中国环境科学

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丁佳乐, 陈庆彩, 张梓萌, 韩月梅

中国环境科学. 2023, 43(10): 5041-5051.

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采用电子顺磁共振波谱法（EPR）对“打赢蓝天保卫战三年行动计划”（“三年行动计划”）实施期间（2018~2020年）以及实施前后（2017年和2021年）西安大气PM_2.5中EPFRs的浓度特征、种类特征及可能来源进行了探讨.结果发现，该计划实施后西安大气PM_2.5中EPFRs平均浓度（5.03×10¹⁴spins/m³）比实施前（7.18×10¹⁴spins/m³）下降了29.9%，表明“三年行动计划”的实施对EPFRs的控制是有效的.冬季浓度（8.61×10¹⁴spins/m³）是夏季（3.10×10¹⁴spins/m³）的2.8倍，其主要类型为以碳为中心附近受含氧官能团影响的自由基.相关性及平行因子分析显示，燃煤源（35.3%）、交通燃烧源（30.0%）和扬尘源（27.8%）可能是西安大气PM_2.5中EPFEs的主要来源.冬季交通燃烧源占比最高（45.8%），而夏季EPFRs与O₃相关性比较显著，二次来源占比在夏季是其他季节的2.2~5.7倍.该计划实施前后燃煤源占比明显下降（下降13.7%），说明清洁取暖、煤炭消费总量控制和燃煤锅炉综合整治等政策是非常有效的，但交通燃烧源（上升3.70%）、扬尘（上升3.00%）及二次来源（上升7.00%）略有上升，表明加强扬尘综合治理、控制机动车排放绿色出行以及控制O₃、VOCs等的污染是未来控制的重点.重污染天气下EPFRs的来源中燃煤源（42.9%）和扬尘源（33.4%）占比较高，而交通燃烧源（31.7%）和二次来源（8.95%）在优良天气的占比相对较高，说明不仅要减少重污染天气，优良天气中EPFRs对健康的影响也需要进一步关注.

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基于多模型和多源数据的京津冀地区BVOCs排放清单

李奥哲, 段文娇, 亓浩雲, 蔡斌

中国环境科学. 2023, 43(10): 5052-5061.

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为系统研究京津冀地区天然源挥发性有机物（BVOCs）排放量及时空分布特征，基于蓄积量产量、土地利用遥感解译数据、MEGAN模型，计算获得了2018年京津冀地区各区县BVOCs排放量及排放组成.结果表明，基于蓄积量产量、遥感解译和Megan数值模型的2018年京津冀地区BVOCs排放总量分别为74.14万t，84.48万t和77.73万t.北京、天津和河北平均排放总量分别为11.8万t、3.2万t和63.7万t；异戊二烯、单萜烯和其他VOCs平均排放量分别为29.19万t、22.58万t和27.41万t，林地、耕地和草地占比分别为68.42%、23.07%和3.89%.从时间分布来看，京津冀地区BVOCs排放呈显著单峰型，其中夏季排放最高，达到52.64万t，占全年总排放量的66.64%，而冬季平均排放量最低，仅有1.59万t，占全年总排放量的2.01%.从空间分布来看，基于多源清单的BVOCs空间分布均呈现出北高南低的趋势，高排放地区沿太行山脉及燕山山脉走势较为明显，这些地区主要以林地草地排放为主，而冀东南平原地区主要以耕地排放为主.从方法差异来看，基于遥感解译的光温模型获得的排放量相对偏高，动态模型获得的其他VOCs占比相对偏高.本研究为全面认识京津冀地区BVOCs排放特征和规划空气质量持续改善策略提供了基础数据支撑.

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象山湾大气中CH₄和CO₂时空分布及其同位素组成特征

李雪, 段晓勇, 印萍, 高飞, 曹珂, 田元, 李梅娜, 刘晓凤, 吕胜华

中国环境科学. 2023, 43(10): 5062-5069.

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海湾区域的温室气体排放对于全球变暖具有重要影响，因此本研究选取中国东部典型海湾-象山湾作为研究对象，通过对CH₄和CO₂的浓度与同位素的时空变化特征分析来揭示海岸带对全球气候变化的影响.象山湾海域低层大气中CH₄浓度变化范围为（1.72~2.17）×10^-6，平均浓度为1.82×10^-6；δ¹³C_CH₄的变化范围为-60.69‰~-41.10‰，平均值为-50.261‰；CO₂浓度变化范围为（410.3~640.3）×10^-6，平均浓度为433.294×10^-6；δ¹³C_CO₂的变化范围为-16.79‰~-2.33‰，平均值为-6.83‰.CH₄含量整体上呈湾内大于湾外、从陆地向海方向逐渐减少的趋势，表明近浅海区域是大气甲烷的源；而CO₂含量变化湾内整体呈现偏低的趋势，证明是CO₂的汇.CH₄和CO₂的浓度变化受人为因素影响较大，建筑用地和林地、耕地区域温室气体明显偏高；相反，光滩和水产养殖区域温室气体的浓度较低.同时CH₄和CO₂的浓度昼夜变化基本一致，均呈现夜间大于白天的趋势，且同位素组成与其浓度呈负相关.CH₄和CO₂的浓度昼夜变化受温度、潮汐作用、大气源汇强度等影响显著.

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基于激光雷达的天津海-岸-陆地区大气边界层高度研究

刘敬乐, 史静, 李培彦, 姜明, 蔡子颖, 韩素芹, 崔晔, 姚青

中国环境科学. 2023, 43(10): 5070-5077.

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利用2018年8月~2019年7月的气溶胶激光雷达观测数据对天津城市、渤海沿岸和渤海地区的大气边界层高度进行了反演，并利用无人机探空观测对激光雷达反演结果进行验证，同时结合天津大气边界层观测站、塘沽站和渤海A平台站的不同气象特征分析了大气边界层高度的分布特征及其差异产生的原因.结果表明：激光雷达和无人机观测获得的大气边界层高度具有较高一致性，在稳定、中性和不稳定层结条件下两者的相关系数分别为0.508，0.565和0.687.天津城区和塘沽地区各季节的大气边界层高度日变化规律较为一致，与各季节湍流动能和感热通量日变化规律接近，均呈单峰型分布，A平台大气边界层高度具有明显的海洋大气特征，表现为冬季高于城区和塘沽，夏季则与之相反.夏季由于海陆环流造成的热力内边界层的形成，是市区与塘沽大气边界层高度差异产生的原因之一，2019年夏季塘沽出现热力内边界层的情况下，其午后边界层高度下降约30~160m，与城区的大气边界层高度差升高约150~300m.

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典型大气环流对天津市大气PM_2.5与O₃复合污染的影响特征

许雅姿, 杨亦成, 刘永吉, 孟鹏, 孙乃秀, 吴琳, 毛洪钧

中国环境科学. 2023, 43(10): 5078-5087.

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为探究海陆风环流对沿海城市PM_2.5和O₃污染的影响特征，基于2016~2020年中国环境监测总站的污染物观测数据和同期气象资料以及ERA5气象再分析数据，分析了海陆风环流特征对天津市区域大气污染物PM_2.5和O₃浓度变化的影响.结果表明：2016~2020年天津共有海陆风日411d，6~9月出现最为频繁，12月频率最低.海陆风环流的季节特征差异造成了对PM_2.5和O₃的影响不同，冬季陆风环流会使PM_2.5在沿海区域积累，海风环流对沿海地区PM_2.5污染有稀释作用.夏季海陆风环流会改变沿海地区O₃分布情况，使O₃谷值更低且峰值更高，市区点、郊区点和沿海点O₃峰值浓度分别高于平均峰值4.1， 8.9， 16.0μg/m³，海陆风对峰值的影响程度随着站点与海岸线距离的增长逐渐减弱.2016~2020年间共有PM_2.5和O₃复合污染日94d，17次出现海陆风环流.海陆风型复合污染日中陆风环流将PM_2.5由中心城区传输至沿海，海风环流清洁海风对PM_2.5有清除作用.陆风环流时O₃光化学净消耗速率较高，海风环流时光化学净生成O₃时间更久，使O₃峰值出现时间延后，浓度提高.环流对O₃和PM_2.5的不同作用降低了PM_2.5和O₃复合污染的频率，海陆风对沿海地区污染物的输送和再分配使得区域污染成因更加复杂.

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地面PM_2.5和气溶胶激光雷达联合变分同化对天津冬季一次重污染过程数值模拟改进研究

杨旭, 樊文雁, 蔡子颖, 朱玉强, 唐颖潇, 董琪如

中国环境科学. 2023, 43(10): 5088-5097.

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针对输送型重污染过程，大气化学模式垂直模拟偏差较大，地面观测同化对污染垂直初始场改进不明显，高空输送模拟偏低的问题，以2023年1月5~6日天津地区一次重污染过程为例，通过PM_2.5地面观测和气溶胶激光雷达垂直观测联合应用，发展相应的气溶胶变分同化技术，改进大气化学模式污染垂直模拟效果，服务重污染天气预报预警和成因解析.研究表明：此次重污染过程由于大气化学模式垂直模拟能力不足，导致S1发展阶段地面PM_2.5增长速率和S2维持阶段的峰值浓度明显低估，垂直分布上污染层高度模拟偏低200~300m，白天输送阶段高空PM_2.5浓度高于地面、夜间稳定边界层以上污染高值特征均未能有效反映；通过同化地面PM_2.5观测有效实现PM_2.5空间分布模拟优化，过程期间上游城市石家庄和衡水的模拟误差分别下降35.3μg/m³和77.3μg/m³，天津地面PM_2.5质量浓度模拟误差下降39.7μg/m³，但地面同化对垂直分布模拟改进有限，尤其是对于输送型污染过程中PM_2.5垂直分布的复杂变化，基本无法准确反映；通过增加气溶胶激光雷达PM_2.5垂直观测同化，模式PM_2.5垂直模拟效果进一步提升，450m左右均方根误差减小幅度最大，约19.8μg/m³.在同化时刻及临近2~3h正效果明显，后续时效中S2阶段表现更优，夜间稳定边界层以上污染高值得到有效模拟，污染层高度模拟差异减小至50~100m，低于未同化CTRL试验（200~300m）和地面同化DA_SFC试验（100~200m）；S1阶段随着时效延长垂直模拟偏差明显增加，但同化的正作用依旧存在，污染层高度模拟误差比DA_SFC试验降低幅度不低于50m.

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江苏PM_2.5-O₃复合污染特征及气象条件分析

严文莲, 刘端阳, 王磊, 李聪

中国环境科学. 2023, 43(10): 5098-5106.

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基于2013~2020年江苏13个城市的大气污染和气象观测数据，分析了江苏PM_2.5-O₃复合污染物的分布特征及其与气象条件的关系.结果表明：江苏复合污染物以轻度污染组合为主，南部多于北部，东南部最多，主要在4~10月，下午至傍晚最高，且该时段O₃平均浓度高于单一O₃污染；复合污染在O₃超标中平均占比15.7%，2014年高达65.8%，且在2015年后明显下降；PM_2.5和O₃二者在暖季O₃污染期正相关，PM_2.5污染期为弱相关或负相关；复合污染气象条件更为严格，气温、相对湿度、风速和逆温条件均介于单一O₃和单一PM_2.5污染之间，且多在4m/s以下和ENE—S区间，与单一O₃污染相比，气温和风速略低，相对湿度和逆温强度略高；出现复合污染的主要地面形势为均压场和低压（底）前部，其次是入海高压后部和高压底部；通过后向轨迹聚类分析发现淮北地区复合污染主要来自东南沿海至本地路径，中南部城市主要为本地周边地区和东南沿海，而东南部城市主要来源短距离输送和苏皖浙交界一带.

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表面活性剂协同荷电水雾增效除尘实验研究

丁厚成, 章成浩, 邓权龙, 许婉萍, 李寅, 夏旭

中国环境科学. 2023, 43(10): 5107-5113.

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为研究湿式电除尘效率和应用范围的拓展特性，设计了针对铁矿粉尘的表面活性剂协同荷电水雾除尘实验装置，采用表面活性剂增效润湿、水膜捕尘、荷电捕尘理论，探究了风速、电压、喷雾压力和格栅目数对除尘性能的影响.实验中优选复配表面活性剂溶液，选取了0.3%LABSA/0.5%X-100、0.3%LABSA/0.5%AES、0.5%X-100/0.5%AES三种复配溶液进行荷电水雾除尘实验.结果表明：复合电除尘可以在提高处理风量的同时增加除尘效率，风速在0.8m/s以前与除尘效率正相关；复配溶液在水压为6MPa时都达到除尘效率最大，其中以0.3%LABSA/0.5%AES表现最为突出，其除尘效率相较于水提升达到15.36%，不同水压的平均除尘效率提高也达到了11.73%；复合电除尘除尘效率与电压在40kV之前正相关，超过后会发生电晕放电，降低除尘效率；当格栅孔径大小为40目时除尘效率最大，其中复配溶液0.3%LABSA/0.5%AES达到了96.74%的除尘效率，继续减小孔径反而会减小除尘效率；对粉尘润湿性越强的表面活性剂参与除尘后对除尘效率提升越大.

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武汉夏季光化学过程二羰基的污染特征及来源

黄海滨, 成海容, 胡柯, 黄宇, 邓萌杰, 陶卉婷

中国环境科学. 2023, 43(10): 5114-5122.

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2021年在武汉城区开展了夏季光化学污染过程中大气羰基化合物的离线观测和大气挥发性有机物（VOCs）的在线监测，研究该时期乙二醛和甲基乙二醛的污染特征并利用正交矩阵因子模型（PMF）对其来源进行解析.武汉夏季大气乙二醛和甲基乙二醛的平均浓度分别为（0.42±0.34）×10^-9和（0.69±0.19）×10^-9，两者均呈现“单峰型”日变化规律，在上午10：00达到峰值.PMF共解析出6类源，乙二醛的源贡献为二次生成（A）（70.86%）>溶剂使用源（8.05%）>机动车排放源（8.04%）>燃烧源（6.43%）>工业源（3.38%）>二次生成（B）（3.24%）；甲基乙二醛的主要排放源及贡献率为二次生成（A）（39.10%）>二次生成（B）（31.54%）>机动车排放源（13.26%）>溶剂使用源（8.21%）>燃烧源（5.80%）>工业源（2.09%）.由于强烈的光化学作用，二次生成是乙二醛和甲基乙二醛最主要的来源.光化学污染期与非污染期相比，二次生成（A）对乙二醛和甲基乙二醛的贡献显著增加.研究结果有助于提高对武汉市大气乙二醛和甲基乙二醛的认识，为武汉市政府制定大气污染防治策略提供数据基础和科学依据.

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助剂添加对CuO/TiO₂催化剂NH₃-SCO性能的影响研究

陈浩辉, 王亚洲, 余杰, 邱磊, 尹一萌, 王驰中, 常化振

中国环境科学. 2023, 43(10): 5123-5130.

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采用浸渍法制备了一系列CuO-MO_x/TiO₂ （M=W， Zr， La）催化剂用于NH₃选择性催化氧化（NH₃-SCO），同时探究了SO₂中毒对NH₃氧化性能的影响.结果表明，过渡金属氧化物的添加使Cu/TiO₂催化剂NH₃转化率降低，但显著提高N₂选择性.其中，WO₃具有最好的促进效果，在300℃下催化剂N₂选择性提高了36%.通过H₂-TPR和NH₃-TPD表征发现，WO₃的添加增加了Cu/TiO₂催化剂表面酸性位点的数量，促进NH₃的吸附，但降低催化剂氧化还原性能，抑制NH₃氧化为NO_x.经SO₂中毒处理后，CuO-MO_x/TiO₂催化剂N₂选择性进一步提高，表征结果表明，酸性位点的增加和氧化氧化还原性的降低是提高催化剂N₂选择性的关键.

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催化反硝化脱氮效果及反应机制的研究

云玉攀, 苗志加, 王晓磊, 王伟燕, 于海涛

中国环境科学. 2023, 43(10): 5131-5138.

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为解决水体中的硝酸盐氮污染，提出了零价铁（Fe⁰）耦合Pd-Cu催化剂的新型催化反硝化法去除水体中的硝酸盐氮.分别从催化反硝化操作参数的优化、反应机理及动力学等方面进行深入探讨.结果发现，用响应面曲线法对实验进行设计及分析，筛选的最佳操作条件为：溶液pH为5.0、反应时间为135min、活性组分Pd：Cu质量比为3.1、Fe⁰投加量为3.1g/L.在此实验条件下，催化反硝化的氮气转化率可达到74.6%. 催化反应中， Fe⁰在催化反应中作为电子供体存在.催化剂载体负载的活性组分Pd、Cu在催化反应中发挥着重要的作用.催化剂载体的物理化学特性（如多孔结构、比表面积、吸附性能等）很大程度上影响着催化反硝化效果.通过控制溶液适宜的pH值、对催化剂载体进行酸洗处理、改变催化剂活性组分等方法可以一定程度上提高催化反硝化N₂转化率.催化反硝化反应遵循Langmuir-Hinshelwood一级反应动力学规律.该催化反应是一个典型的多级反应过程.一定浓度的HCl溶液和NaOH溶液能使催化剂再生，提升催化剂的催化效果.

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调控内生正磷酸盐强化好氧颗粒污泥脱氮除磷

李冬, 解一博, 高飞雁, 祝彦均, 张杰

中国环境科学. 2023, 43(10): 5139-5147.

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采用絮状活性污泥为接种污泥，以人工配水为进水，分别以不同的内生正磷酸盐调节方式运行4组活性污泥序批式反应器（SBR），探究不同内生正磷酸盐调节方式对于富集反硝化聚磷菌（DPAOs）和造粒等方面的影响.结果表明，以内生正磷酸盐排出液回流方式运行的颗粒污泥脱氮除磷效果更好，DPAOs活性更高，并且颗粒沉降性能良好.其中，相较于以微好氧模式运行的颗粒污泥系统，以厌氧/微好氧（AO）模式运行的颗粒污泥系统的污染物处理污染物性能更优，其化学需氧量（COD）、总氮（TN）和总磷（TP）的去除效率可分别达到92.57%、94.7%和97.62%.这主要是由内生正磷酸盐刺激、DPAOs和反硝化聚糖菌（DGAOs）的协同作用等多种因素共同影响的结果，在周期性调控系统中内生正磷酸盐后，系统中污泥的内碳源转化率明显提高，DPAOs和DGAOs的活性得到增强，异养反硝化菌（DOHOs）活性被抑制，这也是在进水水质不变的情况下系统脱氮除磷效果得到明显提高的原因，而在较长的周期运行模式下，氨氧化菌（AOB）与DPAOs形成互生作用的同时也抑制其他异养微生物的生长.本研究结果可为同步短程硝化反硝化除磷（SPNDPR）工艺的实际工程化应用提供理论支持.

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Ce-La双金属氧化物同步去除酸性废水中磷酸盐和氟的性能与机理

李含, 赵雨, 陈嘉超, 许海民, 朱雅娴, 陈志辉, 申萌萌, 杨文澜

中国环境科学. 2023, 43(10): 5148-5156.

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采用共沉淀法制备出能同步吸附磷酸盐和氟的Ce-La双金属氧化物纳米吸附剂（CLBOs）.结果表明，CLBOs主要以粒径20~50nm的纳米颗粒或纳米团簇的形式存在，比表面积为117.9m²/g.CLBOs在pH为4~12的范围内具有良好的稳定性，且酸性条件有利于CLBOs的除磷除氟；在pH = 4.0、磷酸盐和氟初始浓度为30、10mg/L的条件下，CLBOs最大磷、氟吸附量分别可达59.14，19.25mg/g.得益于静电吸引、配体交换和内配位络合的综合作用，CLBOs表现出优异的同步除磷除氟性能，且在高浓度竞争离子体系中能实现磷酸盐和氟的选择性吸附.CLBOs除磷除氟过程符合准二级动力学，且对氟的吸附速率显著快于磷酸盐，其中磷酸盐的吸附平衡时间约为240min，氟达到吸附平衡仅需100min.吸附饱和的CLBOs具有较好的再生性能，可长期重复使用，在含磷、氟酸性废水的深度处理领域具备良好的应用潜力.

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Pr掺杂Ni~(Ce-Zr)O₂/Al₂O₃用于三效催化(TWC)反应:缺陷性质-活性关系

张彤, 李巧艳, 王小燕, 梁美生, 莱卓君

中国环境科学. 2023, 43(10): 5157-5169.

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为探究稀土金属掺杂CeZrO_x催化剂引发的缺陷结构对汽车尾气污染控制的影响，合成了不同Pr掺杂量的Ni~（Ce₆Zr_4-xPr_x）O₂/Al₂O₃系列催化剂，并对其进行了TWC催化活性评价、耐SO₂性能测试和系统性表征，研究Pr掺杂引起的缺陷性质对催化性能的影响.结果表明，Pr掺杂Ni~（Ce-Zr）O₂/Al₂O₃产生两种缺陷：氧空位（O_v）和晶格扭曲，Pr的掺杂水平控制着缺陷位的类型和浓度.O_v在TWC反应中起关键作用.在Pr掺杂的Ni~（Ce₆Zr_4-xPr_x）O₂/Al₂O₃催化剂中，TWC的催化性能显著地依赖于O_v浓度， Pr掺杂产生的O_v可改善NiO的分散，加速本体氧的迁移和扩散，促进大量活性氧物种的形成，促进CO和HC的吸附和氧化，也可激活和削弱N-O键促进NO的解离.具有最多O_v数量的Ni~（Ce6Zr3Pr1）O2/Al2O3在200 ~ 600 ℃时表现出最突出的三效催化性能和较好的抗硫性能，而晶格扭曲对催化性能影响并不大.

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水热炭特性及强化厌氧发酵潜力研究进展

耿涛, 赵立欣, 姚宗路, 申瑞霞, 于佳动, 罗娟

中国环境科学. 2023, 43(10): 5170-5180.

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厌氧发酵技术可以对作物秸秆，畜禽粪便，市政污泥等有机废弃物进行清洁转化，生成的沼气，沼渣和沼液在能源，农业，环保等领域有极大的应用价值.但目前厌氧发酵技术仍存在停滞期长，发酵过程中微生物活性受氨氮和有机酸等代谢产物与微塑料，酚类等有毒物质抑制，沼气中甲烷含量低等问题.水热炭是生物质在高温密闭环境以及亚临界水的作用下发生热化学反应得到的固体产物，具有丰富的孔隙结构和表面含氧官能团，是一种新兴的多功能炭基材料.厌氧发酵体系中适量添加水热炭能够有效缩短停滞期，缓解不同物质的抑制效应，促进微生物种间电子传递，增强甲烷生成等，具有综合的强化效果.对水热炭理化特性以及水热炭强化厌氧发酵的作用方式与机理进行了解，有利于进一步开展水热炭强化厌氧发酵以及农业废弃物高效厌氧处理的研究与应用.

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热水解污泥酸化液碳氮磷对PHA合成的影响

贺赟, 李魁晓, 姜大伟, 常菁, 郝姗, 王刚, 王佳伟

中国环境科学. 2023, 43(10): 5181-5187.

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基于热水解污泥酸化液定向驯化得到了稳定的PHA合成混合菌体系，分析了菌群特征与结构，研究了限制氮、磷、非挥发性脂肪酸（non-VFAs）物质和补料方式对PHA合成率以及相关组分对菌群活性的影响.结果表明，利用热水解污泥酸化液合成PHA的特有混合菌体系中优势菌属短枝单胞菌属（Brachymonas）占45%.限制酸化液中NH+ 4-N浓度PHA合成率从22wt%提高至25wt%，限制non-VFAs不仅PHA合成率可提升27%同时合成速率也提升了25%.酸化液中的NH₄⁺-N、PO₄^3--P和non-VFAs未对PHA合成菌群活性造成显著影响，但是高浓度挥发性脂肪酸（VFAs）会对菌群活性造成抑制.为降低高浓度VFAs的抑制采取分批补料策略可提高PHA合成率，分批补料（5次）PHA最大合成率较一次补料的28wt%提升至34wt%.因此，通过提高酸化液中VFAs占比及优化补料方式均可提升PHA合成率，热水解污泥酸化液生物合成PHA在未来工业化生产时具有很大发展前景.

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氯对细菌与管材间交互作用及附着行为的影响

蔡寅诺, 刘丽, 陈国炜, 钟疏影

中国环境科学. 2023, 43(10): 5188-5195.

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为探究饮用水中消毒剂对细菌在管材粗糙表面上附着行为的影响机制，探讨了消毒剂条件下细菌在不同类型、不同粗糙程度管材上的附着行为，并借助于基于表面热力学的XDLVO（extended-Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek）理论解析细菌与粗糙表面的交互作用过程.结果表明，投加氯（≤1.0mg/L）明显促进了细菌在管材表面的附着（相较于未投加时扩大4~6倍），且细菌更倾向于在塑料管材表面定殖，增大管材表面粗糙度进一步促进了细菌的附着.基于XDLVO理论解析表明，1.0mg/L氯提高了细菌与管材表面间的酸碱作用项和范德华作用项，进而促进细菌的表面附着行为；而增大管材表面粗糙程度进一步强化了这一交互过程.相较于不锈钢管材，聚氯乙烯和聚乙烯管材促进了其与细菌表面的交互吸引作用能，特别在1.0mg/L氯条件下管材与细菌的相互作用能增加了4~6倍，进而有助于细菌的表面附着聚集.

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改性Cu-Pd双金属电极电化学还原硝酸盐性能研究

王畅, 刘吉明, 王永恒, 逯新宇

中国环境科学. 2023, 43(10): 5196-5207.

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为揭示高盐废水中电催化还原硝酸盐氮的能力，采用阴极电沉积法成功制备了NF/CNTs/Cu-Pd双金属复合电极.通过SEM-EDS、XRD和XPS表征，证实CuPd纳米颗粒成功沉积在泡沫镍（NF）底板上.研究了电流密度、初始pH值、初始硝酸盐浓度和Cl^-浓度等因素对模拟水中NO₃^--N、TN的去除能力的影响，并用实际高盐废水验证了其可行性.结果表明：没有Cl^-存在情况下，NF/CNTs/Cu-Pd可有效去除NO₃^--N，但TN去除能力一般，NO₃^--N主要转化为NH₄⁺-N.有Cl^-存在作用下，NO₃^--N、TN得到有效去除.反应最佳条件为：电流密度30mA/cm²，初始pH值7，初始浓度50mg/L，氯离子浓度2.0g/L，此时NO₃^--N、TN去除率分别达到100%和97.2%.实际废水中溶解性有机物（DOM）会抑制NO₃^--N去除.DOM去除后，NO₃^--N去除率为95.5%，TN去除率达到85.6%.

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污水管道沉积物分层冲刷的起动规律及其污染贡献特性

韩剑霜, 石烜, 张建锋, 惠依莲, 金鹏康

中国环境科学. 2023, 43(10): 5208-5213.

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为探明管道沉积物的断面污染物分布特征，揭示梯度冲刷强度下沉积物的分层冲刷起动规律及其污染贡献特性，通过建立一套污水管道沉积物冲刷模拟装置，基于管道沉积物分层分布理论，揭示了沉积物不同断面颗粒粒径以及碳、氮、磷等污染物的含量变化规律.此外，根据无黏性沉积物初始运动的临界剪应力公式进行计算，结果表明，随粒径的增大，不同分层颗粒下理论临界剪切应力从0.038N/m²增加0.261N/m²；随设计水流剪切力从0.1N/m²增加到0.3N/m²时，沉积物对污水的TCOD贡献率从6.4%增加到46.3%，TN贡献率从25.3%增加到40.6%，而TP从42.9%降低到25.1%，且在各类污染物的附着含量对比下，随水流强度增大，冲刷起动的悬浮物为有机类污染物的占比最高.据此可知，粒径大小对污染物的污染负荷分布具有较大影响，且污染负荷分布对水流冲刷的溢流污染物浓度变化具有相关性.因此，明确管道沉积物分层冲刷水流强度及溢流污染物浓度变化有助于有效控制水体污染情况.

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PTCN/CaO₂/vis体系降解海水养殖废水中CIP:机理与归趋

曾煜丰, 牛梦洋, 陈平, 邱燕楠, 林弋杰, 肖震钧, 方政, 余宗舜, 林紫封, 罗锦, 吕文英, 刘国光

中国环境科学. 2023, 43(10): 5214-5225.

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本文拟建立掺磷管状氮化碳（PTCN）/CaO₂/可见光（vis）体系，将其应用于海水养殖废水中处理目标污染物环丙沙星（CIP），并探究该体系反应机理及抗生素CIP的环境归趋.实验结果表明，PTCN/CaO₂/vis体系具备良好的抗生素降解能力，在实验条件下CIP的表观降解速率常数k_obs为7.15×10^-2min^-1；单因素实验表明，在酸性条件下，体系表现出更强的CIP降解效能，水中共存因子对体系降解CIP存在一定的影响；同时，体系降解污染物能力随CIP浓度降低而逐渐增强；此外，该体系表现出优异的可循环性能，PTCN在5次循环后，CIP的降解率仍能保持82.5%.体系降解CIP过程中，活性物质O₂^·-占主导地位，¹O₂和h⁺这两种活性物质也起到一定的贡献作用；目标污染物CIP在体系中的降解过程包括脱羧反应和哌嗪环氧化；降解过程中大多数中间产物对水生生物表现出更为友好的特征；最后，通过延长体系降解时间，能有效消除CIP抗菌活性.

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AOA-O模式下好氧颗粒污泥同步硝化内源反硝化除磷

张杰, 杨杰, 李冬, 高鑫

中国环境科学. 2023, 43(10): 5226-5234.

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为构建同步硝化内源反硝化除磷颗粒污泥系统，设置四组厌氧/好氧/缺氧（AOA）以及不同后置曝气时间（5min、10min、20min）的AOA-O序批式反应器，探究不同运行模式下污泥颗粒化和反硝化聚磷菌（DPAOs）富集情况.结果表明，后置短时曝气的反应器颗粒污泥结构致密、沉淀性能良好，可强化内碳源储存并分泌更多的胞外聚合物（EPS），具有更高的脱氮除磷率及DPAOs占比.其中，短时曝气时间10min的R3生物量最高，平均粒径最大，达到986μm，颗粒成熟且稳定.批次试验和三维荧光分析表明其聚磷菌中45.85%为DPAOs且EPS含量最高.稳定运行期间，R3的COD、TN、TP去除率分别为94.13 %、89.41%、96.11%，内碳源储存效率为98.09%，具有良好的处理性能.

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基于无人机遥感和集成学习的苏州市河流悬浮物浓度反演

余成, 唐毅, 潘杨, 易虹辰, 谷一平, 褚峰, 施骄阳

中国环境科学. 2023, 43(10): 5235-5246.

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针对单一模型容易过拟合的缺陷，通过4种不同的集成学习策略实现多种机器学习方法之间的优势互补，从而提升模型的精度和泛化性，并以苏州市为研究区，无人机采集的多光谱遥感影像和实地测量的悬浮物浓度数据为基础建立集成学习反演模型.同时，4种常用的回归分析方法和3种经典的机器学习方法被作为对比方法以探究集成学习策略的有效性.结果表明，集成学习策略能够克服单一模型各自的缺陷，显著提升遥感反演的精度和泛化性，其中表现最优的集成学习反演模型的验证集决定系数达到0.821，相比回归分析方法提升38.21%，相比单一机器学习方法提升16.79%.此外，集成学习方法反演的绝对误差集中于较小值，其绝对误差均值和中值均优于传统方法，以期提高城市悬浮物浓度反演精度，为无人机遥感河流悬浮物浓度反演提供指导.

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表面活性剂在不同介质粒径含水层中的迁移行为

姚猛, 陈旭阳, 袁迁, 薛金娟, 王明新

中国环境科学. 2023, 43(10): 5247-5256.

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基于表面活性剂强化空气扰动（SEAS）修复中表面活性剂注入参数仅能依靠有限的场地经验，利用光透射可视化技术，研究了表面活性剂在不同介质粒径含水层中的迁移行为.结果表明：不同介质岩性含水层表面活性剂注入过程影响半径呈对数增加，其影响面积呈线性增加，且其迁移行为明显受到注入浓度的影响，存在临界注入浓度（C_i），当其<C_i时，向上迁移；而当其≥C_i时，向下迁移.在C_i附近，其迁移速率最低，而越远离C_i，迁移速率越大.另外，在砾石和粗砂含水层中，其迁移过程主要受到浮力和重力作用；而在中砂含水层中，其迁移主要受到吸附作用，且其迁移幅度很小.上述研究有利于SEAS修复中表面活性剂注入参数的精准设计，提高污染物的去除率.

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长白山源头区地下水质评价及监测指标优化

谷志琪, 卞建民, 王宇, 马丽欣, 孙晓庆, 阮冬梅

中国环境科学. 2023, 43(10): 5257-5264.

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以长白山源头区-安图县作为研究区，分析地下水化学特征及其形成过程，基于组合熵权的云模型评估地下水质量，并利用随机森林联合多元线性回归构建水质指标优化模型，确定地下水源保障监测的关键指标.结果表明，研究区地下水水化学类型主要为HCO₃-Mg·Na·Ca型，主要受岩石风化作用影响；地下水质量评价等级为Ⅰ~Ⅲ类的样品数达到74%；最佳指标优化模型的R²和RMSE值分别为0.6333和0.726，优化指标为F^-、Na⁺、TDS、Cl^-，作为该区地下水监测的关键指标，能够有效减少监测费用，并为强化水源地安全保障提供科学依据.

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基于水化学与氮氧同位素的喀斯特山区水体硝酸盐来源示踪与估算——以平寨水库为例

王艳碧, 周忠发, 孔杰, 王翠, 邹艳, 张富强, 李梨

中国环境科学. 2023, 43(10): 5265-5276.

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平寨水库地处喀斯特山区，是贵州省重要的灌溉和饮用水库之一，其水环境质量深刻影响着居民生产生活.以平寨水库为研究对象，采用水化学分析方法、氮氧双同位素技术结合稳定同位素混合模型（Bayesian mixing model， MixSIAR），定量识别研究区水体硝酸盐各污染源的贡献率.结果表明：河流及库区水体溶解无机氮主要以硝态氮形态存在，时间上表现为平水期>丰水期>枯水期，空间上呈现出各河流上游浓度差异较大，下游与库区浓度接近，坝前丰水期的硝酸盐浓度较高的特征；研究区水体硝酸盐的转化主要以硝化作用为主，枯水期和平水期其主要来源是生活污水与牲畜粪便和土壤有机氮，丰水期主要为化学肥料；各时期硝酸盐来源中，整体表现为库区的生活污水与牲畜粪便的贡献率高于河流，土壤有机氮与化学肥料的贡献率低于河流. 从生活污水与牲畜粪便贡献率来看，其值在河流、库区枯水期分别为59.3%、70.8%，在河流、库区平水期分别为58.3%、72.6%，丰水期值较小.从土壤有机氮贡献率和化学肥料贡献率来看，丰水期贡献率均高于枯水期和平水期.河流、库区丰水期源自土壤有机氮的贡献率分别为35.1%、32.8%，源自化学肥料的贡献率分别为36.4%、30.7%.平寨水库水环境质量保护应重点加强各城镇与农村居民生活污水排放的管控，纳雍河流域要减少生活污水的排放，提高污水集中处理能力.此外，环境保护还要提升各流域农业活动污染的防治，合理处置各流域散户养殖畜禽粪便的排泄和堆放，避免污染物进入水体造成污染，为居民饮用水安全与生态保护提供保障.

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松嫩平原西部地下水氟和砷的富集机理与动态变化特征

邓远东, 冶雪艳, 吴亚敏, 杜新强

中国环境科学. 2023, 43(10): 5277-5290.

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为揭示松嫩平原西部地下水中氟和砷的演变趋势，以通榆县为典型研究区，系统开展地下水氟和砷浓度现状调查，利用离子比图、自组织映射网络等方法进行水质数据分析.结果表明：潜水氟含量受含水介质沉淀溶解作用的制约，蒸发浓缩作用对大部分浅层高、低氟地下水形成都有一定影响，但并非高氟地下水形成的主导作用.水中铁、锰氧化物的溶解促进浅、深层地下水As的解吸释放.1995年以来区内中东部浅层地下水氟浓度整体水平有所降低，可能与当地大规模开发地下水所导致的地下水位下降、蒸发减弱等因素有关；虽然深层高氟地下水浓度变化不大，但分布范围扩大，可能与浅层高氟地下水经破损井管道渗漏进入承压含水层有关.1995~2021年区内中部与东北部浅层地下水砷浓度整体水平远高于世卫组织饮用水的指导值（10μg/L），虽然深层高砷地下水浓度变化不大，但较浅层地下水高砷区分布更广、富集区更多、污染更严重，这可能与承压含水层的还原条件促进砷的释放有关.因此，通榆县深层地下水的开采，需要避开地下水高砷污染区，且需要合理确定开采水平避免劣质水入侵；同时也要关注开采井止水和开采井的破坏导致的串层污染问题.

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好氧堆肥腐殖酸形成机制及促腐调控技术概述

常远, 李若琪, 李珺, 詹亚斌, 魏雨泉, 许艇, 李季

中国环境科学. 2023, 43(10): 5291-5302.

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基于堆肥腐殖酸形成机制，重点综述了工艺参数优化、外源添加剂等促进堆肥腐殖化进程的有效方法，系统地总结了各调控手段对堆肥腐殖酸形成过程的影响机理，旨在为堆肥快速腐熟调控技术发展提供理论依据.由于堆肥过程是不断波动变化的，多种调控手段在实际生产应用中并不能完全达到预期的效果.因此在堆肥实际生产应用中，应更多关注堆肥中与腐殖酸形成相关的因素或过程，进一步针对性地加强各种调控手段的研究并建立彼此之间的关联，优化其在堆肥过程中的影响，以实现提高最终产品质量的目标.

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餐厨垃圾水热炭对全(多)氟烷基化合物的吸附性能

陈帆, 陈江亮, 刘雪梅, 智悦, 李伟, 王小铭

中国环境科学. 2023, 43(10): 5303-5309.

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以高湿餐厨垃圾为对象，通过水热碳化结合高温活化制备水热炭（AC）.采用多种表征手段对水热炭的理化性质进行刻画，并对一类全球关注的新污染物——全（多）氟烷基化合物（PFAS）进行吸附实验及动力学分析，以期为“以废治污”提供新思路.结果显示，经过活化处理的水热炭具有较高的比表面积（206.97m²/g）和疏水表面特性，有利于与PFAS的吸附结合.在环境相关浓度下（~40μg/L），PFAS在AC上的吸附分配系数（log K_d）在2.38~6.49L/kg范围内，高于其他生物炭的报道结果，说明AC对目标PFAS具有良好的吸附性能.吸附过程较符合Langmuir等温吸附模型及Elovich动力学模型，证明PFAS在AC上的吸附从机理上近似单分子层化学吸附过程.此外，对于PFCA和PFSA，log K_d值与全氟烷基链长呈正相关，表明疏水作用在AC与PFAS的吸附过程中发挥重要作用.

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铁泥资源化实现铁厌氧氨氧化及其机理初探

李豪, 王进, 马丁, 方金涛, 岳正波

中国环境科学. 2023, 43(10): 5310-5319.

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以铁碳微电解废铁泥为原料制备轻质烧结陶粒填充于厌氧生物反应器中，在实现废铁泥资源化利用的同时实现了低C/N废水的氨氮厌氧氧化.反应器经过60d的驯化，出水趋于稳定，NH₄⁺-N平均去除率接近100%，TN平均去除率为14.19%，NH₄⁺-N在反应器中实现了厌氧氧化，出水中的N元素以NO₃^--N为主.反应器中的Fe-N耦合作用机制分析表明在反应器底部主要发生的生化过程为有机物水解、异化铁还原和NDFO反应，中部主要发生Feammox和NDFO反应，顶部主要发生NDFO反应.

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泥浆相电芬顿修复芘污染土壤及其特性分析

徐文迪, 王一寒, 郭书海

中国环境科学. 2023, 43(10): 5320-5327.

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应用泥浆相电芬顿修复芘污染土壤，对关键参数进行优化，并对泥浆相电芬顿反应特性进行分析.研究了泥浆相电芬顿的曝气量、pH值、电压梯度对羟基自由基生成和芘降解的影响，并通过对土壤缓冲能力、芬顿试剂的原位产生、土壤有机质、土壤水分分配系数、表面张力和不同土壤粒径分布等参数的测定分析，阐述泥浆相电芬顿反应特性.结果表明，在最佳反应条件下（曝气量为500mL/min，初始浆液pH值为3.0，电压梯度为2V/cm），芘降解率为81.83%，羟基自由基浓度为36.65 μmol/L.土壤较强的缓冲能力，使得反应后期通过调整pH值的方式提高反应效率不可行，而应增加H₂O₂浓度.在S-EF处理过程中土壤有机质总量降低，胡敏酸和富里酸的含量也降低，对芘的吸附能力降低.同时，从泥浆的表面张力以及芘在泥浆中固液分配系数的变化可知，泥浆相电芬顿促使芘从吸附态到解吸态转移，芘降解率显著提高.因此，泥浆相电芬顿技术是一种有效的有机污染土壤修复技术.

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凹凸棒石基复合材料土壤改良效果研究——以荒漠绿洲农田土壤为例

冯志珍, 颜宏, 卢雨欣, 徐倩, 白亚妮, 赵文娟

中国环境科学. 2023, 43(10): 5328-5338.

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以黑河中游临泽县荒漠绿洲农田土壤为研究对象，研究凹凸棒石/生物质炭复合材料及其单一组分在不同施用水平下对土壤团聚体和玉米（Zea mays L.）产量的影响.结果表明，复合材料使试验区土壤中石砾（>1mm）、粗砂粒（1~0.25mm）、细砂粒（0.25~0.1mm）、级细沙粒（0.1~0.05mm）含量降低，粗粉粒（0.05~0.02mm）、细粉粒（0.02~0.002mm）、黏粒（<0.002mm）含量升高；随着复合材料施用量的增加，>2mm粒级团聚体含量逐渐升高，土壤团聚体平均重量直径（MWD）逐渐增加，当达到高施用水平（12t/hm²）时，MWD为6.24mm，比对照处理增加了49.6%；玉米产量随着复合材料施用量的增加呈现先增加后减少的变化趋势，当处于中施用水平（8t/hm²）时，产量达到18352kg/hm²，与对照相比增产56.9%.综合分析可知，复合材料一方面通过调控土壤颗粒组成与分布，促进土壤团粒结构形成，改善土壤结构，影响土壤物理性质；另一方面，复合材料自身带来的养分物质，会影响土壤化学性质.施用复合材料后通过土壤理化指标的改变，提高了玉米产量，其对荒漠绿洲农田土壤的改良效果优于其单一组分，具有较好的开发利用价值.

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Sitewise^TM和SEFA方法测算污染场地修复环境足迹对比

周游, 辛毅, 冯彤, 桑春晖, 肖萌, 张红振, 李香兰, 杨欣桐, 董璟琦

中国环境科学. 2023, 43(10): 5339-5348.

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使用Sitewise^TM和SEFA对我国北方某城市污染场地修复活动产生的环境足迹进行对比分析，比较其方法原理、指标体系、适用范围和改进建议.结果表明，两款工具在该案例中对温室气体排放量、能源消耗量的模拟一致性相对较好，但对NO_x、SO_x、PM等大气污染物的评估结果存在一定差异，主要由于部分修复环节内置数据库排放因子差异较大.两款工具均能识别出造成环境影响的关键修复环节，也可以同时对不同修复方案进行对比分析，但是对经济、社会指标的评估不充分，缺乏敏感性分析等功能，指标体系和内置数据库与我国实际情况有差异.建议根据我国能耗水平和污染物排放特点，研发适合我国国情的定量测算修复活动环境足迹的工具，为修复活动减污降碳提供科学依据.

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矿井中水灌溉下土壤重金属的污染特征研究

张丽星, 周瑞平, 海春兴, 岳大鹏

中国环境科学. 2023, 43(10): 5349-5358.

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为探讨矿井中水生态灌溉土壤的重金属空间分布和污染特征，在野外长缓坡面进行自上而下的“梯田式”灌溉试验，连续灌溉3a，对灌溉坡地（灌溉区）与未灌溉坡地（未灌溉区）土壤重金属（As、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn）含量进行对比分析，并利用地累积指数法评价土壤重金属污染水平.结果表明，研究区土壤重金属含量均低于农用地土壤污染风险筛选值，灌溉区土壤As、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn的均值超过内蒙古背景值，灌溉区土壤Cr、Cu、Ni、Pb和Zn含量显著高于未灌溉区（P < 0.05）.灌溉区与未灌溉区表层与深层土壤重金属含量无显著差异，而在沿坡面方向上重金属的分布特征具有显著差异.与未灌溉区相比，灌溉区Cr、Cu、Ni、Pb和Zn含量在中上坡位出现显著累积现象，而下坡位变化不大.对两个样区表层（0~20cm）土壤重金属污染特征进行评价，结果显示灌溉区Cr、Cu、Ni、Pb和Zn在中上坡位为轻度污染，未灌溉区土壤As部分样点处于轻度污染状态，其他重金属整体处于清洁状态.综上，矿井中水灌溉会造成中上坡位土壤重金属累积，出现一定的污染风险，而对下坡位影响较小.研究结果可为矿井水资源化及水资源可持续发展提供数据支撑.

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基于SEFA方法的异位土壤修复环境足迹分析——以某钢铁厂为例

桑春晖, 杨欣桐, 李香兰, 张红振

中国环境科学. 2023, 43(10): 5359-5367.

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以安徽省合肥市某钢铁污染场地为例，采用SEFA工具计算和对比复合污染土壤异位组合修复方案的环境足迹.方案一：淋洗+化学氧化+水泥窑；方案二：稳定化+化学氧化+热脱附+异地填埋；方案三：生物降解+稳定化.结果表明，3种修复方案环境足迹存在一定差异.当重点关注能源和空气污染两个绿色可持续修复核心要素时，方案三环境足迹最小，能源消耗总量21808万MJ，温室气体（GHG）排放总量1.73万tCO₂e；修复1m³有机污染土壤的环境足迹整体表现为化学氧化<生物降解<异位热脱附，化学氧化、生物降解和异位热脱附三种修复技术的温室气体排放强度分别为0.05、0.09和0.17tCO₂e/m³，能源消耗量分别为949.55，1677.54，3049.11MJ/m³.修复1m³重金属污染土壤时，异地填埋技术的环境足迹最小，能源消耗和温室气体排放最低；稳定化修复技术在空气污染物排放方面环境足迹最小.

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不同生态类型区对人类活动净氮输入的影响——以北方农牧交错带为例

刘欢, 雷秋良, 杜新忠, 安妙颖, 刘晓彤, 邱卫文, 武淑霞, 刘宏斌

中国环境科学. 2023, 43(10): 5368-5377.

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为探究中国北方农牧交错带在不同生态类型区人类活动对净氮输入的影响，基于人类活动净氮输入模型（NANI），以北方农牧交错带7省、23地级市的统计数据及相关参数，分析1985~2020年NANI的时空分布特征及影响因素.结果表明：1985~2020年研究区NANI呈先上升后下降趋势，河北省贡献最高.黄土丘陵沟壑水土流失区与北方农牧交错带NANI年际变化一致、京津冀水源涵养区和长城沿线沙化退化区NANI年际变化值呈上升趋势.空间分布呈由西北向东南逐渐降低的趋势.从输入组分来看，研究区最大贡献源为氮肥施用（30.34%~56.29%），其次是大气氮沉降（31.20%~47.23%），黄土丘陵沟壑水土流失区主要输入组分为氮肥施用和食品/饲料氮输入（累计76.46%~85.14%）.对北方农牧交错带NANI影响最大的两个因素为人口密度和畜禽量.因此，中国北方农牧交错带的农业结构调整需结合分区进行管控，调整氮肥使用策略和畜禽养殖模式，促进区域农牧业与生态环境之间的深度融合.

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塔里木盆地绿洲带地下水咸化机制

鲁涵, 曾妍妍, 周金龙, 孙英, 马常莲

中国环境科学. 2023, 43(10): 5378-5389.

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采用Durov图、PMF模型、Gibbs图、离子比值法和饱和指数法对2016~2018年采集的1326组地下水样品进行分析，揭示研究区地下水中盐分的来源及高盐地下水形成的驱动因素.结果表明：在研究区绿洲带微咸水和咸水占比分别为37.2%和19.1%，水化学类型主要为SO₄·Cl型；在微咸水、咸水、盐水和卤水中岩盐、石膏等蒸发盐岩的持续溶解是导致高盐地下水形成的主要驱动因素，Cl^-、SO₄^2-、Na⁺与TDS（P<0.001）及岩盐、石膏的SI值与TDS（P<0.001）之间均呈现出极显著的正相关性，也证实了这一点；冲积平原区较差的地下水动力条件、细粒岩性和弱碱性的水化学环境为地下水中盐分的富集创造了有利条件，蒸发浓缩作用和阳离子交换作用是形成高盐地下水的次要因素；由于人类活动的影响，导致承压水区高TDS潜水沿井壁入渗补给承压水含水层，也是加剧深层地下水咸化的潜在因素.

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近百年来异龙湖有机碳和无机碳埋藏响应水体富营养化的协同变化特征

李平, 陈光杰, 孔令阳, 黄林培, 王旭, 杨关绍, 索旗, 李静, 王露, 韩桥花, 周起, 郭雯, 李蕊, 张涛

中国环境科学. 2023, 43(10): 5390-5402.

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湖泊碳埋藏模式及其动态变化对陆地碳汇通量与全球碳收支估算具有重要影响，然而现有湖泊碳埋藏评估主要基于有机碳的埋藏模式，缺乏对无机碳埋藏以及有机碳-无机碳协同变化过程的系统评估.本文通过对云南岩溶区异龙湖开展沉积物岩芯样品的多指标分析和湖盆3个点位的记录对比，结合²¹⁰Pb、¹³⁷Cs年代学序列，识别了1900年以来异龙湖有机碳和无机碳埋藏通量的变化历史和空间特征，并甄别了二者协同变化的主要特征及其转化路径.结果表明，近百年来流域开发导致的营养盐长期输入（如沉积物氮和磷的持续富集）显著提高了异龙湖的内源初级生产力，表现为1900~2020年间沉积物藻类色素含量持续增加，蓝藻叶黄素浓度由~7.02μg/g显著增加到~38.99μg/g.同期有机碳和无机碳的埋藏通量均出现持续的上升趋势，且两者的同步变化特征显著（r=0.98~0.99，P<0.001）.回归分析表明，藻类生物量是碳埋藏通量上升的主要驱动因子（R²=0.33~0.91， P<0.001），指示了藻类光合作用以及“生物碳泵”效应对碳埋藏过程的驱动作用.在流域地表物质输入强度总体下降（如磁化率信号和沉积物C：N比值的减小）的背景下，藻类生物量和内源有机碳的持续上升导致了有机质矿化过程中自生碳酸盐的转化作用明显增加（如无机碳δ¹³C信号的持续下降），进而促进了有机碳与无机碳埋藏通量的协同增长.上述结果表明，水体富营养化过程促进形成了有机碳和无机碳埋藏通量同步增加的长期模式，加强了异龙湖有机碳和无机碳埋藏过程的耦合作用.因此在人类活动与气候变化持续的背景下，对岩溶地区湖泊碳埋藏模式的科学评估需要关注无机碳埋藏过程及其对陆地碳汇通量的动态影响.

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植物净化富营养水体过程中温室气体变化及影响因素初探

杨科, 刘丽香, 韩永伟, 邓淏丹, 郑玉萍, 张恩祥

中国环境科学. 2023, 43(10): 5403-5411.

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本文通过人为添加氮磷模拟水体富营养化，选用常见水生植物设置5个植物净化处理，研究水生植物在净化富营养化水体的过程中，温室气体（CO₂、CH₄、N₂O）的排放特征以及影响因素.结果表明：5个处理的水-气界面CO₂排放通量在19.12~395.19mg/（m²·h）之间，呈现先降后升的变化趋势.5个处理的水-气界面CH₄、N₂O排放通量在0.009~0.96mg/（m²·h）、0.024~6.48mg/（m²·h）之间，均呈现先升后降再升的变化趋势.多元逐步回归方程结果表明，底泥溶解性有机碳（DOC）、底泥氨氮（NH+ 4-N）、水体pH值、水体溶解氧（DO）、水体叶绿素a（Chl.a）共同影响着水-气界面CO₂、CH₄、N₂O排放通量，其中底泥溶解性有机碳（DOC）对水-气界面CO₂、CH₄、N₂O排放通量均存在显著的促进作用，但水体pH值对水-气界面CO₂排放通量的影响在有沉水植物（处理1）的处理中为正作用，在无沉水植物的（处理2、处理3、处理4、处理5）影响为负作用.

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自然保护区对珍稀濒危野生植物保护效率评价

赵晓冏, 王建, 苏军德

中国环境科学. 2023, 43(10): 5412-5421.

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本文以生物多样性热点区域甘肃省为研究区域，在系统收集甘肃省主要珍稀濒危野生植物分布及其栖息地资源信息的基础上，预测各物种的栖息地适宜生境分布格局，采用替代成本法计算了甘肃省主要珍稀濒危植物生物多样性保护价值，并从多视角评价了全省自然保护区对珍稀濒危野生植物的保护成效.结果表明，珍稀濒危野生植物适宜生境分布范围面积达到72988.12km²（去除重叠面积），全省珍稀濒危野生植物生境适宜度高的区域分布较少，且南北分布差异较大.甘肃省珍稀濒危野生植物的保护价值为2674.74亿元.高值区主要集中在甘肃南部的陇南、甘南，其分布总体趋势从东北到西南逐渐减少，最高位于甘肃省南部森林区域，其次为北部祁连山地区，低值区主要集中分布在黄土高原. 甘肃省自然保护区虽然在一定程度上能够较好地代表全省适宜生境，但其在空间分布上与珍稀濒危野生植物适宜分布范围和生物多样性保护价值高值区存在空间上的错配.本研究结果对自然保护地优化调整和制定生物多样性保护规划具有重要指导意义.

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生物炭及其水溶组分促进水铁矿微生物还原

夏金霞, 孙金涛, 于蕊, 王一初, 安伟奇, 金洁, 曹丹丹

中国环境科学. 2023, 43(10): 5422-5432.

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采用水稻秸秆在300， 400和500℃热解温度下制备生物炭（BC），并从中提取生物炭水溶组分（DBC），结合微生物还原实验和傅里叶转换红外光谱仪（FTIR）、X射线衍射晶体衍射（XRD）、电子顺磁（EPR）等表征手段考察BC和DBC对Geobacter sulphurreducens PCA还原水铁矿的影响和作用机制.结果表明，400℃热解BC可使微生物异化铁还原的速率增加12倍，还原率最高，这是由于其含有最多的醌基、羧基基团，可以作为电子穿梭体促进电子转移. BC不能作为电子供体直接向微生物或水铁矿提供电子. DBC使水铁矿的长期微生物异化铁还原程度和初始还原速率分别增加了10倍和2倍以上. 500℃热解DBC可以充当电子供体或者电子穿梭体，促进水铁矿的微生物还原，但是不能直接化学还原水铁矿.

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武汉龙阳湖、墨水湖沉积物重金属生态风险评价

周峰, 李朋, 翁茂芝, 邢新丽, 刘力, 张雅, 朱晛亭, 罗红

中国环境科学. 2023, 43(10): 5433-5443.

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为探明城市湖泊湿地的生态环境现状，采用数理统计、地累积指数和潜在生态风险指数等方法，对武汉市龙阳湖、墨水湖表层沉积物中的氮、磷和重金属的富集程度、空间分布及生态风险进行了评价.结果显示，来自龙阳湖的表层沉积物中TN浓度为265.03~729.68mg/kg、TP浓度为888.64~1694.86mg/kg；来自墨水湖的表层沉积物TN浓度为306.14~857.27mg/kg、TP浓度为671.48~2674.39mg/kg.总的来说，墨水湖沉积物受污染程度比龙阳湖较高.与国内典型城市湖泊相比，本研究的两个湖泊中TN含量较低，TP含量较高.重金属元素As、Cd、Cr、Cu、Pb和Zn在龙阳湖中分别为14.27，0.58，59.20，55.61，33.20，176.94mg/kg，在墨水湖中分别为19.26，0.62，85.53，53.67，41.69，266.64mg/kg.除Cr外，沉积物中其它重金属平均含量均高于武汉市土壤背景值，且龙阳湖、墨水湖Cd含量分别是背景值的4.83和5.17倍.与20年前相比，除Cd以外，墨水湖沉积物重金属含量均有减少，表明淤泥清理对改善湖泊沉积物环境有一定效果，但未从根本上消除污染问题.重金属地累积指数显示，两湖泊中Cd含量均处于偏中度至中度污染状态；Cu、Pb、Zn、As总体上处于轻度污染状态；Cr处于清洁状态.潜在生态风险指数显示，两湖泊Cd含量均处于中度至重度潜在生态风险水平，综合潜在生态风险为低风险至中风险.研究区湖泊中的重金属污染物来源可能为早期工业排放、渔业养殖、动物粪便及人类生活污水的排放等综合因素所致.

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贡嘎冰川水环境中全氟及多氟化合物的污染特征及排放通量

黄语, 陈朝辉, 李钰涛, 张辉, 刘伟, 方淑红

中国环境科学. 2023, 43(10): 5444-5452.

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为掌握贡嘎冰川水环境中全氟及多氟烷基化合物（PFASs）的赋存特征，本文采用超高效液相色谱-质谱联用仪（UPLC-MS/MS）分析了贡嘎山海螺沟地区不同水样中21种PFASs的浓度水平.结果显示，11种PFASs有所检出，Σ₂₁PFASs的浓度范围为7.09~106ng/L，平均值为30.2ng/L，主要PFASs为全氟丁酸（PFBA， 131ng/L）、全氟辛酸（PFOA， 37.2ng/L）和全氟辛烷磺酸（PFOS， 17.1ng/L）.本研究中Σ₂₁PFASs浓度最高点位于海拔2735m的草海子地区，为106ng/L.贡嘎海螺沟地区无直接排放源，但在降雨中检测出较高浓度的PFASs，表明海螺沟水环境中PFASs来源于大气的干湿沉降.海螺沟地区PFASs的年排放通量为0.2197t/a，其中排放通量最高的是PFOA （0.0762t/a），占总排放量的34.71%，然后依次为PFHpA （0.0317t/a）和PFBA （0.0285t/a），分别占总排放量的14.43%和12.96%.未来应对贡嘎海螺沟地区加强PFASs的监测，更加准确掌握海螺沟冰川融水排放的PFASs通量，为科学管控PFASs提供数据支撑.

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宁夏回族自治区生态系统服务时空变化及其权衡研究

杨强强, 章翩, 邱小琮, 赵增锋, 赵睿智, 周瑞娟

中国环境科学. 2023, 43(10): 5453-5465.

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综合土地利用、高程及降水等多源数据，采用InVEST模型、PLUS模型及相关性分析、热点分析等方法，探究2000~2020年宁夏生态系统服务（水质净化、土壤保持、碳存储及生境质量）时空特征及其权衡/协同关系，并进行2030年生态系统服务的模拟.结果表明：研究期内，近10年土地利用类型变化相对较大，且人类活动为其主要驱动因素；2000~2020年，除土壤保持服务外，宁夏的水质净化、碳存储及生境质量均呈下降趋势；相关性分析表明，氮输出与土壤保持及碳存储之间呈协同效应，土壤保持与碳存储之间存在协同关系，生境质量与氮输出及碳存储之间存在权衡关系；热点分析显示，水质净化服务与生境质量之间热点重叠区相对较高（均值达6.5%），但单位面积能够同时提供多种生态系统服务的区域占比较低且呈下降趋势；除土壤保持服务外，生态保护情景下更有利于生态系统功能的改善.研究结果凸显了生态保护在土地利用管理中的重要性，可为区域土地格局优化及资源的有效配置提供基础参考.

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濂水流域景观生态风险变化对洪水的影响

盛菲, 刘士余, 戴余典, 关兴中, 卢静媛

中国环境科学. 2023, 43(10): 5466-5474.

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以赣南濂水流域为研究区，分析1995~2020年流域的景观格局变化以及全流域、子流域尺度的景观生态风险时空变化特征，采用HEC-HMS模型模拟流域120场暴雨在1995、2005年景观格局情景下的洪水过程，并借助Spearman相关分析探究景观生态风险变化对洪水的影响.结果显示：有林地始终为流域内面积占比最高的景观类型，其他林地在1995~2005年变化剧烈，建设用地在2005~2020年增幅较大.在全流域尺度，1995、2005、2020年的景观生态风险指数平均值分别为0.0621、0.0543、0.0532，景观生态风险整体呈下降趋势，主要由高等级向低等级转变；在子流域尺度，W170、W180、W210、W260子流域的景观生态风险呈下降趋势，W140、W230子流域先减后增，W220子流域先增后减；景观生态风险在1995~2005年的变化更为强烈.景观生态风险指数变化率与洪峰流量、洪水总量变化率相关系数箱型图的平均值分别为0.616、0.603，景观生态风险变化对洪水影响较大，且对洪峰流量的影响整体高于洪水总量.

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基于景观格局的FAST宁静区生态风险时空演变分析

辛亮, 苏维词

中国环境科学. 2023, 43(10): 5475-5487.

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为揭示FAST工程的建成对宁静区及区内不同圈层生态环境的影响，并为区域未来的生态保护和风险防范提供一定参考，以2000、2010、2020年土地利用数据为基础，利用景观干扰度和脆弱度指数构筑评价模型来分析该区域2000~2020年景观格局及生态风险的演变特征.结果表明：林地、草地、耕地为FAST宁静区的优势景观类型，前10a景观变化以草地、耕地向林地转化为主，人类活动相对较弱；后10a建设用地快速增加，三个圈层综合动态度皆有所上升，景观变化渐活跃但仍处于较低可控水平；FAST宁静区以低、较低、中生态风险区为主，核心区、中间区生态风险低，但受FAST工程影响有上升趋势，边远区生态风险变化表现为“两极下降，中间升高”的纺锤状；FAST宁静区生态风险呈空间正相关且相关性越渐显著，分布特征以“高-高”聚集和“低-低”聚集为主.

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基于Voronoi-Random算法微观结构褶型过滤介质过滤性能

徐严, 程思敏, 孙祎, 曹博文, 钱付平, 鲁进利, 韩云龙

中国环境科学. 2023, 43(10): 5488-5497.

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在利用数值模拟研究褶型纤维过滤介质过滤性能时，为了克服层状结构纤维层与层之间不连贯及孔状结构纤维规整分布的不足，本文基于Voronoi-Random算法建立了褶型纤维过滤介质模型，并通过加密或减少纤维数量改变其固体体积分数（SVF）.采用“Caught on first touch”和“Hamker”两种碰撞模型对褶型纤维过滤介质的气-固两相流动进行数值模拟.结果表明：压力损失和过滤效率数值计算值与经验关联式计算值吻合较好，误差在15%之内；将采用两种碰撞模型得到的过滤效率与经验关联式计算值进行比较，得出采用“Hamker”碰撞模型得到的过滤效率符合实际；在过滤介质上的沉积颗粒并不完全是纤维捕集，大多数颗粒是由形成的树枝状结构捕集；压降和单位面积沉积量随过滤时间的增长呈现指数增长趋势.

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烟台海岸带地区狗尾草内稳性缓解P限制

钟小瑛, 任奕炜, 衣华鹏, 祝贺, 高猛

中国环境科学. 2023, 43(10): 5498-5507.

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为探究不同海岸梯度上狗尾草（Setaria viridis （L.） Beauv.）养分利用及对环境的适应策略，以烟台砂质海岸防护林下的狗尾草为研究对象，对狗尾草叶片和土壤养分含量进行分析，并探讨叶片化学计量特征和内稳性特征与土壤之间的关系.结果表明，不同海岸梯度上狗尾草叶片和土壤养分含量及化学计量特征存在一定梯度响应；研究区土壤P含量极低，狗尾草叶片P-N：P（叶片氮磷比）>16，狗尾草生长发育更多受到P元素的限制；狗尾草叶片P-C（叶片有机碳），P-P（叶片全磷），P-C：N（叶片碳氮比），P-C：P（叶片碳磷比）和P-N：P（叶片氮磷比）为绝对稳态，1/H（P-N）（叶片全氮的内稳性系数）为0.26，属于弱稳态型，与N和P元素相比，N：P更稳定，狗尾草在生长过程中按一定比例调控自身营养元素；研究区内狗尾草主要受P元素限制，但整体上内稳性较高，说明狗尾草适应性极强，可以在多变的环境中维持体内化学计量的动态平衡，缓解海岸带地区P限制的影响，在贫瘠的环境中缓慢生长.

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不同土地利用情景下四平市生态系统碳储量时空演变

邹桃红, 陈鹏, 刘家福, 杜会石

中国环境科学. 2023, 43(10): 5508-5518.

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基于1990~2020年四平市土地利用类型数据，运用GeoSOS-FLUS模型，设定自然发展、耕地保护和生态优先三种情景，模拟不同情景下2030年四平市土地利用空间格局，同时结合InVEST模型定量分析研究区1990~2020年碳储量的时空分异特征，并探讨不同情境下土地利用变化对碳储量的影响，评估未来碳储量的潜力.结果表明：1990~2020年四平市耕地和林地分别减少了951.55km²和357.54km²，且以1990~2000年间的降幅最大.草地和建设用地呈增加趋势，分别增加了702.97km²和587.64km².2030年在生态优先情景下，林地呈扩张态势，耕地有少量增加，在耕地保护情景下，耕地数量得到有效保障，而林地和草地有不同程度缩减.建设用地在三种情景下都呈现扩张的趋势，在自然发展情景下增长幅度最大.1990~2020年，四平市陆地生态系统的总碳储量及平均碳密度呈连续减少的势态，以1990~2000年的降幅最大，主要原因是该时段内土地利用变化以耕地的减少和建设用地的增加为主.四平市碳储量的高值区位于东部伊通满族自治县和铁东区，该区土地利用主要以林地为主.在研究时段内，总碳储量呈现减少趋势，且在1990~2000年内下降幅度最大，减少了约0.703×10⁷t.在三种不同情景下，2030年研究区碳储量和平均碳密度呈现不同的发展趋势，生态优先情景能够有效的提高陆地生态系统的总碳储量和平均碳密度，而在自然发展和耕地保护情景下，两者都呈现下降趋势，耕地保护情景下的降低幅度相比自然发展情景明显减少.因此，研究区在未来土地资源规划中，应基于生态优先情景，保障耕地资源，优化土地利用结构，既保障耕地质量，又增加生态系统碳汇.

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2001~2021年中国NDVI时空格局变化及对气候的响应

孙瑞, 张方敏, 翁升恒, 刘倩

中国环境科学. 2023, 43(10): 5519-5528.

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基于MODIS MOD13A3数据集和气候资料数据，通过线性回归、Theil-Sen趋势与Mann-Kendall显著性检验等统计方法分析了2001~2021年中国九大流域NDVI时空变化特征，采用地理探测器探究了中国九大流域NDVI对降水、气温、太阳总辐射和饱和水气压差的响应.结果表明， 2001~2021年中国及九大流域NDVI整体呈现显著上升趋势（P<0.05），其中长江流域、珠江流域、东南诸河流域及淮河流域冬季的NDVI变化率最大，海河流域春季最大，西南诸河流域秋季最大，其他流域夏季最大；NDVI变化率在不同土地利用变化类型上表现为非城市化地区（0.0026/a）>未发生土地利用类型变化地区（0.0021/a）>城市化地区（0.0013/a），其中东南诸河流域和西南诸河流域的城市化地区NDVI整体表现为退化.空间上，NDVI变化率呈现出由东向西、由南向北递减的分布.植被生长稳定区域占26.43%，主要集中在内陆河流域以及西南诸河西北部区域；植被改善面积占70.31%，主要分布在九大流域内的非城市化区域；植被退化面积占3.25%，集中在内陆河流域北部地区、西南诸河流域的东部、长江流域的西部及东部沿海流域.地理探测器分析表明，降水在全国尺度上是控制NDVI空间分布的主要决定因子，其次是气温、饱和水气压差、太阳总辐射；在九大流域内，降水仍是大部分流域的主要决定因子，但在长江流域、珠江流域和淮河流域，饱和水气压差是主要决定因子.2001~2021年，长江流域、松辽河流域、黄河流域和西南诸河流域的气候因子对NDVI的影响作用大部分在增加，而其他流域的气候影响作用基本在下降.

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水库温跃层氧最小值区域天冬氨酸的转化研究:规律及机制

赵娜, 曹瑞华, 黄廷林, 文刚

中国环境科学. 2023, 43(10): 5529-5542.

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选取典型含氮消毒副产物前体物天冬氨酸（Asp）为研究对象，研究了不同溶解氧（DO）浓度、不同压力MOM条件下Asp的转化规律及消毒副产物生成势（DBPFPs）变化，进一步阐明了MOM条件下影响Asp转化的主要环境因素及潜在机理.结果表明：不同MOM条件下，Asp水样的溶解性有机碳（DOC）、溶解性有机氮（DON）和T-DBPFPs均随着反应时间的增加逐渐降低；反应第3d，与厌氧（常压）条件相比较，压力为0.30MPa、DO为0.50mg/L的MOM条件下DOC和DON的下降程度（16.40%~25.50%）以及T-DBPFPs的下降程度（30.34%~59.81%）较低，这与该条件下微生物代谢过程中产生更多可溶性生物代谢物（C2组分）有关；此外，压力为0.30MPa、DO为3.00~7.00mg/L的MOM条件下DOC、DON和T-DBPFPs的下降程度（DOC和DON：70.27%~95.00%；T-DBPFPs：61.50%~98.88%）高于DO为0.50mg/L的MOM条件下的下降程度.综上所述，较低DO浓度和压力下的MOM条件不利于Asp水样的转化.冗余分析表明，DO浓度是MOM条件下影响Asp转化的主要水环境因素；细菌群落分析进一步证实，低DO浓度MOM条件下细菌群落多样性显著下降，从而影响细菌对Asp水样的代谢产物和转化程度，不利于DBPFPs的降低.因此，研究MOM条件下Asp水样的转化规律与机制对于保障饮用水安全具有重要意义.

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直接竞争ELISA检测拟柱孢藻毒素的方法建立和评价

杨丹, 刘金平, 赖淑燕, 肖利娟, 雷腊梅

中国环境科学. 2023, 43(10): 5543-5549.

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拟柱孢藻毒素（CYN）对人和动物具有高毒性而在世界上广受关注，快速检测方法的建立可为蓝藻毒素的风险评估提供有效的技术手段.本研究基于前期制备的CYN的单克隆抗体N8，旨在建立一种CYN的快速免疫检测方法-直接竞争ELISA.在对HRP-CYN酶标记物和N8单抗的稀释度进行优化后，最适反应条件下建立的直接竞争ELISA在0~200ng/mL CYN浓度下呈现典型的S型反应曲线，该方法的灵敏度为0.069ng/mL，经logit-log拟合的线性范围为0.1~10ng/mL，检出限远低于WHO建议的0.7ng/mL CYN的安全限值.本研究建立的ELISA方法对水库水样和小球藻稀释液中加标回收率分别为80.44%~125.4%和52.97%~155.19%，在测定CYN时与商业Beacon试剂盒的检测结果高度一致.对大沙河水库中CYN的监测表明该毒素在水体中常年存在，但未超过WHO建议的安全限值.本研究发展的ELISA可实现水样和藻样中CYN的快速检测，为供水安全保障提供一种新的技术手段.

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氯代烃污染深层土壤细菌群落结构及组装机制

樊艳玲, 苟雅玲, 王红旗, 刘增俊, 许贺峰, 杨硕, 梁竞

中国环境科学. 2023, 43(10): 5550-5561.

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为研究氯代烃污染土壤中细菌群落结构特征和组装机制，在某氯代烃污染场地不同污染区域采集2~10m范围内非饱和带土壤，基于高通量测序技术分析了细菌群落结构，揭示了群落结构变化的主要驱动因子、环境影响因子及组装机制.结果表明：轻污染区细菌群落结构变化的主要驱动因子是土壤类型，β多样性主要受物种替换影响，贡献度为53.9%，群落组成与水溶性硫酸盐（R=0.61，P=0.0002）和总有机碳含量（R=0.42，P=0.0005）显著相关；重污染区细菌群落结构变化的主要驱动因子是污染程度，β多样性主要受丰富度差异影响，贡献度为52.9%，群落组成与三氯乙烯（R=0.17，P=0.0425）、三氯甲烷（R=0.22，P=0.0375）、水溶性硫酸盐（R=0.36，P=0.0074）、总有机碳（R=0.29，P=0.0168）、全氮（R=0.20，P=0.0130）含量显著相关.氯代烃胁迫降低了大多数物种的生态位宽度和生态位重叠指数，但适应性物种除外，最终导致变形菌门（Proteobacteria）的丰度增加，放线菌门（Actinobacteriota）、厚壁菌门（Firmicutes）和绿弯菌门（Chloroflexi）丰度出现降低.在污染物浓度较低时，菌群组装以随机性过程为主，贡献度为65.6%，污染物较高时，随机性过程下降为27.7%，组装由确定性过程主导.

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聚苯乙烯微塑料对菌-藻颗粒污泥的影响机制研究

徐航, 张冰, 时文歆

中国环境科学. 2023, 43(10): 5562-5573.

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在成熟的好氧颗粒污泥（AGS）中接种小球藻，成功构建了菌-藻共生好氧颗粒污泥（ABGS）系统.开展了聚苯乙烯微塑料（PS-MPs）对ABGS系统的影响机制研究.研究表明：低浓度PS-MPs（1mg/L）对ABGS的生物量、藻类生长、沉降性能和污染物去除效率无明显影响.相较于ABGS对照组，高浓度PS-MPs（10mg/L和100mg/L）胁迫作用下ABGS的生物量、藻类生长、沉降性能受到了明显抑制，叶绿素α/MLSS比值降低了0.19mg/g，污泥平均粒径降低了200μm，颗粒污泥结构逐渐松散破碎，有机物、氮和磷等污染物的去除效率分别降低了4.83%、5.06%和4.11%.此外，PS-MPs抑制了ABGS胞外聚合物（EPS）的分泌，降低了EPS中色氨酸和芳香族蛋白质的含量.在微生物群落结构组成方面，PS-MPs提高了ABGS系统内物种多样性，但抑制了疣微菌门（Verrucomicrobiota）、蓝藻门（Cyanobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi）等功能细菌的生长，不利于维持系统的长期稳定性.

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芘对土壤微生物氮转化功能菌群的影响特征

胡琴, 张利兰, 易美玲, 杨锐

中国环境科学. 2023, 43(10): 5574-5582.

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通过构建好氧降解微环境，分析环境浓度下的芘（12.09mg/kg）对土壤酶活性，氮转化全过程以及相关功能微生物的影响.结果发现，芘仅在降解第1d显著促进了脲酶活性，而在降解最初和后期均显著刺激了脱氢酶活性.从细菌群落结构分析可知，由于氨氧化菌（Nitrososphaeraceae）相对丰度的变化，导致芘在处理前期对其介导的好氧氨氧化，硝化功能表现为促进作用，在后期表现为抑制作用，而对于固氮细菌（Bradyrhizobium，Mesorhizobium和Ensifer），尿素分解细菌（Roseomonas）以及硝酸盐还原细菌（Opitutus）则作用相反.与微生物群落结构以及相关功能预测的变化不同，功能基因定量分析表明，芘虽在培养初期对固氮基因nifH表现为抑制作用，但nifH的丰度呈增长趋势.结合土壤氨氧化和反硝化过程中关键酶活性及编码基因的变化，芘在培养前期未促进氨氧化过程，但在15d后明显抑制了土壤氨氧化和反硝化过程，其中对氨氧化过程的抑制作用更为显著.本研究阐明了芘对土壤微生物氮转化过程的影响特征，为了解芘的环境风险提供重要参考价值.

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无定河上游流域水体微塑料污染现状与分布特征

王昱丹, 桂维振, 邵天杰, 朱娅娣, 王艳华, 王瑞媛, 李东泽

中国环境科学. 2023, 43(10): 5583-5590.

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调查了黄河一级支流无定河上游干流和纳林河、海流兔河、榆溪河、芦河等支流水体微塑料的丰度和分布情况.结果显示：无定河上游流域水体微塑料的平均丰度为15.58n/L，范围2.5~35.63n/L.微塑料类型丰富，占比依次为PEG（62.96%）、PE（6.17%）、PPS（3.09%）、4-vinylbiphenyl（2.78%）、PCTG（2.47%）、PS（2.16%）、PTFE（2.16%）、PPSU（1.85%）、PMMA（1.54%）、其他（14.81%）.超过96%的微塑料小于1mm，极易进入生物体富集.形状以碎片为主，其次是薄膜和颗粒状；大部分为透明或棕色，其他颜色占比约25%.基于微塑料的源特定分类体系，初步判定微塑料主要来源于农用地膜、个人洗护用品.结果表明无定河上游流域水体微塑料整体处于轻度污染水平.有毒有害塑料的滥用尤为需要引起关注.无定河上游流域位于毛乌素沙漠东南部的风沙滩地，其微塑料研究一方面揭示了风沙滩地水体微塑料的赋存现状和潜在污染风险；另一方面提供了一个典型案例，即以微塑料的视角，科学认识沙漠地区的城市发展和农业生产对水体环境的影响.

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三嗪除草剂扑草净对海洋浮游植物群落的影响——基于对微藻种群动态、种间竞争和光合能力的分析

李怡蕾, 梁伟, 赵子昂, 汝少国, 张晓娜

中国环境科学. 2023, 43(10): 5591-5603.

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以三角褐指藻（Phaeodactylum tricornutum）、海水小球藻（Chlorella pacifica）和球等鞭金藻（Isochrysis galbana）为研究对象，设置单藻培养组和双藻1：1（细胞密度比）共培养组，研究了扑草净对3种海洋饵料微藻种群动态、光合能力和种间竞争的影响.结果表明，扑草净对三角褐指藻、海水小球藻和球等鞭金藻的96h-EC50值分别为为7.65，16.67，4.11μg/L，扑草净对3种微藻的毒性大小为：球等鞭金藻>三角褐指藻>海水小球藻；扑草净通过抑制微藻的光合作用使微藻种群数量显著降低；扑草净暴露减弱了海水小球藻对三角褐指藻的竞争抑制且暴露于环境浓度（0.5和5μg/L）扑草净12d后便可导致海水小球藻和球等鞭金藻共培养体系中的敏感种球等鞭金藻全部消亡，最终使得种间作用向着更有利于硅藻的方向发展.研究结果为评估三嗪类除草剂扑草净的海洋生态风险提供了理论支撑.

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一种基于大气CO₂浓度时空特征的碳排放分区估算方法

张少卿, 雷莉萍, 宋豪, 郭开元, 吉张辉, 绳梦雅

中国环境科学. 2023, 43(10): 5604-5613.

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针对人为碳排放的空间分布量级差异大导致排放数据的非正态分布问题，提出了一种基于卫星大气CO₂柱浓度（XCO₂）时空变化特征聚类分区构建人为碳排放神经网络估算模型方法.通过利用与人为碳排放强相关的卫星XCO₂数据时空变化（2010~2021年）特征的聚类分区，利用卫星观测的XCO₂和SIF以及夜间灯光、人口密度和人为排放清单数据EDGAR作为训练学习数据，以聚类区为单位分别构建人为碳排放神经网络估算模型，估算了2021年研究区人为碳排放.与EDGAR交叉验证结果显示，相比以中国全区数据作为训练学习样本统一建模方法的估算，本研究提出的分区建模估算结果从相关系数（R²）的0.43提高到了0.82；空间分布更为合理；平均偏差由0.039Mt CO₂降低到0.018Mt CO₂.研究表明利用多源数据的神经网络训练学习进行人为碳排放的估算，能够为区域碳排放特征和排放清单的不确定性提高提供评估分析依据.

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中国民航飞机大气污染物和碳排放清单估算

张田, 田勇

中国环境科学. 2023, 43(10): 5614-5623.

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基于2019~2021年中国民用航空飞机起降数据、国际民航组织（ICAO）飞机发动机排放因子数据库和EUROCONTROL的飞机数据基础数据库（BADA）等数据，自下而上编制了2019~2021年中国民航飞机在飞行全过程的高分辨率大气污染物和碳排放清单，在此基础上探究中国民航飞机大气污染物和碳排放在不同地理区域的空间分布特征，分析2019~2021年新型冠状病毒感染疫情对民航大气污染物和碳排放的影响.结果表明，2019年中国民航飞机的HC、CO、NO_x和CO₂排放量分别为0.74，6.38，33.98，7785.05万t，飞机起飞着陆（LTO）循环阶段的HC、CO、NO_x和CO₂排放量分别占总排放量的37.84%、55.02%、18.83%、18.31%，华东地区的航空碳排放量最高，约占全国排放总量的27.20%.2019~2021年我国国内民航飞机大气污染物排放总量总体呈下降趋势.其中，2020年航空碳排放量下降17.26%，2021年的航空碳排放量相比2019年下降10.38%.

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基于场景模拟的公路货运新能源车成本效益分析研究

刘玮, 万燕鸣, 陈思源, 刘畅, 刘琦, 张岩, 王歌

中国环境科学. 2023, 43(10): 5624-5632.

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为实现双碳目标，公路货运部门需要通过发展电动汽车和氢能汽车替代燃油汽车进行减排.因此，本文构建了考虑场景异质性的货运车辆生命周期净收益分析模型，对比了25t牵引车和18t栏式货车两类车队中油、电、氢三种车型在不同线路场景下的生命周期成本和收入.结果表明，氢能汽车更适用于高单价、寒冷气候的长途重型货运场景，而电动货运车型则更适用于低单价、短途、轻载、温暖气候场景，至2030年氢能汽车可在25t重型货运场景优于电动汽车，可作为氢能汽车的重点布局方向. 中短期内，氢价补贴、碳税等政策无法实现货运部门新能源汽车对燃油汽车的自发替代，还需要额外政策支持.

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