中国疏浚淤泥的处理处置及资源化利用进展

随着我国疏浚工程的广泛开展,短期内产生了大量的疏浚淤泥。疏浚淤泥是一种高含水率并含有污染物的固体废物,如何对其进行处理以及处理后的出路一直困扰着相关的管理和施工单位。在分析疏浚淤泥处理难点的基础上,系统总结了世界上常用的疏浚淤泥处理处置技术,分析了疏浚淤泥的海洋和陆地处置方法,将疏浚淤泥资源化利用的填海造陆技术、物理脱水技术、固化技术和热处理建材化处理技术的原理、效果、优缺点、经济性、适用性等。最后对疏浚淤泥资源化处理和利用中需要重点解决的问题进行了梳理,提出了适合我国的疏浚淤泥资源化处理技术方向。     

污泥焚烧过程中Pb的迁移行为及吸附脱除

在一维固定燃烧炉上进行了城市污水污泥层燃模拟实验,重点研究了不同焚烧工况条件下重金属Pb的迁移行为和形态转化特征,并利用4种固体吸附剂(CaO、Al2O3、粉煤灰和高岭土)对污泥焚烧过程中Pb的排放进行脱除,同时把结果与热力学模型计算进行了对比.热力学平衡计算得到污泥焚烧过程中Pb主要以PbO(g)形式挥发,当氯化物存在时,Pb主要以PbCl2(g)形式挥发,并且Cl有促进Pb挥发的趋势;当硫化物存在时,Pb主要以PbSO4(s)形式存在,阻滞了Pb的挥发;固体吸附剂Al2O3、SiO2、CaO的加入有稳定的(PbO)(Al2O3)(s)、PbSiO3(s)和CaPbO4(s)化合物生成,延缓了PbO(g)生成温度,并且Al2O3对Pb脱除效果优于SiO2和CaO.焚烧实验得到,随着焚烧温度的升高,焚烧底渣中Pb的残留量有减小趋势,并且底渣中Pb的易还原态比例逐渐增加,残渣态比例有下降趋势;焚烧时间的延长,对焚烧过程中Pb的挥发影响不大,但底渣中Pb的残渣态比例有所减小.焚烧过程中水分的增加导致Pb的氯化态向氧化态转变,阻滞了Pb的氯化物挥发,而空气过剩系数的增加,导致Pb的残留率下降.污泥焚烧过程中固体吸附剂CaO、Al2O3、粉煤灰和高岭土的加入有利于Pb的残留并固定在焚烧底渣中,从控制Pb挥发角度来看,CaO及Al2O3的效果要优于粉煤灰和高岭土.     

燃料油和原油乳化液在缢蛏（Sinonovacula constricta）体内的富集动力学研究

应用半静态双箱动力学模型在室内模拟了缢蛏(Sinonovacula constricta)对燃料油(0#柴油)和东海平湖原油乳化液的生物富集实验,通过对富集与释放过程中缢蛏体内石油烃的动态检测以及对检测结果的非线性曲线拟合,获得缢蛏对0#柴油、原油乳化液的吸收速率常数k1、释放速率常数k2、生物富集因子BCF、平衡状态下缢蛏体内石油烃含量C Amax、生物学半衰期B1/2等动力学参数.拟合结果得到的各动力学参数平均值分别为:缢蛏对0#柴油乳化液的吸收速率常数k1为10.67、k2为0.0795、BCF为122.56、C Amax为129.07 mg·kg-1、B1/2为9.61 d;缢蛏对原油乳化液的吸收速率常数k1为7.79、k2为0.0948、BCF为89.38、C Amax为110.68 mg·kg-1、B1/2为7.88 d.缢蛏对0#柴油、原油乳化液的吸收速率常数k1、BCF均随外部水体中石油烃浓度的增大而减少,对0#柴油、原油乳化液的释放速率常数k2与外部水体中石油烃浓度无明显相关性,C Amax随外部水体中石油烃浓度的增大而增大.对模型的拟合优度检验结果显示,模型的拟合优度良好.0#柴油在缢蛏体内的富集量高于原油乳化液、释放量低于原油乳化液,其原因与不同种类石油的烃类组分有关.     

修复方式对滩涂贝类养殖底质TN、TP及TOC影响的室内模拟实验

通过室内模拟实验方法,探讨了物理修复方式(翻耕、压沙加翻耕)和投放双齿围沙蚕(Perinereis aibuhitensis)的生物修复方式下滩涂文蛤(Meretrix meretrix)养殖区底质中TN、TP及TOC含量的变化特征.结果表明,物理修复组中,翻耕20 cm组底质TN、TOC的去除效果及翻耕30cm和翻耕加压沙组底质TN、TP及TOC的去除效果较对照组均达到了显著水平(p0.05),且不同修复组对3种指标的去除率大小顺序一致,均表现为翻耕加压沙组最佳,翻耕30 cm组次之,翻耕20 cm组最差;生物修复组中,双齿围沙蚕对底质修复效果明显,0.28 kg·m-2密度组对TN、TP的去除效果及0.14 kg·m-2、0.21 kg·m-2密度组对TN、TP及TOC的去除效果均较对照组达到了显著水平(p0.05),其中,0.21 kg·m-2密度组对TN、TP及TOC的修复效果均最佳,而较高密度的0.28 kg·m-2组的修复效果反而降低,说明沙蚕总体修复效果并不完全随投放密度的增加而增强.     

辽河流域环境要素对水生态的影响

为了分析流域内气候、地形地貌和人类活动对水生态的影响,分别于2009年8月和2010年6月对辽河流域76个采样点的鱼类和底栖动物进行了调查采样。运用统计学的相关分析和典型相关分析,从流域尺度分别建立了气候、地形地貌、土地利用类型与鱼类和底栖动物生物多样性的关联。结果表明,鱼类多样性与年均日照时数、草地用地比例、耕地用地比例、城市用地呈显著负相关,与多年平均降水量、相对湿度和水域的用地比例呈显著正相关;底栖多样性与年均日照时数、林地、草地、耕地用地比例呈显著负相关,与坡度、NDVI、多年平均降水量、相对湿度和水域的用地比例呈显著正相关。典型相关分析表明对水生生生物影响最大的环境要素是多年平均温度、坡度和水域用地。     

基于整合生物标志物响应指数评价0号柴油对黑鲷(Sparus macrocephalus)的毒性效应

以0号柴油水溶性成分(water soluble fraction of No.0 fuel oil,WSF)为污染物,采用暴露试验法研究了黑鲷(Sparus macrocephalus)肝脏、鳃和肌肉组织中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽硫转移酶(GST)、过氧化物酶(POD)活性的变化和脂质氧化水平(MDA)。利用整合生物标志物响应(integrated biomarker responses,IBR,RIB)指数定量化评价0号柴油污染胁迫对黑鲷不同组织的毒性效应。结果表明,黑鲷受0.60、0.30和0.015 mg·L-1WSF胁迫后,肝脏、鳃和肌肉中SOD、CAT和GST酶活性呈现诱导-抑制的规律性变化,POD活性呈现抑制-诱导的规律性变化,MDA含量则呈现先降低后升高的变化趋势。各组织表现出一定的差异性,且肝脏较早诱导酶活性。依据RIB值大小分析得到各组织氧化应激能力水平由高到低依次为肝胰腺、鳃和肌肉。RIB值总体表现为前期升高后期下降的变化趋势,肝脏组织RIB值与WSF浓度具有较好的正相关关系。     

摄食水平和氨氮对梭鱼幼鱼食物消化及生长的影响

以鮻鱼(Liza haematocheila)为研究对象,采用半静态实验法探讨了摄食水平和氨氮联合作用对鮻鱼幼鱼摄食、食物转化率、生长、肠胃蛋白酶等方面的影响。结果表明:氨氮对鮻鱼幼鱼的摄食具有抑制作用,高浓度氨氮(3.32mg·L-1)对幼鱼摄食的抑制率达28.78%。鮻鱼幼鱼对食物的转化率(FCE)随氨氮浓度升高而减小,随着摄食水平的增加而增加,FCE最大值出现在饱食未添加氨氮组(BS5),为19.83%;最小值出现在低摄食水平的高浓度氨氮组(HS1),为-22.19%。鮻鱼幼鱼特定生长率(SGR)的增长水平受摄食水平和氨氮的影响与幼鱼的FCE变化一致。氨氮对实验幼鱼肠胃蛋白酶活性的影响因摄食水平而不同,本实验中,仅饱食条件下高浓度氨氮对幼鱼的肠胃蛋白酶有显著抑制效应,这可能与氨氮胁迫情况下幼鱼摄食量较小有关;氨氮浓度相同时,对照组和低氨氮浓度组鮻鱼幼鱼肠胃蛋白酶活性受摄食水平影响显著,而高氨氮浓度条件下,由于饱食组幼鱼肠胃蛋白酶活性受抑制,导致摄食水平对肠胃蛋白酶活性影响不显著。研究证实,摄食水平是影响鮻鱼生长及肠胃蛋白酶活性的主要因素,氨氮会抑制鮻鱼摄食,进而影响蛋白酶活性。     

主成分分析法在辽河水质评价中的应用

在水质评价中,表示某一流域水质情况的指标众多,而不同的指标间往往存在不同程度的相关性。其中有些相关性甚至非常显著,这使它们提供的信息有可能发生重叠。用主成分分析综合处理可以产生新的指标,而这些新的指标彼此互补相关又能综合反映水质的情况。本文通过应用主成分分析逐步降维综合处理的特性对辽河水质进行评价,对辽河四个断面的污染程度做了综合评价。然后再应用主成分分析法选取主要污染指标,结合迭代聚类模型对主成分分析得到的结果进行分类。     

深圳大运会期间一次光化学污染事件成因分析

对深圳大运会期间8月20日发生的一次光化学污染过程进行分析。此次过程中,处于工业区的石岩大气成分站测得O3浓度小时平均最大值为213.4μɡ/m3,超过国家环境空气质量二级标准限值(200μɡ/m3),出现时间在当日13:00～14:00时。与处于城区的竹子林站和郊区的西涌站污染物浓度进行对比分析得知,此次光化学污染的主要特点是局地性较强,持续时间较短,影响范围小。同步的风速、风向、温度、相对湿度及紫外辐射等气象要素分析表明,此次光化学污染事件与气象条件关系非常紧密,当日天气晴朗、日照强烈、温度高、相对湿度适中,有利于光化学反应的发生,且不利的风向条件使得来自上风向城区的污染物易于累积。     

基于SPAMS探究南京市秋季大气中含草酸重金属颗粒的混合状态

草酸是大气环境中重要的二羧酸,可以与多种非吸湿性的多价金属形成草酸-金属络合物,并对生物健康和大气环境产生重要的影响. 众所周知,光化学反应可以促进草酸的形成. 然而,考虑到草酸与重金属（Heavy Metals, HMs）潜在的络合反应,草酸与HMs颗粒的混合态目前尚不完全清楚. 本研究利用单颗粒气溶胶质谱仪对南京市大气中含有草酸的HMs （Fe、Cu、Pb、Zn） 的粒径和化学组成进行了分析. 结果表明,与采样期间获得的整体颗粒相比（17.16%）,HMs中草酸的数分数（Number fractions, Nfs）更高（29.88%）. 草酸在各类HMs中的Nfs值分别为20.84% （Fe）、45.59% （Cu）、37.16% （Pb）、36.51% （Zn）. 此外,草酸与Cu （ r = 0.53 ）、Pb （ r = 0.55 ）和Zn （ r = 0.79 ）之间存在良好的相关性,这可能归因于它们在环境中可以形成草酸-重金属配合物. 值得注意的是,Fe与草酸在白天（r = 0.29）和夜间（r = 0.71）的相关性差异明显,这可能是因为Fe-草酸配合物在白天发生光解和Fe驱动的Fenton反应有关. 此外,气溶胶酸度（Relative acidity, Ra）和相对湿度（Relative humidity, RH）对形成草酸-重金属配合物也有影响. Ra的增强可能抑制草酸-重金属配合物的形成. 当RH > 70%时,RH增大可能促进草酸-重金属配合物的形成. 本研究为评估草酸在HMs中的增强提供了一些参考依据,同时提高了我们对大气环境中存在的草酸汇的认识.