艺集成转型,系统全面地研究生物炭与污染物作用机制,实现生物炭的回收再利用以及制定生物炭标准化施用准则等可作为进一步研究重点。
污染治理技术
不同菌剂制备餐厨垃圾液态有机肥过程物质转化规律研究
刘晓佩, 李鸣晓, 戴昕, 李雪琪, 窦润琪, 王勇, 贾璇, 冯作山, 安立超
2021, 11(4): 750-755. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20200229
摘要:
采用商品化的餐厨垃圾降解菌剂和自主筛选的抗酸化复合菌剂制备餐厨垃圾液态有机肥,对比分析不同菌剂对餐厨垃圾制备液态有机肥过程中固液两相物质转化的影响,阐明餐厨垃圾制备液态有机肥过程中有机质、糖类、粗蛋白等物质的转化规律。结果表明:2组菌剂均可降低餐厨垃圾中的有机质和粗蛋白浓度,提高液相游离氨基酸浓度;其中接种抗酸化复合菌剂效果更佳,处理后餐厨垃圾固相有机质、粗蛋白浓度下降比例分别为1.17%、15.41%,分别是餐厨垃圾降解菌剂组浓度下降比例的3.66和1.66倍;反应96 h时,液相游离氨基酸浓度达到770.6 mg/L,是餐厨垃圾降解菌剂组浓度的1.24倍;前48 h时,抗酸化菌剂组液相中总糖和还原糖利用率均达到91%以上,而餐厨垃圾降解菌剂组均仅为28.52%。抗酸化复合菌剂可有效促进餐厨垃圾中大分子有机物转化为可溶性小分子有机物以及游离氨基酸,有望为餐厨垃圾高值化液态有机肥的制备提供技术支撑。
铝污泥填料改良生物滞留池对径流污染的削减效果
张瑞斌, 潘卓兮, 奚道国, 周乃, 祖白玉
2021, 11(4): 756-762. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20200183
摘要:
针对传统填料生物滞留池对氮、磷等污染物削减效果较差的问题,开展不同配比铝污泥填料改良生物滞留池研究。设置铝污泥与沸石配比为3∶2(低配比)和4∶1(高配比)填料的生物滞留池,研究其对高、中、低3种浓度模拟雨水的渗透性和去除效果。结果表明:与低配比铝污泥填料生物滞留池相比,高配比铝污泥填料生物滞留池的渗透性较强,且随着运行周期的增长,其渗透性下降较为缓慢,高配比铝污泥填料可提高生物滞留池的使用寿命;通过提高铝污泥填料配比,可以显著提升对高浓度雨水中污染物的去除效果,尤其是对TP的去除率可达89.0%,对COD、TN和NH3-N去除率可达62.4%、66.4%和68.0%;铝污泥配比高低对低浓度雨水的污染物去除效果无明显差异。
我国铅锌冶炼工业废水铊污染状况与处理技术
卢然, 王夏晖, 伍思扬, 林星杰, 王宁, 贾智彬
2021, 11(4): 763-768. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20200220
摘要:
铊及其化合物毒性较高,含铊废水排入水环境易造成地表水水质异常。总结和分析了铅锌冶炼企业含铊废水来源、主要特征以及污染现状,讨论了各类含铊废水的处理技术,归纳了铅锌冶炼企业采用的废水除铊工艺。结果表明:铊及其化合物在铅锌矿高温冶炼过程中挥发进入烟气,在烟气酸洗过程中进入废水,烟气净化废水中总铊浓度较高,调研企业废水中总铊浓度平均值为0.76 mg/L;含铊废水处理技术包括氧化法、沉淀法、吸附法等,目前铅锌冶炼企业主要在原有废水治理工艺基础上进行改造,多采用硫化物沉淀、生物制剂沉淀、电絮凝法等沉淀法除铊。提出了强化源头污染预防、加强含铊废水排放管理、推进含铊废水处理技术研发等铅锌冶炼工业含铊废水污染防治对策。
潜流人工湿地填料及其去除污染物机理研究进展
王明铭, 魏俊, 黄荣敏, 孔令为, 李中坚, 杨彬
2021, 11(4): 769-776. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20200199
摘要:
填料是人工湿地特别是潜流人工湿地床体的主要介质,是湿地物理、化学、生物作用发生的主要载体,对湿地去除污染物的效果有决定性影响。从填料的来源、物理性质、化学组成等方面对实际应用中常见的天然产物类填料、工(农)业副产物类填料和人工制备类填料进行综述,总结了填料对水中污染物的主要去除机理,包括吸附-共沉降、离子交换、缓释碳源-电子供体、氧化还原作用;讨论了潜流湿地填料对氮、磷、重金属污染物的去除能力,并对比了不同填料的污染物去除效果;最后对潜流湿地填料选择和今后相关领域研究方向进行了展望,以期为人工湿地和污水处理技术进一步发展提供相关科学指导和理论依据。
环境风险评价与管理
基于SWMM-EFDC耦合模拟的新凤河流域水环境治理工程效应评估
陈焰, 夏瑞, 王璐, 孙明东, 张鲁骏, 马淑芹, 贾蕊宁, 张晓娇, 杨中文
2021, 11(4): 777-788. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20200283
摘要:
科学评估水环境治理工程的环境效应,对于制定和优化河湖治理方案、推动科学治污具有重要意义。新凤河流域为北京城市副中心水安全重要保障区,水污染(黑臭)问题突出,为科学评估新凤河水环境综合治理工程效应,构建了基于暴雨洪水管理模型(SWMM)与环境流体动力学模型(EFDC)水陆一体化耦合模拟的工程环境效应评估技术方法,开展流域截污治污、湿地建设、引水补水和初期雨水调蓄工程的环境效应定量模拟评估。结果表明:影响治理工程效果的主要因子包括截污率、湿地处理标准、补水水质和初期雨水调蓄能力;综合工程及各单项工程对水质改善均有积极贡献,以水质污染物浓度平均降低率评价工程贡献结构为综合工程(69.8%)>截污(63.1%)>补水(51.7%)>湿地(50.5%)>调蓄(3.8%),以平均达标率评价工程贡献结构为综合工程(96.7%)>截污(85.2%)>湿地(32.6%)>补水(32.5%)>调蓄(0.9%),以负荷减排评价工程贡献结构为截污(512.4 t/a)>综合工程(319.3 t/a)>湿地(89.9 t/a)>调蓄(21.9 t/a)>补水(-62.6 t/a)。基于SWMM和EFDC构建的水陆一体化耦合模型在水环境治理工程效应评估中具有较好的适用性,对于城市河道的水污染控制具有一定的指导意义。
基于危害性综合评价的优先控制化学品筛选识别——以南方某市为例
余波平, 韩琦, 仪修玲, 陈鸿芳, 金兴良, 戴知广, 袁中曌, 李朝林
2021, 11(4): 789-796. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20210015
摘要:
基于层次分析法,构建了包含化学品毒性效应和环境效应2类危害性影响因素、共8项指标的化学品危害性综合评价体系;将该评价体系应用于南方某市优先控制化学品,梳理了该市相关法律法规、污染源普查数据和美国有毒物质数据库,对化学品的原辅材料及其实际使用情况进行分析,确定了优先控制化学品初选清单;对化学品危害性进行了计算,最终确定了环境管控风险值,从而筛选识别出该市优先控制化学品清单。结果表明,该市化学品初选清单共包括23种化学品,环境管控风险值较大的优先控制化学品包括十溴二苯醚、六溴环十二烷、壬基酚、短链氯化石蜡4种,主要涉及橡胶、塑料、纤维、电子产品、金属加工等行业或领域。建议针对该市优先控制化学品深入开展全生命周期环境影响评价,并将源头减量、过程控制和末端治理相结合,减少优先控制化学品的环境风险。
我国橡胶制品行业VOCs末端减排技术评估
田羽, 方刚, 周长波, 张一心
2021, 11(4): 797-806. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20200227
摘要:
橡胶制品行业生产过程中炼胶、压延和硫化等工艺都会产生含挥发性有机物(VOCs)废气,其排放量大,非甲烷总烃含量高,会对周边环境造成严重污染,因此,急需针对橡胶制品行业VOCs的排放进行有效控制。然而,目前针对橡胶制品行业VOCs减排技术评估尚不完善,无法确切了解VOCs末端减排技术的效益。通过分析橡胶制品行业VOCs的产排污环节、排放特征,调研不同末端减排技术的应用现状,以技术性能、经济效益、资源能源、环境污染为一级指标,构建橡胶制品行业VOCs末端减排技术评估指标体系,采用模糊综合评估法对VOCs末端减排技术进行评估,旨在筛选出最佳可行的VOCs末端减排技术,为橡胶制品行业VOCs减排提供评估依据与技术支持。结果表明:碳纤维吸附脱附法具有良好的减排综合性能,是橡胶制品行业最佳可行的VOCs末端减排技术。
考虑处置阶段的光伏组件生命周期评价
赵若楠, 董莉, 乔琦, 刘景洋, 白璐, 张玥, 谢明辉
2021, 11(4): 807-813. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20200258
摘要:
为判识光伏组件全生命周期环境影响,采用生命周期评价法对光伏组件的生产、使用、处置等阶段环境影响进行分析。通过现场和问卷调研的方式获得了光伏组件生产、使用阶段的能源物质消耗和污染物排放数据,通过回收工艺研发与应用获得了光伏组件处置阶段的能源物质投入、产出和污染物排放数据。依据不同的处置技术设计了填埋情景、拆解情景、热解情景,从而分别计算生产、使用、处置等阶段环境影响潜值并进行对比分析。结果表明:1)每m2光伏组件生产阶段和使用阶段环境影响潜值分别为13.98、1.50 Pt,处置阶段3种情景的环境影响潜值分别为0.04、-0.62、-3.59 Pt,因此3种情景下光伏组件全生命周期环境影响潜值分别为15.52、14.86、11.89 Pt。2)从环境影响类别来看,主要集中在呼吸系统损害、致癌和气候变化3个方面,从影响因素来看,电耗是主要因素,3种情景下占全生命周期环境影响的64.81%、67.70%、84.61%。3)从光伏发电的度电环境影响潜值水平来看,3种情景下光伏发电单位发电量环境影响潜值分别为3.34×10-3、3.20×10-3、2.56×10-3 Pt/(kW·h),占当前电力结构下单位发电量环境影响潜值〔70.1×10-3 Pt/(kW·h)〕的4.8%、4.6%、3.7%。4)从碳排放水平来看,3种情景下光伏组件单位发电量碳排放量分别是35.68、33.53、23.70 g/(kW·h)(CO2当量值),低于同类研究和我国电力行业水平。5)我国早期安装的光伏组件已接近报废周期,因此,大力发展光伏组件回收技术,不仅可以实现资源的回收,还可以降低光伏组件全生命周期环境影响,减少碳排放,从而实现能源环境双赢。
融入变异系数的空气和地表水质量评价方法
冯然, 翟德超, 袁永生
2021, 11(4): 814-822. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20200262
摘要:
空气质量指数和综合污染指数为近些年国内最常用的环境质量评价方法,二者分别取各监测指标质量分指数的最大值和平均值,使得前者只重视首要污染物,后者忽略了污染物之间的重要性差异。为解决上述问题,将变异系数融入其中,动态调整了污染物项目之间的权重分布,总质量指数为各分指数的加权平均。通过设定滑动抽取的天数/月数,根据实地情况调节评价指数对长期/短期污染物的敏感度,提高了这2种评价方法的合理性和实用性。以2015—2019年北京市密云和西帽山的环境监测数据为例,验证了这2种改进方法的有效性,运用改进的方法分析了该5年北京市空气质量的时空分布变化。结果表明:北京市空气监测指标中的PM2.5和PM10以及地表水监测指标中的溶解氧、总磷和总氮的变异系数较大;空气质量持续向好,并呈现从北到南逐渐变好的梯度分布。
煤矿锈水对饮用水水源地环境风险评价方法及案例研究
李云, 谭伟, 李娇, 李君超, 蒋进元
2021, 11(4): 823-828. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20200238
摘要:
为了评价煤矿矿井涌水对饮用水水源地的环境风险,采用层次分析法构建了由风险源、风险受体、迁移通道、应急管理4个层面共12项指标构成的评价指标体系,建立了环境风险评价方法,采用该方法从定性和定量角度评价四川某区县3个煤矿对饮用水水源地的环境风险。定性分析结果表明:3个煤矿作为风险源,其水质指标Fe、Zn、Mn超标倍数较高,可能会存在环境风险;风险受体饮用水水源地近年水质达标率为100%,环境容量较大;由风险源至风险受体的迁移通道距离较长,沿途溪流、土壤和植被具备一定的稀释、降解和消纳能力。定量评价结果表明,3个煤矿的环境风险指数分别为0.504 2、0.494 4和0.288 9,对应的环境风险分级分别是一般、一般和较低。