中国环境科学

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李朋, 吴华成, 周卫青, 张子健, 汪美顺, 张茹婷, 刘松涛, 陈传敏

中国环境科学. 2021, 41(4): 1489-1497.

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本研究建立了基于人工神经网络的民用散煤燃用量估算模型，得到了京津冀地区“以电代煤”替代民用散煤大气污染物排放清单.结果表明：截止到2018年，京津冀地区“以电代煤”替代散煤用户约259万户，每年可减少散煤燃烧约706.6万t，减少PM_2.5、NO_x、SO₂的排放量分别约为2.81，0.76，2.17万t.其中，北京市和天津市实施效果较为明显，占京津冀地区“以电代煤”散煤替代总量的62.01%和22.82%.基于调研数据得到京津冀各市燃煤量月分布系数，1月份分布系数最大，燃煤量占比为27%~40%.

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基于OMI数据的新疆地区臭氧柱浓度研究

刘旻霞, 孙瑞弟, 宋佳颖, 张娅娅, 李博文, 于瑞新, 李亮

中国环境科学. 2021, 41(4): 1498-1510.

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利用臭氧监测仪（OMI）卫星反演数据，对2005~2018年新疆地区大气臭氧柱浓度数据进行提取及分析，探讨其时空分布格局及影响因素.结果表明：在时间变化上，2005~2018年，新疆地区大气臭氧柱浓度整体呈现逐渐上升趋势.在空间分布上，臭氧柱浓度自北向南逐渐降低，高值区集中分布在阿尔泰、塔城北部以及昌吉北部等区域；低值区集中于和田、巴音郭楞蒙古自治州和喀什的南部大部分地区.在季节变化上，大体呈现出春夏季高于秋冬季，高值区在春夏季交替出现，冬季略高于秋季，但四季的臭氧柱浓度值呈现逐渐上升的趋势.稳定性分析表明：研究区域臭氧柱浓度整体呈现中部及南北部分散、东西部集聚的分布格局.自然因素中，气候因素、风场以及海拔均呈现显著正相关（P<0.01）；通过后向轨迹追踪发现，该区域西北和西部气流是臭氧外来的最主要输送路径，分别占总气流轨迹的78.59%、57.29%.人为因素中，臭氧柱浓度值与地区生产总值、煤炭消耗量、工业废气排放量及机动车保有量均表现出显著的正相关关系（P<0.05）.其中，挥发性有机物（VOC_s）主要来源于工业源，其次是交通源和居民源.总体来看，臭氧浓度的变化受到了诸多因素的综合影响，但气温、VOC_s的排放及吸收性气溶胶是大气臭氧浓度变化的主导因素.

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青藏高压系统对川渝春夏臭氧污染的影响机制

刘微, 康平, 张小玲, 向卫国, 刘志红, 张栩滔, 李淳楷, 宋荣津, 雷雨

中国环境科学. 2021, 41(4): 1511-1520.

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为研究青藏高压系统对川渝地区春夏季臭氧（O₃）污染的影响机制，对2015~2018年每年4~9月的中国气象局高空全要素填图数据（Micaps PLOT High）、川渝14个城市的国控环境监测站点O₃监测数据及气象台站数据进行了研究分析.结果表明：O₃浓度的高低与青藏高压中心位置分布的状况和数量密切相关，中心分布越密集、出现的极值区域越多和中心个数越多时，同期地表温度越高，O₃浓度越高（尤其是中心位置出现在100°E和28°N的频数越多，地表温度越高，导致较多O₃极值的出现）.对比分析同年逐月与逐年同月高压脊线南北偏移情况对O₃浓度的影响，发现高压脊线越往北跳，对应日照时数越长，O₃浓度越高.综合分析高压中心和高压脊线对川渝地区O₃影响的共同作用，发现高压中心和高压脊线分别主要通过控制地表温度和日照时数来影响O₃浓度，且同一时段，二者对O₃浓度影响的效果和程度也存在差异，有时对O₃浓度的增加表现为协同作用，有时为拮抗作用.

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我国半干旱区工业化城镇PCBs干沉降及归趋

毛潇萱, 宋世杰, 李子璇, 章晓冬, 高宏, 马建民, 黄韬, 李春新

中国环境科学. 2021, 41(4): 1521-1529.

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采用大气被动干沉降采样器，观测了我国半干旱区城市皋兰2018年非取暖季和取暖季18种多氯联苯（PCBs）的大气干沉降通量和污染特征，并利用主成分分析、环境多介质模型对其污染来源、环境归趋行为等进行了分析和研究.研究区∑₁₈PCBs干沉降通量为13.0~158.8ng/（m²·d），呈现园区点较高、取暖季高于非取暖季的特征.干沉降中PCBs以四氯联苯和五氯联苯为主，并且四氯联苯干沉降通量在取暖季明显上升.研究区PCBs污染主要源于含PCBs的产品以及燃烧和工业热过程带来的排放，但燃烧和工业热过程无意产生的PCBs可能对研究区产生更大影响.土壤相是研究区PCB81主要的汇，相间迁移以大气相向土壤相的沉降为主；大气平流输出是研究区PCB81的主要清除途径；污染物排放速率、平流停留时间和平流输入污染物浓度是影响大气相、土壤相PCB81浓度的主要因素.

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基于多源数据和模式模拟的新疆黑风暴东移个例分析

黄观, 郭子嘉, 周雅蔓, 苏小岚, 刘鑫, 陈勇航, 周海江, 杨林沛

中国环境科学. 2021, 41(4): 1530-1539.

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综合利用卫星遥感、环境监测、气象观测等多源监测数据，结合后向轨迹模式对2015年4月新疆一次黑风暴污染过程进行生成源地、路径与发展过程分析.结果表明：此次黑风暴过程的不同高度污染物主要随气流来源于新疆本地及其以西的中亚地区，在西南气流的作用下几乎同时进入北疆，沿天山北坡东移并且在乌鲁木齐堆积，继而从南疆盆地东口灌入南疆；同时，选取受此次黑风暴污染物东输影响的4个典型城市（乌鲁木齐、呼和浩特、兰州和北京），利用区域气候模式（RegCM4.6）模拟分析此次极端黑风暴东输过程中大量沙尘气溶胶对主要气象参数的影响，结果表明：受此次黑风暴东输过程（4月25~29日）影响的上述4个典型城市的AOD均有所增加，模拟所得污染程度与实际接近.对于沙尘在近地面2m的温度响应，北京市表现最为明显，最高达-1.68℃，乌鲁木齐表现不明显，沙尘过程中的近地面气温相较无沙尘时最高下降0.1℃，呼和浩特和兰州在AOD达到最大值时的温度响应分别为-0.4℃、-0.8℃.黑风暴期间，乌鲁木齐、呼和浩特、兰州的相对湿度响应最大值分别为-3.3%、-7.3%、-4.7%，而北京地区在29日AOD达最大值时，相对湿度相对于无沙尘时增加了10%左右.

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驻极体磁纤维捕集荷电Fe基细颗粒数值模拟

贾中坚, 刁永发, 张俪安, 周发山, 沈恒根

中国环境科学. 2021, 41(4): 1540-1547.

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为了进一步实现超低排放，针对钢铁冶金以及铸造行业生产过程中产生的Fe基细颗粒，提出驻极体磁纤维提高对微细颗粒捕集的方法.本文基于计算流体力学-离散相模型（CFD-DPM）分别研究了纤维荷电量、颗粒预荷电电场强度、纤维磁感应强度以及颗粒磁化率对驻极体磁纤维捕集性能的影响.结果表明：在驻极体磁纤维周围颗粒所受到的磁场力相对于库仑力受距离影响更加明显，磁场力只在纤维附近极短距离内作用明显.捕集效率与纤维荷电量以及预荷电电场强度呈线性关系，对于0.5 μm颗粒，捕集效率随纤维荷电量以及预荷电电场强度的增长速率低于2.5 μm的颗粒.当颗粒粒径为0.5~1.0 μm时，增大驻极体磁纤维的磁感应强度以及提高颗粒磁化率对于捕集效率的提高作用较小.当颗粒粒径为1.5~2.5 μm时，增大驻极体磁纤维的磁感应强度以及提高颗粒磁化率能够明显提高纤维的捕集效率.

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单纤维捕集过程中亚微米颗粒的布朗团聚

张俪安, 刁永发, 楚明浩, 王如歌, 沈恒根

中国环境科学. 2021, 41(4): 1548-1554.

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针对亚微米颗粒（0.1~0.5μm）在单纤维捕集过程中的布朗团聚规律，基于计算流体动力学-颗粒群平衡模型（CFD-PBM）对粉尘颗粒在单纤维捕集过程中的布朗团聚行为进行了数值模拟研究，采用分区法对颗粒群平衡方程（PBE）进行求解，综合考虑了停留时间、入口粉尘粒径、气流温度、Pe数对布朗团聚的影响，并将数值模拟与实验结果进行对比.结果表明，布朗团聚核UDF符合数值模拟计算要求.粉尘颗粒的布朗团聚贯穿整个过程，团聚有效时间t=L/v（速度方向模型尺寸长度/入口流速）；粉尘颗粒越小，布朗团聚越强，Bin-7与Bin-0区间的数量浓度差距越小，粒径与布朗团聚强度呈负相关；气流温度是通过改变气流动力黏度以及聚并系数来影响布朗团聚，与布朗团聚强度呈正相关，当T=300K，d_p≥0.5μm时，颗粒的布朗团聚效应可以忽略；Pe数通过扩散系数的变化影响布朗团聚，与布朗团聚强度呈负相关.

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含铁颗粒物的溶解动力学研究进展

唐钰婧, 贾小红, 李锐, 张国华, 唐明金

中国环境科学. 2021, 41(4): 1555-1563.

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气溶胶沉降是开放大洋可溶性铁的主要来源之一，对海洋初级生产力有重要影响.目前气溶胶可溶性铁的沉降通量仍存在很大的不确定性.主要原因包括：（1）不同来源的气溶胶中可溶性铁的含量差异较大；（2）发生在大气传输中的化学反应能够显著影响气溶胶中铁元素的可溶性.本文总结了过去20a国内外关于含铁颗粒物溶解动力学实验室研究的主要结果，以阐明液相反应对铁可溶性的增强作用.归纳了典型含铁颗粒物在质子促进溶解、配体促进溶解及光还原溶解机制作用下的溶解动力学特征，指出pH值、阴离子类型和光照决定了含铁颗粒物的溶解机制，以及铁的存在形式是决定颗粒物中铁潜在可溶性的最主要因素，最后简单展望该领域未来的发展方向.

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温度与营养盐耐受藻种筛选及其群落氮磷去除研究

曾劼, 刘雨萍, 冯杰, 张琪琪, 钱磊, 刘静

中国环境科学. 2021, 41(4): 1564-1575.

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为筛选出能适应不同温度与营养条件的污水处理优势藻种，探究其混合培养所形成微藻群落的污水处理效果，本文在实验室条件下，选择淡水小球藻、斜生栅藻、菱形藻、莱茵衣藻和小环藻，设置10，20，30℃ 3种不同温度，3种不同营养条件，TN、TP浓度分别为8.40与1.97mg/L，12.97与5.70mg/L，60.22与18.19mg/L，筛选出3种在不同温度和营养条件下耐受性和氮磷去除效果较好的优势藻种.进一步将筛选出的优势藻种分别进行藻类群落搭配，基于不同藻类群落对于人工废水中氮磷污染物的去除效果与稳定性确定优势藻种群落.结果表明：在3种不同温度下，小环藻和菱形藻的生长状况较稳定且氮磷去除率一般为80%以上；在3种不同的营养状况下，仅有斜生栅藻的生长速率和氮磷去除率较高，斜生栅藻、菱形藻与小环藻具有更好的环境耐受性与去除率.将上述3种藻分别进行群落搭配组合，发现菱形藻和小环藻的群落组合对TN和TP的去除率一般在80%～90%左右，没有异常变化；斜生栅藻、菱形藻与小环藻的群落组合生长状况较稳定.

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塔里木河流域出山径流水化学特征研究

王建, 韩海东, 许君利, 李永山

中国环境科学. 2021, 41(4): 1576-1587.

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本文以区域地质为背景，对塔里木河流域山区径流水化学组分特征进行分析，探讨溶质的来源及其控制因素.结果表明：塔里木河流域出山径流水体以硅酸盐岩的碳酸化溶滤水为主，离子类型为HCO₃^--Ca²⁺型，其次为SO₄^2--（Ca²⁺+Mg²⁺）混合型.南缘昆仑山/帕米尔高原各子流域的出山径流中，TDS （溶解性总固体）和离子总量的加权平均值（权重为径流量）分别为424.02和356.20 mg/L，远高于北缘天山出山的相应值（268.43和220.04mg/L），这是因为天山山区分布大量的岩浆岩，抑制了区域水化学侵蚀强度.运用吉布斯图及因子分析等方法，确定出山径流的水质主要受硅酸盐岩的碳酸化作用控制，其中南缘昆仑山/帕米尔高原水系不仅伴有蒸发盐岩风化，还与天山阿克苏河水系一样，伴有碳酸盐岩风化.风化过程中，硫化物氧化产生的H⁺抑制了碳酸化风化，一定程度上限制了大气CO₂消耗，尤其是在有煤层、铜矿等硫化物分布的迪那河、喀拉玉儿滚河和喀什葛河流域.塔里木河流域出山径流中除了F^-和NO₃^-外，其他离子和总离子浓度均与冰川覆盖率和融水占径流比例之间存在良好的相关性.总离子浓度与冰川覆盖率之间建立的指数拟合方程，符合我国西北干旱区出山水质的特点，但受自然与人为因素的制约，与全球尺度拟合的方程存在一定差异.

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弥河沉积物的反硝化和厌氧氨氧化过程

李佳霖, 秦松

中国环境科学. 2021, 41(4): 1588-1596.

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本研究选取弥河4个站点为研究对象，在不同季节分别采集沉积物样品，测定理化指标，并采用同位素配对技术和分子生物学方法，研究了沉积物中的反硝化和厌氧氨氧化作用及其影响因素.结果表明，弥河沉积物中的反硝化速率变化范围为151.75~2847.86μmol/（m²×h），厌氧氨氧化速率的变化范围为149.57~2109.17μmol/（m²×h），厌氧氨氧化在氮去除中的贡献量平均达到56.1%.沉积物中的反硝化细菌以nirK型为主，丰度为0.19×10⁶~5.12×10⁶个/g，主要是α-和β-变形菌门；厌氧氨氧化细菌以hzsA为标记基因的丰度范围是2.58×10²~1.14×10⁴个/g，主要为浮霉菌门的Brocadia属细菌.反硝化速率与沉积物中的TN含量和间隙水PO₄^3-呈正相关关系，厌氧氨氧化作用与沉积物中的TN含量呈正相关，而与沉积物密度呈负相关关系，沉积物的理化指标是决定氮去除速率的主要环境条件.弥河的反硝化和厌氧氨氧化作用明显，对减轻氮超标具有重要意义，合理改变沉积环境是有效提高氮去除速率的可参考方式.

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氨三乙酸强化零价铁/过一硫酸盐降解橙黄G

马红芳, 杨浩宇, 田委民, 伍凌斌, 陈秀峰, 邹景

中国环境科学. 2021, 41(4): 1597-1607.

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采用氨三乙酸（NTA）强化和改善零价铁/过一硫酸盐（Fe⁰/PMS）体系降解水中偶氮染料的氧化效能，以橙黄G （OG）为目标污染物，研究了NTA强化Fe⁰/PMS （NTA/Fe⁰/PMS）体系中OG的降解效果和NTA的强化作用机制，并考察了NTA、Fe⁰、PMS等主要反应物浓度和水中常见的共存物质对OG降解效能的影响.结果表明，NTA能够强化Fe⁰/PMS体系降解OG的氧化效能，且初始pH值对其强化作用有显著影响.中性（pH=7）和酸性（pH=3）条件下，NTA/Fe⁰/PMS体系去除OG的表观速率常数分别较Fe⁰/PMS体系提高了31.3倍和5.5倍；增加NTA、Fe⁰和PMS浓度有助于OG的降解，但NTA超过8mmol/L或PMS超过1.0mmol/L时出现抑制现象；水质背景中，Cl^-的存在促进了OG的降解，HCO₃^-、H₂PO₄^-和腐殖酸则表现为不同程度的抑制作用；NTA/Fe⁰/PMS体系中，主导的活性物种为Fe⁰界面产生的SO₄^·-和·OH，界面作用和均相作用对OG的降解分别贡献了约83.2%和16.8%；加入NTA后，体系中生成的Fe³⁺/Fe²⁺能与其迅速形成络合物，既缓解了Fe⁰表面钝化层的形成，促进Fe⁰界面对PMS的直接活化，又提高了溶液中溶解性铁的浓度，促进均相作用对PMS的活化分解，使NTA/Fe⁰/PMS体系降解OG的氧化效能得到强化和改善.

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剩余污泥微波-淘洗及零价铁强化发酵性能

李欣忱, 何泽源, 吉芳英, 丁世林, 毛圆翔, 方德新, 曾琰婷

中国环境科学. 2021, 41(4): 1608-1614.

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为解决微波预处理高含固率污泥存在碳源溶出率低和释放的碳源有效性低的问题，本文选用淘洗的方法，同时将零价铁（ZVI）添加到淘洗污泥的混合液和上清液中进行厌氧发酵以强化碳源的有效性.结果表明，淘洗显著提升了微波预处理高含固率（TS=11%~17%）污泥的碳溶出率，水淘和碱淘较未淘洗时碳源溶出率分别提高了13%~68%、146%~308%.ZVI的加入不仅显著提高了挥发性脂肪酸（VFAs）溶出率，还能将大分子碳源定向转化为乙酸、丙酸等低分子碳源.混合液+ZVI、上清液+ZVI发酵的VFAs溶出量分别为317和354mg/g VSS，超过微波污泥VFAs溶出量的30倍.添加ZVI发酵后，丙酸、乙酸、丁酸等小分子碳源的比例有所上升，混合液中的占比分别为34%、26%、18%，上清液中的占比分别为39%、27%、20%，提升了污泥碳源的利用价值.研究表明，微波-淘洗预处理联合ZVI发酵技术能够有效提高剩余污泥中高效碳源的溶出率，这为剩余污泥的碳源化提供了一条新思路.

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类单晶纳米片状WO₃的制备及其光催化性能

李厚芬, 薛帅, 曹雅洁, 岳秀萍, 张艾明, 周爱娟, 汪素芳

中国环境科学. 2021, 41(4): 1615-1623.

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通过调控水热温度、反应pH值和前驱体比例制备了类单晶WO₃纳米片光催化材料，通过XRD，SEM，TEM，XPS，UV-vis和光电流密度测试等手段对WO₃纳米片的形貌、晶型、组成以及电荷分离性能进行了表征，并研究了可见光照条件下其对罗丹明B的催化降解活性.结果表明，研究获得了厚度约10nm，边长尺寸约300~500nm的单斜晶相WO₃纳米片，且纳米片具有连续整齐的晶格结构、较高的能带结构和较好的电荷载流子分离性能.光催化实验结果表明，WO₃纳米片催化降解罗丹明B的反应过程符合一级动力学，反应速率常数为2.91h^-1，是WO₃纳米颗粒催化罗丹明B降解反应速率常数（0.56h^-1）的5.2倍，推测WO₃纳米片较好的催化活性是源于其较高的载流子分离效率.自由基捕获实验证明，可见光照下·OH和·O₂^-均为WO₃纳米片催化降解污染物过程中的活性自由基.循环降解实验证明制备的光催化剂具有良好的稳定性.

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PSF多相UV-Fenton体系原儿茶酸与龙胆酸的增效对比

苏晓轩, 徐国鹏, 李献众, 刘力章, 陈建新

中国环境科学. 2021, 41(4): 1624-1633.

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对比研究了原儿茶酸和龙胆酸对聚合硅酸铁（PSF）多相UV-Fenton体系降解橙Ⅱ的增效能力，分析了两种增效体系中铁离子转化、H₂O₂分解以及·OH生成之间的关系，探讨了两种增效试剂对PSF多相UV-Fenton体系的增效机制.结果表明：原儿茶酸和龙胆酸均能够有效促进催化剂Fe²⁺生成与释放，进而提高体系·OH的浓度、促进橙Ⅱ的降解.相对原儿茶酸，龙胆酸对PSF的还原能力更强，其相应增效体系中·OH的浓度更高、橙Ⅱ的降解速度更快.0.2mmol/L的增效浓度下，橙Ⅱ在原儿茶酸和龙胆酸增效体系中第一段脱色速率常数能分别从基础体系的0.11min^-1提高至1.68和2.48min^-1，分别增加14.27倍和21.55倍.原儿茶酸和龙胆酸能够循环增效PSF多相UV-Fenton体系降解橙Ⅱ，反应结束后PSF对Fe³⁺的再吸附使得溶液总铁离子浓度低于5mg/L，从而避免催化剂铁元素的损失以及铁离子的二次污染，表明原儿茶酸和龙胆酸均是PSF多相UV-Fenton体系的高效增效试剂.

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氨基酸双子表面活性剂复配增溶PCE性能研究

赵寒, 董军, 夏添, 梁雪, 李文德

中国环境科学. 2021, 41(4): 1634-1641.

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利用氨基酸双子表面活性剂N，N'-双月桂酰基乙二胺二丙酸钠（DLMC）及其复配体系来提高四氯乙烯（PCE）在地下水中的溶解性，强化去除效果.测定了DLMC的初级生物降解性并将其与短链醇（异丙醇IPA，乙醇）和传统表面活性剂十二烷基硫酸钠（SDS），辛基苯基聚氧乙烯醚（TX-100）和聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯（Tween80）复配.结果表明，DLMC的生物降解度超过99%，具备良好的生物降解性；筛选出DLMC-IPA （1：4）和DLMC-Tween80（1：1）两个PCE污染柱冲洗剂配方，40g/L作用浓度下其增溶浓度分别为18329，16906mg/L；DLMC-Tween80（1：1）对PCE污染柱的冲洗效果最好，冲洗效率为9.87（g PCE/L冲洗液），较DLMC单体系提升16%.

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黄海溶解无机氮时空变化及其水团对DIN总量的影响

金春洁, 张传松, 王丽莎, 石晓勇, 韩秀荣, 唐洪杰

中国环境科学. 2021, 41(4): 1642-1654.

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本文根据2013~2016年4个航次调查资料，研究了黄海水体中溶解无机氮（DIN）的时空变化及其总量影响因素.结果表明：春、夏、秋和冬季黄海调查海域DIN平均浓度分别为（5.43±4.02），（4.47±3.16），（7.46±3.56）和（5.09±2.59）μmol/L.其中，秋季浓度最高，夏季最低；黄海调查海域各季节DIN的分布呈现近岸高、外海低的变化规律，近岸高值点多集中在长江口以北、山东半岛和辽东半岛等处.春~秋季影响DIN分布的因素主要是陆源输入和浮游植物的生长繁殖，冬季则主要是河流输入和沉积物再悬浮作用.四季在中央海域底层还存在一个高值区（>6μmol/L），主要受黄海冷水团和黄海暖流等共同影响；通过聚类分析法对黄海四季水团进行了基本划分，调查海域主要包括5个水团：黄海混合水团、黄海冷水团、黄海暖流水、沿岸水团和黄东海混合水团，除黄海混合水团终年存在外，其他水团均为季节性存在；调查海域DIN总量四季差异不大，整体含量介于1.0×10⁶~1.5×10⁶t，春、夏、秋和冬季DIN总量分别约为1.2×10⁶，1.0×10⁶，1.5×10⁶和1.3×10⁶t.春季和夏季受浮游植物吸收影响，DIN总量略低，从水团对DIN总量的贡献上来看，春季以黄海暖流为主，夏季以黄海冷水团为主，秋、冬季以黄海混合水团为主.

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微生物隔膜在生物阴极MFC中的应用及效能评价

李超, 梁丹丹, 田妍, Ravi Shanker Yadav, 何伟华, 冯玉杰

中国环境科学. 2021, 41(4): 1655-1662.

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本文构建了2.0L具有微生物隔膜的模块化生物阴极微生物燃料电池（MFC），以实际生活污水为底物，在连续流运行模式中，系统考察了微生物隔膜（MS）在MFC长期运行过程中的功能特征.结果表明：发育成熟的微生物隔膜可以稳定维持MFC阴阳极室间的溶解氧（DO）浓度梯度，使阳极室平均DO浓度低于0.5mg/L，同时使完全混合的阴极室COD浓度低于50mg/L，避免了电解液性质对于电极反应的抑制.微生物隔膜可以实现离子的跨隔膜迁移，进而平衡阴阳极室间的pH值；阴阳极室间存在的跨隔膜离子梯度意味着微生物隔膜完全分隔了两极室内不同的微生物代谢类型，阴极快速的好氧代谢可能导致了阴极室离子强度的降低.微生物隔膜对于MFC中COD和DO梯度的保持以及pH值的平衡起到了决定性作用，这将严格保证MFC的正常运行.同时，本文论述了在面向规模化应用的MFC中装配微生物隔膜的巨大技术与经济优势，综合评价了微生物隔膜的效能特征，为进一步推广面向实际废水处理的微生物电化学设备提供了技术支撑.

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RGO改性介孔TiO₂薄膜光催化同步去除Ni²⁺和SDBS

李翠霞, 孙会珍, 金海泽, 张幽幽, 杨轩, 李文生

中国环境科学. 2021, 41(4): 1663-1671.

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以钛酸四丁酯（TBT）、天然鳞片石墨为原料，聚乙烯吡咯烷酮（PVP）为介孔模板剂，通过浸渍-提拉法辅助热处理和紫外辐照还原制备介孔RGO-TiO₂薄膜，利用XRD、SEM、BET、UV-Vis DRS、FT-IR等对其结构、形貌及性能进行表征.以Ni²⁺和十二烷基苯磺酸钠（SDBS）为目标污染物，考察了介孔RGO-TiO₂薄膜光催化去除Ni²⁺和SDBS的反应性能，探讨了GO加入量及pH值对其催化性能的影响.在最佳条件下，进一步研究Ni²⁺/SDBS共存体系中Ni²⁺的光催化还原和SDBS的光催化氧化.结果表明：GO的加入量为1.0wt%时，介孔RGO-TiO₂薄膜对单一体系Ni²⁺和SDBS的光催化效率最高，在此条件下，pH=7.5时Ni²⁺还原效率最高，pH=6时SDBS降解效率最高.综合以上实验条件，设定GO加入量为1.0wt%，pH≈6时，Ni²⁺/SDBS共存体系中Ni²⁺和SDBS去除效率均优于Ni²⁺和SDBS单一体系，此时，Ni²⁺还原率为87.9%，SDBS氧化率为95.5%.分析协同光催化机制，TiO₂-SDBS表面复合物在紫外光激发下，SDBS被氧化同时，光生电子及SDBS氧化产物CO₂·^-自由基同步还原Ni²⁺.

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三价铁对有机物存在下厌氧氨氧化脱氮的影响

王海月, 彭玲, 毛念佳, 耿金菊, 任洪强, 许柯

中国环境科学. 2021, 41(4): 1672-1680.

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考察了三价铁（2.24~7.84mg/L）存在下厌氧氨氧化系统对有机物的耐受性能，并通过16SrRNA高通量测序技术和定量PCR探究其机理.结果表明，进水COD浓度为50和100mg/L时，4个反应器的氨氮和总氮去除率均较高（>90%），三价铁的强化作用不明显；进水COD浓度继续升高（150和200mg/L），厌氧氨氧化受到抑制，三价铁的强化作用逐渐增加；COD浓度为200mg/L时，添加三价铁（7.84mg/L）可将氨氮和总氮去除率由61.3%和79.8%（对照组）提升至71.2%和84.7%.16SrRNA高通量测序技术表明，有机物存在下，污泥微生物群落结构出现变化，主要表现为厌氧氨氧化菌丰度的降低及反硝化菌群的大量增殖，进水添加三价铁可提高浮霉菌（Planctomycetes）的丰度.定量PCR结果表明，三价铁能够提高厌氧氨氧化菌16S rRNA及功能基因hzsB的丰度.

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改性阴极生物电芬顿系统降解罗丹明B

杜茂华, 李皓芯, 任婧, 赵焕, 张籍月, 宋有涛

中国环境科学. 2021, 41(4): 1681-1688.

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分别采用十八烷基三甲基氯化铵（OATC）和磷酸改性电极并负载铁涂覆在碳布表面，制得Fe/OC-OATC电极和Fe/PC电极用于构建生物电芬顿系统，提高电芬顿技术中H₂O₂的原位生产能力，达到高效降解印染废水的目的.通过极化曲线、功率密度曲线以及循环伏安曲线对2种复合电极的电化学性质进行分析，结果表明，Fe/OC-OATC的电流密度、最大功率密度以及氧还原能力等均优于Fe/PC，最大功率密度为4.89W/m³，相应的电流密度可达22.9A/m³.然后探究了2种复合电极构建的生物电芬顿系统对罗丹明B的降解效果，结果显示，Fe/OC-OATC体系﹥ Fe/PC体系，Fe/OC-OATC体系对罗丹明B的去除率最高达96.4%.最后根据动力学分析和反应机理的研究，分析了2种系统对罗丹明B的降解机理.

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Ag/TiO₂光电催化降解染料及出水有机质影响机制

何欢, 马启程, 邓弘宇, 黄斌, 普红平, 万幸, 潘学军

中国环境科学. 2021, 41(4): 1689-1696.

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本研究以阳极氧化法结合电化学沉积法成功制备的具有高度整齐有序纳米管结构的Ag/TiO₂纳米管阵列（Ag/TNTAs）为阳极，碳/聚四氟乙烯为阴极构建光电催化（PEC）体系.并探究其光电催化降解甲基橙（MO）效能，结果表明，Ag/TNTAs光电催化降解能力（68.2%）远高于光催化（18.9%）、电化学氧化（38.2%）和直接光解；另外在水质净化厂出水有机质（EfOM）参与的光电体系中，当EfOM的初始浓度小于或等于1.0mgC/L时，其对光电催化降解MO起到促进作用，其中当其浓度为0.4mgC/L时促进作用最为明显.而高浓度的EfOM则抑制光电催化活性.此研究表明光电催化体系能高效催化染料降解，且EfOM能在一定阈值范围内促进光电催化降解污染物.

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磺胺嘧啶对鱼菜共生系统氮元素转化的影响

胡浩东, 高航, 胡振

中国环境科学. 2021, 41(4): 1697-1703.

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本文研究了典型抗生素磺胺嘧啶对实验室规模鲤鱼-小白菜共生系统生产性能和氮元素转化的影响.结果表明，磺胺嘧啶使系统鲤鱼体重增量提高17%，但小白菜生产性能大幅下降，使得系统氮素利用率由43.66%降至21.20%，N₂O转化率由1.02%上升至1.98%.磺胺嘧啶在投加初期对系统的硝化过程表现出短期抑制效应，经过32d的适应期后，实验组氨氮浓度下降至和对照组相近水平，系统运行后期实验组氨氧化细菌丰度相较对照组提高51.43%.鱼体内残余的磺胺嘧啶为35.23μg/kg，符合国家标准，但水体中磺胺类药物抗性基因sul1、sul2及intI1的拷贝数分别提升至7.23倍、2.74倍和4.12倍.从生产性能及环境友好性考虑，鱼菜共生系统在设计及运行中应减少或避免抗生素的使用，并采取合理的替代措施规避其风险.

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异化Mn(IV)还原耦合降解卡马西平及双氯芬酸

翟俊, 胡炜, 王泉峰, 尹雪娇, 陈妮

中国环境科学. 2021, 41(4): 1704-1710.

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本文以卡马西平（CBZ）和双氯芬酸（DCF）2种代表性有机药物作为目标污染物，嘉陵江沉积物中提取的微生物作为菌源，利用锰矿物为填料的厌氧生物滤柱探究了异化锰还原过程对CBZ和DCF的处理效果.同时研究了外加有机碳源（乙酸钠）和MnO₂对异化锰还原去除CBZ和DCF过程的影响.结果表明，在无外加乙酸钠和MnO₂时，厌氧生物滤柱对10μg/L的CBZ和DCF能分别实现25.23%和32.44%的去除.其中异化锰还原贡献的去除率分别为2.81%和14.87%，而外加0.5g/L乙酸钠和25g MnO₂均能提高异化锰还原过程中对CBZ的处理效果（分别提高6.35%和4.63%），但对DCF的去除无显著影响.本试验可为难降解有机药物的降解提供新的思路.

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考虑参数不确定性的地下水污染源识别

李久辉, 卢文喜, 常振波, 王涵, 范越

中国环境科学. 2021, 41(4): 1711-1722.

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为分析参数不确定性对地下水污染源识别的影响，本文通过模拟-优化方法、灵敏度分析方法、蒙特卡罗方法和克里格方法的综合运用，建立了描述渗透系数与污染物质释放强度之间关系的推算模型，进行了考虑参数不确定性的地下水污染源识别研究.研究结果表明，推算模型具有较高的精度，确定性系数和平均相对误差分别为0.9895和4.51%；运用推算模型推算了8000组渗透系数影响下的污染源识别结果，节省了约99%的计算负荷和时间；对8000组污染源识别结果进行了定量的统计与分析，得到了概率密度最大的污染源识别结果和置信水平分别为80%、60%、40%和20%对应的污染源识别结果置信区间.本研究改善了应用模拟-优化方法进行地下水污染源识别时，难以考虑参数不确定性的缺点，可以为决策者提供更多的参考依据.

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基于细菌学研究改性生物炭对抗生素的降解机制

杨芳, 简宏先, 高越, 王翠苹

中国环境科学. 2021, 41(4): 1723-1731.

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分别选取3个裂解温度下制备的改性生物炭——MBC350，MBC500和MBC700，2种抗生素——磺胺甲噁唑（SMX）和氯霉素（CAP），考察MBCs对SMX和CAP生物降解的影响及生物降解过程中Pseudomonas stutzeri和Shewanella putrefaciens的细菌学特征.结果表明，在低浓度MBCs培养的细菌体系中，SMX和CAP的去除主要依靠细菌P.stutzeri和S.putrefaciens的生物降解；而在高浓度MBCs培养的细菌体系中，SMX和CAP的去除主要依靠MBCs的吸附.其主要是由于随着MBCs浓度的增加，对SMX和CAP的吸附量提高，同时促进细菌的繁殖，导致溶液中较少的SMX和CAP被细菌生物降解.MBCs提高了P.stutzeri细胞膜中饱和脂肪酸含量，抑制了S.putrefaciens中饱和脂肪酸的合成.特别是P.stutzeri中脂肪酸C10：0和C15：1，cis-10消失；而S.putrefaciens中逆式脂肪酸C14：1，cis-9和C15：1，cis-10生成.此外，应用基因绝对定量技术发现MBCs显著提高了细菌P.stutzeri的基因表达拷贝数，抑制了S.putrefaciens的基因表达拷贝数.但细菌P.stutzeri和S.putrefaciens的基因表达拷贝数均随着MBCs浓度的增加而增加.因此，本研究表明低浓度MBCs有利于SMX和CAP的生物降解，而高浓度MBCs促进细菌的生长量，脂肪酸和基因表达拷贝数.

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固相萃取—ICP-MS分析西藏咸水湖泊中的微量元素

杨鑫鑫, 朱兆洲, 何会军, 张晶, 刘小龙

中国环境科学. 2021, 41(4): 1732-1736.

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本研究建立了一种以NOBIAS PA1螯合树脂为富集手段，结合电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）测试富含有机碳的咸水湖泊中Mn、Fe、Co、Ni、Cu和Zn的分析方法.该方法首先使用UV/H₂O₂法对湖泊水体进行消解，去除有机络合作用对Co和Cu的干扰；然后对咸水中的微量元素进行预富集，并使用醋酸铵去除树脂上吸附的盐类；最后使用HNO₃洗脱样品并用ICP-MS进行测试.结果表明，在pH值6.35±0.30的情况下，不同微量元素流程空白值为0.49~6.43ng/kg；检出限为0.17~4.55ng/kg；样品的回收率为99%~102%.该方法用于西藏雅根错、色林错、昂仁金错的测试结果显示，该方法加标（内标元素In）回收率>99%；样品（n=3）的相对标准偏差<5%.本方法适用于内陆湖泊尤其是富含有机质的咸水湖泊（包括盐湖）微量元素分析.

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上升流速对CANON工艺稳定性及微生物群落的影响

张凯, 孙梦侠, 梁东博, 王佳, 李军

中国环境科学. 2021, 41(4): 1737-1745.

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采用膨胀颗粒污泥床（EGSB）反应器作为全程自养脱氮（CANON）工艺启动运行的装置，考察了不同上升流速对CANON工艺脱氮性能的影响，并对固定生物膜-活性污泥（IFAS）系统内颗粒污泥粒径的变化和生物膜上的生物量进行定量分析，同时对颗粒污泥和生物膜上的微生物进行高通量分析，探究在不同聚集体上微生物群落结构的特点.结果表明，在连续运行过程中，上升流速由2m/h增加至6m/h的过程中，总氮去除负荷由0.20kg/（m³·d）逐渐增加至0.66kg/（m³·d），而ΔNO₃^--N/ΔNH₄⁺-N的比值稳定在0.11，成功实现了CANON的高效稳定运行.当上升流速增加至8m/h时，CANON工艺脱氮性能失稳，总氮去除负荷（NRR）降低至0.42kg/（m³·d），污泥平均粒径由1.3mm减小到0.9mm.上升流速恢复至6m/h后，CANON脱氮工艺脱氮性能逐渐恢复，最终NRR稳定在0.60kg/（m³·d）以上，污泥平均粒径恢复至1.2mm，生物膜生物量的比生长速率为0.0024d^-1.高通量测序显示，颗粒污泥中主要以氨氧化细菌（AerAOB）功能菌Nitrosomonas（2.45%），和厌氧氨氧化细菌（AnAOB）功能菌Candidatus Kuenenia（2.38%）为主要菌属；而生物膜中主要是AnAOB功能菌Candidatus Kuenenia（9.78%）、Candidatus Brocadia（4.23%），同时还检测出少量AerAOB功能菌Nitrosomonas（0.40%）.结果表明两种微生物在不同聚集体上存在一定的差异性.

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畜禽粪便中氮磷及抗生素的高效检测方法研究进展

郝斯贝, 刘成斌, 陈晓燕, 毛舜

中国环境科学. 2021, 41(4): 1746-1755.

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本文对目前粪便中氮磷和抗生素的常规检测方法和前沿检测技术进行了介绍，讨论了这些方法的技术瓶颈和未来研究方向，并得出以下结论：1）粪便样品的常规检测方法具有准确度高、灵敏度好的特点，但需要在专业实验室进行或需要使用大型仪器，难以满足原位快速检测或在线监测的需要，因此粪便中氮磷、抗生素检测新技术的研究十分必要；2）粪便中的氮磷、抗生素等成分可通过前处理方法提取，再结合简单、便捷的电化学法、荧光法等对其进行检测，以实现快速、原位分析或在线监测；3）粪便中污染物的高效检测技术在未来的发展空间和需求较大，将电化学法、荧光法等应用于粪便中氮磷、抗生素的检测需要持续深入的基础研究和技术创新.

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外卖塑料包装热解动力学研究——基于无模型和模型拟合法

尹凤福, 庄虔晓, 常天浩, 孙启坤

中国环境科学. 2021, 41(4): 1756-1764.

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在非等温条件下对外卖包装中的塑料组分进行热重实验，结果显示单组分聚丙烯（PP）、高密度聚乙烯（HDPE）和聚苯乙烯（PS）及其混合物（PP/HDPE/PS）的热解过程一步完成.针对混合塑料的复杂热解反应过程，提出了一种无模型方法和模型拟合法结合逐步获得完整动力学参数的方法，使结果更具可信度.采用无模型方法（K-A-S、F-W-O和Starink）研究了单组分及其混合物热解过程的动力学参数，得到PP、HDPE、PS和PP/HDPE/PS热解过程的平均活化能（E）分别为224.7，238.5，194.1和179.3kJ/mol.在升温速率为20K/min条件下，以无模型方法得到的活化能和模型拟合法（Malek和C-R）结果作为逻辑判定依据，总结了单组分及其混合物的热解机理均属于随机成核随后生长.分析了动力学参数间存在的补偿效应，并构建了补偿效应方程.本论文的研究可为外卖塑料垃圾热解工艺参数的优化和热解反应器的设计提供有力的支撑.

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中国西南“三江”流域区土壤铊空间分布及健康风险评估

刘福田, 王学求, 迟清华

中国环境科学. 2021, 41(4): 1765-1777.

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通过对中国西南“三江”流域区土壤样品中铊元素含量的分析，并多方法联合应用综合评价研究区土壤铊的污染状况，结果表明，中国西南“三江”流域区浅层土壤铊元素含量范围为0.17~2.65mg/kg，变异系数小，均值为0.80mg/kg，整体略高于中国土壤背景值，而略低于深层土壤铊元素含量，研究区浅/深层土壤铊元素含量特征主要受控于自然地质背景，整体具有“北高南低，西高东低”的趋势.基于中国不同母岩类型区土壤相关元素含量为背景的富集系数（均值1.30）、地累积指数（均值-0.41）、潜在生态风险（均值12.48）及非致癌健康风险评估（危害商小于1）参数均显示研究区土壤铊污染程度整体较低，不存在土壤重金属铊元素的非致癌健康风险，其实质上反映了在自然背景控制下研究区土壤铊的低污染和低健康风险特征.不同土地利用方式区土壤铊含量特征及浅/深层土壤铊元素含量之比反映了研究区存在一定人为污染，且人为铊污染具有“北轻南重，西轻东重”的趋势.综合分析表明，研究区铅锌等矿产的相关矿业活动可能是该区人为铊污染输入的主要来源，人为污染叠加自然地质背景使研究区存在一定低程度污染及潜在健康风险的区域，即独龙江流域南部和怒江流域中南部、澜沧江流域北部和南部、元江流域中南部地区，该区域应引起人们对土壤铊污染的重视.

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富炭硅肥对水稻土铁还原菌群落特征的影响

林美芬, 郑毅, 王晓彤, 许旭萍, 王维奇

中国环境科学. 2021, 41(4): 1778-1789.

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为了探究富炭硅肥施加处理对稻田土壤铁还原菌相对丰度、多样性及群落结构的影响，以福州平原稻田为研究对象，分别设置对照组及3种不同剂量（300，600和900kg/hm²）富炭硅肥施加处理组.研究结果表明：施加富炭硅肥有助于土壤铁还原菌的生长和繁殖，其中600kg/hm²施加处理对铁还原菌的生长影响最为显著（P<0.05）.由Shannon指数可知，3种施加处理均使晚稻拔节期土壤铁还原菌多样性有所下降，以300kg/hm²施加处理组多样性指数降低最为明显，较对照组降低了29.4%.在早、晚稻拔节期土壤中共鉴定出5个菌门，其中变形菌门（Proteobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）和厚壁菌门（Firmicutes）的占比之和平均高达95%以上，是稻田土壤中的优势菌门.施加富炭硅肥后，早稻拔节期土壤中拟杆菌属（Bacteroides）的相对丰度显著提高（P<0.05），而厌氧粘细菌属（Anaeromyxobacter）的相对丰度则有所降低.此外，环境因子与稻田土壤铁还原菌的相对丰度具有相关性，Desulfovibrio的相对丰度与土壤pH值呈显著正相关（P<0.05），Anaeromyxobacter的相对丰度与土壤温度（ST）呈显著正相关（P<0.05）.

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水化氯铝酸钙对土壤铬的钝化修复及风险评估

陈晓晨, 尧聪聪, 赵桐, 徐佳燕, 卜娅, 张文卿, 刘圆圆, 刁国旺, 张剑宇

中国环境科学. 2021, 41(4): 1790-1798.

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本研究采集我国棕壤、红壤、黄壤、黑土和褐土5种典型土壤，制备成Cr （VI）浓度为80mg/kg的污染样品，首次应用极具潜力的层状双金属氢氧化物——水化氯铝酸钙对其进行钝化修复，并从土壤特定基本理化性质以及Cr的赋存形态、生态风险以及健康风险等方面对修复效果进行综合评价，对相关机理进行深入探讨，对使用成本进行简析.结果表明，水化氯铝酸钙可显著增加土壤pH值，并有效降低土壤Cr的活跃性、生态风险和健康风险；土壤Cr的活跃性降幅为59.09%~79.22%，生态风险降幅为14.17%~57.66%，在胃阶段和小肠阶段的健康风险（致癌风险）降幅分别为13.04%~63.04%和22.73%~56.60%.土壤Cr的赋存形态中，除了活跃态以外，修复前后均有部分不活跃态具有生态风险或健康风险.水化氯铝酸钙除了可将活跃态Cr转化到不活跃的沉淀态中，部分或完全地降低其生态风险或健康风险外，还能在一定程度上控制某些土壤中其余不活跃态Cr在毒性浸出实验或in vitro试验中的溶出.在相对最优使用量（m_Cr：m_{水化氯铝酸钙}=1：20）条件下，水化氯铝酸钙钝化修复1m³的Cr （VI）含量为80mg/kg的实际污染建设用地土壤，其试剂成本约为6.4元.作为新型Cr污染土壤钝化修复剂，水化氯铝酸钙有望为我国土壤环境质量和人群健康质量的改善做出贡献.

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某铀矿区周边土壤²³⁸U和²²⁶Ra分布特征及污染评价

蒋文波, 高柏, 张海阳, 林聪业, 王娟, 易玲

中国环境科学. 2021, 41(4): 1799-1805.

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为查清某铀矿区周边土壤污染源项的污染强度及范围，对需要治理的污染源进行量化，对该铀矿周边土壤0.0~0.2，0.2~0.4，0.4~0.6，0.6~0.8，0.8~1.0m土层土壤中放射性核素²³⁸U和²²⁶Ra活度进行现场调研和统计分析（水平土壤正态分布、箱型图、Q-Q图），其表明放射性核素污染的空间分布特征及有效性影响，利用²²⁶Ra/²³⁸U反映风化程度.结果表明：在0.0~0.2m土壤深度，²³⁸U和²²⁶Ra浓度最高，分别为813.44~5059.20，737~4536Bq/kg，随深度增加²²⁶Ra和²³⁸U浓度呈减小趋势，0.6~1.0m深度²³⁸U和²²⁶Ra浓度均超美国核管会（NRC）铀矿和水冶设施退役中残存放射性核素的土壤去污标准浓度（370Bq/kg），因此，针对研究区的土壤治理，厚度选取应不小于1m.污染评价结果表明：研究区属重度-极重度污染、强生态风险危害的土壤面积占比最高，随距铀矿区距离增加，²²⁶Ra和²³⁸U污染程度降低，潜在生态危害减小.

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我国地表水中典型DBPs的暴露水平及生态风险

罗莹, 刘娜, 孙善伟, 侯嵩, 郭昌胜, 徐建

中国环境科学. 2021, 41(4): 1806-1814.

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氯消毒过程中可能生成有毒有害的副产物，会对水生态系统和环境健康产生直接和间接的次生危害.三卤甲烷（THMs）和卤乙酸（HAAs）是地表水中检出率最高的消毒副产物（DBPs），其毒性效应受到广泛关注.本文检索整理了三氯甲烷（TCM）、三溴甲烷（TBM）、二氯乙酸（DCAA）和三氯乙酸（TCAA）在我国地表水暴露浓度和对水生生物的毒性效应浓度，了解我国重点流域地表水环境中TCM、TBM、DCAA和TCAA的浓度水平，分别利用急、慢性毒性数据推导预测无效应浓度（PNEC），并使用风险商（RQ）和概率生态风险评价法（PERA）对我国重点流域水环境中TCM、TBM、DCAA和TCAA进行多层次生态风险评估.结果表明，我国地表水环境中TCM、TBM、DCAA和TCAA暴露浓度范围为n.d.~51μg/L.以致死和生长、繁殖等为测试终点的急、慢性毒性数据，构建物种敏感度分布（SSD）曲线，推导出TCM、TBM、DCAA和TCAA的PNEC值分别为0.586，0.857，0和44.880mg/L；0.006，0.064，0.956和0.012mg/L.基于急、慢性毒性数据计算出的RQ小于1.我国重点流域中TCM和TCAA对1%的水生生物造成生长、繁殖等慢性毒性影响的概率分别为78.86%和20.61%，存在潜在的生态风险.

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低渗透介质中轻非水相流体迁移转化规律

阮冬梅, 卞建民, 王倩, 吴娟娟, 王宇, 孙晓庆

中国环境科学. 2021, 41(4): 1815-1823.

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本文利用COMSOL软件建立轻非水相流体（LNAPL）纵向迁移转化模型，采用有限单元法进行求解，预测污染物分布规律，并利用局部分析法进行参数敏感性分析.结果表明，大部分LNAPL会在水面以上聚集形成高的质量分布峰值区域，少部分克服毛细压力向下迁移，在自由相迁移范围内，其溶解相浓度达到或接近饱和溶解度；当顶部污染源消失后，降水会使最大饱和度和浓度出现的深度逐渐下移；多孔介质中的低渗透镜体会使污染物垂向入渗受阻，在其表面聚积形成污染池；渗透系数是控制LNAPL纵向迁移速度及饱和度分布的关键参数.

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鄱阳湖典型湿地地下水—河湖水转化关系

许秀丽, 李云良, 谭志强, 郭强

中国环境科学. 2021, 41(4): 1824-1833.

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选取鄱阳湖典型洪泛湿地为研究对象，分析了2018年4~10月降水、湖水、河水和湿地地下水的氢氧同位素变化特征，利用δ¹⁸O~δD关系确定了不同水文时期湿地各类水体的转化关系，并结合同位素端元混合模型估算了不同水源对湿地地下水的贡献分量.结果表明，研究区降雨δ¹⁸O和δD值在6~7月份偏小，其余月份较高，存在明显季节变化和雨量效应.河水、湖水同位素与降水同位素的季节变化规律基本一致，但受蒸发分馏影响，重同位素更为富集，且变化幅度远小于降水同位素.湿地地下水同位素的季节变化较小，δ¹⁸O、δD均值（-5.26‰，-31.1‰）高于大气降水（-6.32‰，-40.1‰）、低于湖水（-3.60‰，-26.4‰），与河水同位素（-5.09‰，-34.4‰）较为接近，表明湿地地下水受降水、湖水和河水的共同影响.涨水期（4~5月）河水的补给源为降雨和流域内地下径流，湖水主要受河水和降水共同补给，湿地地下水主要受前期降水和河水补给的滞后影响，河水的贡献比重更大.丰水期（6~8月）地下水主要接受湖水和河水共同补给，湖水的补给贡献比例超过50%，退水期（9~10月）湿地地下水向河道和湖泊等地表水体排泄.

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感潮河网降雨径流污染空间分析与模拟

张凤山, 尚明珠, 赵朋晓, 程开宇, 唐颖栋, 魏俊

中国环境科学. 2021, 41(4): 1834-1841.

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为了探究茅洲河流域感潮河网面源污染空间分布特征和降雨径流污染规律，基于空间分析、统计分析与流域水动力-水质耦合模拟方法，对典型降雨情景下河网水质情况进行模拟分析，提出基于水质改善目标的生态补水点位空间布局优化策略.研究表明，层次聚类凝聚算法和K-均值法迭代组合可以较好地实现面源污染分级与分类；茅洲河各支流中，石岩渠、松岗河中上游等河道（段）由于面源污染负荷相对较高且缺乏生态补水，雨后水质恢复缓慢；基于补水总量不变原则，对生态补水方案进行局部优化，优化结果可使雨后受污染重点河道（段）水质恢复速度加快一倍以上，提高了流域水质的整体稳定性.研究结论可为进一步认识茅洲河流域水污染特征、实现流域水环境精细化管理提供支撑.

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环境和人体中氯代/溴代多环芳烃的研究进展——污染来源、分析方法和污染特征

刘明洋, 李会茹, 宋爱民, 胡建芳, 盛国英, 彭平安

中国环境科学. 2021, 41(4): 1842-1855.

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氯代/溴代多环芳烃（Cl/Br-PAHs）是一类具有与二噁英和多环芳烃（PAHs）相似结构和致癌效应的新兴持久性毒害污染物，其环境行为归趋和潜在风险受到了高度重视.本研究以"Cl-PAH*" OR "Br-PAH*" OR "H-PAH*" OR "chlorinated PAH*" OR "brominated PAH*" OR "halogenated PAHs" OR "chlorinated polycyclic aromatic hydrocarbon*" OR "brominated polycyclic aromatic hydrocarbon*" OR "halogenated polycyclic aromatic hydrocarbon*"为主题对Web of Science核心合集数据库进行了检索，并着重对环境/人体中Cl/Br-PAHs污染来源、污染特征和分析方法的研究进展进行了综述.结果表明：截止2021年1月，环境/人体中Cl/Br-PAHs的相关文献共计225篇.这些研究表明：Cl/Br-PAHs主要来源于废弃物焚烧、汽车尾气排放、金属冶炼、电子垃圾拆解等热过程和光化学反应过程；目前已在全球各类环境介质中被检出，并表现出持久存在性、长距离迁移性和生物可利用性；Cl/Br-PAHs被证实具有与其母体PAHs相似甚至更强的毒性，但目前对其形成机理和环境行为尚不明确，也尚未有统一有效且精准的分析方法，已报道的化合物种类十分有限，总体研究处于起步阶段.结合目前Cl/Br-PAHs的研究现状和存在的问题，今后应在其高通量精准筛查分析、源排放指纹识别追溯、环境迁移转化行为及潜在风险上开展研究.

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沉积盆地地下水无机氮来源示踪及其演化模式

李霄, 王晓光, 柴璐, 朱巍, 何海洋, 王长琪

中国环境科学. 2021, 41(4): 1856-1867.

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以我国沉积型盆地三江平原的典型农业区抚远地区为例，采用水化学法和GIS技术分析区域水化学成因作用及无机氮素的污染特征，利用氮氧双稳定同位素分布特征及稳定同位素解析模型（SIAR）确定氮素来源及各污染源贡献比，基于对影响氮素浓度变化的多项因素的认识，建立区域氮素的水化学演化模式.结果表明：研究区地下水中氨氮超标率为56.52%，毫克当量百分数平均值占无机氮总量的55.50%，是地下水无机氮素中污染影响程度最大的指标；土壤有机氮、厩肥污水和氨态化肥是径流补给区氮素的主要污染来源，各污染端元贡献比由大到小依次为40.49%、30.24%和29.27%.地下水补给区是氨氮污染最重的区域，排泄区是硝酸盐氮污染相对严重的区域，氧化还原条件是影响氮素浓度的关键因素；在氮素的时空演化过程中，除二级阶地仍保持天然水化学状态外，一级阶地和漫滩区的氮素浓度均有不同程度的升高.

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基于R语言的非点源颗粒态磷指数构建及应用——以丘陵红壤区小流域为例

苏静君, 赵洪涛, 焦茹媛, 房志达, 杨晓晶, 李叙勇

中国环境科学. 2021, 41(4): 1868-1877.

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以南方丘陵红壤区典型小流域为例，构建了基于R语言的流域非点源颗粒态磷污染指数并进行应用.结果表明，（1）流域土壤侵蚀模数在0.7~15244.2t/（km²·a）之间，超出南方丘陵红壤区容许土壤侵蚀量的区域占流域面积59%；平均非点源颗粒态磷产生强度为0.86kg/hm²，超出非点源磷流失阈值的区域占流域面积14%.流域侵蚀等级以微、轻度为主，但中度及以上强度区域以较小的面积（7.2%）贡献了较大比例的流域侵蚀产生量（35%）和输出量（43%）、以及非点源颗粒态磷输出量（31%）.（2）识别的关键源区占流域面积14%，贡献了65%和58%的侵蚀土壤和颗粒态磷输出负荷；主要分布在近河道的坡地（<25°，水文距离≤800m），林地、耕地、园地是主要土地利用类型组成.（3）过量施肥导致的土壤磷素富集、强降雨条件下低丘缓坡地带的高易蚀性是关键源区形成的主因.研究进一步对关键源区进行分类分区，提出了以水土保持、配方施肥、工程治理为核心的非点源颗粒态磷污染治理组合措施.研究为丘陵红壤区流域非点源颗粒态磷污染的防治提供了较为系统完善的思路.

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典型室内公共场所灰尘中PBDEs污染特征及源解析

金漫彤, 陆朱豪, 郦林军, 沈学优, 张顺飞

中国环境科学. 2021, 41(4): 1878-1885.

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为探索以多溴联苯醚（PBDEs）为代表的半挥发性有机化合物在典型室内公共场所中的污染特征及与材料的关系，在网咖、电子市场、建材市场、商场和图书城5类典型公共场所采集分析了灰尘样品，利用环境模拟舱研究了不同污染源材料中PBDEs的挥发强度系数（K_vsPBDEs）、衰减半衰期，结合主成分分析（PCA）分析了PBDEs的浓度与不同室内材料间的关系.结果表明，杭州5类典型室内公共场所灰尘中∑₁₄PBDEs的平均值分别为：网咖（2471.75ng/g）>电子市场（1071.77ng/g）>建材市场（900.63ng/g）>商场（441.27ng/g）>图书城（243.36ng/g）.所选取的10种室内典型污染源材料中∑₁₄PBDEs含量最高的为保温棉（91.61μg/g），最低的为电路板（7.97μg/g）；K_vsPBDEs最高的为电线[14.04×10⁴μg/（g·m²）]，最低的是纤维墙纸[0.87×10⁴μg/（g·m²）]；塑料地毯、保温棉和纤维墙纸在40℃下的衰减半衰期分别为192，375和61d.研究发现室内公共场所中PBDEs的浓度与不同材料有关：网咖中PBDEs主要来自于纤维墙纸和电线；超市和图书城中PBDEs主要来自于陶瓷阻燃布和混纺地毯；建材市场中PBDEs主要来自于保温棉、电路板和塑料墙纸；电子市场中PBDEs主要来自于纤维阻燃布和电线.

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废弃电子垃圾拆解地野生鱼类卤系阻燃剂残留

吴江平, 冯文露, 吴思康, 胡钰, 麦碧娴

中国环境科学. 2021, 41(4): 1886-1892.

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为了解废弃拆解地环境中电子垃圾相关污染物的含量水平及其生态风险，本文测试了华南某废弃电子垃圾拆解地野生鲮鱼和鲫鱼体内多溴联苯醚（PBDEs）、多溴联苯（PBBs）、得克隆（DP）和替代型溴系阻燃剂（ABFRs）等卤系阻燃剂（HFRs）的含量和组成，评估了这些污染物对于野生鱼类及食鱼野生动物的生态风险.电子垃圾拆解地鲮鱼和鲫鱼体内∑HFRs的含量范围分别为1230~1680和141~650ng/g，高于对照区1~2个数量级，表明虽然粗犷的电子垃圾回收活动已禁止多年，当地野生鱼类仍然受到HFRs严重污染.PBDEs是鱼体内最主要的HFRs，鲮鱼和鲫鱼体内其分别占∑HFRs的96%和89%.鲮鱼和鲫鱼体内HFRs含量和组成均存在显著差异，可能与其生活习性、营养级和脂肪含量不同有关.风险评估结果显示，PBDEs对野生鱼类及食鱼野生动物均具有较大的生态风险.

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雄安新区水环境中对羟基苯甲酸酯含量及风险

赵雪, 郑一, 付彩霞, 裘文慧, 王文科, 段磊, 赵婷

中国环境科学. 2021, 41(4): 1893-1899.

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于2019年6月对雄安新区和保定市周边地区地表水和地下水进行采样，分析水环境中7种对羟基苯甲酸酯（parabens）组分的含量水平及生态风险.结果表明：对羟基苯甲酸甲酯（MeP）和对羟基苯甲酸丙酯（PrP）的检出率为100%；地表水中的主要组分为MeP，占比达93.4%，地下水中的主要组分为MeP，对羟基苯甲酸乙酯（EtP）和PrP，三者占比达98.0%；地下水中parabens的含量水平高于地表水；地表水中parabens的浓度呈白洋淀下游高于上游的空间分布特征，而地下水中的parabens总量在安新县境内较高，平均浓度可达10.1ng/L；总体而言，当前雄安新区水环境中parabens的污染程度较低、生态风险较小.本文可为未来雄安新区建设中的水环境管理提供污染水平参比值和决策依据，也可为雄安新区水环境中其它药品和个人护理品（PPCPs）的污染研究提供参考.

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铜绿微囊藻对混凝除氟的促进作用及机理分析

象豫, 徐慧, 李昆, 王希, 吴昊澜, 樊华

中国环境科学. 2021, 41(4): 1900-1908.

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以铜绿微囊藻、氯化铝（AlCl₃·6H₂O）为研究对象，通过三维荧光、场发射扫描电镜等表征，探究了藻类对氟化物混凝去除机制的影响.结果表明，在pH值为7.0，8.0，9.0，Al投加量在20.0~80.0mg/L的条件下，铜绿微囊藻对混凝除氟有明显的促进作用，其促进作用主要在于藻絮体对氟的表面吸附.铜绿微囊藻与氯化铝水解产物通过吸附架桥和网捕卷扫作用，聚集成较大较多的絮体.絮体粒径越大，除氟率越高.pH值为7.0，Al投加量为40.0mg/L时，絮体粒径达到最大值500μm，此时氟去除率最高，为77.37%；当Al投加量为80.0mg/L时，藻细胞破损严重，有机物过多释放，对混凝除氟起阻碍作用.絮体破碎吸附实验结果表明，对絮体进行一定强度破碎可以增加吸附位点，从而提高氟的去除率；但破碎强度过大，絮体粒径过小，对氟的吸附效率亦会降低.

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RSI-MO工艺对沼气脱硫的影响及微生物种群分析

阮仁俊, 李家乐, 欧坤轩, 赵昌爽, 孙俊伟, 操家顺

中国环境科学. 2021, 41(4): 1909-1916.

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为实现剩余污泥厌氧消化沼气原位深度脱硫，采用向反应器中嵌入最佳剂量（20g/L）废铁屑并引入微氧条件，构建废铁屑-微氧（RSI-MO）消化工艺，探索其对原位脱硫的影响.研究分7阶段，P1阶段对照组，P2阶段加入RSI，P3~P7阶段逐步提高O₂剂量.结果表明，MO效应激发硫氧化菌（SOB）生物脱硫，促发RSI化学腐蚀而生成铁硫沉淀物.P1~P7阶段，RSI与MO交互作用可促进水解酸化，但O₂剂量过高会抑制产甲烷微生物活性，造成VFAs积累.为研究RSI与MO交互作用对微生物群落多样性和丰度的影响，取P1、P2和P6阶段污泥样品进行高通量测序发现，RSI投加有益于产氢型微生物（Syntrophobacter fumaroxidans）、产乙酸型微生物（Roseomonas lacus、Sporomusa silvacetica）、产甲烷微生物（Methanoculleus palmolei、Methanolinea tarda、Methanosarcina mazei、Methanosaeta concilii、Methanococcus aeolicus）的生长.MO效应可激活SOB的活性，强化生物脱硫作用.

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武汉东湖沉积物好氧氨氧化微生物时空分布

张志忠, 程德玺, 廖明军, 汪淑廉, 李祝

中国环境科学. 2021, 41(4): 1917-1924.

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采用实时荧光定量PCR （qPCR）技术，测定了武汉东湖沉积物中氨氧化古菌（AOA）和氨氧化细菌（AOB）氨单加氧酶基因（amoA）的丰度，并结合沉积物水体环境中各形态氮素的含量，分析氮素含量对AOA和AOB的时空分布的影响.结果显示，AOA amoA基因丰度大于AOB amoA基因丰度，表明AOA对氨氧化过程的贡献较大.同时，AOA和AOB amoA基因丰度都随深度增加而降低.此外，间隙水的总氮、氨氮、硝酸盐氮以及亚硝酸盐氮浓度分别为6.28~33.56、2.71~22.7、0.12~0.98、0.01~0.13mg/L；上覆水的总氮、氨氮、硝酸盐氮以及亚硝酸盐氮平均浓度分别为1.68，0.79，0.16，0.04mg/L；表层水的总氮、氨氮、硝酸盐氮以及亚硝酸盐氮平均浓度分别为1.34，0.62，0.11，0.03mg/L，表明东湖东湖沉积物相对于水体呈营养盐可释放状态.相关性分析表明：AOA amoA基因丰度与间隙水氨氮和亚硝酸盐氮浓度呈显著正相关（P<0.05），AOB amoA基因丰度与间隙水亚硝酸盐氮（NO₂^--N）浓度呈显著正相关（P<0.05）.

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稻草秸秆发酵液的抑藻效应及其机理

胡春霞, 陈波, 张庭廷

中国环境科学. 2021, 41(4): 1925-1931.

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为有效利用农业废弃物稻草秸秆进行抑藻，本研究对不同稻草秸秆进行了特定方式的发酵，测定了发酵液对常见淡水藻类的化感效应，探讨了其中抑藻作用强的发酵液抑藻机理.结果表明：与普通稻草秸秆发酵液相比，水稻分蘖枝发酵液对铜绿微囊藻的抑制效果显著好于普通稻草秸秆发酵液（P<0.05），作用72h水稻分蘖枝发酵液抑制率为93.21%，168h为97.96%，而稻草秸秆发酵液120h抑制率为68.20%，168h抑制率反而显著下降，只有27.65%；前者Eh₅₀为14.073h，后者为21.036h；水稻分蘖枝发酵液对蓝藻（铜绿微囊藻）和绿藻（蛋白核小球藻、斜生栅藻）3种淡水藻均有良好抑制作用，对铜绿微囊藻抑制作用最佳（P<0.05）.在水稻分蘖枝发酵液胁迫下，铜绿微囊藻叶绿素a以及藻蓝蛋白（PC）和别藻蓝蛋白（APC）含量下降，藻细胞叶绿素自发荧光值持续降低，藻细胞结构破坏.推测水稻分蘖枝发酵液的抑藻机制之一是将藻细胞光合系统作为其攻击的靶点从而抑制藻类生长，并最终破坏细胞结构，引起细胞凋亡.

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受偿意愿在确定生态补偿标准上下限中的作用

潘美晨, 宋波

中国环境科学. 2021, 41(4): 1932-1939.

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受偿意愿（WTA）是制定生态补偿标准的常用依据之一，能否正确使用WTA对于制定合理的补偿标准具有重要影响.本文梳理了国内近12a的相关文献，发现在WTA应作为生态补偿标准的上限还是下限问题上尚无定论，尽管大多数研究将WTA作为补偿标准下限，但背后的逻辑并不严谨.本文认为生态补偿标准制定过程可视为受偿方和支付方的讨价还价过程，因此WTA实际上是受偿方的出价，应作为补偿标准上限.另外，本文从WTA、支付意愿（WTP）是区间的角度进行分析，判断补偿标准可取的范围，发现当调查得到的WTA大于WTP时，仍存在谈成的可能性；当调查得到的WTA小于WTP时，实际达成空间大于表面达成空间，决策者拥有更大的选择空间.

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新安江流域横向生态补偿的经济效应

刘聪, 张宁

中国环境科学. 2021, 41(4): 1940-1948.

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以新安江流域横向生态补偿试点作为准自然实验，采用2001~2017年中国安徽和浙江省内县域面板数据，利用双重差分方法（DID）定量研究了试点政策对流域上下游地区经济发展的影响及可能机制.结果显示：试点政策对上游地区的经济发展造成了一定程度的抑制影响，表现为相关地区的人均GDP或地区GDP出现了下降，而对流域下游地区经济发展并无显著作用，这一结论在进行多项稳健性检验后仍然成立；新安江试点政策对上游地区经济发展的负面影响呈现出了“先增强后减弱”的动态变化规律；此外，机制分析显示5个试点县内规模以上工业企业个数显著下降，表明“企业退出”是新安江试点政策对上游地区经济发展造成负面影响的重要原因.本研究可为后续制定和实施跨地区水资源保护的利益调配机制提供依据.

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燃煤电厂大气汞及其他痕量元素排放标准研究

王树民, 白孝轩, 宋畅, 张翼, 顾永正, 郭智辉, 毋波波, 余学海, 段雷, 田贺忠

中国环境科学. 2021, 41(4): 1949-1958.

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为探究中国超低排放燃煤电厂汞及其他有害痕量元素未来标准制定的可行性及建议，综合比对了中国与欧盟、美国等发达国家燃煤电厂大气痕量元素排放标准限值，并基于燃煤电厂现场测试相关文献调研分析，系统地评估了中国燃煤电厂汞及其他9种典型痕量元素（砷、铅、硒、镉、铬、锑、钴、镍和锰）的排放现状.结果表明：与美国、欧盟、加拿大等发达国家相比，目前我国燃煤电厂大气污染物排放标准限定的痕量元素污染物种类较为单一（仅规定了烟气汞及其化合物排放限值，≤30μg/m³）且排放标准限值较为宽松；在全国燃煤电厂已普遍完成超低排放升级与改造的新形势下，现行的《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）已难以起到对燃煤电厂大气汞及其他痕量元素排放控制的实际限制作用和对先进新技术的示范引领作用.作为世界上的最大燃煤消费国，中国燃煤电厂每年消耗煤炭占中国煤炭消费总量的一半左右，是国际社会和《关于汞的水俣公约》重点关注的排放源.因此，推动燃煤电厂大气汞排放标准限值的修订及其他有害痕量元素排放标准的制定，对于保护生态环境和公众健康及国际履约均具有较大的可行性及重要的现实意义.

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中国大气汞排放变化的社会经济影响因素

吴晓慧, 徐丽笑, 齐剑川, 梁赛, 王书肖

中国环境科学. 2021, 41(4): 1959-1969.

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基于投入产出模型，从生产和最终需求角度计算了1997~2017年中国大气汞排放量；并结合结构分解分析方法，定量分析了各种社会经济因素对大气汞排放变化的相对贡献.结果表明：生产端大气汞排放较多的行业主要是水泥、石灰和石膏制造业（135t）、有色金属冶炼及压延加工业（86t）等重工业；消费端对大气汞排放贡献较多的行业主要是建筑业（219t）、汽车制造业（16t）等.各种社会经济因素对不同排放源和不同行业的相对贡献存在差异.人均最终需求水平提高是大气汞排放增加的最大驱动因素，其中，有色金属冶炼及压延加工业，电力、热力的生产和供应业，水泥、石灰和石膏制造业是其推动排放增加的主要行业.排放强度降低是大气汞排放减少的最大驱动因素，对有色金属冶炼及压延加工业，电力、热力的生产和供应业，水泥、石灰和石膏制造业的减排贡献最大.生产结构、最终需求行业结构和最终需求类别结构变化导致大气汞排放略有增加，但1997~2017年间因这3种结构性因素变化而减少汞排放的排放源和行业数量增多.根据研究结果，本文从生产全过程管控、优化社会经济结构等角度提出相关政策建议.

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创新集聚空间分布模式对霾污染的影响

钟顺昌, 闫程莉, 任娇, 邵佳辉

中国环境科学. 2021, 41(4): 1970-1984.

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为了比较分析创新集聚空间分布单中心与多中心两种模式对霾污染的影响机制，本文构建了省域面板数据模型和中介效应模型进行实证检验.结果表明：创新集聚可通过规模效应降低霾污染；但创新集聚空间分布模式对霾污染的影响具有异质性.其中，单中心模式诱发了霾污染，存在创新集聚环境效应悖论；多中心模式对霾污染具有改善效应；随着创新集聚多中心的提高，其霾污染改善效应增强，但具有边际递减特征；能源利用效率是创新集聚空间分布模式影响霾污染的重要渠道之一.基于此，本文建议省级政府推进空间协同创新发展战略，建构省域多中心的创新网络空间组织体系，以此形成多中心协同治霾机制，破解创新集聚环境效应悖论.

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