环境工程专业认证对学生创新能力培养的影响初探

在工程专业认证和新工科建设交融期,工科专业培养出的学生不仅要具备解决复杂工程问题过程中的识别、分析、设计、开发、研究、沟通、合作等能力和素质的培养方面,还需培养学生的科研创新能力。本文以环境工程专业为例,考察了在申请工程专业认证前后本科生科研创新能力的变化,认为专业认证工作在一定程度上提升了学生的科研创新能力,主因是课程体系建设,教学科研平台提升和教师教育理念改变。

杭州市郊蔬菜基地土壤和蔬菜中Pb、Zn和Cu含量的环境质量评价

对杭州市4个蔬菜基地土壤中Pb、Zn、Cu进行测定分析,利用不同的评价方法和标准来评价土壤重金属的环境质量状况,并在GIS软件平台下,通过克里格插值法分析了江干区蔬菜基地土壤-蔬菜重金属含量空间分布特征.结果发现蔬菜基地土壤中重金属含量超过自然背景值,未超过以国家土壤重金属环境质量标准,是符合无公害蔬菜基地的要求的;4个调查区中拱墅区土壤中重金属含量大于其它3区;江干区蔬菜基地土壤-蔬菜中重金属的空间变异很大;小白菜/小青菜中Zn和Cu的含量未超标,Pb则超标;2种蔬菜的富集系数均是Zn>Pb>Cu,小青菜Pb、Zn、Cu的富集系数和含量均大于小白菜,更易受到土壤中重金属的影响.

基于地统计学和GIS的土壤和蔬菜重金属的环境质量评价

以浙江省上虞市东关镇为例,利用地统计学与GIS技术相结合的方法揭示了该地区土壤与蔬菜重金属含量的空间分布特征,并评价其重金属的环境质量状况,在参照评价标准的基础上,绘制了土壤与蔬菜重金属的空间分布图,并对其成因进行了探讨.结果表明:东关镇大部分田块存在着重金属分布不均的情况;Cu、Zn的含量偏低,Pb、Cd含量偏高;全镇土壤和蔬菜重金属含量的空间变异很大,土壤重金属的全量与有效态含量之间存在显著的正相关,空间分布存在一定相似形,与蔬菜的空间分布则存在很大的区别,蔬菜重金属含量与土壤重金属的含量有一定的相关性,基本都未达到显著水平;小青菜中Zn和Cu的含量未超标,Pb、Cd则超标.

磷对铅、锌和镉在土壤固相-液相-植物系统中迁移转化的影响

在盆栽条件下,以磷酸二氢钾作为磷（P）添加剂,以空心菜为指示植物,借助模型Visual MINTEQ研究了P对污染土壤中铅（Pb）、锌（Zn）和镉（Cd）在土壤固相-液相之间以及土壤-根系-地上部的迁移累积的影响.实验设了6个P剂量水平：0（CK）、0.18（P0.18）、0.36（P0.36）、0.72（P0.72）、1.08（P1.08）、1.44（P1.44）,P剂量水平是按照P/Pb物质量的比例（mol/mol）为基础而设计的.结果表明,与对照相比,添加P处理污染土壤后,显著（p〈0.05）降低了空心菜地上部吸收的重金属Pb、Zn和Cd的含量,降低幅度分别为53%-92%、35%-71%和59%-86%,降低了根系吸收累积重金属Pb的含量,增加了根系吸收的Zn的含量,但对Cd吸收量无显著影响.增加P的剂量水平,根系向地上部转运的Pb、Zn和Cd的量的呈指数级下降趋势.地上部吸收的各元素的相关分析结果表明,元素Pb与元素Zn、Cd是显著正相关关系,其中相关系数最高的是Pb与Zn（r=0.993,p〈0.01）,其次是Pb与Cd（r=0.986,p〈0.01）.说明Pb与Zn、Cd在空心菜从根系到地上部分转运的过程中是协作关系.添加P后,提高了土壤pH,从而降低了土壤水溶性Cd的含量,Zn变化不显著,增加了土壤水溶性总Pb含量.平衡液中Pb的主要存在形态是PbHPO4、PbOH＋、PbH2PO4＋等3种络合形态.结果还表明,根系吸收Pb的量与土壤水溶性Pb含量具有显著的负相关关系,相关系数-0.872（p〈0.05）.P处理降低了土壤水溶性Zn、Cd的含量,却促进了根系吸收,这是Zn、Cd与Pb的不同之处.P具有显著降低复合污染土壤中Pb、Zn和Cd植物毒性的作用.

铅锌矿区及周边土壤铅、锌、镉、铜的污染健康风险评价

从点、线、面3个角度利用指数和健康风险2个评价模型对东关镇铅锌矿区土壤中Pb、Zn、Cd、Cu的含量进行健康风险评价.结果表明,点、线和面土壤中Pb、Zn、Cd、Cu的平均含量都表现为Pb>>Zn>>Cu>>Cd;点和线土壤中Pb、Zn、Cd、Cu 4种元素的平均含量远远大于对应面中的含量,其中以Pb、Zn含量最为明显;土壤点、线、面中Pb、Zn、Cd、Cu 4种元素空间分布很不均匀;土壤中重金属Pb、Zn、Cd、Cu含量所引起的成人与儿童平均个人风险均是Pb>>Cd>Cu>Zn;儿童比成人更易受到土壤重金属含量的影响,总的健康危害风险是成人的3倍左右;东关镇全镇土壤中重金属Pb、Zn、Cd、Cu环境质量现状尚属安全,但越靠近矿区重金属污染的土壤对周围居民人体健康的危害风险越大.

植物对水中菲和芘的吸收

以菲和芘为多环芳烃（PAHs）代表物,采用水培体系研究了黑麦草（Lolium multiflorum Lam）对水中PAHs的吸收作用,重点研究了植物吸收菲和芘的时间动态.水中菲和芘起始浓度分别为1.00mg/L和0.12mg/L.0～288h内,黑麦草根和茎叶中菲和芘含量均先快速增加而后降低,积累量不断增大,植物根系和茎叶富集系数则先快速升高而后趋于稳定.茎叶中菲和芘含量、茎叶对菲和芘的富集系数比根低1～3数量级,积累量也明显小于根系.黑麦草根系对水中芘有更强的富集能力,其根系富集系数比菲大85%～179%;而其茎叶对菲的富集作用则略强.菲和芘在植物体内有明显的传导作用.0～288h,传导系数（TF）先显著升高而后趋于恒定;但实验条件下,菲和芘的TF值均很小,分别不高于0.031和0.009,且芘的TF值明显小于菲,表明供试植物对芘的传导能力更弱.

我国氟的土壤健康质量指标及评价方法的初步探讨

根据全国已经报道的地氟病发生率和土壤氟的相关资料,对我国氟的土壤环境质量指标与人体健康关系的研究进行了总结与分析,探讨了氟的土壤健康质量指标,包括我国土壤中全氟和水溶态氟的土壤环境质量指标确定和评价方法.

杭嘉湖平原土壤中氟元素的空间分布特征

以杭嘉湖平原13个地区的耕层土壤(0～20cm)中氟元素为研究对象,利用地统计与GIS技术相结合的方法研究了该地区土壤中氟的空间分布特征.结果表明,全氟具有较高的空间相关性,说明受母质、地形、土壤类型等自然的结构性因素影响较大;水溶态氟、交换态氟具有中等的空间相关性,说明施肥、管理水平等随机因素引起的空间变异起很大作用.采用Kriging最优插值法得到了表层土壤氟含量的空间分布图,显示土壤氟元素的3种形态与土壤母质、pH值、有机质、土壤质地等含量关系密切;全氟含量集中在200～300mg/kg;水溶态氟含量集中在0.5～1.0mg/kg;交换态氟含量集中在2.0～4.0mg/kg.全氟、水溶态氟、交换态氟的空间分布均表现为中、东部比西部高.

氯和磷对土壤中水溶-可交换态铅的影响

在实验室培养条件下研究了氯离子（Cl^-）对含磷物质KH2PO4降低污染土壤中铅毒作用的影响.结果表明,在铅锌矿污染土壤中添加KH2PO4显著降低了土壤中铅（Pb）的水溶-可交换态含量,降低幅度为92.0%-95.1%,显著降低了铅的生物有效性.数据统计分析表明,KH2PO4用量在P/Pb摩尔比为0.6时已足够修复土壤的铅毒,并且在此磷添加量水平时,加氯与不加氯比较,显著降低了土壤中Pb的水溶-可交换态含量,说明了添加氯对含磷物质降低铅毒有促进作用.运用Visual MINTEQ模型模拟计算的结果表明,添加磷和氯处理土壤后,土壤中Pb的活度主要受P的控制,尤其是磷氯铅矿[pyromorphite,Pb5（PO4）3Cl]沉淀.在使用含磷物质修复铅污染土壤技术时,添加适量的氯,以达到最佳修复效果.

基于GIS杭嘉湖平原土壤氟的质量评价

测定分析了浙江省杭嘉湖平原13个县市的土壤氟含量，以GIS软件平台为基础，利用克里格插值法揭示了该地区土壤全氟及其影响因素的空间分布特征，按照土壤全氟指数法评价杭嘉湖平原土壤氟的健康质量．结果表明：全氟含量的空间分布是中、东部比西部的高，与土壤母质、pH值、有机质、阳离子交换量、土壤质地等关系密切；整个研究区域土壤全氟含量较低，大多在200～300mg／kg之间，有23．7％的土壤全氟含量低于200mg／kg；其中又以余杭的土壤全氟含量最低，均在100mg／kg以下．

大气甲烷碳同位素测试方法及其在雅克拉凝析气田上方大气中的应用

研制了一套与气体稳定同位素质谱仪联机在线分析大气甲烷碳同位素的制样技术，该方法具有精度较高（±0．4×100）、用样量少（200mL）、耗时短（45min）和操作相对较为简便的优点．利用该系统对新疆塔里木盆地雅克拉凝析气田上方大气甲烷的碳同位索组成做了初步测试．结果表明，其大气甲烷碳同位素组成平均值为-45．0×10^-3，相对全球大气甲烷碳同位素平均值明显偏重1．2×10^-3～2．0×10^-3显示了其甲烷主要来源为深部凝析气藏中的甲烷等气体的渗漏和扩散．并且由于白天日照强，温度高，气田渗漏和扩散到地表的甲烷部分被氧化。因此白天大气甲烷的浓度略低于夜晚，且^13CCH4较夜晚偏轻．

杭嘉湖地区水稻土中氟的分布特征

测定分析了杭嘉湖地区400余份水稻土土样中氟(全氟、交换态氟和水溶态氟)的含量,对该地区水稻土中氟的土壤环境质量评价基准值进行了初步研究。结果表明,水稻土中的全氟与可交换态氟含量均呈正态分布,水溶态氟的含量符合对数正态分布。在5种不同母质发育的水稻土中,河相沉积物发育的水稻土全氟含量最高,算术平均值为333.1 mg kg-1;海相沉积物发育的水稻土次之,为324.3 mg kg-1;黄壤和红壤性坡残积物最低,为245.4 mg kg-1。海相沉积物发育的水稻土水溶态氟和可交换态氟含量最高,分别为1.55 mg kg-1和4.03 mg kg-1。不同类型的水稻土(渗育性水稻土、潴育性水稻土、潜育性水稻土和淹育性水稻土)剖面中耕作层的全氟含量均高于亚耕层,而剖面中水溶性氟的分布规律则相反。初步确定杭嘉湖地区水稻土中氟的环境质量评价基准建议值全氟为413.9 mg kg-1,水溶态氟为2.54 mg kg-1。

印染企业节能减排状况与对策研究

印染企业生产成本中,能源成本约占总成本的70%。结合绍兴地区6家企业的清洁生产审核工作,通过采集各印染企业的能资源消耗数据,按照统一的能源统计方法进行折算,评估了能源成本比例构成。分析表明,水、电、蒸汽和煤的消耗与印染企业生产工艺、产品特点间有密切联系。同时,结合各印染企业的节能减排方案,提出了适合于印染企业有效开展节能减排工作的相关对策。

膨润土修复矿区污染土壤的初探

绍兴某矿区土壤受重金属Pb和Zn的复合污染。本文研究了膨润土修复矿区污染土壤过程中不同pH、膨润土对污染土壤修复效果的影响。结果表明:pH、膨润土与污染土壤比是影响膨润土对Pb和Zn的吸附的主要因素,当pH=5.0时,吸附效果最佳。当pH=5.0,膨润土与污染土壤比=1∶10时,平衡液中Pb和Zn的浓度比不添加膨润土分别降低44%和58%。膨润土与污染土壤比=1∶5时修复效果最好。因此,在pH在5,膨润土与污染土壤比=1∶5时,可以达到最好的修复效果,膨润土可以用于修复被Pb和Zn污染的土壤。

铅锌矿污染土壤中颗粒态有机质对重金属的富集作用

积累在土壤中重金属的生物有效性及其可移动性不仅与重金属浓度有关,更与其存在的形态和载体对重金属的吸持能力有关,因此防治土壤重金属污染的关键是降低土壤重金属的含量和有效性。本文主要研究了取自浙江省绍兴市某铅锌矿污染矿区的污染土壤中铅、锌、铜、镉在不同粒级的颗粒态有机物(POM)的分布。采用物理分馏法把土壤POM按粒级和密度分散。四种重金属在土壤POM中都有显著的富集。重金属在土壤POM中的富集程度随着POM粒级的减小而增加。0.05～0.25mm的POM对重金属的富集起首要作用,Zn、Pb在最大的POM组分中(>1mm)富集浓度是其在最小POM组分中(0.05～0.25mm)的1/4～1/3。四种重金属中,铜在POM中的富集最强烈,最高相对富集系数达到14.67,是Pb的6倍。

催化臭氧氧化处理对氯苯酚的研究

采用臭氧氧化法处理对氯苯酚溶液,研究了pH、温度、气体流量和对氯苯酚初始浓度等因素对处理效果的影响。反应体系pH越高,越有利于氧化反应。用自制的载有Fe、Co、Mn氧化物的活性炭纤维(ACF)催化剂进行催化臭氧氧化对氯苯酚的实验。结果表明,Fe/ACF显示了较好的催化性能和活性。通过在反应体系中加入一定量的羟基自由基猝灭剂,初步探讨了其催化机理,即催化剂和臭氧反应生成了氧化性极强的羟基自由基。

亚热带红壤丘陵区茶园土壤中Al和F的分布特征及其影响因素

以化学浸提的方法研究了亚热带红壤丘陵区茶园土壤中活性Al和F的溶出和剖面分布特征．结果表明，各浸提液对Al的浸提能力顺序为：1mol／L HCl〉1mol／L NH4AC（pH4．8）〉1mol／L KCl（pH5．5）〉H2O（pH6．8）．同样，在4种浸提态F中，1mol／LHCl所提取F的含量最高，含量范围为6．62～38．8mg／kg，1mol／L KCI与1mol／LH4AC所提取F含量次之，分别为4．57～28．1mg／kg和5．76～32．17mg／kg，水溶性F的含量最低，含量范围为0．95～4．18mg／kg．各浸提态Al和F主要集中于0～3cm的表层，土壤剖面分布有上高下低的特征．水溶性Al与F存在线性回归关系，其他各浸提态Al和相关浸提态F之间也为显著的正相关关系．土壤中各浸提态Al和F含量随植茶年限的增长而增加，同时也受土壤母质、土壤pH值和有机质影响．

污泥制备水泥及其重金属释出的初步研究

城市污泥的最佳出路是无害化处理,资源化利用,产业化发展,将城市污泥作为生态水泥的生产配料是目前污泥资源化利用的新途径。该文将城市污泥作为配料分别按照6%和20%的比例与粘土混合制成水泥并养护7天后,测定水泥熟料的一些物理化学性质以及水泥固结体的重金属浸出含量。研究结果表明:与粘土相比,污泥有烧失量大、杂质含量高、Al2O3含量偏低的特点;以低比例污泥制备成的水泥熟料的化学成分、矿物组成和物理性能更接近于普通水泥熟料;水泥固结体中铅、镉、总铬、铜和锌可浸出含量未超出GB5085.3-1996浸出毒性标准,表明污泥中的重金属离子得到有效的束缚。

三聚氰胺废水治理的实验研究

该文采用吹脱法对三聚氰胺高浓度氨氮废水进行了研究。试验研究了pH值、气水比、曝气时间和水温对吹脱性能的影响,结果表明在pH值11左右、吹脱时间为5h、吹脱强度尽可能大的情况下氨氮的去除率较好,可达70%以上。从清洁生产审核的要求和循环经济角度出发,吹脱法对三聚氰胺废水的治理具有优越性,吹脱工艺可以回用生产废碱、产出有用副产品硫酸铵、治理费用相对低廉,通过合理的工程设计可以达到预定处理效率的目的。

皂角苷对铜绿假单胞菌降解土壤PAHs的影响

本文以铜绿假单胞菌和皂角苷为降解菌和表面活性剂代表,研究表面活性剂对生物添加增效修复多环芳烃污染土壤的影响。发现铜绿假单胞菌可高效降解溶液中的菲,降解率达77.9%。低浓度皂角苷(100 mg·L^-1以下)可增加土壤中菲和芘的去除,但会抑制假单胞菌的生长和降解能力。铜绿假单胞菌加入土壤中并不会促进土壤污染物降解,也未显示对皂角苷(~4000 mg·L^-1)的耐受性,生物添加在实际应用中需慎重考虑。