环境保护科学

Environmental Protection Science

环境修复技术进展

  • 东北典型遗留铬渣堆放场土壤Cr污染及运移特征

    程卫国;王坚;李亚斌;苏燕;孙野;王鑫;

    原铬盐生产企业堆存铬渣虽然已无害化处置,但堆放场遗留的土壤污染问题仍十分严重,含Cr化合物在不同性质土壤中的迁移特征具有典型性。针对东北某大型遗留铬渣堆放场地,开展了典型土壤介质的Cr污染分布及迁移特征研究。结果表明,土壤渗透性和酸碱度对于总Cr和Cr(Ⅵ)在土壤中的浓度分布特征有明显影响,Cr(Ⅵ)更易在下层渗透性差的土层聚积,弱酸性条件下更适宜含Cr化合物在土壤中的迁移。因此,在进行此类污染场地调查时,应充分考虑不同土壤介质渗透性及酸碱度对Cr污染分布的影响,进一步提高调查结果准确性。

    2022年04期 v.48;No.232 1-6页 [查看摘要][在线阅读][下载 1763K]
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  • 热强化气相抽提在典型有机污染场地修复中的应用

    韩伟;

    阐述了原位燃气热脱附技术在北方某典型焦化厂重污染地块修复中的实际工程应用,对工艺设计、设备配置、加热井布置和加热运行策略进行了详述,分析了修复后特征污染物苯和苯并(a)芘的去除削减情况,同时描述了不同深度土壤的升温状况。结果表明,经过55 d的原位加热后,修复地块达到了预期设计的目标温度350℃,修复后土壤中2种特征污染物苯并(a)芘和苯的含量分别低于0.50和0.92 mg/kg,其去除率皆>99%,满足修复目标要求。原位燃气热脱附技术表现出的加热快、污染物去除效果好、无二次污染以及不涉及土壤开挖、转运等诸多优势使其具有良好的发展和应用前景。

    2022年04期 v.48;No.232 7-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 1393K]
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  • 固化稳定化修复重金属污染土壤的研究进展

    刘泽权;李成明;朱湖地;宋敏;

    固化稳定化可以降低土壤中重金属的迁移,被广泛应用于重金属污染土壤修复工程中,是处置重金属污染土壤最常用的技术之一。文章通过调研国内外文献,对固化稳定化的研究进行综述,总结了常用固化稳定化材料,如水泥、碱性材料、黏土矿物质、磷酸盐类材料、金属氧化物和生物炭的研究进展,阐明这些修复材料固化稳定化重金属的基本原理,论述效果评估技术的适用性及局限性,并提出未来研究需求,为以后的固化稳定化修复重金属污染土壤提供参考。

    2022年04期 v.48;No.232 13-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 1359K]
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  • 植物修复重金属污染相关研究的文献计量分析

    黄进;张旭;赵志慧;靳雨璠;石杨;李家豪;苏昊;陈稷;

    基于Web of Science数据作为数据源,借助Citespace文献计量工具对2000~2021年植物修复重金属污染领域的相关文献从发文量、发文国家、载文期刊、关键词等方面进行计量分析,以探究分析国内外该领域的研究现状、前沿热点及未来发展趋势。结果表明:2000~2021年该领域发文量在近年来呈总体上升趋势,发文量排前3位期刊分别为International Journal of Phytoremediation, Environmental Science and Pollution Research, Chemosphere;发文数量前3位的国家分别是中国、美国、印度;杨肖娥是发文量和H指数最高的科研人员,属于该领域领军人物。文献共被引及关键词强度分析表明,当前该领域研究热点为利用重金属离子螯合剂、生物炭等新型材料或超富集植物等对重金属污染进行的联合修复。

    2022年04期 v.48;No.232 21-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 1459K]
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  • 矿区流域杨树对污染土壤镉的吸收和富集研究

    郑青雅;储茵;戎恭;王宇;刘盛全;

    为探究污染土壤里生长的杨树提取修复重金属镉(Cd)的特性,对安徽省铜陵市某矿区及所在小流域共8个点位的人工林美洲黑杨(Populusdeltoides W. Bartram ex Marshall)及土壤进行采样,测定了土壤和杨树不同部位Cd含量。结果表明:矿区及其下游不同采样点土壤Cd污染程度不同,均超过《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准:GB 15618—2018》中的农用地土壤风险筛选值0.3 mg/kg;杨树在不同污染程度的土壤上都生长良好,且整体表现出较高的吸收量,其中树叶中Cd含量总体最高;不同采样点杨树不同部位对Cd的生物富集系数(BCF)介于0.06~19.39之间,BCF>1的占75.8%,杨树各部位平均BCF介于1.33~8.55之间,不同部位对Cd的吸收量和BCF表现为树叶>树皮>树根>树干>树枝,树叶对Cd的富集能力最强也相对稳定。由于其对重金属Cd有很强的耐受性和较高富集能力,美洲黑杨可作为该地污染土壤的提取修复树种。

    2022年04期 v.48;No.232 27-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 1395K]
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环境规划与管理

  • 中国环境政策40年历史演进及启示

    罗理恒;张希栋;曹超;

    文章系统梳理了1978年以来我国环境保护法制建设的历史经验和环境规制工具的历史实践。从“环境保护”入宪到“生态文明”入宪,我国已经形成较完整的环境保护法律体系;从“单一手段治理”到“多元手段共治”,我国环境治理呈现出命令控制型和市场激励型等多元化规制工具协同发展的治理机制。但我国环境保护制度体系在生态环境领域的立法与修订、环境治理能力的现代化和环境保护制度的优化建设等方面仍然存在较大完善空间。据此,文章从环境保护法律体系、环境管理和环境治理体系、环境保护财政制度三个维度提出我国环境保护制度体系深化改革的建议。

    2022年04期 v.48;No.232 34-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 1279K]
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  • 四川省环境与经济发展质量评估体系建立及耦合协调度分析

    刘骞;王恒;王维;张翔;赵文艳;贾永刚;

    为探索四川省区域发展协调性,引入环境与经济“质量”指标建立了更全面的评估体系,以耦合协调度为评价指标,从不同时间、空间、类别对四川省及21个地市(州)环境与经济耦合协调发展状况进行评估。结果表明,四川省环境质量与经济发展质量耦合协调性整体较好,且正逐步迈向更高层次的协调发展,耦合协调度与经济发展质量趋势具有较高的一致性,良好的环境质量能进一步提高协调性,经济发达地区具有较高的耦合协调度,同时对周边产生较强的带动作用。综合实力强、弱的城市间协调性发展差距有进一步扩大的可能。

    2022年04期 v.48;No.232 39-45页 [查看摘要][在线阅读][下载 1531K]
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  • 水专项京津冀区域项目实施绩效评估研究——以北运河为例

    宋玲玲;王兆苏;武娟妮;王佳宁;

    为了解水专项京津冀区域项目实施对水生态环境质量改善的支撑情况,以北运河为例开展整体绩效评估研究。论文梳理了水专项在北运河流域实施的项目情况,构建了评估内容与方法,从科技产出、成果与效益等两方面开展了整体绩效评估。结果表明,“十一五”以来,水专项在北运河流域共计实施了96项示范工程,形成170项专利成果和24项技术规范、标准以及指南等,有效促进了流域水环境、水资源和水生态的改善。“十三五”期间,北运河北京段劣Ⅴ类水体比例大幅度减少,Ⅰ~Ⅲ类水体比例明显增加,2019年,北运河北京市出境断面-王家摆断面水质已提前达到2020年国家考核要求。2019年,北京市再生水资源利用量相比2007年增长了1.3倍,再生水已成为北京市稳定可靠的第二水源,确保了北运河生态流量的提升。“十二五”以来,北运河廊道绿地面积有所增加,水生态系统功能得以提升。

    2022年04期 v.48;No.232 46-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 1365K]
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环境综合整治

  • 海藻酸钠基多孔碳气凝胶的制备及其对水中四环素去除

    李永通;庄媛;马大卫;石宝友;郝昊天;陈剑;杨娴;

    采用脱硫废水中的重金属污染物原位交联使海藻酸钠形成水凝胶,再将该水凝胶在800℃的条件下制备为海藻酸钠基多孔碳气凝胶,利用场发射扫描电子显微镜(SEM)、比表面积分析仪、X射线衍射(XRD)和傅里叶红外光谱(FTIR)对该气凝胶进行了表征分析,并考察了该气凝胶对溶液中四环素的吸附行为。结果表明,该碳气凝胶具有丰富的孔隙结构,比表面积可以达到52.37 m~2/g。随着溶液初始pH值的增大,碳气凝胶对四环素的吸附量逐渐降低。碳气凝胶对四环素的吸附行为更符合准二级动力学方程(R~2=0.825 7),最大吸附量可以达到112 mg/g,等温吸附过程对Freundlich等温吸附模型比对Langmuir等温吸附模型拟合度更高,说明利用处理脱硫废水的凝胶废弃物制备的海藻酸钠基多孔碳气凝胶在去除水环境中的抗生素方面有较好的应用前景,实现了脱硫废水凝胶废弃物的资源化利用。

    2022年04期 v.48;No.232 52-58页 [查看摘要][在线阅读][下载 1542K]
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  • 起沙方案及Nudging对中国西北沙尘模拟的影响

    王金艳;王之屹;苏士翔;陈敏;张鑫;陈金车;孙彩霞;谢祥珊;李旭;

    利用耦合了AFWA和Shao04起沙参数化方案的WRF-Chem模式结合Nudging方法,对2020年4月9~11日发生在我国西北地区的一次沙尘天气过程进行模拟,结合地面及卫星观测数据,对模式模拟沙尘的能力进行了初步验证,分析了不同起沙方案及其结合Nudging方法后对模式模拟结果的影响。结果表明,2种起沙方案均有能力再现此次沙尘天气过程,开启Nudging后2种方案模拟出的沙尘分布结果都有所改进。对于地面沙尘模拟,在沙尘源区不开Nudging的模式模拟结果更接近观测,在沙尘影响区开启Nudging后的模拟结果更优。整体而言,结合了Nudging方法的Shao04起沙方案对我国西北地区的沙尘过程具有更好的模拟能力。Nudging方法对模式模拟风场的能力改进较为明显,从而提高了模式对沙尘的模拟能力。

    2022年04期 v.48;No.232 59-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 2318K]
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  • 湟水流域水污染源排放清单及空间分析研究

    殷炳超;赵琰鑫;

    基于流域水环境精细化管理的需求,结合当前流域水污染物排放管控体系尚不健全、高精度水污染物排放清单研究不足的问题,以湟水流域为例,基于环境统计数据和社会经济数据,构建了包括工业源、城镇生活源、畜禽养殖源等点源与农村生活源、农业种植面源及城市径流面源的全口径水环境污染物排放清单,并在此基础上,利用空间分析方法分析了污染物排放的空间分布与热点区域。结果表明:湟水流域生活源与农业种植面源已取代工业源成为主要污染物排放来源,污染源沿主要河流呈条带状分布,热点区域位于北川河中下游、云谷川河下游和小南川河下游等区域;2015年以来湟水流域水污染物排放量与污染负荷呈明显降低。研究结果表明,湟水流域亟需针对性地控制农业面源污染和制定水系带状污染的防治措施。

    2022年04期 v.48;No.232 68-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 1606K]
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  • 赤水河流域水质演变特征及污染源识别

    周玮;高渐飞;王苑;

    为了解赤水河流域水污染及时空变化状况,基于 2008~2017 年干流上、中、下游 3 个长期监测断面逐月水质数据,采用单因子评价法、综合污染指数法、Mann-Kendall 检验法和 Person 相关系数法对其水质的时空演变特征及其主要污染源进行了分析。结果表明, 2008~2017 年赤水河上、中、下游水质以Ⅰ类和Ⅱ类为主,水质综合污染指数波动较剧烈,其中 2008~2011 年整体水质持续恶化,2012 年进入相对平稳好转期,但时有再逆变情况。7 月综合污染指数最高,11 月至次年 3 月水质状况较好。水质沿程逐渐变差,至中游 (茅台站) 受白酒工业和城镇化影响,NH_3-N 污染指数大幅上升,COD_(Mn )污染指数也升高;到下游,COD_(Mn )和 NH_3-N 污染指数持续升高。不同流域尺度下水质的主要污染源存在异同,白酒工业和城镇化对水环境影响显著。

    2022年04期 v.48;No.232 74-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 1527K]
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  • 污泥气化渣制备蒸压加气混凝土研究

    杨俊杰;郭春霞;谢静;刘德杰;袁志辉;赵威;

    以污泥气化渣作为部分硅质材料制备蒸压加气混凝土,通过测试绝干密度和抗压强度,探究污泥气化渣的最佳掺量。结果表明:气化渣掺量为65%时,蒸压加气混凝土绝干密度为569 kg/m3,抗压强度为3.72 MPa;经冻融循环15次后,蒸压加气混凝土的质量和强度损失率均合格,满足《蒸压加气混凝土砌块:GB/T 11968—2020》中A3.5、B06规格要求。SEM结果表明,C-S-H凝胶作为粘结剂将托贝莫来石相互胶结在一起,形成了良好的网络结构,对提高强度有积极的作用。试块中Pb、Zn和Cr的质量浓度均低于《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别:GB 5085.3—2007》中的限值,说明混凝土对污泥气化渣中的重金属有一定的固化作用,能有效防止气化渣中有害元素的浸出对环境造成影响。利用污泥气化渣生产蒸压加气混凝土,为污泥减量化、资源化和无害化处理提供了参考。

    2022年04期 v.48;No.232 79-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 1442K]
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  • 过腹转化有机废弃物对蚯蚓及蚯蚓粪的影响研究

    李妍;石岩;吴迪;

    为研究污泥、腐熟秸秆和牛粪不同比例经蚯蚓过腹转化后对蚯蚓和蚯蚓粪的影响,进行了为期60 d的堆肥实验,测定了蚯蚓粪和蚯蚓的理化性状以及蚯蚓肠道细菌群落结构组成情况。结果表明,蚯蚓能够消纳污泥、污泥+牛粪和污泥+腐熟秸秆不同配比原料,尤其以100%污泥和70%污泥+30%牛粪的消纳效果最好,蚯蚓增殖率最高,而50%污泥+50%腐熟秸秆的效果最差;当污泥中添加牛粪和腐熟秸秆均能够降低蚯蚓粪的pH和有机质含量,使电导率升高;不同原料配比影响蚯蚓肠道微生物群落结构组成,喂食100%污泥的蚯蚓肠道内细菌以厚壁菌门(Firmicutes)为主;随着原料中牛粪比例的增加,厚壁菌门减少而变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Acitinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)占比逐渐增加;添加腐熟秸秆后,肠道内变形菌门成为绝对优势菌。

    2022年04期 v.48;No.232 84-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 1384K]
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  • 沉积型微生物燃料电池对污染底泥中重金属Cr(Ⅵ)去除的研究

    马彦涛;杜征宇;王旭;黄种买;

    文章探究了沉积型微生物燃料电池(sediment microbial fuel cells, SMFC)对阳极底泥中Cr(Ⅵ)的去除效果。通过设置对照试验,比较不同阴极材料、不同外接电阻对Cr(Ⅵ)去除的影响,探究底泥中Cr(Ⅵ)的去除机制。结果表明:底泥中Cr的去除主要发生在阴极上,其主要机制为Cr(Ⅵ)从阳极迁移到阴极,并在阴极上作为电子受体被还原成Cr(Ⅲ);当阴极为碳刷,外电阻为1 000Ω时,底泥中Cr的去除率最高,为27.4%。当阴极为碳毡,外电阻为100Ω时,底泥中Cr的去除率只有10.5%,但其都大于自然状态下底泥中Cr的去除率;SMFC在阴极去除Cr(Ⅵ)的同时可在阳极去除底泥中的有机质。因此用SMFC来去除Cr等重金属的方法值得进一步研究。

    2022年04期 v.48;No.232 89-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 1672K]
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城市生态保护

  • 吉林省2015~2017年臭氧污染特征及成因分析

    杨成江;张萌铎;王晓红;于洋;陈学伟;陈卫卫;鲍秋阳;

    基于吉林省 2015~2017 年 32 个国控站点逐小时的近地面臭氧 (O_3) 和气象在线监测数据,研究了该地区 9 地市 O_(3 )污染的年际变化、时空特征、气象影响和来源传输。结果表明,2015~2017 年吉林省 9 城市 O_(3 )日最大 8 小时滑动浓度 (简称 MDA8) 第 90% 分位呈显著上升趋势;高 O_(3 )浓度 (O_3MDA8 浓度>160 μg/m_3) 主要分布在以“四平-长春-吉林”为中心城市的水平条带上,并逐步向周围其他城市扩展和递减;O_(3 )季节变化呈单峰型,峰值浓度出现在 5~8 月。在研究时段内,采暖季的大气 O_(3 )浓度明显低于非采暖季,但其浓度呈持续上升趋势,这可能与燃煤、机动车排放和灰霾天气改善有关;当风速为 2~6 m/s,风向为正南和东南方向时,各监测站点 O_(3 )污染较为严重,表明除本地化学反应生成外,来自各地监测点位正南和东南方向的外来传输也会提高本地大气 O_(3 )浓度。

    2022年04期 v.48;No.232 95-102页 [查看摘要][在线阅读][下载 2194K]
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  • 基于机器学习的长沙市空气污染物浓度预报研究

    陈金车;迪里努尔·牙生;王田宇;王金艳;孙彩霞;谢祥珊;冯薇;

    基于2014~2019年长沙市6种空气污染物日均浓度的监测数据、同期的气象数据,利用随机森林重要性评估的方法对影响污染物浓度的预报因子进行筛选,构建了基于随机森林算法和支持向量机算法的2种机器学习预报模型对6种空气污染物浓度分别进行预报。结果表明:各污染物浓度预报结果的均方根误差随着AQI指数的增加而变大;经随机森林变量筛选优化之后2种模型对各种污染物浓度的预报准确率都有所提升,且预报准确率都随着预报时效的增大而降低。整体而言,支持向量机回归模型对长沙市空气污染预报具有更强的泛化能力,误差更小。

    2022年04期 v.48;No.232 103-112页 [查看摘要][在线阅读][下载 2217K]
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  • 银川市一次连续PM_(2.5)重污染天气特征分析及长期预报方法研究

    武万里;王淑丽;杨亚丽;

    利用同期多源观测资料,对2020年1月银川市持续重污染天气过程中的气象条件、扩散特征及前期环流指数特征进行了综合分析。结果表明:2020年1月持续重污染天气过程是实行新标准以来仅次于2013年1月的PM_(2.5)超标的重污染天气,具有持续时间长、污染等级高的特点;2020年1月气温异常偏高、风速偏小、相对湿度偏大,天气系统稳定少动且持续时间长,是造成PM_(2.5)异常超标的主要原因之一;1月PM_(2.5)月浓度值同850 hPa东太平洋信风指数、北太平洋副高北界位置指数等前期环流特征因子具有较好的相关性,建立的银川市1月PM_(2.5)月浓度预测模型,可提前30 d作出预报且预报结果与实际一致,可为重污染天气预警工作提供参考。

    2022年04期 v.48;No.232 113-117页 [查看摘要][在线阅读][下载 1599K]
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  • 基于RF-Kmeans-LIBSVM的乌鲁木齐市颗粒物浓度预测研究

    李爱英;

    为了准确预测空气中颗粒物的浓度变化情况,减少空气污染给居民的生产生活带来的危害,该研究提出一种基于 RF-Kmeans-LIBSVM 的大气颗粒物浓度预测模型。首先采用 RF 算法对影响 PM_(2.5)和 PM_(10 )浓度的因子进行重要性评估,选择出影响最大的 2 个因子作为聚类属性,然后采用 Kmeans 算法对空气污染监测数据进行聚类,把 PM_(2.5 )和 PM_(10)序列划分为相似性较高的若干类,最后运用经聚类分析之后的训练样本建立 PM_(2.5 )和 PM_(10)浓度预测模型。以乌鲁木齐市监测点 2015 年 1 月 1 日~2020 年 12 月 31 日的 PM_(2.5 )和 PM_(10 )浓度日均监测数据为例,使用改进方法和传统方法分别进行预测。结果表明:与传统支持向量机相比,改进后的模型的预测准确率明显提升,对于 PM_(2.5),误差评价指标 MAE 和RMSE 分别下降 33.1% 和 26.5%;对于 PM_(10),误差评价指标 MAE 和 RMSE 分别下降 15.7% 和 12.7%。研究说明利用 RF-Kmeans 聚类分析的方法来提高传统支持向量机在 PM_(2.5)和 PM_(10 )浓度预测中的泛化能力具有可行性。

    2022年04期 v.48;No.232 118-124页 [查看摘要][在线阅读][下载 1649K]
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  • 北京地区降尘季节特点及测定条件研究

    陆皓昀;刘保献;沈秀娥;安欣欣;马腾飞;张章;刘兆莹;

    为掌握北京降尘污染规律、提高监测管理水平,对2018~2020年北京全域的降尘、典型地理特征的沙尘期降尘和特殊环境影响条件下的降尘进行了监测和分析。研究发现:近年北京市降尘量总体呈下降态势,且具备明显的季节特点;北京市降尘春季达到峰值,夏、秋季维持高位,冬季降至谷底。基于对北京地区降尘季节特点的研究,提出了针对性的监测管理建议。

    2022年04期 v.48;No.232 125-128页 [查看摘要][在线阅读][下载 1369K]
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  • 沈阳市功能区声环境质量状况及特点分析

    袁宝成;李巍;刘中志;时德禹;孙寿山;陈更新;

    对沈阳市现有建成区范围内,1~4a类声环境功能区声环境质量状况进行实际监测调查,分析各功能区噪声水平和特点,以及超标地区分布等情况,并提出重新确定噪声常规监测点位及对沈阳声功能区划进行优化调整,科学确定各声功能区区划单元的管理建议。

    2022年04期 v.48;No.232 129-132页 [查看摘要][在线阅读][下载 1348K]
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环境风险防控

  • 典型简易锌浸出渣堆场土壤重金属污染特征研究

    刘恒博;姚勤英;郑钦文;雍毅;杨金燕;吴怡;侯江;

    选择四川雅安地区某简易锌浸出渣堆场作为研究对象,通过描述性统计分析、污染特征对比、多元统计分析和污染物空间分布表征等方法,对堆场土壤重金属污染特征进行识别分析。结果表明:堆场土壤中Zn、Pb、Cd和As含量明显高于对照点和风险筛选值,平均值分别达到对照点的27.33、25.22、24.24和22.11倍;堆场土壤中Zn、Cd和Mn具有较高的可迁移性,而As、Sb和Pb等重金属迁移性则相对较差,浸出液中Zn、Cd浓度普遍达到危险废物水平;场地土壤中As、Cd、Pb、Zn、Cu、Hg和Sb之间均存在显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)的相关性,Mn与Cd、Zn之间存在极显著(P<0.01)的相关性,Ni、V、Cr和Co则与其他重金属间相关程度相对较小;堆场重金属污染物主要随水迁移扩散,并在渣库内低洼处聚集;随深度增加,堆场土壤pH呈递增趋势,Zn、Cd、Pb、As、Hg、Cu和Sb含量总体呈递减趋势,重金属污染物主要积累在场地表层1~2 m的人工填土层中。

    2022年04期 v.48;No.232 133-140页 [查看摘要][在线阅读][下载 1565K]
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  • 化工园区有毒有害气体环境风险预警体系建设探讨——以镇江某化工园区为例

    轩辕寒玉;黄德友;唐旭博;

    通过实际案例分析并在调研总结其他园区预防现状基础上,从预警因子确定、环境预警站网构建、预警平台建设、质控和应急体系建设等多个维度对化工园区有毒有害气体环境风险预警体系建设思路进行了探讨,提供了一种化工园区有毒有害气体环境风险预警建设体系,以期为国内类似工作的有效推进提供参考。

    2022年04期 v.48;No.232 141-144页 [查看摘要][在线阅读][下载 1325K]
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