中国环境科学

Select

黄泳熙, 朱云, 谢阳红, 李海贤, 张志诚, 黎杰, 李金盈, 袁颖枝

中国环境科学. 2023, 43(12): 6225-6234.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

在空气质量模拟预报数据基础上,采用套索算法(Lasso)将前馈神经网络(FNN)与基于污染物浓度及气象实时观测值搭建的长短期记忆网络(LSTM)组合,形成了模拟与观测机器学习(SOML)预报模型,开展了佛山市顺德区NO₂未来3d 10个镇街空气质量监测点位逐日浓度预报.结果显示:SOML3d的准确性均优于WRF-CMAQ及其它单一模型,其中第一天SOML平均绝对误差(MAE)为4.99 μg/m³,改进幅度达66.18%;SOML不同季节适用性均较强,四季预报效果均较WRF-CMAQ明显提升(MAE分别降低42.18%、42.89%、61.04%、50.91%),其中秋冬季改善幅度更好;相比WRF-CMAQ,SOML预报结果能较好反映顺德区内各站点NO₂浓度实际空间分布和数值水平,有效提升了浓度预报精准度.

Select

珠三角西部一次冬季臭氧污染过程分析

麦健华, 于玲玲, 邓雪娇, 欧洪辉, 余欣洋

中国环境科学. 2023, 43(12): 6235-6245.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

利用地面气象和空气质量观测资料、高空气象观测资料以及再分析数据,对2021年12月8~12日位于珠三角西部的中山市的O₃污染过程的特点及成因进行分析.结果表明,该次过程为近年来罕见的冬季O₃连续污染过程,期间O₃平均峰值浓度是当月非污染日的2.3倍.污染期间受副热带高压和地面大陆高压脊控制,中山市气温、日照和相对湿度偏高,风速偏小,日间风向以北风为主,近地面的下沉气流、逆温层和日间相对湿度下降对O₃污染起到增幅作用.污染过程存在明显的外来污染物输送现象,污染潜在源区主要位于中山市东北方向.在前体物积累阶段,大量的NO₂从上游地区流入中山市,为O₃污染的出现提供了充足的前体物.污染期间NO₂在有利的太阳辐射条件下,光解速率比当月非污染日平均偏高23%,导致日间O₃浓度快速上升,并在较差的扩散条件下形成污染.

Select

我国省域CO₂-PM_2.5-O₃时空关联效应与协同管控对策

李飞, 董珑, 孔少杰, 屈志光, 郭锦媛, 周媛媛, 欧昌宏

中国环境科学. 2023, 43(12): 6246-6260.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

首先分析了2015~2019年我国省域CO₂排放量和大气PM_2.5、O₃污染浓度的时空特征及三者变化量之间的关联效果.而后利用排放因子法编制2011~2019年各省CO₂和PM_2.5、O₃前体物的排放清单,结合STIRPAT模型分情景预测了CO₂和PM_2.5、O₃前体物的协同效应,并建立评级体系识别重点管控区域并对其开展分部门的协同效应解析,最后提出分级协同管控对策.研究结果表明,53%的省份CO₂减排与PM_2.5浓度下降之间不存在关联效果,87%的省份CO₂减排与O₃浓度下降之间不存在关联效果.2012~2014年我国CO₂与PM_2.5具有协同效应,而2015~2019年则不具有该效应,另多数研究年份CO₂与O₃前体物具有协同效应,但并未出现减污降碳协同效应.基于协同效应系数分析,低碳情景下达到协同效应的省份多于基准情景.根据评级体系将所研究的省份分为4级管控区域,“Ⅰ级管控区域”各部门应优先考虑CO₂和PM_2.5的协同减排,“Ⅱ级管控区域”各部门应优先考虑CO₂和O₃的协同减排,建议各部门参照低碳情景发展,“Ⅰ、Ⅱ级管控区域”需合理调控人口和城镇化率,优化能源结构等.

Select

2019~2021年北京市PM_2.5及组分受风向影响研究

陈晨, 李云婷, 常淼, 景宽, 孙峰, 郭元喜, 董欣, 孙瑞雯, 沈秀娥, 刘保献

中国环境科学. 2023, 43(12): 6261-6269.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

利用北京市2019~2021年的气象数据、PM_2.5及组分浓度数据,结合常规污染物NO₂浓度,分别对PM_2.5及组分浓度、气象参数、NO₂浓度和氮氧化率(NOR)大小的时空变化进行分析比较.结果表明:2019~2021年三年间北京市城区PM_2.5浓度下降14%,但NO₃^-上升12%;各风向上,北京市城区PM_2.5浓度大小顺序为:东北风>东风>西南风>东南风>南风>西风>北风>西北风,此外,二次无机盐组分最高浓度均出现在偏东风风向,有机物(OM)最高浓度出现在西南风;各风向年际变化上,2019~2021年,北京市PM_2.5、各组分及NO₂浓度在空间上均呈现高浓度“东移”特征,NO₃^-在东北风向上上升幅度最高,达65.7%;东北、东风及东南风风向上,相对湿度同步升高,NOR在东北、东风风向上同步升高,升高幅度达70%,由此认为,北京市NO₃^-在东北风向上的反弹与前体物浓度东移和东北风向上相对湿度的升高有关.

Select

大宝山矿区周边大气重金属来源与风险评估

吴凯章, 刘明, 罗中华, 陈来国, 蔡立梅, 王安侯, 郑昱, 陆海涛

中国环境科学. 2023, 43(12): 6270-6280.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为认识大宝山多金属矿区周边大气PM_2.5中重金属的污染特征及潜在生态风险和健康风险,于2022年8月20日~9月10日和10月18日~11月8日,在翁源县铁龙镇铁龙中学采集和分析了大气PM_2.5中的Al、Ti、Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、As、Mo、Ag、Cd、Sn、Sb、Tl和Pb等15种重金属.利用正定因子矩阵(PMF)模型结合相关性分析进行相关重金属的来源解析,并运用潜在生态风险模型、健康风险模型进行风险评价.分析结果显示,大气PM_2.5中Al、Zn、Pb和Mn四种金属含量居前4位,占已测金属总浓度的87.8%,平均浓度分别为:112.70,68.53,26.82和11.96ng/m³,其余重金属的平均浓度范围为0.12 ~7.99ng/m³.不同金属元素季节分布差异与不同风向背景下不同污染源的排放影响有关.大气PM_2.5中重金属主要有6个来源,分别为水泥生产(13.8%)、金属冶炼(24.6%)、扬尘源(13.7%)、污泥处置(19.4%)、交通源(9.4%)和自然源与农业源的复合源(19.1%).生态风险和健康分析评价结果显示,研究区重金属综合生态风险等级为强烈,Cd属于极强生态风险,Sb属于强烈生态风险,其余重金属属于轻微生态风险.重金属的总体非致癌风险较低;Cr致癌风险显著,As和Cd具有一定致癌风险.

Select

兰州市一次持续重污染过程的气象条件分析

叶燕华, 张宁, 王基鑫, 甘泽文, 田祎楠

中国环境科学. 2023, 43(12): 6281-6289.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

利用常规气象观测资料、PM₁₀浓度资料及ERA-5再分析资料,对2021年3月14~21日兰州地区一次持续性重污染过程进行分析,结果表明:此次兰州重污染过程主要污染物为PM₁₀,主要来源是输入性沙尘,上游甘肃河西西部、内蒙古西部及蒙古中部在13日傍晚到夜间、14~15日及19日清晨有3个起沙过程;连续3次沙尘输入以及本地沉降缓慢是重污染过程持续时间长的主要原因.沙尘的输送路径主要是河套-宁夏-兰州及阿拉善-宁夏南部-兰州;输送高度主要在1.5~3km.上游白银、中卫的地面风速增大可以预报兰州市沙尘天气的减弱,下沉对流能的突变可以预报兰州市PM₁₀浓度的增加,混合层厚度大值中心的位置和移动方向可以指示沙尘输送的方向.

Select

基于地基雷达探究和田市一次沙尘污染过程

阴璐璐, 何清, 李京龙, 孟露, 付光祥, 吴彩云, 肖鸿丹, 范旭雨晨

中国环境科学. 2023, 43(12): 6290-6300.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

2022年5月新疆和田市遭遇了近5a来最强的一次沙尘暴天气侵袭,沙尘污染过程持续了一周.利用大气气溶胶激光雷达、环境监测站污染物浓度和近地面气象观测资料,分析了此次沙尘污染过程中颗粒物浓度变化、气溶胶光学信息垂直分布特征,并使用全球再分析资料得出本次污染天气的气象匹配形态,最后结合HYSPLIT后向轨迹模型解析过境期间气团的输送及潜在来源.结果表明:沙尘污染期间,PM_2.5和PM₁₀变化趋势较为一致且在垂直高度上存在非均一性,PM_2.5/PM₁₀均值为0.25,表明主要以粗颗粒物为主,风速与温度的增加、湿度的降低有利于促成污染天气的发生;沙尘污染期间出现了明显的气溶胶层,在垂直方向上有显著的波动性变化,沙尘发生当日消光系数、后向散射系数和退偏振比达到了本次过程最大值,分别为3.5km^-1、0.07km^-1·sr^-1和0.17;和田市在春季处于热低压场中,在西风背景环境与塔里木盆地周边地形阻挡下污染物难以稀释与扩散,沙尘气团长时间在此盘踞,是本次污染持续时间较长的原因;本次沙尘天气过程污染物主要来自于新疆北部、新疆南部的塔克拉玛干沙漠以及周边的斯坦国家且污染源主要以内源性沙尘气溶胶的排放贡献为主.

Select

可凝结颗粒物排放对北京市PM_2.5污染的影响估计

李虹霖, 宋国君, 姜艺婧, 姜晓群, 李辰, 时钰

中国环境科学. 2023, 43(12): 6301-6312.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

可凝结颗粒物(CPM)是PM_2.5的前体物之一.行业研究发现我国燃煤燃气锅炉、冷却塔等存在大量CPM排放,理论上存在致霾可能,但环境污染研究很少将CPM纳入PM_2.5排放成因分析中.基于北京市空气质量监测数据的统计分析发现,PM_2.5超标时PM_2.5/PM₁₀显著上升,二次污染特征明显,且有逐年加剧趋势.而当前被视为主要前体物的SO₂和NO₂排放量和环境浓度逐年下降,且环境浓度与PM_2.5/PM₁₀和PM_2.5积累速率无显著相关关系.估算北京市燃气采暖源的CPM排放量对环境空气中PM_2.5含量的贡献至少与NO_x相当,且PM_2.5污染高发的静稳高湿气象极易导致CPM集聚转化,推测当前监测管理中忽视的CPM是影响北京市PM_2.5继续削减的原因,建议制定法规对CPM排放予以控制,筛选并推广先进技术,实现水蒸气余热回收和雾霾治理双重效益.

Select

超声波联合UV-LED对耐四环素大肠杆菌的灭活效能

李松蔚, 周晓琴, 赵美娟, 李子富, 夏德华

中国环境科学. 2023, 43(12): 6313-6320.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

采用超声波-UV-LED联合工艺以期实现对污水中抗生素耐药菌(ARB)的去除,通过逐一分析不同频率超声波(33, 120, 200kHz)、不同波长UV-LED(255, 275nm)对耐四环素大肠杆菌的灭活以及膜损伤效能,从而确定超声波联合UV的工艺参数.结果表明,单独超声波作用时,33kHz超声波效果最佳,在输入功率为50W、输入剂量为1080kJ/L时,大肠杆菌的灭活率为2.30log,细胞膜损伤百分比为61.09%;单独UV-LED作用下,辐照剂量为19.92mJ/cm²的255nm UV-LED对细菌的灭活率为5.32log,细胞膜的损伤百分比为2.52%;275nm UV-LED对细菌的灭活率为4.63log,膜损伤百分比为34.95%;但是二者联合使用未产生协同效应.超声波联合UV-LED可使消毒效能显著提升至7.45log, 细胞膜损伤提高至68.74%,且能够有效抑制大肠杆菌的复活,复活率降低至0.4%,超声波联合UV-LED在细菌耐药性控制方面显现出巨大的潜力.

Select

裂隙介质中Pu迁移的连续时间随机游走模拟

黄诗棋, 胡立堂, 刘东旭, 林剑锋, 田蕾, 王道

中国环境科学. 2023, 43(12): 6321-6328.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为更准确地模拟核素的非菲克迁移行为并寻求一种更合理的建模方法,根据一维裂隙岩柱中Pu(钚)迁移试验资料,利用基于不同联合概率密度的连续时间随机游走(CTRW)模型和传统对流-弥散方程(ADE)对Pu迁移的穿透曲线(BTC)进行了过程模拟,对比分析了ADE模型、CTRW-TPL模型、CTRW-TPLA模型和CTRW-ETA模型的拟合程度及适用性,进而选择出最优的模型对不同胶体浓度下Pu在裂隙介质中的迁移进行模拟研究.结果表明,相较于传统ADE模型,参数拟合后考虑吸附作用的CTRW-TPL模型能有效地描述非菲克迁移行为特征,CTRW-ETA拟合过程更易实现,但能为迁移行为的刻画提供的信息较少.研究还发现胶体的存在显著提高了Pu在裂隙介质中的迁移性,但胶体浓度超过某个临界值后,随着浓度升高Pu的迁移性反而减弱,在CTRW理论框架中,该过程表现为表征广义运移速度和弥散系数的参数值先增大后减小,而介质对溶质颗粒的平均吸附率先减小后增大.

Select

Fenton氧化处理焦化废水的工艺优化及有机物降解机制

冉玉芳, 徐春, 李鑫鹏, 宫瑶, 冯卫博, 胡家硕, 赵承旺

中国环境科学. 2023, 43(12): 6329-6340.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

采用Fenton反应对焦化废水中污染物进行氧化处理,考察时间、pH值、H₂O₂/COD质量比和Fe²⁺/H₂O₂物质的量比对于焦化废水的降解效果,并采用响应曲面法进行参数优化,同时探究反应中有机物组分的变化规律.结果表明:Fenton氧化对于焦化废水有较好的处理效果,当pH=3.19、m(H₂O₂/COD)为1.72、n(Fe²⁺/H₂O₂)为0.74、反应时间为40min的条件下,COD的去除率达到72.69%.处理后废水的可生化性(B/C)比由0.24提高至0.32.对反应前后焦化废水中有机物进行分析,原水中共有21种有机物,种类复杂多为大分子物质,Fenton出水中有机物种类显著减少为14种.其中,含氮类有机物被完全降解,部分芳香族化合物中的苯环裂解,大部分长链有机物断裂为短链有机物,整体分子量减小.

Select

Cu₂O/CF电极的制备及其电还原硝酸盐

郭峰, 谢陈鑫, 韩恩山, 张程蕾, 赵慧, 滕厚开

中国环境科学. 2023, 43(12): 6341-6351.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

对比了原位生长法和电沉积法在泡沫铜(CF)上制备的s-Cu₂O/CF和e-Cu₂O/CF电极应用于电化学还原NO₃^-的性能.在0.05mol/L Cl^-和100mg/L NO₃^--N的初始条件下,s-Cu₂O/CF电极对NO₃^-的去除率为92.1%,N₂选择性为81.1%.循环伏安法(CV)和线性扫描伏安法(LSV)表明,电化学还原NO₃^-是通过NO₃^-和源自CF的Cu⁰之间的电子转移实现的.原位生长的Cu₂O作为双功能催化剂、电子中介或桥梁,不仅可以促进NO₃^-还原还可以产生还原性氢(H*),进一步促进NO₂^-向NH₄⁺和N₂转化.同时,经过8次循环实验,s-Cu₂O/CF仍保持其电催化活性.最后,为了评估s-Cu₂O/CF阴极的实际应用潜力,采用Ir-Ru/Ti阳极预氧化、s-Cu₂O/CF阴极后还原两阶段处理策略,对实际废水化学需氧量(COD)和总氮(TN)的去除率达到了93.6%和75.2%.

Select

石墨烯负载铁镍复合材料去除水中的2,4-二氯酚

黄雪征, 张永祥, 张大胜, 朱新锋, 李厚运

中国环境科学. 2023, 43(12): 6352-6362.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

通过液相还原法成功制备了石墨烯负载纳米铁镍复合材料,该材料可高效快速地吸附水中的2,4-二氯酚(2,4-DCP)并对其进行脱氯.微观形貌分析结果表明,粒径为80~150nm的球形Fe/Ni纳米颗粒成功插入石墨烯片层,并主要分布在石墨烯片层边缘和褶皱处,Fe/Ni颗粒团聚现象明显减少,更多活性位点暴露出来.XRD分析和FTIR分析表明,纳米零价铁(nZVI)通过Fe-O键成功嵌入石墨烯(rGO)中,且Fe/Ni纳米颗粒结晶度较差,外围包覆有无定形的铁氧化物沉淀.探讨了不同制备条件如碳铁比、镍化率、氧化石墨烯(GO)还原程度对材料去除2,4-二氯酚(2,4-DCP)性能的影响.综合考虑材料制备成本及对2,4-DCP的吸附脱氯性能,Fe/Ni@rGO复合材料的最优制备条件为:石墨烯与Fe质量比1:2,镍负载率5%,硼氢化钠与铁盐的物质的量比为5:1.研究表明5种材料对2,4-DCP的去除率遵循如下顺序:Fe/Ni@rGO复合材料>Fe/Ni>Fe @rGO复合材料>石墨烯> nZVI.储存稳定性试验和循环试验表明,与Fe/Ni双金属相比,Fe/Ni@rGO材料具有稳定的反应活性和较高的重复利用价值.研究结果表明Fe/Ni@rGO复合材料对2,4-DCP的去除为吸附和脱氯协同作用的结果.

Select

Box-Behnken设计优化制备高比表面积柚皮基生物炭及其亚甲基蓝吸附机理

宋永伟, 罗浩伟, 杨俊, 郭泽浩, 王鹤茹, 申祖武

中国环境科学. 2023, 43(12): 6363-6373.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

以柚子皮为非传统前驱体,采用ZnCl₂一步炭化-活化法制备柚皮基生物炭(PPBC).通过Box-Behnken设计(BBD)研究了活化温度(x₁)、浸渍比(x₂)、活化时间(x₃)三个关键制备变量对PPBC亚甲基蓝吸附值的影响.结果表明,影响亚甲基蓝吸附值的单因素显著性为x₃> x₁ > x₂,交互项显著性为x₁x₃> x₂x₃(x₁x₂项影响不显著).在活化温度924℃、浸渍比4、活化时间133min的最佳制备条件下,模型预测的亚甲基蓝最大吸附值为216.80mg/g,实验值为215.69mg/g(超过国家木质净水用活性炭一级品标准135mg/g),两者吻合程度较好,说明构建的响应面模型可以很好地优化PPBC制备工艺.此外,利用BET、SEM、FTIR等分析了最佳条件下制备PPBC的理化性质并探究了其对亚甲基蓝的吸附机理.PPBC表面含有丰富且不均匀的纳米级孔隙,比表面积高达1222.40m²/g,其对亚甲基蓝的吸附主要通过孔隙填充、静电作用、π-π堆积相互作用及氢键的协同作用.PPBC具有作为生物质吸附剂处理亚甲基蓝染料废水的潜力.

Select

八面体FMN-700活化过硫酸盐产生¹O₂降解偶氮有机物

钟晴, 叶校圳, 曾静, 蔡蓝燕, 王永全, 洪俊明

中国环境科学. 2023, 43(12): 6374-6385.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

以掺氮普鲁士蓝类似物(PBA)为前驱体,通过高温煅烧法制备了含铁、锰氮化物的催化材料(FMN-700),用于活化过一硫酸盐(PMS)快速降解偶氮有机物.通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线粉末衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)对催化剂进行表征,证明FMN-700具有层状堆叠的正八面体结构,含有铁锰氮化物.研究了催化剂投加量,PMS浓度和初始pH值等因素对偶氮有机物降解的影响,结果表明在初始pH值为7、催化剂投加量为0.2g/L、PMS浓度为2mmol/L的条件下,60min内可使10mg/L的RBK5脱色率达99.5%.淬灭实验、电子顺磁共振(EPR)显示¹O₂为降解体系的主要活性物质.X射线光电子能谱(XPS)表明反应前后Fe(III)/Fe(II)、Mn(III)/Mn(II)比值增大,吡啶N向吡咯N和石墨N转化,该过程可以诱导产生¹O₂.3D-EEM光谱反应后荧光强度大幅升高,表明具有荧光淬灭作用的偶氮键被破坏,实现偶氮有机物的脱色降解.

Select

污泥有机/无机组分对污泥-PVC共热解氯元素迁移转化影响机制

顾春晗, 苏明雪, 李宁, 朱兵

中国环境科学. 2023, 43(12): 6386-6392.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为了在城市有机固废共热解过程中实现HCl减排,以市政污泥和含氯塑料(PVC)为研究对象,系统研究污泥有机/无机矿物组分对氯迁移路径及空间分布转变的影响机制,并通过建立神经网络模型确定了污泥各组分对共热解氯固化率的相对影响.结果表明,污泥与PVC掺混比为3:1时气相氯的排放量从93.29%降低到58.21%,焦油中的氯也由4.82%增加到32.66%,热解焦中氯的保留率从1.89%增加到9.13%;污泥有机组分纤维素、半纤维素、多糖、蛋白质以及无机矿物组分Fe₂O₃主要促进气相氯向液相转化,有机组分木质素与无机组分CaO促进气相氯向固体转移的能力更强.本文所建立的神经网络模型具备一定的准确性和有效性,模型预测的结果表明,污泥总有机组分对气相氯向固相和液相转化的总贡献率达到71.35%;而各单一组分中,无机组分氧化钙对气相氯向固相转化的贡献最大,与实验结果相符.

Select

不同生长阶段佛甲草根系对蛭石基质水力特性及水分运移的影响

陈雨, 刘瑞芬, 刘德富

中国环境科学. 2023, 43(12): 6393-6405.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为了定量揭示绿色屋顶景天属植物根系不同生长阶段对人工基质水力特性及水分运移的影响,将佛甲草培养于14cm厚的蛭石基质中,培养至30 , 60和90d后,进行根系特征测定及根系根长频率分布函数评价;并基于根系根长频率分布函数和蒸渗试验数据预测含植物根系的蛭石基质水力特性,以此分析根系生长对水力特性的影响;最后采用HYDRUS-1D模拟分析武汉市典型丰水年降雨条件下佛甲草—蛭石基质水分运移规律.结果发现,三种根系根长频率分布函数中,由对数正态分布函数所预测的佛甲草根系表面积和根系体积误差均小于20%,适用于佛甲草根系特征的量化.含植物根系蛭石基质水力特性参数θ_r、n₁、w和K_s相较于不含植物根系情形均增加、α₂和n₂均减少;在根系生长阶段θ_r一直增大、θ_s、α₂和w一直减小.当考虑佛甲草根系四季(春、夏、秋、冬)生长状态时,含植物根系蛭石基质蒸发量相较于不含植物根系情形分别减少4.46%、2.94%、8.91%和7.56%,截流率分别减少1.64%、1.22%、7.10%和7.06%.

Select

聚对苯二甲酸乙二醇酯微塑料对Anammox颗粒污泥的尺寸影响效应

洪先韬, 周鑫

中国环境科学. 2023, 43(12): 6406-6412.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为探究微塑料(MPs)对活性污泥脱氮性能的尺寸影响效应,采用水质测定、活性测试、物化表征及微生物群落分析等方法,探索了不同粒径下(75~500μm)聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)对厌氧氨氧化颗粒污泥(AnGS)的影响.结果显示,投加75和150μm的PET-MPs时,Anammox脱氮效能低于控制组,而300和500μm组中却表现出优于控制组.厌氧氨氧化活性(SAA)测试具有相似结果.胞外聚合物(EPS)分析发现PET-MPs粒径越小,EPS分泌和PN/PS越高,AnGS结构越不完整.小粒径下PET对Anammox抑制主要与颗粒污泥所具有的较低Zeta电位和较小的比表面积显著相关.而大粒径PET-MPs则减少了与MPs接触的机率且能提供更多的活性位点,促进了Anammox底物的传递效率.高通量测序结果表明PET-MPs粒径大小决定了微生物群落的多样性和丰富度,尤其对Anammox菌属(Candidatus Kuenenia)相对丰度影响显著.

Select

水中PFAS吸附去除技术研究进展

王菟, 包一翔, 钟金魁, 李井峰, 曹志国, 吴敏

中国环境科学. 2023, 43(12): 6413-6434.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

总结了不同吸附剂(活性炭,树脂,矿物材料,分子印迹聚合物,生物基材料等)对PFAS吸附性能,机理,影响因素,优势及潜在问题.孔径与PFAS分子尺寸相近,表面带相反电荷的吸附剂对PFAS具有更高的吸附性能.低pH值和高温度的水质条件对PFAS吸附更有利,共存有机物会与PFAS发生竞争吸附.吸附剂对PFAS的吸附性能与其链长呈正相关,在相同链长的情况下,吸附剂对磺酸类PFAS的吸附容量普遍高于羧酸类PFAS.主要的吸附机理包括静电吸引,疏水相互作用,离子交换,配体交换等.吸附剂的合理再生和处置是实际工程应用中重要挑战,如化学再生法和生物再生法再生效果差,热再生法能耗高,溶剂再生,填埋处置易造成二次污染等.通过对水中PFAS吸附去除材料及技术的研究进展进行综述,系统阐述了不同技术的优劣势,并展望了吸附去除技术的发展方向,可为水中PFAS污染控制提供参考.

Select

植物多酚功能化调控磁性材料磁絮凝高岭土悬浊液

刘闯, 杜思聪, 程鹏, 梁文艳

中国环境科学. 2023, 43(12): 6435-6444.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

天然植物多酚(PP)作为功能化调控配体,通过原位自组装制备了Fe₃O₄@PP磁性复合材料,用于高岭土悬浊液的磁絮凝.采用SEM观察了Fe₃O₄@PP的形貌;研究了Ca²⁺离子、碱度和腐殖酸浓度对Fe₃O₄@PP絮凝性能的影响.采用光学显微镜观察了磁絮体在生长和破碎过程中的形态和结构特征,通过扩展的DLVO理论探究了Fe₃O₄@PP和高岭土颗粒之间的相互作用机制.结果表明,Fe₃O₄@PP具有优异分散性、化学稳定性和絮凝性能,可以克服碱度和腐殖酸的干扰,实现96.4%的最大浊度去除效率.磁絮凝过程中,磁絮体会逐渐变得致密,并生成长链状聚集体,具有良好的抵抗破碎能力.相互作用能分析表明,磁力主导了整个絮凝过程,其总相互作用势能和作用范围要比静电力和范德华力高三个数量级.此外,pH值、Ca²⁺离子浓度和离子种类也对总相互作用能有重要影响.

Select

废弃生物可降解塑料的处理方法与发展趋势

韩石磊, 张付申

中国环境科学. 2023, 43(12): 6445-6464.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

生物可降解塑料近年来在众多领域得到了广泛应用,废弃后的生物可降解塑料(WBP)制品容易对环境造成污染,其回收处理与资源化利用是这类塑料规模化应用的重要保障.本文介绍了WBP的主要处理方法,重点对机械回收、化学回收、生物处理、填埋、焚烧和升级利用进行了阐述,进一步分析了在回收处理过程中遇到的问题,预测了未来发展的趋势,以期为WBP的绿色处理与资源高效再生循环提供指导.

Select

基于地聚物体系的电解锰渣污染物的溶出风险及固化机理

刘博, 何莉莉, 岳波, 孟棒棒, 王涛, 高红

中国环境科学. 2023, 43(12): 6465-6473.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为降低电解锰渣(EMR)的潜在环境风险,采用了地质聚合反应对其进行固化稳定化处理,通过浸出毒性试验和BCR连续提取法试验确定电解锰渣基地聚物(EMRGP)的溶出风险,并借助于XRF、XRD、SEM-EDX和XPS等表征手段对固化机理进行探究.结果发现,EMRGP浸出液中的Mn²⁺和NH₄⁺浓度仅为0.005mg/L和0.996mg/L,满足相关标准的排放和再利用要求.BCR连续提取法试验结果显示EMRGP的溶出风险较低.在固化稳定化过程中,生成了硅铝凝胶,NH₄⁺以NH₃挥发或以鸟粪石被沉淀,Mn²⁺除被氧化成Mn³⁺和Mn⁴⁺外,还与其余重金属元素一同以氢氧化物沉淀形式,或以被硅铝凝胶吸附包裹的形式固定.这一方法显著减轻了EMR的潜在环境风险.

Select

表面活性剂淋溶-化学氧化处理焦化场地高环多环芳烃污染土壤

李伟, 王华伟, 孟祥宇, 杨乐巍, 丁浩然, 李书鹏, 刘渊文, 孙英杰, 刘鹏, 王亚楠

中国环境科学. 2023, 43(12): 6474-6481.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为了探究表面活性剂淋溶-化学氧化技术对焦化场地有机污染土壤的修复效能,以安徽某焦化场地多环芳烃(PAHs)污染土壤为实验对象,分析了表面活性剂浓度、液固比、淋溶时间和淋溶次数等工艺参数对淋溶效果的影响,在优化工艺参数的基础上,进一步研究了化学氧化对PAHs的去除效能.结果表明:1)吐温80(TW80)对PAHs污染土壤的淋溶效果优于曲拉通和鼠李糖脂,用于后续实验; 2)当TW80浓度为6g/L,液固比为10:1,淋溶时间为4h时为最佳工艺参数,此时ΣPAHs的淋溶效率为43.5%; 3)多次淋溶有助于提高PAHs的淋溶效率,连续淋溶3次后ΣPAHs的淋溶效率为63.3%,淋溶5次时淋溶率升高至72.1%; 4)TW80淋溶5次,采用10%的H₂O₂氧化处理后ΣPAHs去除率为79.4%,而采用10% KMnO₄氧化处理后ΣPAHs去除率为81.2%,其中苯并[a]芘去除率为98.3%;5) TW80淋溶处理后,H₂O₂或KMnO₄氧化处理均能提高PAHs的去除效率,淋溶5次+1% H₂O₂和淋溶3次+1% KMnO₄处理后苯并[a]芘含量分别为0.39和0.46mg/kg,均满足《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 36600-2018) 第一类用地筛选值要求; 6)表面活性剂淋溶+化学氧化技术对PAHs去除效果良好,该技术在PAHs污染土壤修复具有潜在的应用前景.

Select

玛曲高寒退化草地土壤-微生物特征及相互作用

王敏, 刘旻霞, 王千月, 苗乐乐, 杨春亮, 肖音迪

中国环境科学. 2023, 43(12): 6482-6489.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

以甘肃省甘南藏族自治州玛曲县4种不同退化程度的高寒草地为研究对象,测定和分析了土壤理化因子以及土壤微生物群落变化特征.结果表明:土壤含水量、土壤有机碳、全氮、全磷的含量随草地退化加剧显著下降(P<0.05),土壤pH值和土壤电导率的变化趋势则与之相反.通过高通量测序,分析得到在无、轻度、中度、重度退化草地的细菌、真菌OTU数量分别为1927、2011、2040、1798以及1492、1511、1383、1466个;无、轻度、中度、重度退化草地特有的细菌、真菌OTU数量分别为588、513、691、409和116、112、73、79个.土壤微生物群落细菌数量占明显优势,多样性随草地退化整体下降.土壤细菌的优势菌群变形菌门在中度退化草地上的相对丰度达到最大为45%;土壤真菌优势菌群子囊菌门在无退化草地上的相对丰度最大为89%.RDA分析中,土壤电导率、有机碳、含水量、全氮、全磷和pH值是影响土壤细菌的主要因子,土壤全磷、全氮和有机碳是影响土壤真菌的主要因子.

Select

长三角土壤污染重点监管单位综合风险评价

鞠铁男, 雷梅, 郭广慧, 徐源, 娄启佳, 张洋, 张晋龙

中国环境科学. 2023, 43(12): 6490-6499.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为评价长三角土壤污染重点监管单位带来的综合风险,基于“源-途径-受体”的风险评价理念,对长三角超过50年的重点行业企业,创新性地根据企业生产信息和多年自然环境信息,将“途径”融入场地潜在污染范围模拟方法中,并依照污染范围对长三角受体脆弱性和场地危害性进行评价.在此基础上,对比在产和关闭搬迁企业受体指标前后变化情况,评价环保政策管控成效.最终综合在产企业污染范围内的场地危害性和周边受体脆弱性,对长三角进行县域尺度风险分级研究,提出优先管控县域单元.结果表明:化工和电镀行业为长三角的支柱产业,占比高达85%以上,主要分布在东部地区.截至2020年,环保政策使长三角超过1700万人和2.3万km²的农用地免受更高风险,潜在污染范围下降幅度达到42%.研究显示,2020年长三角高风险县区包括浦东新区、富阳区、嘉定区和张家港市等8个,属于优先管控区域.

Select

典型峨眉山玄武岩区土壤重金属含量特征及污染风险评价

韩伟, 徐仁廷, 王乔林

中国环境科学. 2023, 43(12): 6500-6508.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为探究峨眉山玄武岩对土壤重金属含量的影响程度,选择具有典型峨眉山玄武岩分布区的云南省昭通市为研究对象,结合地质背景资料,对区内7104份土壤样品中的8种重金属元素含量特征、污染风险及来源进行分析和评价.结果显示,峨眉山玄武岩区表层土壤中Cu和Cd元素明显富集,分别达到中国土壤背景值的7.20和6.63倍;对比我国农用地土壤污染风险管控标准,除Hg外,其余7种重金属元素均存在污染风险;从污染程度空间分布看,与地质背景耦合性较好的元素为Cu、Cd、As、Pb、Zn,污染程度较高的重金属元素为Cd和Cu;主成分分析结果表明,Cu主要来源于峨眉山玄武岩的地质背景,Cr和Ni为与峨眉山玄武岩共生的超基性岩风化成因,Cd、Pb、Zn高含量主要源于人类矿业开发、机动车尾气排放等,同时受地质背景影响;As和Hg除来源于地质背景、人类活动外,还受到土壤理化性质和有机质的影响.

Select

氧化/还原型开关表面活性剂对硝基苯污染土壤的淋洗及分离效果

耿菲, 姚禹, 付玉丰, 张慧, 秦传玉, 任黎明

中国环境科学. 2023, 43(12): 6509-6517.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

合成了一种氧化/还原型开关表面活性剂11-二茂铁十一烷酰基三甲基溴化铵(FcCOC₁₀N),通过二茂铁基团氧化及还原态的转变来实现自身表面活性的“开”与“关”,以期在强化有机污染土壤淋洗修复的同时,实现表面活性剂的分离回收.FcCOC₁₀N发生氧化/还原反应前后的理化性质差异表明其具有良好的氧化/还原可逆特性.FcCOC₁₀N溶液与硝基苯易乳化成液滴小而均匀的乳液,向其中添加氧化剂随即破乳分离,且FcCOC₁₀N反复开关5次后与硝基苯形成的乳液性质几乎无变化,破乳率在80%以上,二者之间具有良好的乳化破乳循环能力.对硝基苯污染土壤进行淋洗,以乳化的方式去除土壤中非水相污染物,乳化去除率最高为92.40%,通过破乳分离硝基苯,对FcCOC₁₀N进行回收利用,进一步去除土壤中残余硝基苯,最终去除率达到94.70%.

Select

基于GEE的黄土高原植被绿度线推移变化研究

谢佩君, 宋小燕, 孙文义, 穆兴民, 高鹏

中国环境科学. 2023, 43(12): 6518-6529.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

基于Google Earth Engine(GEE)云平台和Landsat系列遥感影像,以归一化植被指数(NDVI)和增强型植被指数(EVI)及其植被绿度线作为指标,分析了1987~2020年黄土高原生长季植被绿度以及植被绿度线推移的时空演变特征.结果表明:1987~2020年黄土高原生长季NDVI和EVI年均增速分别为0.0042a^-1(P<0.01)和0.0023a^-1(P<0.01),2000年后的平均增速是2000年前的3~4倍;空间分布上,NDVI和EVI变化趋势以显著上升和极显著上升为主,面积占比分别为78.78%和69.21 %;1987~2020年黄土高原植被绿度线VGL_NDVI和VGL_EVI分别以5.52 和4.59km/a的速率向北推移;1987~2020年VGL_NDVI和VGL_EVI分别平均北移173.93和131.62km,北移量变化主要发生在2005~2010年,北移量最大区域分布在陕西榆林和延安地区、山西西北部、内蒙古中南部等黄土高原中北部区域,最大北移距离分别达到532.12和471.57km.

Select

环境因素交互影响下可降解塑料PBAT的老化行为

蒋晖, 朱丽帆, 杨超, 刘秀丽, 刘欣, 孙姣霞

中国环境科学. 2023, 43(12): 6530-6538.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为研究不同环境因素交互影响下可降解塑料的老化行为,以聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯 (PBAT)为目标物,通过温度、湿度、光照为因素设置均匀和交互实验,探究不同因素交互影响下PBAT老化过程及潜在机理.多因素交互实验结合扫描电镜(SEM)、电子能谱面(EDS)的分析结果表明湿度对PBAT老化行为的影响最大,温度对PBAT老化行为的影响最小,且温度30.0℃、湿度60%、紫外光条件下老化效果最明显.通过X射线光谱(XPS)和X射线衍射(XRD)进一步分析PBAT在不同老化过程中化学键和结晶度的变化,其结果表明:在湿度和紫外光交互作用下,PBAT的碳氧双键减少而碳氧单键增加,碳氧双键被破坏形成了羧基,部分官能团中氧原子置换氢原子,有得失电子的行为出现,在其表面生成小分子物质CO₂和π-π键;在此交互老化过程中,PBAT的结晶度增大.

Select

基于输出系数法的农业面源氮磷排放特征分析

苟婷, 裴德富, 梁荣昌, 佘磊, 杨珺, 马千里, 赵学敏, 赵瑞, 姚玲爱

中国环境科学. 2023, 43(12): 6539-6550.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为研究东江源头区农业面源氮磷负荷情况,利用改进的输出系数模型(ECM)对2020年东江源头区农业面源氮磷排放特征进行了探讨.结果表明:(1)东江源头区农业面源污染物总氮(TN)和总磷(TP)负荷量分别是4884.23t/a和591.85t/a, TN污染负荷是TP污染负荷的8.25倍,其中高于源头区TN平均负荷量的乡镇依次为留车镇、文峰乡、晨光镇、南桥镇、吉潭镇、丹溪乡和澄江镇,高于源头区TP平均负荷量的乡镇依次为晨光镇、留车镇、南桥镇、文峰乡、丹溪乡、菖蒲乡和吉潭镇.(2)氮磷污染负荷强度与负荷量不同,且表现出一定的空间差异性.污染负荷量较高分别为留车镇和晨光镇,但负荷强度最高分别为南桥镇和菖蒲乡.TN负荷强度较高的依次为南桥镇、菖蒲乡、晨光镇、留车镇和项山乡,均高于源头区TN平均负荷强度2.88t/(km²×a);TP负荷强度较高的依次为菖蒲乡、南桥镇、晨光镇、丹溪乡、留车镇和罗珊乡,均高于源头区TP平均负荷强度0.36t/(km²×a).(3)不同污染源类型对氮磷排放的贡献率不一致,TN污染表现为土地利用>农村生活>畜禽养殖,TP污染表现为畜禽养殖>土地利用>农村生活.其中氮源中土地利用污染占比为37.67%~80.29%,主要分布在长宁镇、桂竹帽镇、三标乡、水源乡、文峰乡等;磷源中畜禽养殖污染占比44.75%~70.71%,主要分布在菖蒲乡、晨光镇、罗珊乡、南桥镇、丹溪乡、龙廷乡和留车镇.东江源头区各乡镇氮磷面源污染特征不同,其治理手段和目标也不尽相同,对于菖蒲乡、晨光镇、南桥镇等需切实解决畜禽养殖规划性不强,部分养殖户选址不合理,粪污治理设施普及率和资源化利用水平低等问题;对于留车镇、澄江镇、吉潭镇等应大力推进小型农村污水处理设施建设,完善生活污水处理措施;对于文峰乡、三标乡、水源乡等乡镇需制定合理的施肥方案,避免化肥过量施用及利用率低的问题.

Select

内蒙古河套灌区农田非点源氮磷污染负荷估算

王艳, 焦燕, 杨文柱, 闫颖超, 邬宏, 灵灵, 史月超

中国环境科学. 2023, 43(12): 6551-6560.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为了解内蒙古河套灌区农田非点源污染现状,引入降雨影响因子(α)和地形影响因子(β)对传统的输出系数模型(ECM)进行改进,量化该地区的农田非点源氮、磷污染负荷,结合污染物入河系数(γ),对农田非点源氮磷入河(乌梁素海)量进行估算,并识别污染物关键源区.结果表明,河套灌区2021年农田非点源总氮(TN)、总磷(TP)污染负荷为3520.998和407.125t,分别占不同土地利用类型污染负荷总量的79.674%和89.201%;农田非点源TN、TP污染负荷空间分布一致,表现为靠近水体、排干的乡镇贡献量最高,依次为新华镇、新安镇和塔尔湖镇,TN、TP污染负荷分别为316.658, 236.725, 199.344t/a和36.615, 27.371, 23.050t/a;农田非点源TN、TP入河量为387.310t/a和16.285t/a,其中新华镇、新安镇、塔尔湖镇、隆兴昌镇、团结镇和蛮会镇是河套灌区的农田非点源污染重点防治乡镇;与实测值进行比较,验证了改进的输出系数模型的合理性,相对误差分别为-4.743%和19.037%.

Select

西南地区植被动态变化的驱动力解析

曾兴兰, 陈田田

中国环境科学. 2023, 43(12): 6561-6570.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

以归一化植被指数(NDVI)、土地利用、气候数据集为基础,综合集合经验模态分解、偏相关分析、分段线性回归等方法,在明晰区域植被变化特征的基础上阐明气候变化和城市扩张两大驱动要素对植被动态的影响.结果显示,1990~2018年,西南地区NDVI呈波动上升趋势,植被变绿趋势明显,在空间上表现东南高、西北低的分布格局.相较于太阳辐射和降水,气温对区域植被生长的影响力及范围均较大,约占区域总面积的64.6%,主要分布在研究区中部以及西部.西南地区土地城市化、经济城市化和人口城市化随时间推移均呈增加趋势,且空间分布格局较一致;在县域尺度上,经济、人口城市化与植被生长呈先增后降的非线性关系,土地城市化与植被生长呈负相关关系;在栅格尺度上,三类城市化与植被生长的关系保持不变,但是非线性阈值以及线性斜率差异明显.

Select

国土空间生态修复关键区识别及修复分区——以西南喀斯特山区开远市为例

向爱盟, 岳启发, 赵筱青, 黄佩, 冉玉菊, 顾泽贤, 施馨雨

中国环境科学. 2023, 43(12): 6571-6582.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

以开远市为例,从生态系统服务和生态脆弱性视角,构建生态安全格局并识别生态修复关键区域;以生态问题指数识别生态修复关键区内存在的生态问题,划定生态修复分区并提出相应的修复策略.研究表明:(1)开远市生态安全格局由两种源地和两类廊道构成.其中生态保护源地和生态修复源地的面积分别为190.53和16.82km²,潜在生态廊道和修复廊道总长分别为191.15和75.71km.(2)基于生态安全格局提取开远市生态修复关键区域,包括15个生态修复源地、12条修复廊道、31个生态夹点和11个障碍区.生态修复关键区域内石漠化主要集中于开远市西部和南部,西部石漠化程度较南部更高;土壤侵蚀以微度侵蚀为主;地质灾害多发于采矿区以及喀斯特地貌区;景观生态风险均较高;人为干扰集中在西北—东南一线.(3)根据生态问题指数(Ecological Problem Index)测算结果,将生态修复关键区域分为生态保育区、功能提升区、灾害防治区和重点整治区,并结合各区突出生态问题提出相应的优化策略.

Select

土地利用时空变化的关键驱动因子及其影响趋势——以武威市为例

王兴丹, 刘普幸, 耿梦蝶, 王苗, 逯娟

中国环境科学. 2023, 43(12): 6583-6591.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

基于武威市1990年、2000年、2010年、2021年四期Landsat TM/OLI遥感影像数据,利用土地利用动态变化指数、土地利用转移矩阵、重心迁移模型与主成分综合得分模型等方法,并结合气象数据和社会经济统计数据对武威市土地利用时空变化驱动因子进行了定量分析.结果表明:近32a来,武威市草地、耕地、建设用地和水域面积呈增加趋势,未利用地与林地面积呈减少趋势,动态度介于2.56%~-0.13%之间,林地与未利用地主要转为草地和耕地;研究区土地利用变化空间差异明显,水域重心迁移距离最大,耕地次之,未利用地最小;人类活动与气候变化是影响武威市土地利用变化的关键因子,人类活动的贡献率56.35%,远大于43.65%的气候变化贡献率,且二者的影响均呈上升趋势,且以人类活动的影响更大.未来,应该充分发挥人类的积极作用,促进人地协调发展.

Select

基于稀疏环境监测点的流动时程重构模型精度研究

战庆亮, 刘鑫, 晁阳, 葛耀君

中国环境科学. 2023, 43(12): 6592-6600.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

根据有限数量且稀疏分布的环境流场监测点处的观测数据,得到更多空间位置处的环境测点的流动时变信息,能够为大气监测、水体监测和污染物扩散等问题的控制与研究提供更加丰富的数据.本文研究了物理约束对机器学习流场时程表征模型的精度影响规律,研究了可用测点数以及物理约束权重对重构精度的影响.以低雷诺数方柱大气绕流为例,开展了基于稀疏环境监测点的数据进行高空间分辨率流场时程重构的精度研究.研究发现当监测点数量增至500时精度不再提高;当监测点数量仅有50时,约束权重为10可得到最优结果.结果表明,通过选择合适的物理约束影响权重,可以有效弥补可用数据较少的问题,为环境流动问题的数据处理和高分辨率流场重构提供了新的方法与依据.

Select

2022年鄱阳湖极端干旱对洪泛区地下水文情势的影响

曹思佳, 李云良, 陈静, 姚静, 赵贵章, 李志萍

中国环境科学. 2023, 43(12): 6601-6610.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

以鄱阳湖洪泛区湿地为研究区,运用FEFLOW建立地下水流数值模型,定量评估2022年极端干旱影响下地下水文条件的时空响应特征.结果表明,2022年极端干旱对鄱阳湖的持续影响主要发生在下半年7~12月份,极端干旱会导致鄱阳湖洪泛区地下水位大幅度下降以及地下水流速整体加快,且两者变化情况均呈现出明显的空间异质特征.总体上,极端干旱影响的地下水位最大降幅可达5m左右,地下水流速增加幅度约为正常年份的1~2倍,极端干旱的强烈影响区域主要分布在洪泛区的东北部.从原因上分析,降水对地下水的补给量明显减少以及地下水向湖泊的排泄量显著增加,这些均是极端干旱条件下洪泛区地下水储量减少的主要原因.从年尺度上来说,极端干旱导致洪泛区系统的地下水排泄量增加了1.62×10⁷m³,约是基准年地下水排泄量的14.5倍.鄱阳湖及其洪泛湿地作为整个流域地下水的重要排泄区和生态屏障区,本研究强调了湖泊和地下水文情势响应变化的重要性.

Select

农地流转对农业碳排放强度影响的空间效应及作用机制

吉雪强, 崔益邻, 张思阳, 孙红雨, 袁岽铭, 张跃松

中国环境科学. 2023, 43(12): 6611-6624.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

农地流转对农业碳排放强度影响分析有利于推进农地流转过程中碳减排工作深入开展,但现有研究较少分析其空间效应及空间作用机制,更未识别地区异质性.参考现有成果,在理论分析后,基于2005~2021年中国大陆30省份面板数据,利用面板回归模型检验农地流转对农业碳排放强度影响,结合空间计量模型分析农地流转对农业碳排放强度影响的空间效应及其空间作用机制,并讨论其空间效应的地区异质性.结果表明:研究期内,农地流转通过多种机制对农业碳排放强度产生显著负向空间效应,农地流转既能降低本地区农业碳排放强度,也能降低周边地区农业碳排放强度;技术发展机制、示范效应机制、地区竞争机制是农地流转对农业碳排放强度产生负向空间效应的关键作用机制;农地流转对农业碳排放强度影响的空间效应存在地区异质性,南方地区农地流转对农业碳排放强度影响的负向空间效应比北方地区程度更深.为此,建议加快推进农地流转,多途径发挥农地流转的空间减排效应.

Select

数字经济对我国居民消费碳排放影响

班楠楠, 张潇月

中国环境科学. 2023, 43(12): 6625-6640.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

基于2000~2020年我国30省区的面板数据,综合测算了不同层次需求下各省区居民消费碳排放量和数字经济发展指数,运用空间计量模型开展回归分析和空间效应分解,并对数字经济与总体消费碳排放进行门槛效应分析,考察数字经济对居民消费碳排放的影响.研究发现:(1)我国居民消费碳排放整体上升,呈现出东高西低并且向中东部集中的趋势.(2)直接消费碳排放是我国居民消费碳排放的主力,但随着社会发展,其在总体消费碳排放中的占比呈下降趋势,间接消费碳排放比重增加.(3)数字经济的发展能够显著增加本省及邻近地区居民间接消费碳排放以及其中本省的生存型间接消费碳排放;然而,进一步研究发现数字经济与总体消费碳排放之间具有“倒U”型关系,数字经济在达到较高的发展水平后能够促进居民消费碳减排.综上,建议进一步推动数字经济发展,加强对绿色生产生活的引导,从而助力实现“双碳”目标.

Select

藻源性有机质沉降对沉积物甲烷释放促进作用

张楠, 何凯, 钟继承, 安燕飞, 袁和忠, 张雷

中国环境科学. 2023, 43(12): 6641-6650.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

采集巢湖西北湖湾区水与沉积物样品,模拟藻源性有机质沉降对CH₄ 释放的驱动作用.培养结果显示,加藻组CH₄ 释放通量(1.59±0.51)~(98.89±14.30) μmol/(m² · h)显著高于对照组(0.02±0.016)~(1.37±0.44) mmol/(m² · h)(P<0.001).培养过程中,藻源性有机质降解迅速,提供了大量产甲烷底物,溶解氧和硫酸根等电子受体减少,创造了有利产甲烷菌的环境,增加了产甲烷菌数量,尤其是乙酸营养型产甲烷菌.综上,藻源性有机质的大量输入,可以增大沉积物产甲烷速率和甲烷释放通量,其中乙酸营养型产甲烷菌起到重要作用.

Select

污泥预调理方式影响下市政污泥“深度脱水-干化-焚烧”碳排放

马鉴云, 李智, 顾俊, 汪菲, 侯保连, 余冉

中国环境科学. 2023, 43(12): 6651-6656.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

基于污泥深度脱水中试示范,根据联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)提供的方法,对比新型污泥生物裂解绿色预调理技术和常规化学药剂(铁盐＋石灰)预调理方式下的污泥“深度脱水-干化-焚烧”处理处置工艺碳排放特性.结果表明,污泥经过两种方法预调理后,板框压滤污泥含水率均能降至60%以下,但压滤泥饼干质含量和干基热值差异明显.经生物裂解后的污泥干质含量比投加铁盐+石灰的污泥减少23.0%;同时,其污泥干基热值较投加化学预调理后的高32.1%.通过碳排放量计算,处理每立方米含水率为98%的污泥,基于生物裂解的污泥“深度脱水-干化-焚烧”处理处置工艺总碳排放为15.8kg CO₂eq/m³RS,比基于化学预调理工艺的总碳排放量(27.1kg CO₂eq/m³RS)低41.7%.

Select

基于全生命周期的现代木结构建筑碳足迹研究

苏鹏宇, 姚恩明, 李征

中国环境科学. 2023, 43(12): 6657-6666.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

选取代表性现代木结构建筑并对其全生命周期碳足迹开展了研究,提出将负碳建材碳排放拆分为生产过程碳排放和生物固碳值的方法,定量计算了结构生命周期各阶段的碳排放量,对木材在不同生命周期间的再利用情况进行了分析.结合传统材料建筑全生命周期碳排放,对比分析了现代木结构建筑与传统材料建筑全生命周期碳排放特点.研究结果显示,本研究中的木结构建筑全生命周期碳排放为1.69×10⁷kgCO₂e,其中物化阶段占比15.56%、使用阶段占比84.34%、拆除阶段占比0.10%;其物化阶段的碳排放比传统钢筋混凝土结构和钢结构均有所降低.

Select

河源区土壤与河流二氧化碳浓度变化特征及相关性

李家琪, 姜振蛟, 戴鑫, 汪钏, 武丽文, 谢月清

中国环境科学. 2023, 43(12): 6667-6676.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

以陕西省榆林市海流兔河流域上游区域为研究对象,通过结合河流与土壤CO₂浓度高频监测技术与频谱分析方法,剖析河流-土壤横断面CO₂动态模式及其影响因素与演化过程.基于研究剖面上4个监测点的CO₂浓度时间序列,分离出周期为0.5与1d的强烈昼夜信号,推断出河流内部的昼夜生物代谢过程是控制CO₂浓度变化的关键因素.流域内降水等事件引起的水文条件变化会引起CO₂逸散,对水体碳循环过程产生显著影响.根据相关性分析,判断河流与土壤CO₂动态的主要影响因子为温度与土壤含水量,并证实了土壤为河流CO₂的主要来源,地下水是实现土壤与河流间的碳迁移过程的重要媒介.

Select

长三角地区建筑业碳排放变化的时空特征及影响因素分析

刘颖, 王远, 朱琳

中国环境科学. 2023, 43(12): 6677-6688.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

采用碳排放系数法计算长三角地区建筑业碳排放量,运用slope指数、泰尔指数和对数平均迪氏指数法(LMDI)等方法分析长三角地区26市建筑业碳排放的空间差异、演变特征及驱动因素.结果表明: (1)2004~2020年间,长三角地区建筑业碳排放先增长后波浪式变化,整体呈东高西低的空间格局;(2)长三角建筑业碳排放总体差异有所减小,呈现出先波浪式上升后逐渐减小的趋势,且长三角省域内差异大于省际间差异对总体的贡献;(3)驱动因素中,经济发展效应、房屋施工面积效应促进碳排放增加,人口密度效应、能源消费强度效应、能源结构强度效应则呈抑制作用.

Select

模拟增温对木荷叶际抗生素抗性基因的影响

林小如, 李子歆, 孙安琪, 金圣圣, 徐超蝶, 陈仕东, 刘小飞, 沈菊培

中国环境科学. 2023, 43(12): 6689-6699.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为探究增温对叶际抗生素抗性基因(ARGs)分布的影响及其季节变化特征,本研究在夏季、秋季和冬季3个季节采集木荷叶片样品,设置对照(土壤不增温)与增温(土壤增温4℃)两个处理,采用高通量荧光定量PCR技术测定叶际ARGs的种类及相对丰度.结果表明:在所有叶际样品中共检测到255种ARGs和10种MGEs,其中多重耐药类是叶际优势抗生素抗性基因类型,相对丰度占总体的47.4%,而抗生素外排泵为主要抗性机制.方差分析和主坐标分析表明季节对叶际抗性基因的分布有显著影响,秋季和冬季叶际ARGs的相对丰度分别为(0.614±0.303)拷贝/16S rRNA和(0.589±0.218)拷贝/16S rRNA,高于夏季((0.291±0.101)拷贝/16S rRNA),且ARGs多样性同样表现为秋冬季高于夏季.研究检测到7种抗性基因(aadA2-03、acrA-02、emrD、matA/mel、tetB-01、tetM-01、tetL-02)的相对丰度在增温处理中显著下降(P<0.05),而仅有acrA-01基因相对丰度显著上升(P<0.05).冗余分析和结构方程模型显示,季节通过改变土壤理化性质间接影响叶际ARGs的分布,而增温对其没有产生显著影响.

Select

基于激光红外成像的城市河流微塑料表征与来源解析

刘沙沙, 邱月, 张茜, 索诚宇, 任艺

中国环境科学. 2023, 43(12): 6700-6711.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

以北京典型城市河流——通惠河为例,基于激光红外成像系统,对微塑料的赋存特征、潜在来源及生态风险进行了系统研究.结果表明,通惠河表层水体中的微塑料丰度为10~41个/L,平均丰度为(21.60±10.5)个/L;研究共检测出16种不同类型的微塑料,其中丰度较高的三类分别为聚酰胺(PA)、聚氯乙烯(PVC)和聚丁二酸丁二醇酯(PBS),其检出率分别为25.90%、22.20%和18.10%;水体中微塑料以粒径£200μm的小颗粒为主,其占总颗粒数的91.20%;在形状方面,通惠河薄膜状微塑料占比最高,颗粒状次之,纤维状占比最低,三者所占比例依次为67.59%、22.69%和9.72%.根据实地调研和微塑料表征结果,推测通惠河微塑料可能来源于岸边生活垃圾的破碎风化、排污管道的老化以及污水处理厂出水中的微塑料残留.风险评估结果表明,通惠河下游水体微塑料潜在生态风险指数处于危险和非常危险等级,且PVC微塑料是引起通惠河水生态系统风险加剧的主要塑料类型.因此建议相关部门加强对人为源塑料尤其是PVC塑料的源头管控,为城市河流的生态环境安全与保护提供支撑.

Select

微塑料介导下苯并[a]芘的吸附和微生物降解途径

叶金明, 罗雅嫣, 汤蕙齐, 欧阳浩民, 解启来, 陈烁娜

中国环境科学. 2023, 43(12): 6712-6722.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为研究微塑料对水体中多环芳烃吸附和微生物降解等环境行为的影响,选取聚丙烯微塑料(MP-PP)和苯并[a]芘(BaP)为研究对象,探讨MP-PP对BaP的吸附特性和机制,及MP-PP介导对新鞘氨醇单胞菌(Novosphingobium tardaugens)降解BaP的能力和途径的影响.同时,利用X射线光电子能谱和傅里叶转换红外线光谱对MP-PP、BaP和菌体间相互作用的微观特性进行探究.结果表明,MP-PP对BaP的吸附遵循准二级动力学模型和单分子层覆盖,升温有利于吸附;MP-PP共存可提高Novosphingobium tardaugens对BaP的去除率,但是并不影响菌体对BaP的降解途径;MP-PP、BaP和菌体间的互相作用主要发生在表面,微塑料作为载体;菌体虽不能降解MP-PP,但能附着在其表面生长,有利于菌体的生长繁殖,进而提高降解效果.

Select

新疆儿童哮喘与环境因素的关联性网络调查

彭丽, 曹长安, 吴玮淇, 王钰娜, 梁保盼, 曹素珍, 段小丽

中国环境科学. 2023, 43(12): 6723-6731.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为探索新疆地区儿童哮喘的患病率和危险因素,2022年在新疆地区选择14岁以下儿童开展在线问卷调查,并获得该地区575名儿童及其家庭的特征信息,应用Logistic回归模型分别估计新疆儿童哮喘疾病患病率,及其与家庭、父母和周围环境因素的联系.结果显示,该地区网络调查所得到的儿童哮喘患病率为4.7%,患病率较高.母亲患有哮喘、供暖时间越长、春季开窗时间越长、靠近垃圾焚烧厂或垃圾站与儿童哮喘的较高患病率显著相关.母乳喂养和进行体育锻炼分别与较低的哮喘风险显著相关.在新疆地区社会经济因素和儿童哮喘没有显著关联.

Select

InP/ZnS QDs对稀有鮈鲫子代软骨发育的影响

伍颖轶, 陈行, 谢威威, 金丽

中国环境科学. 2023, 43(12): 6732-6739.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

使用InP/ZnS QDs以雌性稀有鮈鲫(Gobiocypris rarus)为实验动物,通过腹腔注射染毒,设计了(200, 400, 800nmol/L)3个实验组,在量子点暴露4和7d时取卵受精.以胚胎受精率、存活率、仔鱼体长、全长为指标,对仔鱼进行阿利新蓝染色和HE(Hematoxylin Eosin)染色,通过检测发育相关基因(bmp2b, sox9a, runx2b)的相对表达量,研究InP/ZnS QDs对稀有鮈鲫子代软骨发育的影响.结果表明:高浓度组仔鱼的体长减少6.2%、全长减少5.9%;颅面PQ-Meckel角增加24.8%,下颌骨长度减小14.6%和15.2%、宽度减小10.0%和10.7%;颅面软骨细胞肿大、数量减少.并发现QDs在不同发育时间对相关基因的相对表达量影响不同.总之InP/ZnS QDs会对稀有鮈鲫子代软骨发育产生不良影响.

Select

生态环境质量监测事权改革的政策效应研究——以环境空气质量监测为例

熊雪锋, 原志听, 昌敦虎, 董战峰

中国环境科学. 2023, 43(12): 6740-6754.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

基于中国2007-2016年278个地级市面板数据,将《环境空气质量标准(2012)》作为外生冲击,运用多时点DID评估方法,考察了生态环境质量监测事权改革对空气污染减排的影响效应、传导机制和异质性.结果表明:(1)基准回归表明,生态环境质量监测事权改革会显著降低SO₂排放量和PM_2.5浓度,且减排效应与国控监测站点密度正相关,这一结论在进行安慰剂检验、排除其他政策干扰等一系列稳健性检验后依然成立;(2)传导机制分析发现,地方政府环境规制强度和工业企业绿色创新是生态环境质量监测事权改革抑制空气污染物排放的两个重要传导渠道,限制工业企业数量和增加公共交通投放有效抑制了空气污染物排放;(3)异质性分析显示,生态环境质量监测事权改革的空气污染减排效应在初始排放量越大的城市和财政分权程度越高的城市越明显,而财政压力对其减排效应有削减作用.

Select

食品消费模式的碳足迹差异研究

蒋璐, 汪瑞, 刘蓓蓓

中国环境科学. 2023, 43(12): 6755-6762.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

为研究食品消费模式的碳足迹差异,基于生命周期评价方法,以水饺为例,评估了家庭手工、速冻零售、连锁经营和个体经营四类消费模式在运输、加工、包装、存储与烹饪环节的碳足迹差异.结果表明,水饺不同消费模式整体碳足迹由低到高分别为:家庭手工(1.85,kg CO₂eq/kg,下同)、市内连锁(1.86)、省内连锁(1.89)、速冻零售(1.96)、个体经营(1.96)和邻省连锁(1.97).其中运输环节碳足迹差异显著(2.13%~7.80%),速冻零售模式最高,连锁经营模式在中央厨房设置合理时展现出减排优势.此外,讨论了不同消费模式的食物损失与浪费环节碳足迹差异.研究指出,分片区设置中央厨房与配送中心、优化运输路径,减少全过程的食物损失与浪费等,将是居民食品消费系统碳减排的有效发力点.

Select

中国水环境协同治理的时空演化特征及影响因素——基于治水流程闭环与协同机制统筹的思考

张宁, 李海洋, 张俊飚, 汪子晨, 江梦琪

中国环境科学. 2023, 43(12): 6763-6777.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

基于“前端管控、中端处理、末端保护”的治水流程闭环思路,从水资源禀赋、水污染防治及水资源保护三个维度构建了水环境治理评价体系,运用耦合协调度及空间核密度模型探究了2011~2020年我国31个省份水环境治理水平的时空演化特征.基于此,依据“空间-政策-经济”(S-P-E)协同矩阵划分协同治理区域并测度其协同治理水平及影响因素.结果表明:我国水环境治理水平呈现“东部领、中西追、整体升、省域差异波动扩增”的时空演化特征.现阶段我国可划分8个具有“空间邻近、政策扩散、经济关联”协同特征的水环境协同治理区域,各区域间治理水平存在较大差异,但总体上均表征为“S”型波动上升态势,且进一步发现水环境治理发展优势是区域水环境协同治理提升的必要条件.农、工业结构、农业机械化及经济发展对水环境协同治理具有显著的正向提升作用,对外开放、城市化及人口密度表现出较为显著的抑制作用,工业密度与技术创新的正向促进作用存在滞后效应,且水环境协同治理自身具备明显的“动量效应”.

Select

粤港澳大湾区地表水体经济社会驱动要素

杨振华, 赵铜铁钢, 田雨, 杨芳, 郑炎辉, 陈晓宏

中国环境科学. 2023, 43(12): 6778-6787.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

采用水体解译—环境库兹涅茨曲线识别—驱动关系分析的研究思路,基于Landsat影像提取粤港澳大湾区长序列地表水体动态,将环境库兹涅茨曲线应用于土地利用/覆被变化分析,辨析地表水体长期均衡与短期波动的经济社会驱动要素.结果表明:近30a大湾区城市地表水体总体上呈先升后降的非线性特征,且取决于水体与耕地、不透水面之间的转化特征,1990~2000年地表水体面积增长了1323.14km²,2000年以后呈波动下降;粤港澳大湾区地表水面率与单位面积GDP的EKC总体呈快速上升—快速下降—平缓回升的N型特征,体现出人为覆被对水体挤占与生态修复/水库扩容工程对水体的扩张;DARDL-UECM模型明确了模拟结果的准确性(R²>0.7, P<0.000)和各因子的贡献率,无论短期波动阶段还是长期均衡阶段,不透水面、林地和耕地面积比重均为城市地表水体的主要驱动要素,三者累计贡献率均值为0.96和0.93.

Select

四方主体参与碳减排的演化博弈研究

崔宁, 周宇, 赵晓亮

中国环境科学. 2023, 43(12): 6788-6802.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

聚焦于多主体共同参与的企业减排治理模式,构建中央政府-地方政府-企业-环境NGO的四方演化博弈模型,分析各个均衡点的稳定性,并用Matlab软件进行数据仿真,模拟不同参数变化下对四方博弈主体的策略选择影响.结果表明,该博弈系统16个纯策略均衡点中存在5个条件稳定点.博弈主体的策略选择取决于该策略下的相对净收益,相对净收益越大,相关主体越倾向于选择该策略.增大中央政府对地方政府的转移支付,提高对地方政府不落实的惩罚都能够促进地方政府积极演化,使系统更快地演化至稳定状态.提高企业的减排补助短期内有助于低碳经济的发展,但不是长期治理模式,过高的减排补助会使地方政府消极演化,最终博弈系统达不到理想的稳定状态.另外提高对于环境NGO的披露奖励也能制约企业进行积极演化,有助于系统更快演化到理想的稳定状态.最后,针对中央政府、地方政府、企业和环境NGO分别提出相应建议.

Select

环境规制与企业研发投入:挤出抑或诱发——来自二氧化硫排污费征收的经验证据

相瑞兵, 田成诗, 张焰朝

中国环境科学. 2023, 43(12): 6803-6816.

摘要 ( ) PDF全文 ( )

可视化

以市场型环境规制工具——SO₂排污费为例,运用2007~2019年中国非金融类上市企业数据,考察了环境规制、企业研发投入与股票市值三者间关系.研究发现,SO₂排污费对企业研发投入增加、研发投入对股票市值波动均存在显著的促进效用.研发投入方面, SO₂排污费对非国有、中小规模、高层次高管股权激励、中高排放行业企业的激励效应更强;股票市值方面,不同水平SO₂排污费征收标准下的研发投入均对企业股票市值波动存在显著正向影响.继而研发投入效用路径分析发现,一方面SO₂排污费标准的提升能够引起除SO₂低排放行业企业外的绿色专利创新;另一方面,环境规制背景下的SO₂中、高排放行业内企业将研发投入应用于提高自身吸收外部先进知识与技术能力以吸收“创新”,证明研发投入存在促进“内源自我绿色创新”与“外源吸收创新”双向效用路径.

选择文件类型/文献管理软件名称

选择包含的内容

当期目录

模态框（Modal）标题

选择文件类型/文献管理软件名称

选择包含的内容

当期目录