中国环境科学
 
 
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回首43载，扬帆再起航——记《中国环境科学》发展历程
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“固体废物和新污染物治理”专栏征稿启事
“农业农村污染防治”专栏征稿启事
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《中国环境科学》2022年度优秀审稿人
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最美科技工作者--郝吉明
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“生物多样性”专栏征稿启事
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“生物多样性”专题征稿启事
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喜报：《中国环境科学》刊发论文获评“第二届中国科协优秀科技论文”
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《中国环境科学》2011-2014年发表的论文中有20篇入选 “领跑者5000”提名论文
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《中国环境科学》影响因子学科排名再获第一
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《中国环境科学》2009-2013年发表的论文中有20篇入选 “领跑者5000”提名论文
《中国环境科学》影响因子学科排名蝉联第一
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中国环境科学2010年度引证指标
中国环境科学再次被评选为精品科技期刊
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2025年 45卷 4期
刊出日期 2025-04-20
环境毒理与健康
碳排放控制
新污染物
大气污染与控制
水污染与控制
固体废物
土壤污染与控制
环境微生物
环境生态
环境影响评价与管理
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目录
2025 Vol. 45 (4): 0-0 [摘要] ( 30 ) [HTML 0KB] [ PDF 255KB] ( 67 )
大气污染与控制
1777 张舒颖, 李建龙, 杜林
海洋光化学释放活性挥发性有机物的研究进展
挥发性有机物(VOCs)释放对大气氧化平衡和二次有机气溶胶(SOA)生成具有重要贡献,从而对全球气候产生影响.海洋中的甲烷、非甲烷烃、二甲基硫、卤代烃等活性物质也是VOCs的重要组成部分,其主要是由海洋生物和非生物过程产生.截至目前,关于海洋VOCs的源-汇过程以及其对影响因素响应机制已做了大量研究,但重点多聚焦于海洋生物过程却忽视了海洋(微)表层溶解有机质(DOM)光化学过程的贡献,从而导致其释放可能被低估.近年来针对海洋光化学,特别是微表层DOM光化学过程的研究备受关注,本综述系统描述了海洋VOCs的来源与释放通量的研究进展,重点围绕海洋DOM光化学过程的VOCs产生机理和对环境因素的响应,以及其对气候变化的影响三个方面展开,并从技术创新、机制揭示和环境评价的角度对未来的重点关注领域进行了展望.指出未来应加强海洋微表层DOM光化学过程的长期观测与模拟研究,以期揭示海洋VOCs的光化学产生与贡献对人类活动的响应以及对气候变化的影响.
2025 Vol. 45 (4): 1777-1788 [摘要] ( 42 ) [HTML 0KB] [ PDF 538KB] ( 83 )
1789 刘佳文, 王启元, 张倩, 王锦, 李常艳, 孙力
重污染期间大气类腐殖质来源与光学特性研究
联合固相萃取法和热光法分别获取西安市重污染事件期间高时间分辨率PM2.5中不同极性的HULIS及其HULIS的碳含量(HULIS-C),并使用配备液体波导毛细管流通池(LWCC)的紫外-可见分光光度计分析HULIS的吸光特性,同时结合正定矩阵因子分解模型(PMF)解析对HULIS进行来源解析.结果表明,中性HULIS (HULIS-n)的平均质量浓度(6.6±2.6)μg/m3,高于酸性HULIS (HULIS-a)(3.7±3.5)μg/m3,分别约占OC的30%、18%,说明重污染期间HULIS的污染比较严重.HULIS-n的吸光系数(AAE、E2/E3和MAE365)均分别大于HULIS-a,表明HULIS-n比HULIS-a包含更多的共轭、芳香族结构且具有更强的吸光性,对大气能见度的影响也更为显著.污染源分析显示,HULIS-n和HULIS-a的源贡献存在明显差异.HULIS-n主要来源包括二次源、燃煤源、机动车源等,而HULIS-a的二次源和燃煤源贡献较高,机动车源和生物质燃烧源贡献为零,工业源贡献显著高于HULIS-n.
2025 Vol. 45 (4): 1789-1798 [摘要] ( 39 ) [HTML 0KB] [ PDF 254KB] ( 67 )
1799 纪宇婧, 陈妤晴, 谢龙飞, 王诗怡, 孙晓晶, 卢莉雯, 黄皓旻, 叶代启
典型汽车涂装行业VOCs排放及其异味特征
针对位于中国华北和华南地区典型汽车制造厂涂装车间不同工序所产生废气进行采样与检测,详细分析挥发性有机化合物(VOCs)的排放特征以及异味特征,从多个维度深入探究异味特征预测方法.结果表明,OVOCs、烷烃和芳香烃是废气中的主要组分,OVOCs的气味活性值(OAV)贡献为73.80%~99.03%,是最关键的气味贡献物质类别.乙醛、乙酸正丁酯、乙酸仲丁酯、正丁醛在废气处理设备进口和出口处均有显著气味贡献.通过电子鼻对废气样本进行异味分类,在进口和出口分类准确率分别为100%和98.1%.在异味定量分析上,通过回归分析发现OVOCs物质浓度与OAVmax和OAVsum呈现良好线性相关关系.结合BP神经网络的电子鼻技术可有效预测OAVmax和OAVsum,且OVOCs物质浓度、OAVmax、OAVsum与臭气浓度之间存在对数关系.
2025 Vol. 45 (4): 1799-1809 [摘要] ( 47 ) [HTML 0KB] [ PDF 262KB] ( 96 )
1810 蔡子颖, 郝囝, 张敏, 樊文雁, 韩素芹, 邱晓滨, 唐颖潇, 杨旭, 姚青
基于数值模拟天津臭氧污染特征及其气象影响评估分析方法研究
针对现有臭氧污染气象条件评估方法缺少边界层指标导致表征能力偏差问题,基于2019~2023年气象和环境观测数据,结合臭氧数值模拟,在实现模式臭氧标记法源追踪和过程速率分析技术嵌入基础上,联合观测数据构建天津臭氧污染气象条件评估指数(OWI),实现天津臭氧污染气象条件精准评估.研究结果表明:臭氧浓度和气象条件密切相关,基于平均气温、最高气温、相对湿度、日降水量、白天紫外辐射、午间紫外辐射、日照时数、平均风速和风向构建OWI指数,可初步实现气象条件对臭氧浓度影响表征,该指数与O3浓度相关系数0.82,可识别82%的臭氧轻度及以上污染.分析白天和夜间边界层高度对前体物扩散、近地面氮氧化物滴定和臭氧垂直交换影响,针对垂直扩散条件较好时,OWI指数表征O3浓度较实况偏高问题,增加白天和夜间边界层高度指标优化OWI指数.通过臭氧数值模拟,实现水平、垂直输送、对流、化学生成、湍流混合和区域输送对臭氧浓度影响计算,联合模拟结果和观测,优化特定条件下OWI指数,如白天垂直输送大于15μg/(m3×h),白天臭氧化学生成量大于20μg/(m3×h),适当调高OWI指数;区域输送过强时,计算周边臭氧污染气象条件指标,综合判断气象条件对臭氧影响.
2025 Vol. 45 (4): 1810-1819 [摘要] ( 44 ) [HTML 0KB] [ PDF 1446KB] ( 120 )
1820 陈曦, 贾子良, 王梦雪, 王鹏, 季鑫佟, 乔昕茹, 郭冬瑞, 梁美生
RuOx分散性导致的活性氧异化与氯苯氧化相关性
在相同的催化剂载体TiCeOx和贵金属含量下,利用Ru3+浸渍还原(自下而上)和Ru胶体溶液热扩散(自上而下)两种方法制备具有不同分散性的贵金属负载型催化剂.其中Ru3+浸渍还原法制备的催化剂RuTiCeOx-N中,Ru物种以RuOx纳米团簇的形式存在;Ru胶体溶液热扩散法制备的催化剂RuTiCeOx-A中,Ru物种以单原子分散的形式存在.Ru物种不同的分散状态导致其参与氯苯(CB)氧化反应的活性氧物种和酸性位点的差异性,其中RuTiCeOx-N中的主要活性氧物种为化学吸附氧,RuTiCeOx-A中的主要活性氧物种为表面晶格氧.CB的化学吸附诱使活性氧物种转变为羟基(-OH)官能团参与催化反应.在活性氧物种和强弱多种酸性位的共同作用下,RuTiCeOx-A催化剂表现出了优异的活性和稳定性,CB在300℃可以完全转化,且可以维持24h而不失活.
2025 Vol. 45 (4): 1820-1832 [摘要] ( 34 ) [HTML 0KB] [ PDF 2379KB] ( 67 )
1833 董元柱, 谷雨, 白雪椿, 周兴军, 潘颖, 易子淮, 王泽楠, 范广强, 穆溪, 项衍, 张天舒, 刘文清
基于组网激光雷达的内蒙古沙尘事件时空特征与外源贡献分析
为揭示内蒙古地区沙尘事件的时空分布特征及其外源贡献,利用部署在内蒙古地区的七台三波段激光雷达,获取了高精度气溶胶垂直分布廓线.此外,进一步结合地面站点观测数据、大气化学模式、气象再分析数据及后向轨迹模型,深入分析了内蒙古夏季沙尘暴的三维动态演变、大气环流结构及外来沙尘源区.研究发现,2014~2024年内蒙古地区的沙尘日数整体呈波动上升趋势,春季为沙尘事件的高发季节,累计沙尘日数达到117d.近5年来,春季沙尘日数的变化相对稳定,但自2020年起,夏季沙尘出现日数开始呈增长趋势,5年增长率约为18.9%.2024年7月20~25日,内蒙古地区发生了一次严重的沙尘暴事件.通过组网激光雷达,有效监测了沙尘暴从高空至近地面的动态演变过程.沙尘首先出现在阿拉善盟策克口岸,随后在低压槽后西北风及地表大风的共同作用下向东扩散.随后2d,沙尘强度有所减弱.然而,之后低压槽再次出现,槽后偏北气流引导冷空气南下,形成强风,迅速吹起地表沙尘,导致内蒙古中西部地区起沙量普遍增加,并将沙尘通过槽后西北风向下游输送.此次沙尘事件中,中蒙边境成为沙尘天气PM10的主要潜在源区,对PM10质量浓度的贡献最为显著.这表明,中蒙边境地区正逐渐成为中国北方重要的沙尘源.
2025 Vol. 45 (4): 1833-1843 [摘要] ( 34 ) [HTML 0KB] [ PDF 9515KB] ( 122 )
1844 李晶晶, 何清, 张海亮, 徐月月
塔克拉玛干沙漠南缘沙尘气溶胶的垂直分布及其传输特征
为了探究塔克拉玛干沙漠南缘沙尘气溶胶的垂直分布及其传输特征,利用2023年6月~2024年5月塔克拉玛干沙漠南缘民丰气象观测站的气溶胶激光雷达资料,分析了该地区气溶胶的季节垂直分布特征.并结合HYSPLIT后向轨迹模式识别了不同高度层气溶胶的传输路径.最后以一次沙尘污染事件为例,分析了沙尘不同阶段气溶胶的垂直分布及其传输路径.结果表明:①沙尘气溶胶最高可抬升到距地面3~4km (海拔4.4~5.4km)高度,与青藏高原的平均海拔(大于4km)相当,这也表明了研究点的沙尘气溶胶可能传输到塔里木盆地外部.②四季消光系数与退偏振比值在垂直方向上均呈现出随高度升高而逐渐递减的变化趋势,且最大值都位于低空150m高度上,表现为春季(0.69km-1,0.20)最高,冬季(0.52km-1,0.18)和夏季(0.40km-1,0.16)次之,秋季(0.25km-1,0.11)最低.③沙尘气溶胶主要受东西两路气流传输的影响,除冬季1500和3000m 2个高度层受西风气流输送影响外,其余各季节500,1500和3000m高度层均同时受东北气流和西风气流影响.④各季节不同高度层上,东北气流所携带的消光系数值均显著高于西风气流,因此东北气流为主要的沙尘传输气流.⑤对一次沙尘污染事件的研究表明,在沙尘污染过程中,近地面气溶胶消光系数大于1km-1,退偏振比值大于0.3,并且在垂直方向上呈现出随高度升高而逐渐递减的变化趋势.塔里木盆地内的东北气流为此次沙尘事件中沙尘气溶胶的主要输送气流.
2025 Vol. 45 (4): 1844-1857 [摘要] ( 36 ) [HTML 0KB] [ PDF 4173KB] ( 68 )
1858 龚宇, 李婷苑, 沈劲, 陈靖扬
利用臭氧探空数据评估卫星及再分析资料在粤港澳地区的适用性
基于2022~2023年粤港澳地区臭氧(O3)探空观测资料,分析O3浓度垂直分布特征变化趋势,并结合自组织映射神经网络(SOM)分型方法,评估了Aqua卫星大气红外探测器(AIRS) O3垂直廓线产品以及ERA5再分析资料的O3垂直廓线产品在粤港澳地区的适用性.结果表明:①粤港澳地区O3垂直分布季节性差异较为显著,春夏冬季呈单峰分布结构,峰区分别位于700,950和300hPa附近,秋季呈双峰分布结构,峰区位于925和400hPa附近.站点间差异较小,广东省各站点与香港站点的O3廓线年平均偏差介于-3.2%~11.0%之间.②对流层内秋冬季AIRS和ERA5数据质量好于春夏季.850~200hPa,AIRS和ERA5数据质量相对较好,各季节相对平均偏差(Rad)平均值分别介于16.5%~25.8%和15.1%~25.7%之间,相关系数(r)平均值分别介于0.47~0.75和0.23~0.74之间;而在850hPa以下,AIRS和ERA5数据质量相对较差,AIRS数据略好于ERA5数据,Rad平均值分别为31.6%和40.9%,r平均值分别为0.34和-0.15.③将O3垂直分布分为5型,其中,AIRS与ERA5资料在1型分布结构下数据质量最好,而在2型和3型分布结构下数据质量最差.1型在秋冬季出现频率较高(分别为43%和61%),2型和3型在夏季出现频率较高(共66%),4型和5型在春季出现频率较高(共85%).
2025 Vol. 45 (4): 1858-1868 [摘要] ( 43 ) [HTML 0KB] [ PDF 3512KB] ( 85 )
水污染与控制
1869 姜慧琪, 于沛涵, 胡振, 任延刚, 郝泽育, 韩珂, 薛晨阳, 王金鹤
A2O污水生物处理过程中DOM对N2O生成的影响
采用三维荧光-平行因子法(3D EEMs-PARAFAC)解析了厌氧-缺氧-好氧(A2O)污水生物处理过程中DOM特征,并对各工艺单元生成的N2O进行了定量分析,之后运用机器学习模型对二者的变化关系进行了响应预测.结果表明,污水处理厂进水中DOM主要包含类色氨酸C1,类富里酸C2,类腐殖酸C3和类酪氨酸C4四种组分,并以C1和C4为主,且各组分含量沿污水处理流程逐渐降低,易生物降解的C1和C4的去除速率明显高于C2和C3.N2O排放是直接碳排放的主要组成部分,其变化表现出明显的空间异质性,各处理单元N2O生成总量由高到低依次为好氧池、辐流沉淀池、缺氧池、厌氧池、细格栅、钟式沉砂池.Shapley Additive exPlanation (SHAP)分析表明,C1和C2对N2O生成影响较大,而C3和C4几乎没有影响,其中C1对N2O的生成表现出促进作用,C2则不利于N2O的生成.高通量测序结果表明,能够利用易生物降解有机物进行反硝化的Methylotenera和Terrimonas是污水处理厂内的优势菌属.本研究揭示了A2O污水生物处理过程中N2O生成对不同DOM组分的差异性响应,并为完善当前污水处理厂的碳排放核算方法并优化污水处理厂低碳运行工艺提供了理论支撑.
2025 Vol. 45 (4): 1869-1877 [摘要] ( 40 ) [HTML 0KB] [ PDF 1092KB] ( 120 )
1878 黄天荣, 王凯冲, 李子滨, 李丹萍, 汪涵, 王亚宜
基于光电化学还原的硝酸盐去除技术研究进展
硝酸盐作为水体中常见的污染物对人体和生态环境的危害不容忽视.在能源危机日益严峻的今天,开发绿色清洁、可持续的硝酸盐去除技术以替代资源密集型的传统反硝化技术是亟待攻克的目标.以太阳光作为动力的光电化学硝酸盐还原技术是国内外研究热点,其根据半导体光生电子传递至硝酸盐的方式可分为光催化还原、光电催化还原和微生物光电营养还原.本综述阐述了三种光电化学还原技术及其机理,并以提升系统性能为重点,归纳总结了光催化剂、光电极、微生物光敏剂遴选和设计策略,厘清了光电化学硝酸盐还原技术难点,提出了借助基因工程等手段调控微生物吸收和利用光生电子途径等未来探索方向,从而为开发硝酸盐去除和资源化新技术提供了参考.
2025 Vol. 45 (4): 1878-1888 [摘要] ( 42 ) [HTML 0KB] [ PDF 1758KB] ( 144 )
1889 刘骁, 夏涛, 张静, 阳春
非贵金属材料催化废弃油脂制备绿色柴油
以高效催化废弃油脂水热脱氧制备绿色柴油为目标,制备了多种非贵金属催化剂并通过硬脂酸水热脱氧实验对其进行了筛选.其中纳米铜镍合金针对硬脂酸催化效果较佳且催化性能与产物分布与Pt/C催化剂最为接近,进一步对其进行了反应条件优化、稳定性分析、催化剂表征、反应机理探究以及广谱性分析.表征结果显示纳米铜镍合金结构较为稳定,在多次循环使用后并未发生明显结构改变.反应温度330℃、反应时间120min、在1.67mL微型反应釜中加入20μL甲醇、30mg催化剂、80μL水的最佳反应条件下,纳米铜镍合金主要通过催化加氢脱氧及脱羰过程将硬脂酸转化为十七烷.广谱性分析表明其催化多种脂肪酸及脂肪酸酯的C8-C18烷烃产率均可达95%以上,证明了其优异的催化性能.
2025 Vol. 45 (4): 1889-1900 [摘要] ( 30 ) [HTML 0KB] [ PDF 2834KB] ( 58 )
1901 孟红艳, 杨垒, 李玉彩, 张胜静, 路颢琪, 梁攀, 任勇翔
异养硝化细菌Pseudomonas stutzeri strain NP3的同步脱氮除磷特性及代谢机制
针对同步脱氮除磷工艺流程复杂、基建与运行费用高等问题,从活性污泥中分离出一株兼具同步脱氮除磷能力的异养硝化细菌NP3,经16S rRNA鉴定为施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri),并对其脱氮除磷特性及作用机制进行研究.结果表明,在好氧条件下,菌株NP3能够以氨氮、硝酸盐和亚硝酸盐作为单一氮源进行脱氮除磷,反应过程中间产物积累较少,氮、磷主要以同化作用去除,其生长和代谢速率NH4+-N>NO2−-N>NO3−-N.在碳源为柠檬酸钠、C/N为10、温度为30℃、pH值为7、转速为160r/min的最佳生长条件下,该菌株最大氨氮和磷酸盐去除率均接近100%.同时,反硝化和聚磷功能基因(nosZ、nirS、ppk)的成功扩增,进一步证明菌株NP3具有同步脱氮除磷能力.此外,胞外聚合物(EPS)在磷去除中起到重要作用,去除占比达到45%以上.X射线光电子能谱(XPS)分析证实EPS的表面官能团可以吸附C-PO3/P-O、PO43-/HPO42-等不同形式的磷,充当磷转移站.31P核磁共振(NMR)结果进一步表明EPS对磷的赋存形态存在较大影响,其中焦磷酸盐是EPS存在时的主要磷物种,而正磷酸盐和磷酸二酯是提取EPS后的主要磷形式.
2025 Vol. 45 (4): 1901-1910 [摘要] ( 36 ) [HTML 0KB] [ PDF 2303KB] ( 69 )
1911 钱坤, 林希典, 姜晶
空间限域策略强化高级氧化技术研究进展
高级氧化法是去除水中有机污染物的常用方法之一.然而,传统的高级氧化法存在电子相互作用弱,有大分子物质干扰,传质过程受限,效率较低等不足.利用空间限域策略,通过构建特定的纳米尺寸反应器,可以有效提升氧化效率.空间限域策略能够实现:(1)优化质子和电荷的迁移;(2)改变分子结构和分子动力学;(3)构建新的活性位点.空间限域常被应用于芬顿氧化、过硫酸盐氧化、光催化氧化、臭氧氧化、电化学氧化等过程.本文总结了空间限域的实现方法和分析方法,归纳了空间限域的三大功能,综述了其在不同氧化过程中的应用,对其在微观和宏观上的效果进行了总结,并对空间限域在高级氧化中的未来发展方向进行了展望.
2025 Vol. 45 (4): 1911-1924 [摘要] ( 37 ) [HTML 0KB] [ PDF 2306KB] ( 73 )
1925 陈学兵, 王烁, 刘富平, 马小雪, 田琳琳, 陈健, 李彦, 蔡延江
南苕溪河岸带景观格局对水体氮素浓度的影响
基于2019~2022年太湖流域上游南苕溪流域的实测数据,分别利用冗余分析(RDA)和非参数变点分析(nCPA)确定流域氮(N)素浓度与不同尺度河岸带景观格局指数的关系和影响水体硝态氮(NO3--N)浓度变化的关键景观阈值区间(景观格局指数阈值).结果显示:南苕溪流域总氮(TN)浓度超过地表水Ⅴ类标准,NO3--N是主要N污染物赋存形态.湿季水体TN、溶解性总氮(DTN)、NO3--N和溶解性有机氮(DON)浓度均显著高于干季,而铵态氮(NH4+-N)浓度则相反;上游河段N素浓度低于下游河段.400和200m河岸带缓冲区内景观格局指数分别对湿季和干季水体N素浓度解释度最高(89.49%和90.97%).在确定降低流域水体NO3--N污染风险的关键景观格局指数阈值分析的基础上,建议在400m河岸带缓冲区内调控耕地、建设用地面积占比及香农多样性指数(SDHI)分别低于0.25%、1.75%和0.77;在200m河岸带缓冲区内调控耕地面积占比和边缘密度(ED)分别应低于0.5%和39m/hm2,且林地面积占比应高于91.0%.
2025 Vol. 45 (4): 1925-1938 [摘要] ( 53 ) [HTML 0KB] [ PDF 4288KB] ( 80 )
1939 沈悦, 曹鸿健, 刘晓恬, 廖用开, 蔡超
OMS-2活化过硫酸盐降解有机污染物
以过硫酸钾和乙酸锰为原料,采用固相法制备了氧化锰八面体分子筛(OMS-2PS),采用X射线衍射仪(XRD),傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR),X射线光电子能谱仪(XPS)等手段对OMS-2PS进行表征,考察了OMS-2PS活化过硫酸盐(PS)降解有机污染物的性能,研究了催化剂投加量,PS浓度和初始pH值等反应条件对目标污染物去除效果的影响,探究了OMS-2PS活化PS的作用机制.结果表明,采用固相法成功制备出OMS-2PS,且呈纳米棒状结构.OMS-2PS可有效活化PS降解水中有机污染物,当酸性橙7(AO7)浓度为50mg/L,催化剂投加量为1.0g/L,PS浓度为2.0mmol/L时,60min内AO7的去除率和矿化率分别为97.4%和50.1%.离子共存实验结果表明,Cl−,NO3−和CO32−对AO7的去除具有显著的抑制作用,而HA对AO7的去除几乎没有影响.自由基淬灭实验和电子顺磁共振(EPR)分析结果表明,OMS-2PS/PS体系中主要活性物种为·OH和SO4•−,且其中·OH对AO7的去除起主导作用.XPS分析结果表明,OMS-2PS表面的Mn (Ⅳ)和晶格氧是活化PS的主要活性位点.结合实验结果,分析OMS-2PS活化PS的机制可能是PS先通过OMS-2PS表面-OH和OMS-2PS结合,进而PS与OMS-2PS表面的活性位点反应产生活性物种.此外,将OMS-2PS/PS体系用于不同水体及其他有机污染物(双酚A,萘,四环素)的降解,也展现出良好的降解效果,表明该体系在环境污染治理领域具有广阔的应用前景.
2025 Vol. 45 (4): 1939-1950 [摘要] ( 42 ) [HTML 0KB] [ PDF 3113KB] ( 90 )
1951 王丹妮, 周向同, 韦静, 耿茹, 吴智仁, 刘志刚, 侯冰倩, 朱铖
基于改性玄武岩纤维生物巢的N2O减排研究
将伞状改性玄武岩纤维(MBF)生物载体应用于泥巢混合系统,探究MBF生物巢污水处理及N2O减排效果和机理;通过改变溶解氧(DO)浓度,探究DO对生物巢N2O减排影响机理.结果表明,相同运行条件下,MBF生物巢法较序批式活性污泥法的TN去除率提高63.87%,N2O排放量减少77.76%.16s RNA测序显示MBF生物巢内存在多种功能微区,微生物种群多样性丰富.Saccharibacteria genera incertae sedis为反应器主要脱碳功能菌,异养硝化好氧反硝化(HN-AD)菌属为主要硝化功能菌,其硝化过程无N2O排放.反硝化功能菌属在生物巢内、中层以常规异养反硝化菌(HDN)为主(17.42%、23.02%),在生物巢外层及悬浮污泥中以HN-AD菌为主(29.70%、27.53%),好/缺/厌氧菌属在生物巢各层中均有分布,反硝化菌属在MBF生物巢反应器中相对丰度高于序批式活性污泥反应器,促进反硝化进行,避免了中间产物积累,减少N2O排放量.DO浓度为2.5mg/L时,MBF生物巢反应器(M2) TN去除率最高(86.64%±1.14%),N2O排放量最低(0.78±0.83) mg N2O/g TN.各DO梯度下生物巢微生物种属类别基本一致,相对丰度存在差异.M2中HN-AD菌属为反应器中起硝化作用的主要功能菌,由内至外各层相对丰度为44.24%、61.34%、36.16%,利于N2O减排;HDN为M2起反硝化作用的主要功能菌,相对丰度适中,由内至外各层相对丰度为20.17%、12.00%、21.20%,NO2--N和NO3--N出水浓度为(0.011±0.002)和(1.65±0.46) mg/L,反硝化进行完全,利于N2O减排.
2025 Vol. 45 (4): 1951-1962 [摘要] ( 41 ) [HTML 0KB] [ PDF 2368KB] ( 90 )
1963 吕玉静, 邵丹, 王雅茹, 宋浩杰
电气石促进磁组装电极电化学降解有机废水
为解决磁组装电极副电极极化不足的问题,本研究基于CNT/Fe3O4、Fe3O4/MnO2、Fe3O4/Co3O4、Fe3O4/RuO2及铁碳颗粒(FC)五种副电极构建了五类磁组装电极,考察了电气石对各电极电化学性能以及电化学氧化降解废水效率的影响.结果表明,电气石能够有效促进副电极的极化,显著增大电极活性面积(最高28.47%),提高酸性红G模拟废水的降解效率(最高108.06%)和实际石化废水的矿化效率(最高10.61%).
2025 Vol. 45 (4): 1963-1972 [摘要] ( 30 ) [HTML 0KB] [ PDF 4428KB] ( 84 )
1973 马硕, 何宝南, 张学航, 何江涛, 龙翔云, 杨珊珊, 史芫芫
“23·7”暴雨对永定河出山口地下水水质的影响机制
为探究“23·7”特大暴雨对门头沟平原区地下水水质的影响及机制,以永定河出山口为研究对象,通过对比暴雨前后地表及地下水水质变化,结合水文地球化学模拟及微生物表征技术进行成因分析.结果显示:暴雨洪水后地下水中Ca2+和HCO3-浓度均值上升9.75%~14.68%,Cl-,SO42-,F-,总Fe,总Mn浓度均值下降26%~86.92%,与地表水变化趋势相同,表明地下水水化学变化主要由受影响的地表水入渗引起.然而,地下水中K+,溶解氧(DO),氧化还原电位(Eh),NO3--N指标变化趋势与地表水相反,表明地下水水化学变化不仅仅是与地表水简单的物理混合.PHREEQC反向模拟结果表明,暴雨影响下地下水水化学演化受物理混合与稀释,矿物溶解沉淀,反硝化以及硫酸盐还原作用共同调节.具体而言,物理混合与稀释贡献为15.82%,在此基础上,硅酸盐矿物溶解增加Ca2+浓度,硅酸盐和蒸发岩矿物溶解与阳离子交换作用共同维持了Na+平衡,降雨入渗与有机质分解增加了HCO3-浓度,反硝化与硫酸盐还原作用使得NO3-和SO42-浓度降低.值得关注的是,特大暴雨加剧了首钢工业园附近高浓度Fe污染的稀释扩散,尽管稀释作用使Fe的超标浓度峰值由89.5mg/L降低至25.4mg/L,但Fe超标的数量却由1个增加至4个,比例达66.67%.同时,这一过程显著促进了地下水中Fe (Ⅱ)自养反硝化菌属的富集,提高了反硝化速率,显著降低了地下水中NO3--N的浓度.
2025 Vol. 45 (4): 1973-1984 [摘要] ( 31 ) [HTML 0KB] [ PDF 2942KB] ( 40 )
1985 文菲菲, 黄魁, 夏慧, 宋炳昱, 赵梦
湿地植物对农村污水耐药基因遗传元件的富集
利用土壤生态渗滤系统处理农村污水,分析实验前后湿地植物鸢尾营养器官中整合酶基因intI1和转座酶基因tnpA-04的变化,探讨湿地植物对农村污水中MGEs的富集作用.结果表明,在60d的运行时间内,土壤生态渗滤系统对农村污水中氨氮和化学需氧量的平均去除率分别为88.50%和75.17%.鸢尾的平均高度和鲜重分别增加了3.63%和43.45%,且鸢尾组织内MGEs的含量增多了1.67ng/g,其中胞内MGEs占68.26%.而且鸢尾中tnpA-04基因的含量比intI1基因多37.86%,tnpA-04基因更容易在鸢尾营养器官中转移.植物营养器官中MGEs的生物富集能力表现为:茎>根>叶.此外,土壤的性质变化会显著影响植物对MGEs的富集(P<0.05).研究结果显示,湿地植物可有效富集农村污水中的MGEs,降低耐药基因的传播风险.
2025 Vol. 45 (4): 1985-1994 [摘要] ( 34 ) [HTML 0KB] [ PDF 900KB] ( 54 )
1995 张明, 冯雪丽, 时文歆, 张冰
腐殖酸对好氧颗粒污泥系统的调控机理研究——以石墨烯和氧化石墨烯产生的毒性影响为例
以受纳米材料石墨烯(G)和氧化石墨烯(GO)长期胁迫作用下的好氧颗粒污泥系统(AGS)为研究对象,探究投加适量腐殖酸(HA)对AGS理化特性和污染物处理性能的缓解作用及其机理.研究表明:经过适量浓度的HA (10.0mg/L)处理后,实验组R2(1.0mg/L G)和R3(1.0mg/L GO)中AGS的理化特性与系统的处理性能均得到了明显改善.其中,在整个实验期间(第0~75d),R3系统内的AGS平均粒径由1224.1μm增加至1407.5μm,R2系统内的AGS平均粒径由1313.0μm增加至1461.3μm.AGS理化特性的提升使得R2和R3系统内总氮去除率分别上升了2.3%和7.6%.通过投加HA,R2和R3系统内观察到活性氧含量、乳酸脱氢酶活性、过氧化氢酶活性和超氧化物歧化酶活性均出现明显降低,这是由于HA可以与细胞内积累的活性氧相结合,进而降低G和GO胁迫下生物体内产生的氧化应激水平.此外,HA的引入减少了AGS中胞外聚合物(EPS)的过量分泌,并降低了EPS中芳香类蛋白质和酪氨酸类物质的含量,使得AGS呈现出更加致密紧凑的颗粒结构.最后,分析G和GO在HA投加前后Zeta电位的变化情况,结果表明投加适量HA提高了G和GO的初始电势值,增强了G/GO与微生物之间的排斥力作用,减少了微生物与G/GO之间的直接接触,进而有效缓解了G和GO对AGS微生物产生的毒性影响.
2025 Vol. 45 (4): 1995-2007 [摘要] ( 36 ) [HTML 0KB] [ PDF 5384KB] ( 81 )
固体废物
2008 卞荣星, 滕晓, 孙治国, 朱润泽, 牛亚婷, 杜欣然, 高淑丹, 刘克琼, 孙英杰
季节性气象因子对生活垃圾填埋场甲烷释放的影响
为明确填埋场甲烷释放的时空变化规律及其影响机制,以青岛某生活垃圾填埋场为例,采用静态箱法测定了不同季节甲烷释放通量日动态变化.结果表明,填埋场甲烷释放通量季节变化显著,冬季释放最高为(115.67±65.34) mmol/(m2·h),夏季释放最低为(61.51±74.57) mmol/(m2·h).不同季节的日甲烷释放通量存在明显差异,夏季甲烷释放通量呈现双峰曲线,秋冬季甲烷释放通量呈现单峰曲线.相关性分析表明甲烷释放通量与大气压、大气温度、大气相对湿度、风速、土壤温度、土壤相对湿度显著相关;夏秋季甲烷释放通量与大气相对湿度和大气温度分别呈显著正相关和负相关,而冬季则相反.
2025 Vol. 45 (4): 2008-2015 [摘要] ( 32 ) [HTML 0KB] [ PDF 2332KB] ( 60 )
2016 郭世鹏, 王云刚, 白彦渊, 修浩然, 邹立, 李飞翔, 赵钦新
市政污泥与花生壳共热解协同效应及产物分布研究
使用热重分析仪和固定床反应器研究了市政污泥与花生壳混合物的热解特性、协同效应和产物分布.结果表明,市政污泥/花生壳共热解过程中存在显著的协同作用,主要发生在挥发分析出阶段,协同效应加速了混合物的热解.转化率α小于0.7时,表观活化能随污泥质量比(SMR)的增加而不断降低;当α大于0.7时,表观活化能随SMR的增加而急剧升高.气体产率随热解温度的增大而增加,但液体和固体产率显著降低,升高热解温度可促进H2和CH4的产生.产物产率和协同效应受SMR的影响较大,且当SMR为40wt.%时共热解协同效应最剧烈.
2025 Vol. 45 (4): 2016-2027 [摘要] ( 29 ) [HTML 0KB] [ PDF 1833KB] ( 66 )
2028 余子俊, 俞佳航, 朱骏逸, 侯存, 屈智超, 牛文娟, 艾平, 冯耀泽, 刘念
生物质灰滤材磷素吸附性能研究
以生物质灰为原料,短时高温烧结制得孔隙发达、化学性能稳定的新型块体滤材,并对其磷素吸附性能及所涉动力学、热力学行为展开研究.静态吸附试验结果表明,在较高磷素初始浓度或反应温度、较长吸附时间或较低固液比下,生物质灰滤材对磷素的单位吸附量更高,其中固液比为影响滤材磷吸附的主控因素.当磷素初始浓度为90mg/L、反应温度55℃、吸附时间1250min、pH=3、固液比为1:200(g:mL)时,该滤材单位吸附量最高可达7.72mg/g.生物质灰滤材表面呈非均质结构,对磷素的吸附以多层物理吸热吸附为主,单层或多层化学自发吸附为辅.在动态吸附条件下,该滤材磷素单位吸附量可达椰壳生物炭、陶粒、天然沸石3种常见商用滤材的9.8、22.27、27.22倍,显示出良好吸附性能,在净化水质的同时实现生物质灰消纳与循环利用,极具推广价值.
2025 Vol. 45 (4): 2028-2040 [摘要] ( 38 ) [HTML 0KB] [ PDF 1831KB] ( 81 )
2041 董莉, 刘景洋, 张泽乾, 张敏
基于动态物质流的北京市城乡住房建筑垃圾产生量模拟预测
为促进住房建筑垃圾减量化和资源化利用,以北京市为例,构建住房建筑动态物质流模型,模拟1949~2100年北京市城镇和农村地区住房建筑流量-存量动态演变特征,预测城乡住房建筑垃圾产生量.结果表明,1949~2100年北京市城镇和农村地区住房建筑新建和拆除量均周期性波动趋势,住房建筑存量大体呈现“S”型曲线趋势.城镇和农村的住房新建面积分别于2012年和2015年达到最大峰值3145.6和788.7万m2,住房拆除面积分别于2094年和2016年达到最大峰值1500.8和453.5万m2,住房存量饱和值分别为8.0亿m2和124.7万m2.至21世纪中后期,北京市将迎来建筑垃圾产量高峰期,并保持高位波动.建筑垃圾的最大峰值出现在2094年,总产量为2396.4万t.城镇和农村地区住房建筑垃圾中,水泥、砖块、沙子和碎石等是建筑垃圾中重量占比最大的成分,分别占住房建筑垃圾总重量的90.2%~95.5%和92.2%~94.1%,钢铁的重量占比分别为0.1%~4.5%和0.1%~3.0%.建筑长寿命情景可延迟住房建筑拆除高峰的到来,最大减量潜力为72.0%;将建筑垃圾作为城市矿产回收利用,最高可减少未来98.5%的原生钢铁需求.
2025 Vol. 45 (4): 2041-2052 [摘要] ( 33 ) [HTML 0KB] [ PDF 1609KB] ( 58 )
土壤污染与控制
2053 张颖, 高泽萍, 王旭, 李顺顺, 黄涛, 周国伟
蚯蚓肠道铁还原过程对活性氧形成的影响
以威廉环毛蚓为实验对象,借助原位测定和微宇宙培养实验,结合高通量测序和生化分析展开研究.结果显示,葡萄糖处理组中Fe (Ⅱ)生成量最多,氨基酸组最少.铁还原过程中,表面吸附态Fe (Ⅱ)含量最高,为0.6~24.38mmol/L;离子态Fe (Ⅱ)最低,0.02~2.21mmol/L.铁还原菌群落结构受有机质类型影响显著,不同处理组中优势铁还原菌各不相同.此外,铁还原过程伴随着活性氧自由基(ROS)的产生,其中过氧化氢(H2O2)含量最高,为0.32~0.73mmol/L,与离子态Fe2+、表面吸附态Fe (Ⅱ)、高结晶态铁含量呈显著正相关,而与有机物络合态铁含量呈显著负相关;羟基自由基(•OH)与离子态Fe2+、吸附态Fe (Ⅱ)、高结晶态铁呈显著正相关;超氧阴离子(O2•−)与低结晶态铁呈显著正相关,与吸附态Fe (Ⅱ)、高结晶态铁呈显著负相关.研究结果为了解蚯蚓在土壤铁循环和ROS形成过程中的作用提供了新视角,对于利用ROS控制和降解污染物具有潜在应用价值.
2025 Vol. 45 (4): 2053-2062 [摘要] ( 37 ) [HTML 0KB] [ PDF 1790KB] ( 66 )
2063 施小学, 孙乾迎, 卢阳, 吴文成, 陈伟杰
碳酸盐岩风化成土过程重金属的迁移富集特征——以华南典型地区为例
以华南碳酸盐岩地区水田、旱地2种典型农用地风化土壤剖面为研究对象,通过Pb同位素组成对土壤重金属进行溯源,并系统分析了8种常见重金属在农田土壤剖面中的垂直分布及影响因素.结果表明,母岩风化是研究区土壤重金属的主要来源;两个剖面中重金属含量均高于土壤背景值(0.056mg/kg),Cd偏向于在表层(0.49~2.15mg/kg)与中层(0.75~1.87mg/kg)富集,其他元素均偏向于在中层富集.土壤理化性质、矿物组成,以及氧化还原条件变化对重金属迁移具有重要影响.碳酸盐岩风化过程造成了研究区土壤剖面中重金属元素的次生富集,水田剖面的淋溶作用对重金属的迁移富集影响更大.
2025 Vol. 45 (4): 2063-2074 [摘要] ( 29 ) [HTML 0KB] [ PDF 3018KB] ( 89 )
环境生态
2075 杨雨航, 韩玉国, 张小林, 段维利
2003~2022年衢州市人类活动净氮输入(NANI)的时空动态变化
为推进衢州市氮污染的治理,基于人类活动净氮输入模型(NANI)估算了衢州市2003~2022年净氮输入量,分析了NANI时空特征、组分变化原因及影响因素.结果表明:衢州市NANI 20a平均值为12925kg/(km2·a),时间变化呈现出先增加后降低的趋势,2011年达到峰值15698kg/(km2·a).各子单元空间表现出一定差异性,空间分布呈现出东高西低的分布,与土地利用状况分布接近.NANI的各组分占比表现为氮肥施用约占27%~41%,食物/饲料净氮输入约占22%~42%,大气氮沉降约占21%~33%,固氮约占7%~11%.NANI的变化在2003~2008年主要受氮肥施用的影响,在2009~2014年主要受食物饲料净氮输入的影响,近年则主要受大气氮沉降影响.减少NANI的主要策略有全面推广新能源汽车的应用;降低农田氮肥施用量逐步调整至农业发达国家平均采用的施肥标准;以满足衢州市本地人口对畜禽产品的基本需求为限,合理调控畜禽养殖规模.实施这些措施后,预计NANI可分别降低约833,893,896kg/(km2·a),总量降低约2622kg/(km2·a),达到世界上较低水平.
2025 Vol. 45 (4): 2075-2085 [摘要] ( 32 ) [HTML 0KB] [ PDF 2256KB] ( 58 )
2086 王鼎铭, 刘德才, 刘莉, 马磊, 唐亮, 王锋文
闭坑矿区多环芳烃污染特征、源解析和健康风险
随着矿山浅部煤炭资源逐步枯竭和国家能源供给侧结构性改革深化推进,闭坑矿区数量不断增加,其遗留的环境问题引起了广泛关注.本研究选取重庆市万盛经济开发区的闭坑矿区作为研究对象,采集水体(n=7)、沉积物(n=4)、土壤(n=8)、煤矸石(n=2)和植物(n=10)5种环境介质共31个样品,采用气相色谱-质谱联用技术(GC-MS),分析USEPA 16PAHs浓度水平,结合正定矩阵因子分析(PMF)和蒙特卡罗模拟(Monte-Carlo),解析闭坑矿区多种环境介质中PAHs的污染来源,评价健康风险.结果显示,闭坑矿区河流、淋滤液、沉积物、表层土壤、煤矸石和优势植物中PAHs浓度水平分别是:(45.6±12.4),(97.8±89.4) ng/L,(3640±2520),(6400±2650),(18600±1120)和(801±1110) ng/g.河流、淋滤液、煤矸石和优势植物中,2~3环的PAHs占主导地位,占比分别为83%、71%、39%和54%;沉积物和表层土壤中,5~6环PAHs占比较高,占比均为37%.PMF来源解析揭示,水体中PAHs的主要来源为成岩源与石油源(49%)和交通源(32%),表层土壤中的主要来源为交通源(48%)和煤炭燃烧源(35%),优势植物中的主要来源为交通源(46%)和石油源与煤炭燃烧源(38%).蒙特卡罗模拟结果表明,闭坑矿区的表层土壤、煤矸石和自辟菜地蔬菜对当地居民构成了潜在的致癌风险,且对成人的健康风险高于儿童,表层土壤和煤矸石对居民造成的致癌风险主要通过皮肤接触途径产生.
2025 Vol. 45 (4): 2086-2097 [摘要] ( 34 ) [HTML 0KB] [ PDF 1625KB] ( 73 )
2098 毛羽丰, 郭文淑, 李宏, 何蕊序, 叶开来, 胡江, 肖毅, 余薇薇, 唐炳然, 李佳, 何强, 杨胜发
湍流与盐度交互作用对藻类生长及群落的影响
利用近似均匀湍流模拟系统,通过研究湍流与盐度对光合作用、营养盐代谢、胞外聚合物分泌以及牧食作用等关键环节的调控作用,系统性地阐明了藻类在湍流与盐度交互作用下的响应.结果表明,生物量层面,盐度为1‰时,湍流对藻类的损伤增强,实验结束时低湍流和高湍流组的Chl-a含量分别为静水组的0.37和1.41倍;盐度为4‰时,湍流对藻细胞的损伤减弱,低湍流和高湍流组的Chl-a含量分别为静水组的0.82和2.29倍.盐度通过调控藻的光合效应和对营养盐的利用率,导致湍流对藻类的损伤随盐度的提升先增加后降低.群落结构层面,盐度的增加促进了能量代谢,进而降低水体pH值,为硅藻提供竞争优势,使其成为优势门类.但高湍流增强了气体交换并改变了浮游动物的组成,削减了盐度提升导致的硅藻竞争优势,导致蓝藻比例上升,再次成为优势门类.
2025 Vol. 45 (4): 2098-2111 [摘要] ( 32 ) [HTML 0KB] [ PDF 3958KB] ( 65 )
2112 李保杰, 杜欣颖, 褚帅
淮海经济区景观生态风险多情景模拟
以淮海经济区为例,分析了该区2003~2023年土地利用时空演化特征,借助PLUS模型、空间统计方法和景观生态风险评价模型识别了不同时期、情景下的景观生态风险时空分异和空间集聚特征.结果表明:(1)淮海经济区土地利用类型以耕地和建设用地为主,20a间土地利用格局整体变化不大,主要表现为耕地向建设用地的转变;(2)景观生态风险指数呈先增加而后降低的变化趋势,空间分布上呈“东高西低,北高南低”的格局;(3)景观生态风险Moran's I指数呈先降低而后增加的变化趋势,局部空间集聚特征以“高－高集聚”和“低－低集聚”为主;(4)自然发展、经济优先和生态保护3种情景下的景观生态风险指数分别为0.2470、0.2451和0.2489.生态保护情景下高生态风险区的面积占比最大;经济优先情景下低生态风险区的面积占比最大.
2025 Vol. 45 (4): 2112-2121 [摘要] ( 34 ) [HTML 0KB] [ PDF 2563KB] ( 53 )
2122 孙爱, 冯琴霜, 唐炳然, 何强, 李宏
聚乳酸微塑料对淡水沉积物氮转化的影响
为探究生物可降解聚乳酸微塑料(PLA-MPs)对淡水沉积物中氮转化的影响,构建了室内沉积物体系,分别向淡水沉积物中加入0(对照)、0.05%、0.5%、5%(质量比)的PLA-MPs,并在温度为25℃且光照强度为40μE/(m2·s)的条件下培养45d.结果表明,PLA-MPs的加入导致体系中pH值和溶解氧(DO)浓度显著降低而溶解性有机碳(DOC)浓度显著升高(P<0.05),同时促进CO2和CH4的生成.实验结束时,PLA-MPs的添加使NH4+-N的浓度降低,0.05%和0.5% PLA-MPs处理组,NO3--N和TN浓度低于对照组(其上覆水TN浓度相比对照组分别下降了68.44%和61.83%).相反,5% PLA-MPs处理组出现TN积累(实验结束时上覆水TN浓度为5.71mg/L)且显著高于对照组(P<0.05).此外,0.5%和5% PLA-MPs处理组沉积物NO2--N浓度降低并减少了N2O的释放,而0.05% PLA-MPs则与之相反.添加PLA-MPs促进了固氮基因nifH和硝化基因amoA的表达,反硝化基因nirS和nosZ在0.05%和0.5% PLA-MPs处理组富集.而反硝化基因narG丰度仅在0.5% PLA-MPs处理组上调;5% PLA-MPs处理组中narG和nirS基因的丰度下调,nosZ基因的表达呈现先抑制后促进的趋势.研究结果表明,PLA-MPs的加入改变了上覆水及沉积物中的理化性质,促进了固氮和硝化,同时提供碳源增强0.05%和0.5% PLA-MPs处理下的反硝化从而脱氮,但在5% PLA-MPs处理中由于pH过低导致NO3--N和NO2--N的还原受到抑制进而使得TN积累.
2025 Vol. 45 (4): 2122-2134 [摘要] ( 32 ) [HTML 0KB] [ PDF 1458KB] ( 60 )
2135 林海庆, 杨旭楠, 黄心怡, 张义栋, 汪涛, 许玫英
林地保护政策驱动的城市碳库时空演变规律——以广东江门为例
为探究双碳政策实施对林地碳库演变影响的规律,选取粤港澳大湾区的生态屏障——江门市作为案例,基于2000~2020年5期土地覆盖及碳密度数据,使用InVEST模型定量评估研究区的碳储量,并结合政策一致性评价(PMC)指数模型及最小绝对收缩和选择算子(Lasso)回归模型,分析林业政策的质量及其对碳储量的驱动因素.结果表明:江门市林地和耕地主导了碳储量的变化,2000~2015年,大量林地和耕地转变为建设用地,碳储量由34.22×106t下降到33.59×106t (林地贡献率72.8%),占同期大湾区碳储量下降的14.35%;2015年后由于森林城市建设等补贴型政策的实施,2015~2020年江门市内碳储量增加的区域面积超过了碳储量减少的区域面积,碳储量提升了0.5%,且激励保障变量被识别为驱动碳储量增加的核心因素.空间变化方面,江门市的碳储量增加与降低区域呈聚类分布,响应了“森林围城,树林进城”政策的实施.本研究根据碳储量密度和建筑密度的联合空间分布特征,提出生态保育区的森林保护、自然荒野区的碳汇规划、中心旧城区的空间改造和新型建成区的园林建设等基于功能分区的碳汇提升建议,为制定城市可持续发展政策方案提供理论支撑和案例参考.
2025 Vol. 45 (4): 2135-2146 [摘要] ( 31 ) [HTML 0KB] [ PDF 3924KB] ( 76 )
2147 聂家龙, 官冬杰, 樊晓凤, 王燕雯, 周李磊, 和秀娟
长江流域城市蔓延对生态系统服务损失量的影响分析
利用城市蔓延指数和InVEST模型,分析了2000~2020年长江流域干流和支流流经的19个行政区域省会城市的城市蔓延时空变化和城市蔓延对生态系统服务的影响,并探究城市蔓延区域对生态系统服务的影响因素.结果表明:(1)2000~2010年47.37%的城市处于蔓延状态,2010~2020年73.63%城市处于蔓延状态.(2)2000~2020年长江流域(中心城区)省会城市的生境质量均值、粮食和肉类生产服务总量和碳储量总量的下降比率分别为4.25%、7.03%和4.53%,产水总量的上升比率为12.10%.(3)因城市蔓延导致的生态系统服务损失量中生境质量下降最明显,2010~2020年损失量占2000年平均生境质量的71.56%.(4)选取土地利用转化、社会经济和气候对生态系统服务的影响进行相关分析,土地利用转化和社会经济是最大影响因素.
2025 Vol. 45 (4): 2147-2158 [摘要] ( 31 ) [HTML 0KB] [ PDF 6388KB] ( 66 )
2159 刘康, 张寒, 张道军, 郑伟伟, 张超正
黄土高原生态系统碳储量情景模拟与驱动因素——基于PLUS–InVEST-Geodector模型的研究
以我国重要生态屏障黄土高原为案例地,借助PLUS模型预测2030年不同发展情景下的土地利用格局,运用InVEST-Geodector模型对生态系统碳储量时空变化及驱动因素展开分析,研究结果表明:(1)自然增长与生态保护情景下耕地面积将减少,耕地保护情景下草地面积大幅减少,林地与水域在三种情景下均得到了有效保护.(2)自然发展、生态保护、耕地保护情景下生态系统碳储量分别为4.922,5.021,4.922Pg;相比2020年分别增加8.07,37.22,8.07Tg.碳储量具有明显的空间异质性,秦岭北麓、太行山、吕梁山等区域碳密度高,鄂尔多斯市及其周边区域碳密度低.地类数量变化与地类转换对碳储量增减变化有重要影响.综合来看,生态保护情景更符合研究区未来发展需求.(3)坡度与降水是影响生态系统碳储量的核心因素,坡度、土壤类型或年均气温与其他因素的交互作用是驱动碳储量区域差异及变化的主导因素组合.
2025 Vol. 45 (4): 2159-2170 [摘要] ( 50 ) [HTML 0KB] [ PDF 6972KB] ( 77 )
2171 陈瑞凯, 康瑾, 赵琰鑫, 郭琰琪, 徐晓林, 王永桂
2003~2024年长江流域水质时空演变特征
揭示三峡水库蓄水以来,长江流域水质时空格局是流域综合治理的基础.基于多元线性逐步回归分析,筛选出2003~2024年间影响长江流域水质的关键指标为TP、CODMn、NH3-N、Pb和DO.单因子评价和WQImin指数评价表明长江全流域平均水质达到优秀水平,乌江流域、岷沱江流域以及太湖水系是长江流域污染较为严重的二级流域,其中TP与NH3-N污染较为突出,水质状况空间异质性显著;使用线性回归分析与季节性Kendall趋势检验,发现长江流域整体水质状况提升趋势显著,具有明显的时间异质性,除汉江外其他二级流域水质状况均有显著上升趋势;三峡水库蓄水以来,上游嘉陵江、乌江流域和宜宾至宜昌干流的TP浓度以及中游洞庭湖、鄱阳湖水系和上游乌江流域NH3-N浓度出现先上升后下降趋势.从长江全流域耦合二级支流,开展多尺度长序列多指标的水质时空演变特征研究,能为长江流域精准治污提供支撑.
2025 Vol. 45 (4): 2171-2182 [摘要] ( 41 ) [HTML 0KB] [ PDF 2160KB] ( 75 )
2183 丁启振, 周殷竹, 周金龙, 姜凤, 孙英, 雷米, 任乐, 赵水金, 赵纳言, 李军
吐鲁番盆地绿洲区地下水硼的水文地球化学过程及健康风险
新疆吐鲁番盆地绿洲区作为西北典型的干旱区,地下水是经济发展的重要水源.基于6组地表水和49组地下水水样,利用水化学、同位素和UNMIX模型等方法分析了地下水硼的水文地球化学过程及潜在的健康风险.结果表明:(1)研究区地表水呈中性-弱碱性,地下水为弱酸-弱碱性;硼在地下水中以H3BO3和B (OH)4-形式混合存在,H3BO3占主导.(2)地下水硼浓度介于ND~4.26mg/L,24.5%的水样超过《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2022)的限值1.0mg/L,高硼地下水水化学类型以Cl·SO4-Na·Ca为主;硼浓度表现出明显的空间差异性,聚集在含硼河流下游的高昌区.(3)山区岩石风化淋溶是地下水硼富集的主要来源,废水和化肥排放也影响着硼浓度,地表水补给是硼进入地下水的主要途径.pH值、竞争吸附、阳离子交换、蒸发盐溶解和混合作用控制着地下水硼的富集,不同含水层具有明显差异.(4) UNMIX模型识别出4个因子:地表水入渗补给(36.6%)、碳酸盐-硅酸盐溶解(21.8%)、蒸发盐溶解(21.6%)和工农业活动(20.0%),其中硼主要来源于地表水入渗补给(56.0%).(5)就硼在地下水中构成的风险而言,弱势群体的顺序为:婴儿>成年男性>成年女性>儿童.
2025 Vol. 45 (4): 2183-2196 [摘要] ( 32 ) [HTML 0KB] [ PDF 9617KB] ( 53 )
2197 奉龄洋, 张典, 陈彬, 阚志毅, 林金兰, 陈光程, 马志远, 方秦华, 俞炜炜
基于生态系统崩溃风险的华南沿岸海草床生态系统退化评估
准确评估海草床生态系统的退化状况是制定有效保护和修复决策的基础.然而,现有的海草床生态退化评估多从健康的角度开展,忽略了退化的终点及其在退化过程中的临界水平.以生态系统崩溃作为退化终点,从生态风险角度,借鉴生态系统红色名录评估框架,综合考虑生境范围退化、非生物环境退化和生物过程退化三大准则,建立了海草床生态系统退化评估框架.并以华南沿岸14个海草床分布区作为研究对象,进行了实证研究.评估结果显示,唐家湾海草床达到极度退化水平,柘林湾等8处海草床为严重退化(57%),黎安港海草床为中度退化,流沙湾等4处海草床轻度退化(29%).在三大评估准则中,生物过程是华南沿岸海草床退化的主要表现形式.本文从生态系统崩溃风险的角度出发,构建了海草床生态系统退化评估框架,为评估海草床乃至其他生态系统退化状态提供了新的视角,为生态系统保护与修复工作提供重要决策支持.
2025 Vol. 45 (4): 2197-2207 [摘要] ( 37 ) [HTML 0KB] [ PDF 1087KB] ( 101 )
新污染物
2208 赵思凯, 刘沅鑫, 梁越, 刘聪, 李家杰, 陈士凌, 陈曦, 吕露, 李北雁, 余薇薇
水厂消毒中微塑料的赋存、去除及潜在风险
本文综述了国内外水厂消毒工艺中微塑料(MPs)的赋存特征和丰度情况,分析了氯、臭氧和紫外线消毒对MPs的去除效果,并深入探讨了MPs的存在对消毒的影响及其二次污染.结果发现,不同水厂消毒中MPs丰度具有较大差异,主要以纤维、碎片形状存在,以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)为主,粒径大部分小于1.0mm,颜色多呈黑白和透明.氯消毒单元去除率在0~71.38%,但在部分水厂的臭氧消毒和紫外线消毒后,MPs丰度反而上升.消毒工艺对MPs的去除机制仍有待研究.此外,其释放的溶解性有机物(MP-DOM)在氯消毒过程中生成三氯甲烷的潜能(THMFP)最高可达453.3μg/mg,高于典型水生天然有机物和藻类有机物的生成潜力,显示出更大的健康风险.
2025 Vol. 45 (4): 2208-2219 [摘要] ( 32 ) [HTML 0KB] [ PDF 446KB] ( 105 )
2220 梁鸿博, 姜如易, 刘子扬, 许康, 王赛, 王团团
海南岛南渡江鱼胃肠道中微塑料特征
在海南岛南渡江上、中、下游共11个位点采集具有不同摄食习性的淡水鱼类35种222条并进行胃肠道中MPs分析.结果显示,在94.5%的鱼胃肠道有检测出了MPs,平均丰度为(4.85±3.51)个/条.南渡江鱼胃肠道中MPs以<1.0mm (73.3%)的透明(38.9%)纤维(60.6%)为主,MPs主要由聚丙烯(53.3%)和聚乙烯(34.2%)组成.浮游植物食性鱼胃肠道中MPs丰度(7.00个/条)最高,水生昆虫食性鱼胃肠道中MPs丰度最低(2.57个/条).从南渡江上游至下游,鱼胃肠道中<1.0mm的蓝色纤维MPs占比不断增加,>1.0mm的黄色/红色碎片/薄膜MPs的占比不断降低,这可能与南渡江下游水产养殖活动、农膜的使用量、城市生活污水和工业废水的排放量增大有关.
2025 Vol. 45 (4): 2220-2229 [摘要] ( 29 ) [HTML 0KB] [ PDF 3441KB] ( 65 )
碳排放控制
2230 金宇翔, 侯雪伟, 洪蕾, 赵天良, 周逸超
碳中和情景下我国CO2与O3前体物协同减排特征分析
基于中国未来排放动态评估模型(DPEC)预估的排放清单,分析了碳中和情景下二氧化碳(CO2)、挥发性有机物(VOCs)和氮氧化物(NOx)的人为排放时空变化特征,并与共享社会经济路径(SSP)中两个SSP1情景进行对比.研究结果表明,在DPEC碳中和情景中,我国CO2人为排放在2030年达峰,2060年相比2020年将减排91%,减排量介于两个SSP情景(SSP1-1.9和SSP1-2.6)预估值之间.VOCs和NOx的人为排放量自2020年起呈持续下降趋势,直至2060年分别减排65%和88%.相较两个SSP情景,DPEC中VOCs减排偏弱而NOx减排偏强.不同行业源对减排的贡献及其空间分布也存在差异,CO2减排主要来自电力源和工业源,VOCs和NOx交通源减排较明显,2060年工业源排放将成为CO2,VOCs和NOx的最主要来源.总体而言,DPEC碳中和情景更为贴近我国未来减排趋势,在相关行业按期达成减排目标的前提下可以体现协同减排特征.
2025 Vol. 45 (4): 2230-2239 [摘要] ( 41 ) [HTML 0KB] [ PDF 3362KB] ( 81 )
2240 冯智桦, 胡芳, 展鹏飞, 黄佳芳, 仝川
中国主要河口淡水和咸水芦苇湿地CH4和CO2产生速率及影响因子
采集辽河口、黄河口、长江口、瓯江口、闽江口、珠江口6个河口分布的淡水(盐度:0)和咸水(盐度:10~15)芦苇湿地的表层土样,室内运用泥浆厌氧培养法测定土壤CH4、CO2产生速率,并测定土壤胞外酶活性以及产甲烷菌功能基因(mcrA)丰度.6个河口淡水和咸水芦苇湿地土壤CH4产生速率平均值分别为(2.69±1.63)和(2.97±1.71) ng CH4/(g·d);CO2产生速率平均值分别为(7.64±4.94)和(10.28±6.84)μg CO2/(g·d).淡水芦苇湿地土壤CO2产生速率显著低于咸水芦苇湿地,然而,淡水芦苇湿地土壤CH4产生速率与咸水芦苇湿地无显著差异.土壤pH值、有机碳(SOC)含量是影响芦苇湿地土壤胞外酶活性以及产甲烷菌功能基因(mcrA)丰度的主要因子.土壤pH值、TC、TN、SOC以及5种胞外酶活性、产甲烷菌功能基因丰度是CH4和CO2产生的主要影响因子,pH值降低导致CH4与CO2产生速率显著下降,.本研究结果表明:中国沿海主要河口尺度淡水到中咸水生境,盐度不是芦苇湿地土壤CH4产生速率的调控因子,但是盐度增加显著提升芦苇湿地土壤厌氧矿化速率,上述结果表明:,海平面上升-盐水入侵将导致河口区芦苇湿地土壤碳排放量增加.
2025 Vol. 45 (4): 2240-2250 [摘要] ( 36 ) [HTML 0KB] [ PDF 1744KB] ( 70 )
2251 李朋, 白孝轩, 丁宁, 赵思琪, 李超, 周卫青, 张高翔
水电碳足迹关键影响因素及区域化研究趋势
面向水电低碳发展问题,对水电碳足迹关键影响因素及水电碳足迹区域化差异进行综述研究.结果表明,全球范围内对现有水电碳足迹研究的关注度不断增高.通过案例研究发现,水电碳足迹主要由建设阶段的建材制造和工程施工,以及运行维护阶段的设备运行耗能产生.总结了影响水电碳排放的关键因素:水电类型、装机量、蓄水量、蓄水区面积和生命周期阶段等,并从地理空间的视角对水电碳排放进行了区域化研究,指出因地理位置不同导致的气候、降水量、生态环境等差异对水电碳足迹的影响.
2025 Vol. 45 (4): 2251-2263 [摘要] ( 39 ) [HTML 0KB] [ PDF 1092KB] ( 114 )
环境毒理与健康
2264 何婷, 蔡凤珊, 唐斌, 严骁, 廖其龙, 秦瑞欣, 马璐, 谢春, 郑晶
广州市新生儿有机氯农药暴露特征及与激素水平的关联性初探
为探讨孕期有机氯农药(OCPs)暴露对新生儿性激素水平和出生体格的影响,以广州市271对母婴人群为研究对象,在新生儿出生后24h内采集胎粪样品,分析胎粪中10种OCPs和7种性激素含量.采用广义线性模型(GLM)分析OCPs与出生体格评分的关联,并采用中介效应模型评估性激素在OCPs暴露与出生体格评分关联的中介作用.结果显示,新生儿胎粪中主要的OCPs为2,2-双-(对氯苯基)-1,1-二氯乙烯(p,p'-DDE),其浓度范围为nd~0.25nmol/g (中值为0.05nmol/g).胎粪中孕酮(Progesterone,P4)、雄烯二酮(Androstenedione,AED)、睾酮(Testosterone,T)、雌酮(Estrone,E1)、雌二醇(Estradiol,E2)、雌三醇(Estriol,E3)等性激素的中值分别为1.80,0.24,0.13,0.15,0.38和8.24nmol/g.p,p'-DDE暴露水平每增加1nmol/g,胎粪中AED、T和E3分别增加1.82(95% CI:0.34,3.29)、1.31(95% CI:0.03,2.60)和8.68(95% CI:3.99,13.4) nmol/g.对于男性新生儿,p,p'-DDE浓度每增加1nmol/g,E3增加9.12(95% CI:3.11,14.9) nmol/g;女性新生儿Σ10OCPs暴露水平每增加1nmol/g,E2/T值减少11.8(95% CI:-22.8,-0.84) nmol/g.p,p'-DDE暴露可能通过调节E3对男性新生儿的身长评分(BLZ)产生影响,其间接效应为0.73,中介效应百分比为25.3%.Σ10OCPs暴露则可能通过调节E2/T对女性新生儿的头围评分(HCZ)产生影响,间接效应为-0.18,中介效应百分比为19.4%.孕期OCPs暴露可能通过调节新生儿性激素水平影响其出生体格评分变化.
2025 Vol. 45 (4): 2264-2275 [摘要] ( 31 ) [HTML 0KB] [ PDF 866KB] ( 53 )
2276 高珊珊, 刘硕, 李少斌, 魏泽冉, 辛会博, 田家宇, 高敏
空气中耐药基因和致病菌逸散特征与暴露风险——以典型市政污水处理厂为例
对污水处理厂空气和对应污水中的抗生素耐药基因(ARGs)和耐药致病菌(ARBs)展开系统研究,分析其在空气中的富集率以及影响因素,评估其日呼吸暴露量.结果显示,空气和污水中的优势ARGs的种类和浓度均存在差异,最高浓度基因分别为Sul1和tetW.两种介质中优势致病菌种类相似,依次为拟杆菌(Bacteroides)、克雷伯菌(Klebsiella)和肠球菌(Enterococcus).污水厂空气中某些ARGs和ARBs存在富集现象,其中富集率最高ARGs和ARBs分别为tetW和巨单胞菌(Megamonas).污水中ARGs和ARBs向空气的转移受到污水水质和曝气工艺等因素的影响.溯源分析结果显示,污水厂空气中细菌约有73.59%±3.61%来自污水.本研究在空气和污水样本中均分离出耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA),发现空气中MRSA的抗生素耐药指数(0.24)远高于污水(0.077±0.045),并且其对万古霉素的耐药性能也高于污水中相应分离株.人体呼吸暴露分析结果显示,污水厂工人的细菌日吸入量为(1.9±1.5)×105copies/d,ARGs和移动遗传元件(MEGs)的日吸入量分别为(7.4±7.5)×104copies/d和(0.8±1.0)×104copies/d.
2025 Vol. 45 (4): 2276-2287 [摘要] ( 41 ) [HTML 0KB] [ PDF 4672KB] ( 57 )
2288 陈丹丽, 杨晓灵, 刘帅帅, 张波, 崔戈, 高寒, 陈娟
水温变化对金沙江特有鱼类岩原鲤血清生化指标及肠道微生物的影响
以西南梯级水电开发河流金沙江中特有鱼类岩原鲤(Procypris rabaudi)为研究对象,开展了控制实验,分别设置24h和10d的3个处理组(16,20,24℃),探究不同水温条件下岩原鲤血清生化指标和肠道微生物的变化.结果表明,相较于常温组,24h和10d低温组对岩原鲤血清抗氧化酶活力分别起到了促进和抑制作用;10d低温组的溶菌酶(LZM)活力相对常温组的下降率(67.12%)较24h (52.04%)更为显著;24h和10d低温组的葡萄糖(GLU)和皮质醇(CORTISOL)浓度相较于常温组均显著增加.24h低温组的Chao1指数比常温组和高温组的分别低23.22%和26.36%,10d低温组的alpha多样性趋于稳定;相比于24h,10d后不同水温条件下肠道微生物群落结构差异更小;低温显著影响肠道微生物的群落组成.共现网络显示24h低温组的微生物共生关系简化,微生物间相互作用减弱;而长期水温变化则使微生物的互作关系趋向稳定.相关性分析显示变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和厚壁菌门(Firmicutes)等与抗氧化酶和LZM活力存在显著相关性.
2025 Vol. 45 (4): 2288-2297 [摘要] ( 35 ) [HTML 0KB] [ PDF 2107KB] ( 64 )
环境微生物
2298 黄芷若, 郭镝妮, 赵涛, 聂红云, 聂麦茜, 王磊, 赵碧洁
铜绿假单胞菌螯铁蛋白催化降解石油烃的机理
探讨了铜绿假单胞菌Pseudomonas aeruginosa NY3分泌的螯铁蛋白(Pyochelin,PCH)与铁形成复合物(Ferripyochelin,FerriPCH)催化降解石油烃的作用机理.结果表明,菌株NY3分泌的2种PCH为手性对映体.当纯化后的PCH与Fe3+鳌合时,可降解石油烃中的烷烃和多环芳烃等污染物.当PCH与Fe3+的比例为2:1~1:1时,对十六烷,蒽和菲有一定的降解效果,且生物利用度低的芳香烃降解效率显著高于烷烃.研究发现,Fe3+与PCH鳌合会产生•OH和•O2-自由基,这些具有强氧化性能的自由基可将石油烃逐步降解为二氧化碳和水.
2025 Vol. 45 (4): 2298-2304 [摘要] ( 29 ) [HTML 0KB] [ PDF 935KB] ( 45 )
2305 李宁宁, 吕海慧, 于得水, 李雨桐, 王晔, 康建明, 薛宇昕, 金艳, 韩昫身, 于建国
N-甲基吡咯烷酮(NMP)高效降解菌筛选及应用研究
以N-甲基吡咯烷酮(NMP)为唯一碳源和氮源,从锂离子电池阴极浆料搅拌装置清洗废水中筛选获得一株NMP高效降解菌NCSL-HH10,经16S rDNA测序及系统发育树分析,该菌属于污染伯克霍尔德氏菌.实验表明,该菌可在1500mg/L NMP废水体系,48h内实现100% NMP去除及94.3% TOC去除,高矿化度说明该菌具有较为完整的NMP降解路径.此外,该菌可在高达15000mg/L NMP体系实现NMP完全降解(100%),达到国内外文献报道最高的NMP降解浓度,且可实现较高矿化度(63.2%).选取10000mg/L NMP废水作为进水,发现Burkholderia contaminans NCSL-HH10可在开放体系60h内去除95.7% NMP及76.5% TOC,显著高于活性污泥(84h内去除39.0% NMP和30.2% TOC).
2025 Vol. 45 (4): 2305-2313 [摘要] ( 36 ) [HTML 0KB] [ PDF 886KB] ( 71 )
2314 钟文婧, 苏建强, 李虎, 周艳艳
微生物插入序列的多样性及其与功能基因的共现
基于ISfinder数据库,结合文献检索,对5812种插入序列(IS)的多样性及其与功能基因的共现关系进行了系统分析.研究表明,不同IS家族(IS family)在宿主中的分布以及与功能基因的共现特征存在差异.DDE转座酶类型IS占据主导地位,IS5和IS3家族涵盖的IS种类最多,而ISH6最少.IS广泛存在于细菌和古菌中,多个IS家族具有宿主特异性,仅发现于细菌或古菌.进一步分析发现IS与多种功能基因(如抗生素抗性、重金属抗性、应激抗性等)共现,显示出它们在环境适应和微生物抗性基因传播中的重要作用.部分IS具有与多种功能基因共现的特性,展现了更广泛的生态适应性;而另一些IS的共现基因则功能相对专一.实验验证IS在基因传播和宿主适应中的机制是未来研究重点.这不仅有助于理解微生物如何适应环境变化、应对选择压力,还能为抗生素抗性、病原体传播等公共卫生问题提供理论基础,从而为发展新的防控策略和生物技术应用奠定基础.
2025 Vol. 45 (4): 2314-2322 [摘要] ( 39 ) [HTML 0KB] [ PDF 2127KB] ( 37 )
环境影响评价与管理
2323 易欣, 刘沫村, 陆佳惠, 沈良峰, 邱慧
基于承包商支付意愿的工程渣土资源化利用激励机制研究——以长沙市为例
出于成本考虑,目前承包商工程渣土多采取填埋、倾倒处置方式,如何激励其转向资源化利用是个难题.不同于以往定性研究,基于混合式条件价值评估新方法,以湖南省长沙市585位建筑从业人员的调查数据为样本,通过对承包商支付意愿及影响因素进行研究,将不明晰的非资源化处置收费价格明确化,然后提出了相应的激励机制.结果表明:承包商的平均支付意愿为73.69元/t,高于目前渣土填埋平均费用20元/t,以及非法倾倒的处罚期望成本16.70~25元/t,建议政府通过调价和征收处置税使渣土消纳费超过73.69元/t,将非法倾倒处罚额从5000元/台提高到15000元/台;工程资源化利用平均处置成本137元/t,再产品平均售价40元/t,加上承包商平均支付意愿仍小于成本.政府可根据差额直接补贴或奖励新技术研发以降低成本,并出台规定扩大再产品用量,通过需求提高再产品市场价格.74.35%受访者愿意支付以支持工程渣土资源化利用,承包商的企业性质、社会压力、环境认知、当前满意度等因素正向影响其支付意愿,受访者的项目经验却对支付意愿负向影响.政府通过加大工程渣土资源化利用宣传的引导规制,提升资源化利用补贴和非法倾倒处罚力度的奖惩规制,也都能有效激励承包商采取资源化利用.
2025 Vol. 45 (4): 2323-2332 [摘要] ( 35 ) [HTML 0KB] [ PDF 639KB] ( 64 )
2333 杨传明
中国产业水-能-碳三维全足迹立体关联研究
在中国“进入新发展阶段、贯彻新发展理念、构建新发展格局”的大背景下,如何追求产业良性发展的同时控制水能消耗并减少碳排放,已成为一个重要而紧迫的现实任务.为此挖掘深层次产业经济联系,架构产业水-能-碳三维全足迹立体关联理论框架,设计产业要素足迹投入产出计算模型,创建函数修正投入产出表夯实数据基础.选择2002年至2022年中国产业为研究对象,计算产业水、能、碳三维全足迹,构建中国产业水-能-碳三维全足迹立体关联网络,动静态对比解析网络属性及关系结构演变特征.结果表明:(1)研究期中国产业水、能、碳全碳足迹年均增长率有所下降但总量大幅增加,其中水足迹增加主要源于产业直接足迹增加,而能足迹和碳足迹则是归于产业间接足迹增加.(2)各产业水-能-碳及双要素的三维足迹存在巨大差异,需要综合考虑产业特点和足迹特征提升要素使用效率.(3)研究期产业水-能-碳各种网络各项指标及耦合后性能均有所改善,但循环可持续性、共生互利及关联状况均未达到理想状态..
2025 Vol. 45 (4): 2333-2345 [摘要] ( 33 ) [HTML 0KB] [ PDF 3299KB] ( 80 )
2346 陈晓红, 周方毅, 胡东滨
数字化对矿产资源与生态环境协调发展的影响
基于2011~2021年省份数据,从区域发展不均衡的视角出发,探讨了数字化对矿产资源开发与生态环境保护协调发展的效能及其内在机理.研究表明,我国矿产资源开发与生态环境协调发展水平总体呈上升趋势,但存在明显的区域差异,东南沿海地区表现优于中西部地区.数字化显著促进了这种协调发展,即便在考虑内生性和进行稳健性检验后结论依然成立.此外,研究发现产业结构升级和绿色创新能力提升是数字化促进协调发展的重要中介因素.研究揭示了数字化对于不同区域的影响强度不一,东南部受益更为明显.基于此,提出加大对数字化基础建设和技术的投资、强化数字化的引领作用,推动产业结构绿色升级、制定有针对性的地区发展策略等建议.
2025 Vol. 45 (4): 2346-2357 [摘要] ( 30 ) [HTML 0KB] [ PDF 792KB] ( 57 )
2358 郭慧娟, 唐守娟, 孔令强, 郭云, 刘广鑫, 张力小, 石磊
技术要素耦合作用下我国退役风电设备资源化潜力研究
基于Stella系统动力学建模平台,耦合风机单机容量、发电方式等技术要素以及使用寿命的影响,构建了我国退役风机报废量预测模型,系统分析与模拟不同情景下风机设备的报废量,并量化回收废旧风机设备资源化规模及其碳减排潜力.结果表明,(1)设计寿命情景下,我国风机安装量2006~2038年快速增长,2047年到达波谷后再次增长,风机报废规模快速上升,不同单机容量的风机报废量达峰时间随着单机容量的增大逐渐后移;(2)设计寿命情景下2060年风机及基础废弃物各组成成分产生量分别为:钢铁1367.24万t、铝19.72万t、铜76.23万t、塑料13.77万t、玻璃钢176.44万t、电子器件16.23万t、永磁体2.77万t、润滑油1.10万t、混凝土3476.36万t;(3)2025~2060年,短寿命、设计寿命、长寿命情景下报废风机材料累计闭环回收利用可分别满足总材料需求的49.5%、41.1%、32.7%,以报废风机中钢铁、铝、铜及永磁体为例,短寿命、设计寿命、长寿命情景下2025~2060年100%资源化利用累计碳减排量分别为24654.2,17594.7和12218.4万t.延长风机寿命,并根据直驱和双馈以及不同单机容量风机的报废结果建立健全风机设备回收体系,同时强化资源再生利用能力,提高资源循环利用效率,推进报废风机中钢铁等高值设备再制造,将有效降低风机产业生命周期温室气体排放,助力于我国碳达峰碳中和战略目标的实现.
2025 Vol. 45 (4): 2358-2368 [摘要] ( 34 ) [HTML 0KB] [ PDF 2506KB] ( 61 )
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