我国新兴污染物环境风险评价与控制研究进展

目前环境化学研究热点逐渐从传统污染物转向新兴污染物,如持久性有机污染物(POPs)、环境内分泌干扰物(EDCs)、药品和个人护理品(PPCPs)等.环境中痕量新兴污染物往往会造成较高的危害和风险,日益引起广泛关注.应对新兴污染物环境问题,首先要了解其环境风险,然后进行风险控制和防范.我国新兴污染物的研究正在逐渐兴起.近年来,研究人员在我国新兴污染物环境风险评价和控制方面积极开展工作,本文综述我国这方面的研究进展,以期为进一步开展其风险防范研究提供参考.

膜曝气生物膜厚度控制研究进展

生物膜厚度控制是膜曝气生物膜反应器(MABR)工艺运行管理的关键,存在获得最佳碳氮磷同步去除效能的最优生物膜厚度.本文回顾了近20年来有关MABR生物膜厚度控制技术(包括定期冲刷、连续水力剪切、真核生物捕食、群体感应淬灭)的研究发展历程,探讨展望未来的研发方向,以期为MABR工艺向水质提升与节能降碳高质量发展提供参考.

超高效液相色谱-三重四极杆质谱联用同时检测环境水体中22种典型药品及个人护理用品

应用超高效液相色谱-三重四极杆质谱联用仪（UPLC-MS/MS）建立了环境水体中22种典型药品及个人护理用品（pharmaceuticals and personal care products,PPCPs）的分析方法。通过对固相萃取柱、淋洗液、色谱流动相等的优化,确定以Oasis HLB小柱为固相萃取柱、甲醇为淋洗液、水（0.1%甲酸）-甲醇（7∶3,v/v）为流动相进行水样预处理和色谱分离。在最优条件下,目标物在水中的回收率为73%～125%,相对标准偏差（RSDs）为8.8%～17.5%。各目标物的线性范围均为2～2 000μg/L,线性相关系数（R2）不小于0.997。该方法具有检出限低、回收率高等优点,经实际样品测试,适用于环境水体中22种典型PPCPs的同时检测,可为微量有机物引起的水环境风险评价和控制的相关研究提供支持。

气相色谱-串联质谱法同时快速检测环境水样中11种合成麝香

应用气相色谱-串联质谱法（GC-MS/MS）建立了环境水样中佳乐、吐纳、特拉斯、开许梅龙、萨利、粉檀、二甲苯、麝香酮、伞花、葵子、西藏11种典型的合成麝香（Synthetic Musks）的同时快速检测方法。采用Oasis HLB固相萃取柱、乙酸乙酯为洗脱液对水样进行预处理。在最优条件下,目标物线性范围均为0.05-10ng/L（R2为0.995-0.999）,回收率为83.9%-112.7%,相对标准偏差（RSD）为3.5%-9.9%。该方法具有检测限低、回收率高等优点,经实际样品测试,可适用于环境水样中上述11种典型合成麝香的同时检测。

互花米草根际细菌相对丰度及其与环境因子的关系

对黄河三角洲受堤坝影响区域和不受堤坝影响区域互花米草(Spartins alterniflora Loisel)的根际细菌及环境因子进行了为期2年的监测.受堤坝影响区域根际细菌相对丰度值显著低于不受堤坝影响区域根际细菌相对丰度值,同一区域不同季节互花米草根际细菌相对丰度值也存在显著差异.并且在受堤坝影响区域中,根际细菌相对丰度值最大值发生向海方向的位移,根际细菌相对丰度值与由海向陆的距离呈显著正相关(P<0.05),随着由海向陆的位移,根际细菌相对丰度值呈显著增加的趋势.同时,随土壤深度增加,根际细菌相对丰度值逐渐降低.根际细菌相对丰度值与总氮和有机质质量分数呈显著正相关(P<0.5),与盐质量浓度呈显著负相关(P<0.5),根际细菌相对丰度值随着盐质量浓度的降低呈显著增加的趋势,而根际细菌相对丰度值与总磷质量分数无显著相关性.研究对黄河三角洲典型植被特别是入侵物种生态演替具有重要科学意义和应用价值,并为我国滨海地区互花米草的治理提供针对性措施和决策依据.

制药废水中头孢类抗生素残留检测方法及环境风险评估

基于固相萃取-超高效液相色谱-两级串联质谱（SPE-UPLC/MS/MS）技术,建立了制药废水中头孢克洛、头孢曲松、头孢氨苄、头孢噻肟、头孢唑啉、头孢呋辛、头孢西丁、头孢噻吩和头孢拉定共9种头孢类抗生素的测试方法,定量限为27.5～131.8ng/L,目标物回收率为72.8%～102.2%；利用该技术,检测某采用两级生物氧化工艺的制药废水处理厂各级单元出水,共检测出头孢曲松、头孢唑啉、头孢噻肟和头孢呋辛4种头孢类抗生素,其在进水中平均浓度分别为7.6,12.9,5.6,91.6μg/L,在一级氧化出水中平均浓度分别为4.2,5.2,2.2,37.4μg/L,在二级氧化出水中平均浓度分别为2.0,2.7,0.6,24.4μg/L；风险商值法评估制药废水出水中残留的头孢曲松、头孢唑啉、头孢噻肟和头孢呋辛的环境风险均为高风险等级.

基于分子生物学的微生物修复技术在石油污染环境中的应用

日益增长的人类活动和工业生产带来的石油污染已成为严重的环境问题。微生物修复技术绿色环保,在石油污染修复中备受关注。分子生物学技术的应用使微生物修复技术发生了迅猛变革,并为高效降解菌剂的开发提供了资源,但目前还存在物种注释结果不够全面和精确、检测灵敏度有限等缺点。其他微生物修复技术在提高石油污染物的降解效率以及减少其对环境的危害等方面也具有相当大的潜力,特别是生物表面活性剂和生物刺激剂,修复周期较短,修复成本相对较低,在未来可以大规模应用。另外,分子生物学与其他微生物修复技术的结合成为降解石油污染物的有效工具。本文总结了分子生物学手段在石油污染环境中的应用,梳理了近年来微生物修复石油污染方法的研究进展,讨论了现有微生物修复技术的修复效果,并对未来微生物修复技术的发展方向进行了展望。

城市污水中新兴微量有机污染物控制目标与再生处理技术

城市污水再生利用是缓解城市缺水问题和改善城市水环境质量的重要方法,其前提是水质安全保障.城市污水中近年来不断检出新兴微量有机污染物(trace organic contaminants,TOrCs),如抗生素、全氟化合物、雌激素等,是再生水水质安全的重要威胁.针对城市污水再生深度处理需明确新兴TOrCs控制目标和处理技术的需求,系统比较了欧盟、美国、澳大利亚等再生水利用先行国家和地区在TOrCs控制目标、指南、规范、技术与工艺管理等方面的研究和实践进展.结果表明,由于TOrCs浓度低且种类多,TOrCs被分为高风险TOrCs和指示性TOrCs.美国加州地区和澳大利亚根据风险水平和检出水平分别提出了高风险TOrCs和指示性TOrCs种类清单和浓度限值,然而该清单中的TOrCs种类和浓度限值尚未列入强制标准或规范.针对再生水TOrCs风险控制需求,瑞士、美国加州等提出了多级屏障再生水处理工艺.瑞士提出,城市污水深度处理对卡马西平等药品类TOrCs去除率应大于80%,美国加州规定补充饮用水源的再生水深度处理应去除69%以上的1,4-二恶烷.此外,TOrCs控制高度依赖重源头控污(工业废水阻断)、单元协同、在线监控反馈与实时优化等全流程安全保障措施.随着我国再生水用量持续增加,用途不断拓展,亟需制定针对性强、现实可行的TOrCs控制指南和规范,包括明确高风险和指示性TOrCs,推动多级屏障再生水深度处理工艺,以TOrCs去除率为深度处理目标.

从技术视角看新《环境保护法》中的环境管理制度

从技术视角剖析新《环境保护法》的环境管理制度,可将环境管理制度划分为责任模式、经济模式和技术模式。技术模式下的环境影响评价制度、"三同时"制度和排污许可证制度主要涉及的清洁生产和污染防治措施、污染防治设施和水平以及排放总量、浓度等内容均与技术密切相关,其实施过程更需要技术的支撑。

我国低碳转型进程中碳强度与电气化环境库兹涅茨倒U形关联的检验与政策启示

中国正在积极地谋求低碳化转型,政府承诺落实2030年前碳达峰的目标并努力争取2060年实现碳中和。碳强度控制是实现CO_2减排的关键制度,而电气化又与碳排放和经济增长都具有紧密的联系。因此,研究电气化与碳强度的关系对政策设计和制定碳强度控制政策具有重要意义。基于电气化与碳强度关系的现有研究,本文提出了碳排放强度随着电气化水平提高先上升后下降的环境库兹涅茨曲线(EKC)关系假设。本文以中国1997—2016年30个省份的面板数据为对象进行假设检验,并使用空间杜宾模型验证空间效应对结果的影响。结果显示,我国电气化与碳强度之间确实存在显著的倒U形的EKC关系,并且这一结论在考虑空间因素后仍然稳健。EKC曲线的拐点在不考虑空间因素的情况下位于电气化水平为10.52%的位置,在考虑了空间因素后略微后移到10.81%。截至2016年,所有省份的电气化水平均处于EKC拐点的右侧,即电气化水平的提高将对碳强度下降起到显著的促进作用。最后,针对电气化与碳强度关系的一般与空间特征,本文对电气化发展提出了政策建议。

纳滤膜污染机理、表征及控制

主要总结了纳滤膜污染的类型及污染机理,纳滤膜污染的常用表征手段,以及针对膜污染采取的不同控制措施及其相应的影响。重点讨论了复合污染对纳滤膜运行的影响及其作用机理,并且论述了新型表征手段在膜污染分析中的应用,为改善纳滤膜运行情况提供依据。

当前化学品环境管理的挑战与建议

化学品环境管理是我国当前环境保护工作中亟需加强的重要领域,并且面临三大挑战:化学品种类呈爆发式增长,化学品的生产使用量呈指数式增长以及对化学品的损害特性认知滞后。现阶段,我国的化学品管理集中在对生产流通环节的安全事故防范和对次生环境污染的治理与应对,但是对化学品造成的环境影响和健康损害却还缺乏足够的重视,相应的风险管控制度和防治体系建设也还处于摸索阶段。本文从管理对象界定、化工行业管理、管理制度设计、专业能力建设和多学科技术支撑五个方面梳理了我国当前化学品环境管理工作中存在的主要问题和不足。综合我国化学工业的发展现状和化学品环境管理的现实需求,建议从五个方面加强化学品环境管理体系的建设:(1)明确化学品环境管理的对象和范围,科学制定管理战略与路线;(2)深化对化工行业发展规律的认知,加快形成行业绿色转型的共识与行动;(3)定期跟踪评估政策的实施成效,建立完善的政策调整机制;(4)总结和借鉴国内外化学品环境管理的先进经验和教训;(5)加强化学品全流程、跨领域的研究整合,大力发展检测、模拟和评估的新技术与新方法。本研究可为我国中长期化学品环境管理战略和政策制度体系的建立提供决策支持。

半导体行业废水的反渗透膜污堵机制与控制策略

半导体行业是我国大力发展的高精尖产业,废水产生量大、再生处理难度高.半导体行业废水再生处理过程中,反渗透(reverse osmosis,RO)是重要的污染物去除单元,但面临的膜污堵问题严重影响了其效率与经济性.本文梳理了半导体行业废水的种类与典型污染物,总结了半导体行业废水导致反渗透膜污堵的主要机制及控制手段,提出了针对半导体行业废水特点的膜污堵控制策略.半导体生产的不同工序会产生多种废水,包括含氟废水、含磷废水、含氨废水、重金属废水、有机废水与酸碱废水等.废水中污染物种类多且可生化性普遍较差.通常,不同种类废水分类经分质收集后,进行相应的预处理,之后部分合流处理并进入RO系统.半导体行业废水中的金属离子或氟离子易在反渗透膜面形成无机结垢,表面活性剂易形成有机污堵.反渗透膜污堵可通过预处理、膜清洗与运行条件调控等手段进行控制,如超滤、EDTA清洗剂与pH调节等,但大部分现有手段对半导体行业废水造成的污堵控制能力有限.建议未来开发针对关键污染物的预处理技术与定制化的膜清洗方案;并结合半导体生产工序,提出针对污染物关键相互作用关系的废水收集与再生处理整体策略.

环境规制下化工产业供应链网络的鲁棒性分析——以太湖水事件为例

供应链网络在面对干扰或冲击时表现出来的鲁棒性一直是研究的热点。本研究以太湖水事件为例,从网络的结构和性能两方面分析了宜兴地区的化学工业供应链网络在大规模企业关停下的表现,以了解环境规制对供应链网络的影响。研究结果表明,现行的关停政策并未对供应链网络产生太大的冲击。但由于宜兴化工产业供应链网络具有一定的无标度性,在未来的企业关停中仍需要慎重考虑寻整个网络的冲击与影响。

基于电力数据优化大气污染物排放清单

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PM_(2.5)年均模拟值与监测值相关性提高了3.3%,对NO_(2)的改善效果最好.10月份改善效果最明显,PM_(2.5)、PM_(10)、CO的△R^(2)均超1.4%.优化后的排放清单PM_(2.5)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.

环境材料的概念、特点与评判依据初探

一、环境材料的产生背景全球性的生态环境恶化和资源枯竭问题,是21世纪人类生存和发展所面临的重大危机,已成为国际社会普遍关注的焦点之一。材料是人类社会进步的基础和先导,对经济发展以及物质文化生活水平的提高有着举足轻重的作用。然而,材料在合成、制备、生产、加工、使用和废弃的过程中.

黄河流域氨氮水生生物生态风险时空分异特征

分析揭示黄河流域氨氮水生生物生态风险时空分异特征,对黄河流域氨氮风险管控和水生态环境保护工作的开展以及氨氮水环境质量标准的细化和修订具有重要意义.本文基于生态环境部颁布的《淡水水生生物水质基准-氨氮》国家生态环境基准,应用统计学方法和风险商法,研究了2022年黄河流域氨氮风险的时空分布特征并识别出重点关注时段和区域.同时,通过变异系数建立了对比氨氮风险时空差异性的方法,并采用Spearman相关性分析识别出黄河流域氨氮风险主要影响因素.结果表明:(1)黄河流域氨氮长期毒性基准和风险商的空间差异性分别为时间差异性的3.3和2.1倍.(2)时间上,冬季氨氮浓度和风险商显著升高,有风险的断面由春季的2.3%增至13.6%,冬季情况亟需额外关注.(3)空间上,黄河流域91%的断面无氨氮风险或风险较低,但渭河、汾河等黄河支流部分断面,特别是汇流河段氨氮长期毒性风险问题较为突出.(4)黄河流域氨氮风险除氨氮浓度外,主要受水体pH影响,水温对氨氮风险影响较小.研究显示,制定区域性氨氮水质标准和排放标准比季节差异化标准更为重要,需要重点关注支流和干支流汇流河段并建立水质监控和预警机制.除控制氨氮污染物的排放外,还应重点关注pH较高的水体.

兰州市大气细颗粒物中水溶性离子的污染特征

为了探讨兰州市大气细颗粒物中水溶性无机组分的污染特征及来源,采集了2012年冬季和2013年夏季PM_(2.5)样品共40个,并利用离子色谱法对其中的无机离子进行了分析.分析结果显示,兰州市PM_(2.5)中无机离子冬季平均值为39.59μg·m^(-3),夏季平均值为10.71μg·m-3,冬季污染程度远高于夏季,SO_4^(2-)、NH_4^+和NO_3^-是3种最主要的水溶性离子;阴阳离子当量回归分析表明,冬季兰州PM2.5组分偏酸性,夏季偏碱性,离子间的结合方式主要以NH_4NO_3、(NH_4)_2SO_4、NH_4HSO_4和NH_4Cl的形式为主,冬季还有少量KNO_3、NaNO_3、K_2SO_4、Na_2SO_4、KCl和Na Cl存在;[NO_3^-]-/[SO_4^(2-)]比值的均值冬季为0.58±0.22,夏季为0.49±0.20,说明兰州市的冬季大气污染虽然呈现燃煤源等固定源和机动车尾气等流动源并存的复合污染类型,但仍然以煤烟型污染为主,而夏季NO_3^-受高温条件影响比较大,机动车尾气污染仍需引起重视.

再生水紫外线-氯联合消毒工艺特性研究

以二级出水作为消毒对象,比较了紫外线-氯联合消毒与单一紫外线消毒对水中肠道指示菌的灭活效果,考察了联合消毒工艺副产物（三卤甲烷）生成情况.结果表明,单一紫外线消毒对肠道指示菌的灭活曲线在剂量大于10mJ/cm^2时存在拖尾现象,剂量为80mJ/cm^2时对总大肠菌群最高对数灭活率约为2.5;而在紫外线剂量20mJ/cm^2、氯投加量8mg/L（接触时间30min）条件下,紫外线-氯联合消毒对总大肠菌群的对数灭活率达到7.0.20mJ/cm^2紫外线与8mg/L氯消毒组合及80mJ/cm^2紫外线与3mg/L氯消毒组合均可有效灭活总大肠菌群浓度至3CFU/L以下.经紫外线照射后再氯消毒,二级出水中三卤甲烷生成量仅为10～55μg/L.80mJ/cm^2紫外线照射再氯消毒后三卤甲烷生成量略高于20mJ/cm^2紫外线照射再氯消毒的情形.紫外线消毒后投加氯消毒,可有效提高再生水消毒效果,控制消毒副产物生成量.

兰州大气细颗粒物中有机碳与元素碳的污染特征

采集兰州冬季采暖期及夏季PM2.5样品共60个,通过DRI测定有机碳(OC)和元素碳(EC).结果显示:冬季OC和EC平均质量浓度分别为(35.39±13.88)μg/m3和(13.80±5.41)μg/m3,夏季分别为(9.74±3.30)μg/m3和(4.44±2.00)μg/m3,冬季污染远高于夏季.冬夏季OC和EC相关系数分别为0.91和0.76,表明冬季兰州PM2.5中OC和EC的来源相似.二次有机碳质量浓度冬夏季分别为(8.48±6.10)μg/m3和(3.07±2.20)μg/m3,约占OC含量的(22.46±11.93)%和(31.29±18.51)%,表明兰州冬夏季PM2.5中OC的来源均以一次排放为主,夏季二次源贡献高于冬季.对8种不同温度段碳质组分分析表明,兰州冬季生物质燃烧较夏季有所增加,夏季可能主要为机动车尾气.