中国环境科学
 
 
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中国环境科学2010年度引证指标
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2019年 39卷 10期
刊出日期 2019-10-20

环境毒理
生物多样性
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
大气污染与控制
4033 康重阳, 赵军, 宋国富
2005~2017年全球大气边界层SO2时空变化

使用2005~2017年遥感数据研究了全球大气边界层SO2时空分布特征及变化趋势.结果表明:空间分布上SO2呈现空间异质性,大气高SO2柱量值集中在以火山喷发为代表的自然源区域和以工业排放为代表的人为源及附近区域;一、二、三级SO2柱量值在全球范围内整体呈现纬度地带性分布特征,北半球受人为影响较为明显,分界线在陆地区域向南凸出,海洋上向北凹陷,而南半球受人为影响较小,分界线呈现与纬线平行趋势;2005~2017年全球大气边界层SO2单元栅格年均值整体呈现先增后减趋势,火山喷发导致2008、2009、2011年夏季出现了明显的波动,其余季节无显著变化;全球范围内大气边界层SO2年内变化,伴随太阳直射点南北移动,2005~2014年一级SO2柱量值延纬向对称轴的纬度,除10~12月份外,其余月份与对应月15日太阳赤纬基本吻合.

2019 Vol. 39 (10): 4033-4042 [摘要] ( 238 ) [HTML 1KB] [ PDF 1940KB] ( 1096 )
4043 魏冰, 李海萍, 杜佳琪, 梁子豪, 王娜萍
国家干线公路移动源VOCs排放及臭氧生成潜势研究

基于国家干线公路4346个交通监测站日平均监测数据,采用移动源VOCs测算方法,建立国家干线移动源VOCs排放清单,使用最大增量反应活性(MIR)估算VOCs的臭氧生成潜势(OFP),并通过动态分段技术和核密度估计方法对臭氧生成强度的空间特征进行分析.结果表明,客车是国家干线移动源VOCs年排放量最大的源,占客货总排放量70.50%;广东省年排放量最大,占全国干线公路VOCs排放量的10.7%;G15沈海高速年排放量最大,占全国干线公路VOCs排放量的5.4%.烯烃和芳香烃为移动源OFP主要的贡献者,前十种有机污染物占干线移动源总OFP的67.29%.从客货车日均OFP强度上来看,受车流量影响,各干线差异明显.北京天津呈团簇状集聚,至石家庄一线为带状分布;济南淄博潍坊青岛一线呈弯月带状分布;南京苏州上海杭州呈团状,至上海又集聚;粤港澳大湾区以深圳为中心高度聚集;沈阳、郑州、西安、武汉、重庆等交通枢纽出现次一级强度集聚.

2019 Vol. 39 (10): 4043-4053 [摘要] ( 255 ) [HTML 1KB] [ PDF 3716KB] ( 945 )
4054 杨清健, 赵天良, 郑小波, 史建武, 张朝能, 常嘉成, 张凯, 钟曜谦, 于超
亚洲季风强弱年蒙自市大气环境容量差异估算

利用区域空气质量模式WRF-Chem,对亚洲季风气候变化背景下云南省蒙自市大气环境容量进行模拟评估.根据标准化南亚夏季风指数分别选取2005年和2015年为强、弱季风年.对2015年四季(以1月、4月、7月和10月为代表月)和2005年夏季(7月为代表月)的主要大气污染物浓度进行模拟.结果表明蒙自市2015年全年CO、NO2、SO2、PM2.5、PM10的大气环境容量分别为120.31、1.127、1.875、1.267、1.688(×104t/a),其中各污染物冬季大气环境容量最小,春季的最大(PM10除外),且PM2.5在冬季排放量已饱和.强季风年相对弱季风年夏季CO、NO2、SO2、PM2.5、PM10的大气环境容量分别提升4.81%、3.86%、12.6%、18.4%、8.7%,其中PM2.5的容量提升最高.亚洲季风年际变化对云南高原空气质量及大气环境容量具有重要的调制作用.

2019 Vol. 39 (10): 4054-4064 [摘要] ( 234 ) [HTML 1KB] [ PDF 1140KB] ( 1006 )
4065 张晔, 王海兵, 左合君, 闫敏
中国西北春季沙尘高发区及沙尘源解析

以波段亮温差算法(BTD)对中国西北2014~2018年春季460期MODIS L1B数据进行沙尘信息逐日提取,统计分析沙尘频数的空间分布规律,结合地貌特征及地表沉积物细颗粒组分含量进行沙尘源解析.结果表明:(1)中国西北沙尘活动呈"两区三带"分布特征,沙尘频发区主要分布于塔里木盆地和蒙古高原南部沙漠戈壁区;区内存在塔克拉玛干沙漠东南缘荒漠绿洲高频带(270~287次)、库姆塔格沙漠北缘高频带(240~250次)及巴丹吉林沙漠东北边缘荒漠绿洲高频带(240~250次).(2)中重度沙尘高频区主要分布于塔克拉玛干西北部沙漠绿洲.沙尘源主要为富含粉尘的边缘沙漠与冲积洪积扇缘戈壁交错带,内含丰富的干河床、干涸湖泊和绿洲退化地,该区域细物质组分含量高,易释放粉尘微粒并通过局地循环过程向周边地表扩散沉积,为区域高频、高浓度沙尘发生提供丰富的物质基础.

2019 Vol. 39 (10): 4065-4073 [摘要] ( 299 ) [HTML 1KB] [ PDF 2306KB] ( 834 )
4074 胡俊, 钟珂, 亢燕铭, 陈勇航, 杨凤娟, 刘琼, 张华
新疆典型城市气溶胶光学厚度变化特征

利用2006~2017年Aqua-MODIS C006气溶胶日产品数据,选取新疆地区11个代表性城市进行分类,分析典型城市的AOD近12a变化趋势及特征.结果表明:2006~2017年间,除乌鲁木齐市AOD小幅度上升外,其余10个城市AOD均出现不同程度下降,北疆城市年均降幅较小,吐鲁番市12a间AOD下降了0.13,为哈密、焉耆等同纬度城市群中的最大降幅,南疆城市AOD年均降幅最为显著,阿克苏、喀什、和田和若羌地区AOD分别下降了0.18、0.16、0.16和0.09;AOD空间分布上,南疆为AOD峰值中心,年均值达0.50以上,北疆和东疆地区AOD年均值维持在0.20~0.22;同时,AOD具有典型的季节变化特征,春季为AOD峰值季节,夏季次之,秋、冬季AOD较低;此外,12a间新疆全区AOD出现不同程度降低,其中南疆沙尘源区为AOD下降的典型区域,减少区域呈现出沿昆仑山脉自南向北的带状分布.

2019 Vol. 39 (10): 4074-4081 [摘要] ( 254 ) [HTML 1KB] [ PDF 2600KB] ( 1055 )
4082 李逢帅, 巨天珍, 马超, 咸龙
基于卫星遥感的甘肃省吸收性气溶胶的研究

基于OMAERUV数据日产品,对甘肃省2008~2017年吸收性气溶胶指数(UVAI)的时空分布进行了分析,并对其相关因素进行了探讨,结果表明:该省近10a UVAI空间格局为由西北向东南区域逐步递减,UVAI的高值区域一直分布在酒泉市及邻近区域,为吸收性气溶胶污染源中心;甘肃省UVAI的稳定性呈现从东北向西南区域逐渐降低的规律;UVAI月均值呈现出明显的规律性,每年的月变化均呈现"V"型;四季UVAI水平为:冬季 > 春季 > 秋季 > 夏季,四季变化规律基本同步,十年来四季的UVAI呈逐渐上升趋势,且四季中主导的吸收性气溶胶来源不同.基于PM2.5的UVAI指示的空气质量等级分析,甘肃省空气质量以良为主;从气象因素与UVAI相关性分析来看,降水量、气温均与UVAI之间呈现显著正相关,风向也对其空间分布有重要影响;植被覆盖度与UVAI呈现正相关的区域主要分布在甘肃省西北部、武威市中部区域,呈现负相关的甘肃南部天水、陇南等区域为较高的植被覆盖区域.从人类活动因子与UVAI相关性来看,地区生产总值、各产业产值与UVAI有着明显的正相关性,尤其以第二产业与UVAI相关性最高;UVAI与汽车保有量、能源消耗总量及人口密度均存在较强的正相关,说明汽车尾气和工业排放及建筑粉尘也是吸收性气溶胶的重要来源.针对甘肃省UVAI时空分布特点、自然及人类活动因素分析情况,提出了减少人类活动强度等建议.

2019 Vol. 39 (10): 4082-4092 [摘要] ( 299 ) [HTML 1KB] [ PDF 1716KB] ( 693 )
4093 杨寅山, 倪长健, 张智察, 冯淼, 白彬人, 石荞语, 汤津赢
成都冬季“干”气溶胶等效复折射率变化特征研究

基于成都市2017年12月逐时的"干"气溶胶散射系数和吸收系数观测数据,结合该时段同时次GRIMM180环境颗粒物分析仪的监测资料,利用免疫进化算法一体化反演550nm波长处"干"气溶胶等效复折射率的实部和虚部,并对其冬季变化特征进行了研究,结果表明:"干"气溶胶等效复折射率实部和虚部分别为(1.547±0.0552)和(0.0197±0.00604)."干"气溶胶等效复折射率实部和虚部的日变化形态基本一致,主要表现为"单谷型"特征,二者的谷值出现时段位于15:00~18:00.在日时间尺度上而言,"干"气溶胶等效复折射率实部与质量浓度统计上对其散射消光的演化存在协同作用,"干"气溶胶虚部与质量浓度对其吸收消光的演化也存在类似影响."干"气溶胶等效复折射率虚部是单位质量浓度"干"气溶胶吸收消光能力的重要表征.

2019 Vol. 39 (10): 4093-4099 [摘要] ( 172 ) [HTML 1KB] [ PDF 611KB] ( 662 )
4100 侯思宇, 于兴娜, 龚克坚, 王国祯, 牛玺, 李梅
重庆市大气降水污染及其沉降特征

基于东亚酸沉降监测网(EANET)的湿沉降观测数据,针对2002~2016年重庆市的降水电导率、pH值和降水中水溶性离子浓度与沉降量进行了研究.结果表明,重庆市郊区站点的降水酸化问题较严重,而城市站点降水污染较严重.降水中水溶性离子平均浓度在城市和郊区站点分别达到627.00 μeq/L和480.14 μeq/L,其中城市站SO42-、NH4+和Ca2+的平均浓度为郊区站的1.21~1.47倍.由SO42-与NO3-占比说明重庆市的降水类型由硫酸型向硫酸-硝酸混合型转变.城市站的主要离子沉降量较高,约为郊区站点的1.14倍.降水中的无机氮平均沉降量在17.59~47.31kg/(hm2·a)范围内浮动,并且主要以NH4+-N为主,其平均沉降量为NO3--N的2倍左右,说明重庆市大气氨/铵污染比较严重.

2019 Vol. 39 (10): 4100-4107 [摘要] ( 214 ) [HTML 1KB] [ PDF 909KB] ( 812 )
4108 段文娇, 周颖, 李纪峰, 程水源, 段然
邯郸市区PM2.5污染特征及来源解析

对邯郸市区内邯郸钢铁集团(邯钢)、邯郸市环境监测中心(环保局)、河北工程大学(矿院)3个点位4个季节代表月大气PM2.5样品进行采集,并对其离子、元素、碳质组分进行测试分析;利用基于排放清单、受体模型与空气质量模型相结合的综合来源解析方法,对邯郸市区大气PM2.5贡献来源进行分析.结果表明:邯郸市区PM2.5年均浓度为85.5μg/m3,秋冬季浓度明显高于春夏季,邯钢点位浓度略高于矿院和环保局;PM2.5中占比较高的组分为NO3-、SO42-、POA、SOA和NH4+,分别占15.7%、14.5%、13.2%、12.2%和12.4%,具有明显的二次污染和有机污染特征,冬季二次组分和有机组分占比略高于其他季节,环保局点位一次有机气溶胶(POA)和二次有机气溶胶(SOA)占比略高于矿院和邯钢;冶金和扬尘是PM2.5最主要的贡献来源,贡献率分别为27.0%和18.7%,冶金源在春夏季的贡献比例高于秋冬季,在邯钢点位的贡献率明显高于环保局和矿院.

2019 Vol. 39 (10): 4108-4116 [摘要] ( 201 ) [HTML 1KB] [ PDF 704KB] ( 776 )
4117 梁苗, 方双喜, 刘毅, 姚波, 王勇, 马千里, 易游, 郭敏锐
基于压差的二氧化碳垂直采样分析技术

本研究开发了一套基于直接采样技术的二氧化碳(CO2)垂直廓线采样分析系统,分析近地面至25km高空CO2浓度的垂直分布.系统通过压差实现垂直方向连续采样,利用CRDS高精度分析技术对不同高度样品进行定量分析,计算得到采样区域CO2浓度廓线.于2018年6月13~14日,在内蒙古锡林浩特国家气候观象台利用平流层探空气球平台进行了观测实验.实验室测试显示,CO2分析准确度优于0.06×10-6,精度优于0.08×10-6.外场实验获得区域近地面至25km高空CO2浓度的高分辨率垂直廓线,显示CO2在不同高度的分层结构.考虑不同高度样品扩散作用,系统垂直分辨率在10km高度以下优于580m,在10~20km高度优于3.3km.研究表明:分析系统可搭载在合适探空平台上进行CO2垂直观测,获取浓度廓线,可为传输模式提供数据,并为碳卫星遥感数据提供实测数据校验.

2019 Vol. 39 (10): 4117-4124 [摘要] ( 244 ) [HTML 1KB] [ PDF 509KB] ( 689 )
4125 周华元, 亢燕铭, 杨方, 刘改玲, 钟珂
城市街谷与上游阻挡建筑最不利间距的研究

采用数值模拟的方法,研究了街谷内上风建筑与上游阻挡建筑的间距(D),即上游建筑间距,对街谷内空气流动特性和气态污染物分布规律的影响.模拟结果表明,街谷内迎风区的气流速度基本不随D的变化而变化,而背风区和中心区的气流速度随着D的增加呈现先减小后增大的趋势,并在D=90m时,气流速度达到最小值.相应地,在D=90m时街谷内污染物浓度最高,表明D存在最不利值,在城市规划中应尽可能避免该间距.当D大于90m时,D越大,污染物浓度越低,而D小于90m时,D越小,污染物浓度也越低,可以同时实现节约用地和减小交通污染的目的.

2019 Vol. 39 (10): 4125-4132 [摘要] ( 194 ) [HTML 1KB] [ PDF 1331KB] ( 604 )
水污染与控制
4133 张亚超, 张晶, 侯爱月, 周荣煊, 梁东博, 张凯, 刘阳, 李军
胞外聚合物和信号分子对厌氧氨氧化污泥活性的影响

为了探究胞外聚合物(EPS)对厌氧氨氧化颗粒污泥活性的影响,分别向厌氧氨氧化颗粒污泥中投加30mg/L的总胞外聚合物(IN-EPS),松散结合型胞外聚合物(LB-EPS)和紧密结合型胞外聚合物(TB-EPS).结果表明,3种EPS均可提高厌氧氨氧化颗粒污泥的活性.对于添加了IN-EPS,LB-EPS和TB-EPS的实验组,厌氧氨氧化颗粒污泥的氨氮去除速率分别增加了6.68%,10.5%和19.29%,厌氧氨氧化菌的生长速率分别增加了18.25%,21%,16.3%.三维荧光光谱法分析发现3种EPS的组成基本相同,以芳香族蛋白质和可溶性微生物产物为主.对EPS中的高丝氨酸内酯类(AHLs)信号分子进行检测,发现EPS中含有3种信号分子,分别是C4-HSL,C6-HSL和C10-HSL,外源投加这3种AHLs到厌氧氨氧化颗粒污泥中,结果发现C4-HSL和C6-HSL可以提高厌氧氨氧化颗粒污泥的活性和生长速率,这是EPS可以提高厌氧氨氧化菌活性的原因.

2019 Vol. 39 (10): 4133-4140 [摘要] ( 208 ) [HTML 1KB] [ PDF 682KB] ( 727 )
4141 李鸿江, 王超, 徐晓晨, 杨凤林, 张树深
AOB与AnAOB在不同生物填料上挂膜效果的研究

针对厌氧氨氧化工艺运行过程中污泥流失严重与启动时间长等问题,本研究通过对多种市售生物填料的挂膜实验,筛选适合好氧氨氧化菌与厌氧氨氧化菌挂膜的生物填料.结果表明,当活性污泥中的好氧氨氧化菌菌属为Nitrosomonas时,AQ1聚氨酯立方体填料最适合其挂膜,挂膜成熟时好氧氨氧化速率可以达到(0.81±0.08)mg N/(L·h),挂膜生物量为(0.87±0.14)mg VSS.而更适合厌氧氨氧化菌(Candidatus Kuenenia)挂膜的生物填料为K3环形填料,材质为聚乙烯或者聚丙烯.当厌氧氨氧化菌挂膜成熟时,其厌氧氨氧化速率可以达到(3.27±0.10)mg N/(L·h),挂膜生物量为(2.74±0.40)mg VSS.厌氧氨氧化菌在K3型填料上的挂膜要优于好氧氨氧化菌,其原因是厌氧氨氧化菌分泌的胞外聚合物含量要高于好氧氨氧化菌,而胞外聚合物是形成生物膜的重要因素.

2019 Vol. 39 (10): 4141-4149 [摘要] ( 229 ) [HTML 1KB] [ PDF 671KB] ( 880 )
4150 高艳娟, 岳秀萍, 段燕青, 张智春, 张潇, 罗艳红
厌氧反硝化产甲烷体系中喹啉与吲哚共基质的降解特性

研究了厌氧反硝化产甲烷体系中,典型含氮杂环化合物喹啉、吲哚作为共基质碳源,厌氧生物对二者的降解特性,及群落分析.结果表明:在共基质条件下,喹啉的存在对吲哚的生物降解有抑制作用,且抑制随喹啉浓度的升高而升高;吲哚的存在对喹啉的生物降解有促进作用,但吲哚浓度过高(150mg/L)抑制了喹啉的降解;喹啉、吲哚共基质时,二者的降解都遵循零级反应动力学;通过GC-MS分析,喹啉的主要中间代谢产物分别为2(1H)喹诺酮与8-羟基-2(1H)喹诺酮;吲哚的主要代谢产物为2-吲哚酮与靛红;通过高通量测序对共基质体系的微生物群落进行分析,发现厌氧功能菌群得到富集,细菌菌门以变形菌门Proteobacteria为主,菌纲以Gammaproteobacteria和Betaproteobacteria为主,菌属以Acinetobacter,Candidimonas,Azospira,和Desulfomicrobium为主.

2019 Vol. 39 (10): 4150-4156 [摘要] ( 231 ) [HTML 1KB] [ PDF 429KB] ( 892 )
4157 卢建宏, 李卓, 孙驰贺, 付乾, 李俊, 张亮, 廖强, 朱恂
耦合发酵产氢尾液处理的微生物电化学系统研究

区别于传统的稀释或加缓冲剂调节pH值的方法,本文提出采用微生物电解池(MEC)电调控暗发酵尾液pH值,并进一步采用微生物电合成系统(MES)降解废液产甲烷.结果表明,在MEC处理产氢暗发酵尾液过程中,伴随着阴极侧氢气的产生,暗发酵尾液中大量H+被消耗,溶液pH值从4.5升高到8.7;随后在MES中,产氢发酵尾液中有机物被进一步降解产生甲烷,其平均产甲烷速率达到4.5mmol/(L·d),且在21d内化学需氧量(COD)去除率达到89%,远优于没有经过pH调控的产氢发酵尾液MES中的产甲烷性能.

2019 Vol. 39 (10): 4157-4163 [摘要] ( 226 ) [HTML 1KB] [ PDF 611KB] ( 779 )
4164 刘鹏宇, 王晓琴, 常青, 刘晓波, 王刚
铝炭微电解去除废水中六价铬的可行性研究

以铝屑和活性炭微粒为原料,采用铝炭微电解的处理方法对重金属废水中Cr(Ⅵ)的去除效果进行了研究,考察了反应时间、铝炭质量比、初始pH值、震荡速度、震荡时间等因素对Cr(Ⅵ)离子去除效果的影响.采用扫描电镜(SEM)、比表面积分析仪(BET)、X射线能量色散谱仪(EDS)和电子能谱仪(XPS)等测试手段,研究铝炭微电解反应前后铝屑和活性炭的表面物理形貌及物质组成的变化,分析铝炭微电解原理.结果表明,影响Cr(Ⅵ)离子去除效果的影响因素的主次为:初始pH值 > 震荡速度 > 铝炭质量比 > 震荡时间,得到最佳处理条件为:初始pH值为3.0,铝炭质量比为2:1,震荡速度为150r/min,震荡时间为40min,在该条件下Cr(Ⅵ)的去除率可达95.40%.实验证明,以铝炭微电解法替代纯铝的直接还原法或铁炭微电解法可以大大提高对Cr(Ⅵ)的去除率.Cr(Ⅵ)的主要去除机理是在微电解过程中炭阴极通过还原作用将Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ).

2019 Vol. 39 (10): 4164-4172 [摘要] ( 162 ) [HTML 1KB] [ PDF 929KB] ( 765 )
4173 翟俊, 陈怡璇, 王泉峰, 季久翠, 赵聚姣, 刘文博, 王熔
两种不同形态MnO2降解卡马西平的效果及途径对比

研究了两种不同形态MnO2δ-MnO2和胶体MnO2)对难降解有机药物卡马西平(carbamazepine,CBZ)的去除效果,并通过液相色谱质谱联用技术(LC/MS)分析了不同pH值条件下δ-MnO2和胶体MnO2氧化转化CBZ的产物,探究其氧化转化途径.结果表明,δ-MnO2和胶体MnO2能通过化学氧化作用在2h内去除约1mg/L CBZ,相比之下,胶体MnO2受pH影响较小且单位质量Mn对CBZ具有更好的去除效果.δ-MnO2和胶体MnO2与CBZ反应过程中各检出7种和4种产物.胶体MnO2具有更强的氧化能力,越过了多种中间产物的产生步骤,使CBZ的降解途径更加简明.

2019 Vol. 39 (10): 4173-4177 [摘要] ( 195 ) [HTML 1KB] [ PDF 397KB] ( 808 )
4178 於蒙, 潘婷, 张淼, 王一鑫, 庞晶津, 姜友法, 王宝林, 何成达
乙酸钠丙酸钠配比对A2/O-BCO反硝化除磷及菌群结构的影响

采用厌氧/缺氧/好氧和生物接触氧化反应器(A2/O-BCO)组成的反硝化除磷系统处理模拟生活污水,通过调节进水乙酸钠、丙酸钠的配比(乙酸钠:丙酸钠分别为1:0,2:1,1:1,1:2和0:1),考察了系统对有机物的去除以及同步脱氮除磷的影响,同时通过高通量测序对比了不同配比下微生物菌群结构的变化.结果表明:乙酸钠丙酸钠配比对有机物和NH4+-N的去除影响较小,对厌氧段有机物的消耗和TN的去除率以及磷的释放和吸收影响较为明显;TP去除率仅为50.3%~56.8%,需进一步优化系统的运行参数.当乙酸钠:丙酸钠=1:1时,厌氧段有机物消耗量最大,占有机物流入量的61.2%,厌氧释磷量最大(23.2mg/L)且缺氧吸磷率最高(71.4%),而TN的去除效果则随丙酸钠含量的增加而增加.高通量测序结果表明:A2/O反应器中微生物多样性降低,混合碳源污泥中微生物多样性比单一碳源更丰富;驯化后的污泥中绿弯菌(Chloroflexi)和螺旋菌(Saccharibacteria)减少,变形菌(Proteobacteria)和拟杆菌(Bacteroidetes)增加.BCO反应器中NitrospiraNitrosomonas总占比为2.1%~31.4%且抑制亚硝酸盐氧化菌(NOB)的活性,有利于短程硝化的实现.

2019 Vol. 39 (10): 4178-4185 [摘要] ( 309 ) [HTML 1KB] [ PDF 696KB] ( 606 )
4186 康若熙, 谢文理, 赵文星, 庞晓斯, 余刚
从水质变化趋势看常州市武南区域重点河流治理成效

为探究武南区域重点河流水质的变化规律、驱动因素以及河流治理成效,基于2006~2018年连续水质监测数据,综合分析了4条重点河流(太滆运河、武宜运河、武进港和永安河)水质演变趋势,并对污染较重的永安河各项水质指标进行了季节性分析和相关性分析.结果表明:2006~2018年,4条河流水质整体呈好转趋势,修正内梅罗指数分别下降36.2%,31.5%,56.4%,48.7%,受河流清淤工程影响,永安河2017年水质有所下降;4条河流氨氮浓度、总氮浓度与高锰酸盐指数下降趋势明显(P<0.05),总磷浓度则存在一定波动;永安河的总氮、氨氮和高锰酸盐指数间或存在同源关系,氨氮和总氮季节性变化明显,雨季浓度低于旱季,总磷和高锰酸盐指数没有明显季节性变化趋势;城镇化发展与产业结构由传统工业、农业向第三产业的转变均对区域水环境改善有积极作用.

2019 Vol. 39 (10): 4186-4193 [摘要] ( 230 ) [HTML 1KB] [ PDF 605KB] ( 636 )
4194 王昱, 卢世国, 冯起, 刘贤德, 刘娟娟, 赵维俊, 孔德星, 左一峰
黑河上中游水质时空分异特征及污染源解析

在黑河上中游主要河道设置33个水样监测点,分别于2017年5月(平水期)、8月(丰水期)、12月(枯水期)进行水质调查,运用GIS和水质标识指数法对水环境质量进行评价,并采用多元统计的方法分析了水质时空分布特征及潜在污染物来源.结果表明:区域内水质类别以Ⅱ类和Ⅲ类为主,并具有一定的时空分异性.时间上水体污染程度表现为枯水期 > 平水期 > 丰水期,空间上表现为上游支流区 > 上游干流区 > 中游.依据土地利用类型将33个采样点划分为放牧与工矿企业用地(A组)、水库建设用地(B组)和农业与城镇人居用地(C组).结合因子分析和主成分回归分析得出,NH3-N、BOD5和CODMn是该区域的典型污染物,其中A组污染源主要来自于有机物,其次是营养盐;B组水体主要受到机物和营养物的蓄积污染,而自然因素的影响相对较弱;C组主要是生物化学污染,其次为非点源营养盐污染.研究表明,人类活动依然是影响水质变差的主要因素,虽然大坝的拦截效应能改善下泄水质,但常年累积于库底的沉积物随环境变化有二次污染的潜在风险,如沉积物中营养盐的活化释放等问题.

2019 Vol. 39 (10): 4194-4204 [摘要] ( 258 ) [HTML 1KB] [ PDF 1021KB] ( 623 )
4205 丁梦雨, 康启越, 张释义, 赵繁荣, 张海峰, 杨敏, 胡建英
全国23个城市水源水中邻苯二甲酸酯代谢物浓度调查

采用UPLC-MS/MS方法对中国23个城市的90个自来水厂141个水源水样中5种常用PAEs的8种代谢产物进行检测.结果发现,所有自来水水源水中均检出了MPAEs,邻苯二甲酸单正丁酯(MnBP)检出浓度最高,为74.7ng/L.水源水中邻苯二甲酸单乙酯(MEP),邻苯二甲酸单异丁酯(MiBP)和MnBP浓度与邻苯二甲酸二乙酯(DEP),邻苯二甲酸二异丁酯(DiBP)和邻苯二甲酸二正丁酯(DnBP)浓度分别呈显著相关,表明两者可能是同源.邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)二级代谢产物所占DEHP一级、二级代谢产物浓度和(∑DEHP)为4.0%±5.6%,和天然水体中DEHP的微生物降解结果类似,水源水中的MPAEs可能来自PAEs在自然水体中的微生物降解.

2019 Vol. 39 (10): 4205-4211 [摘要] ( 245 ) [HTML 1KB] [ PDF 474KB] ( 883 )
固体废物
4212 朱芬芬, 柳晓燕, 韩媚玲, 高冈昌辉, 大下和徹, 董仪
烧结升温方式及气氛对水洗焚烧飞灰晶体演变的影响

为使水洗焚烧飞灰的稳定化处理进一步优化,探讨了热处理的加热过程、气氛条件等对水洗焚烧飞灰晶体成分演变的影响.同时也探讨了3种飞灰:锅炉飞灰(RFA)、CaO/Ca(OH)2和NaHCO3分别作为中和剂得到的两种飞灰(CaFA和NaFA)水洗后(RFA-II#、CaFA-II#和NaFA-II#)进行热处理比较.结果发现700℃是个转折点,从这个温度点开始3种水洗飞灰中的晶体成分发生明显变化;原位连续加热模式更容易形成固体溶液因而更适合重金属的稳定;NaFA-II#较之CaFA-II#更易于稳定重金属成分.Factsage的模拟结果与XRD结果一致,而且发现飞灰中氯化物在加热过程中首先释放的是HCl.

2019 Vol. 39 (10): 4212-4220 [摘要] ( 299 ) [HTML 1KB] [ PDF 1111KB] ( 795 )
4221 周楠, 白建峰, 顾卫华, 王健伟, 毛少华, 宋小龙, 苑文仪, 张承龙, 王景伟
嗜酸氧化亚铁硫杆菌脱除废手机PCB表面元器件的方法研究

通过微生物法实现废手机PCB基板与其表面元器件分离,并探究最佳的工艺条件.采用嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans,以下简称A.f菌)脱除废手机PCB表面元器件,研究结果表明,经接种处理,浸出3d后,PCB表面元器件有少量脱除;浸出5d后,PCB表面元器件大部分可被脱除,仍有个体较大的元器件未被脱除;浸出7d后,PCB表面元器件被完全脱除;未接种对照组中PCB表面元器件未发生脱除.通过ICP-OES测得A.f菌作用7d的浸出液中含有大量的金属离子,而这些金属离子是构成元器件与PCB衔接处焊脚的主要组成成分,其中Ni、Zn、Al通过A.f菌作用后以离子形态进入浸出液中,焊脚中的单质Sn通过A.f菌作用后转化为离子态进入浸出液中,在浸出液中又迅速形成含锡沉淀物,在浸出第1d浸出液中Sn离子含量急速下降.通过设置不同浸出条件的单因素实验,结果表明:当培养基初始pH值为1.0,固液比为3:50,接种量为15%,温度为30℃,转速为125r/min时,A.f菌脱除手机PCB表面元器件效果最佳.浸出7d后,PCB表面元器件可被完全脱除.

2019 Vol. 39 (10): 4221-4227 [摘要] ( 189 ) [HTML 1KB] [ PDF 820KB] ( 624 )
4228 李永奎, 祝星, 祁先进, 王华, 张鑫, 惠兴欢, 郝峰焱, 蔡贵远
铜渣与含砷污酸反应行为及除砷机理

分析铜渣组成结构和形貌特性的基础上,研究了铜渣与含砷污酸反应行为及脱砷规律,阐明了反应动力学过程,揭示了铜渣除砷机理.结果表明:在铜渣用量为0.2g/mL,反应温度为23℃,反应时间为24h的最优条件下,铜渣的最大去除容量达到25.89mg/g,除砷率达到99.56%,并且除砷后铜渣的砷浸出浓度低于5mg/L的危险废弃物界定限值,属于一般固体废弃物.铜渣除砷过程符合拟二级动力学模型,该过程受铁离子释放速度限制,离子交换吸附和化学沉淀方式同步进行实现了砷的脱除,两种方式的结合有利于砷的稳定化.铜渣与污酸反应释放大量的铁离子,通过离子交换吸附与砷酸根离子发生沉淀反应,形成较为稳定的砷酸盐及其衍生化合物,进而达到除砷目的.铜渣表现出优越的除砷性能,为重有色冶炼污酸处置提供了一种高效和低成本的方法.

2019 Vol. 39 (10): 4228-4238 [摘要] ( 231 ) [HTML 1KB] [ PDF 2379KB] ( 766 )
土壤污染与控制
4239 高鹏, 牛一帆, 任欣, 杨东, 彭红波
滇池泥炭土对两种抗生素和双酚A的吸附

用不同浓度NaOH溶液处理采集自云南滇池的泥炭土,研究处理前后的泥炭土对两种抗生素磺胺甲恶唑(SMX)、卡马西平(CBZ)及双酚A(BPA)的吸附机理,并深入探讨3种污染物及泥炭土性质对吸附特性的影响.吸附等温线拟合结果表明,Freundlich模型对3种物质在泥炭土上的吸附等温线有较好的拟合优度.3种物质中,BPA的非线性指数n值最低,这可能是由于其不对称的结构特征导致.随着处理泥炭土的NaOH浓度增加,3种吸附质在泥炭土上的吸附顺序为BPA > CBZ > SMX,BPA的吸附最高可能是由于其含有两个酚羟基,与泥炭土有较强的极性作用导致,而CBZ的吸附比SMX的吸附高是由憎水性作用引起.NaOH处理后并没有增加泥炭土对这3种吸附质的吸附,说明对于离子型化合物,吸附过程和机理复杂,BPA蝴蝶状结构及苯环上含有两个羟基可能导致其在泥炭土上出现特异性吸附,这导致其吸附系数最高;NaOH处理后泥炭土的有机碳含量增加但比表面积可能降低,从而使3种污染物的吸附降低.因此,本研究3种离子型化合物在泥炭土上的吸附受到吸附质的官能团及溶解度、泥炭土的有机碳含量及官能团等多种因素的影响.

2019 Vol. 39 (10): 4239-4246 [摘要] ( 197 ) [HTML 1KB] [ PDF 466KB] ( 725 )
4247 徐文迪, 郭书海, 李刚, 吴波, 李凤梅
电芬顿—生物泥浆法联合修复芘污染土壤

以芘污染土壤为研究对象,建立一种电芬顿与生物泥浆法联合的修复(EF-BIO)处理方法.通过对2种修复技术在污染物降解过程中显现出的不同降解特性以及所需环境因素的区别与变化的分析和研究,构建一种高效的联合的有机污染土壤修复方法.研究主要分为两部分:第一部分通过目标污染物去除率与降解速率,羟基自由基(·OH)生成量与微生物数量,以及污泥pH值等参数的变化分析得出联合修复方法的联合顺序;第二部分通过不同联结时间点目标污染物去除率与降解速率,微生物数量变化以及中间产物变化等的研究分析,确定最佳的EF-BIO联合修复方法.结果显示:当EF先进行6h,EF-BIO联合修复法仍然在72h内对芘的去除率高达91.02%,比单独使用两种方法的去除率提高50%以上.

2019 Vol. 39 (10): 4247-4253 [摘要] ( 194 ) [HTML 1KB] [ PDF 453KB] ( 670 )
4254 王祖波, 何天容
不同硒化修复剂对稻田汞污染修复效果研究

以亚硒酸钠、蒙脱土等作为材料,对蒙脱土进行硒化改性,将硒负载在经过改性的蒙脱土上制备出汞的钝化剂以降低汞和甲基汞(MeHg)在稻米中的富集.将硒化修复剂与污染土壤混合进行浸泡土试验和盆栽试验,分析土壤和稻米中THg和MeHg,探讨不同硒化修复剂对污染土壤中汞的阻控修复效果,并筛选出最佳修复剂.结果表明,4种修复剂均对污染土壤中汞有明显的钝化阻控作用,可显著降低土壤中可交换态汞和甲基汞,降低稻米中THg和MeHg含量.蒙脱土通过不同方式硒化改性后,使蒙脱土结构性能优化,吸附容量增加,并能使硒稳固在蒙脱土上,达到更好的钝化修复效果.硒化壳聚糖改性蒙脱土、亚硒酸钠改性蒙脱土、硒化纤维素改性蒙脱土、硒粉改性蒙脱土4种修复剂稻米THg的降低率依次为81.86%、79.74%、65.69%、61.78%,MeHg降低率依次为89.62%、83.91%、72.93%、63.01%.相比较而言,亚硒酸钠改性蒙脱土修复效果稍低于硒化壳聚糖改性蒙脱土,但其改性方法简单,成本低,更有利于修复剂的推广应用.

2019 Vol. 39 (10): 4254-4261 [摘要] ( 207 ) [HTML 1KB] [ PDF 393KB] ( 716 )
4262 蒋煜峰, 温红, 张前, 刘兰兰, 原陇苗, 付雪
环丙沙星在黄土中的吸附机制及影响因素

为了解兽药抗生素在西北黄土中的吸附行为及机制,以环丙沙星(Ciprfloxacin,CIP)为目标污染物,采用批平衡实验法研究其在黄土中的吸附动力学、吸附热力学、pH值和粒径等影响因素.结果表明:环丙沙星在黄土中的吸附可分为两个阶段,6h内表现为快速吸附,6~10h表现为慢速吸附,10h后吸附达到平衡;环丙沙星在黄土中的吸附动力学过程较符合准二级吸附动力学模型,吸附速率受颗粒内部扩散和外部液膜扩散共同影响;吸附热力学过程较符合Freundlich等温吸附模型,且吸附等温线符合L-型,表明黄土对环丙沙星的吸附受溶液中溶质和水分子共同作用影响;焓变ΔHθ、熵变ΔSθ和吉布斯自由能ΔGθ均<0,表明黄土对环丙沙星的吸附是混乱度减少的自发进行的放热反应;pH=5时黄土对环丙沙星的吸附量最大,pH值为2~5时,黄土对环丙沙星的吸附量随pH值升高呈上升趋势,pH>5时,黄土对环丙沙星的吸附量随pH值升高呈下降趋势,表明强酸和碱性环境均不利于吸附;吸附量与黄土粒径呈反比,与初始浓度呈正比.由实验结果推断黄土对环丙沙星的吸附主要与有机质含量有关,主要吸附机制为环丙沙星分子中氨基的阳离子交换作用.

2019 Vol. 39 (10): 4262-4269 [摘要] ( 289 ) [HTML 1KB] [ PDF 497KB] ( 880 )
环境生态
4270 刘爽, 张笑, 赵文吉, 李珊珊, 江磊
基于DEM的山区冬季燃煤污染物排放遥感测算——以北京市门头沟区为例

选择山地面积占98.5%的北京市门头沟区作为研究区,利用资源三号(ZY-3)三线阵前、后视影像构建立体模型,提取数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM).由高分二号影像,基于CART(Classification and Regression Tree)决策树的面向对象方法对居住房屋进行提取,获取空间分布与面积,并结合采暖面积、采暖季燃煤量等抽样调研数据确定的深、浅山区(海拔>300m为深山区,海拔<300m为浅山区)燃煤系数,建立燃煤量估算模型.进一步,基于文献调研法获取型煤排放因子,测算燃煤产生的PM10、PM2.5、NOx、SO2、CO的排放量.结果表明:借助遥感技术,基于DEM可对山区燃煤污染物排放量进行快速有效测算.地形对冬季燃煤量有显著影响,深山区燃煤系数分别为12.5kg/m2,浅山区为9.375kg/m2.2017年门头沟使用型煤取暖的房屋面积为5.68km2,冬季燃煤总量为6.52万t,山区各镇大气污染物排放量差别较大.

2019 Vol. 39 (10): 4270-4278 [摘要] ( 194 ) [HTML 1KB] [ PDF 2807KB] ( 673 )
4279 林武辉, 余克服, 邓芳芳, 王英辉, 冯禹, 刘昕明, 莫珍妮, 马豪
南海现代珊瑚骨骼中放射性核素特征指纹

利用地表实验室高纯锗γ谱仪、中国锦屏极深地下实验室高纯锗γ谱仪、低本底β计数器系统测定我国南海1500km空间跨度上10个不同站位、5种不同种类和形状的现代珊瑚骨骼中6种最主要的天然放射性核素(238U、226Ra、228Ra、40K)和人工放射性核素(137Cs和90Sr)的含量,获得现代珊瑚骨骼中放射性核素平均活度排序为238U(29.94Bq/kg) > 40K(11.72Bq/kg) > 228Ra(6.37Bq/kg) > 226Ra(3.16Bq/kg) > 90Sr(1.21Bq/kg) > 137Cs(<0.06Bq/kg).除了岸礁的珊瑚骨骼中228Ra活度高于环礁的珊瑚骨骼中228Ra活度的现象外,不同种类、不同离岸距离的珊瑚骨骼之间的同种放射性核素活度没有显著差异.本研究进一步对比珊瑚骨骼、珊瑚礁区沉积物、非珊瑚礁区的海洋沉积物、全球土壤的放射性核素活度含量,阐明珊瑚礁区是地表罕见的极低放射性水平区域,并指出现代珊瑚骨骼具有极低的226Ra/238U活度比值(~0.1)和极高的90Sr/137Cs活度比值(1000)的指纹特征.

2019 Vol. 39 (10): 4279-4289 [摘要] ( 274 ) [HTML 1KB] [ PDF 881KB] ( 1248 )
4290 吴其反, 朱培, 王晨潇, 喻亦林, 曹钟港, 潘自强
云南某一矿产资源开发利用的环境辐射影响研究

为了解云南西南部一锗矿开采和冶炼对环境的辐射影响,在矿区及其外围环境开展了航空和地面联合调查测量,在重点地区和热点区域开展详细调查.研究结果显示,原矿石、冶炼废渣放射性活度大于1Bq/g,中间产品核素活度达到104Bq/kg;企业排放废水总α>1Bq/L,总β>1Bq/L.矿产开发利用对周围环境影响明显,局部区域受污染农田土壤、地表水系局部地段放射性水平明显高于正常背景值,在受污染区域生长的农作物放射性水平较高.室内氡浓度年平均值与全国水平比较总体上明显偏高,且研究区域居民受照剂量高于全国平均水平.

2019 Vol. 39 (10): 4290-4295 [摘要] ( 181 ) [HTML 1KB] [ PDF 347KB] ( 631 )
4296 张瀚元, 鹿豪杰, 任黎明, 范野, 杨朝格, 董军
不同油相微乳液性质及其增溶菲的性能研究

以Tween 80为表面活性剂,正戊醇为助表面活性剂,3种不同的植物油(大豆油、棕仁油、葵花油)作为油相构建微乳相图,探究不同油相对微乳液性质的影响.制备了不同油相与表面活性剂质量比(O/S)的3种植物油基系列微乳液,并对比了它们对菲的增溶效果.结果表明,不同油相对微乳液的成相能力及稀释特性影响较大,其中棕仁油 > 葵花油 > 大豆油.3种油相微乳液在不同含水量下具有相似的电导率变化趋势且均为牛顿型流体.制备的3种植物油基系列微乳液对菲的增溶能力均随体系中油含量的增加而提高,其中大豆油基微乳液对菲的增溶效果最差,而棕仁油微乳液在O/S值为0.1时对菲的增溶效果最好,可达2.18g/L.

2019 Vol. 39 (10): 4296-4302 [摘要] ( 142 ) [HTML 1KB] [ PDF 353KB] ( 657 )
4303 王亚茹, 潘晓, 于清男, 张春华, 葛滢
共生细菌对盐生小球藻亚砷酸盐代谢的影响

为探讨共生细菌对盐生小球藻(Chlorella salina)亚砷酸盐(As(III))富集和形态转化的影响,从C.salina培养液中分离培养出一株共生细菌,并采用抗生素处理C.salina获得无菌藻,设置0,75,150,300,750 μg/LAs(III)溶液处理带菌和无菌的C.salina,7d后测定C.salina对As(III)的吸收、吸附和富集量,以及培养液和藻细胞内As的形态,计算带菌和无菌C.salina对As(III)的氧化率和去除率;使用不同浓度的As(III)处理共生细菌7d,并以300μg/L的As(III)处理共生细菌不同时间,计算两种情况下共生细菌对培养液中As(III)的氧化率和去除率.结果表明:C.salina的共生细菌为根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens WB-1);与无菌C.salina相比,带菌C.salina生长更快、对As(III)的耐性更强.带菌C.salina对As(III)的富集量为103.10~448.12mg/kg、氧化率为78.93%~96.88%、去除率为18.92%~55.21%,显著高于无菌C.salina的富集量(11.68~91.39mg/kg)、氧化率(14.46%~26.39%)和去除率(12.82%~29.15%),也高于A.tumefaciens WB-1对As(III)的氧化率(4.51%~30.61%)和去除率(1.86%~16.19%).此外,带菌C.salina胞内还检测到少量的As(III)和甲基砷,而在无菌C.salina胞内没有甲基砷存在.共生细菌促进了盐生小球藻对As(III)的富集和形态转化.

2019 Vol. 39 (10): 4303-4312 [摘要] ( 214 ) [HTML 1KB] [ PDF 635KB] ( 752 )
4313 刘珊珊, 杨桂朋, 高旭旭, 魏英, 何真
西太平洋添加营养盐培养实验中挥发性卤代烃含量动态变化

于2018年10月9日~11月1日采集西太平洋表层海水,通过营养盐添加船基培养实验,研究了不同营养盐条件下浮游植物的生长及其释放挥发性卤代烃(VHCs)含量的动态变化规律.结果表明,与对照组相比,氮磷营养盐的添加对叶绿素a(Chl-a)的含量和三氯乙烯(C2HCl3),四氯乙烯(C2Cl4),一氯二溴甲烷(CHBr2Cl),三溴甲烷(CHBr3)的释放量表现出显著促进作用,但促进程度与添加氮磷营养盐的浓度及比值密切相关.高浓度氮更有利于浮游植物的生长及C2HCl3和C2Cl4的释放.N/P比符合Redfield比值更有利于CHBr2Cl和CHBr3的释放.相比NO3--N,NH4+-N的添加更有利于4种VHCs释放.

2019 Vol. 39 (10): 4313-4320 [摘要] ( 184 ) [HTML 1KB] [ PDF 537KB] ( 533 )
4321 秦纪洪, 王姝, 刘琛, 孙辉, 唐翔宇, 刘堰杨
海拔梯度上川西高山土壤溶解性有机质(DOM)光谱特征

采用三维激发发射矩阵荧光光谱、平行因子分析(EEM-PARAFAC)和荧光区域积分方法(FRI),研究川西高原3200~4000m高寒土壤DOM特征及其在海拔梯度上变化规律.结果表明,高寒土壤DOC含量为0.47~0.81g/kg,随着海拔梯度的升高而呈增加趋势,表层土中含量多高于亚表层土;土壤中DOM组分均呈5个组分,即芳香蛋白类物质I(酪氨酸类,Peak I)、芳香蛋白类物质II(BOD5,Peak II)、富里酸类(Peak III)、微生物代谢产物(色氨酸类,Peak IV)和腐殖酸类(大分子腐殖酸,Peak V);高山土壤DOM中以富里酸类有机质和腐殖酸类有机质组分为主,FRI值均随着海拔的升高而降低..川西高山土壤DOM荧光特征参数(荧光指数FI、自生源指数BIX、腐殖化指数HIX、新鲜度指数β:α)表明,土壤DOM的稳定性随着海拔升高而降低,生物有效性随着海拔升高而升高.因此,气候变暖可能将导致高海拔土壤DOM分解加剧而含量降低,但稳定性升高.

2019 Vol. 39 (10): 4321-4328 [摘要] ( 307 ) [HTML 1KB] [ PDF 693KB] ( 1385 )
4329 曾亮, 吴敏, 吴国娟
不同制备温度的水稻生物炭电子交换能力研究

为探究不同热解温度下生物炭的电子交换能力,通过限氧升温炭化法,利用水稻秸秆在不同热解温度条件下制备生物炭,与氧气、铁氰化钾氧化剂和柠檬酸钛还原剂进行氧化还原反应,对生物炭的得电子能力(EAC)和失电子能力(EDC)进行定量分析.结果显示,热解温度对生物炭的电子交换能力有较大影响,随热解温度升高至500℃时,生物炭的EAC和EDC达到最大,分别为3.86,1.72mmol/g高于500℃后,随着温度的增加,EAC和EDC逐渐减小,这是由于生物炭的醌类和酚类官能团的结构改变以及持久性自由基强度变化的联合作用.此外,柠檬酸钛和连二硫酸钠两种氧化还原电位不同的还原剂进一步证实了还原剂电位对生物炭EAC的影响.且生物炭具有氧化还原的可逆性,可逆的EAC与EDC之和近似等于生物炭的电子储存能力.

2019 Vol. 39 (10): 4329-4336 [摘要] ( 191 ) [HTML 1KB] [ PDF 409KB] ( 756 )
4337 周鑫, 罗豪鹏, 王唯, 陈泉源, 周娟
Pd基双金属催化剂对2,4-D的液相催化加氢脱氯

以CeO2为载体,采用浸渍法分别合成了负载型Pd基催化剂(Pd/CeO2,Pd-Fe/CeO2,Pd-Co/CeO2和Pd-Cu/CeO2),并用于水中2,4-二氯苯氧乙酸的催化加氢脱氯.使用等离子体发射光谱仪、扫描电子显微镜和X-射线光电子能谱仪和CO化学吸附对材料进行表征.结果表明,CeO2作为载体可有效分散金属颗粒,双金属间的协同作用改善了其催化性能.其中Pd-Fe双金属催化剂具有相对优异的催化效果,随着Fe负载量的增加,Pd-Fe/CeO2的催化活性先升后降.2,4-二氯苯氧乙酸的催化脱氯以同步脱氯和逐步脱氯2种方式同时进行.

2019 Vol. 39 (10): 4337-4342 [摘要] ( 189 ) [HTML 1KB] [ PDF 708KB] ( 601 )
4343 吴文楠, 高俊敏, 沈茜, 姚力芬, 安立会
生物体微塑料提取方法比选研究

微塑料(<5mm)在淡水、海洋以及陆生生物体内被广泛检出,但由于提取方法不一致,限制了现有数据之间的可比性.本研究比选了4种消解方法对鱼胃等7种组织的消解效率,并通过显微镜检查、重量、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和拉曼光谱综合评估不同提取方法对10种环境微塑料形态、重量和光谱特征的影响.结果显示,消解效率依次为10% KOH > RIPA组织裂解液+蛋白酶K > 蛋白酶K > 30% H2O2.另外,4种消解处理后PA(聚酰胺)颗粒重量均显著增加,H2O2处理后PU(聚氨酯)颗粒颜色略有变化,可生物降解塑料溶于10% KOH,而其他塑料处理前后重量和形态均未变化;4种消解处理前后所有塑料的红外光谱与拉曼光谱均未发生改变.综合以上,推荐以10% KOH为消解液,50℃、180r/min温育振荡6h作为分离提取生物组织微塑料的首选方案.

2019 Vol. 39 (10): 4343-4349 [摘要] ( 283 ) [HTML 1KB] [ PDF 523KB] ( 1324 )
环境微生物
4350 侯芳彬, 王蕊, Salman Ali, 高鑫, 郭胜利
黄土区沟道泥沙微生物群落变化特征及其影响因素

在黄土高原沟壑区,通过16S rRNA基因片段和ITS高通量测序,研究沟道泥沙中细菌和真菌群落在上-中-下游的变化特征.结果表明:与沟头相比,把口站的细菌群落中拟杆菌门(Bacteroidetes)与厚壁菌门(Firmicutes)的相对丰度分别增加6.6%和10.5%,而变形菌门(Proteobacteria)的相对丰度降低15.1%;真菌群落中担子菌门(Basidiomycota)的相对丰度增加7.7%,而子囊菌门(Ascomycota)降低30.2%;泥沙中黏粒含量与细菌丰富度(Chao1指数)和多样性(Shannon指数)之间显著负相关(P<0.05),与真菌的丰富度和多样性无显著相关性;细菌和真菌群落多样性和丰富度的空间差异与SOC、Olsen-P的变化有关(P<0.05).因此,泥沙中颗粒组成物和养分含量可能是影响沟道微生物群落变化的主要因素.

2019 Vol. 39 (10): 4350-4359 [摘要] ( 224 ) [HTML 1KB] [ PDF 461KB] ( 521 )
4360 李启艳, 翁炳霖, 李宗勋, 赵雅曼, 陈顺钰, 侯晓龙, 蔡丽平
稀土矿废弃地植被恢复过程中土壤微生物演变

以福建长汀典型离子型稀土矿堆浸冶炼废弃地作为研究对象,采取"空间代时间"的方法,对堆浸废弃地不同植物恢复年限样地土壤理化性质及微生物进行调查测定,分析植物恢复对稀土矿堆浸废弃地土壤理化特性及微生物的影响.结果表明:在植被恢复第3a和4a土壤理化性质显著高于未治理废弃地,但仍显著低于矿区周边未开采对照(P<0.05).植被恢复年4a以后,长汀稀土矿废弃地土壤理化性质则呈下降趋势,但仍显著高于未治理废弃地(P<0.05).长汀稀土矿堆浸废弃地不同植被恢复年限土壤细菌丰度及多样存在一定差异.随植被恢复年限的增加,土壤细菌多样性及丰度降低,但一些特殊细菌群如γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)、a-变形杆菌纲(Alphaproteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、蓝藻菌门(Cyanobacteria)等在不同植被恢复年限样地中其相对丰度明显增加.具有固氮作用的蓝藻菌门(Cyanobacteria)随着植被恢复年限的增加,其相对丰度降低.广古菌门(Euryarchaeota仅存在于未开采对照样地;土壤寡营养细菌酸杆菌门(Acidobacteria)随植被恢复年限的增加,相对丰度呈增大趋势.土壤中优势菌群广古菌门(Euryarchaeota)、厚壁菌门(Firmicutes)、β-变形菌门(Proteobacteria)、Methanobacterium属、罗尔斯通菌属(Ralstonia)与土壤pH、全磷、全钾、速效磷等呈正相关.土壤pH值、全磷、全钾等是影响广古菌门(Euryarchaeota)、厚壁菌门(Firmicutes)等细菌菌群多样性及相对丰度变化的重要因素.以上结果表明,离子型稀土矿堆浸废弃地植被恢复治理到3~4a时,应采取防治措施对其进行人工抚育管理,否则可能会出现前期恢复后期退化的问题.

2019 Vol. 39 (10): 4360-4368 [摘要] ( 236 ) [HTML 1KB] [ PDF 673KB] ( 743 )
4369 张阳, 王秀杰, 王维奇, 李军
一株Acinetobacter johnsonii的部分反硝化特性及动力学研究

从实验室A2/O小试设备中分离纯化出一株具有高亚硝酸盐氮(NO2--N)积累率的反硝化菌株ZY04,经过16SrDNA鉴定和基因比对后,初步鉴定为Acinetobacter johnsonii.使用Logistic模型可以很理想地拟合菌株ZY04的生长特性曲线,得到生长方程常数a=0.6588,b=24.08,k=0.2413.在维持初始基质中硝酸盐氮(NO3--N)浓度为100mg/L的条件下,改变碳源乙酸钠的浓度,使碳氮比(TOC/TN)为3.5,4.5,5.5,6.5,研究菌株ZY04部分反硝化性能,发现该菌株在不同碳氮比条件下均能够保持95%以上的NO3--N降解率,在碳氮比为3.5和4.5时,17h后NO2--N积累率达到70%以上;在碳氮比为5.5和6.5时,NO2--N积累率在更快的11h后达到85%以上,碳氮比为5.5时达到最高NO2--N积累率91%.使用Aiba,Edwards和Andrews模型对菌株的基质抑制动力学进行拟合,结果表明,3种模型均可以很好的拟合NO3--N和乙酸钠对菌株的单基质抑制动力学,在双基质抑制的9种组合中,有6种模型成功拟合了NO3--N和乙酸钠对菌株的双基质抑制动力学,得到了相关半饱和参数和基质抑制参数,相关系数(R2)可以达到98%.

2019 Vol. 39 (10): 4369-4376 [摘要] ( 222 ) [HTML 1KB] [ PDF 711KB] ( 816 )
4377 王秀杰, 王维奇, 张阳, 孙志涛, 张晶, 梁东博, 侯连刚, 张凯, CHEN Guang-hui, 李军
不同环境条件下Pseudomonas sp.脱氮特性及功能基因表达差异研究

从活性污泥中分离获得一株PCL降解菌,经形态学和16S rDNA鉴定后命名为Pseudomonas sp.JQ-H3.经过脱氮实验验证,该菌能够以PCL为唯一碳源,分别以氨氮或硝酸盐氮为氮源进行异养硝化好氧反硝化.该菌能够在36h内去除93.11%的氨氮(初始氨氮浓度为102.41mg/L),氨氮最大降解速率为5.77mg/(L·h);并且能够在48h内去除93.93%的硝酸盐氮(初始氨氮浓度为99.01mg/L),硝酸盐氮最大降解速率为4.12mg/(L·h).对PCL膜的降解实验结果表明,菌株能够在60d内将初始重量为100mg的PCL薄膜降解94.03%,且胞外脂肪酶活性在30d时达到最大值9.18mU/mL.另外,Q-PCR实验结果表明,弱碱性环境促进了amoAnirS基因的表达;napAcnorBnosZ基因的成功表达,进一步证明了菌株的异养硝化好氧反硝化能力.

2019 Vol. 39 (10): 4377-4386 [摘要] ( 225 ) [HTML 1KB] [ PDF 623KB] ( 910 )
4387 李彦澄, 杨娅男, 刘邓平, 李蕾, 李江
基于好氧甲烷氧化菌的反硝化效能及微生物群落研究

采用气体循环序批式生物膜反应器(gcSBBR),构建反硝化型甲烷好氧氧化(AME-D)系统.考察了进水氮负荷的影响,发现氮负荷为0.075kg/(m3·d)时,硝酸盐氮去除率达到98.93%,其反硝化速率为74.25mg/(L·d),系统的甲烷日平均消耗量为35.91%(初期为50%);扫描电子显微镜(SEM)分析结果显示,系统中的微生物主要以短杆菌(12~18 μm)为主,并存在少量的丝状菌(长150~200μm);16S rRNA高通量测序结果显示,该系统中的甲烷氧化菌为MethylocaldumMethylomonasMethylococcusMethylococcaceae_unclassified,反硝化菌为DenitratisomaHydrogenophagaAzoarcusThiobacillusRhodobacter,其中主要的功能微生物为MethylocaldumDenitratisomaHydrogenophaga,系统对氮的去除是由好氧甲烷氧化菌与反硝化菌协同实现.此外,系统中存在大量以甲醇和甲基胺类物质为生长基质的Methylophilaceae_uncultured(30.4%).

2019 Vol. 39 (10): 4387-4393 [摘要] ( 287 ) [HTML 1KB] [ PDF 621KB] ( 1358 )
环境毒理
4394 郭婧颖, 刘建超, 李帅衡, 杭之昊, 陆光华
双酚AF对大型溞生殖、生长等生态行为的影响

为了明确双酚AF(BPAF)对水生生物行为的影响,考察了BPAF对大型溞的急性毒性和慢性毒性(生殖、生长、发育、生理等)影响.结果显示,BPAF对大型溞的24h和48h半致死浓度(LC50)分别为9.70mg/L和5.02mg/L.根据化学品分类和标签规范,BPAF属于毒性Ⅱ级.BPAF对大型溞生殖、生长、发育和生理的毒性影响结果表明,高浓度BPAF(100 μg/L)导致大型溞性成熟时间明显延迟,并显著降低了大型溞产卵频次、产卵总数等生殖行为,且对大型溞的生长、发育产生显著抑制现象,同时造成种群繁衍能力显著受损.本文旨在为BPAF对水生生物的生态行为影响提供理论依据.

2019 Vol. 39 (10): 4394-4400 [摘要] ( 223 ) [HTML 1KB] [ PDF 614KB] ( 1130 )
4401 伍玲丽, 张晓雪, 舒昆慧, 司友斌
两种粒径纳米银对Nitrosomonas europaea的毒性效应

为明晰不同粒径纳米银(AgNPs)对欧洲亚硝化毛杆菌(Nitrosomonas europaea)的毒性效应,采用室内培养方式,探究10nm和50nm的AgNPs对N.europaea生长、氮转化能力、细胞结构、活性氧生成和功能基因表达的影响.结果表明,AgNPs暴露抑制N.europaea生长,随着暴露时间的延长,细菌生长抑制率增加,在4h达到最大值;培养基中NH4+向NO2-转化速率减缓,N.europaea的铵态氮转化能力降低;扫描电镜(SEM)图像显示AgNPs造成部分细菌表面塌陷且有孔洞,细胞膜受损严重;透射电镜(TEM)图像显示AgNPs造成细菌内部核物质消融,细胞质膜界限模糊;流式细胞仪(FCM)检测发现AgNPs增加细胞内活性氧的生成;qRT-PCR技术对AgNPs暴露后N.europaea功能基因amoA、hao、merA表达进行测定,发现AgNPs抑制N.europaea功能基因的转录表达.综上所述,AgNPs通过与细胞膜相互作用和产生氧化应激损伤N.europaea,抑制amoAmerA的表达,进而影响铵态氮转化过程,且小粒径AgNPs的毒性强于大粒径.

2019 Vol. 39 (10): 4401-4408 [摘要] ( 144 ) [HTML 1KB] [ PDF 1271KB] ( 691 )
生物多样性
4409 席溢, 赵丽丽, 王小利, 曾庆飞, 陈超
石漠化地区野生多花木蓝根瘤资源调查与分析

为充分发挥豆科植物在生态恢复与重建中的作用,调查了贵州省境内石漠化部分地区的野生多花木蓝根瘤资源.结果表明:隶属于干热河谷南亚热带季雨林生态区的野生多花木蓝根瘤菌及内生细菌资源较为丰富;野生多花木蓝的共生结瘤率只达50%左右,根瘤全部着生于寄主的侧根及须根上,大小可达0.5~3.0mm;12株根瘤菌分布在6个属10个种,其中慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)的分布频率最高41.67%,慢生根瘤菌属的B.japonicum和伯克霍尔德菌属Burkholderia bacterium的发生频率最高16.67%;16株根瘤内生细菌分布在4个属11个种,其中芽孢杆菌属(Bacillus)的分布频率最高43.75%,芽孢杆菌属的B.megaterium的发生频率最高31.25%.

2019 Vol. 39 (10): 4409-4415 [摘要] ( 204 ) [HTML 1KB] [ PDF 656KB] ( 550 )
4416 朱晨曦, 刘志刚, 王昌辉, 王大洋, 郭思, 王正宁, 刘博
土壤种子库特征及与地上植被的关系——以福建省三明市杉木人工林为例

以杉阔混交林和杉木人工纯林为研究对象,采用野外调查、取样和室内种子萌发法,研究土壤种子库的物种组成、密度、垂直分布特征及其与地上植被的关系.结果表明:混交林土壤种子库由24科30属的30种植物组成,纯林由20科24属的24种植物组成,种子密度分别为656.94±89.59粒/m2和486.11±77.66粒/m2,物种组成均以草本植物为主.两林分土壤种子库中的种子主要集中于0~2cm和2~5cm土层,占69.0%~75.2%.乔木种子主要分布于凋落物层中,灌木、草本和藤本植物的种子主要分布于0~2cm土壤层中.混交林和纯林土壤种子库与各自地上植被的相似性指数分别为0.40和0.33,整体相似程度较低.总体而言,杉木纯林和杉阔混交林林内种源充足,可满足林下植被更新的需求,混交林林下草本植被的更新潜力大于纯林.杉木种源不是其更新障碍的主要因素,林内较厚的凋落物以及林下较弱的光照可能是主要障碍因素,但尚需进一步研究.

2019 Vol. 39 (10): 4416-4423 [摘要] ( 242 ) [HTML 1KB] [ PDF 506KB] ( 891 )
4424 王崇瑞, 索纹纹, 蒋国民, 李昊旻, 梁志强, 杨鑫, 袁希平, 李鸿, 廖伏初, 葛虹孜, 张辉, 伍远安
东洞庭湖长江江豚及其与鱼类资源相关性

为掌握东洞庭湖长江江豚种群动态分布规律及其与鱼类资源的相关关系,2012年6月~2017年12月,对东洞庭湖进行了54次长江江豚种群调查和8次水声学鱼类资源空间分布调查.调查结果显示:(1)共发现长江江豚1110头次,分布在湘阴-洞庭大桥之间长约65km的区域内;(2)100% MCP)、95% MCP、75% MCP和50% MCP下,长江江豚栖息地面积依次为161.3、114.26、76.95和64.31km2,占保护区总面积百分比依次为24.18%、17.13%、11.54%和9.63%;(3)不同水位条件下,长江江豚观测群次和头次差异显著,枯水期可观测到群次和头次最高,分别为(13.92±4.64)群次/次和(31.92±7.17)头次/次,丰水期观测群次和头次最低,分别为(5.17±1.64)群次/次和(17.25±7.46)头次/次;(4)水声学调查结果显示,2013年3月东洞庭湖鱼类资源平均密度最高为57.21尾/1000m3,东洞庭湖鱼类密度与水位呈弱负相关关系,相关系数r=-0.601(P>0.05);(5)GIS模型分析结果显示,东洞庭湖鱼类资源低水位时期(枯水期和退水期后期),集中分布于扁山至鲶鱼口区域,高水位时期,东洞庭湖鱼类资源分布较为分散;(6)方差分析结果显示,东洞庭湖低水位期鱼类资源水平密度分布不均,扁山至煤炭湾区域鱼类资源水平空间平均密度最高,与其它区域有显著性差异(P<0.05),高水位时期鱼类分布较为均匀,方差分析显示,除煤炭湾至鹿角区域与城陵矶至洞庭大桥区域和扁山至煤炭湾区域分别有显著差异之外(P<0.05),其他水域之间无显著性差异(P>0.05);(7)Pearson相关性分析显示长江江豚头次与对应的鱼类密度呈显著正相关,R2=0.86,P<0.01,长江江豚可能具有随鱼群迁徙的行为特征.

2019 Vol. 39 (10): 4424-4434 [摘要] ( 239 ) [HTML 1KB] [ PDF 1950KB] ( 850 )
4435 孙旭, 侯文久, 李晓钰, 赵菲, 陈庆, 于洪贤, 柴方营, 于婷, 鞠永富
黑龙江省穆棱河流域鱼类物种多样性研究

2015年5月、7月及10月对穆棱河流域的鱼类种类和分布进行了野外调查,设置鱼类采样点28个.确定穆棱河水域共有鱼类46种,隶属于5目11科,其中鲤形目,有31种,占鱼类总种数的68.89%;其次是鲑形目,含有5种;鲶形目和鲈形目均含4种;而七鳃鳗目仅含一种.穆棱河流域的全年平均综合污染指数、鱼类物种多样性指数Shannon-Wiener、Pielou均匀度指数及Margalef丰富度指数分别为I=1.10、H'=1.97、J'=0.36、D=1.16.穆棱河水质全年整体呈现中污或重污.典范对应分析结果表明,三个季节影响鱼类物种的水环境因子各不相同,春季pH值、CODMn、DO、Fe3+、TN、ORP;夏季Fe3+、ORP、TN、pH值、TD;秋季WT、NO2--N、COND、NO3--N.

2019 Vol. 39 (10): 4435-4443 [摘要] ( 305 ) [HTML 1KB] [ PDF 670KB] ( 1055 )
环境影响评价与管理
4444 王勇, 王颖
中国实现碳减排双控目标的可行性及最优路径——能源结构优化的视角

基于能源结构优化视角对中国实现碳强度和碳峰值"双控"目标的可行性及最优路径进行分析.首先构建马尔科夫链和多目标优化模型,分别从自然演进、政策约束和成本约束角度预测能源消费结构;其次,将3种能源消费结构情景与3种经济发展情景结合,共得到9种综合情景下碳强度和碳峰值预测结果,判定各情景实现"双控"目标的可行性;最后,采用多属性决策模型分析"双控"目标的最优路径.结果表明,9种情景下,中国均可实现2020年和2030年的碳强度目标;然而,并非所有情景都能实现2030年碳排放达峰目标,经济发展速度与实现碳排放达峰目标的难易程度成反比.经济中速发展及减排政策约束下的能源结构调整情景是实现"双控"目标的最优路径,减排政策是"双控"目标顺利实现的关键所在.

2019 Vol. 39 (10): 4444-4455 [摘要] ( 274 ) [HTML 1KB] [ PDF 674KB] ( 1670 )
4456 郭晓东, 郝晨, 王蓓
空间视角下湖北省环境绩效评估及影响因素分析

以湖北省为例,基于压力-状态-响应(PSR)模型构建环境绩效评估指标体系,运用空间自相关和标准差椭圆对湖北省各地区绩效指数空间特征及影响因素进行探讨,结果显示:湖北省各地区环境绩效指数(EPI)均高于60,但普遍处于中等水平,良好及优秀所占比例低.EPI较高的地区主要位于湖北省西部和中部,压力和状态指数从西至东递减,响应指数则呈现东部高于西部高于中部的态势.状态指标绩效指数在空间上显著正相关,即环境质量状况较好(或较差)的地区在空间上集聚.EPI及二级指标绩效指数均以西北-东南为布局方向,且EPI椭圆重心较于基准重心偏向于西南方向.各地区环境指数除受到资源禀赋的影响外,还与城镇化率和人口密度显著相关.

2019 Vol. 39 (10): 4456-4463 [摘要] ( 217 ) [HTML 1KB] [ PDF 1028KB] ( 719 )
4464 韩家彬, 石宁, 韩梦莹
环境承载力对我国重化工行业跨区转移的影响研究

基于2004~2016年我国30个省份的面板数据,对环境承载力与重化工行业跨区转移之间的关系进行了经验分析.结果表明:(1)各省份间环境承载力水平的差异已成为推动重化工行业转移的重要因素,环境承载力下降可促进重工化行业跨区转移;(2)不同地区环境承载力对重化工行业跨区转移具有异质性影响,其中东部地区显著程度最高,中部第二,西部地区影响程度最低;(3)不同行业环境承载力对重化工行业跨区转移具有异质性影响,除煤炭开采和洗选业呈正向影响外,其余7个行业环境承载力对重化工行业跨区转移均呈负向影响.

2019 Vol. 39 (10): 4464-4472 [摘要] ( 209 ) [HTML 1KB] [ PDF 471KB] ( 675 )
4473 万伦来, 李康玮, 娜仁, 杨峻
淮北市煤炭开采对生态系统服务胁迫阈值研究

为揭示煤炭资源型城市煤炭开采对生态系统服务胁迫作用的阈值效应,在构建煤炭开采对生态系统服务胁迫阈值模型的基础上,从土地破坏、地下水资源破坏、大气污染3个维度分析估算了淮北市煤炭开采对生态系统服务的胁迫阈值,并探究了1990~2016年该地区煤炭开采对生态系统服务胁迫作用时序变化规律.结果表明:淮北市煤炭开采对生态系统服务的胁迫作用存在显著的阈值效应,其中,土地破坏、地下水资源破坏、大气污染3大胁迫因子的胁迫阈值分别为1803.19hm2、33253.23×104t和888.81×108m3.1990~2016年淮北市煤炭开采对生态系统服务胁迫作用呈现显著的阶段性特征,其中,1990~2009年该地区煤炭开采所造成的土地破坏、地下水资源破坏、大气污染均未超过阈值范围,生态系统服务运行状况良好;但是在2010年之后,由于该地区煤炭开采造成的地下水资源破坏超出阈值范围,从而导致该地区生态系统服务出现恶化趋势,不过2015年以来恶化趋势有所减缓.因此,该地区必须加快绿色矿区建设,加大生态环境治理力度,着力防范煤炭开采对生态系统服务的胁迫作用超出阈值范围,以保障经济增长与生态环境统筹协调可持续发展.

2019 Vol. 39 (10): 4473-4480 [摘要] ( 182 ) [HTML 1KB] [ PDF 505KB] ( 503 )
中国环境科学
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