中国环境科学

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中国环境科学. 2025, 45(10): 0-0.

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艾比湖流域2010~2023年沙尘暴时空变化及驱动因素研究

王陈伟, 张小啸, 薛一波, 周杰, 雷加强, 李生宇

中国环境科学. 2025, 45(10): 5329-5337.

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以新疆艾比湖流域为研究区,基于气象站点观测数据、ERA5-Land再分析数据及Landsat遥感影像等多源数据,探究流域内沙尘暴的时空变化特征,并通过广义灰色关联度分析模型定量评估地表风速、土壤湿度和植被覆盖对流域内沙尘暴发生日数的影响.结果显示:2010~2023年间艾比湖流域沙尘暴日数呈现波动上升趋势(+0.08d/a),其中2010~2014年增速显著(+0.60d/a),2014~2017年短暂下降(-0.70d/a),2018年后恢复增长态势(+0.31d/a);春季为沙尘暴高发季节,夏秋季次之,冬季无沙尘暴天气记录;空间分布上,精河站为近14a沙尘暴高频中心;相较20世纪末,各气象站点年均沙尘暴日数标准差下降88.42%,表明区域差异性显著降低.地表风速是艾比湖流域沙尘暴的首要驱动因素;土壤湿度的影响次之,并呈现季节性时滞效应;相较于地表风速和土壤湿度,植被覆盖对沙尘暴发生日数的影响相对有限.

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内蒙古沿黄流域城市群PM_2.5区域输送及源解析

王嘉敏, 杨文柱, 焦燕, 闫颖超, 田莉, 袁小冬

中国环境科学. 2025, 45(10): 5338-5356.

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为探究呼和浩特市和乌海市夏冬季细颗粒物(PM_2.5)的组分变化规律和污染特征及其区域输送.获取了大气超级站2022年6~8月、12月和2023年1~2月两个城市PM_2.5及其水溶性离子、有机碳(OC)及元素碳(EC)、金属元素等化学组分的浓度和气象数据,并根据正定矩阵因子分解(PMF)模型和后向轨迹(HYSPLIT)模型对其来源和输送路径进行解析.结果表明, 两个城市PM_2.5质量浓度冬季>夏季,且同一季节PM_2.5质量浓度乌海市>呼和浩特市; 两个城市PM_2.5在冬季和夏季偏碱性,且呼和浩特市夏季颗粒物碱性强于乌海市,在冬季碱性弱于乌海市;两个城市PM_2.5中K、Mn、Cu、Ba、Ti、K⁺、Cl^-含量在冬季>夏季,说明两个城市冬季受生物质燃烧、燃煤排放和机动车尾气排放影响较大;呼和浩特市夏季PM_2.5主要来源有:燃烧源、二次无机源、工业源、土壤扬尘源、机动车与道路扬尘混合源,冬季PM_2.5主要来源有:燃煤源、生物质燃烧源、二次无机源、土壤扬尘源、机动车与道路扬尘混合源、机械磨损源;乌海市夏季PM_2.5主要来源有:燃烧源、二次无机源、工业源、土壤扬尘源、机动车源、道路扬尘源,冬季PM_2.5主要来源有:燃烧源、二次无机源、工业源、土壤扬尘源、机动车与道路扬尘混合源、机械磨损源.呼和浩特市夏冬季均以二次源为主;乌海市夏季以机动车与道路扬尘混合源为主,冬季以二次无机源为主;呼和浩特市夏季主要受到来自山西省南部、陕西省北部以及蒙古国南部地区的气流影响,潜在源区为山西省南部、河北省南部、河南省北部等地区,乌海市夏季主要受到来自新疆东部、阿拉善盟、陕西省南部以及巴彦淖尔市等地区的气流影响,呼和浩特市和乌海市冬季均受到来自阿拉善盟和境外蒙古国南部地区的气流影响,不同的是乌海市冬季PM_2.5传输还受到来自新疆北部地区的气流影响,其中呼和浩特市冬季潜在源区为本地及包头、巴彦淖尔市、鄂尔多斯市、阿拉善盟东北部、蒙古国偏南区域,乌海市夏冬季潜在源区为新疆东部、河西走廊地区、阿拉善盟、鄂尔多斯市、乌兰察布市、乌海市本地.研究结果为沿黄流域典型城市大气污染防控提供数据支撑.

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大落差山地边界层方案的订正及臭氧模拟

罗才桂, 樊晋, 刘梦璇, 颜廷昱, 苏有琦, 李茂善, 张小玲

中国环境科学. 2025, 45(10): 5357-5366.

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通过在大落差山地开展边界层湍流脉动量观测,基于观测数据对一阶非局地边界层方案进行本地适用性订正,并评估订正后对臭氧的模拟性能.结果表明: 订正方案显著缓解了区域地面臭氧浓度的低估问题,将模拟偏差由−5.14×10^-9降低至−2.32×10^-9,其中臭氧平流与化学过程为改善的主要驱动因素.通过修改YSU (Yonsei University)边界层方案中的最小湍流扩散系数,不同下垫面高空臭氧浓度呈现出平流与垂直混合过程的相反贡献特征,揭示了大落差山地与毗邻平原在不同高度层臭氧输送机制的显著差异.研究成果为复杂地形区域边界层参数化优化与臭氧模拟精度提升提供了理论依据与方法支撑.

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渗滤液处理过程中微生物气溶胶污染分布特征及健康风险

王炳鹏, 杨文雨, 王文雨, 李雅慧, 王亚楠, 王华伟, 孙英杰, 陈列骏

中国环境科学. 2025, 45(10): 5367-5377.

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为明确渗滤液处理过程中生物气溶胶的污染特征与潜在健康风险,研究了渗滤液典型处理工艺(两级A/O+MBR膜处理+DTRO深度处理)各处理单元可培养微生物气溶胶的浓度与粒径分布特征及微生物群落组成,并评估了渗滤液处理过程中释放的气溶胶及典型气载致病菌对职业暴露人员的健康风险.结果表明:渗滤液处理过程中,可培养微生物气溶胶浓度整体呈现出随着渗滤液处理工序的进行(COD浓度不断降低)生物气溶胶浓度降低的趋势,即调节池>生化车间>MBR车间>DTRO车间.全厂处理单元中粒径为0.65~2.1μm的细菌和真菌气溶胶分别占比26%~57%和11%~59%,具有下呼吸道侵入风险.随渗滤液处理工序进行,气溶胶中Bacillus丰度显著增加,Pseudomonas丰度显著降低.Bacillus极易气溶胶化,在生化车间、综合水池车间等区域占绝对优势,且主要分布在3.3~4.7μm和>7.0μm粒径范围.Alternaria是优势真菌属,在各单元丰度分布相对均匀,主要分布在>4.7μm的粒径范围.气载E. coli浓度在涉及渗滤液处理的点位显著高于办公区,且主要分布在1.1~2.1μm粒径范围内.气载S. aureus的浓度在各点位差异性较大,但浓度整体低于E. coli.气载S. aureus在除调节池以外的各点位年感染风险和疾病负担均超过基准值,对厂区工作人员的健康造成较大威胁.

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基于TROPOMI的华北地区CH₄浓度时空变化与数据对比

李梦圆, 李军, 陈伟, 解北京, 张成业, 丁雅欣, 黄月军

中国环境科学. 2025, 45(10): 5378-5389.

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甲烷(CH₄)作为短寿命、高增温潜势的温室气体,了解其浓度分布和变化对我国实现“双碳”目标至关重要.本研究利用Google Earth Engine平台和德国Bremen大学分别基于TROPOMI卫星生产的甲烷浓度产品,系统分析我国华北地区甲烷浓度的分布情况和变化规律,并对两种数据的质量进行对比分析.结果表明,自2019年至2023年,华北地区的甲烷浓度呈上升趋势,其中Offline Methane数据从1850.25x10^-9上升到1899.15x10^-9,增长48.90x10^-9;Level 2XCH₄数据从1860.13x10^-9上升到1909.60x10^-9,增长49.47x10^-9;天津市和河北省的甲烷浓度相对较高,内蒙古自治区的甲烷浓度相对较低;甲烷浓度异常高值主要分布在河北省和山西省;两种数据之间具有较高的相关性(r为0.92),与香河站数据的相关性均大于0.85,两种数据均能较好地反映地面甲烷浓度.Offline Methane数据可提供可视化下载和高空间分辨率,但数据缺失较多,实际应用中可以采用数据融合等方法进行插补;Level 2XCH₄数据空间分辨率较低但覆盖度高,可以根据研究区大小进行网格化处理,适合大区域研究.

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长三角臭氧污染天气分型及生成机制的过程分析

邓雯静, 席欣煜, 王俊杰, 黄渝瑄, 朱玉琦, 沈傲, 朱溢啸, 刘一鸣, 卢骁, 樊琦

中国环境科学. 2025, 45(10): 5390-5398.

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基于2017~2023年长三角地区臭氧污染观测数据,结合自组织映射(SOM)分型方法和WRF-CMAQ模式,系统探究影响该区域臭氧污染的典型天气型及气象因子异常特征.通过SOM分型,识别出6类典型天气型:槽前滞留型(32.65%)为夏季主要污染型,梅雨前期型(21.12%)集中于春夏交替时期,副高边缘型(18.95%)多发生在秋季,此外还包括弱低压型(12.56%)、高压前部型(9.13%)和反气旋型(5.6%).臭氧污染期间主要的气象因子呈现显著异常特征,具体表现为温度正异常、风速和湿度负异常以及辐射增强等,这些条件共同促进了臭氧的生成和累积.基于WRF-CMAQ模式结合过程分析方法对2017~2023年典型污染过程进行研究发现,在10月~次年4月的冷期,臭氧生成主要由温度和辐射异常驱动的光化学反应主导,其对臭氧生成的贡献率达到53%;而在5~9月暖期,臭氧污染还受到边界层内风速降低等动力过程影响,导致气相化学过程的贡献降至38%,水平传输的贡献则显著增加到26%.本研究阐明了不同天气型下气象因子与臭氧污染之间的物理化学关联机制,为长三角地区臭氧污染的精细化防控提供了科学依据.

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基于盒子模型的挥发性有机物(VOCs)氧化过程的碳平衡研究

叶芹文, 袁斌, 杨晓韵, 彭钰雯, 刘思利, 杨素霞, 宋永欣, 邵敏

中国环境科学. 2025, 45(10): 5399-5409.

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作为大气二次污染的关键前体物,挥发性有机物(VOCs)大气氧化机理十分复杂,目前模型模拟普遍存在VOCs转化过程的总碳质量难以闭合的问题.为了对VOCs氧化机理有更全面的认识,本研究基于零维盒子模型构建了拉格朗日模拟体系,采用6种广泛应用的大气化学机理,选取4种代表性VOCs物种和56种光化学评估(photochemical assessment monitoring station, PAMS)组合气团,系统开展了逐代氧化过程的碳平衡模拟与评估.研究结果表明,6种化学机理模拟均存在显著的碳质量缺失现象(7.5%~76%),且不同机理和不同组分间呈现明显差异.其中,MCMv3.3.1机理碳缺失程度最低且总碳质量开始缺失对应的OH暴露量最高.在单个物种氧化的碳平衡情况中,正戊烷的氧化过程中碳缺失最为严重,其次是甲苯的氧化过程.总碳质量缺失的发生主要与第一代产物的化学消耗和第二代产物的生成有关.本研究结果为完善有机物种氧化机理、提升化学机理完整性提供了重要科学依据.

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植物源挥发性有机化合物的排放特征及其对臭氧浓度的贡献

张欢, 石辉, 王会霞, 陈立军

中国环境科学. 2025, 45(10): 5410-5421.

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植物源挥发性有机化合物(BVOCs)是形成臭氧(O₃)的重要前驱物质,合理认识BVOCs对臭氧污染的贡献,对区域空气质量及环境管理具有重要意义,因此,本研究基于MEGANv3.2和CMAQ模型,结合WRF模拟气象场及MODIS叶面积指数(LAI)数据,估算了2023年陕西省域的BVOCs排放强度以及其对臭氧浓度的贡献.结果表明:WRF模拟的气温趋势和辐射精度满足区域气象输入需求,风速和湿度的可靠性尚需提升;CMAQ模拟的臭氧浓度与实测值具有显著相关性,但整体浓度偏低,经回归关系得到的修正系数1.15修正后与实测结果吻合.全省总BVOCs的平均排放强度为3.37t/(km²·a),高值区主要分布于陕南秦巴山区(5.77t/(km²·a))及延安市桥山和黄龙山(4.74t/(km²·a))等森林覆盖度高的天然林分布区;低值区主要位于榆林区域的草原地带(0.46t/(km²·a))、延安北部的森林草原过渡区域(0.97t/(km²·a))及关中盆地区域(2.21t/(km²·a)).BVOCs的排放强度具有明显的月变化和日变化特征.在年内7月份达到最高为0.99t/km²;在日内午时14:00达到最高为98.65kg/km².异戊二烯(ISOP)、单萜烯(TERP)和倍半萜烯(SESQ)是BVOCs的主要组分,分别占37.39%、28.49%和3.56%;其变化趋势与BVOCs相似.乔木和灌木是BVOCs的主要来源,分别贡献了51%和35%.7月BVOCs对陕西省域月均最大8h臭氧浓度的平均贡献率为9.9%,其中,异戊二烯和单萜烯分别占BVOCs贡献的60.5%和14.8%;10月BVOCs对月均最大8h臭氧浓度的平均贡献率降至3.1%.

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生物质热解烟雾衍生DOM在水铁矿表面的分子分馏特性

姚舒馨, 钟寅华, 徐忆欣, 张慧颖, 陈卫锋, 倪进治, 魏然

中国环境科学. 2025, 45(10): 5422-5434.

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为探明生物质热解烟雾衍生的溶解性有机质(BSDOM)在水铁矿上的分馏特征及机制,本研究选取3种生物质来源(杉木、水稻秸秆和苜蓿)的BSDOM开展水铁矿吸附实验,通过紫外、红外和三维荧光光谱等技术分析了分馏前后溶液中BSDOM的有机组成和分子变化特征.研究发现BSDOM主要由类蛋白物质(57%~75%)构成,吸附机制以阳离子-π相互作用为主.分子量大、高芳香性物质更易吸附在水铁矿上,且多酚类物质优先被吸附.酸性条件可增强水铁矿与BSDOM之间的阳离子-π相互作用和配体交换,有利于吸附.而在高pH值(10.0~12.0)下,多酚类和短波类蛋白物质的吸附比增加,归因于氢键作用,长波类蛋白物质和类腐殖酸的吸附比降低是由于静电斥力的增强.本研究从分子角度揭示了BSDOM在水铁矿表面的分馏特征,有助于深入了解BSDOM在地表环境中的跨介质环境行为.

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铜基LDHs衍生物SCR脱硝催化剂的研究进展

张巍, 张凯凯, 宋权斌, 尹艳山, 成珊, 宣艳妮, 阮敏, 刘涛, 周昭仪, 姚志豪, 李丹聪

中国环境科学. 2025, 45(10): 5435-5447.

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铜基层状双氢氧化物(Cu-LDHs)是一种由正电荷层板和层间负电荷阴离子构成的层状化合物,以其卓越的离子交换性、可调节的层间结构、独特的记忆效应、优异的催化活性和良好的热稳定性,在脱硝领域展现出巨大的应用潜力.因此,本文综述了Cu-LDHs衍生物催化剂在脱硝技术中的应用进展,从金属掺杂、载体负载和阴离子调控等多个角度,对Cu-LDHs衍生物SCR催化剂的类型进行了系统分类.探讨了Cu-LDHs衍生物在SCR系统中NH₃、CO和C₃H₆作为还原剂的反应机制.此外,详细阐述了Cu-LDHs衍生物催化剂在抗硫性能、抗水热老化性能和抗碱金属中毒性能方面的强化策略,旨在通过综合手段增强催化剂的稳定性和耐用性.最后,对Cu-LDHs衍生物的未来研究方向进行了前瞻性展望.

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CoFe₂O₄催化陶瓷膜活化过一硫酸盐去除水中典型抗生素

朱荣荣, 徐纪晓, 阮薇薇, 陈儒雅, 夏伊静, 冯华军, 丁养城

中国环境科学. 2025, 45(10): 5448-5458.

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为实现高效过滤并强化水中抗生素降解,采用浸渍烧结法制备了一种CoFe₂O₄修饰的平板陶瓷膜,并在死端过滤模式下对该陶瓷膜活化过一硫酸盐(PMS)去除氟苯尼考(FLO)等抗生素的性能进行了研究.结果表明,在pH值为6,PMS投加量为0.5mmol/L时,30min内该体系对10mg/L的FLO的去除率高达88%.此外,该体系对Cl⁻、NO₃⁻、HCO₃⁻和腐殖酸等共存物质表现出良好的抗干扰能力.利用CoFe₂O₄陶瓷膜/PMS体系循环降解FLO 7次后,该体系对FLO的去除率仍高达84%.机理研究表明,HO^•、SO₄^•−、O₂^•−和¹O₂是催化降解过程中的主要活性物种.对实际养殖废水的处理结果显示,该体系对COD和浊度的去除率分别为65.4%和99.3%,同时对废水中8种典型抗生素的去除率均达到80%以上,展现出巨大的应用潜力.

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天然磁赤铁矿赋磁的Bi₂WO₆材料制备及其光催化降解异丁基黄药的研究

刘波, 聂倩倩, 左霜霜, 崔云佩, 谢广元, 刘嘉友, 俞和胜

中国环境科学. 2025, 45(10): 5459-5470.

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将天然磁赤铁矿γ-Fe₂O₃用SiO₂纳米颗粒包覆后与Bi₂WO₆复合制备磁性光催化剂γ-Fe₂O₃@SiO₂/Bi₂WO₆,采用XRD,FESEM,XPS,VSM等方法对样品进行表征.VSM测试结果表明γ-Fe₂O₃@SiO₂/Bi₂WO₆具有磁性,可通过磁力回收复用.相较于Bi₂WO₆,γ-Fe₂O₃@SiO₂/Bi₂WO₆光催化降解异丁基黄药的性能略有下降,5%γ-Fe₂O₃@SiO₂/Bi₂WO₆在60min内仍能完全降解60mg/L的异丁基黄药,且TOC测试结果显示异丁基黄药废水的矿化程度为76.86%.5次循环实验结果显示γ-Fe₂O₃@SiO₂/Bi₂WO₆的催化活性几乎没有下降,异丁基黄药降解效率均保持在99%以上,且材料的回收率高达82.00%,证明了γ-Fe₂O₃@SiO₂/Bi₂WO₆的稳定性和可回用性.通过牺牲剂实验以及ESR测试表明·O₂^-是异丁基黄药降解过程的主要活性基团.最后,通过DFT计算确定了催化剂表面和黄药的活性位点分别是W原子和S原子.

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硫化时间对硫化氢硫化纳米零价铁颗粒表面性质及其脱氯效果的研究

李晓源, 邓一荣, 王贺丽, 吴俭, 陆海建

中国环境科学. 2025, 45(10): 5471-5479.

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以乙醇相硫化氢为硫化试剂,通过液相化学还原法制备了硫化纳米零价铁(S-nZVI-H₂S-Ethanol),并系统研究了硫化时间对其表面性质、电化学性能、抑氢性能及脱氯效果.结果表明,随着硫化处理时间的增加,表面生成鳞片状铁硫化合物(FeSx),颗粒比表面积显著增加,XPS分析表明,硫化处理处理时间的增加,颗粒表面Fe-S含量呈现先增加后降低的趋势,Fe-O含量则相反.电化学分析结果显示,S12h的S-nZVI-H₂S-Ethanol的电荷转移阻抗最小,腐蚀电位(-0.923V)最低,说明不同硫化时间的颗粒呈现不同的电子传输效率和还原能力.析氢实验表明,硫化处理显著抑制了析氢反应,析氢速率随硫化时间延长先降低后趋于稳定.三氯乙烯(TCE)脱氯实验表明,nZVI和S-nZVI-H₂S-Ethanol的脱氯反应均符合伪一级动力学模型,S2h、S12h和S24h的表观动力学常数(k_obs)分别为1.4/h、0.81/h和0.48/h,显著高于nZVI(0.025/h).通过β-消除反应和氢化反应影响降解过程中产物分布,降解产物主要为乙炔、乙烯、乙烷和长链烃(C₃-C₆).综上,乙醇相硫化氢硫化处理显著提升了nZVI的降解性能,不同硫化时间的S-nZVI-H₂S-Ethanol的颗粒表面性质及其脱氯效果研究为优化材料在环境修复中的性能提供了重要依据.

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锆基凝胶混凝剂除氟性能评价及机理分析

韦霜霜, 甘蕊, 张皓铭, 张淑娟

中国环境科学. 2025, 45(10): 5480-5488.

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系统探究了溶胶-凝胶法合成的锆基凝胶混凝剂(ZXC)混凝除氟的效能与作用机制.通过参数优化、共存基质影响和理化性质分析,得出ZXC在pH 4.0下的除氟效果最佳;ZXC的除氟性能显著优于聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铁(PFS)及钛干凝胶混凝剂(TXC),能在低投加量下将氟降至1.0mg/L以下,并且残余金属浓度低.ZXC除氟是“浓度依赖型多机制协同”过程,低浓度以配体交换为主导机制,随着氟浓度的升高,直接配位、共沉淀及缩聚等作用的贡献度增大. ZXC可将氟污染地下水、电镀废水和光伏废水氟浓度分别降至1.5mg/L以下,达到排放一级标准.本研究为工业含氟废水及高氟地下水的深度处理提供了高效可行的技术方案和指导.

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海藻酸钠/煤基碳光热小球处理高矿化度矿井水

李晓璐, 吴尚迪, 杨晨毅, 陈欢

中国环境科学. 2025, 45(10): 5489-5499.

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开发基于煤矿固体废物煤泥的光热材料处理高矿化度矿井水是同时实现矿区固废和矿井水资源化利用的重要手段.将煤泥煅烧和酸洗加工成具有良好光吸收和光热转换性能的煤基碳材料,在200~2500nm范围的光吸收率达95.0%,光照180s温度达55.1℃.通过在煤基碳材料中加入海藻酸钠,利用其与氯化钙交联反应,以碳酸氢钠作为造孔剂、聚乙烯醇作为稳泡剂,通过注滴法制备了一种耐高盐可自悬浮的球状蒸发器.测试不同前体物添加量下该蒸发器对高盐水的蒸发性能,结果表明:SA_2/1-MC₂具有较好的光热转换性能,在1kW/m²光照下对20.0wt% NaCl溶液的蒸发速率达0.97kg/(m²·h).将其用于高矿化度矿井水脱盐工艺中反渗透浓水的蒸发,蒸发速率达0.99kg/(m²·h),在连续10h运行后仍保持稳定,是高矿化度矿井水除盐的理想材料.

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硫氰酸盐胁迫下Anammox颗粒污泥脱氮响应机制

李佩瑶, 周鑫

中国环境科学. 2025, 45(10): 5500-5508.

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采用短期批量实验探究了SCN^-(0~500mg/L)添加下对厌氧氨氧化(Anammox)颗粒污泥系统的影响机制.结果表明:随着进水SCN^-浓度的提高,Anammox脱氮效率显著下降,总氮去除率从对照组的88.6%降至43.3%(500mg/L SCN^-);厌氧氨氧化活性(SAA)也呈现出快速下降趋势.非竞争型抑制模型确定了SCN^-对Anammox半抑制浓度(IC₅₀)为209.5mg/L.添加SCN^-后Anammox细胞分泌的EPS增高.PN/PS随着SCN^-增加而上升;SCN^-添加后,Candidatus Brocadia相对丰度明显降低,而Thiobacillus相对丰度急剧增高,微生物功能代谢途径丰度出现不同程度下降.研究结果可为处理含SCN^-的含氮废水Anammox工程应用提供理论基础.

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UV活化高碘酸盐降解合成尿液中药物类污染物的效能与机制

洪晓, 赵世荣, 钱雅洁

中国环境科学. 2025, 45(10): 5509-5516.

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构建了紫外活化高碘酸盐(PI, IO₄^-)的UV/PI体系(UV(10W低压,峰值在254nm),PI (5mmol/L)),并考察了该体系在尿液中降解药物的效能.结果表明,所选的12种药物类污染物(PhACs)在10min的去除率达到60%以上;在此基础上,进一步评估了尿液基质对UV/PI体系降解污染物的影响.在新鲜尿液基质中,尿素和柠檬酸盐可与体系中的自由基反应,进而抑制PhACs的降解,速率常数k_i值较UV/PI体系减小了约0.0083~0.0129s^-1;而Cl^-与自由基反应生成活性更低的活性氯物质(RCS)进而影响降解效率,速率常数k_i值减小了约0.0015~0.0056s^-1.在水解尿液基质中,尿素和柠檬酸盐被水解为NH₃和HCO₃^-,NH₃和HCO₃^-与自由基反生成活性氮物质(RNS)和CO₃·^-从而降解PhACs,UV/PI体系对PhACs的降解表现出显著的结构选择性.

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AnMBR-PN/A处理甲胺废水工况优化及能耗评价

邓萱, 陈松, 赵鹤翔, 杜博文, 杨俞, 付静薇, 李倩, 李玉友, 陈荣

中国环境科学. 2025, 45(10): 5517-5524.

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构建了厌氧膜生物反应器-部分硝化/厌氧氨氧化(AnMBR-PN/A)系统,研究其处理甲胺废水的工况并对实验效果与能耗、碳排进行评价.研究表明,AnMBR处理甲胺废水的最佳工况HRT为8h,PN/A段HRT为9h时,AnMBR-PN/A体系COD去除率超95%,总氮去除率超86%,出水氨氮浓度低于5mg/L,总氮浓度低于15mg/L,达到一级A标准.在最优工况下使用经验公式对体系的能耗和CO₂排放进行计算评估,与A²/O工艺相比,AnMBR-PN/A的净能量潜力为0.72,实现了部分能量的回收再利用,同时,AnMBR-PN/A产生的能源气体还具有显著的经济效益.综上,AnMBR-PN/A工艺具有节能减排与降低污水处理成本等多重优势,为实现环境与经济效益的双赢提供了有力支持.

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新型FeS@LH材料的制备及其活化过二硫酸盐(PDS)降解吡虫啉(IMI)的效能和机制研究

谢祎林, 董鲁钰, 王云飞, 张渺, 胡志欣, 王雪丽

中国环境科学. 2025, 45(10): 5525-5538.

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合成了一种新型铁基纳米复合木质素水凝胶(FeS@LH),并将其应用于过二硫酸盐(PDS)的活化.通过材料表征,发现该木质素水凝胶独特的三维(3D)结构有助于硫化纳米零价铁颗粒(FeS颗粒)的分散,增加FeS的暴漏位点.这种3D结构不仅为FeS、PDS和污染物提供了更多附着位点,还加速了FeS与PDS之间的电子转移,从而促进污染物降解.实验结果表明,FeS@LH在PDS活化方面表现出优异性能,在0.1g/L催化剂和1mmol/LPDS的条件下,120min内可完全降解10mg/L的吡虫啉(IMI).淬灭实验和电子自旋共振(ESR)光谱分析表明,在FeS@LH/PDS体系中,SO4·-和OH·是IMI降解的主要活性物种.此外,FeS@LH在存在无机阴离子和天然有机质(HA)的条件下仍能有效活化PDS降解IMI.通过液质联用(UPLC-MS-MS)系统鉴定了IMI的降解产物,并提出了两种可能的降解路径.毒性预测结果表明,IMI最终可转化为无毒产物.FeS@LH在3次循环测试后仍能保持一定的降解效率,同时表现出较低金属浸出特性.研究结果为开发高效降解农药类污染物提供了新的思路.

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强化电子传递Fe@C-MoS₂催化剂用于活化PMS降解ATZ

张如萍, 王永全, 叶荣斌, 苏畅, 刘丽华, 陆正义, 洪俊明

中国环境科学. 2025, 45(10): 5539-5549.

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利用抗坏血酸在水热条件下将四氧化三铁(Fe₃O₄)和二硫化钼(MoS2)复合制备增强电子传递的Fe@C-MoS₂,用于催化PMS降解阿特拉津(ATZ).当ATZ浓度为5mg/L,催化剂投加量为0.2g/L,PMS浓度为1mmol/L的条件下,反应35min后ATZ降解率可达84.6%.通过电化学实验和X射线光电子能谱(XPS)表征证明,Fe@C-MoS₂良好的催化性能归因于碳源诱导混合相MoS₂的生成,有效提高了催化剂的电导率,促进电子的快速转移.另外,通过生物毒性试验,以当地产蔬菜花椰菜为研究对象,评估了Fe@C-MoS₂/PMS体系降解后溶液作为农业灌溉用水的可行性,结果表明,降解后溶液对幼苗期花椰菜的存活个体数量与常规水源相比影响不大,对其生长水平无明显影响.

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A/O-MBR工艺处理典型规模化生猪养殖废水的运行效能分析

高超龙, 陈超, 杨小平, 隋倩雯, 桂双林, 闫冰, 刘志波, 郁达伟, 魏源送

中国环境科学. 2025, 45(10): 5550-5560.

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针对规模化生猪养殖废水化学需氧量(COD)、氨氮(NH₄⁺-N)、悬浮物(SS)浓度高以及可生化性差的问题,本研究采用“预处理-生化处理-深度处理”组合工艺,具体流程为“固液分离→厌氧发酵→缺氧/好氧(A/O)→膜生物反应器(MBR)”,系统分析了该组合工艺在夏季和冬季的进水水量、水质特征及其污染物去除效果,评估了处理过程中能耗和温室气体(Greenhouse gas, GHG)排放状况.结果显示,夏季出水平均COD(423.36mg/L)和总氮(TN, 52.81mg/L)显著低于冬季(711.21, 61.78mg/L),表明低温显著抑制该工艺处理效能;A/O单元为能耗核心,吨水能耗达7.65 (kW·h)/m³,占总能耗的56.48%;温室气体年排放总量为1364.41tCO₂-eq,排放强度为15.53kg CO₂-eq/m³,其中,去除单位质量COD和TN的排放强度分别为1.33kg CO₂-eq/ kg COD_removed和10.89kg CO₂-eq/kg TN_removed.进一步分析表明,能耗贡献了72.98%的碳排放总量,其次是脱氮过程氧化亚氮(N₂O)碳排放量(占比为25.99%).建议通过季节性工艺参数调控优化、多模式运行策略开发及在线监测技术集成,实现处理过程的精准控制,以实现节能降耗与低碳化运行目标.

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荧蒽对污泥和厨余垃圾厌氧共消化的影响机制

赵银兰, 秦芷怡, 严媛媛, 冯雷雨, 陈银广

中国环境科学. 2025, 45(10): 5561-5569.

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在探究荧蒽(Flu)对污泥和厨余垃圾厌氧共消化产甲烷效果的基础上,全面解析了Flu对厌氧共消化的作用机制.在适量浓度范围内(£50mg/kg TSS), Flu对厌氧产甲烷具有促进作用,当Flu为50mg/kg TSS时,共消化系统的甲烷产率达到最高[30.70mL/(gVSS×d)],是空白组的1.61倍.机理研究表明, Flu促进了水解、酸化和乙酸裂解产甲烷过程;提高了厌氧共消化系统中乙酸激酶(ACK)和辅酶F420活性,分别是空白组的1.30和1.43倍.微生物群落结构分析发现Flu不仅促进了与有机物水解和酸化密切相关的普氏菌属和毛球菌属微生物的富集,还提高了乙酸裂解甲烷化的甲烷八叠球菌相对丰度.宏基因组学进一步揭示Flu的存在提高了与糖酵解(HK, pfk和PK)、挥发性脂肪酸产生(por, ackA及buk)和乙酸裂解产甲烷途径(pta, ACSS1_2, cdhD和cdhE)中相关基因丰度,促进产甲烷.

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废旧磷酸铁锂电池中锂的选择性浸出研究进展

李亚楠, 安家君, 王磊, 王旭东

中国环境科学. 2025, 45(10): 5570-5584.

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本文系统介绍了化学氧化法、酸辅助浸出法、电化学法、高温焙烧法和机械化学法等多种锂的选择性浸出方法,比较了各自的优势与不足,并从技术经济和环境效益两方面分析.结果显示,化学氧化法在成本控制和操作灵活性方面具有优势,而电化学法则更具绿色环保特性.针对废旧磷酸铁锂的选择性回收,未来应开发出更高效、环保和经济的回收处理方案.这将为探索磷酸铁锂电池的选择性回收策略提供新的思路,促进经济、环境和技术的全面协同发展,进而构建新质生产力的良性循环体系.

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典型固体废物的XRF-XRD耦合光谱指纹特征识别

黄瑞潇, 卢永琦, 郑志敏, 杨玉飞, 杨金忠, 黄启飞

中国环境科学. 2025, 45(10): 5585-5595.

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针对常见的10类固体废物开展X射线荧光(XRF)与X射线衍射(XRD)实验,通过非参数检验提取固体废物的XRF与XRD指纹特征,并采用归一化的方式结合两种指纹特征形成XRF-XRD耦合光谱指纹特征,以三种指纹特征为数据集训练机器学习分类模型,发现随机森林模型分类识别效果最好,验证集分类精确度、召回率、准确率分别达98.0%、97.5%、97.6%,证实耦合光谱指纹特征分类效果优于单一光谱指纹特征.形成了固体废物XRF-XRD多维指纹特征提取方法,为固体废物指纹特征识别奠定方法基础.

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富里酸对淤泥堆肥中重金属赋存形态的影响

宋楚轩, 孙士权, 刘丽娟, 李雪凝, 周成宇, 杨岁芹, 孙聚龙, 张伟, 高阳, 周乐安, 飛田和義行

中国环境科学. 2025, 45(10): 5596-5606.

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为探究富里酸(FA)对淤泥调配生物质固废堆肥中重金属赋存形态的影响,以淤泥、秸秆与餐厨垃圾为原料进行为期44d的好氧堆肥试验,研究了添加100,200,400mg/kgFA对重金属的影响.结果表明,添加FA提高了堆肥的温度峰值、高温期持续时长、阳离子交换量(CEC)、挥发性固体(VS) 降解率、发芽指数(GI).同时,FA显著促进了重金属向残渣态转化,试验组的残渣态钴(RES-Co)、镍(RES-Ni)和铜(RES-Cu)含量分别较对照组提高11.0%~16.9%、4.1%~6.8%和0.8%~6.0%.通过促进溶解性有机物(DOM)中芳香族碳积累和特定菌群(如变形杆菌门、拟杆菌门)的富集,FA加速了堆肥腐殖化进程,提高了重金属钝化效果.GI、CEC、pH值和RES-Ni是影响微生物群落变化的主控因子.400mg/kg FA处理加速DOM腐殖化,优化微生物群落组成结构并促进重金属钝化的效果最佳.

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厨余垃圾高固发酵系统起泡关键EPS组分识别及微生物机制解析

管润, 李蕾, 叶文杰, 刘俊豪, 韩林沛, 彭绪亚

中国环境科学. 2025, 45(10): 5607-5618.

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为探究厨余垃圾高固厌氧消化系统的起泡特征胞外聚合物(EPS)及其微生物学机制,本研究在半连续式厌氧消化反应器中通过负荷扰动诱导起泡现象,系统考察了起泡进程中反应器各类参数及微生物群落结构的动态响应.结果表明:泡沫高度与溶解性EPS中的疏水性蛋白质,总EPS中的疏水性腐殖质及疏水性蛋白质均呈显著正相关,这三类物质为潜在的起泡特征EPS.微生物分析发现,Fastidiosipila,Rikenellaceae_RC9_gut_group,W5053和W5属的丰度与泡沫高度及特征EPS浓度显著正相关(P£0.05),指示它们是导致系统起泡的关键微生物.理化与生化参数的多元统计分析结果指示:随着负荷持续提升,累积的VFA刺激了Fastidiosipila,Rikenellaceae_RC9_gut_group,W5053和W5的增殖,随后它们大量合成特征EPS以应对环境胁迫;过量分泌的特征EPS定向排列于气泡表面,增强了液膜机械强度,减缓了气泡破裂.不同于其它特征微生物主要在液相中发挥作用,W5还可随气泡迁移至泡沫层,通过分泌疏水性腐殖质进一步促进泡沫稳定.本研究为厨余垃圾消泡策略的制定提供了理论基础.

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基于K-means聚类与PSO-BP神经网络的危险废物出口风险预警模型研究及应用

王兆龙, 彭雨卉, 姚沛帆, 孙峙, 张西华, 郑洋

中国环境科学. 2025, 45(10): 5619-5626.

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为提高出口风险预警的准确性和科学性,构建了一种基于K-means聚类与粒子群优化BP(PSO-BP)神经网络的危险废物出口风险预警系统.基于历史数据的多维指标,采用K-means聚类算法对危险废物出口风险进行分类,并运用PSO算法优化BP神经网络的初始参数,提高风险预测的精度和收敛效率.实验结果表明,K-means聚类的风险分类与专家标注的一致性达93.2%,证明该方法能够有效揭示数据的内在风险结构;PSO-BP神经网络的预测准确率达92.5%,均方误差降低至0.012,相较于传统BP神经网络,预测精度显著提升,训练收敛速度提高40%.基于上述模型,本研究开发了一套危险废物出口风险预警系统,实现数据采集、风险评估、模型预测与预警可视化等功能,并以30类危险废物为例验证了模型的实现与应用.结果表明,系统能够实时分析危险废物出口数据,依据风险预测结果提供动态预警,从而有效提升危险废物出口管理工作的科学性和效率.

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乌拉特矿山废弃地植被恢复斑块格局对土壤侵蚀的影响

张馨予, 查同刚, 张晓霞, 王冬, 张泽宇, 裴益乐

中国环境科学. 2025, 45(10): 5627-5638.

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以乌拉特前旗矿山废弃地为研究区域,基于人工冲刷试验,探究了植被恢复格局(空白对照、棋盘状、横条状与斜条状)与冲刷流量(3,4.5, 6L/min)对坡面土壤侵蚀特征及植被水土保持效益的影响.结果表明:径流量与泥沙量在植被恢复坡面降低,但随冲刷流量提高而增加.横条坡面径流量与泥沙量随冲刷流量提高增加幅度最小,总体坡面减流率(34.36%)与坡面减沙率(79.50%)最大,总体植被减沙量[35.09g/(min·m²)]最高.随冲刷进行,坡面产流率整体上升,不同格局坡面产沙率具有差异.植被斑块产沙率均显著低于坡面平均产沙率,且多数情况下为负值.横条坡面产沙率较为稳定,植被斑块产沙率最低[-13.02g/(min·m²)].除横条坡面外,坡面产沙率与产流率呈线性正相关.冲刷流量对径流量与产流率具有决定性作用,贡献率分别达79.37%与66.21%.植被斑块格局对侵蚀的影响高于径流.综上,横条格局是最适宜矿山废弃地水土保持的植被斑块格局,设计排水对该地土壤侵蚀防治极为重要.

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水量差异对再生水灌溉土壤耐药性传播的影响

张芷柔, 单馨, 陈海洋, 刘畅

中国环境科学. 2025, 45(10): 5639-5647.

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再生水是农业领域重要的灌溉水源,但再生水中含有抗生素抗性基因(ARGs),是潜在的污染源.再生水灌溉量对土壤耐药性水平的影响的相关研究报道较少.本文构建对照试验,结合宏基因组分析手段,对以上问题进行了对比分析.结果显示,在再生水-土壤灌溉系统中共鉴定出分属于27种类型的442种ARGs.再生水灌溉土壤中ARGs丰度增长了4.04%~28.62%,黏菌素类、β-内酰胺类、多药类等ARGs的丰度增幅最大.灌溉过程中,土壤ARGs丰度、多样性和风险性以及再生水贡献度均呈现出整体先上升后下降的波动变化过程,高灌溉量会强化土壤耐药性水平,这在灌溉中期尤为明显.但受土壤基质效应和恢复能力影响,灌溉量差异对灌溉土壤耐药性的影响并不显著(方差分析,P>0.1).网络分析和方差分解分析(VPA)结果显示,微生物群落是再生水灌溉土壤ARGs传播的主要影响因素,而高灌溉量提高了以整合子intI1为代表的移动遗传元件(MGEs)对ARGs传播的贡献度,这导致源特征显著弱化.研究结果可为再生水和土壤抗生素耐药性传播提供基础理论补充,为土壤抗生素耐药性风险防控和再生水利用提供科学指导.

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生物炭对厌氧稻田嘧菌酯降解的影响及其微生物群落变化

陈建均, 马健, 杨欣妍, 和锐敏, 卢颖林, 安玉兴, 李爽

中国环境科学. 2025, 45(10): 5648-5656.

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以华南稻田土壤为研究对象,通过构建微宇宙体系,研究了淹水稻田中添加甘蔗渣生物炭对嘧菌酯在土壤中的降解转化过程及其微生物群落结构组成的影响.结果表明,添加甘蔗渣生物炭(300,500,700℃)在培养前期(10d)能促进嘧菌酯降解(降解率32.42%~34.87%),高于未添加生物炭土壤的16.48%;在培养后期(50d)抑制其最终降解(生物炭处理组降解率为88.78%~89.76%,未添加生物炭处理组为98.77%),呈现先促进后抑制的变化.随着土壤中700℃生物炭(BC 700)的添加量增加,嘧菌酯降解的抑制效果越明显.同时还鉴定出嘧菌酯代谢物嘧菌酯酸.通过16S rRNA高通量分析体系中微生物群落结构组成,结果表明BC700的添加会降低土壤中微生物物种总数和丰富度.5%和10%生物炭添加量与原始土壤、3%生物炭添加量对比,热脱硫杆菌门Desulfobacterota相对丰度降低,Citrifermentans和芽孢杆菌属Bacillus的相对丰度提高,梭状芽孢杆菌属Clostridium_sensu_stricto_12的相对丰度减少.

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模拟实验研究城市公园土壤潜在N₂O排放对铅添加的响应机制

刘伟, 赵雯淑, 沈玉叶, 蒋文婷, 田琳琳, 王燕, 王敬, 蔡延江

中国环境科学. 2025, 45(10): 5657-5670.

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以亚热带典型城市公园土壤为研究对象,通过向土壤中添加不同浓度PbCl₂溶液(设置5个处理:Pb添加量分别为CK:不添加Pb的对照,Pb₃₀: 30mg/kgsoil,Pb₆₀: 60mg/kgsoil,Pb₁₂₀: 120mg/kgsoil,Pb₂₄₀: 240mg/kgsoil)后进行28d的室内培养实验,以模拟研究城市公园土壤潜在N₂O排放对不同Pb添加的响应机制.结果表明:Pb添加后28d内Pb₃₀~Pb₂₄₀处理的公园土壤N₂O累积排放量均显著高于CK,各处理土壤N₂O排放量均随外源Pb添加量和土壤Pb含量增加而呈线性增加;Pb添加14d后,城市公园土壤亚硝酸盐还原酶和N₂O还原酶的活性随土壤Pb含量增加分别显著增加和降低,共同导致土壤潜在N₂O排放速率随之显著增加;Pb添加14~28d内,土壤pH值随土壤Pb含量升高而显著降低,土壤pH值下降及Pb含量增加的综合作用对N₂O还原酶活性的抑制效应显著增强;上述过程的共同作用导致培养期内土壤N₂O累积排放量随Pb含量升高而显著增加.本研究表明含Pb污染物在城市公园土壤的累积会增加潜在N₂O排放风险,未来应重视含Pb污染物对城市公园土壤氮循环及其反硝化微生物的影响.本研究可为城市公园管理和土壤N₂O减排措施的制定提供科学指导.

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基于PSRB模型的农村黑臭水体整治效果和影响因素研究

陈晴空, 黄秦森, 况力, 杨肃博, 范剑平

中国环境科学. 2025, 45(10): 5671-5681.

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基于对重庆市50处农村黑臭水体整治项目调查的基础上,构建了“压力-状态-响应-效益”(PSRB)框架模型,从压力、状态、响应、效益四个维度筛选确定评价指标,形成了评价指标体系.对已整治完成6个月以上的堰塘、沟渠和河流3种类型黑臭水体的11个典型案例进行了评价,并跟踪评价了其中堰塘型黑臭水体在2023年6、8、10月的整治效果.结果表明,压力、状态、响应、效益各维度权重分别为0.27,0.21,0.36,0.16,权重较高的负向指标(C₁₁、C₁₄、C₂₄、C₃₆)多于权重较高的正向指标(C₃₁、C₄₁),即农村黑臭水体整治虽然得到了积极响应,但整治完成的水体仍存在较大压力,获得效益有限.11个典型案例中,10个案例的整治效果等级为“有效”,1个案例为“合格”.压力维度中“水域人口负荷较大”、“截污纳管破损”、“黑臭底泥残留”以及响应维度中“水体整治投资较高”、“运维管护执行力度不足”是对整治效果带来不利影响的主要因素.

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SAR与多光谱协同反演的三江源高寒森林碳储量优化

王雁鹤, 邢英梅

中国环境科学. 2025, 45(10): 5682-5694.

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以三江源自然保护区为研究区,创新性地提出了一套基于多源遥感数据协同反演的森林碳储量估测方法.研究首次将Sentinel-2红边波段与Sentinel-1 SAR数据进行深度融合.在模型构建方面,采用随机森林(RF)、梯度提升决策树(GBRT)、K最近邻(KNN)等算法进行对比分析,并引入递归特征消除(RFE)方法优化特征选择.研究结果表明:GBRT结合RFE特征选择的模型组合表现最优,其决定系数(R²)达0.84,均方根误差(RMSE)为3.50Mg/hm²;多源数据融合显著提升了不同森林类型的估测精度,在阔叶林和针叶林碳储量估测中,决定系数分别达到0.88和0.92;特征重要性分析揭示红边波段特征(如EVI、CI)对模型贡献最大,而SAR纹理特征通过提供林分结构信息,有效补充了光学特征在冠层穿透方面的不足;基于优化模型生成的30m分辨率碳储量分布图显示,碳储量范围为6.06~39.73Mg/hm²,平均值为20.85Mg/hm²,空间分布呈现出明显的地形效应和水分梯度特征.首次提出适用于高寒地区的地形自适应特征优选框架,显著提升了陡坡区估测精度;实现了红边波段与SAR数据的深度融合,克服了传统单一数据源的局限性;并建立了高精度的区域尺度森林碳储量估测模型,为碳汇评估提供了可靠的技术支撑.研究成果可直接应用于碳交易和生态补偿工作,对推动"双碳"目标实现具有重要的实践价值.

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抚仙湖北岸硝酸盐来源解析及主要影响因素研究

孔燕, 唐诚, 冯海涛, 王俊松, 王志芸, 张晓旭, 倪兆奎, 王圣瑞, 苏斌

中国环境科学. 2025, 45(10): 5695-5705.

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为阐明抚仙湖入湖河流硝酸盐污染来源及其驱动机制,于2022年丰水期及枯水期采集了抚仙湖北岸区域独房大沟、抚澄河、窑泥沟和龙溪沟4条主要河流流域20个样品,综合运用氮氧同位素示踪、水化学分析和土地利用解析等方法,结合MixSIAR模型定量评估了不同氮污染源贡献,并探究了其硝酸盐氮污染主要影响因素.结果表明,硝态氮是抚仙湖入湖河流氮的主要形态,占总氮含量的60%以上,且雨季占比更高;土壤流失及污水粪肥是入湖河流硝酸盐主要来源,各来源贡献依次为土壤氮流失(31.1%~56.1%)、生活污水或粪肥氮(15.6%~38.9%)、化肥氮(10.2%~45%)和大气氮沉降(3.3%~16.7%);雨季抚澄河、窑泥沟生活污水贡献率显著升高,可能与径流冲刷效应及污水溢流相关;蔬菜种植区土壤硝酸盐流失贡献高于蓝莓、小麦及烤烟,且旱季灌溉会加剧其流失.

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泾河流域生态健康评价及驱动因素研究——基于底栖动物生物完整性

张玉荣, 潘保柱, 冯治远, 侯易明, 胡恩, 郑皓玮, 车美雪

中国环境科学. 2025, 45(10): 5706-5717.

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底栖动物作为河流生态健康的重要指示生物,是构建生物完整性指数(IBI)的理想选择,因此,基于2021年11月(秋季)与2022年5月(春季)泾河流域41个干支流监测点的数据,采用逐步筛选方法,确定了秋季5个核心参数(总生物量、蜉蝣目个体相对丰度、敏感类群分类单元相对丰度、BI指数、Simpson多样性指数)和春季6个核心参数(摇蚊分类单元数、总生物量、刮食者个体相对丰度、敏感类群个体相对丰度、Hilsenhoff生物指数、ASPT指数).健康评价结果显示:41个采样点中,秋季15个健康、7个亚健康、14个一般、5个较差;春季8个健康、10个亚健康、15个一般和8个较差.核心参数与环境因子的Spearman相关性分析表明:秋季NO₃⁻-N与BI指数呈显著负相关(P=0.003);春季COD与总生物量呈显著负相关(P=0.007),pH值与摇蚊分类单元数呈显著正相关(P=0.007).多尺度下土地利用类型与B-IBI值随机森林模型分析表明:在秋季,草地占比在小尺度缓冲区(100~500m)内对B-IBI影响显著,而在较大尺度缓冲区(1000~1500m)中,耕地和林地的占比对B-IBI影响显著;在春季,小尺度缓冲区下耕地占比影响显著,随缓冲区尺度增大,林地占比对B-IBI的影响逐渐显著,在500m缓冲区内林地占比影响最为显著.综合分析表明,土地利用类型和环境因子的综合作用影响泾河流域的底栖动物生物完整性指数,合理的土地利用规划有助于改善泾河流域水生态健康状况.

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基于生态安全格局的国土空间生态修复关键区域识别——以淮河流域为例

郭金龙, 李成, 赵洁, 罗聪, 梅忠建

中国环境科学. 2025, 45(10): 5718-5731.

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以淮河流域为研究区,综合运用生态系统服务评估、生物多样性和景观连通性分析,结合自然保护区识别生态源地;选择景观生态风险、MSPA景观类型、植被覆盖度、地形起伏度、土地利用类型、夜间灯光指数、距河流距离和距道路距离作为主要阻力因子,利用熵权法形成综合阻力面;采用电路理论构建生态廊道,确定生态廊道等级,在识别生态夹点和障碍点的基础上识别生态修复关键区域.结果表明:淮河流域共识别出24个生态源地,总面积为23590.30km²,主要分布在六安市、信阳市等地;生态廊道共41条,其中关键生态廊道19条;共识别出781个生态夹点和142个生态障碍点,生态夹点土地利用类型主要为耕地、水域和林地,徐州市的生态夹点面积最大,滁州市的生态夹点数量最多.需要重点保护修复的生态夹点面积共计405.76km²,生态障碍点面积共计948.99km².淮河流域呈现“三核四带多点”的空间格局,研究以自然生态为主、人工为辅的原则针对不同地类的关键区域提出科学保护修复策略,以提升淮河流域生态系统的整体性和连通性,为淮河流域乃至其他流域的生态保护和修复提供科学依据和实践指导.

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氮杂环污染物对微藻氮代谢的双重效应研究进展

汪韦, 郑梦启, 陈国炜, 胡真虎, 谢冰涵, 刘亚琪

中国环境科学. 2025, 45(10): 5732-5741.

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战略新兴产业快速发展引发氮杂环有机污染物(NHCs)在水环境中的迁移与富集效应日益加剧,其通过干扰水环境氮素循环稳态,对生态功能形成严重威胁,因此本文系统阐释了NHCs对微藻氮代谢呈现的双重效应:一方面,NHCs可作为潜在氮源,其生物可利用性依赖于细菌的跨膜转运、开环释氮,以及藻类对释放氮的最终同化;另一方面,NHCs通过阻断光合电子传递链、调控光合色素以及诱导氧化应激等途径诱发胁迫,干扰微藻氮代谢.在此基础上,本文进一步深入分析了NHCs的结构特征以及光照等环境因子影响NHCs干扰微藻氮代谢的作用规律.针对现有研究缺口,未来研究需要聚焦于氮杂环-无机氮复合胁迫体系下的代谢网络调控模型、菌藻共生的分子互作与定向调控,以及纳米材料介导的电子传递增强技术,这些方向将为水环境氮代谢通路精准调控和氮污染物高效降解提供关键突破口.

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中国城市群生态系统服务权衡协同多情景模拟

张宇, 陈万旭, 王官政, 吴佳慧, 曾杰, 刘志玲

中国环境科学. 2025, 45(10): 5742-5755.

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科学预测未来中国城市群多情景下生态系统服务的权衡协同关系,为区域可持续发展提供重要依据.本研究基于2000、2010、2020年的多源数据,采用PLUS-InVEST模型和权衡/协同测度的方法,分析了2000、2010、2020和2030年多情景下中国城市群的土地利用变化、生态系统服务时空特征以及权衡协同关系.结果表明:2000~2020年城市群耕地、林地、草地、未利用地面积持续缩减,分别下降了6.30x10⁴km²、7.49x10³km²、2.88x10⁴km²、1.09x10⁴km²;情景模拟表明,生态保护路径有助于遏制其退化趋势.总体上,中国南部城市群生态系统服务水平优于北方城市群;生态保护情景下的生态系统服务水平优于其他情景.城市群各生态系统服务之间均呈现协同关系.研究结果有利于提升中国城市群生态系统服务效益,为制定精细化的管理措施和政策提供支持.

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长江流域生长季NDVI对昼夜不对称增温及降水的响应

靖娟利, 唐兵, 赵婷, 欧红飞, 王永锋

中国环境科学. 2025, 45(10): 5756-5768.

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长江流域作为关键的生态安全屏障,深入理解其生长季NDVI对气候变化的响应,对于长江流域生态环境保护策略的有效实施至关重要.本文利用2000~2020年MODIS NDVI数据以及同期气象数据,运用趋势分析法、偏相关分析等方法并结合GIS空间统计分析等方法,探讨了长江流域生长季NDVI对昼夜温度及降水的响应特征.结果表明:2000~2020年长江流域生长季NDVI整体呈波动增加趋势,增速为0.021/10a;除太湖流域外,其他子流域NDVI均呈极显著增加趋势.NDVI呈增加趋势的面积占比为84.19%,太湖流域超过60%的区域呈减少趋势,其余子流域以增加趋势为主.生长季Tmax、Tmin和降水量均呈不显著上升趋势,Tmin的增加速率约为Tmax的1.55倍,昼夜增温速率表现出不对称性,除金沙江流域外,其他子流域与研究区变化趋势相似.空间上,生长季Tmax、Tmin和降水量呈增加趋势的区域占比为68%~79%,以太湖和乌江流域增加趋势最为明显.生长季NDVI对Tmax、Tmin和降水量的响应表现出一定空间异质性,植被生长受Tmin和降水量显著影响的范围较Tmax更广泛.生长季NDVI对Tmin、降水量和Tmax的平均滞后响应时间分别为1.3个月、1.4个月和1.6个月;不同子流域及不同植被类型NDVI对Tmax、Tmin和降水量的响应有一定差异.

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基于MSPA-InVEST模型的长株潭城市群生态网络演变研究

李嘉程, 李晟, 郑卫民, 吴博, 康春吉

中国环境科学. 2025, 45(10): 5769-5783.

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以长株潭城市群为研究区域,融合MSPA的景观空间结构解析优势与InVEST的生态系统服务功能量化评估能力开展城市群生态网络演变分析,对于保护区域生态安全具有重要价值.首先,基于2000年、2010年和2020年3期时序数据,在测算产水服务、固碳存储、土壤保持和生境质量这4项生态系统服务功能水平的基础上,结合形态学空间格局分析识别长株潭城市群生态源地;进而,借助电路理论提取生态廊道,构建长株潭城市群区域生态网络,分析其时空演变特征.结果表明:生态源地在2000~2020年呈现规模持续扩展的动态特征,覆盖面积从5855.53km²增长至5898.43km²,其空间分布密度呈现“东-南部高集聚、中部低密度”的显著异质性特征;生态廊道由2000年的119条减少到2020年的114条,长度由1604.16km上升至1689.22km后波动下降至1573.28km,空间上呈现出中疏外密的特征;生态夹点及屏障修复区在空间分布上高度集中于廊道邻近区域,其中,生态夹点呈先增后降的趋势,而生态障碍点呈持续扩张的趋势.

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广西北部湾城市群国土绿化空间评估划定研究

何彬元, 黄霞, 蒋骏晖

中国环境科学. 2025, 45(10): 5784-5795.

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本文以广西北部湾城市群为例,运用InVEST模型评估法、造林绿化空间适宜性评估法、ArcGIS叠加分析法,定量分析研究区国土空间用地类型状况、生境质量水平和生境退化程度以及规划适宜造林绿化用地规模,并按生境质量等级分类精准识别国土绿化空间优先区域与一般区域.结果表明,研究区全域用地类型主要为林地与耕地,占总面积87.56%.2020年研究区生境质量指数平均值为0.3930;生境质量为中等、良好、优秀3个等级面积占44.34%,生境质量为差和较差2个等级面积占55.66%;生境退化度指数平均值为0.3199,生境退化属较严重等级状况;研究区生境质量总体现状属于中等偏差等级.适宜作为造林绿化空间用途管控的规划图斑个数为48967个、规划面积为30091hm².研究区生态建设和国土绿化优先区域面积为24276hm²、一般区域面积为5815hm².造林绿化适宜空间评估划定涉及政策法规、生态需求、科技支撑、经济社会、国际责任及公众参与等多维度驱动力,综合驱动作用显著．通过评估划定城市群适宜造林绿化用地空间并纳入国土空间规划“一张图”进行精细化用途管控,实施城乡绿化空间“天空地”一体化综合监测,有助于解决我国城市群生态建设项目用地难和“造林绿化落地上图”信息化管理短板问题,为城市群生态建设实现“合法合规、施策精准、智慧管理”提供支撑.

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潜水位变动对非均匀介质中DNAPL分布影响的数值模拟研究

陈航, 杨洁, 杜文强, 胡立堂, 宋权威, 刘俊

中国环境科学. 2025, 45(10): 5796-5810.

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为了准确刻画近年华北滨海地区地下水回升对重非水相液体(DNAPL)污染物运移的影响,以天津某非水相液体(NAPL)污染场地为例,利用多相流数值模型TOUGH/TMVOC,模拟了潜水位变动条件下DNAPL在均质与层状非均质介质中的迁移特征,重点研究了其在潜水位界面附近的变化规律.研究发现:NAPL相是DNAPL在地下水中迁移的主要存在形态,在均质饱和介质中,DNAPL迁移呈现垂向渗透与横向扩散的双重特征.在非饱和-饱和含水层系统中,潜水位界面下方DNAPL饱和度呈现显著跃升特征,较初始泄漏阶段增加47.5%.水位回升条件下,污染物DNAPL饱和度突增及纵向迁移现象减弱,延伸速率较之低水位降低1.5~1.8倍;同时,溶解相组分的气化相变受到抑制,导致气相DNAPL含量减少.潜水位动态变化与层状非均质地层结构共同调控DNAPL迁移过程,低渗透层阻滞DNAPL迁移.尽管穿越潜水面后DNAPL饱和度有所增加,但其最大饱和度相较饱和条件仍降低6%~7%,污染物质量减少13%~15%.建议在潜水位附近DNAPL达到最低饱和度时,进行污染物阻断,以提升修复效率.

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氮输入对河口不同盐度芦苇沼泽湿地土壤CH₄与CO₂产生速率的影响

刘思琪, 胡芳, 展鹏飞, 黄佳芳, 仝川

中国环境科学. 2025, 45(10): 5811-5822.

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采集闽江河口淡水芦苇(Phragmites australis)沼泽湿地土壤,添加人造海水稳定3个月后“构造”盐度分别为0‰、2.5‰、11‰和22‰的湿地土壤,以上盐度值分别位于河口区淡水、寡咸水、中咸水和多咸水沼泽湿地的盐度分区范围.室内运用微宇宙(microcosm)厌氧培养实验,并分别添加铵态氮和硝酸盐氮,以期揭示盐度在不同形态氮输入对河口感潮沼泽湿地土壤CH₄和CO₂产生速率的影响的角色.盐度、施氮形态对河口沼泽湿地土壤BG、CBH、NAG、PHO、PEO和mcrA的活性具有显著的影响,添加铵态氮和硝酸盐氮显著增加沼泽湿地不同盐度土壤的CBH、NAG和mcrA的活性.与对照组相比,添加铵态氮显著增加淡水、寡咸水和中咸水沼泽湿地土壤CH₄产生速率,分别增加21.9%、23.6% 和40.4%,但对多咸水土壤无显著影响;添加硝酸盐氮后淡水、寡咸水、中咸水土壤CH₄产生速率分别降低16.56%、15.56% 和19.28%,添加硝酸盐氮显著降低多咸水湿地CH₄产生速率19.7%.铵态氮和硝酸盐氮输入显著增加寡咸水和中咸水土壤CO₂产生速率,而对淡水和多咸水土壤CO₂产生速率无影响. 施氮情景下,沼泽土壤CH₄和CO₂产生速率与pH值、土壤胞外酶活性和mcrA丰度呈显著正相关,与盐度、SOC、Cl⁻和SO₄²⁻呈显著负相关.随机森林模型结果显示,施氮情景下,盐度、NAG、SO₄²⁻和pH值对CH₄和CO₂产生速率贡献率最大.研究结果说明:氮负荷增加对于河口区不同盐度沼泽湿地土壤CH₄和CO₂产生速率的影响不同,今后在制定减缓河口区富营养化对河口沼泽湿地温室气体排放影响的对策和措施时,应考虑到盐度梯度的影响.

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微生物菌剂配施羊板粪对三江源区退化草地群落特征和土壤真菌多样性的影响

高佩, 李希来, 张静, 柴瑜, 李成一, 李鑫慧, 王玥, 赵筱妍, 苗金花

中国环境科学. 2025, 45(10): 5823-5835.

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为明确微生物菌剂与羊板粪配施,对退化高寒草甸土壤真菌物种组成、群落多样性及功能结构的影响,以三江源区中度退化高寒草甸为研究对象,采用高通量测序、相关性分析和FUNGuild功能预测技术,分析了菌剂与羊板粪配施后其植物群落特征和土壤真菌群落特征变化.结果表明:微生物菌剂和羊板粪配施处理下,其他植物群落地上生物量、地下生物量、盖度和Shannon-Wiener多样性指数均较CK处理(Y0K0)显著增加,Y1K1(羊板粪:1500kg/hm²,菌剂:250kg/hm²)、Y2K1(羊板粪:3000kg/hm²,菌剂:250kg/hm²)、Y3K1处理(羊板粪:6000kg/hm²,菌剂:250kg/hm²)显著提高了Shannon-Wiener多样性和生物量.微生物菌剂和羊板粪配施处理下,其他土壤真菌群落OTU数目、Shannon指数、Ace指数、Chao1 指数和Pielou指数较CK处理显著增加,真菌网络复杂程度提高,且网络以正相关关系为主.草地土壤子囊菌门、被孢霉门、担子菌门是高寒退化草地根际真菌群落的关键物种.冗余分析结果显示,12个处理中真菌群落结构与SEC(土壤电导率)呈现显著相关性(P<0.05),土壤真菌群落结构与植物群落特征、土壤理化特征在第Ⅰ和Ⅱ轴的解释率分别为33.46%和7.74%,SEC是驱动高寒退化草地根际真菌群落改变的主要驱动因子.与CK处理(Y0K0)相比,微生物菌剂和羊板粪配施处理可显著提高土壤真菌中未知真菌、内生-凋落物腐生-土壤腐生-未定义腐生真菌丰度,降低未定义腐生真菌、动物病原-粪便腐生-植物内生-植物外生-凋落物腐生-木头腐生真菌和动物病原-未定义腐生真菌的丰度.综上,微生物菌剂与羊板粪配施可促进退化高寒草甸土壤真菌恢复,改善土壤真菌区系,且以每公顷施用羊板粪3 000kg、微生物菌剂250kg处理效果最好.

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火灾后恢复中期的寒温带森林土壤微生物多样性

程智超, 杨立宾, 付晓宇, 逯昕明, 刘思远, 魏丹

中国环境科学. 2025, 45(10): 5836-5847.

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以大兴安岭落叶松(Larix gmelini)林火灾后恢复中期的林地土壤为研究对象,利用高通量测序技术和磷脂脂肪酸法(PLFAs)测定和分析不同强度火烧过后土壤细菌和真菌的群落组成和多样性,采用随机森林回归模型和偏最小二乘结构方程模型筛选关键微生物物种并评估土壤理化性质对微生物的影响.结果表明:火灾后恢复中期过程中的土壤微生物量碳(MBC)和总氮(TN)显著高于未过火森林(P<0.05),而含水率(MC)和土壤速效钾(AK)含量显著降低(P<0.05);轻、中度火干扰的土壤细菌Shannon指数显著降低(P<0.05);轻、重度火干扰的土壤真菌Shannon指数显著升高(P<0.05);中度火干扰的土壤细菌生物量和微生物总生物量的含量均无显著差异(P>0.05);火灾后恢复中期土壤细菌优势菌门的相对丰度无显著变化(P>0.05),而真菌Basidiomycota相对丰度显著升高(P<0.05),Ascomycota显著降低(P<0.05);PCoA和PLS-SEM结果显示,土壤微生物的Beta多样性差异显著(P=0.001),火干扰作用显著改变了土壤有机碳(SOC)(-1.27)、AK(-0.91)和真菌组成(-0.68),MBC显著改变了细菌组成(0.29),SOC的含量显著改变了细菌组成(0.77),细菌生物量(0.86),细菌多样性(-0.98)和真菌组成(-0.68).研究发现,火烧过后的寒温带落叶松林土壤细菌和真菌通过中期年限的恢复后,其多样性、组成和生物量仍未恢复到未火烧时的状态,SOC是主要影响因素.

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有机磷阻燃剂TCIPP对土壤生物的毒性效应与生态风险评估

周国蕊, 钱苗苗, 门姝慧, 高富, 张依章, 闫振广

中国环境科学. 2025, 45(10): 5848-5857.

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磷酸三(2-氯异丙基)酯(TCIPP)广泛存在于环境介质中,潜在生态风险值得关注,由于缺乏毒性数据等原因,我国尚未制定TCIPP的土壤安全阈值.本研究基于国际标准毒性测试方法,开展了TCIPP对5种陆生植物(大白菜、鸡毛菜、小麦、黄瓜、番茄)和1种无脊椎动物(赤子爱胜蚓)的毒性试验,并结合文献数据推导TCIPP的土壤预测无效应浓度值(PNEC)值,继而开展我国土壤中TCIPP的生态风险评估.结果表明,大白菜、鸡毛菜和番茄(根伸长和/或发芽率)对TCIPP的敏感性最高,无观察效应浓度值(NOEC)为80mg/kg,小麦(发芽率)对TCIPP的敏感性最低,NOEC为320mg/kg;赤子爱胜蚓的生长NOEC值为1mg/kg.基于物种敏感度分布法计算得出,TCIPP的土壤PNEC值为0.035mg/kg.我国不同地区土壤中TCIPP平均暴露水平范围为0.01-444ng/g.TCIPP的风险商(risk quotient, RQ)最高值为12.57,其中,工业区土壤中TCIPP的生态风险较高,农田土壤的风险相对较低.

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中国新能源汽车推广使用的健康效益评估:2019~2023年

陈宓, 汤李琛, 曾贤刚

中国环境科学. 2025, 45(10): 5858-5872.

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基于汽车全生命周期视角,评估2019~2023年全国新能源汽车推广使用对环境污染物减排和健康效益的影响.采用排放因子法测算环境污染物减排效果,通过暴露-反应模型分析污染物浓度变化对健康的影响,结合生命价值法和疾病成本法对健康效益进行货币化分析,并运用蒙特卡洛模拟进行不确定性分析.结果显示:环境效应方面,在空间格局上,新能源汽车的减排效果呈现显著的异质性,沿海地区的减排效果优于内陆地区.在时间演变上,CO₂、NO_x、VOCs和SO₂的减排量逐年上升,然而新能源汽车相比传统燃油汽车会排放更多的PM_2.5.在地区层面,中南地区CO₂减排量最大,西北地区最小,且年均增长率地区差异较大;华东地区在VOCs和NO_x减排上表现突出,东北地区年均增长率较高;SO₂减排效果两极分化,部分地区甚至出现增排现象;PM_2.5的减排情况较为复杂,部分地区出现增排.在车型层面,新能源客车在减少PM_2.5、NO_x和SO₂等污染物排放方面效果优于新能源乘用车,而新能源乘用车在减少CO₂和VOCs方面优势明显.健康效应方面,新能源汽车推广使用显著降低死亡率和患病率,尤其是PM_2.5减排效果最为突出,且健康效益逐年递增.货币化效益方面,新能源汽车推广使用带来的健康效益货币化价值逐年上升,SO₂的货币化价值在研究期内增长幅度最为显著(77.05%),PM_2.5贡献最大.不同地区的健康效益货币化价值存在空间差异,沿海及部分中部地区转化为较高经济价值,而中西部地区相对较低.

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中国O₃暴露与健康风险时空演变及不平等的双维分区管控

孔少杰, 易洪涛

中国环境科学. 2025, 45(10): 5873-5884.

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基于2015~2020年臭氧日最大8h滑动平均值的第90百分位数(O₃-8h-90),采用暴露风险评估、健康风险评估、空间自相关分析和相关性分析等方法,研究了中国337个城市O₃暴露与健康风险时空演变特征及相关性.利用基尼系数方法分析了省域暴露风险与健康风险的不平等性,并建立O₃暴露-健康不平等双维分区等级.结果表明:2015~2020年O₃暴露风险和早逝人口表现出相似的区域性和时间演变趋势,两者的热点区域高度吻合,主要集中在我国的中东部地区.各年度O₃暴露风险和早逝人口的Pearson相关系数(r)在0.841~0.856,说明两者之间存在显著的正相关性,暴露风险的增高导致早逝人口数量的上升.O₃暴露风险基尼系数(G_e)和健康风险基尼系数(G_h)的范围分别在0.1430~0.5090和0.1020~0.5600,两者范围较大,说明O₃暴露与健康风险在全国不同地区之间的分布存在显著的不均衡性.各年度G_e和G_h之间的r在0.563~0.728之间,表明暴露风险的不均衡性会显著加剧健康风险分布的不均衡性.为进一步减少暴露与健康风险之间的区域差异,将各省划分为“双重失衡区”、“暴露主导区”、“健康脆弱区”和“平衡发展区”四个等级,并提出了分区治理方案,为O₃精确治理与资源配置提供了政策建议.

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基于机器学习的河南省农业碳排放驱动因素分析和情景预测

史新杰, 谭雪勤, 周茹, 熊晋冉, 李玲, 李栋浩

中国环境科学. 2025, 45(10): 5885-5893.

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选取土地管理、粮食种植、畜牧养殖3类指标对2000~2021年河南省各地市农业碳排放进行了测算,结合局部莫兰指数分析了各地市农业碳排放的时空演变趋势和格局,最后采用随机森林模型识别了主要驱动因素并预测了基准、低碳、高碳情景下的河南省农业碳排放量.结果表明:2000~2021年,河南省农业碳排放先上升后下降,在2006年达到峰值5849.52万t,2021年较2006年下降40.60%;各地市农业碳排放分布不均,整体呈现“东南高、西北低”的特征.土地翻耕面积、农村人口数量、行政区面积以及农业机械总动力是影响河南省农业碳排放最主要的正向驱动因素,城镇化率为负向驱动因素.河南省农业碳排放已于2006年达峰值,在3种情景下,2022~2030年河南省农业碳排放均持续下降,与达峰状态相比下降范围分别为2241.55~2470.73万t,2245.67~2482.22万t,2240.10~2459.74万t.研究结果可以为河南省各地市未来农业碳减排路径提供依据,确保“双碳”目标达成.

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全球农业贸易中隐含碳排放转移及其影响因素分析

凌再莉, 乔立达, 王润雨, 黄韬

中国环境科学. 2025, 45(10): 5894-5906.

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随着全球农业贸易的快速增长,农业已成为贸易中隐含碳转移的重要部门之一,然而少有研究关注到全球农业贸易隐含碳排放转移及其影响因素,因此,本研究基于区域间投入产出模型和GTAP(Global Trade Analysis Project)全球投入产出数据定量评估了2004、2007、2011和2014年全球141个国家及地区农业贸易中隐含碳排放,明晰全球农业部门生产侧和消费侧的碳排放特征,探讨全球农业贸易中隐含碳排放转移路径,并利用结构分解分析方法定量分析了全球农业贸易中隐含碳排放的影响因素.结果表明,2004~2014年期间,生产侧碳排放量较高的地区为中国、美国、拉美地区等全球主要粮食产区,而消费侧碳排放量较高的地区为中国、美国、中东北非等主要农产品消费地.6个农业部门中,生产侧和消费侧碳排放量最大的均是肉类产品部门;因农业部门的最终需求导致能源部门的碳排放量最大,占导致所有部门总排放量的40%以上;全球农业贸易中隐含碳净流出地主要有拉美地区和美国,隐含碳净流入地区主要有西欧、中国和中东北非等地区;投入产出结构、最终需求结构以及最终需求规模是促进全球农业贸易中隐含碳排放量增加的影响因素,导致10a间全球农业贸易中隐含碳排放量共增加459.6Mt,其中最终需求规模贡献量最大,占总增加量的87.8%.全球碳排放强度的降低是主要的抑制因素,导致10a间全球农业贸易中隐含碳排放量降低了458.4Mt.研究结果可从需求驱动的角度为减少全球农业贸易中隐含碳排放提供数据支撑和政策建议.

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东北三省县区能源消费碳排放时空变化与影响因素研究

张守忠, 吴相利, 张旖琳

中国环境科学. 2025, 45(10): 5907-5920.

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测度了东北三省182个县区能源消费引致的人均碳排放量,采用核密度估计、空间自相关分析、Theil指数、面板数据模型分析了2000年以来人均碳排放量的时空变化并剖析了影响因素的干扰作用,可为确定碳减排目标和细化政策设计提供依据.结果表明:期间县区人均碳排放量均呈持续增长态势,前10a增速快于后10a,农业县的增长快于林业县,城市中心区最慢.县区人均碳排放存在空间正相关关系,总体上呈现为南高北低格局;从发展趋势看县区间的总差异逐渐缩小,城市间差异是引致总差异减小的主要因子,但总差异主要表现为城市内部各县区间的差异;经济增长和人口素质对所有类型县区均有显著影响,其中经济增长是促进碳排放的首要因素,除林业县外提高人口素质均有助于碳减排;居民消费和人口规模对区域总体、城市中心区以及农业县也有重要影响,其中居民消费表现为促进碳排放,区域总体与农业县的人口收缩和城市中心区的人口增长均会抑制碳排放;城镇化促进了区域总体的碳排放,但会抑制林业县的碳排放;技术水平和老龄化的提高均会促进碳排放,但作用较弱;环境规制对所有类型县区均无影响.实现碳减排,需加强低碳产业发展、提升科技人员效能、推进人口收缩与老龄化治理、倡导低碳生活,走因县制宜多策并举的道路.

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