中国环境科学
 
 
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2019年 39卷 8期
刊出日期 2019-08-20
环境毒理与健康
大气污染与控制
水污染与控制
环境微生物
环境生态
环境影响评价与管理
大气污染与控制
3137 白瑶, 吴志军, 刘玥晨, 王玉珏, 郭松, 胡敏
PM2.5中类腐殖质表面活性测定方法与实例分析

建立了大气细粒子中类腐殖质（HULIS）表面活性的动态表征方法，并以华北平原乡村站点冬季大气PM2.5样品为例，对PM2.5中HULIS的表面活性进行表征.HULIS碳质组分（HULIS-C）浓度为2.0~4.6μg C/m3，占水溶性有机碳和总有机碳的比例分别为31%~40%和20%~26%.浓度为88~200mg C/L的HULIS水溶液，其表面张力相对于纯水降低了18%~22%.HULIS-C浓度在低于70mg C/L时表面张力降低显著，在88~320mg C/L之间降低相对缓慢.动态表面张力随着时间变化逐渐降低，在液滴形成后200s以内表面张力下降迅速，之后趋于平缓，说明表面活性分子在液滴中扩散趋于稳定需要一定的时间，该特征时间可能影响表面活性物质在云凝结核活化时的作用.证实了在污染地区的大气PM2.5中含有一定量的表面活性物质，这些物质可能对颗粒物活化为云滴、雾滴过程产生显著影响；表面活性物质的存在可能在外界湿度变化过程中导致颗粒物发生液-液相分离现象，在颗粒物表面形成有机膜，影响活性分子摄取以及半挥发性物质的气-粒分配过程，从而影响大气非均相反应过程.
2019 Vol. 39 (8): 3137-3143 [摘要] ( 236 ) [HTML 1KB] [ PDF 415KB] ( 907 )
3144 任浦慧, 解静芳, 姜洪进, 王淑楠, 刘瑞卿
太原市大气PM2.5季节传输路径和潜在源分析
为了研究太原市大气PM2.5不同季节的传输路径和污染源区，利用HYSPLIT后向轨迹模型和NCEP的GDAS全球气象要素数据，对2017~2018年不同季节太原市逐日48h气流后向轨迹进行聚类分析，同时结合小时污染物质量浓度数据，分析不同季节太原市PM2.5的潜在源贡献因子（WPSCF）和浓度权重轨迹（WCWT）.结果表明，太原市PM2.5的质量浓度在季节上呈现冬季（77.56μg/m3） > 秋季（69.89μg/m3） > 春季（63.78μg/m3） > 夏季（45.51μg/m3）的变化趋势.PM2.5与SO2、NO2和CO之间存在明显的同源性和二次转化过程.春、秋和冬季大气传输路径主要以西和西北方向近距离、慢移速的轨迹为主，夏季以南和东方向轨迹为主.PM2.5潜在源区季节变化明显：夏季主要受太原本地和晋中地区的影响；春、秋和冬季主要受陕西中北部、吕梁、临汾和晋中等地的影响.
2019 Vol. 39 (8): 3144-3151 [摘要] ( 214 ) [HTML 1KB] [ PDF 839KB] ( 866 )
3152 张军科, 罗彬, 张巍, 饶芝菡, 宋宏艺
成都市夏冬季大气胺颗粒物的单颗粒质谱研究
基于单颗粒气溶胶质谱（SPAMS）对成都市夏冬两季大气胺颗粒进行了综合观测，结合ART-2a算法及人工合并，2个季节大气中的胺颗粒都可分为7类，各类颗粒贡献的季节差异明显，燃烧源颗粒（如EC）在夏季贡献较大，而老化的有机碳颗粒（OCa）贡献在冬季显著升高.两季节平均质谱差减进一步证明夏、冬季分别以燃烧源和老化的胺颗粒为主.因高温分解，夏季胺颗粒占比在正午出现明显的低值，而下午的燃烧活动（如生物质燃烧）对该占比提升作用明显；冬季胺颗粒占比在白天显著高于夜间.随污染加重，胺颗粒数在夏冬两季均快速增加，其中夏季EC颗粒升高最为明显，污染最重时贡献可达47%；冬季升高最明显的是老化程度更高的OCa颗粒，当PM2.5浓度达到200μg/m3以上时，其贡献比例可达37%.因此，由于污染源和气候条件的差异，成都市大气胺颗粒形成机制和理化特征季节差异巨大.
2019 Vol. 39 (8): 3152-3160 [摘要] ( 232 ) [HTML 1KB] [ PDF 480KB] ( 593 )
3161 姚青, 马志强, 刘敬乐, 王晓佳, 杨健博, 蔡子颖, 韩素芹
气象条件对天津冬季低层大气中PAN浓度的影响
采用在线仪器监测分析2017年冬季天津气象铁塔220m观测平台大气中过氧乙酰硝酸酯（PAN）的体积浓度，并结合污染物资料、气象观测资料和后向轨迹分析造成PAN高值的影响因素.观测期间天津城区大气中PAN的体积浓度平均值为（0.57±0.54）×10-9，PAN体积浓度存在2个峰值，大体上对应着2次重污染过程.PAN与O3间不存在明显的相关性，但与PM2.5质量浓度相关性较好，表明光化学反应并非影响冬季PAN浓度的唯一因素，后向轨迹的聚类分析以及改进的静稳指数显示远距离输送和本地积累对PAN浓度的时空分布发挥了较大作用.对观测期间一次重污染天气过程中温度、相对湿度和风的垂直廓线，以及混合层厚度等气象条件的分析表明，PAN浓度上升既受到区域输送影响，也与静稳天气下的污染物积累有关.
2019 Vol. 39 (8): 3161-3168 [摘要] ( 190 ) [HTML 1KB] [ PDF 908KB] ( 514 )
3169 刘玺, 孔少飞, 郑淑睿, 郑煌, 严沁, 吴剑, 程溢, 吴方琪, 牛真真, 曾昕, 陈楠, 许可, 祁士华
春节前后华北平原农村地区黑碳浓度及来源
在河南某农村站点利用黑碳仪（AE33）对春节前后（2018年2月12日~3月12日）黑碳气溶胶（eBC）进行在线连续监测，获得其质量浓度、昼夜变化及来源.结果表明：春节期间的eBC浓度最高，（8.22±4.17）μg/m3，该时期人为活动对eBC影响最为明显.春节前，生物质燃烧产生的eBC占其总浓度百分比最大，为（41.1±5.3）%，并随时间推移逐渐减小，降至（26.8±12.0）%.AAE（1.40±0.16）说明，该地区春节前后eBC的化石燃料排放和生物质燃烧贡献程度接近.与城市点位相比，本研究的AAE值较高.春节前后，观测地区的eBC昼夜变化存在2个明显高值时段，分别在7：00~9：00和20：00左右.春节期间的eBC昼夜变化无明显波动.根据浓度权重轨迹分析显示，春节期间eBC的潜在源区有山西、陕西、安徽和江苏等省份，其他时期集中在河南、湖北境内.本研究对于识别冬季农村燃烧源排放黑碳演化特征及其对区域重霾形成和发展的影响具有重要意义，也可为黑碳气溶胶气候、环境和健康模拟提供基础数据.
2019 Vol. 39 (8): 3169-3177 [摘要] ( 213 ) [HTML 1KB] [ PDF 1056KB] ( 692 )
3178 王博, 陈红, 夏敦胜, 李刚, 马珊, 刘慧
兰州市叶面尘磁性与黑碳特征对大气污染的响应
通过采集兰州市不同功能区小叶黄杨和刺柏叶片样品，对叶片表面滞尘量、叶表颗粒物磁性特征和黑碳（EC）浓度进行系统分析，探究其对周围大气污染的响应.结果显示，小叶黄杨和刺柏叶表颗粒物磁性特征以低矫顽力的亚铁磁性矿物为主导，磁晶体粒径以假单畴（PSD）颗粒为主.交通区小叶黄杨和刺柏饱和等温剩磁（SIRM）（489.40×10-6A，290.73×10-5A·m2/kg）显著高于公园（99.56×10-6A，74.00×10-5A·m2/kg）和生活区（61.91×10-6A，209.79×10-5A·m2/kg），表明SIRM明显受到周围环境中污染物浓度的影响.小叶黄杨和刺柏叶表颗粒物亚铁磁性矿物浓度与黑碳浓度的高值分布区域在空间上具有一致性，并且二者高度相关（r=0.94，0.94；P<0.0001），表明二者来源具有一致性.同时，不同采样高度不同树种叶片磁性对叶表颗粒物中黑碳浓度均有稳定的指示性，进一步表明叶表颗粒物SIRM可以作为指示叶表颗粒物黑碳污染的重要磁学参数.以城市绿化植物叶片为载体的环境磁学研究可实现颗粒物污染高空间分辨率的环境友好型监测.
2019 Vol. 39 (8): 3178-3185 [摘要] ( 169 ) [HTML 1KB] [ PDF 1483KB] ( 783 )
3186 张敬巧, 吴亚君, 李慧, 凌德印, 韩克勇, 李建娜, 胡君, 王涵, 张萌, 王淑兰
廊坊开发区秋季VOCs污染特征及来源解析
使用ZF-PKU-1007大气挥发性有机物（VOCs）在线连续监测系统，于2018年09月25日~10月18日在廊坊市经济技术开发区对99种VOCs进行了在线连续观测.结果显示，观测期间VOCs浓度为69.56×10-9，烷烃、烯烃、芳香烃、醛酮类及卤代烃体积分数占VOCs比例分别为53.2%、5.9%、7.6%、10.5%和19.3%；使用OH消耗速率LOH和臭氧生成潜势（OFP）估算了观测期间VOCs大气化学反应活性，结果表明醛酮类、芳香烃和烯烃是主要的活性物质；使用气溶胶生成系数法（FAC）估算了VOCs对二次有机气溶胶（SOA）的贡献，得出VOCs对SOA浓度的贡献值为1.13μg/m3，其中芳香烃对SOA生成贡献占比为94.3%，间/对-二甲苯、甲苯为优势物种；使用PMF模型对VOCs进行了来源解析，识别了5个主要来源，分别为溶剂使用及挥发源（39.6%）、机动车源（22.5%）、固定燃烧源（17.6%）、石化工业源（11.1%）及植物排放源（9.4%），因此，溶剂使用及挥发源、机动车源及燃烧源应为廊坊开发区秋季大气VOCs控制的重点.
2019 Vol. 39 (8): 3186-3192 [摘要] ( 238 ) [HTML 1KB] [ PDF 469KB] ( 662 )
3193 盛涛, 潘骏, 段玉森, 刘启贞, 伏晴艳
上海市典型交通环境空气污染特征
基于2018年上海市3种类型的交通环境空气监测站（路边站，港口站和机场站）的在线监测数据，探讨了3种交通站污染物的浓度水平和昼夜分布特征，比较分析了同期上海市环境空气污染物浓度，并揭示了工作日和非工作日对交通环境空气的影响.结果显示，上海市交通环境空气，尤其是港口环境空气中NOx，NO2和NO年小时平均浓度显著高于上海市年小时平均浓度；其中NO高出上海市年小时平均浓度比例最高，港口，路边和机场环境空气NO浓度分别为68，36和17μg/m3，分别高出上海市年小时平均浓度871%，414%和143%；交通环境空气中的O3平均浓度范围为42~65μg/m3，均低于上海市平均浓度.NOx，NO2，NO，PM10，PM2.5，CO和BC（黑炭）昼夜浓度主要呈现双峰分布特征，且峰值出现时间与交通活动高峰时间较为吻合；O3的峰值大多出现在13：00，且机场环境空气浓度中O3浓度最高，峰值浓度为108μg/m3.非参数检验结果显示，上海市路边环境空气中SO2，NOx，NO2，NO，PM10，PM2.5，O3，CO和BC在周一~周日无明显差异（P>0.05）.
2019 Vol. 39 (8): 3193-3200 [摘要] ( 307 ) [HTML 1KB] [ PDF 653KB] ( 1055 )
3201 国纪良, 姬亚芹, 马妍, 王士宝, 张蕾, 李越洋, 赵静琦
盘锦市夏冬季PM2.5中碳组分污染特征及来源分析
于2016年7月和2017年1月采集盘锦市3个点位的PM2.5样品，研究盘锦市夏冬季节PM2.5中碳组分的特征与来源.结果表明：盘锦市夏季PM2.5、有机碳（OC）和元素碳（EC）日均浓度分别为（46.14±12.70），（8.58±2.82）和（2.89±1.54）μg/m3；冬季分别为（91.01±43.51），（24.50±15.51）和（7.31±5.00）μg/m3.夏季开发区和第二中学2个采样点的OC与EC之间不具有线性相关性；冬季3个采样点OC、EC高度相关.采用最小相关系数法（MRS）估算SOC浓度，得到夏季SOC的浓度为4.65μg/m3，占OC总量的54.19%；冬季SOC浓度为8.42μg/m3，占OC总量的34.36%.通过比值分析和主成分分析得出盘锦市夏季PM2.5中碳组分主要来源为汽油车尾气和燃煤排放；冬季PM2.5中碳组分主要来源为机动车尾气、燃煤排放和生物质燃烧.
2019 Vol. 39 (8): 3201-3206 [摘要] ( 226 ) [HTML 1KB] [ PDF 411KB] ( 574 )
3207 沈泽亚, 郎建垒, 程水源, 毛书帅, 崔继宪
典型耦合优化算法在源项反演中的对比研究
突发大气污染事故中，污染源的快速、准确确定是应急处置的基础.为研究有效的源项评估方法，本文基于美国草原外场SO2释放实验，利用GA-PSO、GA-NM、PSO-NM 3种耦合算法，分别与高斯点源烟羽扩散模型结合，对源强和位置等污染源参数进行反演与对比，并从算法结构与大气扩散条件方面进行反演效果差异分析.结果表明，从源强反演角度看，PSO-NM反演结果的准确性最高、稳定性最强，平均误差（11.3%）与平均标准偏差（0.7g/s）明显低于GA-NM（16.4%、13.3g/s）与GA-PSO（29.0%、26.6g/s）.从位置反演角度看，PSO-NM的反演结果最为稳定，反演的平均标准偏差（0.29m）明显低于GA-NM（3.20m）与GA-PSO（3.03m）算法；在不稳定和中性扩散条件下，PSO-NM算法的位置反演准确性最高，误差为4.97m；但在稳定扩散条件下，GA-NM的位置反演误差（7.69m）最小.从反演效率角度看，PSO-NM与GA-NM反演时间最短，更适用于污染源的快速确定.
2019 Vol. 39 (8): 3207-3214 [摘要] ( 201 ) [HTML 1KB] [ PDF 734KB] ( 683 )
3215 范行军, 操涛, 余旭芳, 宋建中, 王艳, 肖新, 谢越, 李飞跃
薪柴燃烧溶解性棕色碳排放特征及光学性质
对农村薪柴（杨木和毛竹）燃烧排放的4类溶解性棕色碳（BrC）组分，包括水溶性有机物（WSOM）、水溶性类腐殖质（HULISWS）、碱溶性有机物（ASOM）和碱溶性类腐殖质（HULISAS）的组成特征和光学性质进行了初步研究.结果显示，薪柴燃烧排放出大量的BrC，其中BrCT（WSOM+ASOM）占烟气PM2.5质量的46%~56%，排放因子为（7.5~16）g/kg.HULIS是薪柴燃烧排放BrC的重要组分，占BrCT的44%~46%.4类BrC的特征吸收指数（SUVA254）、光吸收效率（MAE365）和Ångström指数（AAE）值分别为1.9~4.0m2/g、0.4~2.1m2/g和6.2~11.1，说明薪柴燃烧排放BrC具有较高的芳香度、较强的光吸收能力且其光吸收具有较强的波长依赖性.三维荧光光谱分析结果显示，薪柴燃烧排放BrC主要以类蛋白荧光物质组成为主，这与雨水和大气气溶胶中水溶性BrC以类腐殖质荧光物质组成为主的特征存在显著差异.相关性分析结果显示，BrC的MAE365与HIX和SUVA254呈现显著的正相关性，与E2/E3、FI、BIX和β：α呈现显著的负相关性，说明薪柴燃烧排放BrC的光吸收特性与其芳香性、腐殖化程度、自生源贡献和新鲜度等紧密相关.本研究结果有助于进一步认识生物质燃烧BrC的排放特征，为探索大气BrC的来源和环境效应提供数据基础和科学依据.
2019 Vol. 39 (8): 3215-3224 [摘要] ( 209 ) [HTML 1KB] [ PDF 890KB] ( 531 )
3225 刘亚男, 钟连红, 韩力慧, 闫静
民用燃料烟气中气态污染物及水溶性无机离子的排放
选取北京市地区典型生物质燃料（玉米芯、玉米秆、黄豆秆、草梗、松木、栗树枝、桃树枝）以及民用煤（烟煤、蜂窝煤）在实验室内进行了模拟燃烧实验，采用Thermo Fisher 42i型化学发光NO-NO2-NOx分析仪、43i型脉冲荧光SO2分析仪、48i型CO分析仪对烟气中的NOx、SO2、CO进行全程在线监测；对燃烧产生的颗粒物样品进行采集，采用ICS 90A、ICS2000离子色谱仪对不同粒径段颗粒物中的水溶性无机离子进行测定.研究表明：3类民用燃料排放因子均值由大到小的顺序，SO2为民用煤 > 薪柴 > 秸秆；CO为秸秆 > 民用煤 > 薪柴；NOx为薪柴 > 民用煤 > 秸秆.薪柴燃烧产生的PM2.5中SO42-含量最高，占总水溶性无机离子的22%~30%；秸秆类燃烧产生PM2.5中的水溶性无机离子K+占绝对优势，占总水溶性无机离子的36%~49%，其次为Cl-或SO42-，两者之和占总水溶性无机离子的35%~44%.3类民用燃料中秸秆类燃烧排放的颗粒物中水溶性无机离子的排放因子最高，其次为薪柴类燃料，民用煤最低.本实验对不同粒径段颗粒物中9种水溶性无机离子进行了分析（Na+、K+、Mg2+、Ca2+、NH4+、F-、Cl-、NO3-、SO42-），薪柴类燃料燃烧排放的颗粒物中，Na+、K+、NH4+、F-的排放因子在0~2.5μm粒径段内最大，Mg2+和Ca2+的排放因子在2.5~10μm粒径段内最大.秸秆类燃料除Ca2+、Mg2+外，其余离子的排放因子均在0~2.5μm粒径段内达到最大.对于烟煤而言，除了K+、Mg2+和Ca2+外，其余离子的排放因子均在0~2.5μm粒径段内达到最大；蜂窝煤中Na+、K+、Cl-、NO3-、SO42-的排放因子均在0~2.5μm粒径段内达到最大.
2019 Vol. 39 (8): 3225-3232 [摘要] ( 203 ) [HTML 1KB] [ PDF 562KB] ( 658 )
3233 金漫彤, 何嘉琪, 郑子丹, 尹杰, 沈学优, 胡张璇
典型污染源材料中多溴联苯醚(PBDEs)的释放
为研究以多溴联苯醚（PBDEs）为代表的含卤半挥发性有机物（SVOCs）在室内空气中的扩散特性，在对杭州室内环境（办公室、居室）空气中PDBEs14种单体浓度检测的基础上，分析比较了不同污染源材料中PBDEs的含量，测定了材料PBDEs挥发强度系数；探究了典型污染源材料中PBDEs释放的影响因素及其相关性.结果表明，杭州室内环境空气颗粒相和气相中PBDEs平均浓度为427.26和416.46pg/m3，其中颗粒相和气相中主要特征单体均为BDE-209.所选取的9种室内常用材料的PBDEs挥发强度系数大小依次为：地毯>电线>塑料板>阻燃布>电路板>防烫桌布>保温棉>自粘墙纸>绝缘胶带.对比不同材料中各PBDEs同系组的含量：绝缘胶带、塑料板、防烫桌布、阻燃布中十溴二苯醚（deca-BDEs）的占比最高，分别为81.33%、63.83%、27.3%和34.1%；电线中四溴二苯醚（tetra-BDEs）的占比最高，为29.83%；自粘墙纸、电路板、地毯、保温棉中五溴二苯醚（penta-BDEs）的占比最高，分别为35.82%、41.25%、45.75%和38.64%.典型污染源材料中PBDEs释放的影响因素实验结果表明，环境模拟舱中的PBDEs总浓度与温度和封闭时间对数均呈显著正相关，相关系数r和显著水平P分别为r=0.811，p<0.05和r=0.883，p<0.05，且封闭时间对源释放PBDEs总浓度的影响比温度稍大.同时，污染源特征因素（材料中PBDEs的固有含量与PBDEs挥发强度系数）对源释放的影响程度比环境因素（温度和封闭时间）大.
2019 Vol. 39 (8): 3233-3241 [摘要] ( 244 ) [HTML 1KB] [ PDF 468KB] ( 466 )
3242 贺利娜, 卜龙利, 都琳, 宁轲, 刘嘉栋
微波催化燃烧气态甲苯特性及床层温度分布
采用浸渍法制备Cu-Mn-Ce/堇青石蜂窝催化剂，于微波催化燃烧装置中考察其对甲苯废气的催化活性与稳定性，并对固定床温度进行了测试分析.研究表明，微波加热下床层温度分布均匀，甲苯的最佳反应温度在230~270℃之间.当停留时间大于9.7s且床层温度高于270℃时，甲苯的降解率大于90%.铜锰铈单金属氧化物及其复合氧化物尖晶石是主要的活性组分，甲苯在其表面上进行准一级反应而被催化氧化.高温对催化剂结构有影响，但重复性试验证实了催化剂的高活性和良好的稳定性.本文为微波催化燃烧技术治理VOCs废气的中试研究及下一步的实际应用提供了理论支持.
2019 Vol. 39 (8): 3242-3248 [摘要] ( 222 ) [HTML 1KB] [ PDF 986KB] ( 966 )
水污染与控制
3249 胡优优, 李正魁
水凝胶负载BiOI活化过一硫酸盐降解尼泊金甲酯
以辐射聚合法合成的水凝胶为载体，采用化学沉淀法制备水凝胶基碘氧化铋复合光催化剂（p（HEA-APTMACl）-BiOI）.应用扫描电子显微镜（SEM），X射线能谱仪（EDS）和X射线粉末衍射仪（XRD）对材料进行表征，结果显示，BiOI成功负载于水凝胶上.p（HEA-APTMACl）-BiOI活化过一硫酸盐（PMS）于可见光下可有效降解尼泊金甲酯（MP）.探究氧化剂投加量、BiOI负载量、MP初始浓度等因素对MP降解效率的影响，结果表明，p（HEA-APTMACl）、BiOI与PMS存在协同作用，且在MP初始浓度为0.328mmol/L，PMS浓度为1.5mmol/L，催化剂投加量为0.1g条件下，2h内MP去除率高达99%.Cl-对MP降解速率有促进作用，SO42-则相反，且HCO3-会抑制MP降解效率，NO3-和H2PO4-对MP降解影响较小.
2019 Vol. 39 (8): 3249-3254 [摘要] ( 221 ) [HTML 1KB] [ PDF 606KB] ( 534 )
3255 陈丽红, 徐浩淼, 杨波, 刘筱霜, 刘萍, 瞿赞, 晏乃强
SnS2/α-Al2O3对酸性废水中汞离子的去除机制
基于硫化物与汞亲和性较强的特性，构建了SnS2/α-Al2O3复合型除汞吸附剂材料.实验结果表明，该复合材料对Hg2+的最大吸附容量可达950mg/g，其吸附效果不受pH值（酸性pH=1~6）影响，汞浓度为65mg/L时，均能达到近100%的汞去除效率.同时，吸附过程不会受其他金属离子（Cd2+、Cr3+、Zn2+、Cu2+、Pb2+、Ni2+、Co2+等）的强烈干扰，汞浓度为1mmol/L条件下，汞的去除速率及效率均未有很大差距.吸附过程未有大量Sn2+析出，证明了该复合材料的酸性稳定性.通过吸附动力学以及吸附机制研究表明，该吸附过程为单层化学吸附.通过盐酸溶液浸泡洗涤，可以实现SnS2/α-Al2O3复合材料的再生和循环使用.
2019 Vol. 39 (8): 3255-3263 [摘要] ( 168 ) [HTML 1KB] [ PDF 1606KB] ( 717 )
3264 王姝凡, 徐卫华, 刘云国, 李欣, 张薇
壳聚糖/改性平菇复合吸附剂对Cr(VI)的吸附特性
以壳聚糖和经酒石酸改性的平菇粉末为材料，通过戊二醛进行交联反应，制得壳聚糖-改性平菇凝胶小球（CMPOD）复合生物吸附剂，用于水溶液中Cr（VI）的吸附去除.结果表明，在实验所测pH值（2~10）范围内，复合吸附剂对Cr（VI）的吸附量随着pH值上升而降低；随着Cr（VI）初始浓度或温度的提高，吸附剂对Cr（VI）的吸附量均相应增加，当Cr（VI）初始浓度为600mg/L，温度为50℃，Cr（VI）吸附量可达190mg/g以上；Cr（VI）的吸附符合准二级动力学方程及Freundlich等温吸附模型；热力学分析表明，吸附剂对Cr（VI）的吸附过程为自发的吸热反应.扫描电镜（SEM）分析显示，吸附剂具有发达的网状结构，吸附Cr（VI）后网状孔隙被填充，且能谱分析（EDS）出现明显的Cr（VI）吸收峰；傅立叶红外光谱分析（FTIR）表明，壳聚糖中的氨基成功引入复合吸附剂中，在Cr（VI）吸附中为主要作用官能团.
2019 Vol. 39 (8): 3264-3270 [摘要] ( 166 ) [HTML 1KB] [ PDF 1168KB] ( 434 )
3271 闫松, 张成武, 李天一, 秦传玉
基于PMS的Cr(VI)-染料复合废水协同处理效果及机理
通过投加过一硫酸盐（PMS）探讨其协同处理偶氮染料金橙Ⅱ（AO7）及Cr（VI）的可行性、影响因素及机理.结果表明，体系可以在有效去除AO7的同时降低Cr（VI）浓度，120min时降解率分别达到97.9%及22.1%；随着初始pH值降低AO7降解及Cr（VI）去除效率逐渐升高；AO7的降解主要是由于Cl-与PMS反应产生的氧化性物质HClO以及PMS投加创造的酸性条件使得Cr（VI）具有强氧化性的共同作用，其中起主导作用的是HClO；Cr（VI）的转化是由于自身与AO7发生氧化还原反应导致.本研究可以为复合污染废水的处理提供理论依据.
2019 Vol. 39 (8): 3271-3276 [摘要] ( 214 ) [HTML 1KB] [ PDF 402KB] ( 459 )
3277 彭小明, 罗文栋, 胡玉瑛, 戴红玲, 胡锋平, 廖湘悦, 王琦
磷掺杂的介孔石墨相氮化碳光催化降解染料
将三聚氰胺、三聚氰胺聚磷酸盐和SBA-15热共聚成功制备了磷掺杂的介孔石墨类氮化碳（P-mpg-C3N4），并通过场发射扫描电子显微镜（FESEM）、X射线衍射光谱（XRD）、傅里叶转换红外光谱（FT-IR）、X射线光电子能谱（XPS）、场发射扫描透射电镜能谱（EDS）和紫外可见光漫反射光谱（UV-vis-DRS）等方法对催化剂形貌结构和光学性能进行了表征.结果表明，磷元素成功地掺杂在氮化碳的结构上，呈均匀分布，相对于石墨相氮化碳（g-C3N4），其比表面积可达198.3m2/g，并因此提供大量的活性位点而提高光催化活性.P-mpg-C3N4对亮丽春红5R的光催化降解速率是g-C3N4的31.3倍，其光催化性能增强的机理是禁带宽度的减小，可见光吸收范围从440nm延伸到了460nm，其次，改性后的光催化剂能显著抑制光生电子空穴对的复合，从而有更多的活性点位以及活性物种能参与光催化反应过程.循环实验表明，经过5个循环降解后光催化性能仍保持在初始状态的91.67%，表明P-mpg-C3N4具有很好的光催化稳定性.
2019 Vol. 39 (8): 3277-3285 [摘要] ( 280 ) [HTML 1KB] [ PDF 1163KB] ( 1306 )
3286 冯燕霞, 李北罡
新型Fe3O4@SA/La复合凝胶微球的制备及吸附性能
将海藻酸钠（SA）、Fe3O4和La（Ⅲ）离子通过溶液反应法制得一种新型磁性海藻酸镧复合凝胶微球（Fe3O4@SA/La），采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）及红外光谱（FT-IR）等进行表征.以直接红棕RN（DRB RN）和直接深棕2M（DDB 2M）2种直接染料为吸附对象，考察了染料溶液pH值、吸附时间和温度对吸附剂性能的影响.结果表明：在吸附剂投加量为0.1g、染料溶液自然pH值条件下，Fe3O4@SA/La复合凝胶微球室温下对DDB 2M和DRB RN均有良好的吸附性，120min即可达吸附平衡，吸附量分别可达678和688mg/g.吸附过程符合拟二级吸附动力学方程，等温吸附符合Freundlich模型.吸附剂对2种染料的吸附热力学参数（ΔG<0、ΔH<0、ΔS>0）表明吸附反应均为混乱度增加的自发放热反应.
2019 Vol. 39 (8): 3286-3292 [摘要] ( 214 ) [HTML 1KB] [ PDF 626KB] ( 509 )
3293 张梦文, 陈菊香, 杨静, 高乃云
UV/Oxone降解水中扑热息痛的效能及影响模型
采用UV、oxone和UV/Oxone3种工艺降解ACE，同时对体系中氧化活性物质种类和贡献率进行鉴别和计算.采用响应面曲线法研究HCO3-、Cl-、NO3-、pH值和温度5因素、3水平条件下UV/Oxone对ACE的去除效果的综合影响，并选用3种实际水体作为原水水质背景来评价UV/Oxone降解ACE的实际降解值和模型预测值的差距，最后比较了3种工艺的效能.结果表明UV、oxone、UV/Oxone3种工艺对ACE的去除率分别为2.1%、53.7%和98.3%.活性物质的鉴别实验发现UV激活oxone会产生·OH、SO4·-和活性氯3种活性物质，且对ACE降解的贡献率分别为37.05%、19.22%和43.73%.通过响应面曲线法得到影响降解ACE效果的回归方程式，该回归方程对应的p值小于0.0001，拟合缺失项不显著，校正决定系数R2>0.8，说明该模型可信度高.选用实际水体进行实际降解和模型预测比较时发现实际降解值基本符合模型预测值.最后对两种不同工艺进行效能比较发现在同等时间和降解率的情况，UV/Oxone耗能最低，是一种高效、快速、可行的降解工艺.
2019 Vol. 39 (8): 3293-3299 [摘要] ( 242 ) [HTML 1KB] [ PDF 894KB] ( 525 )
3300 王刘煜, 李冬, 曾辉平, 张杰
生物滤池同步净化低温高铁锰氨氮地下水
为实现低温（5~6℃）高铁锰氨氮[TFe：9~15mg/L，Fe2+：6~12mg/L，Mn2+：0.8~1.2mg/L，NH3-N：0.9~1.4mg/L]地下水的生物同步净化，以水厂实地滤柱进行实验.结果表明，在该种水质下，以1.0，3.0m/h滤速启动生物滤柱，分别历经128，91d启动成功.铁和氨氮自启动之初出水即合格，锰的去除仍然是滤池成熟的决定性因素.溶解氧（DO）充足条件下，净化所需滤层厚度随氨氮浓度的升高而加厚，氨氮极限去除浓度为1.60mg/L.进水DO不足是限制氨氮继续提升的主要因素.滤速越大，锰的去除量越少，净化所需滤层越厚，滤柱极限运行滤速为8.0m/h.沿程分析发现，铁和锰的氧化去除存在显著分级，铁和氨氮在滤层内可同步氧化去除，锰的高效氧化去除区间相对滞后.
2019 Vol. 39 (8): 3300-3307 [摘要] ( 234 ) [HTML 1KB] [ PDF 406KB] ( 459 )
3308 王增花, 王博, 宫小斐, 乔昕, 彭永臻
FNA处理絮体污泥恢复城市污水PN/A工艺短程硝化
为了探究游离亚硝酸（FNA）旁侧处理絮体污泥来恢复城市污水短程硝化/厌氧氨氧化一体化（PN/A）工艺的可行性，考察了不同浓度FNA对氨氧化菌（AOB）和亚硝酸盐氧化菌（NOB）活性的影响，探究了SBR反应器两次采用FNA处理絮体污泥的运行效果.结果表明：采用0.45mgHNO2-N/L的FNA处理能够抑制NOB活性，亚硝积累率（NAR）达88.8%，但投加后第8d开始NOB活性逐渐恢复.采用1.35mgHNO2-N/L的FNA处理能够显著抑制NOB活性，NAR达89.1%，与此同时AOB活性也受到抑制，氨氮转化率降低为6.8%.采用增大好/缺氧时间比即t好/t缺（由0.4~2.7）以及提高DO（由0.3~1.5mg/L）的方法能够恢复AOB活性，氨氮转化率达77.8%，在150d内NOB活性未恢复，NAR达98.1%.随着短程硝化的稳定实现，系统脱氮性能逐渐恢复，平均出水总无机氮（TIN）为8.2mg/L，平均TIN去除率为84.1%.因此，通过先用较高FNA处理絮体污泥同时抑制AOB与NOB，再采用增大t好/t缺并提高DO来恢复AOB活性的策略，能够实现PN/A工艺短程硝化的恢复.
2019 Vol. 39 (8): 3308-3315 [摘要] ( 222 ) [HTML 1KB] [ PDF 495KB] ( 598 )
3316 郭俊元, 文小英, 羊润锦, 林越, 赖雨隆, 周育玉, 杨红
玉米秸秆生物炭改善污泥脱水性能
本实验以玉米秸秆为原料，制备了生物炭和AlCl3改性生物炭，研究了2种生物炭分别调理污泥后的脱水效果，并探讨了污泥脱水性能的改善机理.结果表明，经过2种生物炭调理后，污泥比阻（SRF）、泥饼含水率（MC）、污泥沉降体积指数（SV30）、毛细抽吸时间（CST）均下降，污泥净产率（YN）升高，说明污泥脱水性能得到了改善，且AlCl3改性生物炭对污泥脱水性能的改善效果明显优于生物炭.当AlCl3（溶液浓度3mol/L）改性生物炭的用量为3g/L时，调理后的污泥SRF，MC，SV30，CST分别降低至1.3×1012m/kg，81.9%，78.6%，35s，YN增加至17.8kg/（m2·h）.分析原因：一方面，经过生物炭调理后，泥饼中会形成一定的骨架结构，使得污泥中的水和EPS能够更容易地释放；另一方面，经过AlCl3改性后，改性生物炭携带的正电荷（Al3+）能够与污泥颗粒所带的负电荷发生电中和作用，使得污泥颗粒更容易聚集，从而提高污泥的脱水效果.
2019 Vol. 39 (8): 3316-3322 [摘要] ( 208 ) [HTML 1KB] [ PDF 582KB] ( 692 )
3323 佘月城, 董正玉, 吴丽颖, 王霁, 张倩, 洪俊明
MnFe2O4活化过一硫酸盐降解废水中LAS
采用共沉淀法制备了铁锰双金属复合催化剂（MnFe2O4），用于活化过一硫酸盐（PMS）产生强氧化性的硫酸根自由基（SO4-·）氧化降解水中阴离子表面活性剂（LAS）.采用傅立叶变换红外光谱仪（FTIR）、X射线粉末衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）对催化剂进行表征，表明成功合成了具有尖晶石结构的MnFe2O4催化剂.考察了催化剂投加量、PMS投加量以及初始pH值等各种因素条件对LAS的降解效率以及反应动力学的影响.实验结果表明，MnFe2O4活化PMS降解LAS的过程符合准一级动力学（R2>0.9）.在LAS初始浓度为80mg/L，催化剂投加量为2.0g/L，PMS的浓度为2.5mmol/L，初始pH值为7.0，反应时间为30min的情况下，LAS降解效率达到94.1%，此时LAS的降解速率常数达到0.192min-1.通过自由基猝灭实验证明了MnFe2O4/PMS体系中起主要氧化降解作用的活性自由基为SO4-·.通过反应前后催化剂的X射线光电子能谱（XPS），证实Fe和Mn之间存在协同作用，提高了MnFe2O4对PMS的活化效率.
2019 Vol. 39 (8): 3323-3331 [摘要] ( 249 ) [HTML 1KB] [ PDF 1114KB] ( 1225 )
3332 李卫平, 郝梦影, 敬双怡, 于玲红, 孙岩柏, 杨文焕
SMBBR处理焦化废水性能及菌群结构响应关系
采用特异性移动床生物膜反应器（SMBBR）处理焦化废水，连续监测生物反应器处理性能.通过HS-GC/MS和Illumina高通量测序探究污染物降解与生物膜菌群结构的响应关系；利用CCA分析废水变量对微生物菌群结构的影响关系.结果表明，系统稳定运行50d时总酚去除率达96.62%，100d时硫氰化物和氰化物完全降解，其中酚、硫氰化物和氰化物对NH4+-N的降解具有毒性抑制作用.HS-GC/MS结果显示，经过好氧处理后，80%以上的有机物被完全去除，其中包括全部酚、部分含N、O杂环化合物和长链烷烃等.测序结果表明，反应时间的不同，生物膜菌群丰度和多样性存在差异.反应期间Proteobacteria（变形菌门）相对丰度最高（20.57%~34.55%），促进了苯酚的降解；优势菌属为norank_f_ODP1230B8.23、unclassified_o_Micrococcales、norank_f_Anaerolineaceae；此外，Thauera（陶厄氏菌属）、Ottowia、unclassified_o_Rhizobiales（根瘤菌属）和Thiobacillus（硫杆菌属）为系统中苯酚、SCN-和CN-的降解优势菌.CCA分析表明，pH值与Nitrospira（硝化菌属）正相关性最大，有效控制pH值可有助于硝化反应的稳定运行.本文研究结论可为生物膜法处理焦化废水提供理论依据.
2019 Vol. 39 (8): 3332-3339 [摘要] ( 213 ) [HTML 1KB] [ PDF 720KB] ( 861 )
3340 万立国, 林巧, 张丽君, 张文华, 刘红波, 龙北生, 熊玲
溶解氧对HLB-MR反应器内有机物的生物絮凝影响
为了研究溶解氧（DO）对高负荷生物絮凝-膜反应器（HLB-MR）内有机物生物絮凝规律的影响，采用平行对比实验，考察了不同DO条件下反应器内有机物的生物絮凝效果、胞外聚合物（EPS）含量、金属阳离子浓度和微生物群落结构.结果表明：DO浓度分别为1~2mg/L和6~8mg/L时，HLB-MR反应器的絮凝效率分别为83%和89%，两反应器内上清液的浊度差别也进一步证实，较高的DO浓度下，反应器的生物絮凝效果更好.DO浓度在6~8mg/L时，HLB-MR反应器内结合态EPS和自由态EPS的含量分别为15.64mg/（g·VSS）和8.71mg/L，两者均显著高于DO为1~2mg/L时的11.83mg/（g·VSS）和6.56mg/L，反应器浓缩液中镁和铝的浓度也均明显高于低DO浓度时所对应的值，这说明在高DO条件下，有更多的EPS与金属阳离子结合而固定在污泥基质中，促进了生物絮凝.高通量测序表明，DO浓度分别为1~2mg/L和6~8mg/L时，HLB-MR反应器内细菌的群落结构差异明显，高DO浓度反应器底泥中Actinobacteria和Saccharibacteria的相对丰度较高，可能对生物絮凝有促进作用.
2019 Vol. 39 (8): 3340-3346 [摘要] ( 202 ) [HTML 1KB] [ PDF 456KB] ( 669 )
3347 蒋永荣, 罗娜, 黄秀娟, 朱仲广, 梁英, 张学洪
固定化季铵盐对硫酸盐有机废水厌氧处理颗粒污泥特性的影响
将硫酸盐有机废水厌氧处理过程中活性受抑制的厌氧颗粒污泥接入2台平行运行的升流式厌氧污泥床（UASB，1#、2#）反应器，并分别向其中投加短链和长链固定化季铵盐（IQAS），考察IQAS的投加对颗粒污泥生物活性和理化特性的影响.结果表明：投加IQAS后，2台反应器中颗粒污泥的脱氢酶活性和比产甲烷活性均明显提高，沉降性能提升，其总硫、金属元素、胞外蛋白质（PN）及胞外多糖（PS）含量均呈降低趋势，表面的PN、PS拉曼光谱峰值减弱；与1#反应器相比较，2#反应器中颗粒污泥的辅酶F420浓度增加明显，总硫和Fe元素含量减少显著；由此表明，IQAS的投加能剥离颗粒污泥表面沉积物，使活性受抑制的厌氧颗粒污泥的生物活性提高，其中长链IQAS对颗粒污泥的剥离激活作用较明显.
2019 Vol. 39 (8): 3347-3357 [摘要] ( 188 ) [HTML 1KB] [ PDF 1263KB] ( 484 )
3358 朱雪强, 韩宝平
铁基双金属强化降解地下水中四氯化碳
采用沉积置换法制备了微米级的Ni-Fe、Cu-Fe、Ag-Fe双金属颗粒，应用扫描电镜（SEM）、X射线光电子能谱（XPS）分析了其表面特征，考察了负载金属类型、金属负载量对铁基双金属降解四氯化碳（CCl4）的影响.结果表明：Ni、Cu、Ag等催化金属非均匀地负载在铁基体上，双金属颗粒表面发生了氧化.CCl4的降解速率对催化金属的负载量比较敏感，双金属体系Ni、Cu、Ag的适宜负载量分别为1.0wt%、0.8wt%和0.4wt%.CCl4在双金属体系中的降解途径为零价铁颗粒表面的直接还原及催化金属表面的催化加氢还原，以催化加氢还原为主.Ni-Fe、Cu-Fe、Ag-Fe对CCl4的还原降解速率大小顺序与其电偶电池电动势的大小顺序一致，即Ag-Fe对CCl4的降解速率最快，Cu-Fe次之，Ni-Fe最慢.
2019 Vol. 39 (8): 3358-3364 [摘要] ( 189 ) [HTML 1KB] [ PDF 1657KB] ( 910 )
环境微生物
3365 熊英, 向斯, 程凯
一株高适应性Nitrosomonas eutropha CZ-4的脱氨特性
从垃圾渗滤液中分离得到了一株亚硝化单胞菌Nitrosomonas eutropha CZ-4，其16S rDNA序列与N.eutropha C91的相似性达99%.研究了pH值、温度、游离亚硝酸浓度、盐度等对其生长的影响，并测试了其在垃圾渗滤液、黑臭水和富营养化湖水中的脱氨效果.结果表明，该菌的最适生长pH值为7.3~8.7，最适生长温度为30.9℃，游离亚硝酸和盐度对该菌的半数抑制浓度分别约为0.11mg/L与2%.在最佳发酵条件下，该菌的最大氨氮去除速率为58mg/（L·h），最短倍增时间为8.2h；在不同类型的污水/地表水（初始氨氮浓度为0.66~603mg/L）中，该菌的最大氨氮去除速率为11.4mg/（L·h），最短倍增时间为10.9h，最低残余氨氮浓度为0.11mg/L.
2019 Vol. 39 (8): 3365-3372 [摘要] ( 253 ) [HTML 1KB] [ PDF 831KB] ( 738 )
3373 徐瑶瑶, 宋晨, 路金霞, 王进, 岳正波, 刘晓玲
寡养单胞菌对S2-氧化特性及主要代谢途径
以无机硫（S2）-为目标污染物，从北京东沙河黑臭水体筛选出一株能够高效氧化S2-的土著硫氧化菌，并对其进行16S rRNA测序及生理生化特性鉴定，结果表明，该菌株属于寡养单胞菌属（Stenotrophomonas），命名为Stenotrophomonas sp.sp3.菌株sp3在温度25℃，初始pH值7.0，初始葡萄糖浓度0.25%，初始菌浓度1.00g/L时，菌株sp3对S2-的氧化率最高.在此适宜条件下，反应60h后，菌株sp3对S2-的最高氧化率达到86.6%.S2-的浓度在整个氧化过程中持续下降后保持稳定，在此过程中产生了S0，S2O32-，SO32-以及SO42-这4种其它存在形态的硫.随着S2-被氧化，SO42-的浓度呈缓慢上升的趋势.利用高通量测序技术推测菌株sp3主要是通过副球菌硫氧化途径（PSO）将非稳定态的S2-逐步转化为稳定态的SO42-.在此代谢途径中，一部分S2-被氧化为S0，另一部分S2-则直接氧化为SO32-；S0与SO32-可自发反应生成S2O32-，而S2O32-发生歧化反应再释放出SO32-和S0；反应生成的部分SO32-继续直接氧化为SO42-.菌株sp3在黑臭水体的水质净化过程中有一定的应用前景.
2019 Vol. 39 (8): 3373-3382 [摘要] ( 178 ) [HTML 1KB] [ PDF 620KB] ( 572 )
3383 袁博, 吴巍, 郭梦京, 郑兴, 周孝德
灞河流域DOM荧光光谱特征及其对细菌组成的影响
为了探讨溶解性有机质（DOM）来源组成对细菌群落结构和多样性的影响，以及细菌群落结构在控制DOM组成及降解中的作用，本研究基于三维荧光光谱-平行因子分析（EEM-PARAFAC）技术研究了灞河水体枯水期（12月）DOM的荧光组分特征及空间分布变化；采用高通量测序技术分析了水体中细菌群落特征.结果表明：灞河水体DOM荧光组分中含有3个腐殖质类组分（C1：240，320/400nm；C2：260-295/478-504nm；C5：240/480nm）和2个蛋白类组分（C3：240，272~284/350~360nm；C4：255~275/326~336nm），5组分之间相关性较好，表明这2类荧光组分具有相似的来源属性；灞河水体门水平中相对丰度最高的为变形菌门（Proteobacteria，54.22%），其次为拟杆菌门（Bacteroidetes，19.40%）、厚壁菌门（Firmicutes，12.28%）、蓝藻菌门（Cyanobacteria，6.46%）和放线菌门（Actinobacteria，3.13%）；河流水体中的营养盐含量、水温、电导率及pH值均对细菌群落组成有一定影响.DOM各组分与浮游菌群表现出一定相关关系，且腐殖类和蛋白类组分沿河流纵向梯度对比明显，不同细菌群落对DOM的质量和不稳定性可能有不同的反应.本研究可为河流生物地球化学过程对微生物种群组成和功能影响的研究提供一定的基础数据.
2019 Vol. 39 (8): 3383-3395 [摘要] ( 294 ) [HTML 1KB] [ PDF 2377KB] ( 565 )
3396 周岳陵, 岳正波, 胡馥鹏, 王进
掺氮碳量子点对光合细菌生长过程的影响
以柠檬酸为碳源、乙二胺为修饰剂，一步水热合成了掺氮碳量子点（N-CQDs）.通过分析光合色素、蛋白质和丙二醛等生理指标，研究了N-CQDs对光合细菌Rhodopseudomonas acidophila生长的影响.结果表明N-CQDs抑制了R.acidophila的生长并呈现浓度-效应关系；光合色素分析表明N-CQDs促使R.acidophila菌体的类胡萝卜素含量提高，菌绿素含量降低；光谱分析表明N-CQDs导致了胞内物质（如光合色素、蛋白质等）的泄漏.N-CQDs较强的光诱导电子转移能力导致R.acidophila培养体系中产生过量自由基，自由基引发一系列脂质过氧化反应，进而导致生物膜的破裂、物质外泄和细菌衰亡.光照下N-CQDs对R.acidophila表现出较高的毒性.研究结果对于认识N-CQDs的光致毒性及其生态环境效应具有一定的参考价值.
2019 Vol. 39 (8): 3396-3403 [摘要] ( 162 ) [HTML 1KB] [ PDF 750KB] ( 566 )
3404 高颖超, 杨雪, 林锟, 谭丽菊, 王江涛
不同光照条件下浒苔与三种赤潮微藻的竞争
针对苏北浅滩水体浊度高、营养盐含量大、且被大多数学者认为是南黄海绿潮起源的实际情况，本文通过室内培养实验，研究了不同光照条件（0~4500lx）下浒苔与中肋骨条藻、东海原甲藻和新月菱形藻对营养盐的竞争作用；并与苏北浅滩实际水体光照相结合，评估了浒苔与3种微藻在不同深度下的生理状态.浒苔与微藻的竞争，是决定暴发何种藻华的关键因素之一.结果表明，与3种微藻相比，浒苔对光照的适应性更强，最大日均相对增长率为11.91%/d.微藻与浒苔共培养时，生长情况明显劣于单独培养，中肋骨条藻、东海原甲藻和新月菱形藻的生长抑制率分别为30%~46%，3%~44%，25%~41%，并且不同微藻对竞争作用的响应不同.营养盐监测数据表明，对有限营养盐的争夺是浒苔和微藻竞争作用的主要机制，研究结果为苏北浅滩浒苔绿潮的暴发机制提供了依据.
2019 Vol. 39 (8): 3404-3411 [摘要] ( 279 ) [HTML 1KB] [ PDF 448KB] ( 590 )
3412 王小冬, 刘兴国, 陆诗敏, 秦伯强, 刘翀, 曾宪磊, 顾兆俊
不同浓度蓝藻水华在好氧条件下的光合作用
为研究不同浓度蓝藻水华在曝气形成的好氧条件下的光合作用，本文按叶绿素a（Chla）浓度32.5，346.8，1413.7和14250.0μg/L设4个处理组（从低到高编号依次为I、Ⅱ、Ⅲ和IV）进行实验.结果表明，各处理Chla浓度均总体呈下降趋势，但均未出现发黑或发褐现象；各处理溶氧、pH值、NH4+-N浓度和最大光合作用能力Fv/Fm均有一定差异（P<0.05）.快速光响应曲线的特征参数α、ETRmax和Ik表明，处理I、Ⅱ和Ⅲ中出现较高的绿藻、硅/甲藻的光能利用效率（P<0.05），而处理IV中所有藻类的光能利用效率较低（P<0.05）.曝气增氧可以防止高浓度蓝藻水华形成黑水团；蓝藻水华初始Chla浓度约为32.5、346.8、1413.7μg/L时，在曝气形成的好氧条件下，蓝藻水华中会出现其它藻类如绿藻、硅/甲藻的生长，即藻类群落结构朝着多样化变化，对蓝藻水华形成控制.
2019 Vol. 39 (8): 3412-3419 [摘要] ( 204 ) [HTML 1KB] [ PDF 1202KB] ( 589 )
环境生态
3420 徐金英, 郑利林, 徐力刚, 王晓龙
南方丘陵区河流表层沉积物重金属污染评价
采样分析南方丘陵山区瓯江、钱塘江、闽江、九龙江沉积物中重金属含量，并对其来源及生态风险进行研究.结果显示，沉积物中Mn、Zn、As、Cd、Pb、V在九龙江有较高浓度，Ni、Cu在钱塘江浓度最高，Cr、Sb在瓯江浓度最高，而Al、Co和V的最高浓度分布在闽江.但重金属含量空间差异不显著.SQGs、Igeo和EF评价显示，Cd在研究区沉积物中污染最为严重，呈中度至重度污染，其次是Mn、Zn、Pb，其在研究区部分地区存在轻度污染，其他重金属处于无污染状态.RI评价显示，研究区河流沉积物存在极高重金属潜在生态风险，尤其是Cd.相关分析和PCA分析显示，Zn、As、Cd、Pb来自于自然过程、矿业开采及农业生产过程，Cr、Ni、Sb来自于工业生产过程产生废水，Al、Co和V来自于自然过程，而Cu则来源于混合源.pH值、TP、TN和LOI是影响水体中重金属含量的重要因子.本研究为河流生态系统的健康和保护提供重要依据.
2019 Vol. 39 (8): 3420-3429 [摘要] ( 237 ) [HTML 1KB] [ PDF 766KB] ( 673 )
3430 王以斌, 刘军, 邵帅, 张爱军, 陈金凤, 周德山, 臧家业, 郭佩芳
连云港近岸海域2011~2016年环境变化研究
依据2011年2月~2016年1月在连云港近岸海域进行的19个季节航次海洋环境综合调查结果，分析探讨了该海域主要海水要素的季节变化趋势和相关性，结合历史资料阐述和评价了海域的营养状态水平、环境质量现状及变化趋势，对存在的环境问题进行了分析.结果表明：研究海域水质状况总体良好；水质评价结果显示无机氮（DIN）是海域内最主要的环境污染因子，且DIN含量近年来有逐渐增加的趋势，年均值已经超过二类海水水质标准；此外其他环境污染因子是活性磷酸盐（DIP）、化学需氧量（COD）和油类.调查期间研究海域处于富营养化状态，潜在富营养化分析显示氮磷比值（N/P）有逐渐增加的趋势；绝大多数季节的有机污染状况为轻度污染状态.研究结论对科学、系统的认识和评估连云港近海生态环境现状及预测未来生态环境变化趋势具有重要的参考价值，对连云港近海海洋生态环境的可持续发展具有十分重要的科学意义和实际应用价值
2019 Vol. 39 (8): 3430-3440 [摘要] ( 227 ) [HTML 1KB] [ PDF 1397KB] ( 694 )
3441 金赞芳, 岑佳蓉, 胡宇铭, 郦林军, 李非里
千岛湖水体氮的垂向分布特征及来源解析
选取千岛湖水深0.2，5，10，20，30和40m处水样进行分析，利用氮氧同位素和稳定同位素模型（SIAR）研究千岛湖水体氮（N）的垂向分布特征，分析水体N的来源并计算各N源的贡献率.结果表明，硝酸盐（NO3-）和溶解性有机氮（DON）是千岛湖水体总溶解氮（TDN）的主要形式，分别占溶解态N的57.9%和39.7%.千岛湖水体δ15N-NO3-和δ18O-NO3-的平均值分别为4.5‰和4.3‰.上层水体（0~10m）中，硝化作用和浮游植物的同化作用共同控制水体N的形态组成和氮氧同位素值（δ15N-NO3-和δ18O-NO3-）的变化.中层水体（10~30m）中，硝化作用是主要的生物地球化学过程，使得水体NO3-含量增加而δ18O-NO3-值减小.底层水体（30~40m）受到硝化作用、底泥N释放和反硝化作用的共同影响.化肥是千岛湖水体NO3-的最主要来源，在S1和S2处的贡献率分别为51.9%和30.6%.新安江上游的农业面源污染使得S1处化肥贡献率远高于S2.土壤N是仅次于化肥的第二大水体NO3-来源，在S1和S2处的贡献率分别为17.8%和27.8%.此外，底泥对底层水体NO3-的贡献不可忽视.
2019 Vol. 39 (8): 3441-3449 [摘要] ( 193 ) [HTML 1KB] [ PDF 534KB] ( 542 )
3450 白玉堃, 卢文喜, 李久辉
卡尔曼滤波方法在地下水污染源反演中的应用
采用卡尔曼滤波方法反演识别地下水污染源的个数和大概位置.借助一个假想算例，建立地下水系统水流和溶质运移模拟模型，利用灵敏度分析方法筛选出对模拟结果影响最大的参数作为随机变量，对该参数进行抽样，运用蒙特卡罗方法将抽样结果输入模拟模型，生成污染质浓度场.采用卡尔曼滤波方法构造迭代过程，逐个利用采样点处浓度的实测值不断更新综合浓度场.引入模糊集理论表示污染羽，对比综合污染羽和单个污染羽的模糊集来更新各潜在污染源的权重，根据潜在污染源权重大小和综合污染羽收敛形状判断真实污染源的个数和大概位置.算例结果表明：采用卡尔曼滤波方法可以成功反演识别出地下水污染中真实污染源的准确个数和大概位置；引入模糊集理论表示污染羽，通过对比综合污染羽和单个污染羽的模糊集，可以确定各潜在污染源的权重.
2019 Vol. 39 (8): 3450-3456 [摘要] ( 175 ) [HTML 1KB] [ PDF 983KB] ( 516 )
3457 翟敏婷, 辛卓航, 韩建旭, 张璐, 张弛
河流水质模拟及污染源归因分析
针对大连市登沙河流域水环境质量问题，采用输出系数法估算流域内工业点源、农村生活、畜禽养殖、农业种植的氨氮和总磷入河污染负荷，基于QUAL2K水质模型模拟污染物的迁移转化规律，解析各污染源在不同时、空尺度下对河流中、下游水质考核断面的污染负荷贡献.结果表明：畜禽养殖是研究区氨氮污染的主要来源，分别占中游和下游断面氨氮总负荷的56.5%和43.2%；农业种植是总磷污染的主要来源，分别占中游和下游断面总磷总负荷的50.4%和59.1%.此外，由于天然降水及人类活动的季节性特征，各污染源的负荷贡献亦呈现年内变化.基于以上分析，进一步因地制宜地提出研究区水环境治理措施建议，研究可为我国农村地区中小河流水质改善及水环境管理提供示范参考和决策依据.
2019 Vol. 39 (8): 3457-3464 [摘要] ( 257 ) [HTML 1KB] [ PDF 529KB] ( 811 )
3465 丁洋, 郑煌, 黄焕芳, 张原, 陈英杰, 廖婷, 刘晋宏, 邢新丽, 祁士华
黄河源区鄂陵湖中多环芳烃的百年沉积记录
为研究黄河源区多环芳烃（PAHs）的污染历史，于2016年7月在鄂陵湖中采集了沉积物柱芯，采用210Pb定年，利用气相色谱串联三重四级杆质谱仪（GC-MS/MS）分析了16种PAHs，运用有序聚类分析对PAHs的垂向分布进行分带，并采取主成分分析及多元线性回归定量分析了PAHs的来源.结果表明，鄂陵湖沉积柱的沉积速率为0.176cm/a，慢于青藏高原多数湖泊.总PAHs的含量为11.3~54.7ng/g，平均值为29.2ng/g，与其他高原和偏远地区湖泊沉积物相比，处于较低水平，可被视为PAHs的全球沉积物背景值.PAHs的垂向变化分为1948年以前、1948~1976和1976~2016年3个时间段，5~6环PAHs在1948~2016年间呈上升趋势，与青海省人口及大型牲畜数量显著相关，反映了鄂陵湖地区近70a来的人类活动以农牧业为主.PAHs来源分为本地源（23%）以及长距离迁移与本地混合源（77%）.本地源的垂向变化与5~6环PAHs一致，代表了青藏高原地区以牛粪饼为主要燃料的生物质燃烧源.
2019 Vol. 39 (8): 3465-3473 [摘要] ( 231 ) [HTML 1KB] [ PDF 670KB] ( 633 )
3474 王慧婷, 徐红霞, 郭琼泽, 施小清, 孙媛媛, 吴吉春
饱和多孔介质中DNAPL污染源区结构及质量溶出
为探究重非水相液体（DNAPL）在地下水中的运移和溶出行为，选取四氯乙烯（PCE）为代表，采用透射光法动态监测PCE在二维砂箱中的运移和分布，并以顶空气相色谱法监测其质量溶出，在此基础上通过乙醇冲洗来改变PCE分布，对比分析相应源区结构和溶出浓度的变化.结果表明：PCE的运移以垂向入渗为主，并伴随由毛细管力引起的横向迁移；污染源区面积和溶出浓度的变化具有明显一致性，均先迅速增大而后趋于平稳，由于泄露量小，70.7%的PCE以ganglia态残留在运移路径上.乙醇主要通过增溶作用改变污染源区结构，对PCE的空间展布影响弱，乙醇冲洗后ganglia态PCE占比增至99.6%，GTP值从2.4增至257.随着乙醇冲洗体积的增加，PCE源区面积从100cm2减至50cm2，对应溶出浓度从114mg/L减至12mg/L，二者呈较好的线性关系（R2=0.76）.此外，连续监测结果显示，在本研究的实验条件下，无论是否经过乙醇冲洗，PCE污染源区结构和其相应的质量溶出可以在一定时间内（至少16PVs）保持稳定.
2019 Vol. 39 (8): 3474-3483 [摘要] ( 177 ) [HTML 1KB] [ PDF 1082KB] ( 512 )
3484 何泽, 张敏, 宁卓, 向小平, 刘俊建, 侯钦宣, 赵谦
区域地下水环境演化的分子生物学特征——以太行山前平原浅层水为例
以太行山前平原大沙河流域的典型区域浅层地下水为研究对象，沿岸布点采集样本94组，采用基于16S rRNA基因的高通量测序技术，以硝酸盐、溶解氧、化学需氧量为环境因子，分析指示环境因子演化的微生物群落结构特征及功能性指示菌属.结果显示：采用累积概率分布法将样品分为背景（B）、硝酸盐污染（N）、有机污染（O）、有机硝酸盐复合污染（O_N）4组，该分类与地下水质量标准的I类、Ⅱ类水分类相近；污染使种群结构趋于一致，且有机污染可使微生物群落丰富度降低；不同污染类型导致环境演化的功能性指示菌属分别为：Micromonospora和unclassified_f_Micromonosporaceae指示有机污染，Chryseobacterium和Streptomyces指示硝酸盐污染，Pseudomonas和Microvirgula指示硝酸盐和有机复合污染.以上构建的分子生物学方法可为区域环境调查及微生物修复提供理论依据.
2019 Vol. 39 (8): 3484-3492 [摘要] ( 186 ) [HTML 1KB] [ PDF 1478KB] ( 714 )
环境毒理与健康
3493 吴娟娟, 卞建民, 万罕立, 魏楠, 马于曦
松嫩平原地下水氮污染健康风险评估
为探明松嫩平原地下水氮污染现状及其对人类健康的影响，利用浅层地下水采样测试数据，运用地统计学分析及三角随机模型开展了儿童和成人群体摄入氮污染风险评估及其不确定性研究.结果表明：研究区氮污染物主要存在形式为硝态氮，样品超标率为44.35%，最大值达到566.2mg/L，硝态氮浓度大于20mg/L的区域约占区内总面积的60%，主要分布在东中部高平原地区，西部山前倾斜平原污染较轻；以Isight5.9-2为平台，基于三角模糊法耦合随机模型，考虑人类活动及农业发展的影响，将研究区划分为不同单元，非致癌风险排序为：评价单元Ⅲ>评价单元Ⅱ>评价单元Ⅰ，且单元Ⅲ污染物主要来源于农业活动，单元Ⅲ、Ⅱ区域风险远高于安全阈值1，会对儿童和成人群体健康造成潜在危害，对儿童威胁更大；污染物浓度和参数的不确定性对风险值影响的波动范围较大，三角随机模型对数据变化更为敏感，可降低三角模糊法的不确定性，单元Ⅰ儿童风险区间值横跨安全阈值1，可能会误导污染防控决策；硝态氮浓度对风险贡献率均在90%以上，明确对硝态氮浓度参数随机抽样的必要性，提高评价结果的可靠性.
2019 Vol. 39 (8): 3493-3500 [摘要] ( 246 ) [HTML 1KB] [ PDF 3245KB] ( 540 )
3501 姚理, 马艳芳, 周漪波, 窦文渊, 贾雨薇, 赵建亮, 应光国
氯咪巴唑在鱼体的富集和代谢动力学
选取中国南方地区典型生物尼罗罗非鱼作为受试生物，将其置于氯咪巴唑含量为2.00ng/mL的水体中暴露7d，考察氯咪巴唑在罗非鱼体内不同部位（鳃、肝脏、胆汁和血浆）的吸收和清除动力学过程，比较了氯咪巴唑在鱼体内不同部位的吸收和清除动力学速率.罗非鱼暴露于氯咪巴唑水溶液3d后，鱼体鳃、肝脏、胆汁和血浆中的氯咪巴唑达到最高浓度，分别为2.91ng/g，33.7ng/g，4.84ng/mL和2.58ng/mL；结束暴露3d后，氯咪巴唑在鳃、胆汁和血浆中的稳定浓度低于方法检测限，在肝脏中的稳定浓度为1.28ng/g.鱼体鳃、肝脏、胆汁和血浆中氯咪巴唑的吸收动力学常数ku分别为0.069，0.813，0.286和0.136h-1；清除动力学常数ke分别为0.033，0.029，0.082和0.060h-1；半衰期t1/2分别为21.1，23.9，8.51和11.6h.氯咪巴唑在罗非鱼体内的吸收/清除动力学过程均符合伪一级动力学方程，方程的相关系数r2范围为0.75~0.98.氯咪巴唑在鱼体鳃、肝脏、胆汁和血浆中的稳态生物富集系数对数值logBCFss分别为0.50，1.56，0.72和0.45，低于氯咪巴唑在野生罗非鱼体内的富集系数.
2019 Vol. 39 (8): 3501-3507 [摘要] ( 223 ) [HTML 1KB] [ PDF 441KB] ( 519 )
环境影响评价与管理
3508 翁智雄, 马忠玉, 葛察忠, 蔡松锋, 程翠云, 杜艳春
不同经济发展路径下的能源需求与碳排放预测——基于河北省的分析
运用协整检验和马尔科夫链等方法研究不同经济增长路径下河北省2017~2035年的能源需求与结构、CO2排放情况.结果显示：经济增长对能源需求具有明显的拉动作用.低速增长情景下，河北2035年的人均能源消费量与能源消费总量将分别达到5.261tce和41613.294万tce，而高速情景下则分别为7.618tce和60258.456万tce.河北未来的能源结构将长期保持相对稳定的状态，煤炭在能源结构中的绝对份额短期内难以改变，预计到2035年煤炭的消费占比仍将达到88.16%.河北的CO2排放量将依然长期保持增长趋势.高速情景下，预计CO2排放量将从2017年的87699.314万t增加至2035年的159117.415万t，分别是同期低速增长情景下的1.01倍和1.45倍.应保持经济合理增长，优化能源消费结构，调整产业布局，培育和发展新动能.
2019 Vol. 39 (8): 3508-3517 [摘要] ( 203 ) [HTML 1KB] [ PDF 499KB] ( 593 )
3518 孙博文, 傅鑫羽, 任俊霖, 赵秋运, 傅帅雄, 张娜
环境规制的蓝色红利效应研究
利用中国工业企业数据库2004~2009年制造业企业数据，以清洁生产目录标准的政策实施为外生冲击事件，基于倍差估计法（DID）实证检验了环境规制对企业盈利能力、盈利质量、波特效应和管理创新成本等蓝色红利的影响.结果发现：环境规制显著提升了制造企业的利润率和企业的现金流充裕性，改善了企业的盈利能力和盈利质量；环境规制显著降低了企业管理创新成本，但波特效应不显著.环境规制的蓝色红利效应存在地方策略互动、企业规模和所有制的异质性：地方政府之间的策略性不合作抑制了环境规制蓝色红利效应.企业规模的扩大提高了管理创新成本，但强化其他相关的蓝色红利效应.环境规制对国有企业的利润率、现金流以及全要素生产率的改善作用强于非国有企业，但更有助于降低非国有企业的管理创新成本.
2019 Vol. 39 (8): 3518-3529 [摘要] ( 233 ) [HTML 1KB] [ PDF 510KB] ( 808 )
3530 徐辉, 韦斌杰, 张大伟
环保投资占比最优化:基于生态效率的考量
将生态效率作为综合衡量环保投资效益的指标，利用中国2003~2015年30个省（区、市）的数据，研究生态效率与环保投资的双向影响关系，并估算环保投资占比的最优区间.结果表明：（1）2003~2015年，全国平均生态效率整体呈略微下降趋势，由0.79下降至0.69.（2）环保投资占比对生态效率构成倒"N"型影响，经历"降低-提升-抑制"3个阶段.根据所获数据进行计算和推测，当环保投资占比处于0~1.50%时，环保投资不能有效防止生态效率下降；占比处于1.50%~3.30%时，环保投资能显著提升生态效率，至3.30%时达到最大值；占比大于3.30%时，过多的环保投资投入反而使生态效率下降.（3）省际生态效率具有空间溢出效应，省级政府环保投资策略具有协同性.
2019 Vol. 39 (8): 3530-3538 [摘要] ( 165 ) [HTML 1KB] [ PDF 633KB] ( 517 )
3539 黄小刚, 邵天杰, 赵景波, 曹军骥, 宋永永
汾渭平原PM2.5浓度的影响因素及空间溢出效应
基于实时监测和遥感反演数据，利用空间自相关分析和空间回归分析等方法，探讨了汾渭平原2015~2017年PM2.5浓度时空变化规律和影响因素，揭示了各因素的空间溢出效应.结果表明：（1）2015~2017年汾渭平原PM2.5浓度逐年上升，主要由采暖期（11月~次年3月）的快速上升引起，非采暖期（4~10月）年际变化不大.（2）PM2.5月均浓度变化曲线呈底部宽缓的U型，采暖期PM2.5污染明显高于非采暖期，超标天数占全年总超标天数比例由2015年的75.0%上升到2017年的83.4%.（3）2015~2017年，除铜川和三门峡外，各城市PM2.5浓度都有不同程度的上升.咸阳至运城间的平原地区和洛阳盆地污染最严重，已形成连片的高污染区域，且区域内城乡差异小.临汾及其上游平原地区其次，但主要分布在城镇，城乡差异较大.（4）空间回归分析表明，汾渭平原PM2.5浓度有显著的空间溢出效应.年均气温、城镇化率、能源消费指数和年均人口不仅与本地PM2.5浓度有显著的正相关，而且会加重邻近地区PM2.5污染.年降水量和地形起伏度则不仅与本地PM2.5浓度有显著的负相关，而且能降低邻近地区PM2.5浓度.风的传输作用能加重本地PM2.5污染，植被覆盖度能消减本地PM2.5浓度，但其间接效应都不显著.
2019 Vol. 39 (8): 3539-3548 [摘要] ( 286 ) [HTML 1KB] [ PDF 982KB] ( 744 )
3549 马晓君, 陈瑞敏, 董碧滢, 牛雪琪
中国工业碳排放的因素分解与脱钩效应
采用广义迪氏指数分解法（GDIM）分析2000~2016年中国工业碳排放的驱动因素，并在此基础上，创新性地结合DPSIR框架构建脱钩努力模型测度工业碳排放的脱钩效应.研究结果表明：产出规模效应、技术进步效应、能源消费规模效应和人均碳排放效应是导致工业碳排放增加的主要因素，而产出碳强度效应与技术进步碳强度效应是减少工业碳排放的关键因素；工业碳排放的脱钩效应呈"未脱钩~弱脱钩~强脱钩"的阶段性特点；产出碳强度效应与技术进步碳强度效应是工业碳排放实现强脱钩的决定性因素，同时更需要调整能源结构、降低能源强度与碳排放强度来实现工业碳排放强脱钩.
2019 Vol. 39 (8): 3549-3557 [摘要] ( 231 ) [HTML 1KB] [ PDF 476KB] ( 1139 )
3558 秦晓春, 刘睿, 韩莹
声屏障对城市道路环境空气质量的影响规律研究
为研究声屏障对道路交通污染扩散和空气质量的影响规律，基于三维计算流体动力学理论，运用Fluidyn-Panache仿真及CFD求解器进行数值模型计算分析，对比有、无声屏障情况下的风速矢量图与PM2.5、CO、NOx 3种主要污染物浓度分布图，并对仿真区域污染物浓度进行现场监测，得出声屏障对城市道路环境空气质量影响规律.研究结果显示，有声屏障时道路内侧风速由2m/s降低至0.02m/s；CO、NOx浓度上升40%~50%，道路内侧PM浓度下降50%；道路外侧CO、NOx浓度下降20%~50%，PM浓度下降20%~38%.声屏障的存在会阻挡风的流动，减弱风的强度，使风向从垂直于道路上升转变为沿着道路方向流动，风向改变使污染物聚集在道路内，增加道路内的气体污染物浓度，减弱风往道路外侧流动，同时也降低了气体污染物向道路外侧扩散的程度.声屏障对PM2.5的影响显著，设置声屏障的道路内侧和道路外侧建筑群内，PM的浓度相较于无声屏障均得到大幅度降低.
2019 Vol. 39 (8): 3558-3571 [摘要] ( 209 ) [HTML 1KB] [ PDF 1516KB] ( 578 )
3572 秦炳涛, 葛力铭
中国高污染产业转移与整体环境污染——基于区域间相对环境规制门槛模型的实证
首先借鉴Copeland-Taylor模型，引入相对环境规制强度变量，构建了产业转移影响环境污染的理论模型.在此基础上，利用我国2000~2016年30个省份的面板数据，采用门槛回归方法，以相对环境规制强度作为门槛变量，进行全样本、区域异质性和时期异质性回归分析，并以线性回归方法作为对比，最后进行稳健性检验.结果表明，高污染产业转移与环境污染之间呈现逐渐递增的非线性关系，随着相对环境规制强度由低门槛逐渐到高门槛，高污染产业转移所带来的环境污染问题也愈发严重；环境规制对环境污染的改善作用不大；我国不存在环境库兹涅兹曲线；资本存量、产业结构和能源消费的提升均会加剧环境污染；劳动力成本和质量的提高能够改善环境污染.
2019 Vol. 39 (8): 3572-3584 [摘要] ( 252 ) [HTML 1KB] [ PDF 585KB] ( 893 )
中国环境科学
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