中国环境科学

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中国环境科学. 2025, 45(5): 0-0.

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小客车室内异味VOCs的治理及健康风险评估

孙孜涵, 王耕, 唐鹏凯, 黄超, 杨智表, 庞小兵

中国环境科学. 2025, 45(5): 2369-2376.

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挥发性有机物(VOCs)是造成汽车室内异味污染的重要物质之一,纳米结构水离子(EWNS)技术可产生大量羟基自由基降解VOCs,但对于异味VOCs的去除缺少系统研究.使用TD-GC-MS对9辆汽车进行VOCs成分离线分析,根据综合评分法确定实际车内的主要异味VOCs.后在实验车内添加依据检出异味VOCs的平均浓度比配置的混标气体,使用EWNS进行降解,测定其对异味VOCs的降解效率,并进行人体健康风险评估.结果表明,车内VOCs中脂肪族化合物数量最多(7种)而芳香族化合物的检出率和检出浓度最高,通过异味识别综合得分排名情况选择间二甲苯、甲苯、乙酸乙酯、邻二甲苯、正丁醇和正己醛为代表性异味VOCs.经过EWNS治理后,对各代表性异味VOCs物质有明显的去除效果,其中对甲苯去除达到92.8%.然而EWNS在车内的放置位置不同,降解效率存在一定的差异,后排的去除效果优于前排,可能与羟基自由基的扩散效率有关.同时,苯和乙苯的致癌风险显著降低,从致癌风险下降到无风险.

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低成本高密度监测网在城市CO₂浓度监测中的可行性——以杭州为例

吴晋辉, 肖薇, 陈亮, 胡凝, 王君, 刘远泽

中国环境科学. 2025, 45(5): 2377-2389.

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基于杭州搭建的低成本CO₂分析仪高密度观测网络,对2023年4月至2024年3月完整一年的浓度数据进行分析.结果表明:(1)在野外观测条件下低成本仪器存在数据缺测,各站点一年数据收集量在38.58%~99.39%,两款非色散红外(NDIR)仪器MBE为(3.2±1.4)μmol/mol,进行高密度组网时要提高站点的数据收集率.(2)基于NDIR的低成本仪器观测结果对环境变化较为敏感,机器学习的校正方案可有效校正,组网数据校正后与高精度观测相关性R²由0.33提升至0.77,MBE为1.2μmol/mol.(3)低成本的高密度组网可以观测到城市内部CO₂浓度的时空变异性,站点的日变化及空间浓度分布均反映出城市CO₂源汇的季节变化特征.通过搭建的组网验证了低成本高密度网络在中国这种下垫面复杂的城市运行的可行性,为估算城市排放量和评估减排措施效果提供依据.

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室内典型半挥发性有机物的光催化降解

朱玉杰, 刘璧源, 盖浩南, 段星宇, 曹建平, 黄海保

中国环境科学. 2025, 45(5): 2390-2398.

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半挥发性有机物(SVOC)极易吸附在室内各种表面上,导致通风净化等常规方法对室内SVOC污染的控制效果很差.光催化氧化法在室内空气净化领域具有广阔前景,但其对室内SVOC的控制效果尚不清楚.发现常用光催化剂(P25二氧化钛)在254nm紫外灯及室内日光灯的照射下均可实现对两种典型SVOC(邻苯二甲酸二丁酯(DnBP)和磷酸三(2-氯丙基)酯(TCPP))的有效降解,且降解过程符合一阶动力学方程.在日光灯照射下DnBP和TCPP分别可以在120和42h后被完全降解,显著快于通风净化等途径对二者的去除速率.此外,借助气相色谱-质谱联用仪和质子转移反应飞行时间质谱仪联合分析了DnBP和TCPP的光催化降解产物,并初步探究了二者的光催化降解路径.

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江门市臭氧重污染日特征与成因分析

沈劲, 陈多宏, 常旺, 蔡日东, 林玉君, 黄泳熙, 赵芯, 周炎

中国环境科学. 2025, 45(5): 2399-2412.

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以江门市为例,通过整合污染物浓度、气象数据、光解数据以及挥发性有机物(VOCs)组分浓度等多元资料,综合利用正定矩阵因子分析模型(PMF)和基于观测的模型耦合CB06化学机制(OBM-CB06),对臭氧(O₃)重污染日特征与成因进行了分析.研究发现,江门臭氧重污染主要由于气象条件导致清晨前体物累积,之后光化学反应有利,臭氧浓度峰值后扩散不利所致,尤其清晨氮氧化物(NO_x)和一氧化碳(CO)浓度显著高于周边城市.VOCs源解析显示移动源(29.91%~31.25%)和液化石油气(LPG)使用源(28.8%~30.73%)是主要贡献来源.臭氧敏感性分析发现,重污染天气下江门市臭氧更倾向于对NO_x敏感,NO_x下降20%可有效避免重度污染,进一步降低60%则有望将臭氧浓度控制在轻度污染范围内.前体物相对增量反应活性(RIR)也反映了重污染天气下NO_x控制的相对重要性,即NO_x的RIR值最高(0.95~0.99).重污染日臭氧收支分析则揭示了区域影响,除年末在有力管控下,江门重污染天受区域影响较小,其他时段的重污染天受上风向地区(如珠三角中部广佛地区)的贡献显著;且日变化中,重污染日15:00之后区域贡献普遍显著上升(贡献率>60%).江门市在臭氧重污染天气下,应强化NO_x等前体物排放控制,并与上风向城市如佛山、中山、广州等实施区域联防联控.

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典型城市光化学污染在不同气象条件聚类下的特征与机制

刘莹莹, 陈赛赛, 栾和润, 林洲月, 尼霞次仁, 袁跃甫, 魏巍

中国环境科学. 2025, 45(5): 2413-2422.

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围绕北京市夏季局地光化学污染特征与机制开展研究.首先,基于该市历年夏季气象观测数据,利用K-means方法得到了典型的气象聚类M1~M4,发现其对光化学污染形成影响的重要差异.在该市2021年排放条件下,利用箱式反应模型,开展了各气象聚类的局地光化学污染过程模拟.模拟显示:各气象聚类下O₃产率昼间均值为7.91×10^-9(M1),7.58×10^-9(M2),7.18×10^-9(M3),3.55×10^-9(M4)·h^-1,O₃生消途径十分相似,均处于VOCs敏感区,但对VOCs的敏感度呈递减趋势.而HCHO与CH3CHO的模拟浓度、产率、生消途径、及对VOCs线性响应均未呈现显著的气象聚类差异,显示了很好的VOCs示踪性.最后,计算了各聚类下65个VOCs组分的O₃增量反应IR,发现低活性组分与高活性组分的IR差异在M1条件显著变小,暗示了O₃污染日加强低活性组分控制对O₃浓度改善的重要性.

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京津冀地区典型石化园区VOCs排放特征及影响评价

张香蕊, 魏巍, 李国昊, 白画画, 刘晓宇, 吕喆

中国环境科学. 2025, 45(5): 2423-2433.

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以京津冀地区某石化园区为研究对象,选取园区内5个代表性点位进行采样并分析,识别了该区域内85种挥发性有机物(VOCs)的排放特征,评估其对环境及健康的影响.研究发现,5个点位总挥发性有机化合物(TVOCs)浓度为546.0~4472.2μg/m³,烷烃和烯烃是主要组成部分,芳香烃和卤代烃次之.对比各点位VOCs组分的日变化发现谷峰出现的时间有所差异,且各点位的特征物种不同.合成橡胶区OFP最高(13239.8μg/m³),烯烃对O₃生成的贡献最高(62.8%~90.5%),其次是烷烃(3.8%~34.8%)和芳香烃(2.2%~22.1%).除此之外,仅合成橡胶区发生恶臭污染,1,3-丁二烯(0.68)、正己烷(0.30)是产生恶臭的主要VOCs物种.通过使用USEPA方法评估各点位健康风险,发现合成橡胶区域非致癌风险及炼油区致癌风险高于其他点位.

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农村污水间歇断流下滴滤池效能维持及微生物胞外应激机制

李亚娇, 蒋小雨, 池玉蕾, 张彬鸿, 任武昂, 丁晓倩, 鞠恺, 金鹏康

中国环境科学. 2025, 45(5): 2434-2442.

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间歇断流下微生物的适应恢复能力是滴滤池稳定运行的关键,该过程与微生物以EPS形式储存的活性物质紧密联系.基于此,对比分析滴滤池稳定运行周期内生物膜结构、EPS组分及其官能团的变化特征,探讨了EPS的应激机制同微生物活性维持与恢复的关联.结果表明,间歇断流下滴滤池的COD、NH₄⁺-N去除率分别达95.56%±1.10%、87.06%±2.08%;受EPS影响,生物膜呈松散孔隙/紧密堆积的形貌结构;微生物在断流期转化SB-EPS内吸附的碳源与LB-EPS内储存的多糖为营养物质,并依靠EPS内疏水基团与架桥作用维护稳定结构,形成了EPS适应饥饿交替的应激机制,进而维持了滴滤池的稳定运行.

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植物在CW-MFC深度处理养猪废水中的作用:污染物去除、产电性能及微生物群落

李泉宏, 郭俊元, 高启帆

中国环境科学. 2025, 45(5): 2443-2450.

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采用人工湿地-微生物燃料电池技术(CW-MFC)深度处理养猪废水,评估了污染物去除效果、产电性能及微生物群落结构.结果表明,种植旱伞草的实验装置(PCW-MFC)对NH₄⁺-N、TP、磺胺嘧啶(SDZ)的平均去除率分别提升约5%、10%和3%,输出电压、库仑效率和最大功率密度分别达到415.93mV、49.10%和51.12mW/m³.旱伞草增加了变形菌门、拟杆菌门、厚壁菌门等的相对丰度,这些微生物在污染物去除和生物产电中发挥了关键作用.

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焦粉吸附不同官能团取代多环芳烃的效能与机制

徐天缘, 张帆, 魏鑫鹏, 王智玉, 邢耀文, 桂夏辉

中国环境科学. 2025, 45(5): 2451-2461.

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采用炼焦副产物焦粉(CP)作吸附剂,以不同官能团取代的多环芳烃(PAHs)萘、萘酚和萘甲酸为目标污染物,通过探讨其对PAHs的吸附性能和吸附机理,评估其作为吸附剂去除废水中PAHs的应用前景.吸附性能测试结果表明,CP在120min内吸附萘、萘酚和萘甲酸的效率达97.4%、86.6%和76.8%,其准二级动力学吸附速率常数分别为0.680g/(mg·min)、0.532g/(mg·min)和0.183g/(mg·min).焦粉对萘的饱和吸附量最高,达到了23.8mg/g,其次为萘酚(8.04mg/g)和萘甲酸(3.94mg/g).CP吸附萘和萘酚受pH值影响较小,而萘甲酸的吸附效果在酸性环境下优于碱性和中性条件.FTIR、XPS、DRUV-Vis光谱及DFT分析显示,CP对萘的吸附为多层吸附,主要受疏水效应、范德华力和π-π电子供体-受体(EDA)作用的驱动;而对萘酚和萘甲酸则为单层化学吸附,归因于强π供体与CP表面极化区的π-πEDA作用.萘酚的酚羟基亲水性降低了其饱和吸附量,而萘甲酸与焦粉间的静电斥力削弱了π-πEDA作用,导致其吸附效果略低.

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厌氧膜生物反应器处理甲胺废水效能评价

陈松, 赵鹤翔, 杜博文, 杨俞, 焦城璠, 李倩, 李玉友

中国环境科学. 2025, 45(5): 2462-2469.

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搭建了实验室规模的AnMBR,考察了处理甲胺废水的产甲烷性能、有机物去除效果、膜污染行为以及最优工况下的物料流动和节能减排情况.结果表明,随着HRT从36h启动并逐渐缩短至8h,平均甲烷产率从0.231LCH₄/gCOD逐渐升高至0.287LCH₄/gCOD,运行过程中COD去除率稳定在95%以上,甲胺去除率高达100%,HRT进一步缩至6h后甲胺去除率仅为44.3%,甲胺的积累导致反应器性能下降,平均甲烷产率降至0.094LCH₄/gCOD.运行期间膜通量从1LMH逐渐升高至6LMH,跨膜压差(TMP)增长速度总体平缓,在HRT=12h时长时间的运行导致TMP超过20kPa的阈值,此时更换膜组件并进行膜污染分析,结果表明主要污染部分为膜内部积累的不可逆有机污染,这与微生物分泌的胞外聚合物有直接关联.对各阶段的产甲烷性能和TMP增长速度进行综合考量得出最优工况为HRT=8h,其中80%以上的进水COD转化为了甲烷,产生的生物能源显著高于系统运行的电力消耗,净能量潜力达到4.142kW·h/m³,且能够减少2.239kgCO₂/m³的碳排放.

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基于缺氧时间调控内源性亚硝酸盐强化N-EPD-CANON工艺脱氮研究

李冬, 陈晓义, 傅思博, 张景昭, 张杰

中国环境科学. 2025, 45(5): 2470-2480.

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采用SBR反应器,以模拟市政污水为进水基质,启动硝化-内源部分反硝化-全程自养脱氮(N-EPD-CANON)工艺.实验通过调控EPD单元缺氧时间考察了单元内亚硝酸盐积累量变化对CANON工艺脱氮性能,功能菌活性以及微生物群落结构的影响.结果表明:在缺氧时间为40min时,EPD单元可以有效地捕获进水有机物,同时维持有利于CANON稳定运行的适量浓度的内源性亚硝酸盐.长期稳定运行下CANON反应器的总氮去除率达到86.43%,比厌氧氨氧化活性(SAA)达到0.82gN/(gVSS·d).此外,EPS质量分数逐渐增长到69.17mg/gVSS,再通过3D-EEM结合PARAFAC技术对污泥的EPS荧光组分进行分析表明,内源性亚硝酸盐的强化作用能够在不改变EPS组成成分的前提下,有效提升了芳香族蛋白质的含量,有助于污泥颗粒化及其稳定性的提高.微生物群落分析揭示,在EPD系统中CandidatusCompetibacter为优势菌属占24.61%,CANON系统中Nitrosomonas的相对丰度为2.67%,这保证了AnAOB菌的NO₂^--N供应.此外,AnAOB的主要组成部分CandidatusBrocadia菌属的相对丰度也达到了13.34%.

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基于变量进水强化胞外聚合物蛋白质改善CANON污泥流失研究

李冬, 王远欣, 傅思博, 张杰

中国环境科学. 2025, 45(5): 2481-2489.

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对比研究了3种不同进水策略对CANON污泥EPS中蛋白质的影响,旨在探求变量进水策略对CANON污泥滞留能力的影响.R1采用常规进水策略作为对照组,而R2和R3采用不同的变量进水策略,分别启动CANON工艺.经过90d的运行后,R1,R2和R3反应器中SVI分别达到了62.93,53.10和57.59mL/g,这说明变量进水的策略可以改善污泥的沉降性能.R2和R3的PN/PS分别达到8.21和7.61,明显高于R1的5.56;三维荧光数据显示,R2的TB-EPS中芳香族蛋白占比达到32.47%,显著高于R1的11.58%和R3的10.5%;这表明变量进水策略会促进TB-EPS中芳香族蛋白的生成,进而提高污泥的疏水性,改善污泥沉降性能.比厌氧氨氧化活性(SAA)分别上升至4.03,4.68和4.36mgN/(gVSS·h),其中R2和R3污泥的SAA达到甚至超过了接种前厌氧氨氧化污泥的SAA,这说明反应器中已经形成了成熟的CANON颗粒污泥.虽然在反应初期R2和R3的微生物活性受到负荷波动的抑制,但随着时间的推移,微生物群体适应了环境变化,恢复了稳定的活性,分别在第54d和第51d实现了CANON工艺的启动.最终在第90d时,R1,R2和R3的总氮去除率分别达到了72.54%,70.14%和73.75%左右,实现了良好的脱氮性能.

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自驱弱电强化措施对厌氧氨氧化人工湿地脱氮性能的影响

徐湛禹, 汤翀, 刘俊杰, 张剑波, 朱祺琪, 潘玲阳, 李定心, 平腊梅, 李刚, 王振

中国环境科学. 2025, 45(5): 2490-2502.

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将基于ANAMMOX的复合潜流人工湿地(HCW)改造为自驱弱电强化人工湿地(SECW),考察了SECW在试验阶段的运行性能,探究了稳定运行时装置的微生物特性,另解析并阐释了其中的氮转化途径.结果表明,电活性生物膜的预制及电极的合理布设可使SECW中的电极氨氧化作用和阴极反硝化作用得到同步强化,同时亦可使填料层中厌氧氨氧化菌的丰度及活性得以提高.在此基础上,装置中可形成基于ANAMMOX的多路径耦合脱氮体系,由此可显著改善其脱氮性能.当SECW的电极布设方式为“双阴极-单阳极”形式且其水力负荷(HLR)为0.08m³/(m²·d)时,装置的运行性能较为理想,其COD、TP、TN和NH₄⁺-N去除率分别稳定在(91.39±3.09)%、(93.64±1.15)%、(91.67±2.77)%和(94.34±2.72)%,输出电压和输出功率密度分别为(816.45±8.44)mV和651.96W/m³.

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不同降雨强度下管道沉积物的动态运移及水质转化特征

张劲, 石烜, 陈晓晴, 韩剑霜, 金鹏康, 宋吉娜

中国环境科学. 2025, 45(5): 2503-2512.

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排水管道中沉积物的冲刷是溢流污染的关键因素.通过结合降雨强度变化、分层抗冲刷特性和污染物动态运移,构建了动态输运模型,用以评估不同降雨强度下沉积物分层冲刷及其对水质转化的影响.结果表明,不同降雨强度下沉积物的冲刷效果存在显著差异.小雨时,冲刷速率为6.04m³/h,主要清除表层沉积物.中、大雨条件下的水流剪切力显著提升,大雨时,管道流量达到71.08m³/h,可冲起底层大颗粒沉积物.不同降雨强度下的“初期效应”明显,降雨初期污染物浓度迅速达到峰值.大雨时,硫酸盐(SO₄^2-)浓度在1min内迅速地升至17.89mg/L,随后稳定在8.95mg/L,总化学需氧量(TCOD)则快速上升至2106.3mg/L,最终稳定于1056.6mg/L.小雨时,SO₄^2-和TCOD的峰值分别仅为10.29和1100.60mg/L,同样在初期迅速达到峰值后逐渐趋于稳定.

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三维砂槽中DNAPL入渗过程电阻率成像及数值模拟

蒋俊杰, 曹文翰, 刘汉乐

中国环境科学. 2025, 45(5): 2513-2519.

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在三维砂箱中进行了饱和多孔介质中重非水相液体(DNAPL)的污染实验,并利用电阻率成像法(ERT)进行了同步的动态监测,获得DNAPL污染物空间分布的电阻率变化值图像,再根据砂箱实验建立数值模拟模型,与ERT测得的电阻率结果进行对比验证.结果表明:在不同空间上由数值模拟得到DNAPL污染物分布区域与ERT监测圈定的DNAPL污染物分布区域范围直径相对误差的绝对值为2.00%~27.50%.在不同时间点上由数值模拟得到DNAPL污染物分布区域与ERT监测圈定的DNAPL污染物分布区域范围直径相对误差的绝对值为2.7%~40.58%.结果说明了Petrasim程序预测三维饱和砂土中DNAPL污染分布范围的可行性.

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南京市中、富营养化城市湖泊溶解性有机质的组成特征及来源分析

王华梓, 胡思文, 左腾腾, 童幸子, 张玄麒, 周一豪, 赵大勇

中国环境科学. 2025, 45(5): 2520-2529.

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以江苏省南京市境内多个城市湖泊为野外调查对象,收集了78份来自中营养和富营养化城市湖泊的水体样品,采用三维荧光光谱结合平行因子分析法解析了水体中DOM的组成、来源,并探究其与水体理化因子间的相互关系,以期揭示水体富营养化对DOM荧光特征的影响及作用途径.结果表明,所调查湖泊中共存在3种DOM荧光组分,包括人为活动产生的类腐殖质物质C1组分,陆源输入的类腐殖质物质C2组分,以及湖泊水体微生物代谢释放的类蛋白物质C3组分,其中在富营养化水体中类腐殖质C2组分和以色氨酸成分为主的C3组分的荧光强度平均高于中营养水体.荧光特征参数的分析结果表明,水体中的DOM兼具陆源和自生源,中营养水体中DOM的腐殖化程度高于富营养化水体,但所测湖泊水样中DOM的腐质化指数普遍低于1.0,并且DOM自生源指数随着水体营养指数的升高呈现增加趋势.此外,富营养化湖泊水体中的叶绿素a含量显著高于中营养湖泊,水体中叶绿素a含量与C2、C3组分的荧光强度以及DOM的自生源指数均呈现显著正相关,表明富营养化水体可能通过刺激藻类的大量繁殖,从而进一步导致内源DOM的释放.

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地下水环境背景值研究进展及展望

邓远东, 冶雪艳, 杜新强

中国环境科学. 2025, 45(5): 2530-2545.

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确定地下水环境背景值是科学开展地下水污染识别、评价与防治工作的前提与关键.本文回顾了国内外地下水环境背景值研究发展历程,讨论了现有地下水环境背景值计算方法及其优缺点,总结了背景值合理性验证分析与成因分析的研究范式,最后指出了现有地下水环境背景值研究中存在的问题并展望了未来发展趋势.当前国内外学者对地下水环境背景值的命名与定义并不一致,虽均考虑了人类活动对地下水化学组分的影响,但如何定量确定概念中“人类活动影响较小”的阈值仍是难题.确定地下水环境背景值的方法大致分为数理统计方法、基于模型方法和其他方法.各方法均有优劣性,结合水化学与数理统计的组合方法成为目前地下水环境背景值计算的代表性组合方法之一,但对于微量组分与痕量组分的环境背景值计算方法还需进一步发展.通常结合异常点的周边污染源情况、污染百分比指数、水文地质条件、土地利用类型、岩性、稳定同位素结果等方面来综合判断环境背景值的合理性.区域地质与水文地质条件、沉积环境、含水层介质特征宏观控制地下水环境背景值,生物地球化学作用主导地下水环境背景值微观富集机制.基于环境背景值,可判断地下水污染程度、科学划定污染风险区,为环境监管与污染修复目标阈值提供参考值.未来应尽快建立全国地下水环境背景值数据库、重视地下水环境背景值的应用、科学利用大数据,对气候变化与人类活动影响下的全球地下水资源保护与污染防控措施优化具有重要意义.

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污水处理系统中全程氨氧化细菌的研究进展

赫梓轩, 陈诗, 徐一峰, 梁川州, 彭来

中国环境科学. 2025, 45(5): 2546-2557.

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完全氨氧化细菌(comammox)的发现为污水处理系统硝化工艺提质增效提供了全新思路.它的代谢途径与功能基因具备实现污水高效脱氮减碳的潜力.但如何实现comammox的高效富集尚无定论,comammox在硝化工艺运行中对氨氮去除与氧化亚氮(N₂O)产生的贡献有待进一步探究.综述了高效富集comammox的技术手段,并探讨了环境底物浓度、溶解氧、运行工艺和温度等因素对comammox选择性富集的影响.以氯酸盐作为comammox的专性抑制剂,结合1–辛炔,构建双抑制剂实验体系,能够阐明污水处理系统内comammox的硝化贡献与N₂O释放能力.

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酸法地浸铀矿山退役采区地下水污染运移与水力控制模拟

邱文杰, 周根茂, 储建民, 丁印权, 杨蕴, 朱婷, 吴剑锋, 吴吉春

中国环境科学. 2025, 45(5): 2558-2568.

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以新疆某酸法地浸铀矿山退役采区为研究对象,通过分析退役采区长时间序列地下水监测数据,并采用数值模拟方法构建了三维非稳定含矿含水层地下水流与污染组分(U（Ⅵ）和SO₄^2-)运移的模拟模型,为退役采区地下水环境安全提供合理的水力控制方案.研究结果表明,采区退役后的地下水流场总体上与天然流场方向一致;地下水中高浓度U（Ⅵ）和SO₄^2-在采区内部大量残留,并在地下水动力作用下逐渐往下游迁移和扩散.模型能较好地再现退役采区的地下水位变化趋势,并成功模拟了采区内部U()Ⅵ和SO₄^2-往下游迁移扩散的过程,表明水力控制是保证未来条件下采区下游地下水环境生态安全的重要手段.通过对3种水力控制抽注模式的分析结果显示,内外兼抽方案的控制效果最好.进一步利用综合评价方法对各情景方案进行了定量评价,结果表明在采区内部及其下游分别设置3口抽水井和6口抽水井,并将抽水速率控制在60m³/d的方案相对最优,该方案以较低的成本实现了采区内部削源和下游水力截获的双重目标,使污染组分能够控制在50m范围以内.本研究利用构建的数值模型,针对未来规划条件下的水力控制方案进行了优选,为退役矿区地下水环境安全提供科学决策依据,同时也为类似地浸采铀退役矿山的治理提供示范参考.

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蚯蚓粪肥农用土壤中活体病原菌随雨水径流的溶出特性

王邦驰, 黄魁, 闫志泉, 陈群丰, 李同欢

中国环境科学. 2025, 45(5): 2569-2576.

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为明确病原微生物在雨水径流中的溶出规律,采用室内人工模拟降雨,冲刷蚯蚓粪施用的土壤.使用叠氮溴化丙锭(PMA)结合荧光定量PCR,探究其中活体粪便指示菌(FIB)的丰度变化.结果显示,混合土壤基质中的电导率、氨氮、硝酸盐氮、总磷(TP)的浓度在降雨后分别下降了51.34%、45.20%、99.09%和26.22%.在径流水中,氨氮、TP和化学需氧量(COD)的浓度均呈现出先上升后下降的变化趋势,且峰值都出现在前15min(含15min).总大肠菌(TC)、粪大肠菌(FC)和大肠杆菌(EC)和肠球菌(ES)四个FIB的qPCR定量结果都呈现出先上升后下降的变化趋势,并且PMA-qPCR与培养法之间有着显著的正相关性(Spearmanr=0.723,P<0.001).所有径流中的FC数量均超过了《地表水环境质量标准》中的限值(40000个/L).研究表明活性病原微生物可通过降雨冲刷进入水体,并在初期径流中大量扩散,增加其环境传播风险.

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预处理协同合成气强化剩余污泥发酵产酸效能及机理

谭慧杰, 于德林, 李沈卓, 段燕青, 魏瑶丽, 周爱娟, 岳秀萍

中国环境科学. 2025, 45(5): 2577-2586.

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为提升污泥厌氧发酵产酸效能,在已证实合成气的参与能提升污泥发酵效能基础上,考察了不同化学预处理联合合成气介导污泥发酵体系的影响.结果表明,游离亚硝酸盐联合过氧乙酸(FNA/PAA)实验组的短链脂肪酸(SCFAs)产量最高((5520.20±204.99)mgCOD/L);然而,FNA/PAA组仅50.4%和35.8%的H₂和CO利用率,热碱预处理(TAP)实验组能有效利用合成气(H2利用率99.8%;CO利用率95.8%),且SCFAs产量达到(4663.67±163.86)mgCOD/L.三维荧光光谱结果表明:TAP组具备更优的剥离胞外聚合物及剩余污泥溶胞效能,同时该实验组实现了厌氧发酵进程中产酸功能菌群的高度富集,Firmicutes占比高达59.0%.此外,能够代谢合成乙酸、乙醇和H₂的Romboutsia菌属在碱预处理(AP)和TAP组中占比最高,分别为19.2%和21.3%.

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聚合硫酸铁和聚丙烯酰胺对藻泥水热炭特征的影响及产物应用潜力

王怡梦, 梁韵仪, 陈丙法, 马亚鑫, 周紫瑜, 何世颖, 谢慧芳, 薛利红, 冯彦房

中国环境科学. 2025, 45(5): 2587-2597.

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以太湖藻泥为研究对象,选择聚合硫酸铁(PFS)和聚丙烯酰胺(PAM)两种常见絮凝剂,分别在180?220和260℃条件下制备得到不同水热炭.结果表明,随着水热温度升高,藻泥水热炭中碳含量增加,氢和氮含量减少,水热反应过程中脱羧和水解反应占主导地位.PFS的加入使水热炭中铁含量显著提高519.6%~748.3%,并且水热温度升高可使铁的形态由Fe(Ⅲ)逐渐向Fe(Ⅱ)转变,从而增加铁的还原性.PAM在较低温度即发生降解,生成含氧官能团,而PFS则促进了有机质的降解和碳化过程.180℃制备的藻泥基水热炭养分含量较高,水稻种植实验表明,施用藻泥基水热炭不会对水稻生长产生不利影响,其中PAM水热炭可以使水稻植株生物量增加9.0%.基于实地调研数据估算,太湖藻泥转化为水热炭,每年可回收总氮549.8t,总磷130.9t;其中总磷回收量占环太湖河流入湖磷负荷的7.3%.

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复合污染土壤中樱桃萝卜对镉、砷和铅的富集特征及其安全生产阈值

祁浩, 钱相宇, 万亚男, 李花粉, 王琪, 庄重

中国环境科学. 2025, 45(5): 2598-2607.

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通过模拟不同污染程度的镉(Cd)、砷(As)和铅(Pb)复合污染土壤的盆栽试验,分析了樱桃萝卜在不同重金属污染条件下的生物量变化、矿质营养元素的吸收累积特征以及重金属累积特征,并进一步推导了酸性土壤中樱桃萝卜安全生产的土壤Cd、As和Pb阈值.结果表明:当土壤添加重金属浓度达到风险管制值时,樱桃萝卜表现出明显的毒害作用;樱桃萝卜根部的铁(Fe)、铜(Cu)和锌(Zn)含量随重金属污染程度的升高先增加后减少,而锰(Mn)含量则不断增加;樱桃萝卜根部对Cd的富集能力和转移最强,Cd的富集系数(BCF)平均值分别是As和Pb的18.6和115倍,Cd的转移系数(TF)平均值分别是Pb和As的4.02和2.41倍,樱桃萝卜根部对重金属的富集以及转移能力会受土壤中重金属浓度的影响;依据食品安全国家标准(GB2762—2022)中规定限值,综合考虑樱桃萝卜根部和地上部的安全生产,推导出酸性土壤中樱桃萝卜安全生产的Cd、As和Pb阈值分别为0.30、171.1和27.5mg/kg.

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全固废材料土壤重构对土壤质量和龙葵生长的影响

梅振然, 赵中秋, 杨侨, 贺莹, 柏航, 史孟超

中国环境科学. 2025, 45(5): 2608-2619.

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以粉煤灰、高炉渣、脱硫石膏、污泥、稻草秸秆、锯末为原材料,按照不同配比混匀后选用龙葵为试验材料进行室内盆栽试验.以农田土壤和某金属矿区废弃地污染土壤为对照,采用方差分析和Mantel检验,分析不同配比下龙葵生长特性、重构土壤理化性质及不同基质材料对其影响关系,并通过土壤质量评价最小数据集和熵权TOPSIS综合评价法确定最优配比方案.结果表明:不同固废材料配比形成的重构土壤质地疏松,持水保墒能力强;有机质含量高,范围介于39.01~70.03g/kg之间;不同固废基重构土壤均能适应龙葵生长,生物量介于0.11~3.18g/pot;基于叶绿素含量、株高、pH值及0.5~1mm水稳性团聚体四项关键指标,构建了用于评价固废基重构土壤质量的最小数据集并通过熵权TOPSIS综合评价模型,对重构土壤的综合质量进行了系统分析,筛选出最佳固废组合配比方案,即粉煤灰、高炉渣、脱硫石膏、污泥和秸秆按4:2:1:1:2的质量比为最优组合.

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刺槐间作超富集植物修复镉砷复合污染土壤潜力研究

李昊, 雷灿, 王德正, 佘迪凡, 曾鹏, 杜博研, 周航, 辜娇峰, 廖柏寒

中国环境科学. 2025, 45(5): 2620-2630.

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通过盆栽试验,研究刺槐间作两种不同类型的超富集植物龙葵和蜈蚣草对镉(Cd)和砷(As)复合污染土壤的修复效果.结果表明,间作刺槐可促进超富集植物龙葵和蜈蚣草的生长和Cd和As的吸收,降低土壤中Cd和As有效态含量,并提高土壤酶活性.刺槐-龙葵-蜈蚣草间作处理下,龙葵和蜈蚣草的整株生物量较其单作分别显著(P<0.05)提高50.4%和86.2%,同时龙葵叶部Cd和As含量分别显著(P<0.05)提高78.4%和260.7%.刺槐间作龙葵和蜈蚣草处理下所有植物地上部分As累积总量较刺槐和龙葵单作分别显著(P<0.05)提高1.11倍和2.17倍,Cd累积总量较刺槐和蜈蚣草单作分别显著(P<0.05)提高1.89倍和15.72倍,土壤有效态Cd和As含量较对照分别显著(P<0.05)降低23.6%和17.0%.同时,土壤有机质和碱解氮含量较刺槐、龙葵和蜈蚣草单作明显(P<0.05)提高46.2%~83.2%和18.5%~26.4%,土壤过氧化氢酶活性较刺槐和蜈蚣草单作分别显著(P<0.05)提高43.7%~53.0%,蔗糖酶和脲酶活性较刺槐和龙葵单作分别显著(P<0.05)提高11.5%~28.4%和20.6%~36.4%.上述研究表明,刺槐间作两种不同类型的超富集植物可有效吸收和富集污染土壤中的Cd和As来降低土壤中Cd和As的生物有效性,同时有效改善土壤环境质量,可作为一种具有前景的间作模式应用于矿区Cd和As污染土壤的同步修复

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超富集植物青葙根际耐镉、铅、锌菌株的筛选鉴定与特性研究

王桉祺, 林华, 刘杰, 林毅, 杨雪萌, 赖才星, 董梓涵, 俞果

中国环境科学. 2025, 45(5): 2631-2642.

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为探究超富集植物根际促生菌的功能特性,从镉超富集植物青葙根际土壤中分离出一株能同时耐高浓度Cd²⁺、Pb²⁺和Zn²⁺的菌株,通过生理生化特性分析、16SrDNA及nrdA功能基因序列分析鉴定其种属,探究了不同培养条件对菌株耐受和去除重金属能力的影响,并评估了该菌株潜在的促生特性.该菌株被鉴定为无色杆菌属(Achromobactersp.),命名为WL-37.Cd²⁺、Pb²⁺和Zn²⁺对WL-37的最低抑制浓度分别为600,1800和1000mg/L.通过优化pH值、接种量等条件,发现WL-37对Cd²⁺、Pb²⁺和Zn²⁺的最佳去除效率分别达到69%、95%和62%.WL-37还具备固氮、产ACC脱氨酶和产铁载体等多种促生能力.筛选得到的高效功能菌株为重金属复合污染土壤修复提供了良好的菌种资源,为发展植物-微生物联合修复技术提供了技术支撑.

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宣威地区土壤重金属潜在污染风险评价及影响因素解析

韩伟, 宋云涛, 郭志娟, 曾道明, 贺灵, 成晓梦, 孙彬彬, 张富贵, 张利

中国环境科学. 2025, 45(5): 2643-2653.

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我国西南生态功能保护区内存在土壤重金属高含量区,为探究其潜在污染风险及影响因素,选择云南省宣威地区土壤为研究对象,结合地理、地质、人类活动等相关资料,对区内表层组合土壤样品1487份、深层组合土壤样品374份中的8种重金属元素含量特征进行了分析,分别利用地累积指数法和潜在生态危害指数法评价了表层组合土壤的潜在污染风险,采用主成分分析法和地理探测器对其影响因素进行了解析.结果显示,相对于中国土壤A层、C层背景值研究区表、深层土壤中重金属均显示富集;相对于云南省A层、C层土壤背景值大部分重金属亦显示富集; Cd、Hg、Pb存在较高的潜在污染风险,Cu、Cr、Ni、Zn、As则潜在污染风险较低;地质背景、黏土矿物、有机质、矿业活动、地形地貌是土壤中重金属元素的主要影响因素,多影响因素的协同作用可能会使重金属富集加剧,pH值、CaO、Light(灯光指数)、WIG对重金属富集的影响则较小.

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酸性矿山废水灌溉对稻田土壤铁碳的影响及微生物群落结构响应

刘健, 牛少勋, 黄恩惠, 刘振聪, 李晓飞, 吴小莲, 柯常栋, 包艳萍

中国环境科学. 2025, 45(5): 2654-2663.

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以广东大宝山矿区酸性矿山废水(AMD)长期灌溉的稻田土壤为研究对象进行铁形态及铁碳结合特征分析,结合高通量测序技术,揭示AMD灌溉铁输入对稻田土壤有机碳固定的影响及微生物群落结构响应.结果表明:①AMD灌溉导致稻田土壤酸化,铁硫元素及重金属在土壤中积累,土壤总有机碳(TOC)与总铁(TFe)、铁结合态有机碳(OC_Fe)呈极显著正相关.②AMD灌溉导致土壤微生物丰度和多样性降低,AMD污染土壤Geobacter相对丰度下降,形成了以耐酸的铁硫代谢菌Thiobacillus和Sulfurifustis等为主要优势属的微生物群落结构.③RDA分析表明影响稻田土壤微生物群落结构组成的主要环境因子为络合态铁(Fe_p)、TOC和TFe.研究显示,AMD灌溉引入的铁有利于稻田土壤有机碳的保存,同时AMD灌溉导致稻田土壤形成了与污染程度、铁碳形态及含量紧密相关联的微生物群落结构.

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再生水灌溉对土壤连通孔隙特征及水力性质的影响

佘凌宇, 孙枭沁, 田卓, 王洪德

中国环境科学. 2025, 45(5): 2664-2670.

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以宿迁市某再生水农业灌溉区域开展,选择长期地表水灌溉(S1)、再生水短期灌溉(S2)与再生水长期灌溉(S3)区域,采用塑料环刀和铁环刀取0~20cm和20~40cm的原状土,通过CT扫描和图像处理技术获取不同处理下土壤连通孔隙及其结构特征,同步测试土壤的水力性质,探究再生水灌溉对土壤孔隙结构与水力参数的影响,分析引起水力性质变化的关键孔隙参数.结果表明:短期再生水灌溉破坏孔隙结构,使得孔隙结构趋向于简单化.再生水长期灌溉后,土壤孔隙结构较短期灌溉有一定程度的改善,与长期地表水灌溉土壤相比没有显著差异.再生水灌溉对表层土壤和深层土壤孔隙结构与水力性质无显著影响.再生水灌溉显著降低土壤的导水性.与长期地表水灌溉相比,再生水短期灌溉与长期灌溉土壤的K_S分别降低20.81%与20.18%.再生水灌溉对于土壤的持水性能影响不大.再生水灌溉后孔隙结构的变化显著影响土壤的水力性质,冗余分析结果表明孔隙参数共解释了83.30%的水力性质变异,其中表面分形维数对水力性质的影响最大,孔隙形状与所有的水力参数都没有显著的关系.

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上海市典型精细化工场地污染特征及优先污染物甄别

叶春梅, 刘芳, 杨洁

中国环境科学. 2025, 45(5): 2671-2680.

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基于上海市47个典型精细化工在产企业的监测数据,系统分析土壤和地下水的污染特征,评估污染物的健康风险,并筛选优先污染物.结果表明:污染风险最高的行业为基础化学原料制造、农药制造、涂料及类似产品制造和专用化学产品制造,污染地块占比超70%,其次为化学药品原料制造业(54.55%),日用化学品制造业污染风险最低(0%).土壤或地下水中普遍检出的污染物为砷、铅、汞、镍、锌和石油烃,污染程度较轻.苯系物、多环芳烃和多数氯代烃在部分地块中小范围检出,污染较重.氰化物、锑、锰、四氯乙烯在部分地块中大范围检出,污染最重.基础化学原料制造业污染最复杂,包括氰化物、锑、砷、锰、汞、氯代烃、多环芳烃和总石油烃等污染物.农药制造、涂料及类似产品制造、专用化学产品制造等行业的主要污染物为氯代烃和苯系物.化学药品原料制造业污染较轻,主要污染物为砷、铅、氯代烃.氯代烃和苯系物存在明显的水土复合污染现象.综合评估污染物的环境暴露和人体健康风险,明确土壤高优先级污染物为砷、三氯甲烷、1,2-二氯乙烷、苯并[a]芘、锑、钒、三氯乙烯、铅、四氯化碳和萘,地下水高优先级污染物为三氯甲烷、四氯乙烯、氰化物、1,2-二氯乙烷、苯、二氯甲烷、镍、锑、锰和三氯乙烯.

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干湿交替和冻融循环促进风化煤固定化微生物材料钝化铅的稳定性

庞黛, 李小针, 孙艳稳, 李林, 焦子乐, 李建华

中国环境科学. 2025, 45(5): 2681-2692.

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通过室内模拟试验,分析了干湿交替和冻融循环对土壤中DTPA可提取态Pb (II)含量、Pb形态及材料结构的影响,旨在探究这两种环境因素对风化煤固定化微生物材料修复铅污染土壤效果的稳定性及机制.结果显示:干湿交替35个周期后低浓度铅污染土壤(LS-DW)和高浓度铅污染土壤(HS-DW)中DTPA可提取态Pb (II)含量分别降低46.41%和29.42%;冻融循环35个周期后低浓度铅污染土壤(LS-FT)和高浓度铅污染土壤(HS-FT)中DTPA可提取态Pb (II)含量分别降低40.06%和32.77%;LS-DW、LS-FT处理的残渣态含量增加.结构表征发现,风化煤固定化微生物材料经干湿交替、冻融循环后,表面变粗糙,比表面积、含氧官能团和Pb吸附点位增加,与官能团的络合作用增强,促进了钝化铅污染效果的稳定性.

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基于田-沟-塘系统优化的稻作流域氮素面源污染减排潜力评估

刘连华, 欧阳威, 白艳, 郝芳华

中国环境科学. 2025, 45(5): 2693-2699.

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为全面评估稻作流域田-沟-塘系统优化条件下氮素面源污染的减排潜力,利用流域水文模型对典型稻作流域开展田面水位、沟渠和水塘多环节的情景优化模拟.结果表明,不同环节优化对氮素面源污染流失的截留效果不同,且不同水文年的截留效果存在一定差异.在田面水位优化环节,提高排水水位后的稻田总氮流失量比常规水位管理可减少7.9%~93.9%,枯水年的氮截留效果优于丰水年.在沟渠优化环节,提高沟渠植草密度后的流域氮流失削减率从0.8%提高到26.7%,丰水年的氮截留效果优于枯水年.在水塘优化环节,提高汇水面积后的流域氮流失削减率从10.5%提高到18.1%,枯水年的氮截留效果优于丰水年.在田-沟-塘系统多环节优化下,田面水位优化对流域氮流失的截留效果优于水塘优化和沟渠优化.稻作流域田-沟-塘系统多环节优化可以有效控制流域氮素面源污染流失,促进水稻生产的可持续发展.

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MAGIC动态模型模拟预测我国亚热带森林土壤和地表水化学对氮硫沉降降低的响应

周剑兴, 李秉珍, 韩怡蒙, 夏凡, 谢丹妮

中国环境科学. 2025, 45(5): 2700-2712.

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以我国西南部重庆铁山坪亚热带森林为研究对象,运用动态模型MAGIC,结合长期观测数据,预测酸沉降减少后土壤和地表水化学的长期响应.模拟结果表明基于“十四五”的排放控制政策(到2025年SO₂排放总量保持与2020年相同,NO_x和氨气(NH₃)排放总量比2020年分别下降10%以上和8%)设置的“实际减排”情景,到2050年亚热带森林土壤水(S1和S2)和地表水(SW)硫酸根(SO₄^2-)浓度先升高,到2028年之后保持平稳,2021~2050年其平均值分别为1426,1414和938èq/L,尚未恢复到1980年水平,恢复滞后23年左右;土壤水硝酸根(NO₃^-)到2050年虽呈下降趋势但仍高于其阈值(443èq/L),地表水NO₃^-浓度已经低于其阈值(411èq/L),地表水NO³_-浓度得降低相对于穿透水滞后13年左右;盐基阳离子(钙,Ca²⁺)在土壤和地表水中浓度升高;土壤和地表水pH值和ANC均低于酸化指标阈值,酸化恢复存在滞后效应.当实施更加严格的排放控制政策,即SO₂至2030年降到2021年的80%,至2050年降到2021年的70%,NH₃、NO_x和Ca²⁺至2030年降到2021年的60%,至2050年降到2021年的40%,才可以使强酸性阴离子恢复到阈值以内,pH值持续上升,土壤和地表水ANC恢复到0èq/L以上.此外,未来全球温度上升对土壤酸化严重的亚热带森林土壤和地表水中主要强酸性阴离子和酸化指标的影响不显著.

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结合ASD和无人机高光谱的内蒙古典型草原植被氮反演

金利山, 王秀梅, 董建军, 王若琛, 温贺飞, 孙煜焱, 吴文博, 张智航, 康灿

中国环境科学. 2025, 45(5): 2713-2723.

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采用地面遥感与无人机遥感相结合的方式对内蒙古典型草原植被氮含量进行估测.实验于2023年8~9月在内蒙古大学草地生态学研究基地进行,采集了地面ASD光谱数据和无人机Resonon数据.基于ASD数据构建了植被指数、“三边参数”、连续统去除参数以及小波系数4种光谱参数,并运用LASSO进行敏感参数筛选.分别构建多元线性、XGBoost、SVM、ANN和KNN共5种模型对植被氮含量进估测,结果表明基于小波系数的SVM方法为最优模型(验证集R²=0.72,RMSE和MAE分别为0.26和0.18).最后将此模型用于无人机Resonon数据进行反演估算并制图(验证集R²=0.41,RMSE和MAE分别为0.42和0.32).研究显示,将ASD和无人机影像与机器学习算法相结合,能够实现草原植被氮含量的估算,为牧场优化施肥、提高牧草品质提供基础数据与技术支撑.

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冰封期乌梁素海沉积物微生物群落对砷形态的影响

石文静, 徐浩然, 刘轶哲, 李卫平

中国环境科学. 2025, 45(5): 2724-2734.

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为探究冰封期内蒙古河套盆地湖泊沉积物微生物群落对砷赋存形态的影响,以乌梁素海沉积物为研究对象,利用16S rRNA高通量测序技术,研究了冰封期乌梁素海沉积物微生物群落结构特征,结合RDA、相关性分析和共现性网络分析等方法探讨了冰封期沉积物微生物群落与砷形态的响应关系.结果显示,冰封期乌梁素海沉积物中的砷除残渣态外,强吸附态砷和与AVS (沉积物中能够被酸提取的硫化物)、碳酸盐、锰氧化物及结晶性极差的Fe氢氧化物共沉淀的砷占比较高,冰封期当沉积环境不稳定时乌梁素海沉积物中的砷存在二次释放的风险.冰封期乌梁素海沉积物微生物群落结构多样性较为丰富,微生物群落物种的丰富度和多样性呈现出明显的空间分布特征.冰封期微生物群落与砷形态之间存在显著的共线性关系,其中以硫杆菌属、芽孢杆菌、类固醇杆菌属、脱硫弧菌属和厌氧绳菌属对砷形态的影响最为显著.并且冰封期时吸附态As、与AVS、碳酸盐、锰氧化物及结晶性极差的Fe氢氧化物共沉淀的As和黄铁矿中的As可以相互转化,而硫杆菌属和类固醇杆菌属在这个转化过程中起重要作用.

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北京潮白河中下游第四系沉积物还原性无机硫分布特征及其影响因素

陈吉吉, 荆红卫, 沈秀娥, 郭婧, 杨庆, 席玥, 徐蘇士, 郭华明, 高志鹏, 陶蕾

中国环境科学. 2025, 45(5): 2735-2744.

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基于岩芯采样、室内连续分级提取,沉积物、地下水关联分析,以及水体矿物饱和度指数(SI)等,探究潮白河中下游地区第四系沉积物还原性无机硫(RIS)含量分布、赋存形态及影响因素.结果表明:研究区域第四系沉积物RIS各组分含量自高到低分别为黄铁矿硫(CRS)>单质硫(ES)>酸可挥发性硫化物(AVS),CRS、ES和AVS含量分别占RIS的80.1%、13.4%和5.56%,67%的点位CRS/AVS>3.中上游地区沉积物中RIS含量低于下游,四个含水层中RIS含量自浅向深分别为84.3,37.4,39.1和10.5mg/kg,整体呈降低趋势.RDA和相关性分析结果显示,沉积物TOC含量、CRS/AVS值、含水率是影响研究区域RIS含量和赋存形态的重要因素,前者同时受地下水pH值、铁/硫比,以及水文地质条件的影响,后者同时受地下水COD_Mn和ORP值的影响.地下水中FeS的SI值在零值附近浮动,FeS₂的SI>0.研究区域沉积物中RIS基本不受人为扰动影响,硫化物活性和生物有效性低,沉积物主要通过AVS沉淀/溶解以及ES歧化反应影响地下水中SO₄^2-、硫化物、Fe、As的浓度水平.

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鄱阳湖典型湿地土壤水稳定同位素特征及对水分运动的指示

许秀丽, 李云良, 邢子康, 陈婷, 储小东

中国环境科学. 2025, 45(5): 2745-2756.

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鄱阳湖水位波动显著,降水、土壤水、地下水转化过程复杂,受限于复杂的湿地野外条件和传统的监测手段,湿地土壤水分运动及其与地下水转化关系的定量研究较为困难.本研究选择鄱阳湖湿地不同高程处典型植被群落,基于生长季水文监测和降水、湖水、地下水、0~80cm根区土壤水氢氧同位素测试,分析了不同植被群落根区土壤水同位素变化特征,阐释了不同水文时期湿地土壤水分运动过程,量化了地下水与土壤水的转化关系.结果显示,高位滩地茵陈蒿群落(Artemisia capillaris)的土壤水蒸发线斜率(5.91)明显低于当地大气降水线(LMWL,7.60),0~60cm土壤水lc-excess指数为负,说明土壤蒸发作用较强,最大影响深度为60cm.而中、低高程滩地处芦苇(Phragmites australis)和灰化薹草(Carex cinerascens)群落的土壤水蒸发线斜率(6.70和6.75)略低于LMWL,土壤水lc-excess值均接近于0,显示蒸发作用较小.在土壤水分运动方面,茵陈蒿群落土壤水剖面δ¹⁸O在春季(5月)、夏季(6~8月)随深度增加而富集,表明土壤水受降水补给,并以活塞流模式下渗;秋季(9~10月)土壤水δ¹⁸O明显富集,且随深度增加而贫化,指示主要受蒸发作用的影响.此外,茵陈蒿群落根区土壤水δ¹⁸O较地下水同位素显著富集,在地下水埋深最浅时(1.92m),土壤水中未发现地下水的贫化同位素信号及明显的水分补充,说明根区土壤水与地下水间的垂向水文连通受阻.芦苇和薹草群落土壤水运动受地下水波动影响明显.在地下水位上升期(4~5月),芦苇和薹草群落浅层(0~40cm)土壤水主要来源大气降水,深层土壤水(40~80cm)受毛细水上升补给,地下水对根区土壤水的补给贡献超50%;在地下水浅埋期(6、8月),芦苇群落土壤水和地下水转化频繁;在地下水位下降期(9~10月),芦苇和薹草群落表现出非均匀土壤水流过程,存在明显优先流.

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城镇化影响东江流域活性氮周转演变的同位素证据

温婧, 黄邦杰, 房怀阳, 谭秀琴, 吴称龙, 黄志伟, 张宗尧, 林澍, 杜宏伟

中国环境科学. 2025, 45(5): 2757-2766.

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选择东江流域为研究区,对比不同下垫面影响下河流不同形态氮浓度和氮同位素,探究城镇化发展对流域氮周转的影响并提供实测证据.结果发现,相比其他下垫面影响下的河流,东江流域城镇化河流氮浓度和同位素值呈现不同特征.首先,城镇河流氮浓度高,并且氮以硝酸盐氮为主;其次,同位素分馏效应和瑞利分馏模型估算表明,城镇化发展增强了河道内硝化能力,并且平均约25.8%的硝酸盐氮来自河道内硝化周转;此外城镇河流记录了ln (NO₃^--N)与δ¹⁵N-NO₃^-之间的正相关关系,且枯、丰水期Δδ¹⁵N与Δδ¹⁸O的比值为-2和-6,表明城镇化河流反硝化能力弱,这为抵抗反硝化作用造成硝酸盐积累的现象提供了同位素证据;同时城镇化河流中δ¹⁵N-PN与δ¹⁵N-NH₄⁺的相关性较弱,以及硝酸盐氮同化作用中¹⁵N富集因子与理论值存在差异,证明同化吸收氨氮和硝酸盐氮的作用也不显著.最后,城镇化造成河流活性氮输入途径增多、氮汇过程减少,成为东江流域下游氮浓度升高的关键机制.

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甘肃省黄河干支流水质差异及其影响因素分析

张晋博, 陆志翔, 罗艳, 冯起

中国环境科学. 2025, 45(5): 2767-2779.

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以黄河流域甘肃段为研究对象,基于DEM数据、土地利用数据、水质监测数据和社会经济数据,采用Fragstats 3.3软件和Pearson相关分析方法,计算河道缓冲区景观格局指数,分析水质指标与景观格局的相关性,探讨影响甘肃省黄河干支流水质的因素.结果表明:(1)2018~2021年,除洮河水质指标浓度总体趋于增长外,甘肃省黄河干流和其他支流水质整体好转,但超过80%的监测点的总氮(TN)指标处于Ⅴ类以上,且渭河、泾河和庄浪河氮源污染水平仍然较高;总氮(TN)和氨氮(NH₄⁺-N)高值区主要分布在流域中部和东部局部地区,大部分地区的总磷(TP)很高,化学需氧量(COD)值空间差异大,且高值区主要集中在兰州市、临夏回族自治州中部的局部地区.(2)景观格局与水质指标存在显著相关性,景观斑块聚集度和连通性越强,水质越好;景观斑块破碎化程度和离散程度越高,水质污染风险越高;(3)水质指标具有较强的空间差异,水质驱动因素结果表明氨氮(NH₄⁺-N)、总磷(TP)、高锰酸钾指数和化学需氧量(COD)指标主要受农村生活和农业生产影响,总氮和溶解氧指标主要受城镇生活和工业生产影响.

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改性红土与苦草联合作用控制沉积物中磷释放

邹林熹, 李丹莉, 程康龙, 张瑜, 张雯

中国环境科学. 2025, 45(5): 2780-2791.

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利用天然红土(RC)和700℃煅烧的红土(CRC-700)分别联合沉水植物苦草(VS)和金鱼藻(CD)形成处理组,拟探究一种能有效控制沉积物磷(P)释放的处理技术.结果表明,VS+CRC-700对沉积物P的释放和去除效果高于其他处理组,相比对照组上覆水中溶解性活性磷(SRP)从1.38mg/L降至0.024mg/L,对不同层沉积物Fe (Ⅱ)-P和铁铝态结合磷(CDB-P)分别最多降低94和488.03mg/kg,同时对沉积物P固定作用明显,不同层沉积物中Ca-P含量最多增加182.78mg/kg.相比对照组VS+CRC-700能提高沉积物微生物群落丰度,增加5403.减少变形杆菌和拟杆菌相对丰度,分别减少了16.56%和33.33%.这些结果都表明,VS+CRC-700可视为一种廉价且具有潜力的高效P污染水体水质改善技术,应用控制弱水动力条件下水体的沉积物P释放.

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太行山-燕山地区植被覆盖时空异质性及其驱动力

王敏丽, 张慧聪, 董丽瑶, 李佳蕊, 庞娇, 闫丰, 何玲

中国环境科学. 2025, 45(5): 2792-2805.

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太行山-燕山地区是京津冀重要的生态屏障区,探究其植被生长的时空格局和影响因素对生态保护修复等决策的实施具有重要意义.依托谷歌地球引擎(GEE)获取MOD13A2.061NDVI数据集并进一步计算核归一化指数(kNDVI),采用Theil-Sen Median法、变异系数法和Hurst指数法等方法分析太行山-燕山地区植被覆盖的时空异质性特征,进而采用参数最优地理探测器法(OPGD)厘清了其时空分异的多元驱动机制.结果表明:2001~2020年研究区kNDVI的变化春夏秋三季呈缓慢上升的趋势,而冬季具有下降趋势,kNDVI年均值空间分布上呈"北部和南部高,中部低"的特点,空间差异性较大;kNDVI增加区域(66.36%)大于减少区域(33.64%),弱反向持续性和弱正向持续性并存,两者区域面积占比高达99.26%,近80%的区域kNDVI波动性在中等及以下水平;OPGD结果显示,驱动太行山-燕山地区kNDVI变化的主要因子有蒸散发量、地表温度、土地利用类型、土壤类型和植被类型(q值均大于0.20),地表温度与年平均气温和地表温度与累计降水的交互作用解释力更是超过了0.50和0.47.蒸散发量在(634mm,814mm]区间、地表温度在[5.2,11.2]℃℃区间和城镇人口在(21.6万人,28万人)区间时,kNDVI表现更高.

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黄河水下三角洲表层沉积物汞(Hg)分布特征及其影响因素

车新颖, 刘明, 王飞宇, 陈竟博, 孙学诗, 范德江

中国环境科学. 2025, 45(5): 2806-2815.

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基于对黄河水下三角洲表层沉积物的物质组成和汞(Hg)含量的分析,以期了解黄河水下三角洲Hg分布特征及影响因素.结果表明,黄河水下三角洲表层沉积物中的Hg含量介于15.09~53.11μg/kg,平均含量为36.32μg/kg,相较于其他国内外海域较低.沉积物中Hg含量由岸向海呈现“低-高-低-高”的间隔分布,切变锋位置和外海细颗粒沉积区Hg含量出现峰值,南部靠近莱州湾区域沉积物中Hg含量也较高.Hg以自然来源为主,同时受人类活动排放的影响.水动力条件对沉积物中Hg的分布有显著的控制作用,Hg倾向于在细颗粒沉积物中富集,河口的“过滤器”效应尤其是切变锋的作用显著影响了Hg的空间分布和向远海的迁移.沉积物中Hg的分布还与有机碳、碳酸盐矿物和铁锰氧化物等其在沉积物中的赋存载体有关,一方面,这些赋存载体直接与Hg结合影响其在沉积物中的分布,另一方面这些赋存载体还会影响沉积物的性质进而间接影响Hg的分布.

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四湖总干渠溶解氧季节性异常特征与成因分析

黎睿, 汤显强, 胡艳平, 王丹阳, 郭栋帆, 翟文亮, 杨勇

中国环境科学. 2025, 45(5): 2816-2826.

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平原水网地区水体溶解氧(DO)偏低已成为一个普遍的现象.为揭示平原水网地区溶解氧异常成因,以全国最重要的淡水养殖区汉江流域四湖总干渠为例,分析了2010~2023年四湖总干渠水质时空变化规律,调查监测了四湖总干渠DO、水体和沉积物中营养盐空间分布特征,采用随机森林模型等方法分析了水温、氨氮及流量等参数对水体溶解氧的影响.结果表明:四湖总干渠水体溶解氧(DO)存在明显的季节性波动,年内呈“V”型分布,汛期DO浓度相对较低,非汛期基本满足地表水Ⅲ类水要求.2021年四湖总干渠水体缺氧(DO<2mg/L)状况突出,运粮湖、新河村和新滩断面年缺氧天数分别为79,116和96d.汛期四湖总干渠在中上游河段存在明显的低氧区,DO浓度仅为2.61~3.22mg/L.自2010年以来四湖总干渠水质长期处于Ⅳ~劣Ⅴ类,主要超标因子为DO、高锰酸盐指数、氨氮、总磷.四湖总干渠沉积物总氮含量为857.70~2846.87mg/kg,TP含量为545.99~2475.59mg/kg,沉积物处于轻-中度污染状态,支渠污染重于干渠.随机森林模型能够较好的预测水体DO,拟合系数R²达0.995,均方根误差RMSE仅为0.2085.随机森林模型分析表明水温对DO影响相对重要性均超过35%,其他影响因素依次为pH值、氨氮、电导率、浊度、流量等.为改善四湖总干渠DO汛期异常状况,需加强流域系统治理,改善虾稻和水产养殖排水水质,优化泵站调度运行方式.

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可见光/棓酸协同Fe³⁺活化高碘酸盐降解磺胺嘧啶

梁卉, 晏彩霞, 张悦, 陈雅冰, 丁明军, 王鹏, 聂明华

中国环境科学. 2025, 45(5): 2827-2838.

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针对目前Fe²⁺/高碘酸盐(PI)体系难以持续有效,且仅适用于酸性条件的缺陷,开发了可见光(VL)和棓酸(TA)协同Fe³⁺活化PI体系.结果表明,VL联合TA可加速Fe³⁺/Fe²⁺之间的循环,显著增强活化PI的性能.VL/TA/Fe³⁺/PI体系在30min内可实现磺胺嘧啶(SD)的完全降解,且在中性和酸性条件下效果更优.水中常见阴离子如Cl^-、NO₃^-和SO₄^2-对体系降解SD影响较小,但HCO₃^-的存在显著抑制了SD的去除,而腐殖酸(HA)则表现出促进作用.通过淬灭实验及电子顺磁共振分析,发现羟基自由基(HO·)和单线态氧(¹O₂)是体系中降解SD的主要活性物种.基于质谱分析鉴定出的6种降解中间产物,提出了SD三种可能降解路径.以萝卜作为毒性评估模式植物,表明SD污染水体经体系修复后的毒性显著降低.同时,体系在不同实际水体中均表现出优异的处理效能.此外,体系对天然水体中普遍存在的多种典型新污染物都具有良好的降解效果,展示出广阔的应用前景.

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覆膜年限对花生田土壤微塑料赋存特征的影响

胡春光, 卜嫣茹, 王学霞, 刘君, 宗海英, 王芳丽, 井永苹, 宋宁宁

中国环境科学. 2025, 45(5): 2839-2848.

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分析了不同覆膜年限(4~19年)对花生田土壤微塑料赋存特征的影响.结果表明:随着覆膜年限的增加,土壤中微塑料的丰度值呈现增长趋势,覆膜19年与覆膜4年相比,微塑料的丰度在660~3150个/kg之间变化;小粒径微塑料的丰度(<2mm)随着覆膜年限和土壤深度的增加而增加,长期连续覆膜促使微塑料向更深层土壤渗透,具体表现在20~30cm土层中的小粒径微塑料占据了49.9%;不同覆膜年限和不同土层深度的采样点中,微塑料颜色以透明色为主,其次是黑色、绿色和紫色,而红色等其他颜色所占比例相对较低;微塑料形态类型涵盖纤维状泡沫状、薄膜状、碎片状及颗粒状,其中纤维状占据主导地位;此外,微塑料的聚合物类型呈现多样化特点,主要由PE (聚乙烯,34.2%)、PP (聚丙烯,17%)、PS (聚苯乙烯,16.3%)构成.综上,覆膜年限的增加显著影响了土壤中透明微塑料的占比,对微塑料和聚合物类型影响不显著.

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紫外/O₃/过硫酸盐降解氯霉素的性能研究

常涛, 鲁仙, 吴文芳, 丁磊, 赵志淼, 张饮江

中国环境科学. 2025, 45(5): 2849-2856.

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采用UV/O₃/PS工艺对氯霉素进行降解实验,研究了UV/O₃/PS联合工艺、UV/PS、O₃/PS及UV/O₃工艺对CAP的降解特性,分析了反应体系中主要活性自由基对氯霉素降解的贡献,分别考察了PS浓度、O₃浓度、pH值以及常见无机阴离子和天然有机物对降解的影响,探究了CAP的降解路径及消毒副产物的生成潜能,并计算了UV/O₃/PS工艺的能耗大小.结果表明,UV/O₃/PS联合工艺在60min时对氯霉素的去除率为90.41%;¹O₂、HO·和SO₄^·-为反应体系中3种主要的活性物种,其对氯霉素降解的贡献率依次为53.85%、25.64%和12.82%;PS和O₃浓度的增加有利于CAP的降解,碱性条件可促进CAP的降解,共存的Cl^-、HCO₃^-及腐殖酸对CAP降解存在抑制作用;氯霉素在UV/O₃/PS反应体系中降解机理主要包括羟基化、氨基氧化、C-N键断裂等步骤;CAP预氧化处理后其三氯甲烷和三氯乙腈的生成潜能显著增加,三氯甲烷生成潜能由30.35μg/L增加至48.08μg/L三氯乙腈生成潜能由12.31μg/L增长至20.97μg/L,能耗分析结果表明UV/O₃/PS工艺具有较好的综合效益.

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金属纳米材料对细菌耐药的影响及其机制研究进展

龙琳, 朱琳, 汤惠茗, 汪美贞

中国环境科学. 2025, 45(5): 2857-2864.

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抗生素耐药性是21世纪人类面临的最严峻的公共健康问题之一.金属纳米材料因其优良的生物杀灭能力和可调节特性,被视为后抗生素时代应对细菌耐药的有效武器.然而,近年来有研究表明,细菌不仅对纳米材料本身可产生抗性,同时这些纳米材料反过来也会影响细菌的生理特性,导致其对抗生素的耐药性增加.综述了金属纳米材料暴露引起的细菌对抗生素耐药性的变化,并从纳米材料与细菌细胞之间的相互作用、细菌基因突变和抗性基因的传播扩散等方面探讨其作用机制.旨在为开发新型纳米抗菌剂提供理论基础,促进纳米材料在抗菌领域的应用,以应对全球耐药性挑战.

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CoFe₂O₄@MoS₂活化PMS降解环丙沙星的产物及毒性分析

王杰, 马梦杰, 谢鹏飞, 章慧娟

中国环境科学. 2025, 45(5): 2865-2874.

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利用实验室制备的CoFe₂O₄@MoS₂活化过一硫酸氢盐(PMS)降解水中的环丙沙星(CIP),SEM及XRD的表征结果证明了CoFe₂O₄@MoS₂的成功制备.降解结果表明,CoFe₂O₄@MoS₂/PMS体系中CIP的去除率在120min达到74.38%,高于单独的CoFe₂O₄@MoS₂以及PMS体系之和,证实了CoFe₂O₄@MoS₂对PMS的活化能力.淬灭实验结果表明CoFe₂O₄@MoS₂/PMS体系中的主要的氧化活性物种为^·OH、SO4^·-以及¹O₂,且SO₄^·-和¹O₂对CIP的降解起主要作用.通过密度泛函理论并结合HPLC分析,得到8种可能的中间产物并提出了CIP可能的两种降解路径.T.E.S.T程序对降解产物的环境风险的评价预测结果显示,和母体相比,大部分产物的急性毒性降低、致突变性减弱、生物累积性和发育毒性降低,生态毒性明显降低.此外,4次循环后CoFe₂O₄@MoS₂/PMS体系对CIP的去除率仍能达到60.04%,且XRD结果显示反应前后催化剂的晶体结构变化不明显,说明了催化剂的高效稳定性.

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三峡水库高水位运行期典型支流库湾溶存CH₄空间异质性

张鑫毅, 刘佳, 肖尚斌, 陈敏, 康满春, 杨正健, 纪道斌, 孟江槐, 李鸿

中国环境科学. 2025, 45(5): 2875-2883.

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为探讨三峡水库高水位运行时期,长江干流倒灌对支流库湾溶存CH₄分布的影响,以库区三条典型支流:小江、大宁河、神农溪库湾为研究对象,采用新型快速水-气平衡装置(FaRAGE)耦合温室气体分析仪对水体溶解甲烷(CH₄)浓度进行空间监测.结果表明,不同支流库湾的CH₄浓度存在差异,平均CH₄浓度分别为小江(0.06±0.02)μmol/L、大宁河(0.17±0.12)μmol/L、神农溪(0.16±0.14)μmol/L,且表现出不同的空间异质性.小江库湾溶解CH₄浓度呈现出中游表层高底层低的分布特征,上下游则呈现底层浓度高于表层的规律.大宁河库湾与神农溪库湾的CH₄分布相似,均表现为上游浓度高于下游,且底层浓度高于表层.三条支流库湾自身的环境因子影响溶解CH₄浓度的分布规律,而干流倒灌形成的异重流,不仅稀释库湾的溶解CH₄浓度,还通过影响支流库湾的水文水动力过程间接改变库湾溶解CH4浓度的时空分布,这种综合作用揭示了库湾生态系统中CH₄产生与消耗的复杂动态过程,对于理解和预测库湾温室气体排放具有重要意义.

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中国食用原料林苗木生产系统碳排放及活动足迹评估

刘倩文, 赵梅芳, 郭飞, 付军, 康鹏, 谭一波, 郑威, 孙孟德, 韦兰英

中国环境科学. 2025, 45(5): 2884-2896.

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在全球气候治理与"双碳"战略协同推进背景下,林业碳汇体系建设亟需突破苗木生产环节的碳计量瓶颈.食用原料林苗木对改善生态环境和提高经济收入具有重要意义,估算苗木生产的碳足迹对于评估林业碳汇至关重要.以典型食用原料林8cm×12cm八角容器苗为研究对象,,建立一个基于过程的生命周期清单(LCI)数据集,并构建生命周期评价(LCA)模型.通过调查广西现有八角育苗基地的原始数据,计算苗木生产从种子采集到苗木运输至零售商三个阶段产生的碳排放.结果显示,一株八角苗木一年产生的全球变暖潜势(GWP)为0.145kgCO₂e,其中能源消耗(57.2%)和物料投入(28.8%)为主要排放源,分别集中于电力消耗(占能源排放75.9%)和水资源利用(占物料排放60%).在八角苗木生产活动中,田间容器苗阶段的灌溉活动是影响其GWP的主要因素(0.07kgCO₂e/株).敏感性分析显示能源消耗的变化对碳足迹影响最大(0.804),其中大部分来自于柴油(42.4%).结果表明,优化清洁能源替代、实施精准水肥管理等可降低苗木生产过程中碳排放,对推进食用林产品碳标签制度建设和林业碳中和进程具有实践指导价值.

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亚心形扁藻运动参数对海水中重金属响应特征

安莉莎, 殷高方, 甘婷婷, 赵南京, 谭小璇, 王涛, 黄朋

中国环境科学. 2025, 45(5): 2897-2904.

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现有海洋污染的生物毒性检测方法均存在毒性响应时间长,难以实现海洋污染物快速响应难题.以具有能动性的海洋微藻亚心形扁藻为受试生物,研究了其运动性对海洋典型重金属污染物汞(Hg)和铬(Cr)的毒性响应性能,以期为建立海洋生物毒性快速检测方法提供依据.结果表明:2h内,亚心形扁藻的运动参数,包括运动方式、运动能力和游泳速度对0.075~2.5mg/L Hg和0.1~3mg/L Cr均产生了明显的响应,运动性参数与两种重金属浓度间都呈现良好的剂量-效应关系;基于不同运动性参数获得Hg和Cr的2h-EC₅₀值分别为0.63~2.38mg/L和0.60~2.49mg/L;总体上,不同运动参数中曲线运动速度(VSL)对重金属Hg和Cr毒性具有最灵敏的响应,以VSL为响应指标获得的Hg和Cr的2h胁迫下的半抑制浓度值(2h-EC₅₀值)分别为0.63和0.60mg/L.上述结果与传统毒性试验(包括微藻72h生长抑制试验、24~48h光合抑制试验和96h鱼类死亡试验)结果均具有可比性,且毒性响应时间大大缩短,表明微藻运动性作为一种新型生物测试指标可以对海洋重金属类污染物毒性进行快速、有效评价.

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职业砷暴露工人尿砷代谢产物与Dicer表达的关联及Dicer在细胞增殖中的作用

蒋成兰, 李舒婷, 江金鋆, 杨雪飞, 路大艳, 何越峰

中国环境科学. 2025, 45(5): 2905-2912.

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探讨在体内和体外砷与Dicer表达的关系及Dicer在细胞增殖中的作用,体内实验选择云南某高污染砒霜厂工人作为砷暴露组,附近村庄无砷接触史的居民作为对照组,检测尿液中不同形态砷含量、外周血中Dicer mRNA表达水平.结果表明,与对照组相比,砷暴露组尿中外周血中Dicer mRNA的相对表达水平显著升高,Dicer mRNA表达水平与尿中无机砷、一甲基胂酸、二甲基胂酸呈正相关.体外实验以不同浓度(1.5,3,4.5μmol/L)的亚砷酸钠及4.5μmol/L的一甲基胂酸、二甲基胂酸、亚砷酸钠处理人上皮支气管细胞16HBE,检测Dicer mRNA和蛋白表达;敲低16HBE细胞内Dicer表达水平,检测细胞活力和增殖,结果表明,16HBE细胞中Dicer mRNA和Dicer蛋白表达水平在3,4.5μmol/L组均显著高于对照组,在一甲基胂酸组和二甲基砷酸组无变化.敲低Dicer抑制细胞活力和增殖,敲低Dicer和亚砷酸钠联合作用下,细胞增殖率下降更多.

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纤细裸藻对原始和铜掺杂碳点的生理代谢响应

马平佳, 蔡康丽, 王鑫伟, 李梅

中国环境科学. 2025, 45(5): 2913-2925.

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为明确新型纳米材料碳点的潜在生态风险,探讨了淡水微藻纤细裸藻(Euglena gracilis)在原始碳点(CDs)及Cu-N掺杂碳点(Cu-CDs)暴露下的生理响应及其作用机制.结果表明:碳点对纤细裸藻生长的影响呈现“先促进后抑制”的模式,与CDs相比,Cu-CDs对微藻的光合作用和抗氧化系统影响更为显著.1mg/L和10mg/L的Cu-CDs处理均导致微藻光合色素积累及光反应系统Ⅱ活力下降,而在CDs暴露下,仅10mg/L组的光合色素含量出现显著变化.此外,CDs和Cu-CDs对超氧化物歧化酶活性的最大抑制率分别达到62.52%和78.35%.代谢组学分析进一步证实,Cu-CDs诱导了更强的代谢响应,其中脂质代谢通路差异最为显著,表明细胞膜稳定性受到破坏.氨基酸代谢及光合作用代谢通路的紊乱可能与氧化应激密切相关.CDs和Cu-CDs主要通过丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢途径,以及糖酵解/糖异生途径影响纤细裸藻的能量代谢.因此,光合系统及抗氧化系统的损伤可能是碳点毒性作用的主要机制.

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风力发电及储能系统碳足迹分析

陈雅禾, 丁宁, 白孝轩, 李朋, 李超, 杨建新

中国环境科学. 2025, 45(5): 2926-2931.

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采用生命周期评价方法,核算我国典型风力发电及储能系统碳足迹,以揭示其不同生命周期阶段的碳减排潜力.结果表明,我国风力发电及储能系统的碳足迹为8.44gCO₂/(kW·h),其中组件制造阶段的碳足迹贡献最大,为6.25gCO₂/(kW·h),占整个系统碳足迹的74.05%.而系统建设、运营维护和废弃处理处置阶段的碳足迹分别为1.04,1.91,-0.74gCO₂/(kW·h).通过系统边界调整分析,发现在原有的发电系统上增加储能系统可以降低系统的总电力碳足迹.

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典型污染场地风险管控技术的全生命周期碳足迹核算与评价

张静宇, 周玲莉, 周静妍, 吴文成, 吴颖欣

中国环境科学. 2025, 45(5): 2932-2940.

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以华南地区某典型重金属污染场地为案例,采用排放因子法和生命周期影响评价法,对固化/稳定化+阻隔回填技术的全生命周期碳足迹进行核算与量化评估.结果表明,固化/稳定化+阻隔回填的碳排放强度为0.190t CO₂/m³污染土.主处理、场地建造和阻隔回填是最主要的碳排放单元过程,分别占总碳排放的33.7%、32.7%和31.9%;关键碳排放来源为混凝土和固化/稳定化药剂的生产,分别占总碳排放的51.9%和33.4%.本案例综合环境影响评分为84.3kPt,风险管控实施过程对人体健康的影响最大,主要的贡献因素是工程施工造成的细颗粒形成和全球变暖.

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新质生产力对绿色创新效率的影响机制与空间溢出效应——来自中国284个地级及以上城市的经验证据

石柔刚, 徐维祥

中国环境科学. 2025, 45(5): 2941-2951.

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基于中国2012~2022年284个地级及以上城市面板数据,利用固定效应模型、调节效应模型和广义嵌套空间模型,研究新质生产力对绿色创新效率的影响及城镇化在这一过程中所发挥的调节作用.结果表明:(1)新质生产力能显著提升绿色创新效率,该结论在一系列稳健性检验后仍然成立.(2)新质生产力对绿色创新效率的促进作用在东部地区最为显著,中部地区次之,西部地区尚不明显.(3)城镇化在新质生产力提升绿色创新效率的过程中发挥着积极的调节作用.(4)新质生产力能够产生正向的空间溢出效应,有效提升邻近地区的绿色创新效率.因此,建议积极培育新质生产力,因地制宜优化创新环境,大力推进绿色城镇化进程,构建高效的区域合作机制,以充分激发新质生产力的潜能,加快经济社会绿色转型.

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环保自主验收行政处罚案件量化分析——基于自主验收监管执法和环境质量相关性的视角

刘牧远, 杨雾晨, 张健, 隆重, 田蕴, 钟黄蓉

中国环境科学. 2025, 45(5): 2952-2960.

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为研究自主验收制度对于监管执法的支撑作用,量化分析自主验收监管执法对于区域环境质量的影响,本研究不完全统计了自主验收制度实施后2018~2023年间全国47870件自主验收行政处罚案件,结合同期全国大气、水环境质量,模拟自主验收监管执法对13个被多次通报地市环境质量较差的省份的环境质量影响.研究发现,将自主验收案件占比纳入模拟的预测值和环境质量通报频次显著相关,拟合优度达到0.8051,而不考虑自主验收行政处罚占比的预测值与环境质量通报频次不具有相关性,针对自主验收事项的行政处罚对于提升整体生态环境质量的效果可能高于宏观、一般行政处罚.案情分析发现,对自主验收“弄虚作假”案件的处罚额与其他自主验收案件处罚额没有明显差别.法理分析发现,自主验收和排污许可制存在一定功能重叠,但在监管对象和监管内容上两者仍有明显差异.

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