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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2020年 40卷 3期
刊出日期 2020-03-20

环境毒理
大气污染与控制
水污染与控制
固体废物
土壤污染与控制
环境生态
环境影响评价与管理
大气污染与控制
929 高戈, 李海萍, 魏冰, 王娜萍
珠江三角洲干线公路夏季臭氧污染特征

基于国家干线公路交通量信息,运用GIS的路网线性参考系统,计算珠三角地区夏季NOx和VOCs排放量,使用最大增量反应活性(MIR)和经验公式,分别估算VOCs和NOx的O3生成及其强度的空间分布特征.结果表明,夏季VOCs的排放量占比总体上与各类型车辆数占比一致,而汽油车的NOx排放量占比与车辆数差异较大;VOCs排放的分布与NOx基本相似,广州市是NOx和VOCs排放量最高的城市,珠海、中山和江门3个城市的排放量较小;NOx的O3生成总量与生成能力成反比,所有车型中烯烃和芳香烃对O3生成贡献率都是最大的,而排放量较大的烷烃生成O3量最低;路网密度大的广州市、深圳市,汽车排放的NOx和VOCs量相对较高,其产生的O3浓度也较高,对于路网密度较小的城市(如珠海市),其O3污染主要以交通干线为中心,向外扩散,O3生成量较小.

2020 Vol. 40 (3): 929-937 [摘要] ( 299 ) [HTML 1KB] [ PDF 1634KB] ( 1177 )
938 刘佳媛, 高健, 张岳翀, 马彤
北京APEC期间不同颗粒物源解析方法的结果比较

2014年10月8日~11月25日,在北京城市点位采用颗粒物多组分在线监测技术与单颗粒气溶胶质谱(SPAMS)两种方法测定颗粒物化学组分.基于颗粒物在线多组分监测技术得到的受体数据,采用ME2模型进行解析(OC-ME2);基于SPAMS的观测数据,采用ART-2a和ME2两种方法进行来源解析.SPAMS-ART2a方法解析得到6种颗粒物污染源,而SPAMS-ME2和OC-ME2均确定了5种来源.每种方法都识别出了扬尘源、机动车尾气、燃煤源、工艺过程源和二次源.结果表明:3种方法的解析结果均显示机动车尾气(25.43%~28.84%)和二次源(22.55%~33.50%)是颗粒物的主要来源,其次是燃煤源(20.16%~21.21%)和工艺过程源(12.01%~15.17%);不同方法解析出的同种源在对颗粒物(PM)的分担率与贡献时间变化上存在较大的差异,这可能与采样方法、化学分析方法和数据分析方法等有关.对APEC会议期间主要污染源类特征进行研究,3种方法解析结果中的首要污染源均是机动车尾气(29.17%~44.18%),其贡献均高于非会议期间(23.59%~28.79%),表明在此期间机动车尾气对颗粒物的产生具有重要影响.

2020 Vol. 40 (3): 938-947 [摘要] ( 327 ) [HTML 1KB] [ PDF 848KB] ( 1259 )
948 秦孝良, 侯鲁健, 高健, 司书春
基于移动传感器的城市道路颗粒物污染特征

为实时分析城市道路环境中PM污染的变化特征,以出租车作为PM传感器的载体,对济南市道路环境进行了3个月的监测,并结合监测站的监测数据,对道路环境中PM的污染特征进行了分析.以核密度估计的方法提取了道路环境的PM“基线”,并量化了道路环境的排放贡献.结果表明,济南市PM污染严重的路段并不是位于交通较为密集的市区,而是集中在道路较为稀疏的郊区.将济南市路网系统划分为1021段道路,其中65%的路段PM2.5浓度集中在43~46μg/m3,PM10浓度在55~70μg/m3.相对于城市环境(监测站),早晚高峰尤其早高峰对于道路环境(传感器)的影响更为显著.通过提取的PM“基线”和传感器的小时均值,将传感器的测量信号分为背景浓度信号和排放浓度信号.研究期间,PM2.5区域污染和排放占比分别为78.6%和21.4%,对于PM10而言,区域污染和排放占比分别为71.9%和28.1%.

2020 Vol. 40 (3): 948-955 [摘要] ( 307 ) [HTML 1KB] [ PDF 2444KB] ( 1207 )
956 马超, 巨天珍, 温飞, 王勤花, 李逢帅, 张永佳, 张国强
基于甘肃省卫星遥感的对流层NO2时空变化

基于OMI卫星遥感反演的NO2柱浓度数据,分析了近11a甘肃省对流层NO2柱浓度的时空变化及相关影响因素,同时利用HYSPLIT模型探究了大气污染物的来源.结果表明:从空间上,NO2柱浓度呈现出由甘肃东北区向西南区递减趋势,最高值主要分布于庆阳市全境和平凉市少部分地区.从2008~2014年NO2柱浓度值不断增长至最高值,高值区逐步扩大;2015~2018年NO2柱浓度值波动变化,呈现出向周围区域递减的趋势,高值区范围缩小;从时间上,2008~2018年对流层NO2柱浓度整体呈上升趋势,对流层NO2柱浓度四季均值分布为:夏季>春季>秋季>冬季;NO2柱浓度每年在6~8月达峰值,9月后开始下降,年内谷值出现在12月份~次年2月份;对研究区NO2柱浓度的贡献最大的是自然要素.高温、降水有利于土壤排放NO2,植被覆盖率对NO2起到一定的消减作用.利用HYSPLIT得出2009~2018年每年7月庆阳市NO2的外部输送路径,其中主要路径以陕西地区为主.

2020 Vol. 40 (3): 956-966 [摘要] ( 474 ) [HTML 1KB] [ PDF 3188KB] ( 1152 )
967 李豪, 陈庆彩, 孙浩堯
西安市PM2.5中环境持久性自由基污染特征

环境持久性自由基(EPFRs)是相对传统短寿命自由基提出的一种半衰期较长的新型环境风险物质,可将O2分子转化为活性氧物质,从而危害人体健康.为研究2018年西安市大气PM2.5中EPFRs的种类、浓度及其来源,本文利用电子顺磁共振波谱方法对2018全年的大气PM2.5样品进行EPFRs分析.结果表明:2018年西安市PM2.5中EPFRs年平均大气浓度为2.16×1014spins/m3,范围为6.27×1012~1.07×1015spins/m3,呈现冬季>秋季>夏季>春季的季节变化特征.按照EPFRs年平均浓度计算出西安市民每人每天吸入体内EPFRs的量相当于7支香烟,而在冬季雾霾天气高达35支香烟.西安市PM2.5中EPFRs的年平均g因子为(2.0034±0.0002),说明其可能主要是以碳为中心的自由基.相关性结果发现EPFRs与SO2和NO2显著相关,说明煤炭燃烧源和交通源可能是西安市PM2.5中EPFRs的重要来源.

2020 Vol. 40 (3): 967-974 [摘要] ( 259 ) [HTML 1KB] [ PDF 845KB] ( 1935 )
975 韦芬芬, 林惠娟, 曹舒娅, 沈沛丰, 惠品宏
苏南地区CO2本底浓度及源汇特征

基于2015~2018年苏州张家港站CO2在线观测数据,采用时序检查、选取稳定性数据、异常值剔除等质量控制方法获得可靠数据,并通过平均移动过滤(MAF)本底筛分法获得本底数据,讨论苏南地区CO2变化特征.结果发现:CO2本底浓度日变化为单峰结构,谷值和峰值分别出现在下午15:00和凌晨5:00前后;季节变化为双峰结构,峰值分别出现在12月和4月;日、季节变化的分布特征均与陆地生态系统、气象条件和人类活动有关.此外,2015~2018年CO2浓度呈逐年上升趋势,抬升浓度占比逐年增加,吸收浓度占比波动较小,表明人类活动对CO2浓度的影响正在逐年增加;而陆地生态系统对CO2吸收汇的作用则相对稳定.源汇分析显示,CO2抬升浓度随季节小幅波动;吸收浓度则夏半年较低,冬半年较高;抬升浓度日变化为单峰结构,谷值和峰值分别出现在15:00和8:00前后,早晨正值上班高峰,机动车排放可能为早晨峰值的主要因素;吸收浓度日间低、夜间高,这主要与植物光合作用及对流输送有关.分析CO2浓度与风的关系发现,所有季节静风情况下,CO2浓度偏高均最为明显,大部分方向CO2浓度高低与风速大小有明显的负相关,其中S~WNW方向偏高最为明显,这可能是因为SW~NW方向主要为内陆城市群,且测站周边建筑区主要位于W~N方向,弱风有利于本地排放累积的结果.此外,WNW方向风速较大时浓度仍偏高明显,可能与测站W~N方向为建筑区及内陆城市群有关;而测站偏东方向主要为农田和林区,受人类活动影响较小,且海上气流较为洁净,故偏东风较弱时浓度也不高;说明了CO2浓度除了与风速大小有关外,与周边下垫面类型及较远距离环境特征(城市群或海洋)也有一定的关系.

2020 Vol. 40 (3): 975-982 [摘要] ( 387 ) [HTML 1KB] [ PDF 869KB] ( 1360 )
983 张瑞旭, 刘焕武, 邓顺熙, 芮守娟, 王伟军
宝鸡市秋冬季大气VOCs浓度特征及其O3和SOA生成潜势

2017年10月、12月在宝鸡市城区开展了共29d的挥发性有机物(VOCs)浓度在线监测,共测出102种VOCs,分别采用最大增量反应活性(MIR)系数法和气溶胶生成系数(FAC)法估算了宝鸡市各VOCs组分的臭氧生成潜势(OFPs)和二次有机气溶胶生成潜势(SOAFPs),筛选出生成O3与SOA活性最大的VOCs成分.结果表明:宝鸡市秋季和冬季TVOC的浓度分别为(68.62±21.85)×10-9和(42.44±16.62)×10-9,总OFPs分别为185.49×10-9和126.00×10-9,总SOAFPs分别为3.26,0.65μg/m3.秋季VOCs中含量最多的2种组分为烷烃(21.83×10-9)和芳香烃(13.37×10-9),分别占TVOC的31.82%和19.49%,乙烯、反-2-戊烯和甲苯是OFPs最大的3个成分,甲苯、间/对二甲苯和乙苯是SOAFPs最大的3个成分.而在冬季,烷烃(17.34×10-9)和炔烃(8.81×10-9)是VOCs中含量最多的2种组分,分别占TVOC的40.85%和20.75%,乙烯、丙烯、乙炔是OFPs最大的3个成分,甲苯、间/对二甲苯、乙苯是SOAFPs最大的3个成分.优先减少烯烃和芳香烃的排放是宝鸡市秋冬季抑制O3和SOA的形成的有效途径.

2020 Vol. 40 (3): 983-996 [摘要] ( 305 ) [HTML 1KB] [ PDF 1637KB] ( 1733 )
997 李一蜚, 秦凯, 李丁, 樊文智, 何秦
基于梯度提升回归树算法的地面臭氧浓度估算

将机器学习中的梯度提升回归树(GBRT)算法应用到中国地区地面O3浓度制图中,利用地面O3浓度观测数据,结合WRF气象数据、MODIS植被归一化指数以及高程人口数据建立训练预测数据集.通过反向变量选择法选取模型最佳特征变量对其进行训练,十折交叉验证结果:决定系数R2=0.89、均方根误差RMSE=4.75μg/m3.同时对全国O3人口暴露水平进行评估.结果表明:在暴露强度上,我国人口加权O3浓度值排在前5的省依次是山东、河南、江苏、河北、上海,均值浓度为94.48μg/m3.在暴露持续时间上,非达标天数最多的5个省依次是河南、山东、河北、宁夏、北京,一年内有42%的天数处于非达标的状态.

2020 Vol. 40 (3): 997-1007 [摘要] ( 437 ) [HTML 1KB] [ PDF 5069KB] ( 1828 )
1008 张智察, 倪长健, 邓也, 张莹, 杨寅山
免疫进化算法反演均匀混合气溶胶吸湿增长因子

通过对大气消光系数进行组分分解,并借助米散射理论,构建了以均匀混合气溶胶吸湿增长因子为唯一变量的目标函数.进一步利用免疫进化算法优化该目标函数,提出了一种针对均匀混合气溶胶吸湿增长因子的反演算法.基于成都市2017年10~12月浊度计,黑碳仪和GRIMM180环境颗粒物监测仪的地面逐时观测资料以及该时段同时次的环境气象监测数据(大气能见度,相对湿度RH和NO2质量浓度),评估了算法的性能及其适用性.结果表明:对所有测试样本而言,反演均匀混合气溶胶吸湿增长因子的免疫进化算法均能快速收敛到全局最优解.建立了成都地区秋冬季均匀混合气溶胶吸湿增长模型,该模型显著提升了环境条件下气溶胶散射系数的模拟精度,其模拟值与实测值之间的平均相对误差仅为12.7%.该反演算法的普适性可为气溶胶吸湿性及其辐射强迫效应的后续研究提供算法保障.

2020 Vol. 40 (3): 1008-1015 [摘要] ( 311 ) [HTML 1KB] [ PDF 723KB] ( 1362 )
1016 胡志远, 付佳铭, 韩维维, 全轶枫
怠速起停对汽油车油耗及颗粒数量排放的影响

以一辆配置怠速起停系统的国V缸内直喷汽油车为研究对象,使用底盘测功机试验系统、全流稀释采样系统和固态颗粒计数系统,试验研究怠速起停对缸内直喷汽油车油耗与颗粒数量排放的影响,并分析起动温度、试验循环等因素的影响.结果表明,NEDC循环车辆冷机起动时,车辆怠速起停系统开启的百公里油耗降低了5.1%,颗粒数量排放升高了16.7%;车辆热机起动,怠速起停开启产生的百公里油耗降幅增大到7.3%,颗粒数量排放升幅减小至9.3%;WLTC循环热机起动,车辆怠速起停系统开启的百公里油耗降幅减少到1.7%,颗粒数量排放升幅减少到6.2%.怠速起停有利于降低汽车的百公里油耗,但不利于缸内直喷汽油车颗粒数量排放的控制.

2020 Vol. 40 (3): 1016-1022 [摘要] ( 328 ) [HTML 1KB] [ PDF 403KB] ( 1377 )
1023 靳孟洁, 张轶舜, 赵金帅, 何瑞东, 张瑞芹, 燕启社
郑州市氧化铝工业炉窑污染物及源谱特征

采用稀释通道采样法对郑州市一家拜耳法氧化铝企业及一家α-氧化铝企业的PM2.5、PM10样品进行采集,利用烟气分析仪检测SO2和NOx气体的质量浓度.对颗粒物样品中的38种化学组分进行分析,构建相应的源成分谱,运用分歧系数(CD)和组分差异权重分布函数R/U对其特征进行对比研究.结果表明:α-氧化铝源谱中以Cl-为主(质量分数18.29%~25.21%),拜耳法氧化铝源谱中以OC和NO3-为主(质量分数9.01%~41.87%).源谱间的分歧系数(CD)显示,同一种生产工艺两种粒径间的源谱比较相似,相同粒径的两种生产工艺之间的源谱差异较大.R/U值对比结果显示,EC、Ca、F-和Cl- 4种元素可作为区分两种氧化铝生产工艺的标识组分.

2020 Vol. 40 (3): 1023-1029 [摘要] ( 291 ) [HTML 1KB] [ PDF 524KB] ( 1069 )
1030 沈恒, 余婉璇, 贾洪伟, 亢燕铭
星形线电除尘器内EHD流动与粒子行为数值模拟

为了研究星形线电除尘器内电流体动力学(EHD)流动与荷电粒子运动行为及两者间相互作用,构建了线板式电除尘器(ESP)内关于EHD和带电粒子运动学的耦合数值模型.该模型采用有限体积法离散求解电场方程和空间电荷方程,在拉格朗日法下建立带电粒子运动方程,并与FLUENT湍流模型进行耦合.利用这一模型,对3种电场风速下星形线电除尘器内流动形态与粒子运动行为进行了细致模拟,并分析了二次流动对气流、粒子浓度分布的影响.结果表明,星形线电除尘通道内二次流动对流动形态和粒子浓度分布存在显著作用.随电场风速的降低,这一作用将越明显.EHD流动对细小荷电粒子运动的影响更为显著.二次流动产生涡旋并作用于主流来影响粒子运动行为.收尘板面的涡旋挤压粒子流远离壁面向流动中心运动,放电极下游的涡旋则促进粒子流向收尘板壁面靠近.此外,由于捕集通道中强二次流的存在,Deutsch计算式对除尘效率、特别是对于亚微米粒子捕集效率的计算并不准确.

2020 Vol. 40 (3): 1030-1037 [摘要] ( 251 ) [HTML 1KB] [ PDF 1766KB] ( 1129 )
1038 赵辉, 郑有飞, 李硕, 袁月, 黄积庆, 刘俊, 曹嘉晨
基于微气象学方法的麦田CO2和O3通量的观测与模拟

利用涡度相关技术对长江三角洲地区冬小麦麦田白天时段CO2和O3通量进行连续观测,分析其变化特征.引入并参数化Jarvis乘法模型,预测冬小麦冠层尺度CO2和O3通量.结果表明:整个观测期间,麦田CO2浓度和通量的范围分别为372.3~487.1μL/L和-0.4~-40.3μmol/(m2·s),均值分别为402.6μL/L和-13.4μmol/(m2·s).O3浓度和通量的范围分别为4.6~116.6nL/L和-0.2~-20.7nmol/(m2·s),均值分别为50.9nL/L和-6.8nmol/(m2·s).CO2和O3通量最高值出现在冬小麦的孕穗期和开花期,该时期冬小麦光合能力最强,对CO2与O3的吸收最大.冬小麦CO2和O3通量总体上呈相似的日变化模式,上午CO2通量明显高于下午,上午O3通量却低于下午.温度、水汽压差、光合有效辐射、物候期等环境因子驱动下的冬小麦冠层通量与叶片气孔导度具有相似的限制机制,利用修订后的Jarvis乘法模型模拟了CO2和O3通量,并与实测值进行对比验证,表明修订后的模型分别解释了CO2和O3通量62%和60%的变异性,适用于本地冬小麦CO2和O3通量的模拟.

2020 Vol. 40 (3): 1038-1048 [摘要] ( 337 ) [HTML 1KB] [ PDF 735KB] ( 1000 )
水污染与控制
1049 孙航宇, 杨紫怡, 李潇男, 刘广青, 王雯
ADM1模型对生物强化厌氧产甲烷体系的模拟

利用厌氧消化1号模型(ADM1)对高氨氮条件下生物强化促进厌氧消化产甲烷体系进行模拟,对原始ADM1参数进行修正,进而对修正模型进行验证.基于生物强化对厌氧消化产甲烷过程影响的实验数据,结合敏感度分析及参数意义,提出3种假设,选择乙酸半饱和系数(ksac)、最大比乙酸降解速率系数(kmac)和氨氮抑制参数(KINH3Xac)对原始ADM1进行修正.模拟结果表明,3种修正模型均可对生物强化过程进行较准确的描述,其中,修正kmac后的模型(ADM1_kmac)对甲烷产量和挥发性脂肪酸的拟合优度最高(R2 > 0.87),说明在此过程中对kmac的修正更有意义.模型验证表明,修正后的ADM1_kmac模型可对生物强化技术强化厌氧消化产甲烷过程进行描述、分析及预测.

2020 Vol. 40 (3): 1049-1058 [摘要] ( 426 ) [HTML 1KB] [ PDF 741KB] ( 2660 )
1059 王帆, 李军, 艾胜书, 朱遂一, 聂泽兵, 闫艺明, 边德军
三级AO耦合工艺低温污水处理脱氮机理

采用分段进水三级AO耦合流离生化工艺处理低温废水,在温度为(10±1)℃条件下,控制HRT为8h,进水流量分配比为3:2:1,污泥回流比为50%,考察耦合工艺对低温污水中污染物的去除效果、反应器内污染物变化规律、各级氮去除规律及系统硝化反硝化性能.研究表明:耦合工艺COD及NH4+-N去除效率均超过90%,TN及TP去除效率达到80%,反应器内生物膜污泥浓度在400~800mg/L之间,系统各级NH4+-N去除率均超过80%,缺氧反硝化脱氮率及好氧同步硝化反硝化脱氮率分别为50.15%和26.05%.受底物浓度及功能菌群数量影响,系统第二级比硝化速率及比反硝化速率均最高.

2020 Vol. 40 (3): 1059-1067 [摘要] ( 363 ) [HTML 1KB] [ PDF 524KB] ( 1870 )
1068 田夏迪, 张树军, 杨岸明, 王聪, 吴从从, 陈沉, 王佳伟, 孟春霖
城市污水厂部分反硝化滤池启动及运行

采用生物滤池探究部分反硝化(NO3--N还原到NO2--N)工艺应用于城市污水厂深度脱氮的可行性.以实际二级出水为进水,考察滤速、碳氮比(C/N)等影响因素对滤池快速启动及稳定运行的影响,分析了滤池沿程水质变化和系统微生物群落结构.结果表明,控制高滤速和低C/N,3d可实现部分反硝化滤池的快速启动,滤池120d平均亚硝态氮累积率(NTR)为60.3%,最高可达82.1%,成功构建了连续流生物膜部分反硝化工艺.高滤速条件有助提高滤池的NO2--N积累率,C/N对NO2--N积累率的影响较小,C/N为2~4,部分反硝化滤池的NTR维持在62.0%.沿程数据表明底部40cm的滤料层是部分反硝化滤池NO3--N去除和NO2--N累积的主要反应区域.由于采用实际水厂二级出水进行研究,扫描电镜和高通量测序结果表明存在多种具有反硝化功能的微生物,系统的微生物多样性较高.

2020 Vol. 40 (3): 1068-1074 [摘要] ( 413 ) [HTML 1KB] [ PDF 1121KB] ( 1318 )
1075 刘亚妮, 朱宏伟, 黄荣新, 郭志鹏, 魏东洋, 周雯
曝气生态滤池中微生物群落组成及物种多样性

为研究曝气生态滤池滤料表面物种多样性及其净水机理,通过高通量测序和生物信息分析对曝气生态滤池(EAF)中2种填料的不同DO区域微生物丰度和多样性进行研究和分析.结果表明,在EAF运行过程中,变形菌门所占比例均在71%以上,具有绝对优势,优势菌群的大量增殖使装置具有较高的TN去除率(67%),其中好氧区海绵铁表面样本优势菌群比例最高,达到77.49%,表明海绵铁在曝气条件下更适合优势菌群变形菌门的繁殖;Alpha多样性分析发现EAF内填料表面生物膜中微生物菌落丰度均高于空白样,表明EAF较自然环境更适合微生物生长;Beta多样性分析发现装置由于曝气使优势菌群变形菌门在填料表面大量繁殖,限制了其他菌种繁殖,虽然生物多样性略有降低,但随着优势菌群大量增殖从而提升了对TN的去除能力.

2020 Vol. 40 (3): 1075-1080 [摘要] ( 311 ) [HTML 1KB] [ PDF 439KB] ( 1723 )
1081 方德新, 吉芳英, 许晓毅, 熊京忠
高原高寒污水处理系统的微生物群落特征

为研究高原高寒污水处理系统活性污泥的微生物群落结构及多样性,以拉萨、云南、四川的3座高原污水厂作为实验组,同时以重庆2座非高原污水厂作为对照,采用PCR-DGGE技术对比分析了高原与非高原污水厂的微生物特性.研究表明:高原污水厂样品与非高原样品在聚类中展现出了较为疏远的关系,微生物群落区别明显.受强紫外线辐照的抑制,高原高寒污水处理系统微生物多样性的平均水平显著低于非高原污水厂,较低的微生物多样性是导致高原高寒地区污染物去除效果不佳的一项重要原因.群落构成方面,共鉴定出16个优势菌属,对应Proteobacteria、Bacteroidetes、Firmicutes、Verrucomicrobia 4个门.组间差异分析结果发现,高原组中丰度显著偏高的菌属只有Prosthecobacter,该菌在污水厂内分布广泛,且能够适应高原低温的条件.对于大多数活性污泥微生物而言,高原强紫外线是不利的生存条件.因此,减少高原露天污水处理系统的紫外辐照,是提升污水处理效能的一个潜在措施.

2020 Vol. 40 (3): 1081-1088 [摘要] ( 317 ) [HTML 1KB] [ PDF 1749KB] ( 2289 )
1089 刘清华, 朱奕静, 曹丽娟, 王俊杰, 王亚宜
膜生物反应器PVDF膜和尼龙膜污染特性

分别采用PVDF膜(第1~219d)和尼龙(Nylon)膜(第220~360d)长期运行膜生物反应器(MBR),分析MBR系统的脱氮性能和膜污染特性.结果表明,反应器最终在进水NH4+-N和NO2--N浓度分别为400~740mg/L和460~790mg/L的条件下稳定运行112d,总氮去除率(TNRE)维持在86%左右,总氮去除负荷(NRR)为0.61~1.08kg N/(m3·d).经过263d的运行,反应器中混合液悬浮固体浓度(MLSS)从4918mg/L增至7230mg/L,混合液挥发性悬浮固体浓度(MLVSS)从2585mg/L增加至4455mg/L,比厌氧氨氧化活性(SAA)最高达0.46g N/(d·gVSS).无论是PVDF膜还是尼龙膜,Anammox-MBR系统在一个膜污染周期结束时,都是泥饼层阻力占主导,但二者的膜污染机制不同.与相同水力停留时间(HRT)下运行的PVDF膜相比,尼龙膜的膜污染发展速度显著减小.结合脱氮性能和膜污染情况,本实验条件下,MBR系统优先采用尼龙膜在HRT=1.5d运行.

2020 Vol. 40 (3): 1089-1096 [摘要] ( 278 ) [HTML 1KB] [ PDF 892KB] ( 2131 )
1097 张晨, 殷久龙, 唐海, 黄荣璐, 张泽, 李南文
SPSF共混Tröger’s base超滤膜制备及抗污染性能

以Tröger base (TB)和磺化度为20%的磺化聚砜(SPSF)为共混材料,N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)为溶剂,乙二醇单甲醚(EGM)为致孔剂,去离子水为凝固浴,采用非溶剂致相分离法(NIPS)制备了一种新型的SPSF/TB共混超滤膜,考察了共混比对膜结构、水接触角、孔隙率、水通量、BSA截留率和抗污染性能的影响.结果表明,共混之后原有的中性胺及磺酸反应生成了相应的铵盐及磺酸根,表面接触角得以降低,亲水性增强,水通量增加,显著改善了膜的抗污染能力;此外,SPSF/TB膜结构上变成了梯度海绵孔结构,特别是较大共混比时因有机高分子盐的形成,聚合物交联呈现了独特的网状结构.与纯TB膜相比,SPSF/TB3~15膜水通量JWC达到274.92~343.21L/(m2·h)(操作压力为0.1MPa),通量恢复率值(FRR)达到61.11%~67.45%,分别提升了42.88%~78.37%和67.4%~84.8%.在最优条件下,SPSF/TB5对废水中的乳化油截留率可达到98.52%以上,循环3次后水通量和FRR分别趋于199.1L/(m2·h)和61.6%.

2020 Vol. 40 (3): 1097-1105 [摘要] ( 300 ) [HTML 1KB] [ PDF 1873KB] ( 1578 )
1106 庄荣玉, 王磊刚, 李美燕, 任雨婷, 潜丽珍, 高华生, 刘军, 赵洋甬, 陈健, 朱红青
异养菌与新型填料成膜性及BTF处理屠宰H2S废气

以新型填料上生物膜的微生物种群结构为研究对象,将异养脱硫细菌蜡状芽孢杆菌ZJNB-B3接种到含活性污泥和LEVAPOR新型填料的小试曝气液体反应器,研究此菌在活性污泥及在填料生物膜中的微生物多样性.在属分类水平上的物种分析结果表明,芽孢杆菌属在接种后的填料中相对丰度较高,而在活性污泥样品中相对丰度较低,其在培养了第10d的填料样品中已经达到最大相对丰度.因此该菌与新型填料的亲和性和成膜性较好.将该菌与新型填料应用于生物滴滤塔(BTF)处理屠宰污水站排放的H2S恶臭废气,风量处理能力为2000m3/h.结果表明,经该菌强化的BTF完成启动的时间比使用普通活性污泥接种的BTF缩短7d.强化的BTF在30d的稳定期试验中,当H2S进气浓度为4.92~9.54mg/m3时,对H2S去除率为98%~99%.当进气H2S在1.0~10mg/m3范围波动时,空床停留时间(EBRT)为10,21,30s时,去除率分别为94%、98%、99%以上,且受进气H2S浓度波动的影响不大.当进口负荷为0.60~1.14g/(m3·h)时,H2S去除率稳定在98%以上,H2S气体排放量低于恶臭污染物排放国家标准.

2020 Vol. 40 (3): 1106-1115 [摘要] ( 325 ) [HTML 1KB] [ PDF 1108KB] ( 1160 )
1116 张志伟, 徐斌, 张毅敏, 杨飞, 张书陵
GO/(CeO2-TiO2)改性复合膜紫外光催化去除氨氮、DOC

以二氧化铈-二氧化钛(CeO2-TiO2)、氧化石墨烯-二氧化铈(GO-CeO2)、氧化石墨烯-二氧化钛(GO-TiO2)和氧化石墨烯/二氧化钛-二氧化铈[GO/(CeO2-TiO2)]为改性物质,借助真空过滤法对聚偏氟乙烯(PVDF)微滤膜进行改性制备复合膜,利用X射线粉末衍射仪、紫外可见漫反射、扫描电子显微镜、傅里叶红外变换光谱等手段探究了复合膜的结构和光吸收能力.选择常州太湖支浜水样作为原水,研究了复合膜在黑暗及紫外光条件下对氨氮及DOC的去除效果.结果表明,黑暗条件下,(GO-CeO2)复合膜氨氮去除率最高可达到28.21%,GO/(CeO2-TiO2)复合膜DOC去除率最高达29.58%;紫外光条件下,GO、CeO2、TiO2间的协同作用使得GO/(CeO2-TiO2)复合膜氨氮(65.4%)及DOC (54.7%)去除效果最佳.

2020 Vol. 40 (3): 1116-1122 [摘要] ( 267 ) [HTML 1KB] [ PDF 747KB] ( 1085 )
1123 徐劼, 陈家斌, 卢建, 狄鑫, 丁聪, 王柯晴, 黄天寅
LaCo0.5Cu0.5O3型钙钛矿活化过一硫酸盐降解AO7

采用溶胶-凝胶法制备LaCo1-xMxO3M=Cu、Fe、Mn)型钙钛矿并用来活化过一硫酸盐(PMS)降解偶氮染料AO7.选取效果最好的LaCo0.5Cu0.5O3型钙钛矿为研究对象,考察了钙钛矿投加量、PMS浓度、pH和染料废水中常见Cl-对LaCo0.5Cu0.5O3/PMS体系降解AO7的影响,分析了体系的反应过程并考察了矿化能力.结果表明,LaCo0.5Cu0.5O3可以有效活化PMS降解AO7,反应随着材料投加量和PMS浓度的增加而加快.在中性条件下反应速度最快,过酸过碱均会抑制反应的进行.在优化条件为LaCo0.5Cu0.5O3投加量20mg/L、PMS浓度0.50mmol/L、AO7浓度0.05mmol/L时,AO7可在20min内完全降解.该反应主要发生在材料表面并且主要活性物种为·OH,对AO7具有优异的脱色能力和较好的矿化效果.

2020 Vol. 40 (3): 1123-1131 [摘要] ( 290 ) [HTML 1KB] [ PDF 1056KB] ( 1198 )
1132 白润英, 郝俊峰, 刘建明, 张彧, 宋博文, 刘宇红
光催化转化并回收水中农药有机磷

经溶胶-凝胶法制备不同镧(La)掺杂量的二氧化钛(TiO2),得到光催化转化吸附回收有机磷的复合材料.结果表明,La与TiO2掺杂物质的量比为0.002并经过煅烧和掺杂物质的量比为0.02未经煅烧的2种材料,以6:4的比例混合,所得复合材料La@TiO2(6:4)为粒径约13nm的锐钛矿型TiO2,表面有球形聚集体但分布较均匀,其光谱范围较纯TiO2发生红移,因而光催化效率提高.当有机磷浓度20mg/L、La@TiO2(6:4)投加量为1g/L、溶液pH值为9时,有机磷回收率最高达85%.溶液中的NO3-、Cl-、SO42-对磷回收影响不大,CO32-有抑制作用;材料经解吸后可多次重复利用.研究表明La@TiO2(6:4)为有前景的有机磷回收复合材料.

2020 Vol. 40 (3): 1132-1138 [摘要] ( 294 ) [HTML 1KB] [ PDF 653KB] ( 1234 )
1139 朱云华, 朱轩墨, 王旭旭, 张轩, 郑怀礼, 邓慧萍, 赵纯
活性炭纤维阴极增强电-KMnO4去除水中双氯芬酸

为考察单独活性炭纤维(ACF),高锰酸钾(PM),电化学(E),电-高锰酸钾(E-PM),活性炭纤维-高锰酸钾(ACF-PM)以及电-活性炭纤维阴极-高锰酸钾体系(E-ACF-PM)对水中双氯芬酸的降解效果,研究了电流强度,溶液初始pH值对E-ACF-PM体系去除水中双氯芬酸的影响,通过ACF表面形态分析,自由基捕获实验,络合反应等探索了E-ACF-PM体系的反应机理.结果表明,在E-ACF-PM体系中电化学(E-ACF)和PM之间有明显的协同作用,双氯芬酸被快速去除.随着电流强度增加(50~200mA),双氯芬酸去除率增大;pH值增大,体系对双氯芬酸的去除效果越差,pH值为11时去除率仅为31.70%.与ACF-PM体系相比,E-ACF-PM体系阴极电场可以保护ACF不被破坏,同时吸附在ACF上的Mn (VII)得到电子,快速转化成活性氧化剂Mn (III),实现对目标污染物的快速去除.

2020 Vol. 40 (3): 1139-1145 [摘要] ( 308 ) [HTML 1KB] [ PDF 537KB] ( 990 )
1146 曾辉平, 王繁烁, 于亚萍, 李冬, 张杰
壳聚糖海藻酸钠铁锰泥吸附剂制备与除As(V)研究

将生物除铁除锰水厂反冲洗铁锰泥包埋在壳聚糖海藻酸钠水凝胶中,成功制备了一种具有高机械强度和稳定性的复合除砷吸附剂(CAFB).表征结果显示,其表面粗糙,铁锰元素含量为69.31%,比表面积达117.20m2/g,且具有介孔结构.吸附动力学数据更符合准二级动力学模型(R2=0.963).Langmuir等温吸附模型能更好地描述As (V)吸附过程(R2=0.969),25℃时最大吸附容量为15.80mg/g.酸性条件有利于As (V)的吸附,在pH=3~7范围内As (V)去除率能达到80%以上.H2PO4-,SiO32-离子对吸附过程抑制作用明显.用0.1mol/L的NaOH溶液再生4次后吸附量能达到初始值的70.68%,具有在工程上运用的前景.

2020 Vol. 40 (3): 1146-1155 [摘要] ( 333 ) [HTML 1KB] [ PDF 850KB] ( 1317 )
1156 冯丽蓉, 校亮, 袁国栋, 毕冬雪, 韦婧
原料和制炭方式对生物炭吸附抗生素的影响

为研究原料和制炭方法对生物炭吸附抗生素性能的影响,选取芦苇、棉杆和竹柳,经限氧和曝氧法制备得到生物炭,研究其对土霉素(OTC)和磺胺甲恶唑(SMX)的吸附性能及其吸附机理.研究发现:物源特征和制炭方法共同决定了生物炭对抗生素的吸附功效.芦苇和棉秆宜采用限氧法制备成炭,竹柳宜采用曝氧法制备成炭;整体上以曝氧竹柳炭对抗生素的吸附性能最优,单一浓度(50mg/L)下,其对OTC和SMX的吸附量分别为11.98和10.12mg/g.批吸附实验和傅里叶变换红外光谱分析表明,π-π EDA相互作用是竹柳炭吸附抗生素的主要机理.静电吸引有助于高pH值下曝氧竹柳炭对OTC的吸附,而孔隙填充可能对曝氧竹柳炭吸附SMX起到促进作用.曝氧竹柳炭对抗生素的吸附性能优于其他炭品,是去除水体抗生素的优选材料.

2020 Vol. 40 (3): 1156-1165 [摘要] ( 383 ) [HTML 1KB] [ PDF 533KB] ( 1491 )
固体废物
1166 任越, 杨俊杰
生活垃圾分类处理方式的生态效率评价
中国生活垃圾产量大、增速快,若处理方式不当会给环境和社会带来巨大危害,近年来提倡的垃圾分类处理方式是垃圾减量化的关键一环.综合考虑垃圾处理对环境、能源、经济和社会四方面影响,构建适用于垃圾处理的3E+S生态效率评价模型.将垃圾源头分类、末端分类处理方式纳入垃圾处理生命周期中构建4种生活垃圾处理情景.结果表明,混合收运+末端分类的处理情景具有潜在最优生态效率,分类收运+焚烧的处理情景由于源头分类、收运环节更为复杂导致其总环境影响潜值最大,且生命周期成本最高.对比考虑或不考虑社会成本计算得到的生态效率表明,社会成本的加入显著影响生态效率.源头分类是影响生活垃圾分类处理生态效率的敏感性因素,通过降低垃圾源头分类单元过程多余的环境排放和成本或推广使用以末端机械化分类(PGAS)技术为代表的低污染低成本的垃圾分类新技术,都能够提高垃圾处理的生态效率.
2020 Vol. 40 (3): 1166-1175 [摘要] ( 481 ) [HTML 1KB] [ PDF 634KB] ( 1799 )
1176 朱润孺, 黄云, 万玮, 姚华, 温宗国
生活垃圾焚烧厂超低排放的改造路线

通过分析国内外垃圾焚烧发电厂烟气净化系统的现状,基于燃煤电站和垃圾焚烧发电厂烟气物性之间的相似性及燃煤电站超低排放系统的先进性,提出了分别以循环流化床法脱硫和高效协同型湿法脱硫技术为核心的垃圾焚烧烟气超低排放改造可行技术路线,并分析了2种技术路线的初投资和运行成本.结果表明:2种技术路线的初投资相当,约为1.37万元/t,但以湿法脱硫为核心的技术运行费用较高,日运行成本约为16.46元/t;采用环保电价补贴政策时,2种烟气超低排放技术路线超过政策发电量部分的发电收入分别可以在3a和7a内弥补超低排放改造及运行带来的资金支出.

2020 Vol. 40 (3): 1176-1182 [摘要] ( 370 ) [HTML 1KB] [ PDF 730KB] ( 2032 )
土壤污染与控制
1183 徐源洲, 张力浩, 方成, 代子文, 魏志敏, 李辉信, 胡锋, 徐莉
优化SO4-·高级氧化技术修复PAHs复合污染土壤

采用硫酸根自由基高级氧化技术(SR-AOPs)修复南京某炼钢厂附近PAHs复合土壤,通过调整过硫酸钠(Na2S2O8)和亚铁离子(Fe2+)比例,结合添加不同种类和浓度的螯合剂和表面活性剂,获得修复的最佳条件,并比较分析不同类型PAHs的降解特征.结果表明:Na2S2O8和Fe2+的配比显著影响土壤PAHs的降解效果,当Na2S2O8用量为5mmol/g,Fe2+用量为0.5mmol/g,二者比例为10:1时,培养24h,PAHs总去除率最高,为29.32%;在此基础上添加螯合剂柠檬酸0.5mmol/g时,PAHs总去除率可提高至49.9%;继续添加0.27mg/g表面活性剂IGEPAL CA-720,PAHs总去除率最大,为80.8%.分析不同条件下SR-AOPs对PAHs的降解效果,得到总体上SR-AOPs对四环PAHs去除效果最好.添加柠檬酸和IGEPAL CA-720可以进一步强化对土壤中3环、6环PAHs的去除.柠檬酸和IGEPAL CA-720的添加可以更有效去除污染土壤中PAHs,尤其是针对高环PAHs.

2020 Vol. 40 (3): 1183-1190 [摘要] ( 379 ) [HTML 1KB] [ PDF 415KB] ( 1400 )
1191 罗梅, 柏宏成, 陈亭悦, 魏世强
腐殖酸对土壤铅镉吸附、赋存形态及生物可给性的影响

腐殖酸(HAs)对重金属土壤环境行为及其生物有效性的影响与其组分分子量大小关系密切.通过3种in vitro试验方法(PBET、SBRC、IVG)探讨了HAs不同分子量组分(F1:<5kDa、F2:5~10kDa、F3:10~30kDa、F4:>30kDa)对土壤镉(Cd)、铅(Pb)生物可给性的影响,同时结合批量等温吸附实验、化学连续提取形态分级方法,分析了土壤Cd、Pb吸附和形态转化与生物可给性的关系.结果表明:土壤对Cd、Pb吸附能力既受HAs添加量的影响,也受到HAs分子量大小的影响.HAs添加量为0.2% C~1% C条件下,<5kDa分子量组分促进了土壤对Cd、Pb的吸附,且随着HAs添加量的增加,促进作用更强.而>10kDa的其他组分则降低了土壤吸附Cd、Pb的能力.在本试验HAs添加量范围内,不同组分均促进了土壤中酸提取态Cd向残渣态转化,且低分子量组分对其促进作用更强.土壤Pb2+主要以可还原态的形式存在,占57%~89%,随着HAs组分分子量的增加,酸交换态Pb占比逐渐下降,HAs的添加促进了活性态Pb向难利用态Pb转化,从而降低了Pb2+活性.3种in vitro方法生物可给性测定结果表明,<5k和5~10k组分均提高了胃、肠阶段土壤Cd、Pb生物可给性(BACd、BAPb),而其余组分则使土壤Cd、Pb生物可给性降低.Cd、Pb生物可给性取决于Cd、Pb在土壤中转化平衡后的赋存形态,酸交换态占比高生物可给性相应也越高,土壤对重金属的吸附固定难以反映生物可给性.

2020 Vol. 40 (3): 1191-1202 [摘要] ( 335 ) [HTML 1KB] [ PDF 762KB] ( 1476 )
1203 崔二苹, 崔丙健, 刘源, 高峰, 樊向阳, 李中阳
生物炭对非常规水源灌溉下土壤-作物病原菌的影响

采用根箱实验,基于定量PCR技术研究非常规水源(再生水和养殖废水)灌溉及生物炭添加后根际土、非根际土及玉米根部病原菌的赋存情况.结果发现,灌溉时间、土壤类型可显著影响土壤中病原菌的整体分布.相较于蒸馏水灌溉下根际土、非根际土的单个病原菌,再生水灌溉下病原菌变化为-0.74~0.17个数量级,养殖废水灌溉下为-0.14~0.60个数量级.生物炭对土壤中病原菌的影响因灌溉水源、灌溉时间而改变,可使再生水及养殖废水灌溉下病原菌检出量最高降低0.35、0.39个数量级.但再生水及养殖废水灌溉可使玉米根部病原菌检出量最高增加1.17、2.20个数量级,生物炭又使非常规水源灌溉下其检出量最高增加0.60、1.08个数量级,带来潜在的健康风险.

2020 Vol. 40 (3): 1203-1212 [摘要] ( 308 ) [HTML 1KB] [ PDF 474KB] ( 1608 )
1213 周雅心, 王晓彤, 王广磊, 许旭萍, 王维奇
炉渣与生物炭施加对稻田土壤细菌多样性及群落组成的影响

以福州平原稻田为试验基地,通过设置对照组、炉渣施加组、生物炭施加组、炉渣与生物炭混施组,探究它们对稻田土壤细菌相对丰度、多样性、群落组成的影响.结果发现,在晚稻生长期,废弃物施加处理条件下细菌群落多样性有所提高,与对照相比,生物炭、炉渣处理组细菌多样性指数分别提高了2.55%、3.21%.早稻混施组与早稻对照组之间的群落结构差异最大,晚稻生物炭施加组与晚稻对照组之间的差异最大.废弃物施加处理均提高了早稻芽孢杆菌属(Bacillus)相对丰度,降低了晚稻芽孢杆菌属(Bacillus)相对丰度,但晚稻中Bacillus占比始终高于早稻.环境因子对稻田土壤细菌相对丰度有显著影响,其中,芽孢杆菌属(Bacillus)相对丰度与稻田土壤pH值呈极显著正相关(P<0.01).建议在晚稻生长期可进行表层废弃物单独施加管理,以通过微生物多样性的增加,改良土壤、提高土壤肥力并达到增产的效果,而对于早稻未来可尝试废弃物深施方式,并探讨其生态影响.

2020 Vol. 40 (3): 1213-1223 [摘要] ( 283 ) [HTML 1KB] [ PDF 1166KB] ( 1033 )
1224 赵冰琴, 夏栋, 夏露, 夏振尧, 许文年
向家坝工程扰动区植被恢复土壤质量评价

以向家坝工程扰动区6种植被恢复模式下的土壤为研究对象,综合考虑表征土壤物理、化学和生物特性的25个土壤指标,利用敏感性分析和最小数据集方法进行土壤质量综合评价.结果表明:基于敏感性分析和最小数据集的土壤质量综合评价模型均能有差别的反映不同植被恢复模式对土壤质量和功能的影响;加权算法下基于最小数据集所计算土壤质量综合评价指数(SQI-MWA)能更敏感的反映出植被恢复措施对土壤质量的影响;有机质、全磷和多酚氧化酶能更好反映土壤质量受不同植被恢复方式的影响差异,推荐作为反映向家坝工程扰动区土壤质量的最优指标组合;土壤质量表现为:植被混凝土样地>厚层基材样地>天然林样地>客土喷播样地>框格梁样地>弃渣地.

2020 Vol. 40 (3): 1224-1234 [摘要] ( 321 ) [HTML 1KB] [ PDF 826KB] ( 1063 )
环境生态
1235 黄亚楠, 潘少明
中国边缘海柱样沉积物中239+240Pu的分布与时标价值

根据中国边缘海已研究的77根239+240Pu柱样沉积物,分析了柱样沉积物中239+240Pu的来源、分布和时标特征.结果表明理论上给出的利用210Pb、137Cs和239+240Pu 3种核素进行定年可能出现的26种情况,与实际情况完全吻合.中国边缘海海陆交汇,柱样沉积物中不同来源的239+240Pu沉积叠加使得近岸海域(尤其是河口区)柱样沉积物中239+240Pu的峰型轮廓明显.从近岸到远海,受到沉积物来源方式、海水深度、黑潮混合、扩散效应和边界清除效应等综合因素的影响,柱样沉积物中239+240Pu的分布可能出现双峰(多峰)、单峰和无峰的情况.其中,柱样中239+240Pu呈现单峰分布时,与全球大气沉降的高峰年1963年相对应,时标价值可靠.不同海洋环境条件下210Pb、137Cs和239+240Pu定年的可靠性,应根据具体海洋沉积环境进行分析;海水中137Cs和239+240Pu核素沉积性质的差异,可能导致沉积峰不一致而影响定年的判断.

2020 Vol. 40 (3): 1235-1245 [摘要] ( 350 ) [HTML 1KB] [ PDF 1266KB] ( 1347 )
1246 赖珊, 万宏滨, 唐芳, 杨浩, 黄昌春, 张志刚, 黄涛
抚仙湖沉积物有机碳埋藏特征及来源解析

为探讨近百年来抚仙湖不同湖区沉积物中有机碳埋藏及其来源变化特征,以抚仙湖南北部沉积柱为研究对象,分析有机碳埋藏速率时空变化特征,利用正构烷烃及其分布特征对埋藏在沉积物中的有机碳来源进行解析.结果显示,抚仙湖沉积物中有机碳含量为1.79~29.39mg/g,有机碳埋藏速率为3.07~27.71g/(m2·a),两者均随时间的增加呈现整体上升的趋势,1980年以来增长速度明显加快;沉积物中有机碳含量北部(8.70mg/g)小于南部(12.59mg/g),但有机碳埋藏速率北部(13.54g/(m2·a))大于南部(8.29g/(m2·a)),这与抚仙湖南北部有机质来源类型及人类活动的加剧造成的流域环境变化有关;抚仙湖沉积物中正构烷烃碳数范围为C12~C33,整体以高碳数组分为主,奇偶优势明显,表明沉积物中有机质主要来源于高等植物,Paq指示水生植物中以沉水植物占主导优势,2C31/(C27+C29)与ACL27~33指示陆生高等植物来源中,草本植物与木本植物的贡献相当,水生植物在北部湖区贡献大于南部,陆生高等植物在南部湖区的贡献大于北部.

2020 Vol. 40 (3): 1246-1256 [摘要] ( 430 ) [HTML 1KB] [ PDF 1673KB] ( 2327 )
1257 曲莹雪, 金杰, 徐文琦, 刘素美
中国近岸海域优势藻种吸收利用磷的过程

通过现场采样和室内培养实验分析了藻类植物的生长状况和细胞结合态磷对磷酸盐浓度的响应.现场调查结果发现,在水华区域藻类植物的细胞磷库分布特点与非水华区域明显不同.室内培养结果发现,中肋骨条藻和东海原甲藻的最大磷酸盐吸收速率为7.71,2.39μmol/(L·d),最大比生长率分别为0.517,0.262d-1,磷酸盐吸收同化率为5.9×10-8,4.7×10-7μmol/cell,前者具有更快的磷酸盐吸收能力,更高的比生长率和较低的磷酸盐吸收同化率.2种藻细胞内结合态磷通常占细胞总磷库的50%以上,是细胞磷库主要存在形式.中肋骨条藻种群可以通过藻细胞数量增长来吸收环境中的磷源,而东海原甲藻则会优先满足细胞自身的磷储存后进行细胞增殖.在高浓度磷环境中,东海原甲藻种群的细胞不同结合态磷的质量浓度会达到饱和.磷匮乏时,中肋骨条藻和东海原甲藻的细胞内结合态磷的质量浓度与零时刻相比分别降低了45%和66%,前者明显低于后者.培养过程中,中肋骨条藻单个细胞的细胞表面吸附态磷库(95%)比细胞内磷库(50%)的降低幅度更大,东海原甲藻则与之相反.

2020 Vol. 40 (3): 1257-1265 [摘要] ( 380 ) [HTML 1KB] [ PDF 658KB] ( 1360 )
1266 郑安, 袁亚平, 徐磊, 陈曦, 许妍
短链脂肪酸对太湖底泥多氯联苯微生物厌氧脱氯的影响

选取二氯联苯PCB5和PCB12、四氯联苯PCB64和PCB71、类二噁英五氯联苯PCB105和PCB114、六氯联苯PCB149和PCB153、七氯联苯PCB170,考察了添加7.5mmol/L乙酸和7.5mmol/L混合酸(乙酸:丙酸:丁酸=1:1:1)条件下,9种典型商业多氯联苯单体在太湖底泥厌氧微环境中24周内的脱氯降解情况.结果表明:乙酸和混合酸的添加均在一定程度上强化了多氯联苯的降解,多氯联苯总浓度降低速率由(0.276±0.023) mg/(kg·week)分别加快至(0.383±0.033)和(0.410±0.036) mg/(kg·week);提高了部分脱氯路径的相对反应速率,特别是单侧氯取代的对位脱氯,但未改变脱氯微生物对多氯联苯降解底物的选择性及主要脱氯路径;进一步降低了体系类二噁英多氯联苯总毒性当量(TEQ),24周降幅均在95%以上;乙酸和混合酸所起到的促进效果并无显著性差异.

2020 Vol. 40 (3): 1266-1274 [摘要] ( 245 ) [HTML 1KB] [ PDF 514KB] ( 1710 )
1275 林子深, 黄廷林, 李凯, 温成成, 杨尚业, 李衍庆, 王智
李家河水库上游水体溶解性有机物组分与来源

以李家河水库上游水体为研究对象,运用三维荧光光谱法解析水体溶解性有机物(DOM)的来源和特性,并探讨了DOM组分干湿季变化特征及影响因素.结果表明,李家河水库上游水体DOM由3个荧光组分组成,分别为类络氨酸(220nm,270nm/300nm)、UVA类腐殖质(250nm/430nm)和类色氨酸(225nm,280nm/335nm),其中类络氨酸为主要组分,但其含量干湿季变化不大,而UVA类腐殖质和类色氨酸含量呈现出显著的季节差异.荧光特征指数表明,李家河水库上游水体DOM的来源具有显著的陆源特征,其特征在湿季更加显著.水体DOM各荧光组分在干湿季均与TP呈正相关;在湿季,类络氨酸组分与Chl-a、浊度和CODMn呈正相关,而在干季无相关性.UVA类腐殖质与DOC在干湿季均存在正相关关系,且在湿季相关性(P<0.01)大于干季(P<0.05).类色氨酸与CODMn相关性也表现出湿季(P<0.01)大于干季(P<0.05)的特征.

2020 Vol. 40 (3): 1275-1283 [摘要] ( 290 ) [HTML 1KB] [ PDF 771KB] ( 1394 )
1284 高俊敏, 侯先宇, 陈晓玲, 郭劲松, 曾洁, 陈祝蔓, 付聘婷
三峡水库动态水位下有机锡的多介质归趋模拟

为探究三峡水库(TGR)动态水位下水环境中有机锡(OTs)的多介质迁移与归趋行为,构建了动态水位下OTs的IV级多介质逸度模型,对大气相、水相、沉积物相及鱼相中三丁基锡(TBT)和三苯基锡(TPT)浓度的动态分布进行了模拟,并依据实测值进行了验证,计算了TBT和TPT在各相间的迁移通量(N)和残留质量,探讨了其主要的迁移途径和归趋行为,并进行了参数敏感性和模型不确定性分析.结果表明,实测浓度与模拟浓度的吻合度较高,TGR水环境中OTs浓度受水位变化影响较大.TBT和TPT的N值随水位变化明显,呈现与水位涨落相反的变化趋势,与坝前水位、入库流量和降雨量的变化相关.平流输入输出、沉积物沉降、掩埋、再悬浮、水相降解和平流输入输出、鱼-水两相迁移是TBT和TPT的主要迁移过程,平流输出与降解是两者主要的损失途径.较大的沉积物输入净迁移通量(NN)表明沉积物相是TBT和TPT重要的储藏库,易在鱼相富集也是TPT的重要归宿.模拟期内TBT和TPT在沉积物相的残留质量最高,分别占总残留量的89%和84%,其在沉积物相、水相、鱼相及大气相的分配比例分别为89.17%、10.81%、0.04‰、0.19‰和83.81%、14.51%、1.68%、1.15×10-5‰.平流输入浓度(COW)和速率(GOW)对4个环境相TBT和TPT的敏感性系数(SC)>0.6,产生显著正影响,TBT和TPT模拟浓度的变异系数(CV)≤0.15,模型模拟的效果较好.

2020 Vol. 40 (3): 1284-1293 [摘要] ( 296 ) [HTML 1KB] [ PDF 1067KB] ( 988 )
1294 牛漾聃, 袁瑞强
调水和季节变化对河流沉积物古菌群落的影响

采用高通量测序方法分析了汾河引黄河段沉积物中古菌群落的组成、相对丰度、多样性,及其与环境因子之间的相关性,揭示引黄调水和季节变化对古菌群落结构的影响.结果表明:冬季时水体SO42-、Cl-、Na+、K+等离子浓度、EC、TDS (总溶解固体含量)、沉积物碱解氮和速效磷含量是影响古菌群落结构的主要环境因子,夏季时沉积物pH值、有机质和速效磷含量是主要环境因子.黄河水汇入后河流沉积物中出现了上游未检测到的古菌类群,如TMEG (norank_f_Terrestrial_Miscellaneous_Group)、洛基古菌等.引黄还可以使甲烷杆菌和海洋古菌等在不适宜其生存的时期活跃起来,丰度明显增加.冬季引黄河段古菌数量增加,多样性提高,夏季则相反.季节变化改变了古菌群落的空间相似关系,然而引黄的贡献较季节变化大.研究河段沉积物中古菌群落组成丰富,包含多种至今未被分类定义的古菌.

2020 Vol. 40 (3): 1294-1304 [摘要] ( 332 ) [HTML 1KB] [ PDF 2287KB] ( 2551 )
1305 王昱, 刘娟娟, 冯起, 刘蔚, 刘贤德, 王之君, 李宝龙, 孔德星
黑河流域底栖动物群落结构及水质评价

为了解黑河流域上中游底栖动物群落结构特征及其与环境因子之间的关系,于2018年8月对研究区域17个采样点的底栖动物和水体理化指标进行调查研究.共鉴定出底栖动物43种,其中节肢动物34种(79.1%),软体动物7种(16.3%),环节动物2种(4.6%);就整个研究区域而言,优势种为大蚊(Tipulidae)、豆娘幼虫(Damselfly)、水蜘蛛(Argyroneta)、耳萝卜螺(Radix auricularia)、琥珀螺(Suecinea sp.)、白旋螺(Gyraulusalbus),干、支流优势种分布趋势为干流(6种)优于支流(5种);底栖动物平均密度和平均生物量分别为77ind/m2和3.7423g/m2现存量存在显著空间差异,整体上干流(1032ind/m2、60.0963g/m2)大于支流(276ind/m2、3.5233g/m2),物种数干流(36种)大于支流(15种);单因素方差分析显示,Shannon-Wiener多样性指数、Margalef丰富度指数及Pielou均匀度指数分布特征为干流大于支流.黑河流域上游支流和中游干流不同河段底栖动物物种组成呈空间异质性,而多样性指数对物种组成依赖性强,但因黑河流域底栖动物物种组成受自然因素和人类活动双重影响程度差异较大,使得Shannon-Wiener多样性指数、Margalef丰富度指数及Pielou均匀度指数不适合黑河水质评价.依据BI指数和综合污染指数评价表明,黑河上游支流水质优于中游干流.根据底栖动物与环境因子之间的相关矩阵分析并结合RDA分析表明:BOD5、水温(WT)、电导率(EC)、DO、溶解性总固体(TDS)、CODMn及盐度是影响底栖动物群落结构的主要环境因子.

2020 Vol. 40 (3): 1305-1319 [摘要] ( 450 ) [HTML 1KB] [ PDF 1342KB] ( 2153 )
1320 田义超, 黄远林, 张强, 陶进, 张亚丽, 周国清, 韩鑫, 杨永伟, 林俊良
北部湾南流江流域土地覆盖及生物多样性模拟

以北部湾独流入海河流南流江流域为研究对象,基于研究区2000年和2015年遥感数据解译的土地利用数据以及社会经济等数据,采用CLUE-S模型对未来2030年生态保护情景、自然增长情景以及粮食安全情景的土地利用格局进行了模拟预测,在此基础上采用InVEST模型对流域过去和未来不同情景的生物多样性进行了评估,探讨了流域生物多样性的生境质量和生境退化程度.结果表明:2000~2015年南流江流域建设用地、园地、水域和未利用地呈现出增加趋势,其中建设用地的增幅最大,而耕地和林地减幅最大.流域土地系统中共存在着34种土地网络转移流关系,上游存在24种,中游20种,下游28种,耕地与建设用地、耕地与林地以及林地与园地之间的转换占到流域总土地利用变化的70.74%.CLUE-S模型模拟未来土地利用的Kappa系数达到0.86,表明模型模拟未来情景的土地利用精度满足要求.2000年、2015年、2030年生态保护情景、2030年自然增长情景以及2030年粮食安全情景流域生境质量总得分和平均得分分别为866630,900357,921055,876231,865370和0.7457,0.7747,0.7925,0.7539,0.7466.2030年3种情景的中上游和下游地区生物多样性都呈现出不同程度的改善趋势,而中游地区则表现出退化趋势.

2020 Vol. 40 (3): 1320-1334 [摘要] ( 421 ) [HTML 1KB] [ PDF 13430KB] ( 1210 )
环境毒理
1335 鲁娴娴, 黄佳伟, 崔海燕, 吕柯, 赵元腾, 魏婷婷, 李贝贝, 卢浩楠, 李睿
低浓度甲醛和PM2.5联合暴露对哮喘小鼠的影响

为探究低浓度甲醛(FA)单独及与PM2.5联合暴露对哮喘小鼠的影响,选取70只雄性Balb/c小鼠,随机分为5组,分别为:对照组、卵清蛋白(OVA)组、FA+OVA组、PM2.5+OVA组、FA+PM2.5+OVA组,每组14只,其中6只进行气道高反应性(AHR)检测,其余8只用于检测血清T-IgE、肺泡灌洗液(BALF)中IFN-γ、IL-4以及肺组织中活性氧(ROS)、丙二醛(MDA)的含量,并对BALF中炎症细胞进行计数.同时对小鼠肺组织进行H&E染色以及p-p38MAPK和p-p65NF-κB免疫组化分析.结果显示,与OVA组相比,0.5mg/m3FA单独暴露组哮喘小鼠肺部MDA水平显著升高(P<0.001),肺部炎症细胞呈现上升趋势(P>0.05),0.5mg/m3FA和0.5mg/kg PM2.5联合暴露组哮喘小鼠肺部炎症显著加重(P<0.05或P<0.01),肺功能减弱(P<0.01),肺部氧化应激水平以及p38MAPK和NF-κB的磷酸化水平均显著升高(P<0.05或P<0.001),Th2型细胞因子释放显著增加(P<0.01).因此,低浓度FA单独暴露会加重哮喘小鼠肺部损伤而非抑制,并且可进一步促进PM2.5对哮喘小鼠肺部的损伤,即低浓度FA和PM2.5联合暴露会对哮喘小鼠肺部造成严重损害,这可能与ROS介导的p38MAPK途径加剧Th1/Th2型免疫反应失衡有关.

2020 Vol. 40 (3): 1335-1344 [摘要] ( 381 ) [HTML 1KB] [ PDF 2235KB] ( 1304 )
1345 华江环, 史奇朋, 郭威, 郭勇勇, 周炳升
左炔诺孕酮对稀有鮈鲫脂质代谢的干扰效应

为探究孕激素左炔诺孕酮(LNG)对鱼类脂质代谢的影响,将刚孵化的稀有鮈鲫仔鱼置于0.8和6.5ng/L LNG暴露6个月至性成熟,考察其生长指标、肝脏组织病理学变化、脂质和脂蛋白含量及脂质代谢相关基因的表达情况.结果显示:(1)0.8,6.5ng/L LNG暴露显著降低70dph稀有鮈鲫的体重和肥满度,且6.5ng/L LNG暴露显著降低180dph雌、雄鱼的体长或体重;(2)0.8,6.5ng/L LNG暴露导致180dph成鱼肝脏出现细胞空泡、肝细胞肿胀等损伤;(3)0.8,6.5ng/L LNG暴露显著降低180dph雌鱼肝脏中甘油三酯、胆固醇的含量,且6.5ng/L LNG暴露显著降低雌鱼血浆中甘油三酯的含量,但对雄鱼肝脏及血浆的脂质含量无显著影响;(4)0.8,6.5ng/L LNG暴露显著降低180dph雌鱼肝脏中脂肪酸合成酶基因(fasn) mRNA的表达水平,且6.5ng/L LNG暴露显著降低180dph雄鱼肝脏中fasn及乙酰辅酶A羧化酶基因(acaca) mRNA的表达水平.由此可见,LNG长期低剂量暴露可抑制稀有鮈鲫的生长、诱导肝细胞损伤、引起肝脏和血浆脂质含量发生性别差异性变化,并影响肝脏中脂质代谢相关基因的表达,表明LNG在低浓度下可干扰稀有鮈鲫的脂质代谢,提示LNG对鱼类种群具有较高的潜在生态风险.

2020 Vol. 40 (3): 1345-1355 [摘要] ( 275 ) [HTML 1KB] [ PDF 1279KB] ( 879 )
环境影响评价与管理
1356 章胜勇, 尹朝静, 贺亚亚, 肖小勇
中国农业碳排放的空间分异与动态演进——基于空间和非参数估计方法的实证研究

为研究农业碳排放的空间分布与动态演进规律,运用1993~2017年中国大陆29个省份的面板数据,在分省测算农业碳排放量和农业碳排放强度的基础上,将空间和非参数估计方法相结合,考察了中国农业碳排放的空间分异及其动态演进.结果表明:中国农业碳排放量呈“中心-外围”模式分布,且表现出向“外围”扩散的趋势;碳排放强度呈逐渐下降的趋势,表现为西高东低的阶梯状分布特征;碳排放的地区间差距不断缩小,农业碳排放的增长分布由“二主一小”向“一主”的格局转变,与此同时,中国农业碳排放还表现出由“两极”向“多极”转变的分布格局.

2020 Vol. 40 (3): 1356-1363 [摘要] ( 328 ) [HTML 1KB] [ PDF 1312KB] ( 1389 )
1364 罗芳, 郭艺, 魏文栋
长江经济带碳排放与经济增长的脱钩关系——基于生产侧和消费侧视角

构建长江经济带多区域投入产出表,并基于Tapio脱钩模型和结构分解分析,从生产侧和消费侧视角研究2002~2012年长江经济带各省市分行业碳排放与经济增长的脱钩效应及影响因素.在此基础上,研究长江经济带各省市投资、消费和出口引致的隐含碳排放与经济增长的关系.结果发现:从省市层面来看,与2002~2007年相比,2007~2012年各省市生产侧碳排放的脱钩状态有所好转,均呈现为弱脱钩.消费侧方面,2007~2012年期间5省市(江苏省、安徽省、湖北省、重庆市和贵州省)为扩张连接,云南省为扩张负脱钩,可以发现生产侧视角下存在高估脱钩状态的现象.从各省市分行业来看,中上游地区制造业在2002~2007年期间消费侧的碳排放多呈现为弱脱钩,到了2007~2012年消费侧的脱钩状态总体上较不理想.建筑业具有类似情况.2007~2012年各省市的电力行业在两视角下均实现脱钩.从消费、投资和出口的角度来看,2007~2012年下游地区出口和投资的脱钩状态趋于好转.中上游地区投资的脱钩状态趋于恶化,出口的脱钩状态好转不明显.

2020 Vol. 40 (3): 1364-1373 [摘要] ( 435 ) [HTML 1KB] [ PDF 695KB] ( 1295 )
1374 葛翔宇, 周智敏, 周艳丽
城市化、外商投资和产业结构因素对中国环境的影响

基于扩展的STIRPAT理论框架,采用动态空间面板模型分析方法,研究城市化、外商直接投资和产业结构因素对中国环境污染的长期与短期空间溢出效应.结果表明,一个地区的城市化率每提高10%,短期会降低当地CO2排放水平的0.02%、降低邻近地区CO2排放水平的0.04%;而从长期看会降低本地CO2排放水平的0.08%、降低临近地区CO2排放水平的0.2%.在2006年以前,一个地区的能源强度每降低1%,会在短期降低本地CO2排放水平的0.31%、降低邻近地区CO2排放水平的0.09%;从长期看则会降低本地CO2排放水平的1.3%、降低邻近地区CO2排放水平的0.55%.在2006年后,这种能源强度的变化会使碳排放短期内总共降低0.45%,长期看总共降低2.06%.城市化率每提高10%短期内会减少本地0.05%的SO2排放、减少邻近地区0.1%的SO2排放.第二产业比重每降低10%,会分别降低本地和临近区域SO2排放水平的0.03%和0.09%.人口规模每扩大1%,会提升邻近区域SO2排放水平的0.55%.能源强度每降低1%,会降低本地SO2排放水平的0.12%.

2020 Vol. 40 (3): 1374-1385 [摘要] ( 254 ) [HTML 1KB] [ PDF 1825KB] ( 1334 )
1386 陈军燕, 王安琪, 邹昊辰, 李媛媛, 潘赟, 刘强, 刘兆香
基于GIS的生物制药企业VOCs扩散风险评估

以上海市某发酵类生物制药企业为研究对象,对其排放的苯、甲苯、二甲苯、苯酚、甲醇、甲醛6种VOCs的扩散规律进行模拟,采用最大增量反应(MIR)与风险评估四步法分别对VOCs的臭氧生成潜势与健康风险进行评估,并使用ArcGIS软件实现人体健康风险的可视化.结果表明:生物发酵制药企业排放的甲苯与二甲苯对臭氧生成的贡献度较高,分别占47%和29%;通过呼吸途径产生的居民致癌风险为7.04×10-7,低于美国环保署(USEPA)推荐的可接受风险水平(1×10-6);非致癌物质引起的健康风险较小,远低于USEPA推荐的最大可接受风险水平(1).因此,本研究中发酵类生物制药企业排放的VOCs不会对人体造成潜在的健康危害,但需考虑对臭氧生成的贡献,并应控制企业甲苯和二甲苯的排放量.

2020 Vol. 40 (3): 1386-1392 [摘要] ( 264 ) [HTML 1KB] [ PDF 821KB] ( 882 )
中国环境科学
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