为推进衢州市氮污染的治理,基于人类活动净氮输入模型（NANI）估算了衢州市2003～2022年净氮输入量,分析了NANI时空特征、组分变化原因及影响因素.结果表明:衢州市NANI 20a平均值为12925kg/（km 2 ·a）,时间变化呈现出先增加后降低的趋势,2011年达到峰值15698kg/（km 2 ·a）.各子单元空间表现出一定差异性,空间分布呈现出东高西低的分布,与土地利用状况分布接近.NANI的各组分占比表现为氮肥施用约占27%～41%,食物/饲料净氮输入约占22%～42%,大气氮沉降约占21%～33%,固氮约占7%～11%.NANI的变化在2003～2008年主要受氮肥施用的影响,在2009～2014年主要受食物饲料净氮输入的影响,近年则主要受大气氮沉降影响.减少NANI的主要策略有全面推广新能源汽车的应用;降低农田氮肥施用量逐步调整至农业发达国家平均采用的施肥标准;以满足衢州市本地人口对畜禽产品的基本需求为限,合理调控畜禽养殖规模.实施这些措施后,预计NANI可分别降低约833,893,896kg/（km 2 ·a）,总量降低约2622kg/（km 2 ·a）,达到世界上较低水平.
This paper analyzes the adsorption mechanism of the Permeable Reactive Barrier(PRB)with bamboo charcoal-zeolite mixture to cadmium,as well as its timeliness combining physico-mechanical tests,static batch tests,dynamic column experiments,microscopic characterization analysis,and groundwater flowing numerical simulation.When bamboo charcoals(particle size greater than 0.18mm)and zeolites(particle size greater than 0.5mm)were mixed in a mass fraction of 1∶10 to 3∶10,the bamboo charcoal-zeolite mixtures could not only remove cadmium from groundwater effectively,but also had good permeability and shear strength.The adsorption capacity of the bamboo charcoal-zeolite mixtures for cadmium increased with the growing bamboo charcoal ratio and decreasing particle size.The penetration and depletion time of the PRB column decreased with increasing groundwater flowing rate and column concentration.The removal reactions of cadmium by bamboo charcoal-zeolite mixtures mainly included complexation,chelation,and ion-exchange.At a groundwater cadmium contaminated site with a thicker PRB and slower groundwater flowing rate,the effective operation time of the PRB was longer.
Various flushing solutions that contain hydrophobic organic compounds and surfactants are generated during surfactant-enhanced soil flushing processes. How to effectively remove the target pollutants while minimizing the degradation of surfactants for reuse of the flushing solutions has become a major problem. A series of batch experiments were conducted to investigate the preferential degradation mechanisms of naphthalene by sodium dodecyl sulfate (SDS) as well as the effect of SDS concentration on the degradation efficiency using a competitive kinetic method. In addition, the effects of persulfate (PS) dosage, temperature, and pH on the degradation efficiency of naphthalene were also studied, and a prediction model based on response surface methodology (RSM) was built to optimize the preferential degradation of naphthalene. One-dimensional column flushing experiments were performed to evaluate the feasibility of reusing soil flushing solutions at the predicted PS dosage. Results show that: (i) SDS inhibited naphthalene degradation owing to competitive oxidation and micellar protection, with a decreasing degradation rate constant as SDS concentration increased. However, naphthalene was still degraded by reactive oxygen species (ROS) at a higher rate than SDS, indicating the preferential degradation of naphthalene. When the concentration of SDS increased from 5 to 10 times of critical micelle concentration (CMC; 8.2 mM), the ratio for rate constants of naphthalene to SDS (kNAP/kSDS) decreased significantly from 31.61 to 3.38, illustrating the obvious effect of SDS concentration on preferential degradation of naphthalene; (ii) The formation of single-chambered vesicles with a higher thermodynamic stability was observed at 10 CMC, compared to the spherical micelles formed at 5 CMC. The accessibility of naphthalene to ROS was greatly reduced at 10 CMC, resulting in a significant reduction in kNAP/kSDS value. Moreover, the method in which ROS attacked naphthalene in surfactant micelles varied with SDS concentration, which also impacted the preferential degradation of naphthalene; (iii) Under the optimal PS dosage predicted by the RSM model, a good reusability of SDS was observed in the soil flushing solutions after thermally activated PS oxidation, with a significant reduction on the toxic risk of soil after flushing.
对比了7种高级氧化工艺(电解、臭氧、紫外、电产有效氯、电产过氧化氢、紫外/电产有效氯、紫外/电产过氧化氢)在果蔬清洗消毒中的效果.结果表明,紫外/电产过氧化氢工艺具有最好的杀灭大肠杆菌的能力,在5min内完全杀灭了浓度为7.11log CFU/mL的大肠杆菌,且未出现光复活.该工艺也具有较好的阿特拉津降解能力,在10min内降解率达到93.2％.此外,该工艺还可有效控制消毒副产物的生成.为实现紫外/电产过氧化氢工艺在果蔬清洗中的应用,开发了电产过氧化氢系统,以空气自扩散的方式对碳-聚四氟乙烯电极生产过氧化氢进行了寿命测试和成本评估.结果表明,该系统可在日常使用条件下使用长达1a以上,运行成本约为直接购买过氧化氢的3.9％～13.5％.
基于电力数据的实时性、精确性、覆盖面广等优势,构建水泥企业的电碳指数,运用机器学习算法研究水泥企业生产净购入电量与二氧化碳排放总量的关系,分别建立单样本日度电碳监测模型和多样本年度电碳监测模型,结果表明,9种回归方法中表现最佳的Lasso模型拟合优度(R2)为0.915和0.831,水泥企业电碳指数的关键影响因素主要为熟料生产电力排放因子和熟料工段耗电量在全厂用电量的占比,验证了电力相关数据在碳排放监测模型中的重要性,模型应用将有效提高水泥企业的碳排放监测效率和降低碳排放监测成本.
为提高工业部门大气污染物排放清单的时空分辨率,提出基于电力数据优化工业部门时间分配及空间分布的方法,并以河北省唐山市为例进行研究,将基础排放清单及优化后的排放清单输入WRF-CMAQ模型验证其优化效果.结果表明,WRF-CMAQ模型很好地模拟了 2019年1月、4月、7月、10月唐山市各污染物浓度的时间变化与空间分布.与基础排放清单相比,优化后的排放清单PM25年均模拟值与监测值相关性提高了 3.3％,对NO2的改善效果最好.10月份改善效果最明显,PM2.5、PM10、CO的△R2均超1.4％.优化后的排放清单PM2.5浓度变化具有更加明显的区域性特征,部分区域出现差异高值区,如迁西县、遵化市等.优化后的排放清单在一定程度上提升了空间模拟的精确度,更能体现工业部门的污染物排放变化.
采用远程在线监测技术对北京市典型柴油车的实际道路运行参数进行监测,并基于标准PEMS测试设备与远程在线监测同步对比测试,分析远程在线监测技术的数据一致性,研究建立适用于北京市柴油车的微观运行模态划分方法,并基于微观运行模态分析典型柴油车的NOx和CO2 排放特征.研究结果表明:1)远程在线监测的柴油车NOx和CO2排放率与PEMS测试数据的线性拟合R2均高于 0.99;2)基于建立的北京市柴油车的微观运行模态划分方法,北京市柴油车的微观运行模态划分结果符合正态分布,实现将车辆微观运行工况进行均匀划分的目的;3)在不同车速范围内,不同类型车辆的NOx 和 CO2 排放因子呈现出不同的变化趋势,国六排放车辆的 NOx 排放因子普遍低于国五排放,NOx 综合排放因子最高的为国五重型柴油车(7.63±0.57)g/km;随着吨位增加,柴油车 CO2 排放因子会呈不同程度的增加且国六重型柴油车 CO2 相对较高,主要原因可能是国六车相对复杂的后处理系统增加了燃油的消耗.
以化粪池单元为研究对象,基于ADM1模型的反应过程,建立了社区化粪池污水能量转化核算模型(WeMax-STK模型),对污水能量在化粪池中的赋存、转化以及去向进行了分析,并评估了污水能量的回收潜力.结果表明,WeMax-STK模型整体可靠,模拟值与监测值的平均误差不超过24％,不确定性低于18％,模型准确率在70％以上.化粪池进水有机物转化为热能和内部微生物能量的比例约占进水总化学能量的17％,污水化学能的主要去向是转化为慢速降解基质的能量,化粪池内有机物转化为气态甲烷的能量仅占进水化学能总量的4％左右.污水热能的回收强度约4.6kWh/m3,热能回收潜力约为24％～25％,大约是污水化学能回收潜力的3～6倍.
为综合评估餐厨垃圾厌氧处理的环境影响与效益,对某餐厨垃圾厌氧处理工艺及其技术单元进行生命周期环境影响评价,并建立"碳中和"计算模型预测与验证实际碳排及耗能情况,综合"环境影响-碳排耗能-经济效益-社会效益"对实际案例进行评估.结果表明,沼肥加工和沼气提纯技术单元分别造成39％和59％总环境影响.另外,粗油提炼、沼气提纯以生物基产品回收形式大幅度削减碳排,分别占理论碳削减的9.7％和54.7％.餐厨垃圾处理厂需通过增加系统稳定性、完善气体监测体系、提高技术处理效率和优化设备额外耗能情况等方式,以减少理论与实际碳排能耗偏差.经综合评价,该餐厨垃圾处理厂模式具备实现"负碳"潜力,其工艺推广具有未来前景.
以洞庭湖生态经济区为例,利用InVEST模型评估1990～2020年土地利用变化带来的碳储量效应,耦合Markov-FLUS模型模拟2030年、2060年在自然演变、耕地保护、生态保护、综合保护四种情景下土地利用变化及其对碳储量的影响.结果表明:1990～2020年洞庭湖生态经济区呈现出耕地、林地和草地面积减少,水域、建设用地和未利用地的面积持续增加的特征.区域内整体碳储量较高,但随着土地利用变化,造成区域固碳能力和潜力有所降低,1990～2020年区域碳储量总共减少0.433x106t.在自然演变、耕地保护、生态保护和综合保护四种不同情景下,2030年、2060年区域均表现出建设用地的变化量较大,综合保护情景建设用地的增加量得到较好控制.2030年、2060年洞庭湖生态经济区自然演变情景碳储量分别为19.927×106t、19.696×106t,耕地保护情景为 19.891×106t、19.903×106t,生态保护情景为 19.952×106t、19.873×106t,综合保护情景为 20.004×106t、19.949×106t,相比可知在综合考虑耕地与生态保护的情景下,区域碳汇能力较强.研究结果有助于构建高碳汇国土空间格局,可为实现区域碳平衡和土地利用结构优化提供依据.
利用WRF-CMAQ模型及来源解析模块ISAM对2021年11月1～20日四川盆地一次区域PM2.5重污染过程进行了数值模拟,结合地面气象观测数据和污染物监测数据分析了污染成因机制并进一步开展了 PM2.5来源解析研究.结果表明,WRF-CMAQ模型能较好地重现气象要素及各城市污染物浓度的变化.此次冬季PM2.5污染过程因受本地排放源及小风、高湿等不利气象条件的影响,导致PM2.5在成都平原累积,在短时间内达到峰值而形成,并且多个城市日均PM2.5浓度峰值超过150μg/m3.ISAM源解析结果表明,本地源是四川盆地各城市PM2.5污染的主导来源,其中成都、重庆、达州及广元的本地排放对PM2.5浓度的贡献率均超过50％,而周边城市的区域输送也有重要贡献.
构建了一种亚硫酸盐驱动自养短程反硝化(SDAPD)新工艺旨在实现NO2-N快速积累.采用厌氧序批式生物膜反应器,探究了不同进水硝酸盐浓度(25～250mg/L)及不同硫氮物质的量比(0.8、1.7、2.6)对亚硝酸盐积累特性的影响.结果表明,系统亚硝酸盐积累率(NAR)随进水硝酸盐浓度提高而增加.硫氮比能够显著影响NAR.S/N为1.7时,NAR最高达(64.7±3.0)％.周期实验表明:硝酸盐还原、亚硝酸盐积累同时伴随着亚硫酸盐去除及硫酸盐的生成.高S/N会促进胞外聚合物(EPS)蛋白质和多糖产生及PN/PS升高;三维荧光光谱显示色氨酸类物质是SDAPD系统中EPS的主要成分,其荧光峰、荧光强度与S/N密切相关.高通量测序发现Thiobacillus和Thermomonas是硫自养反硝化关键功能菌属.
为了探明海峡西岸典型城市大气降尘中稀土元素生态风险及其来源贡献,在泉州市不同功能区设置了 15个采样点位,对大气降尘样品和主要潜在污染源样品进行采集和分析.采用潜在生态风险指数对稀土元素的风险进行评价,采用Nd同位素MixSIAR模型进行定性分析和定量计算.结果表明,海峡西岸典型城市降尘稀土元素的潜在生态风险指数整体处于低风险等级,Lu元素在部分点位处于中风险,工业区、商业区及交通繁忙区个别采样点潜在风险指数相对较高.eNd(0)vsEu/Eu*和εNd(0)vs∑REEs关系图解显示,大气降尘样品中稀土元素受自然源以及汽车尾气尘、燃煤热电厂飞灰、水泥厂飞灰等局地人为排放的影响较大.利用Nd同位素(143Nd/144Nd)MixSIAR模型计算出各潜在源的相对贡献率,泉州市大气降尘中稀土元素受土壤母质层(24.0％～40.9％)影响较大,其次是汽车尾气尘(20.7％～33.3％)和燃煤尘(21.1％～29.0％),受水泥厂飞灰(13.7％-20.0％)影响相对较小.
为分析PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)再生纺织品的环境效益及其生产过程中的重点改进因素,基于生命周期评价(LCA)研究思路,采用经济价值分配结合cut-off规则的方法对废弃PET材料作为原生材料时产生的环境负荷进行分配,核算出再生技术与原生技术(所生产的产品具有相同消费功能)两个模拟情景的环境负荷,并对再生工艺流程的LCA模型进行归一化分析与敏感性分析.结果表明:相对于原生技术,再生技术每生产1t PET再生纺织品可减少1640kg的温室气体排放,并节约40400MJ的不可再生能源使用,人体毒性潜值、富营养化潜值、淡水生态毒性潜值等环境影响指标均有不同程度的下降.6个生产工艺环节中反应增容对总体环境负荷的贡献最大,电力与甲基丙烯酸缩水甘油酯的消耗量应作为重点改进因素.
本文在原始骨架材料应用于污泥脱水局限性的基础上,重点综述了改性骨架材料的类别、改性方法及其强化污泥脱水性能的作用机理,并对其未来应用于污泥深度脱水的前景和存在问题进行了展望.结果表明,改性后赋予了骨架材料更多的物化性质,在与污泥絮体接触和挤压过程中可发挥骨架支撑、电中和、胞外聚合物破解、物理吸附和催化作用等,以促进污泥深度脱水.针对目前研究现状,建议未来应以工程实践需要为导向开发更高效经济的改性方法,实现污泥的有效减量与资源化.
采用溶胶凝胶法制备了 Mn、Mn/Zr负载稀土尾矿的NH3-SCR催化剂,通过催化剂活性评价系统,结合H2-TPR、NH3-TPD、XRD和DRIFT研究了催化剂脱硝过程和反应机理.结果表明:Mn、Mn/Zr改性稀土尾矿催化剂的脱硝活性显著增强,在200℃时6％Mn1％Zr/稀土尾矿催化剂脱硝活性可达96％.改性后催化剂表面氧空位、B酸性位点及吸附物种数量明显增加,催化剂还原峰面积增大,其氧化还原性能的提升是活性提高的主要原因.催化剂B酸位NH4+与气态NO2的反应遵循E-R机理,NH4+与单齿、双齿硝酸盐物种的反应遵循L-H机理.
为充分分析残膜量对河套灌区农业生产的影响,进一步认识和评价残膜污染的负面效应,制定合理的田间残膜防治措施.2019～2020年在河套灌区九庄农业综合节水试验站开展了 2年田间试验,设置0(CK)、150(T1)、300(T2)、450(T3)和600kg/hm2(T4)5个残膜量处理,研究不同残膜量对土壤水分、玉米叶片光合特性、根冠生长及产量的影响.结果表明,当残膜量在0～300kg/hm2范围内,残膜以阻滞水分入渗为主,增加了 0～30cm 土壤含水率;当残膜量≥450kg/hm2时,水分阻隔效益减弱,同时产生优先流,导致0～30cm 土壤含水率减少.残膜量增加还会降低玉米的光合性能,减少玉米根干重和冠层干物质量,破坏根冠生长平衡,特别是在生育前期,与0kg/hm2处理相比,600kg/hm2处理苗期的根干重、干物质量和根冠比分别平均减小48.66％、34.63％和18.17％.另外,残膜污染的加剧严重影响了玉米产量形成和水分有效利用,600kg/hm2处理的产量和水分利用效率较0kg/hm2处理分别平均下降34.05％和28.85％.研究表明,残膜污染持续加剧的情况下,会影响土壤水分入渗,降低玉米光合能力,抑制玉米生长,最终导致玉米减产.因此,采取适当的农田残膜污染治理措施,有利于平衡根冠生长,改善光合性能,推进河套灌区膜下滴灌玉米农田绿色可持续发展.
为了对我国环境污染责任保险政策在实施过程中能否提升企业环境合规表现提供实证证据,基于江苏省2281家企业投保信息和环境违规数据,构建双重差分模型,检验分析政策有效性及其影响因素和机制.结果表明,环境污染责任保险在提升企业环境合规方面具有有效性,但政策效果受到企业环境风险等级、所在城市的调节作用:高环境风险企业提升合规表现的成本远高于削减风险后能够减少的保费,因而政策效果相对较弱;城市风险查勘服务质量越高,政策提升企业合规表现的效果越好.研究为提高环境污染责任保险政策的有效性提供了实证支撑.
电容去离子(CDI)作为一种很有前途的水处理技术,对重金属废水资源化回收具有重要意义.本文阐述了传统电容去离子(CDI)、膜电容去离子(MCDI)、过流式电容去离子(FT-CDI)、倒置电容去离子(I-CDI)、流动电极电容去离子(FCDI)及杂化电容去离子(HCDI)系统的特性,分析了影响重金属离子去除性能的因素.结果表明,重金属离子的去除性能与装置构型、电极材料、溶液性质及操作条件等密切相关.最后,结合近年来CDI技术在重金属离子分离中的应用成果,对其未来的发展方向进行了展望,以期为CDI技术在重金属废水处理领域的研究和应用提供参考.
以环渤海滨海湿地的水体、表层沉积物、表层土壤重金属为对象,通过收集已有数据,利用内梅罗指数法、污染负荷指数法、主成分分析等方法分析了重金属的时空变化、污染水平、来源,旨在为环渤海地区滨海湿地重金属污染防控、治理提供重要信息.结果表明:2000～2020年,环渤海滨海湿地水体As、Pb、Cd、Cu浓度上升,Cr、Hg、Zn浓度下降;湿地表层沉积物As、Ni含量变化较小,Cr、Cu、Zn、Hg含量上升,Pb、Cd含量下降;湿地表层土壤Cr、Zn含量上升,As、Cu、Ni、Pb、Cd、Hg含量下降,三种湿地环境介质表现出差异性变化;环渤海滨海湿地重金属中Cd、Hg单因子污染水平较高,分别为2.67和2.57;2010s环渤海滨海湿地重金属综合污染水平较高,水体、沉积物、土壤的内梅罗指数和污染负荷指数分别为1.53、4.49、2.52和0.34、0.96、1.44,但在中国三大经济圈中处于较低水平;Cu、Ni、Cr、Zn、As对环渤海滨海湿地环境影响程度较低,主要来源于自然来源及少量人为来源;Hg、Pb、Cd对环渤海滨海湿地环境影响程度较高,主要来自重工业、与重工业联系较强的轻工业.
