中国环境科学

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郭淏淏, 朱炜歆, 张霄羽, 张红, 魏夜香, 侯鑫, 荀楠楠

中国环境科学. 2024, 44(2): 593-601.

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利用GOSAT卫星近地面甲烷产品，分析2009年6月至2019年9月中国近地面甲烷浓度的空间分布和年际季节变化特征，并采用相关分析和随机森林模型探讨影响因素.结果表明：从空间分布来看，中国近地面甲烷浓度空间分布呈现东高西低的特点，空间差异明显；从年际变化来看，全国近地面CH₄浓度呈逐年增长趋势（8.71±0.96×10^-9/a），各地区年增长趋势在（7.01~11.76）×10^-9/a；从季节变化来看，中国近地面CH₄浓度夏秋两季浓度较高，春冬两季浓度较低；从影响因素来看，中国大部分地区的近地面CH₄浓度与气温、植被、夜间灯光、土壤湿度、降水呈正相关，与风速呈负相关.基于随机森林模型的影响因素重要性分析表明，对近地面CH₄浓度影响作用较大的因子为气温、植被和夜间灯光.

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中国近海及西北太平洋气溶胶铁的研究进展

张天乐, 郑玫

中国环境科学. 2024, 44(2): 602-619.

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总结中国近20年来近海及西北太平洋区域海洋气溶胶中铁的研究进展.从铁排放清单的角度，介绍从沙尘铁清单到人为源铁清单建立的历程，包括总铁和可溶性铁；总结气溶胶中铁浓度的测量方法和来源解析技术的最新进展，强调未来海洋总铁和可溶铁在线测量的重要性，在线测量是获得高分辨率海洋气溶胶铁时空分布特征的关键；此外，指出新兴的铁同位素分析技术可实现对气溶胶铁来源的定量解析，同时将铁的在线测量技术与源解析受体模型结合是定量认识铁来源的新路径；最后总结气溶胶铁沉降对海洋生态和气候的影响，气溶胶铁沉降对浮游植物的生长具有明显的促进作用，但铁沉降气候效应的定量评估仍存在较大的不确定性.未来应加强对海洋大气铁观测数据的积累，深入对铁化学相关机制的研究，并及时推动大气与海洋模型的结合.

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加油站及周边空气中VOCs物种构成与示踪特征

毕申雨, 宋立来, 尹思涵, 舒秦, 姚璐, 朱静, 毕晓辉, 冯银厂

中国环境科学. 2024, 44(2): 620-628.

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选择典型城市区域加油站，在汽柴油加油口及周边开展VOCs样品采集与物种构成分析，探究加油站排放VOCs的标识性物种，根据加油站周边区域VOCs物种浓度与比值在空间梯度上的变化评估关键物种的示踪作用与转化规律.结果表明：加注汽油排放VOCs主要组分为烷烃（70%~72%）、烯烃（13%~14%）和含氧有机物（11%~12%），主要物种为异戊烷（20%~24%），其它C4~C6类烷烃也是高占比物种；加注柴油排放VOCs中烷烃是主要成分，占VOCs总量的70%~72%，其次是烯烃和含氧有机物，分别贡献13%~14%和11%~12%，芳香烃占比为2%~3%，异戊烷（17%~21%）和正丁烷（15%~17%）含量较高，低碳C2~C4类烷烯烃和较重高碳C7~C12烷烃的比例高于汽油.加油站下风向受体区域受加油站排放影响明显，与单一物理扩散模型的结果对比，发现烯烃类物种在实际传输过程中已发生明显光化学反应，特征物种比值在距离加油站大于70m的区域外开始接近机动车尾气的比值范围并趋于稳定，超出此范围加油站排放贡献影响可能较小.

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重庆大气中多环芳香类物质气粒分配模型预测

王子倩, 郝炜伟, 董玲池, 陈静, 赵鑫泉, 田密

中国环境科学. 2024, 44(2): 629-637.

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本研究以典型半挥发性有机物，多环芳烃（PAHs）及含氧PAHs（OPAHs）为研究对象，基于对重庆典型城区冬季大气样品的采集与分析，探讨不同类型多环芳香类化合物的气粒分配特征及其模型预测.结果表明，OPAHs较同环数PAHs更倾向于分配至颗粒相.PAHs的温度经验模型可较好地模拟其气粒分配行为，但已有模型对OPAHs气粒分配的预测效果均不理想.本研究借鉴PAHs温度经验模型建立方法，利用前期监测数据分别基于温度和相对湿度（RH）建立了预测OPAHs气粒分配的两种经验模型.预测值落入合理偏差区域内的百分数（67.57%及88.74%）及均方根误差（1.05及0.65）分析均表明，相较于前期模型（百分数： 52.25%、4.95%、61.26%，均方根误差：1.26、2.21、1.16），基于RH的经验模型可较好地预测OPAHs的气粒分配行为.可见，与PAHs不同，RH对OPAHs气粒分配的影响不可忽略.

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气溶胶粒径吸湿增长因子的机器学习模型

米家媛, 李娜, 佟景哲, 倪长健

中国环境科学. 2024, 44(2): 638-645.

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利用成都市2017年10~12月浊度计、黑碳仪和GRIMM180环境颗粒物分析仪的逐时观测数据，结合该时段同时次大气能见度（V）、相对湿度（RH）和二氧化氮（NO₂）监测资料，基于Mie散射理论和免疫进化算法反演气溶胶粒径吸湿增长因子.首先，以RH、C_BC、C_BC/C_PM1、C_PM1/C_PM2.5以及C_PM2.5/C_PM10作为解释变量集，构建了3种气溶胶粒径吸湿增长因子的机器学习模型（XGBoost模型、CatBoost模型和LightGBM模型），对应的决定系数（R²）分别为0.869、0.893和0.898，均方根误差（RMSE）分别为0.108、0.097和0.090，平均绝对误差（MAE）分别为0.061、0.054和0.052.通过3种模型进行测试表明，气溶胶粒径吸湿增长的机器学习模型显著降低了传统单变量气溶胶粒径吸湿增长模型在高湿条件下的模拟偏差，也提升了气溶胶粒径吸湿增长多变量GAM模型的计算精度.最后，分析了不同解释变量对机器学习模型模拟效果的影响，确认了黑碳是气溶胶吸湿增长模型的主控变量.研究进一步阐明了气溶胶粒径吸湿增长因子多因素影响的复杂性，并为其模型的科学表征提供了新途径.

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重型柴油车实际道路氮氧化物和碳排放研究

葛子豪, 尹航, 徐龙, 杨扬, 吉喆, 黄英

中国环境科学. 2024, 44(2): 646-653.

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通过对20辆国五及国六重型柴油车排放远程监控数据分析，分别使用3B-MAW方法、总行程平均法以及功基窗口法对数据进行分析，获取了重型柴油车在实际道路上的NO_x和CO₂排放特征.数据分析结果表明国六重型柴油车实际道路NO_x排放显著低于国五重型柴油车，且二者在中/高负荷工况下的NO_x排放相比低负荷时亦有明显降低.但国六重型柴油车的CO₂排放却比国五重型柴油车高出10%左右，应引起广泛重视.按窗口功率比大小进行NO_x排放分析的3B-MAW方法，既能考虑到重型柴油车道路排放特点，又能兼顾SCR催化剂对NO_x排放控制的技术特点，适合用于进行重型柴油车排放远程监控数据评价分析

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电子垃圾拆解废气中PBDEs特征与污染控制效果

付建平, 谢丹平, 杨艳艳, 青宪, 张漫雯, 黄锦琼, 陈晓燕, 尹文华, 吴明亮, 周长风, 廖海婷

中国环境科学. 2024, 44(2): 654-662.

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本研究选取某电子垃圾集中拆解园区为对象，对采用的加热烤板和火法冶炼等典型拆解工艺产生的废气以及经不同净化处理系统排放废气中PBDEs的排放水平及其组成特征进行了研究，并进一步分析了各净化处理系统对PBDEs的控制效果.结果表明：加热烤板和火法冶炼拆解过程PBDEs浓度水平差别较大，其顺序为：电热炉二期（68210±12588）ng/m³>滚板炉（10420±1785）ng/m³>电热炉一期（9960±919）ng/m³>火法冶炼（53±14）ng/m³.经净化处理系统后废气中PBDEs的排放浓度水平也具有一定差别，其顺序为：2号净化系统（1754±551）ng/m³>1号净化系统（1630±344）ng/m³>3号净化系统（1220±51）ng/m³>4号净化系统（9.5±1.1）ng/m³.对不同拆解过程PBDEs组成特征分析发现，采用加热方式进行拆解的电热炉一期、电热炉二期和滚板炉废气PBDEs组成特征相似，以低溴代的BDE-99和BDE-47为主（两种单体质量分数之和均在60%以上），以高温燃烧方式进行拆解的火法冶炼废气则以高溴代的BDE-209为主（质量分数为52%）；而不同拆解生产过程产生的PBDEs经4种净化处理系统后的组成特征基本相似，均以低溴代的BDE-28、BDE-47和BDE-99为主（3种单体的质量分数之和均在50%以上）.4种废气净化处理系统对PBDEs的总去除率介于82.1%~97.4%，对不同电子垃圾拆解过程产生的PBDEs均具有较好的污染控制效果.

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电晕驻极滤袋对荷电微细颗粒物捕集效率

吕超, 杨小川, 朱冕, 柳静献

中国环境科学. 2024, 44(2): 663-669.

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本文利用单针-板电极负直流高压电晕放电装置对针刺毡滤袋进行电晕驻极处理，设计搭建了由线-板式预荷电器和驻极滤袋集尘装置组成的复合电/袋过滤实验平台，系统的研究了电晕驻极滤袋对未荷电、单极荷正电、单极荷负电以及双极荷电的0.3~10mm微细颗粒物捕集效率，对比了不同风速条件下驻极滤袋对不同荷电类型微细颗粒物捕集效率的稳定性.实验结果表明：相比于原始滤料捕集未荷电颗粒物，库仑作用的引入使得驻极滤料捕集荷电颗粒物具有更高的效率，尤其是对于粒径0.3mm颗粒物提升效果最为明显，荷正电、荷负电和双极荷电使其捕集效率从79.9%分别提升到99.9%、99.3%和98.6%；基于库仑力的静电捕集效率还能够补偿由于风速增大而造成的机械捕集效率降低幅度，对于粒径0.3mm颗粒物，荷正电、荷负电和双极荷电使其捕集效率差值从9.4%分别降低到0.06%、0.2%和5.2%.更具体地说，即库仑引力作用强于库仑斥力作用，且两者均优于异相荷电凝并作用.此外，利用扫描电镜技术分析了不同荷电类型颗粒物在驻极滤袋表面沉积的微观形貌结构，提出了相应的尘饼生长理想化模型用于进一步解释以上实验结果.该研究结果可为进一步发展静电-机械双效捕集脱除微细颗粒物提供参考.

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低温等离子体耦合Fe²⁺均相催化降解甲苯和丙酮

刘蓉蓉, 秦彩虹, 姜超超, 黄家玉, 张鹏

中国环境科学. 2024, 44(2): 670-678.

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本文对比研究了两类典型VOCs（甲苯和丙酮）在单独NTP、NTP+ LC/Fe²⁺和NTP+ LC/Fe²⁺+PCA系统的降解效果.结果表明，甲苯和丙酮的去除率均随放电电压的升高而升高；在相同电压下，甲苯降解效率高于丙酮，但降解过程中O₃的产生量相当；当放电电压为22kV时，NTP+ LC/Fe²⁺+PCA系统的甲苯去除效率比单独NTP提高了18.2%，丙酮的去除效率提高了55.5%；NTP+ LC/Fe²⁺+PCA的O₃去除率可达100%；EPR和猝灭实验表明，羟基自由基和超氧自由基在LC/Fe²⁺+PCA反应器中对VOCs去除有重要贡献.最后，结合测定的自由基和中间有机产物，推测了VOCs在NTP+ LC/Fe²⁺体系中的降解途径.

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国六轻型汽油车温室气体排放特征

尹黛霖, 艾力力, 温溢

中国环境科学. 2024, 44(2): 679-685.

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采用全球统一轻型车辆测试循环工况（WLTC）下实测的方法，对84辆国六轻型汽油车的温室气体排放进行研究，其中包括6辆混合动力车辆.结果表明，车辆的温室气体排放基本呈现随着排量增大而上升的趋势，大排量车辆通常具有更复杂的发动机设计，增加了温室气体的排放不确定性.各类车辆的CH₄和N₂O经温室气体变暖潜值转换后引起的CO₂增长率都小于1%，由此说明车辆尾气中产生的CO₂排放仍是温室气体的主要来源.此外，国六轻型汽油车的温室气体排放特征与其发动机技术也密切相关，不可插电式混合动力车辆的温室气体排放量能降低23.4%~27.9%.

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表观气速对除磷污泥颗粒化性能及代谢特征的影响

陈希, 胡彬, 张瑞峰, 宫延哲, 蔡虎林, 曹银焕, 杨文浩, 穆瑞花

中国环境科学. 2024, 44(2): 686-698.

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以60%乙酸钠和40%可溶性淀粉复合基质为碳源，考察表观气速对生物除磷污泥颗粒化性能及代谢特征的影响.结果表明，与小分子碳源不同，复杂碳源条件下生物除磷污泥的颗粒化由剪切力和碳源的胞内储存共同决定，污泥颗粒化进程与表观气速的大小并不完全一致.R1表观气速最大（0.45cm/s），110d可实现颗粒化；R3表观气速最小（0.15cm/s），190d实现颗粒化，进程慢于R1，但快于R2（表观气速0.30cm/s）.降低表观气速污泥的丝状菌含量依次增多，紧密型胞外聚合物（TB-EPS）的疏水性依次降低；但系统更易实现厌氧饱食和好氧饥饿，聚羟基烷酸酯（PHAs）厌氧合成量依次升高，R1、R2、R3分别为2.28、8.16、23.96mg/gVSS.16S rRNA基因高通量测序表明，随着表观气速的降低，具有水解发酵功能的绿弯菌门（Chloroflexi）的丰度依次升高，分别为7.86%、8.77%和32.74%.在属水平，传统聚糖菌Candidatus_Competibacter是污泥颗粒化的核心菌群，R1较高的表观气速有利于该菌的维持和优势增殖，污泥颗粒化进程最快.R3表观气速最低，水解发酵功能菌群Kouleothrix（1851型丝状菌，属于绿弯菌门）大量生长（丰度10.44%），通过提供丝状骨架和小分子碳源促进Candidatus_Competibacter的优势增殖（丰度25.73%），加快了污泥的颗粒化.

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污泥热水解厌氧消化滤液处理工程溶解性有机物

岳文慧, 刘吉宝, 郭建宁, 魏源送, 隋倩雯

中国环境科学. 2024, 44(2): 699-707.

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以典型的污泥热水解厌氧消化滤液处理工程为对象进行现场调查.结果表明，滤液中氨氮和COD的浓度分别高达（2034±465），（4128±276） mg/L，滤液中溶解性有机物（DOM）主要是大分子难降解有机物，大于1000Da的DOM占80.6%.现有“生物预处理+两级AO-MBR”滤液处理工艺总体上可实现高效脱氮（TN去除率94.9%）和部分COD去除（69.9%）.脱氮主要依赖生物预处理单元（去除贡献率为79.9%），而DOM去除主要依赖MBR工艺的膜过滤（去除贡献率为184.7%）.膜过滤截留的DOM依次为高分子聚合物>腐植酸类物质>低分子有机酸和中性物质，出水DOM主要以腐植酸和富里酸类物质为主，且腐殖化程度增高.现有的水洗、酸洗和碱洗对膜的有机污染均有一定的清洗效果，但清洗液中DOM类型差异明显.

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好氧颗粒污泥的解体机制及修复策略研究进展

郭媛, 冯思琪, 权晨妍, 李家科, 王新华, 时文歆

中国环境科学. 2024, 44(2): 708-720.

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好氧颗粒污泥（AGS）技术被誉为有望替代活性污泥法的下一代污水生物法处理技术，但其存在长期运行下颗粒易解体而造成系统失稳的瓶颈问题，未能大规模化工程应用.通过文献分析和整理，系统归纳了造成AGS解体的各类不利因素及其危害阈值与作用机制，梳理了解体AGS的现有修复策略，成效及其再颗粒化机理，并基于现有研究的局限性对未来的研究方向进行展望，以期实现AGS系统“解体-再颗粒化”的动态稳定运行，推动污水厂采纳AGS技术而低碳化转型.

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F-53B胁迫下污水厌氧处理系统及微生物群落的响应

郭雨婷, 刘亚军, 邓觅, 涂勋, 吴虎彬, 李昆, 李荣富, 吴永明

中国环境科学. 2024, 44(2): 721-729.

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通过构建厌氧反应体系，评估低浓度（1mg/L）和高浓度（10mg/L）氯化多氟醚磺酸盐（F-53B）胁迫下，厌氧处理系统出水水质、污泥性状和细菌群落的响应特征.结果表明，在F-53B的胁迫下， COD、氮（TN、NH₄⁺-N）和磷（TP、PO₄^3--P）在出水中的含量会升高，而污泥相对生物量（MLVSS/MLSS）则出现下降，且F-53B的浓度越高影响越大.高通量测序分析发现，相较于对照组（0mg/L F-53B），仅高浓度F-53B胁迫下细菌群落的多样性（ACE、Chao1和PD指数）出现了显著下降.同时，研究还发现，随着高浓度F-53B暴露时间的延长，厚壁菌门的相对丰度逐渐增大，而变形菌门、拟杆菌门和硝化螺旋菌门的相对丰度逐渐降低.此外，基于FAPROTAX功能预测分析发现，F-53B胁迫下微生物表现出更低的氮（N）代谢潜力和更高的化能异养和发酵能力.冗余分析（RDA）表明，厚壁菌门主要受F-53B的正向影响，并与TN和NH₄⁺-N呈正相关；而变形菌门受F-53B的负向影响，并与COD、TP和PO₄^3--P呈正相关.揭示了新型氟化物—F-53B对污水厌氧处理系统的胁迫机制.

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Anammox生物膜富集培养过程中硝化菌的增殖特性

李韧, 于莉芳, 刘甜, 刘然, 余涛, 彭党聪

中国环境科学. 2024, 44(2): 730-738.

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在升流式厌氧固定床生物膜（UAFB）反应器中，通过逐步提升氮负荷富集培养厌氧氨氧化（Anammox）生物膜，考察培养过程中Anammox生物膜上硝化菌的增殖特性.结果表明，逐步提升氮负荷可以成功实现厌氧氨氧化菌（AnAOB）的富集，但随着基质浓度的提升，反应器中ΔNO₃^-/ΔNH₄⁺比值逐渐从0.76±0.11降低至0.42±0.10，表明高基质浓度更有利于Anammox生物膜的培养且不利于亚硝酸盐氧化菌（NOB）竞争亚硝酸盐.而随着培养进行，生物膜的氨氧化活性（AUR）和亚硝酸盐氧化活性（NUR）均大幅增加但最终趋于稳定.高通量测序结果表明，系统在成功富集了33.51%的Ca. Brocadia和3.02%的Ca. Jettenia的同时，氨氧化菌（AOB）-Nitrosomonas的相对丰度仅有0.78%，但培养后优势NOB-Nitrospira的丰度高达2.32%，因此，Anammox生物膜培养过程中硝化菌的增殖现象不可避免，而明显的NOB优势增殖有可能会对PN/Anammox生物脱氮工艺的稳定运行造成负面影响.

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乳酸钠共代谢对铜绿假单胞菌NY3降解四溴双酚A的促进机理

张琪, 聂红云, 郭镝妮, 陈丽娇, 聂麦茜, 王磊, 王蕾

中国环境科学. 2024, 44(2): 739-746.

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通过乳酸钠共代谢提高铜绿假单胞菌NY3对TBBPA的降解速率，并对其促进机理进行研究.结果表明，以无共代谢碳源体系为对照，乳酸钠共代谢对TBBPA降解率在48h的促进最为显著，约提高了74%.乳酸钠共代谢体系的TBBPA降解活性物分布于胞内和胞外.与无共代谢碳源相比，乳酸钠共代谢不仅能提高铜绿假单胞菌NY3的生物量，还可提高其胞外液中过氧化氢、超氧负离子自由基和羟基自由基等活性氧水平.其中，胞外液中活性氧水平提高主要与NY3菌分泌到胞外的吩嗪类和喹诺酮类小分子分泌物相关.因此，乳酸钠共代谢通过胞内和胞外两方面对铜绿假单胞菌NY3降解TBBPA进行促进.

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微纳米气泡共混凝工艺下多因素交互作用

黄晓江, 陈鲲宇, 张志强, 李萍, 李春波, 卢金锁

中国环境科学. 2024, 44(2): 747-754.

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为强化微纳米气泡共混凝工艺性能，本文以聚合氯化铝（PACl）、微纳米气泡进气量（Q_g）以及溶液pH值为影响因素，以沉淀出水中腐殖酸（HA）去除效率和剩余Al³⁺浓度为响应值，通过Box-Behnken设计（BBD）以及响应面法探究该工艺背景下各因素间的交互作用.实验结果表明，PACl投加量、Q_g以及pH值均能够显著影响该工艺对HA的去除效率.但对于沉淀出水中Al³⁺浓度而言，PACl投加量以及Q_g均不会造成显著影响，pH值为该响应值的显著影响因素.与常规混凝工艺相比，混凝过程中微纳米气泡的参与能够显著降低沉淀出水中剩余Al³⁺浓度，提高混凝过程中PACl的利用效率.对HA去除效率及剩余Al³⁺浓度的综合评估结果表明，微纳米气泡共混凝工艺更适用于处理pH值为中性的原水.上述结论再次突出了微纳米气泡共混凝工艺的优越性，同时也为该工艺的工程应用提供了可靠的数据支撑和理论支持.

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Bio-MOF-11(Co)活化过一硫酸盐去除废水中的罗丹明B和Cu²⁺

张霞玲, 苏冰琴, 宋鑫峂, 赵文博, 林嘉伟, 卫月星

中国环境科学. 2024, 44(2): 755-767.

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采用Bio-MOF-11（Co）活化过一硫酸盐（PMS）同步去除废水中的罗丹明B（RhB）和Cu²⁺.考察了Bio-MOF-11（Co）投加量、PMS浓度、初始pH值、反应温度、RhB初始浓度和Cu²⁺浓度对RhB降解和Cu²⁺去除的影响，并采用响应面分析法优化了降解RhB的反应条件.结果表明， RhB的降解符合伪一级反应动力学. Cu²⁺最大吸附量为22.98mg/g. 在RhB初始浓度为20mg/L、Cu²⁺浓度为2.5mg/L、Bio-MOF-11（Co）浓度为80mg/L、PMS浓度为1.0mmol/L、初始pH值为7的条件下，反应15min后，RhB降解率达到98.72%，Cu²⁺去除率为73.53%，.自由基淬灭实验证实， RhB的降解通过非自由基（¹O₂）和自由基（SO₄^-·、·O₂^-和·OH）氧化的途径共同完成，Cu²⁺主要通过Bio-MOF-11（Co）的吸附作用被去除.紫外可见吸收光谱分析结果推测了RhB可能的降解路径. Bio-MOF-11（Co）活化PMS高级氧化工艺可实现同步去除有机污染物和重金属.

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浮选药剂油酸对施氏矿物转化及重金属Cr迁移的影响

于生慧, 冯馨怡, 王翼远, 张蕾, 郭军康

中国环境科学. 2024, 44(2): 768-780.

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采用快速化学法合成施氏矿物（Sch）和含Cr施氏矿物（Cr-Sch），并通过批量实验法，系统研究油酸浓度和pH值对Sch转化进程及转化过程中Cr的迁移.研究表明，油酸钠能够显著抑制Sch的溶解—转化进程，油酸根与Sch溶解所释放的Fe离子结合为络合物或沉淀附着于Sch表面，抑制转化的进行；Cr（VI）的掺杂能够增强Sch的稳定性，从而进一步抑制Sch的转化速率.实验体系pH值升高有利于Sch向针铁矿的转化.此外，Sch中Cr的释放规律与Sch的溶解转化速率密切相关.在低pH值条件下，Cr持续向环境中释放；高的pH值条件下，环境中Cr的释放量极大降低，Sch中的Cr进入到次生针铁矿中.

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海藻酸钠-活性炭固定化藻菌球的制备及其对碱性橙Ⅱ的降解

赵联芳, 丁奎元, 于雪晴

中国环境科学. 2024, 44(2): 781-792.

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以海藻酸钠和活性炭为包埋剂、CaCl₂为交联剂，采用吸附-包埋法制备了固定化藻菌球，处理偶氮染料碱性橙Ⅱ.通过响应面法优化了制备条件，采用扫描电镜观察了藻菌球外部和内部的结构，并考察了其重复利用性能.结果表明，藻菌球的最佳制备条件为：海藻酸钠、活性炭、CaCl₂质量浓度分别为2.58%、0.838%、2%；固定化生物量为1.139%（质量浓度），泥和藻的质量比为2：1；固定化时间为14h.当进水染料浓度在50~250mg/L，进水pH值在6~10.5范围内，脱色率均可达到90%以上，TOC的去除率在74%~90%之间.由紫外-可见全波长扫描图谱和GC-MS扫描图谱可知，碱性橙Ⅱ中的氮氮双键、共轭体系以及苯环结构均被破坏，发生脱色降解反应，实现了对该偶氮染料的矿化.藻菌球经过5次重复利用，仍可保持较高的脱色率和TOC去除率.

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典型抗生素冲击对黄铁矿/硫基质反硝化修复体系的影响

曹惜霜, 信欣, 杨雯钰, 刘鑫, 潘先兵

中国环境科学. 2024, 44(2): 793-802.

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为探究典型抗生素冲击对黄铁矿/硫混合基质（FeS₂/S⁰）修复体系反硝化过程的影响，本文以地下水中检出率较高的磺胺类（磺胺甲噁唑（SMZ）和磺胺嘧啶（SDZ））、氟喹诺酮类（恩诺沙星（ENR）和氧氟沙星（OFL））、四环素类（四环素（TCY）和土霉素（OTC））及大环内酯类（红霉素（ERY）和螺旋霉素（SPM））作为典型抗生素，设置其浓度为100ng/L~500mg/L，建立模拟地下水微生态环境实验体系，分别研究其对FeS₂/S⁰修复体系反硝化过程中氮素、可溶性总铁（TFe）、游离Fe²⁺、硝酸盐还原酶（NAR）、亚硝酸盐还原酶（NIR）与电子传递活性（ETSA）等的变化特征，同时以无抗生素的体系作为空白対照组.结果表明，抗生素对各体系反硝化抑制作用与其种类及浓度密切相关：抑制程度依次为OFL （抑制率5.81% ~ 27.73%）> ENR （3.06% ~14.17%）、OTC （1.95% ~ 14.25%） > SMZ （2.54% ~ 11.75%）、SDZ （1.87% ~10.90%） > TCY （1.98% ~ 9.44%）、SPM （2.45% ~ 9.43%） > ERY （2.13% ~ 8.47%），抑制率和浓度呈正相关.各实验组中NO₂^--N去除速率低于NO₂^--N生成速率，NAR和NIR活性均呈现先增后降的单峰变化规律，其酶活峰值均低于空白组；各反应体系中SO₄^2--S、TFe与Fe²⁺浓度与NO₃^--N去除率呈正相关，各浓度水平下OFL实验组对反硝化效能抑制最为显著.与空白组相比，各实验体系的ETSA值均有不同程度的下降，尤其是OFL胁迫体系的ETSA值下降幅度最大.硝酸盐还原动力学系数k表明，ng/L水平抗生素各反应体系中的k值差别不大，而mg/L浓度水平时，各反应体系中k值差异明显，OFL反应体系的k值明显低于其他反应体系.

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化学老化对Zn改性生物炭性质及吸附Pb²⁺的影响

吴宇茜, 韩琳希, 钱敏, 朱自洋, 王丽, 段文焱, 陈芳媛

中国环境科学. 2024, 44(2): 803-813.

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本文采用60及90°C非生物化学老化方法，对ZnSO₄浸渍改性生物炭（PRZn）进行了为期6个月的老化试验.通过元素分析仪，比表面积分析仪，X射线光电子能谱法和傅里叶红外光谱等手段明确老化后生物炭性质的变化特点，并利用等温吸附实验比较老化对Zn改性生物炭Pb²⁺吸附性能的差异.结果表明，化学老化过程会生成活性自由基，显著增加生物炭表面含氧官能团的数量，导致500°C制备的PRZn老化后比表面积显著提高（从24.67m²/g提升到85.51m²/g），改性引入的Zn氧化物从晶型结构转化为有机结合态，因此，PRZn经60°C老化后，其对Pb²⁺的吸附量从31.18mg/g提高至47.70mg/g.但经90°C老化后，700°C制备的PRZn吸附量变化不大，这主要是老化过程中产生的活性氧化物质在90°C下发生自猝灭过程，且700°C制备的PRZn碳结构相对稳定，导致老化后含氧官能团的量没有显著升高而比表面积下降.本研究结果将为改性后老化生物炭在铅污染土壤中的长期利用提供具体理论依据.

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CNT-Fe/Zn催化剂的制备及其催化臭氧氧化降解DBP

吴天翔, 张翼飞, 林原, 马思佳, 王艳茹, 任洪强, 许柯

中国环境科学. 2024, 44(2): 814-824.

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本研究采用浸渍-煅烧法制备了负载锌（CNT-Zn）、铁（CNT-Fe）和锌铁共掺杂（CNT-Fe/Zn）的碳纳米管催化剂，考察了不同pH值下3种催化剂催化臭氧氧化水中DBP的效果.结果表明，CNT-Fe/Zn具有最佳催化性能，在宽pH值范围内比单独臭氧降解DBP的去除率提升22%~52%.在DBP初始浓度4mg/L、初始pH值为4、臭氧用量20mg/L、催化剂投加量50mg/L的条件下，30min内DBP去除率可达72.41%.利用SEM、XRD和XPS等多种手段对该催化剂进行了表征， CNT-Fe/Zn表面的含氧基团是主要活性位点， CNT-Fe/Zn的加入促进了羟基自由基的产生，在酸性条件下生成的过氧化氢进一步提高了DBP的去除率.催化剂循环实验表明，CNT-Fe/Zn催化剂具有优异的催化稳定性和重复利用性.

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炭铁材料修复三氯乙烯污染地下水的性能

严芳敏, 郭明帅, 王菲

中国环境科学. 2024, 44(2): 825-831.

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采用生物炭（BC）为载体的纳米零价铁复合材料作为可渗透反应墙系统（PRB）中的反应介质，通过柱实验和渗透实验，研究了生物炭负载纳米零价铁（BC-nZVI）对三氯乙烯（TCE）的去除效果和炭铁复合材料在长期水流作用下的渗透性能.结果表明：炭铁复合材料对TCE的去除率在2h内可达到90%以上，10h时接近100%，随着炭铁复合材料的消耗，去除率逐渐降低，但在24h内仍能保持显著的修复效果，去除率保持在90%以上，72h后降为73.96%.PRB系统中反应介质材料在长期水流作用下出现明显的迁移，炭铁复合材料的稳定性随着炭铁比的减小而降低.5BC-1nZVI材料在持续3d的渗流作用下，其迁移流失率最低，相比纯BC材料的迁移流失情况具有明显的改善效果.微观结果表明球磨法可成功合成炭铁复合材料，合成后的nZVI颗粒存在一定程度的氧化，与TCE接触反应后的炭铁复合材料由于降解产物的附着，炭铁复合材料的表面会形成一层白色薄膜，孔径变小，进而炭铁复合材料对TCE的去除性能降低.

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磁性复合材料活化过硫酸盐去除水中双酚A

周宇辉, 林洋仟, 王御豪, 杨盈, 徐西蒙

中国环境科学. 2024, 44(2): 832-840.

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将Fe₃O₄负载于具有二维层状结构的MXene，形成磁性三明治复合材料Fe₃O₄@MXene，活化过硫酸盐（PMS）去除水中的双酚A（BPA）.探讨了PMS投加量、Fe₃O₄@MXene投加量、溶液初始pH值、BPA初始溶液浓度对BPA降解的影响.结果表明，BPA的降解符合准一级反应动力学.在25℃，BPA浓度25mg/L， Fe₃O₄@MXene投加量0.3g/L，PMS投加量3.3mmol/L，pH=6.0的条件下，反应90min后，BPA的降解率达97.4%.自由基淬灭实验及EPR实验证实，羟基自由基和硫酸根自由基是降解BPA的主导活性氧物种，此外单线氧也参与了降解.经由MXene负载的Fe₃O₄颗粒大小分布均匀，活性及稳定性均显著提高，MXene表面的Ti原子加速了Fe（II）/Fe（III）循环，从而加速了PMS活化.因此，Fe₃O₄@MXene可作为理想的过硫酸盐高级氧化过程的非均相催化剂.

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电动力耦合循环井技术修复低渗透含水层污染

杜中海, 董艳红, 刘方圆, 董书君, 陈韶音, 董倩, 周睿

中国环境科学. 2024, 44(2): 841-850.

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提出一种电动力耦合循环井修复技术，以铬酸盐为典型目标污染物，研究该技术对低渗透含水层中地下水污染的修复效果及去除规律.结果表明：电动力耦合循环井技术相比循环井技术，修复半径扩大为原来的1.25倍，修复盲区面积占比从35.56%降为0，污染物的去除率从76.01%提高到了90.56%，相较于电动力修复技术电动力能耗降低了3个数量级，污染物去除率更高，可提升2~3倍.该技术耦合电动力方法实现了低渗透含水层中带电离子组分的强化定向迁移，解决了循环井在低渗透含水层中传质效率低、修复范围小、存在水力循环盲区等问题，修复效果显著提升.

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ZnS@CdS/HAP复合微球的SILAR法制备及光催化性能

杨莉, 靳晓曼, 姜晓雪, 王柯, 罗玥

中国环境科学. 2024, 44(2): 851-858.

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以酵母模板法制备的中空羟基磷灰石（HAP）微球为基底，通过连续离子层吸附反应法（SILAR）制备ZnS@CdS/HAP复合微球，利用XRD、SEM、UV-vis等表征手段分析材料的晶体结构、微观形貌和光吸收能力等，同时结合亚甲基蓝的光催化降解实验探讨复合微球的光催化机理.结果表明：利用SILAR法成功实现了ZnS@CdS/HAP复合微球的制备，ZnS@CdS/HAP复合微球的直径约为3~5μm且分散性良好，在可见光区有良好的吸收性能，具有优异的光催化活性，在催化剂添加量1g/L、pH=7、温度为25℃的条件下，对50mL浓度为10mg/L的亚甲基蓝溶液可见光催化100min时去除率高达93%.机理分析证实，ZnS@CdS/HAP光催化可能存在的Z型电荷迁移机制在有效抑制光生载流子复合的同时有效抑制光生腐蚀的发生，提升了ZnS@CdS/HAP复合微球的光催化活性和稳定性.

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钛基底二氧化铅电催化阳极的改性及其应用进展

沈燕婷, 李瑶, 伍心怡, 梁俊满, 张怡欣, 王赫名

中国环境科学. 2024, 44(2): 859-876.

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本文综述了钛基底二氧化铅（Ti/PbO₂）阳极的基底层、中间层和活性层的改性方法，分析了不同改性方法对电极性能的提升，列举了改性阳极在废水处理上的工程应用，最后展望了改性阳极的制备工艺及其在污染物处理上的发展方向.

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水合电子还原降解水中PFAS的研究进展

杨烨, 包一翔, 胡嘉敏, 吴敏, 钟金魁, 李井峰

中国环境科学. 2024, 44(2): 877-893.

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全氟与多氟烷基化合物（PFAS）是近年来受到全球关注的持久性有机污染物（POPs），具有很强的持久性，生物累积性，显著人体健康及生态环境风险，但传统高级氧化技术对其降解作用有限，这对现有水处理系统具有很大挑战.水合电子（e_aq^-）是一种强还原性物质，对PFAS具有强亲和力.紫外-亚硫酸盐，紫外-碘化钾等多种光生水合电子技术可引发C-C，C-F键断裂，实现PFAS的降解.本文基于对光生水合电子还原降解水中PFAS技术包括发展历程，研究进展及技术优缺点等多个方面的分析与总结，阐述了水质参数（pH值，溶解氧，共存物质，温度等）及PFAS分子结构（碳原子数，官能团，杂原子等）对PFAS降解效率和路径的影响，展望了相关基础研究与技术工程应用的主要挑战与发展方向，为实现水中PFAS高效降解提供技术参考.

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用于沼气纯化的有机胺溶液吸收法研究进展

孟凡志, 韩思宇, 林莉, 李婧琳, 陈凯轮, 蒋建国

中国环境科学. 2024, 44(2): 894-902.

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有机胺溶液吸收法作为一项成熟的碳捕集技术，具有CO₂吸收速率快、选择性高及再生效果好等诸多优点，在沼气纯化领域具有重要的研究意义和应用价值，但也存在再生能耗高、易于挥发、易于降解和一些环境风险问题.不同类型的胺所表现出的沼气纯化效果不同，其中伯胺和仲胺的CO₂吸收速率较快，但再生所需的能耗较大，叔胺和空间位阻胺的CO₂吸收速率较慢，但再生能耗较低.本文从有机胺吸收法的工艺流程、反应机理、可操控变量、存在的问题及其应用现状等方面系统地回顾了有机胺吸收法在沼气纯化领域的研究进展，提出了相应的研究思路和建议，为继续推动有机胺吸收法在沼气纯化领域的应用提供指导.研究结果表明，适当提升有机胺的浓度可以明显提高CO₂的吸收效率，且混合胺溶液有利于改善单胺溶液沼气纯化过程中经济性较低的问题.此外，相比于传统的干法吸收法，有机胺溶液吸收法在CO₂捕集过程中的能耗会增加30%以上，这意味着有机胺溶液吸收法相对于干法吸收法需要更多的能源投入.

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汽车漆渣挥发性有机物释放特性及动力学研究

杨锐豪, 李彬, 刘义, 颜渝森, 刘泽伟, 黄启飞, 黄泽春, 刘婷婷

中国环境科学. 2024, 44(2): 903-910.

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汽车油漆废渣（PS）是汽车制造喷漆环节产生的危险废物，由于存在挥发性有机物（VOCs）、重金属含量高和燃点低等危险特性，PS具有很高的环境污染风险.然而，PS在储存过程中释放的VOCs的环境风险尚未被探究.本文通过环境试验箱，考察了4种典型PS中VOCs的释放特性，并研究PS中VOCs的释放动力学.结果表明：PS的内扩散阶段在整个释放期间占主导地位，释放的VOCs中含氧化合物比芳香烃化合物更容易从PS中扩散到空气中，油基湿式油漆废渣（OBWPS）具有较高的总挥发性有机物（TVOC）和较长的释放时间.PS中个体以及TVOC的累积释放通量符合一级动力学方程，并且相关系数R²>99%.

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华南中小型闸控入海河流DOM特征及藻源影响

李丹, 范中亚, 罗千里, 贾政博, 陈钢, 赵长进, 曾凡棠, 黄露

中国环境科学. 2024, 44(2): 911-922.

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本研究以华南地区中小型闸控入海河流黄江河、东溪河和练江（三河）为研究对象，于2022年逐月持续监测三河DOM特征，探讨DOM浓度时空分布、来源和藻类大量增殖对其影响.结果表明：黄江河、东溪河和练江溶解有机碳（DOC）占总有机碳（TOC）比例分别为78.6%、81.3%和67.2%， DOC为三河有机碳主要存在形式；三河DOC年均浓度分别为2.6，4.3和5.1mg/L，低于世界河流平均浓度但高于华南地区大型河流.荧光参数结果表明三河DOM具有陆源内源双重特征，内源贡献更明显.利用吸光特征量化藻源DOC贡献，三河藻源DOC浓度分别为1.2， 1.8和2.2mg/L，藻源DOC占比分别为49.6%、42.6%和48.0%，进一步表明藻类内源是三河DOM主要来源.平行因子解析出3种类蛋白组分和2种类腐殖质组分，其中，受藻类异常增殖影响，表征内源类蛋白组分C1和C3总荧光强度枯水期显著高于丰水期，表征来自陆源类腐殖质组分C2和C4总荧光强度呈练江>东溪河>黄江河.因此，藻类大量增殖是三河DOC浓度高于华南地区大型河流、枯水期类蛋白组分C1和C3显著高于丰水期的主要原因之一，外源输入及河流理化参数，包括降雨、温度、盐度和营养盐浓度以及人为干扰（闸控调度）共同影响三河DOM浓度和组分.

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江苏河网区地表水沉积物中OCPs的赋存特征及风险

韦皓元, 林贵英, 姚晓龙, 李建平, 王苏红, 龚雄虎, 蔡永久, 张路, 赵中华

中国环境科学. 2024, 44(2): 923-931.

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选取我国平原河网典型区域—江苏省内重点湖泊、水库及河流等为研究对象，系统调查江苏省地表水环境沉积物中有机氯农药（OCPs）的残留现状，解析区域空间分布特征和来源并评估其生态风险.结果表明，目标区域湖泊、水库及河流表层沉积物中20种OCPs化合物检出率为100%，残留范围为0.41~10.62ng/g dw（平均值为3.14ng/g dw）.与国内其它流域相比，江苏省地表水环境表层沉积物中OCPs的污染负荷整体处于较低水平.OCPs单体化合物特征比值溯源结果显示，江苏省表层沉积物中的OCPs主要来源于历史残留.运用风险熵值法对江苏省表层沉积物OCPs进行生态风险评估，结果显示环氧七氯是主要的生态风险因子，其次为α-硫丹和异狄氏剂.联合生态风险评价表明太湖梅梁湾湖区处于高风险，不同水体类型沉积物OCPs风险水平呈现为湖泊高于河流、河流高于水库的整体趋势.在国家加强新污染物治理的背景下，OCPs等传统持久性有机污染物POPs同样需要持续关注，支撑流域水环境复合污染治理和风险防范.

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水体富营养化及物种入侵对星云湖食物网的影响

邓素炎, 郭雯, 温雯雯, 王明果, 黄林培, 陈子栋, 陈光杰, 赵帅营

中国环境科学. 2024, 44(2): 932-943.

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以云南浅水富营养化湖泊星云湖为研究区域，于2019~2020年对星云湖水质样品、初级生产者浮游植物（浮游碳源）、沉水植物（底栖碳源）、流域有机质（陆源）以及消费者浮游动物、底栖动物、鱼类等生物样品进行系统采集，甄别了星云湖初级生产者和消费者的碳、氮稳定同位素组成特征，并使用MixSIAR模型对消费者食物来源进行量化，对比分析以初级生产者（模式A）、以碳源贡献权重（模式B）和以初级消费者（模式C）3种不同氮稳定同位素基准计算的消费者营养级结果，进而构建适用于浅水富营养化湖泊的食物网结构，探讨富营养化以及外来入侵物种可能对星云湖食物网产生的影响.结果表明，MixSIAR模型结果显示浮游碳源、底栖碳源、陆源对消费者的贡献分别为77.3%、12.2%、10.5%，且沿岸带、敞水区不同生境鱼类的碳同位素信号不存在显著性差异，与浮游碳源的相近，指示浮游碳源是富营养湖泊消费者最主要的食物来源，其能量传输以浮游路径为主.对于不同食性的鱼类，杂食性鱼类的基础食物源（CR）跨度大，而肉食性鱼类营养长度（NR）更高，两者的核心生态位分离，且杂食性鱼类的核心生态位面积（3.79）高于肉食性鱼类（2.46），表明杂食性鱼类具有更高的适应性.模式B计算的营养级结果与消费者的食性较一致，可应用于星云湖消费者营养级计算.模式B结果显示，星云湖食物链长度为3.73，顶级掠食者为抚仙鲇，入侵物种太湖新银鱼营养级（3.37）次之，且与星云白鱼（3.01）在食物和生存空间上存在竞争.研究认为，富营养化导致的物源和能流的改变以及外来物种的入侵是造成星云湖土著鱼类资源衰退、食物网结构中生物多样性减少及生态系统功能弱化的主要原因.

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华南地区大型水库铁时空分布特征及影响因子——以大沙河水库为例

张依, 周史强, 肖利娟, 张颖

中国环境科学. 2024, 44(2): 944-952.

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以广东省大沙河水库为例，通过1周年的月度调查揭示华南地区大型水库铁浓度时空异质性及其影响因子，并对铁污染状态进行评价.结果表明，表层水体的铁以颗粒态为主，在水平空间上，总铁浓度（TFe）随水流方向从河流区、过渡区到湖泊区逐级递；在时间上，季节性降雨导致河流区和过渡区丰水期TFe明显高于枯水期.较高的外源性颗粒态铁输入导致河流区和过渡区长期处于铁超标状态（TFe>0.3mg/L），但随颗粒态铁减少，湖泊区极少出现铁超标.溶解性铁（DFe）的时空变化趋势与TFe类似，但DFe浓度还受水温、降雨、水深和溶解氧条件的影响，高pH值和富氧环境导致表层水体DFe浓度均值长期低于0.05mg/L.而湖下层在5~10月进入缺氧状态为底泥铁释放提供条件，湖下层DFe最高可达6mg/L，铁超标严重.建议在铁污染风险预测中应综合考虑水库外源和内源铁输入特征，为保障供水安全，应采取湖泊区湖上层取水方式避免供水铁超标风险.

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枯水期西安水体中DOM的组成、性质和来源

杨毅, 董承璇, 朱裕强, 舒麒麟, 刘伟, 吴沁芸

中国环境科学. 2024, 44(2): 953-960.

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由于区域水体中DOM存在多样性和差异性，以西安市水体为研究对象，采用三维荧光光谱结合平行因子分析和紫外光谱技术，探究西安市枯水期水体中DOM的荧光组分、来源及分子性质差异.结果表明，西安市枯水期水体DOC为2.66~9.48mg/L，DOM中含有2种类腐殖质（总贡献率平均值在70%以上）和1种类蛋白质，以富里酸为主，主要来源为生物源，自生源特征较强或很强、整体腐殖化程度较弱.浐灞河下游、皂河、临河、护城河和漕运渠中DOM的相对含量及苯环取代程度相对较高，黑河中DOM的相对含量和苯环取代程度较低，而相对分子量较高.灞河、皂河和沣河下游段DOM的相对分子量和所含富里酸比例小于上游段.水体DOC与其UV₂₅₄、α₃₅₅和总荧光强度呈两两正相关（r=0.850~0.939， P<0.01）.西安市枯水期水体中DOM的分子性质和来源呈空间异质性，属于类腐殖质主导型.水体DOC的UV₂₅₄、α₃₅₅及总荧光强度可间接表示DOM的相对含量.本研究可为制定有效的水环境治理措施提供参考.

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洞庭湖流域2000~2021年植被覆盖时空动态特征

邹桃红, 徐艳艳, 陈鹏, 刘家福, 杜会石

中国环境科学. 2024, 44(2): 961-971.

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植被覆盖变化动态监测是评估环境保护与治理成效的主要手段之一.为了了解洞庭湖流域植被动态变化及其时空格局，利用Theil-Sen Median趋势分析、Mann-Kendal检验和强度分析法分析2000~2021年间洞庭湖流域植被EVI （Enhanced Vegetation Index）的时空演变特征，并利用地理探测器模型探究了自然因素对植被EVI空间分异的驱动力解释.结果表明：1）流域内植被生长季EVI在2000~2021年间整体呈现分阶段波动上升趋势，以上升→下降→上升→下降的趋势逐渐增长，表明流域内植被覆盖状况呈现持续改善的状态；2）流域内以植被EVI的改善为主，整体改善的区域占69.41%，植被退化区域仅占4.65%；3）植被EVI在2000~2010年间的变化较活跃，在2010~2021年间变化较平缓，且不同等级的植被EVI的减少和增加活跃程度不同.2000~2010年间，植被EVI的中高值和低中值区域的增加较活跃而EVI的高值区、中值区和低中值区域的减少较活跃；在2010~2021年间，EVI的高值区、中值区和低中值区域的增加较活跃而EVI中值区和低中值区域的减少较活跃.在整个研究时段内，低等级EVI主要以向高等级EVI转化为主，而高等级EVI则以向低等级EVI转变为主.4）流域内植被EVI的空间分布差异主要受地貌类型、坡度、高程和土壤类型的影响，在气象因素中，温度对植被EVI的解释力大于降水.未来应更多的关注人为活动如生态工程建设对植被覆盖动态变化的影响，该区环境保护应实施因地制宜，分类施策的策略.

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乌梁素海冰封期砷与环境因子响应及风险评价

石文静, 赵心亚, 刘轶哲, 李卫平

中国环境科学. 2024, 44(2): 972-983.

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以乌梁素海为研究对象，分析冰封期冰-水-沉积物多相介质中砷（As）的分布特征，利用高通量测序技术揭示其主要微生物群落，结合理化因子探究乌梁素海冰封期As与环境因子响应关系并识别影响As分布的关键环境因子，同时综合多种方法进行生态风险评价.结果表明，冰封期乌梁素海各点位沉积物中总砷（TAs）浓度均高于河套平原As背景值，平均浓度为背景值的1.7倍；冰-水-沉积物多相介质中As主要为As（Ⅴ），且TAs浓度的最大值均出现在总排干处；综合多相介质中相关性和冗余分析，冰封期乌梁素海中铁是影响As在冰-水-沉积物相迁移的关键环境因子，微生物在其中扮演重要角色，特别是Thiobacillus、norank_f_Steroidobacteraceae和Bacillus等菌属.风险评价结果表明冰封期乌梁素海表层沉积物大都处于轻度污染，但总排干处已经趋向于偏中度污染，且表层沉积物可能发生As的毒性效应风险，冰封期乌梁素海As的潜在生态风险不容忽视.

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黄河流域城市群土地利用变化与生态风险评价

卿希, 李巍, 陆中桂

中国环境科学. 2024, 44(2): 984-991.

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选取黄河流域5个国家级城市群作为研究对象，结合6种土地利用类型回溯1990~2020年的土地利用变化，并采用生态风险指数分析评价区域生态风险及其演化特征.研究发现，过去30年在城市群地区，除耕地外草地减少最为明显，分别减少了16778km²和7976km²，低风险区面积总体占比增加了7.1%且高风险区面积占比基本稳定，生态风险总体状况呈向好态势；但是，几字弯都市圈的高风险区占比增加约5%且相较其它城市群面积最大，作为兰西城市群核心的兰州市高风险区进一步扩大，中原和山东半岛城市群过去10年均有新的中高风险区出现.对此，建议制定并完善黄河流域城市群国土空间差异化管控对策，针对已存在和潜在高风险区开展土地利用和生态风险协同管控，同时进一步加强耕地、草地、林地等的保护和修复.

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长江三角洲城市群生态系统服务协同权衡的时空异质性

李春莹, 李桂娥, 李杰, 焦洋阳

中国环境科学. 2024, 44(2): 992-1006.

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借助In VEST模型对长江三角洲城市群2000~2020年生境质量（HQ）、碳储存（CS）、产水服务（WY）3种生态系统服务的时空格局及演变特征进行刻画，并采用差异比较法进一步探究生态系统服务之间的权衡与协同关系，最后利用地理加权二元逻辑回归分析自然因素和社会因素对生态系统服务间权衡协同关系的空间异质性.结果表明：（1）2000~2020年，长江三角洲城市群生境质量与碳储存均呈现下降的趋势，生境质量下降幅度为3.85%，碳储存下降幅度为0.51%；产水服务在2000~2020年间变化较大，总体增加87.56%.（2）2000~2020年，长江三角洲城市群3对生态系统服务均存在较强的时空异质性.产水服务-生境质量及产水服务-碳储存以权衡关系为主，生境质量-碳储存整体呈现协同状态.（3）建设用地面积和年平均温度变化相比于其他因子而言，对生态系统服务权衡协同的空间非平稳响应更加强烈.总之，长江三角洲城市群3种生态系统服务之间协同与权衡具有显著的时空异质性，且影响因素的正负性及强度也具有时空异质性.

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云南省植被固碳能力与产水、土壤保持服务冷热点识别

李子辉, 张亚, 巴永, 陈伟志, 董春凤, 杨梦娇, 文方平

中国环境科学. 2024, 44(2): 1007-1019.

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本文以云南省作为研究区域，评估植被生态系统的固碳能力与典型生态系统服务，并通过空间冷热点分析识别出固碳能力与典型生态系统服务的综合空间冷热点区域，结果表明：（1）2000~2020年，云南西双版纳地区的固碳能力最大，最大值分别为590.02和591.15gC/m²；固碳能力变化方面，迪庆、昭通、怒江、德宏以及临沧的固碳能力增加，占云南省地级市总数的37.5%；其余地区固碳能力呈下降趋势.整体来看，云南省植被生态系统固碳能力整体呈下降趋势.（2）2000~2020年，云南省产水服务能力最大值为2215.84和2045.83mm，产水服务总量变化总体呈下降趋势；2000~2020年，云南省土壤保持服务能力总体呈增加趋势，仅有德宏土壤保持服务总量呈降低趋势，占云南省地级市总数的6.25%；昆明、迪庆、怒江等其他地区的土壤保持服务能力为增加趋势.（3）2000~2020年，云南省植被固碳能力-产水服务-土壤保持三项服务的综合空间热点布局变化较小，冷点布局变化较大.综合空间的热点区域（99%可信度、95%可信度、90%可信度）主要分布于西双版纳、普洱、临沧、德宏等地区，其中，极热点区域（99%可信度）在西双版纳分布最为明显.研究结果可为固碳能力与生态系统服务空间格局优化提供参考.

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天山北坡经济带植被覆盖度动态变化研究

郝鑫怡, 张喆, 郑浩, 高宁真

中国环境科学. 2024, 44(2): 1020-1031.

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为探明天山北坡经济带植被覆盖度时空变化及其原因，本研究基于MODIS13Q1NDVI数据、气象数据、地形数据、人文数据，基于Google Earth Engine（GEE）平台，利用Theil-Sen Median趋势分析、Mann-Kendall显著性检验和稳定性分析方法，探究2000-2020年天山北坡经济带植被覆盖度（FVC）时空变化特征及其影响因子.结果表明：天山北坡经济带的FVC表现为两条平行的高覆盖度带.其中中部地区具有较高的植被覆盖度，而边缘地区的植被覆盖度相对较低.2000~2020年间，天山北坡经济带的FVC在时空上呈轻度变化，约占总变化的70%.植被改善区域主要呈现带状分布，集中在研究区的中部，而植被减少区域主要分布在研究区的南缘.整体上，天山北坡的植被覆盖度呈现出西北至东南的相间分布趋势，并且有逐渐上升的趋势.与东部地区相比，西部地区的植被改善更为明显.2000~2020年间，天山北坡经济带的FVC整体上表现出较高的稳定性和较小的波动，其变异程度介于弱变异和中等变异之间.但是，在克拉玛依市北部、乌鲁木齐市西南部以及研究区南缘的零星地区，FVC存在较强的变异.通过地理探测器模型对天山北坡经济带FVC影响因素的研究表明，人类活动（人口密度、夜间灯光和土地利用类型）是FVC空间分异的主要解释因素.从驱动因素来看，人口密度P值为0.283，对FVC影响最大，夜间灯光P值为0.125，土地利用类型P值为0.179.

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生态用地动态演变与热环境的空间自相关分析——以山西中部城市群为例

夏圣洁, 陈慧儒, 张钧韦, 刘艳红

中国环境科学. 2024, 44(2): 1032-1040.

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为探讨城市群尺度下生态用地与热环境的空间相关性，以2010~2022年间Landsat遥感影像为数据源，在分析山西中部城市群生态用地及热环境的动态演变的基础上，从热贡献度、用地均衡度和空间分布及动态演变等方面对二者进行空间自相关性分析.结果表明：（1）城市群生态用地中基础性生态用地与辅助性生态用地相互转化频繁；（2）2010~2022年间研究区热环境变化复杂：高温区面积增加最多，达11.63%，次高温区面积占比减少5.75%，升温区域占19.40%，降温区域占24.16%；（3）城市群生态用地与热环境有着密切的空间自相关关系：基于热贡献指数的各类用地对热环境贡献排序为：辅助性生态用地（0.95）>非生态用地（0.33）>基础性生态用地（-1.29），基础性生态用地起显著降温效应；生态用地均衡度与地表温度呈负相关性，其中2010年最为显著，莫兰指数（Moran's I）为-0.264且具有显著的空间聚集性；在空间分布上，生态用地类型与温度分区具有较强的空间相关性；重心迁移轨迹表明二者在动态变化过程上具有一致性.本文在城市群尺度视角下探讨生态用地演变与热环境的空间自相关性，为城市群生态用地的热消减理论研究进行了补充，在实践上为城市群热环境的改善提供科学依据.

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科尔沁沙地沙丘生态系统水热通量特征及影响驱动因子

张思敏, 郝丽娜, 童新, 贾天宇, 张亦然, 马扩, 伦硕, 刘廷玺

中国环境科学. 2024, 44(2): 1041-1052.

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以科尔沁沙地的典型沙丘区为研究对象，利用涡动相关系统（EC）持续监测沙丘生态系统2013~2022年的表面能量通量数据，采用普通最小二乘线性回归法（OLS）和表面能量平衡比率（EBR）两个指标评估能量平衡闭合度，对沙丘生态系统生长季（4~10月）能量通量的日变化、季节变化以及年际变化进行分析，并计算波文比（β）和能量平衡比，探讨了影响潜热通量（LE）、感热通量（H）和土壤热通量（G）变化的环境因素.结果表明：多年平均年净辐射（R_g）为1592.77MJ/m²，其中H、LE和G分别为614.60， 636.22和117.76MJ/m²，科尔沁沙地沙丘生态系统年能量的主要组成部分为潜热通量，占总能量的40%. β日动态曲线呈单峰变化，波动相对较平缓.各年年均表面能量平衡比率（EBR）介于0.75~0.90之间，多年年均EBR为0.87，说明能量平衡闭合度的残差为13%.研究表明饱和水汽压差（VPD）是影响能量通量的主要因素，其次是空气温度（T_a）和土壤温度（T_s），均与能量通量呈显著正相关；而植被对能量通量的影响表现在LE与叶面积指数（LAI）呈正相关，而H相反.

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基于ERA和MCR模型的生态安全格局构建——以陕西沿黄地区为例

刘瑞宽, 杨林朋, 李同昇, 朱炳臣, 李炬霖

中国环境科学. 2024, 44(2): 1053-1063.

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本研究通过构建多风险源指标体系进行陕西沿黄地区生态风险等级评价，利用土地利用数据，探讨研究区近20a的景观结构变化特征；采用“源地—阻力面—廊道”范式构建研究区生态安全格局，确定生态节点和生态断裂点，提出区域生态保护优化建议.结果表明：（1）研究区内，生态风险空间分布特征存在显著差异，低值区主要分布在北部和南部，高值区主要分布在中部；（2）研究区近20a生态核心区面积明显增多，但仍然较为破碎，支线占比减少，连通度较低；（3）现有22个重要生态源地，总面积4655.73km²，共提取53条重要生态廊道，整体构成“一带三区多廊”的生态安全格局；识别出43个生态节点和98个生态断裂点.其中研究区北部生态廊道和生态节点较为密集.（4）研究区生态网络闭合度低，南北连通性差.未来需要结合区域生态风险等级，通过规划踏脚石斑块、修复生态断裂点、提升9条潜在廊道等方式优化生态安全格局.本研究可为陕西沿黄地区自然生态系统和生物多样性的保护提供科学依据，助力黄河流域生态保护和高质量发展.

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基于碳排放的石化场地气相自然衰减定量研究

关俊杰, 熊峰, 蒋雨, 乔建平, 马志远, 黄杰锐, 万雨若, 李正芳, 林梦源, 包育文, 闫京瑞, 费文博, 马杰

中国环境科学. 2024, 44(2): 1064-1070.

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使用动态通量箱法测量CO₂通量，对某石化场地污染源区的轻非水相液体（LNAPL）自然衰减速率进行了定量测定.结果显示，在污染区10万m²的面积内，石油烃生物降解产生的CO₂空间平均通量为0.59μmol/（m²·s），对应的LNAPL自然衰减速率为31.1t石油烃/a，测量值在其他场地报道的自然衰减速率范围内.这一结果表明污染源区存在活跃的石油烃自然衰减过程.LNAPL自然衰减速率受温度和气压的影响，因此如需获得更精准的年平均自然衰减速率，需要进行季节性测量.本场地一年自然衰减的碳排放量为85t，达到了某农药厂风险管控5a碳排放量的19%，由自然衰减造成的碳排放量应加入到污染场地全生命周期的碳排放核算中.本研究结果可为自然衰减速率评估以及碳排放核算提供参考.

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金属硫化物超细颗粒的环境行为和生物效应

关文宇, 张展华, 张彤

中国环境科学. 2024, 44(2): 1071-1084.

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微纳尺度的金属硫化物超细颗粒在自然环境中分布广泛且可长期稳定存在，具有不同于大尺寸矿物的理化性质和反应活性.正确认识金属硫化物超细颗粒的来源、环境行为和生物效应，准确评估其对人体和环境的潜在健康风险，已成为环境科学领域热点之一.基于此，本文综述了金属硫化物超细颗粒的自然来源和人为来源，重点分析了金属硫化物超细颗粒的团聚、转化和吸附等环境行为及其对微生物、植物、动物等生物体的影响效应.最后，针对目前研究中存在的难点问题，着重从金属硫化物超细颗粒精准识别和定量、超细颗粒与污染物及生物细胞的界面反应过程、超细颗粒与生物体作用的分子学机制和原位表征技术开发等方面进行了展望.

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基于径流事件的农业面源监测采样间隔分析

王超, 王剑, 文立群, 秦赫, 柳根, 贾海燕, 尹炜

中国环境科学. 2024, 44(2): 1085-1093.

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选择丹江口库区的五龙池小流域为对象，以典型降雨径流事件的水质水量加密监测数据作为径流过程真实值，通过不同时间间隔和水量间隔模拟采样，分析污染负荷通量估算误差，并确定有效采样间隔.结果显示，五龙池小流域降雨径流事件具有明显的峰值特征（初始流量55m³/h，峰值流量977.3m³/h），TP浓度与径流高度同步（初始浓度为0.05mg/L，峰值浓度为0.25mg/L），TN随径流达到峰值后下降不明显（初始浓度为2mg/L，峰值浓度为8mg/L）.模拟采样表明，时间间隔5，10，15，20，30，60，120，240，480，720min，采样点数量从1957个减少到14个；水量间隔16，32，64，128，256，384，576，800，1600， 3200m³，采样点数量从2893个减少到14个；水量间隔采样对径流峰值的捕捉能力明显高于时间间隔采样.负荷估算误差显示，TP误差波动大于TN；以±5%作为允许的误差范围，降雨径流事件采样监测的有效时间间隔为120min，有效水量间隔为1600m³.

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1990~2019年中国室内固体燃料导致的脑卒中疾病负担

石宇婧, 薛源, 李萌, 程晓鸥, 邓启红

中国环境科学. 2024, 44(2): 1094-1100.

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基于2019年全球疾病负担数据库，采用标化死亡率和标化伤残调整寿命年（DALY）率描述疾病负担，利用Joinpoint回归模型分析1990~2019 年中国归因于固体燃料来源的室内空气污染（HAPSF）所致脑卒中疾病负担的时间变化趋势，然后通过时间序列模型（ARIMA）预测未来五年变化情况.结果发现，1990~2019年中国归因于HAPSF的标化死亡率和标化伤残调整寿命年（DALY）率均呈下降趋势，平均年百分比变化率（AAPC）分别为-6.56和-6.53（P<0.05）.2019年中国归因于HAPSF的脑卒中标化死亡率和标化DALY率分别为7.41/10万和163.08/10万，85~89岁的年龄区间内疾病负担达到峰值，其中男性比女性的疾病负担更重.时间序列（ARIMA）模型预测结果显示，未来5年（2020~2024）中国归因于HAPSF脑卒中标化死亡率和标化DALY率均仍呈下降趋势.尽管过去30年以及预计未来5年我国由HAPSF引发的脑卒中疾病负担有所减轻，但男性和老年人依然是高风险人群，建议针对高危人群实施有效干预策略，进一步降低HAPSF诱发的脑卒中造成的疾病负担.

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基于生信分析纳米银对斑马鱼的毒性和机制

范子怡, 宋杰, 杨正, 冯晨, 葛文浩, 王慧利, 钱秋慧

中国环境科学. 2024, 44(2): 1101-1110.

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依托GEO数据库的GSE50718、GSE61186和GSE89653数据集，从中提取斑马鱼的转录组相关数据，通过生物信息学分析鉴定不同粒径和涂层的纳米银对斑马鱼进行暴露产生的显著差异基因，并比较相关差异基因的数量和上、下调关系.研究发现，斑马鱼的差异表达基因数量按从多到少的排序为：PVP-AgNPs-50nm > AgNO₃ > PVP-AgNPs-150nm； Maltose-AgNPs > AgNPs.通过GO、KEGG和GSEA富集分析，本研究发现纳米银差异基因主要在免疫相关通路中有显著富集，而硝酸银则主要影响细胞周期及代谢途径.这一发现暗示纳米银与硝酸银在分子层面上的作用机制存在明显的差异.推测纳米银的毒性作用不仅源于释放的银离子，还与其“颗粒特异性”紧密相关.此外，纳米银的表面涂层亦对其毒性产生影响.这些发现为纳米银的安全有效应用提供了有益的参考和策略性建议.

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三氯生和双酚A对斑马鱼神经毒性的比较研究

韩晓雯, 徐婕妤, 王伟伟, 钱秋慧, 王慧利

中国环境科学. 2024, 44(2): 1111-1121.

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本研究选择常见的两种典型内分泌干扰物三氯生（TCS）和双酚A（BPA）为对象，以斑马鱼作为脊椎模式生物，分析比较了TCS和BPA对斑马鱼神经发育和行为的影响.结果表明：TCS和BPA均会诱导斑马鱼胚胎产生表观畸形，如心包水肿、卵黄囊肿、游囊关闭等；TCS和BPA暴露会抑制幼鱼的运动活性，对运动相关神经元有损伤作用，并影响幼鱼体内乙酰胆碱酯酶的活性，进而造成神经行为的失调.此外，TCS和BPA均会导致斑马鱼幼鱼新生神经元细胞的数量下降，幼鱼的脑部凋亡细胞明显增加，对中枢神经系统发育产生影响.药靶预测结合京都基因与基因组百科全书（KEGG）和基因本体（GO）分析比较了TCS和BPA作用的代谢通路及其致毒机制存在不同.本研究为TCS和BPA环境暴露的健康风险评估和风险预警提供了重要参考.

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尿液中药物与耐药污染及削减技术研究进展

徐国韬, 周晓琴, 李子富, 赵美娟

中国环境科学. 2024, 44(2): 1122-1133.

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尿液回用有助于构建“人体-土壤-植物-人体”之间的可持续物质循环.然而尿液中残留的药物、耐药菌和耐药基因也会随着这一循环在环境中富集并最终回到人体，存在潜在健康风险.本文总结了源分离尿液中的药物及耐药污染特性，研究表明，尿液中已检测出34种药物，平均浓度在0.07~2.7×10³μg/L之间，检出频率在0.7%~100%之间，尿液中已检出的耐药基因有12种.针对此类污染物去除，主要有自然储存法、吸附法、膜分离技术、电化学法、生物方法，其中电化学技术显示出对于尿液中抗生素抗性基因的良好去除效率，最多可去除尿液中4.18log的bla_KPC，但是应用于实际现场处理时还需要通过设计更合理的电极材料来提高使用寿命、降低能耗.此外，大多削减技术仍处于实验室研究阶段，对已有技术进行优化或使用多种技术联合处理尿液以削减药物及相关耐药性污染是未来研究的重点.

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环境微塑料呼吸道暴露及其健康效应研究进展

朱令楠, 李艳博, 郭彩霞

中国环境科学. 2024, 44(2): 1134-1143.

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基于文献报道，首先着眼于大气中微塑料的污染现状及其进入人类呼吸系统的证据，重点介绍大气微塑料的丰度、成分、形状和大小等分布特征；其次归纳总结微塑料呼吸道暴露对机体健康的潜在影响；最后对今后研究中需重视并完善微塑料或更小尺寸纳塑料的潜在危害、进一步加强大气微塑料的呼吸道暴露特征分析、健康风险评估、毒性机理研究等问题进行分析与展望.

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中国经济增长与煤炭消费脱钩及影响因素分析

庞军, 梁宇超, 孙可可, 石媛昌

中国环境科学. 2024, 44(2): 1144-1157.

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结合中国各省（区、市）2005~2019年的煤炭消费数据及社会经济发展数据，借助Tapio脱钩模型分析了各省（区、市）煤炭消费与经济增长之间的脱钩情况及时空演变.结果表明：各省（区、市）煤炭消费脱钩状态总体呈现出从增长负脱钩、增长联结向弱脱钩、强脱钩转变的较好趋势，大部分地区处于弱脱钩状态.从空间分布来看，东部地区煤炭消费与经济增长脱钩情况明显优于中部地区与西部地区，强脱钩省（区、市）呈现出由北京市、上海市和四川省这3个省（区、市）向外扩张的趋势，而宁夏与新疆的脱钩状态尚不理想，在增长联结与增长负脱钩之间波动.在此基础上，通过拓展的STIRPAT模型和空间杜宾模型分析了影响各省（区、市）脱钩情况的主要因素，并发现能源结构、能源强度、R&D强度、人口密度、对外开放水平、新造林面积、产业结构因素对煤炭消费脱钩指数具有显著影响.未来应加强减煤工作的顶层设计、技术投入与研发和调整能源结构来促进煤炭消费脱钩.

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中国农业净碳汇时空分异与影响因素演进分析

贯君, 张少鹏, 任月, 盛春光

中国环境科学. 2024, 44(2): 1158-1170.

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在测算和分析2002~2021年中国省域农业净碳汇的时空格局变化基础上，利用随机森林模型识别关键影响因素及其非线性响应关系.结果表明：中国农业呈持续增长的碳盈余状态，净碳汇总量由2002年的22965.13万t增至2021年的49992.53万t，增幅达117.69%.多数省份实现碳中和并逐渐偏向高碳盈状态，净碳汇总量呈由东向西依次递减的分布格局，并存在高值集聚增多、低值集聚减少的向好趋势，20a间黑龙江、内蒙古、河南和山东净碳汇增加量超过2000万t，仅浙江、福建、海南、上海和北京净碳汇量下降.净碳汇强度的空间集聚和非均衡趋势明显，东北、中部和西南地区净碳汇强度较高，大部分省份的净碳汇强度处于0~1.5t C/万元间，仅黑龙江和吉林始终高于1.5t C/万元，而西藏和青海则为负值.灌溉条件、机械化秸秆还田、机械化免耕播种、粮食单产等因素的影响均具有非线性，受教育程度与净碳汇间呈“倒U型”，机械化水平具有显著抑制作用，其他因素呈波动的正向影响.

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中国省域交通碳排放空间关联格局的驱动特征

杨青, 郭露, 刘星星, 赵坤强

中国环境科学. 2024, 44(2): 1171-1184.

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利用我国2003~2020年省级交通碳排放数据，基于模体结构分析和指数随机图模型对中国交通碳排放空间关联网络的宏观格局、微观连通和驱动特征进行研究.结果表明，中国交通碳排放空间关联网络呈现周期波动特征，等级均衡化发展和核心虹吸的空间分布，演化出少核心—多半核心—边缘新格局，碳转移路径表现出明显的空间惰性与时间惯性以及区域集中性；经纪属性在推动跨区域交通协同减排的经济活动中发挥重要作用；内生网络的互惠性、连通性、集聚性对交通碳排放网络形成具有重要驱动作用，行为者属性中发出、接收、抑制、互惠的驱动关系明显，外部网络的影响具有明显的地理邻近效应，呈现出地理距离衰减规律特征.由此提出短期重大项目驱动，推动绿色交通转型联动；中期提升协同水平，加强跨区域交通碳减排协调机制；长期顶层零碳设计，工业化-产业化-市场化全面协同等政策建议.

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