中国环境科学
 
 
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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2010年度引证指标
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2020年 40卷 6期
刊出日期 2020-06-20

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
环境微生物
环境生态
环境影响评价与管理
大气污染与控制
2321 刘旻霞, 宋佳颖, 孙瑞弟, 李全弟, 秦毅, 张娅娅
近14年西北地区甲醛柱浓度的时空变化研究

基于臭氧监测仪(OMI)卫星反演数据,对2005~2018年西北4省区域大气甲醛柱浓度数据进行提取及分析,探讨其时空变化特征及影响因素.结果表明:在时间变化上,14a甲醛柱浓度整体呈先上升后下降的波动变化趋势,夏秋季显著高于冬春季,且冬季均值略高于春季.在空间分布上,甲醛柱浓度自西向东、自北向南逐渐升高,高值区集中于陕西和甘肃东南部及青海西南部;低值区集中于宁夏、青海和甘肃的西北部;稳定性呈现出东部分散、西部集聚、差异显著的分布格局.影响甲醛柱浓度变化的因素包括自然和人为因素,自然因素中,甲醛柱浓度受地形影响显著,与风向、气温均呈现显著正相关;人为因素中,甲醛柱浓度与人口密度、地区生产总值、工业废气排放量及建筑房屋竣工面积均表现出正相关关系,与工业废气排放量的相关度最高.大气中甲醛分子与气溶胶粒子二者间呈显著正相关关系,这进一步说明甲醛浓度受到了诸多因素的综合影响,但气溶胶粒子、气温及工业废气的排放是主导因素.

2020 Vol. 40 (6): 2321-2334 [摘要] ( 345 ) [HTML 1KB] [ PDF 2408KB] ( 991 )
2335 郭新梅, 杨书申, 黄道, 李臻阳, 吴苗苗, 南成学
NOx存在条件下相对湿度对甲苯氧化产物的影响

利用流动管反应器模拟甲苯与氧化剂×OH在NOx存在条件下的反应,定量测定了不同相对湿度条件下(17.5%、35%、50%、70%)反应生成的部分气相产物和颗粒相产物,计算了不同相中产物产率,测量了不同相对湿度下的颗粒相有机碳(OC)产率,推导了相对湿度对甲苯氧化反应的影响机制.结果表明,相对湿度不仅对甲苯与×OH反应途径比例有影响,还对产物的产率及氧化程度有影响.

2020 Vol. 40 (6): 2335-2344 [摘要] ( 206 ) [HTML 1KB] [ PDF 546KB] ( 780 )
2345 曹肖奕, 丁建丽, 陈文倩, 王鑫, 崔杰粲, 张喆
干旱区黑碳沉降积雪反照率及雪粒径模拟研究

在以往研究基础上,利用单点实测数据驱动雪、冰及气溶胶辐射(SNICAR)区域物理模型,将微观数据与遥感的宏观技术相结合对积雪反照率与雪粒径进行数值模拟及反演.研究表明:积雪反照率会随着太阳天顶角的增大而增加,且在近红外波段的影响更加明显;在不同雪粒径、黑炭浓度下,积雪反照率都随着雪粒径、黑炭浓度的增大而减小,且颗粒越小的雪粒,粒径的减小对反照率的影响更为明显,而黑炭主要是对可见光波段有显著作用;利用SNICAR模型与MODIS数据反演北疆地区雪粒径,其精度可达0.749,实现了单点雪粒径向面状雪粒径的尺度转换.本研究揭示了干旱区季节性积雪中,气溶胶粒子存在情况下的积雪反照率连续变化特征,有效提高了积雪中雪粒径的反演精度,为积雪中气溶胶粒子对气候产生的辐射胁迫模拟提供了技术支持.

2020 Vol. 40 (6): 2345-2352 [摘要] ( 367 ) [HTML 1KB] [ PDF 1684KB] ( 778 )
2353 张泽宇, 王甜甜, 范萌, 陈良富, 余超, 纪轩禹, 陶金花
北京地区基于化学组分的夏季气溶胶吸湿特性

利用吸湿增长光散射测量系统、黑碳仪和气相色谱质谱联用仪等仪器,于2019年7月15日~8月4日在北京地区开展了为期21d的大气气溶胶观测实验.观测期间北京市区于7月27日出现短暂的轻度污染,并在7月29日出现强降水天气.结果显示:北京市区夏季大气污染变化剧烈且短暂,大气气溶胶散射吸湿增长因子f(RH)呈现平滑连续的特点,并且降水会对f(RH)造成显著影响.7月27日PM2.5的平均质量浓度为(92.54±47.05)μg/m3;,表现出较为剧烈的污染变化.7月28~30日平均散射吸湿增长因子f(80%±1%)分别为(1.50±0.35),(1.43±0.36)和(1.48±0.25),反映了降水对于大气气溶胶的湿清除作用.最后利用实验数据估算粒径吸湿增长因子gf(RH),并建模研究f(RH)和gf(RH)的关系,模型精度R2最高可达0.698.

2020 Vol. 40 (6): 2353-2360 [摘要] ( 288 ) [HTML 1KB] [ PDF 778KB] ( 644 )
2361 汪可可, 康平, 周明卫, 张小玲, 陈军辉, 向卫国
四川盆地臭氧浓度空间分异及驱动因子研究

为揭示四川盆地臭氧(O3)的空间分布格局及其驱动因子,通过对2015~2017年四川盆地18城市82个国控环境监测站的O3浓度观测数据,使用空间自相关,空间热点探测及地理探测器等地统计方法分析研究.结果表明:2015~2017年四川盆地O3浓度总体呈现上升趋势(由2015年的(79.95±18.82) μg/m3上升到2017年的(88.64±11.67)μg/m3),污染态势逐年加重.盆地中西部成都,资阳,雅安等城市O3浓度最高,且高值区范围逐年扩大.O3浓度的空间分布呈现出显著的聚集性规律(空间正相关,Moran's I指数大于0),且年聚集区(H-H聚集区或L-L聚集区)主要呈现为H-H聚集区分布在盆地中西部,L-L聚集区分布在盆地东南部.此外,年聚集区的年际变化与浓度变化态势基本一致,即O3浓度上升(降低)的区域转变为H-H聚集区(L-L聚集区).基于地理探测器定量分析了二十个社会经济及自然驱动因子对O3浓度空间分异的影响,结果显示社会经济因子占主导作用,其中城建用地占区面积比重(驱动值,q=0.5734),人口密度(q=0.5479)的驱动作用最为突出,自然因子中年降水量(q=0.4592)具有最显著的驱动作用;地理探测器双因子交互对O3浓度空间分异的影响有明显的交互增强作用(每个单因子q值平均增大了1.5~2.1倍),且交互均值(即各因子交互q值的均值)与最大交互值逐年增大.在使得交互值达到最大驱动值的双因子中,出现频率最高的是人口密度(7次)和工业烟粉尘排放量(7次).

2020 Vol. 40 (6): 2361-2370 [摘要] ( 361 ) [HTML 1KB] [ PDF 1669KB] ( 981 )
2371 张国强, 巨天珍, 王勤花, 李逢帅, 张永佳, 马超
宁夏吸收性气溶胶时空分布及其影响因素研究

基于2008~2017a每天的OMI Level-2数据产品,对宁夏回族自治区吸收性气溶胶指数(UVAI)时空分布特征进行了研究,并对其环境因子(自然与人类活动)进行了相关性分析及冗余分析.结果表明:宁夏回族自治区近10a UVAI空间格局为西北向东南区域逐步递减,UVAI高值区域一直分布在中卫市全境及吴忠市、银川市和石嘴山市的大部分区域.每年的UVAI月变化均呈现“V”型,四季变化特征为冬季 > 秋季 > 春季 > 夏季,2013a是UVAI由低值向高值突变的年份,2017年UVAI达到十年最高值.结合Theil-Sen Median趋势分析和Mann-Kendall检验结果:季节变化趋势为春季无显著减少,夏季无显著增加,秋季极显著增加,冬季表现为显著增加和极显著增加;年际变化趋势表现为逐年增加,且5市UVAI增加程度不同.UVAI空间变化稳定性呈现由中卫市向南北两边逐渐降低,高低差异显著的分布格局,变异系数区间为0.293~0.442.影响因素中,温度对气溶胶气团存活时间影响最大,能源消耗结构,产业总值及第二产业(工业、建筑业)对气溶胶的生成具有重要影响,降水的影响次之.平均风速、最大风速对宁夏回族自治区高空中气溶胶气团的停留时间表现为较大的负相关.

2020 Vol. 40 (6): 2371-2380 [摘要] ( 299 ) [HTML 1KB] [ PDF 1231KB] ( 584 )
2381 程颖, 何立强, 张少君, 胡京南, 郑轩, 何巍楠, 陈艳艳, 吴烨
DOC+CDPF对国III重型柴油货车实际道路排放的影响

利用便携式车载排放测试系统(PEMS)对2辆加装氧化催化转化器(DOC)和催化型柴油颗粒捕集器(CDPF)与否的国III重型柴油货车进行实际道路排放测试.结果表明,2辆改造重型柴油车的CO、THC、固态颗粒物粒数(SPN)和黑碳(BC)实际道路排放因子分别为(1.31±0.37)g/(kW×h)、(0.20±0.03) g/(kW×h)、(7.13×1010±5.27×1010)个/(kW×h)和(0.69±0.06)mg/(kW×h),相对于原始排放(拆除DOC+CDPF)分别降低52.48%、55.69%、99.91%和99.22%.从低速、中速到高速,CO和THC减排比例呈现上升趋势,然而运行工况对SPN和BC减排比例则无显著影响.加装DOC+CDPF会导致NO2在NOx中的占比升高,且从低速、中速到高速涨幅依次增大,但对NOx无明显减排效益,其排放因子为9.53~9.83g/(kW×h),远高于实验室排放限值.

2020 Vol. 40 (6): 2381-2388 [摘要] ( 316 ) [HTML 1KB] [ PDF 623KB] ( 786 )
2389 滕辰姊, 李坚
液滴荷电雾化湿式电除尘器颗粒捕集特性研究

为研究液滴荷电雾化作用下静电场中粉尘颗粒的捕集特性,设计并搭建了线板式湿式电除尘装置,通过实验获得了电场强度、停留时间、粉尘浓度和液滴流量等参数对捕集效率的影响规律.结果表明,施加雾化荷电液滴后各粒径段颗粒的分级穿透率均低于干式电除尘器,随着电场强度增加至3.5kV/cm,分级穿透率降幅逐渐增大,出口浓度降幅达到最大值,PM0.5、PM1和PM2.5分别降低了28.7%、28.0%和27.1%,高于3.5kV/cm后降幅逐渐减小.相同电场强度下,捕集效率随停留时间的增加而增大,电场强度为4kV/cm时,停留时间由2.14s增大至4.04s,PM0.5、PM1和PM2.5的分级穿透率分别降低了50.2%、49.3%和48.5%.随着粉尘浓度的增加,颗粒碰撞和凝并作用提高,捕集效率逐渐增大,当空间电荷密度难以满足颗粒充分荷电后,继续增大粉尘浓度将导致捕集效率降低.液滴流量的增大能够促进颗粒荷电与凝并,有利于提高捕集效率.与传统湿式电除尘器相比,采用液滴荷电雾化能够明显降低耗水量,且保持较高的颗粒捕集效率.

2020 Vol. 40 (6): 2389-2397 [摘要] ( 302 ) [HTML 1KB] [ PDF 780KB] ( 836 )
2398 韩博, 姚婷玮, 王立婕, 孔魏凯, 何真, 张铎, 王愚
天津机场区域大气NO2及O3影响因子研究

在紧邻天津机场跑道的点位对机场区域大气常规污染物开展连续监测,应用广义加性模型(GAM),针对2017年3月1日~2018年2月28日间的NO2及O3,识别其影响因子,并确定因子贡献率.选取因子包括环境因子(SO2、NO、NO2、O3、CO、PM2.5、PM10、前一小时NO2/O3浓度),气象因子(风向、风速、温度、露点温度、修正海压)及航空活动因子(起飞、着陆).结果显示:机场区域NO2日均值为17.6~123.6μg/m3,超标天数共计38d,占比约13%;O3日均值为1.0~276.1μg/m3,超标天数占比26%,污染主要集中在夏季;环境因子是主要影响因子,累积贡献率在56%~89%;航空活动作为区域重要污染源,对大气NO2、O3存在一定影响,最高贡献率可达20%;气象因子相对贡献较低.全部GAM的Adj-R2为0.85~0.96,筛选的影响因子能够有效解释区域环境空气污染物浓度的变化.

2020 Vol. 40 (6): 2398-2408 [摘要] ( 302 ) [HTML 1KB] [ PDF 2053KB] ( 1171 )
2409 韩博, 孔魏凯, 谭宏志, 王立婕, 何真, 仲仪倩, 魏志强
飞机LTO排放影响评估耦合模型研究与应用

民航飞机在LTO起降阶段的飞行中,发动机污染物排放的源强和空间位置是动态的.为准确定量评估其影响,构建了飞机LTO污染排放影响评估耦合模型.首先利用飞行动力学模型,模拟飞机LTO飞行轨迹,并获得轨迹中每一位置点的性能参数(实时燃油流量);再通过排放计算模型,确定每一位置点的污染物排放量(源强);在此基础上,基于拉格朗日烟团模型,针对飞机烟团排气特点进行修正,实现污染扩散模拟.最后采集了一架典型飞机在一个完整LTO飞行过程中的机载数据,结合实时气象参数,进行了实例应用研究.结果显示.在LTO过程中NOx、SO2、CO、PM和HC的平均排放速率分别为17.71、2.21、1.05、0.20和0.03g/s;飞机在起飞离地时刻,烟团扩散范围集中于跑道附近及侧向300m、纵向3000m范围内,NOx地面最大浓度超过100mg/m3;当飞机爬升至混合层顶完成起飞时,地面污染物扩散至侧向1200m范围,NOx浓度降至298.5μg/m3,依然较为严重,其他污染物地面浓度相对较低.

2020 Vol. 40 (6): 2409-2417 [摘要] ( 415 ) [HTML 1KB] [ PDF 825KB] ( 1000 )
水污染与控制
2418 张哲, 王磊, 贺苗露, 崔琪, 王旭东
UIO-66改性聚酰胺正渗透复合膜的制备及性能研究

采用界面聚合方法将UIO-66纳米颗粒引入复合膜中制备出改性的聚酰胺复合膜,并利用傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射光谱(XRD)和接触角仪等仪器对材料和复合膜进行测定表征.以去离子水为原料液,1mol/L氯化钠溶液为汲取液进行渗透性能测试.选取BSA及SA作为污染物进行污染实验,并利用自制探针,借助原子力显微镜(AFM)测定了污染物与膜面的微观作用力.研究发现,相较于原始的聚酰胺复合膜,当UIO-66材料的添加量为0.04wt%时,改性复合膜在FO模式下的纯水通量由10.28L/(m2·h)增大到13.67L/(m2·h), PRO模式下纯水通量由17.68L/(m2·h)增大到20.41L/(m2·h),渗透性能改善效果显著,并具有较好的选择性能.此外,污染实验发现相较于原始膜,改性复合膜的通量衰减趋势较缓且与污染物之间粘附力都较小,说明UIO-66改性聚酰胺复合膜的抗污染性能有所提升.

2020 Vol. 40 (6): 2418-2425 [摘要] ( 264 ) [HTML 1KB] [ PDF 921KB] ( 847 )
2426 张冬蕊, 李胜红, 朱芬芬, 李成辉, 许宜平, 青达罕, 王佳伟
A2O小试系统与实际工艺单元中OPEs去除的比较

污水处理厂出水是环境中OPEs的重要来源,且污水处理厂的生物处理单元可去除部分OPEs.为了更好的研究污水处理厂工况条件,以达到优化去除宏量有机物和微量有机物的目的,良好的小试装置必不可少.本研究在实验室设计并安装了一套A2O小试装置,根据有机磷酸酯的结构特点,在进水中投加了3种代表性的有机磷酸酯.比较了小试装置中与实际工艺单元中这3种有机磷酸酯的去除规律,发现OPEs在A2O小试中的去除规律与实际工艺单元中相似,磷酸三丁氧酯(TBEP)在两种工况下去除效果均较好,总去除率分别为84.6%与83.6%,磷酸三(1-氯-2-丙基)酯(TCPP)去除效果均较差.在不同处理单元中,由于厌氧池中主要发生水解作用,TCPP在两种工况下的厌氧池中都可去除,且在A2O小试厌氧池中的去除率(57.7%)优于实际工艺(25.5%).TBEP的去除主要发生在好氧池中,且A2O小试二沉池可以有效去除TBEP(67.9%),优于实际工艺的二沉池.两种工况下,好氧池曝气强度较大,引入磷酸三(1-氯-2-丙基)酯(TCPP)不易降解,TCPP在好氧池去除效果较差.除此之外,优化了小试装置的OPEs的检测取样量保证检测的准确性.

2020 Vol. 40 (6): 2426-2434 [摘要] ( 263 ) [HTML 1KB] [ PDF 992KB] ( 953 )
2435 张超, 刘玲花
铁基质强化新型功能性化粪池高效处理黑水的试验

以铁基质生物载体为核心,将物理、生物和化学方法结合,对化粪池进行功能强化,实现黑水的原位深度处理.探究了溶解氧(DO)和碳氮比(C/N)等因素对黑水中污染物降解的影响,并在最佳运行参数下考察了氮素在系统中的转化机制.结果表明,当C/N为7.3~8.4时,好氧生物铁基质载体池DO为2.3~2.7mg/L时,系统氨氮(NH4+-N)、总氮(TN) 、COD和总磷(TP)的平均去除率分别可达90.74%、85.81%、92.65%和95.78%;当进水C/N降至3.3~4.2时,系统NH4+-N、TN、COD和TP的平均去除率仍可维持在81.16%、76.62%、93.87%和94.75%.铁基质生物载体内电解作用显著强化了化粪池内TN的脱除、COD的氧化和TP的固定.氮素转化机制分析表明,内电解与反硝化菌的耦合强化了反硝化作用,降低了反硝化过程对有机碳源的需求,强化了低C/N条件下TN、TP的脱除.

2020 Vol. 40 (6): 2435-2444 [摘要] ( 326 ) [HTML 1KB] [ PDF 833KB] ( 853 )
2445 钱玉兰, 李燕, 乔椋, 李莹雪
无机絮凝剂对SBR系统中活性污泥的影响研究

采用序批式活性污泥法(SBR)反应器进行模拟实验,系统地探究了聚合氯化铝(PAC)和聚合氯化铁(PFC)对活性污泥产生的影响.结果表明,PAC、PFC会使得污泥絮体变得紧实且边缘化,絮体中值粒径较未添加时分别增加了34.78%、12.90%.污泥的沉降性能和污泥活性随着PAC、PFC的积累而变差.微生物分泌的EPS含量降低,是因为添加PAC、PFC后微生物活性降低并导致微生物多样性降低.

2020 Vol. 40 (6): 2445-2453 [摘要] ( 303 ) [HTML 1KB] [ PDF 670KB] ( 932 )
2454 高金龙, 陈轶凡, 李纪薇, 汪鋆, 于雅琳, 庞恬恬, 齐宇婷, 廖千家骅
Ti/PbO2电化学法降解废水中三种氟喹诺酮类抗生素

采用Ti/PbO2阳极电解3种典型的氟喹诺酮类抗生素(诺氟沙星、甲磺酸培氟沙星与盐酸环丙沙星)废水,通过优化pH值、电解质浓度条件,分析3种抗生素的去除效果、降解过程和产物.结果表明电化学法对3种氟喹诺酮类抗生素均有明显的降解效果,电解240min下的最优降解条件为pH值控制在7.8~8.0,电解质硫酸钠投加量为0.04mol/L.在最优条件下3种抗生素的去除率均大于97%,降解过程均符合一级动力学方程,UV254值的去除率较高(去除率大于67%),处理后废水的芳香度和SUVA值明显下降.液质联用分析结果和文献调研显示,电解有机产物主要通过脱氟、哌嗪环的转化和喹啉环的转化这三个途径生成,且随电解时间增加呈现先增后减的趋势,同时产生F-、NH4+和NO3-等无机物.Ti/PbO2阳极能有效电解废水中3种典型氟喹诺酮类抗生素,可用作生物处理等方法的预处理.

2020 Vol. 40 (6): 2454-2463 [摘要] ( 355 ) [HTML 1KB] [ PDF 1615KB] ( 710 )
2464 李冬梅, 刘君扬, 徐歌, 冯力, 林显增, 李绍秀, 喻子真
Mn2+协同PDS对酸性蓝80的电催化降解性能研究

以酸性蓝80(AB80)模拟染料废水,采用E-Mn2+-PDS协同体系,对AB80进行电催化降解实验.对比了不同催化体系的降解效率,探讨了Mn2+与PDS浓度、pH值和电流密度等单因素对E-Mn2+-PDS体系电催化降解效率的影响,对E-Mn2+-PDS体系中的氧化性物质、AB80的分解产物及其在体系中的矿化程度进行了研究,并分析了降解机理.结果表明:与其他催化体系比较,E-Mn2+-PDS协同体系最优,对AB80的降解率高达99.9%.pH值是最主要的影响因素,pH=3时,E-Mn2+-PDS协同体系的降解率为99.6%;协同体系中的氧化性物质包括硫酸根自由基(SO4-×),羟基自由基(HO×),还有活性Mn3+;AB80在协同体系中经过多种化学反应形成11种主要分解产物.协同体系对AB80的矿化率是直接电催化的2.6倍;降解机理为:PDS被Mn2+与电流激发出SO4-×后,SO4-×与水反应生成HO×,然后HO×与电流将Mn2+氧化为活性Mn3+,三种氧化性物质协同降解污染物.

2020 Vol. 40 (6): 2464-2472 [摘要] ( 227 ) [HTML 1KB] [ PDF 683KB] ( 629 )
2473 刘帆, 王广智, 赵倩, 张成, 王琨, 陈志强
改性活性炭对内分泌干扰物的吸附效能与机制

为提高活性炭对内分泌干扰物的吸附效率,分别采用混合酸溶液,氨水,KMnO4溶液和表面活性剂溶液对活性炭进行改性.采用比表面积及孔隙度分析仪、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)和Boehm滴定法对改性后活性炭表面化学性质及孔隙特征的变化进行评价.通过静态吸附实验确定活性炭的最佳改性方法,并对改性后活性炭吸附机理进行探讨.实验结果表明,KMnO4改性活性炭(AC-K)表现出最佳的污染物吸附性能,其对邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、阿特拉津(Atrazine)和磺胺甲恶唑(SMZ)的去除率分别可达到94.5%、93.8%和95.5%,且吸附过程符合二级动力学方程和D-R模型.由模型计算结果可知,AC-K对目标污染物的吸附速率明显加快,其中对Atrazine的二级吸附速率常数是AC的1.75倍.AC-K对DBP、Atrazine和SMZ的理论饱和吸附量也分别比改性前分别提高了42.2%、629%和122%.经KMnO4改性后,活性炭的吸附机制由物理吸附占主导,转化为离子交换吸附.

2020 Vol. 40 (6): 2473-2482 [摘要] ( 319 ) [HTML 1KB] [ PDF 667KB] ( 664 )
2483 翟文琰, 李孟, 张倩
过硫酸盐协同光催化纳米ZnO降解盐酸四环素的影响机制

以水葫芦为原料,制备了负载纳米ZnO的生物炭材料(ZnO-BC),研究了单独光催化ZnO-BC和过硫酸钠(PS)协同ZnO-BC/UV体系氧化降解盐酸四环素(TC).结果表明,PS协同ZnO-BC /UV体系的降解反应速率比单独光催化ZnO-BC时有显著提高,120min后降解率达到89.48%.PS可作为强氧化剂,利用纳米ZnO的光生电子产生SO4-·和·OH协同光催化反应.TC的反应过程可分为两个阶段:暗吸附阶段和光催化反应阶段.影响因素和响应面试验结果得出的影响顺序为PS浓度 > 紫外灯功率 > 初始pH值 > 纳米ZnO质量浓度.猝灭试验表明,在TC的降解中,SO4-·和·OH是参与反应的主要自由基.起氧化作用的自由基一部分在溶液中产生,另一部分由生物炭材料表面含氧官能团的作用和紫外光激发纳米ZnO产生.在此基础上,探讨了在TC降解过程中,PS与ZnO-BC的协同机理和协同作用的规律.

2020 Vol. 40 (6): 2483-2492 [摘要] ( 315 ) [HTML 1KB] [ PDF 1274KB] ( 985 )
2493 蒋云霞, 黄廷林, 杨尚业, 寇莉青
水源水库贫营养好氧反硝化菌群脱氮特性研究

为削减微污染水库中氮素的浓度,通过对西安市李家河水库沉积物进行定向富集驯化,筛选出以Pseudomonas菌为主、具有高效好氧反硝化特性的混合菌群-A1.摇床实验表明,贫营养好氧反硝化菌群A1在15h时硝酸盐氮去除率可达93.39%,硝酸盐氮平均去除速率为0.2073mg/(L·h);总氮去除率为52.11%,总氮平均去除速率为0.1153mg/(L·h),无亚硝酸盐积累.氮平衡分析表明,约45%的初始氮被去除转化为气体产物.响应面法(RSM)结果表明,C/N比9.96,温度22.67℃,pH8.01,转速91r/min,溶解氧8.55mg/L是去除总氮(TN)的最优条件.

2020 Vol. 40 (6): 2493-2502 [摘要] ( 258 ) [HTML 1KB] [ PDF 783KB] ( 807 )
2503 刘国华, 刘禹琛, 陈燕, 章乾, 徐相龙, 齐鲁, 王洪臣
低DO对活性污泥系统碳和氮去除影响的研究

考察了长期低溶解氧(DO)条件下推流式活性污泥系统碳和氮去除的效果,并从微生物群落结构及动力学特征方面进行了机理分析. 结果表明, 将DO浓度从2.0mg/L降低至0.3mg/L,系统仍可有效地去除污水中的碳和氮,但当DO降低至0.3mg/L时, 系统的脱氮性能波动较大. 随着DO浓度的降低, 系统中细菌的总体群落结构发生改变, 但功能菌群仍为Proteobacteria,约占65%.Nitrosomonas oligotrophaNitrobacter winogradskyi spp.和Group1Nitrospira等是低溶解氧条件下的主要硝化细菌. qPCR结果显示DO从2.0mg/L降至0.5mg/L时硝化细菌(主要是Nitrospira)得到富集, 保证了低DO条件下的完全硝化. 硝化反应动力学分析也表明, 在一定范围内降低DO可以延迟细菌衰亡以维持活性污泥系统中硝化细菌的生物量. 本研究可为污水处理厂降低DO实现节能运行提供理论支持.

2020 Vol. 40 (6): 2503-2512 [摘要] ( 293 ) [HTML 1KB] [ PDF 679KB] ( 848 )
2513 韩晓璐, 黄廷林, 邢翔轩, 胡瑞柱, 李凯, 孙书博, 孙策
粉炭强化循环造粒流化床去除天然有机物的研究

强化天然有机物去除是饮用水处理工艺的重要目标.循环造粒流化床作为一种新型高效固液分离技术具有处理负荷高、水质适应性强的特点,将其与粉末活性炭(PAC)联用,探究对水库水中有机物的强化去除效果.研究发现当聚合氯化铝(PACl)与PAC同时投加,且PACl、聚丙烯酰胺(PAM)及PAC投加量分别为24mg/L、1.2mg/L、30mg/L时,流化床系统对进水浊度、UV254、CODMn、DOC去除率分别为96.5%、72.0%、71.7%、61.0%.对进出水中的有机物进行三维荧光分析,发现流化床系统中结团造粒作用下出水的类富里酸和类腐殖酸的FI分别比进水降低了40.1%和43.0%;加入30mg/L PAC后,出水的类富里酸和类腐殖酸的的FI分别比原水降低了54.0%和55.3%.水库水中的有机物分子量主要在 < 1kDa和10~30kDa两个区间,分别占总有机物含量的37.1%和39.1%.循环造粒流化床系统中结团造粒作用主要去除10~30kDa区间的有机物,PAC吸附作用对 < 1kDa的有机物有很好的去除.

2020 Vol. 40 (6): 2513-2520 [摘要] ( 224 ) [HTML 1KB] [ PDF 573KB] ( 633 )
2521 张海洋, 杨清贤, 杨倩, 任丽平, 王建刚, 任东
水环境中秸秆源溶解有机质的组成及光化学活性特征

利用紫外-可见吸收光谱、三维荧光光谱和稳态光化学反应技术,对水环境中水稻和小麦秸秆短期(91d)分解释放的溶解有机质(DOM)的组成、结构和光化学活性进行了研究.结果表明:在水环境中,秸秆分解释放DOM过程可分为物理淋溶、易分解组分分解和难分解组分分解三个阶段,其中易分解组分是该分解过程中秸秆DOM的主要来源;随分解周期增长,秸秆源DOM的芳香性、腐殖化程度及分子量不断增大,而生物可利用性逐渐减小;秸秆源DOM中的类酪氨酸、类腐殖酸和类富里酸在秸秆分解过程中逐渐累积,至分解末期,3种组分在水稻和小麦秸秆DOM中的含量分别增加了4.2%~14.3%和5.9%~12.8%,而类色氨酸和溶解性微生物分泌物相对不稳定,会被逐渐分解;秸秆源DOM的紫外和荧光光谱特征指数SUVA254E2/E3、S275~295SR、BIX和FI均与其光生HO×、1O2和三线态DOM间具有良好的相关关系(r > 0.61,P < 0.05),因此秸秆源DOM的光化学活性由其芳香结构、分子量及生物可利用性共同决定.鉴于此,研究认为,探讨生物可利用组分的光化学活性,及构建光谱特征指数预测DOM光化学活性的数学模型,是今后秸秆源DOM生态环境作用研究的两项重要内容.

2020 Vol. 40 (6): 2521-2528 [摘要] ( 322 ) [HTML 1KB] [ PDF 983KB] ( 978 )
固体废物
2529 姜涛, 夏晶, 田永静, 赵炜, 孙甜甜
混合嗜酸菌浸出污泥中重金属机制判定方法

为判断混合菌种的生物沥浸机制,采用添加沥浸混合菌种+作用底物(硫酸亚铁铵、硫粉)、只添加作用底物和仅加硫酸3组实验,估算直接氧化作用(F11),化学氧化作用(F12)和酸性浸出作用(F13)的贡献率,从而获得混合菌种的重金属浸出机制.针对某污水处理厂剩余污泥的生物沥滤实验结果表明,Cu的浸出过程中F11、F12、F13贡献率分别为92.55%、7.45%、0%,说明混合菌种作用下Cu的浸出机制主要为直接机制;Zn的沥浸作用中F11、F12、F13贡献率分别为18.86%、44.35%、36.79%,判定Zn在混合菌种的作用下为间接机制.该法可在实际环境条件下判定重金属的生物沥浸机制,对相关研究和实际应用提供理论依据.

2020 Vol. 40 (6): 2529-2536 [摘要] ( 262 ) [HTML 1KB] [ PDF 401KB] ( 610 )
2537 毛秋燕, 赵栩宁, 苏宇傲, 张慧旻, 刘和, 符波, 张衍
不同预处理方式对剩余污泥中活菌菌群及ARGs的影响

剩余污泥作为抗生素抗性基因(ARGs)的储库,对其进行预处理有助于后续厌氧消化(AD),同时控制ARGs进入AD后的传播风险.本文采用叠氮碘化丙锭(PMA)处理手段,来研究不同预处理方式对活菌菌群及携带ARGs的影响.研究结果显示,热碱、热水解和微波预处理对污泥ARGs去除效果较优,分别为3.32log、3.13log和2.95log;超声波预处理对活菌ARGs仅去除0.58log.在热水解预处理时间延长过程中,菌群大量死亡出现在1~2h间,4h后去除率达2.42log.变形菌门是污泥中最主要的优势菌门,厚壁菌门、绿弯菌门在微波、热水解预处理后实现较大提升.相关性结果显示,sulItetC高度相似,且同时与多个科属的微生物成显著正相关,推测其宿主范围较广,且sulItetC在预处理中较好的去除率说明其宿主菌对预处理耐受性差;ermB、tetA与占比较高的菌群没有正相关.多数ARGs携带菌对热水解、热碱和微波不耐受,污泥预处理能够降低ARGs丰度,适当延长低温热水解预处理时间,才能有效削减污泥中的ARGs.

2020 Vol. 40 (6): 2537-2545 [摘要] ( 260 ) [HTML 1KB] [ PDF 722KB] ( 730 )
2546 方兴, 李志华, 杨成建
冷热联用对市政脱水污泥低温干燥的影响

为探究冷热联用干燥市政脱水污泥的可行性,明确冷冻对市政脱水污泥低温干燥的影响,以市政脱水污泥为试验材料,利用扫描电镜(SEM)及流式细胞仪研究了冷冻对污泥的作用.考察了不同冷冻温度和冷冻时间对脱水污泥干燥特性的影响,并对不同含水率和厚度的脱水污泥冷热联用低温干燥效果进行了分析.结果表明:冷冻使污泥的内部微小孔隙增多.当冷冻温度降到-30℃时,细胞死亡率达到15.5%,是未冷冻时的9.7倍.当干燥温度为60℃,冷冻温度分别为-10℃、-20℃和-30℃时,脱水污泥完成干燥的时间分别缩短了25.0%、33.3%和29.2%.质量为5g±0.1g,厚度为3mm,直径为50mm的污泥样品冷冻6h后达到最大强化效果.污泥含水率的下降会导致强化效果减弱,当含水率降至45%时强化效果消失.增加泥饼厚度使强化效果小幅下降,5mm、10mm和15mm厚的泥饼强化效果分别为33.3%、31.3%和30.4%.

2020 Vol. 40 (6): 2546-2553 [摘要] ( 261 ) [HTML 1KB] [ PDF 920KB] ( 589 )
土壤污染与控制
2554 黄亚楠, 潘少明, 肖智, 邓树林
中国表层土壤中239+240Pu的空间分布与变异性研究

为了解中国表层土壤中239+240Pu比活度和240Pu/239Pu的范围、空间分布以及变异性,利用统计分析和数学模型的方法,定量分析了1991~2019年中国表层土壤239+240Pu比活度和240Pu/239Pu的范围,空间分布以及产生空间变异性的原因.结果表明:中国表层土壤中240Pu/239Pu比值集中在0.18的概率为99%,全球大气核试验沉降是中国表层土壤中239+240Pu的主要来源;表层土壤中239+240Pu比活度处于低放射水平(£1Bq/kg的概率为94%),西北和东北地区的表层土壤中239+240Pu比活度有较高的空间变异性.239+240Pu分布的空间变异性受到大气混合、冠层效应、土壤粒度、有机质和迁移(横向迁移和纵向迁移)的影响.同时,本文系统梳理了计算表层土壤中239+240Pu空间变异的数学模型,为定量评估239+240Pu的环境水平提供有效的方法.

2020 Vol. 40 (6): 2554-2564 [摘要] ( 363 ) [HTML 1KB] [ PDF 1416KB] ( 823 )
2565 王金成, 井明博, 张绍鹏, 刘光琇, 陈拓, 周天林, 吴胜伟
不同生物质炭对陇东黄土高原石油污染土壤的修复作用

为了分析比较不同生物质炭对陇东黄土高原地区石油污染土壤的修复作用,以玉米秸秆(JYB),小麦秸秆(JXB)和苹果树枝条(JGB)为原料制备生物质炭,以适生植物金盏菊(Calendula officinalis)为供试植物(J),在甘肃省庆阳市长庆油田公司采油二厂实施了为期4个月的油污土壤场地修复试验.采用常规方法研究了土壤总石油烃(TPH)降解率、植物生长指标、土壤理化和酶活性及土壤微生物群落结构对外源施用不同生物质炭的响应情况.结果显示:JYB和JGB处理组土壤TPH降解率相对较高(P < 0.05),分别为(59.89±2.23)%和(58.17±1.89)%;外源施用3种生物质炭均可显著增加金盏菊株高、地上和地下部干重、土壤速效氮、磷、钾含量以及土壤脱氢酶和多酚氧化酶活性,但与JXB处理组相比,JYB和JGB处理组的根长、过氧化氢酶和脲酶活性则分别增加了23.81%、18.89%,153.12%、80.13%和188.66%、117.45%(P < 0.05);此外,JYB和JGB处理组的鞘氨醇单胞菌属、油螺旋菌属、志津氏菌属、Salinimicrobium属、不动杆菌属、红球菌属、食烷菌属和诺卡氏菌属等具备石油污染物降解功能的优势菌属相对丰度显著高于其他处理组(P < 0.05). 综上,JYB和JGB处理组通过增加金盏菊根际土壤多酚氧化酶(R2=0.9786,P=0.001)和脱氢酶活性(R2=0.9713,P=0.005)、微生物群落Shannon指数(R2=0.7311,P=0.036)、Chao1指数(R2=0.6361,P=0.041)和碱解氮含量(R2=0.6112,P=0.046)的方式改变土壤微生物群落结构和组成,进而提升了土壤TPH降解率.因此,陇东黄土高原地区油污土壤植物生态修复时宜选用玉米秸秆(JYB)和苹果树枝条(JGB)生物质炭作为土壤调理剂.

2020 Vol. 40 (6): 2565-2576 [摘要] ( 386 ) [HTML 1KB] [ PDF 933KB] ( 912 )
2577 靳文娟, 魏忠义
柴河铅锌矿尾矿库复垦治理中不同覆土与植被措施的效益估算

以铁岭柴河铅锌矿尾矿库复垦治理为例,根据尾矿库“生态封闭”原理,选取表层覆土50cm种植紫穗槐(措施1)、设置土工布隔离后覆土30cm种植紫穗槐(措施2)和厚覆土150cm种植刺槐与紫穗槐(措施3)等3种不同覆土及植被措施,运用影子工程法、替代成本法、恢复费用法和生态价值法等方法,构建尾矿库覆土与植被措施的效益估算模型,估算各措施的深层淋滤污染扩散防治效益、地表径流侵蚀扩散防治效益和风蚀扩散防治效益.效益估算结果表明:措施1、措施2和措施3的深层淋滤污染扩散防治效益分别为2975.24,3449.56,3604.75万元/a;3种措施可在不同程度上减少表层覆土流失、下游河道淤积及水体重金属污染,产生的地表径流侵蚀扩散防治效益分别为1222.66,2585.71,2586.75万元/a;3种覆土及植被措施均可有效抑制重金属风蚀污染扩散,产生的风蚀扩散防治效益分别为1235.45,1235.45,1237.86万元/a. 3种覆土及植被措施在重金属污染防治方面的综合效益分别为5433.35,7270.72,7429.36万元/a. 深层淋滤污染扩散防治效益在综合效益中所占比重最大,尾矿库覆土及植被措施的选择应以控制雨水入渗淋滤为主,结合降雨、蒸发等气象因素和覆盖土壤特性等,考虑治理成本,合理确定覆土厚度以及设置隔离层的必要性.

2020 Vol. 40 (6): 2577-2587 [摘要] ( 258 ) [HTML 1KB] [ PDF 1005KB] ( 629 )
2588 张兰萍, 闵文豪, 范志强, 赵秀兰, 魏世强
酸性紫色水稻土颗粒有机质对镉的吸附特性

采集典型的酸性紫色水稻土(APPS),从中分离出颗粒有机质(POM),通过批量试验研究POM及其来源土壤Cd2+的吸附动力学、等温吸附和热力学特征,通过扫描电镜-能谱仪、傅里叶红外光谱仪等手段及吸附前后镉的形态变化的测定,研究了POM对Cd2+的吸附机制.结果表明:POM对Cd2+的亲和力远高于其来源土壤.POM及土壤对Cd2+的吸附动力学最优模型均为准二级动力学.Langmuir、Freundlich方程均能较好地描述其等温吸附特征,其中对POM,以Freundlich方程更优,表明POM对Cd2+的吸附属于多分子层的非均质吸附.吸附热力学参数△Gθ均小于0、△Hθ和△Sθ均大于0,表明吸附属于自发吸热过程.根据△Hθ值及解吸试验判定POM对Cd2+的吸附以化学吸附为主,土壤对Cd2+的吸附过程以物理吸附为主.吸附平衡后,土壤中可交换态镉比例提高,而POM中交换态和络合态镉比例增加.综上及吸附前后POM的表征结果说明,POM对Cd2+的吸附机制包括含氧官能团的络合、离子交换、阳离子-π键、沉淀作用和静电吸附.

2020 Vol. 40 (6): 2588-2597 [摘要] ( 296 ) [HTML 1KB] [ PDF 1172KB] ( 710 )
2598 罗庆, 吴中平, 谷雷严, 单岳, 孙丽娜
辽河干流河岸带土壤有机磷酸酯污染特征研究

本研究分析了辽河干流河岸带土壤中有机磷酸酯(OPEs)的含量水平,阐明了其空间分布特征,探讨了OPEs含量与土壤总有机碳(TOC)的关系,评估了OPEs造成的潜在生态风险.结果表明,13种OPEs在辽河干流河岸带土壤中的总浓度范围为19.6~89.4ng/g,平均浓度为44.2ng/g,处于国内外研究的较低水平;河岸带土壤中OPEs的含量总体上表现为上游较低、中下游较高,辽河上游主要由烷基OPEs和TPPO(Triphenylphosphine oxide)组成,辽河中下游主要是烷基OPEs;辽河干流河岸带土壤中OPEs的含量与土壤TOC含量没有相关性,这与OPEs的疏水特性有关;各OPEs单体的危害熵以及12种OPEs的总危害熵均低于1,表明辽河干流河岸带土壤中OPEs造成的生态风险较小.

2020 Vol. 40 (6): 2598-2603 [摘要] ( 260 ) [HTML 1KB] [ PDF 801KB] ( 1053 )
环境生态
2604 周琳, 吴海轮, 徐华林, 沈小雪, 柴民伟, 李瑞利
粤港澳大湾区红树林湿地鸟类生态健康评价——以深圳湾为例

基于层次分析法构建了红树林湿地鸟类生态健康评价指标体系,并以深圳湾福田红树林湿地为例评价了粤港澳大湾区红树林湿地鸟类生态健康.结果表明:红树林湿地鸟类生态健康评价功能层指标的权重为:栖息地适宜性指数(0.443) > 栖息地重要性指数 (0.283) > 栖息地环境风险指数(0.181) > 鸟类群落健康指数(0.094);9个鸟类生态健康指标的权重和赋值分别为鸟类多样性(0.094,4)、栖息地重要性(0.283,3)、土地退化(0.147,3)、噪声(0.074,1)、光污染(0.074,4)、建筑物影响(0.148,2)、重金属污染(0.089,5)、有机污染暴露(0.056,2)和生物入侵(0.035,4);深圳湾福田红树林湿地鸟类生态健康综合指数为3,处于“亚健康”状态,即当前栖息地适宜性下降,存在一定的环境风险.结合深圳湾的生态现状,建议建立鸟类动态监测网络,促进科学高效的鸟类保护决策的形成,加强城市噪音管制,降低人为活动的直接影响,提升红树林湿地鸟类生境适宜性;同时,加强环境监测力度,严控污染物排放,降低环境风险,整体提升红树林湿地鸟类生态健康水平.

2020 Vol. 40 (6): 2604-2614 [摘要] ( 385 ) [HTML 1KB] [ PDF 752KB] ( 787 )
2615 门姝慧, 黄占斌, 李昉泽, 王平
黑腐酸对Cd2+的吸附响应面优化及机理研究

以山西褐煤为原材料制备黑腐酸,选择吸附温度、时间、pH值、黑腐酸用量和Cd2+初始浓度5个影响因素,采用Box-Behnken响应面法对吸附条件进行优化,分别建立黑腐酸对Cd2+的吸附容量和吸附率的二次多项式模型,确定最优吸附条件.将吸附过程拟合等温吸附方程,进行热力学分析,并对材料进行表征.结果表明,pH值、黑腐酸用量和底物浓度为黑腐酸吸附Cd的显著影响因素,优化后的条件为温度308K、时间107.82min、pH=5.55、黑腐酸用量0.05g,底物浓度95.56mg/L,表明黑腐酸是一种良好的吸附材料,吸附效果随温度的升高而增大,能够处理高浓度重金属污染.吸附过程符合Langmuir模型,308K下最大吸附量为54.20mg/g;热力学分析得ΔG0 < 0、ΔH0 > 0、ΔS0 > 0,即反应是自发的吸热熵增反应;黑腐酸表面粗糙多孔,具备良好的比表面积与孔隙结构,具有多种官能团,吸附反应有羟基、羧基等参与形成氢键,并与无机矿物发生离子交换.本研究可为揭示黑腐酸对重金属的吸附机理提供理论依据.

2020 Vol. 40 (6): 2615-2626 [摘要] ( 291 ) [HTML 1KB] [ PDF 1115KB] ( 701 )
2627 宋伦, 毕相东, 宋广军, 杜静, 吴金浩, 王志松, 胡超魁
海洋真核微藻粒级结构及其环境影响因素

采用高通量测序-分子鉴定分级技术于2018年对大长山岛临近海域微藻粒级结构进行了研究,同时探讨了叶绿素a分级法测算微藻粒级结构的误差.结果发现,叶绿素a分级法测算微微型藻类(< 3μm)误差高达82%,严重低估了小粒径微藻的组成,分子鉴定分级法测算春季小粒径微藻生物量组成平均为86%,夏季平均为52%,秋季平均为20%.春季优势种抑食金球藻生物量占41%,夏季优势种金牛微球藻生物量占21%,这2种微微型藻类会严重影响滤食性贝类正常摄食生长,养殖风险较高.总氮、总磷、溶解硅等环境因子和贝类摄食的下行效应影响着该海域微藻粒级结构的变化.

2020 Vol. 40 (6): 2627-2634 [摘要] ( 281 ) [HTML 1KB] [ PDF 508KB] ( 758 )
2635 潘明慧, 兰思仁, 朱里莹, 刘是亨, 张雪, 修新田
景观格局类型对热岛效应的影响——以福州市中心城区为例

以“火炉”城市之一福州市为例,运用RS与GIS技术、半变异函数分析等方法,以2009年、2018年Landsat TM/OLI系列影像为数据源,从城市尺度分析了景观格局与城市热岛的关系,从景观格局特征尺度分析了景观格局类型对热岛效应的影响.结果表明:从2009年、2018年9个景观格局指数计算结果显示福州市中心城区景观格局破碎化程度增加;2009年与2018年的景观格局特征尺度分别为3600m,2500m,表明后者的景观格局更为丰富;虽然主城区的热岛效应得到了一定缓解,但城市热岛的范围逐渐扩大,八个新城分别成为了新的热岛中心;不同景观格局类型的热岛效应的严重情况依次为:纯人工本底格局 > 人工本底的散布格局 > 人工本底的指状、网络格局 > 自然本底的指状、网络格局 > 自然本底的散布格局 > 纯自然本底格局.研究以期通过细化景观格局研究尺度,为具有热岛降温作用的景观格局提出优化的方向.

2020 Vol. 40 (6): 2635-2646 [摘要] ( 389 ) [HTML 1KB] [ PDF 3310KB] ( 805 )
2647 吕雅宁, 解莹, 王少明, 渠晓东, 张敏
基于底栖动物群落相似性的黑水河替代生境的研究

金沙江下游(以下简称“金下”)是重要的鱼类种质资源保护区,也是长江大保护关注的重要区域.在当前金下几座大型梯级水电站逐渐投入运行的背景下,区域内的水生态保护问题受到广泛关注.本研究中通过对金下3条主要支流(黑水河、西溪河和赤水河)进行底栖动物群落相似性分析,并结合环境因子对其相似性格局的影响进行了分析,探讨黑水河作为金沙江替代生境的可能性.研究发现,三条河流底栖动物主要由蜉蝣目、毛翅目和双翅目组成,三条河流中绝对优势类群均为蜉蝣目.黑水河和赤水河底栖动物的密度、生物量和生物多样性总体上高于西溪河.底栖动物群落相似性比较发现,黑水河与赤水河的上游群落结构相似性较高,且均以四节蜉科的敏感种为主要优势类群,而与距离黑水河更近的西溪河则表现出较低的相似性.典范对应分析发现海拔和总氮是影响底栖动物群落结构最显著的因子(P < 0.05),分别代表了区域尺度的因子和局域生境的特征.虽然赤水河上游总体上受总氮影响较高,但相较于其他地区,其群落结构依然与黑水河上游更为相似,可能归因于两条河流更相似的物理生境.这表明即便在较大的空间尺度上,局域微生境对底栖动物群落仍具有较强的塑造作用.黑水河因与生态状况良好的赤水河在底栖动物群落相似性、生物量以及多样性特征上均较为相似,可以推测黑水河在该区域内可作为替代生境承担部分生态功能.

2020 Vol. 40 (6): 2647-2657 [摘要] ( 334 ) [HTML 1KB] [ PDF 874KB] ( 1451 )
2658 刘芃岩, 高兰, 张雅婧, 李占圣, 李牧原
碱性及含硫化合物对十溴联苯醚热降解的影响

将十溴联苯醚(BDE-209)于400~600℃的温度范围内进行热降解,利用GC、GC/MS对产物种类及含量变化进行分析,讨论了温度、时间、碱性化合物和含硫化合物对BDE-209降解以及对溴代二噁英生成的影响.结果表明.温度和时间均是BDE-209热降解和生成溴代二噁英的重要影响因素;热降解40min时,450℃条件下溴代二噁英生成量最多;产物种类证实碱性化合物通过与BDE-209脱溴形成的HBr反应促进降解,且可抑制二噁英的生成;含硫化合物的添加同样促进BDE-209降解,抑制二噁英的形成,其详细的抑制机理有待进一步确定,BDE-209的降解反应有两种情况,即苯环上的脱溴反应和醚键的断裂反应.

2020 Vol. 40 (6): 2658-2663 [摘要] ( 218 ) [HTML 1KB] [ PDF 344KB] ( 508 )
环境微生物
2664 骆韵涵, 柯志滨, 钟超, 程扬健
红树林土壤解磷菌的分离鉴定及解磷特性

从罗源湾红树林根际土壤中分离解磷菌,筛选出洋葱伯克霍尔德菌(Burkholderia cepacia, NR 113645.1)和短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus, NR 043242.1),研究它们的解磷特性和动态解磷过程. HPLC结果表明, B. cepacia菌液上清中含葡萄糖酸、丙酮酸、乳酸、乙酸、丁二酸, 这些有机酸的产生导致磷酸盐溶解. B.pumilus菌液上清中仅检测到少量的葡萄糖酸, 因此该菌溶磷效果不佳. 在细菌动态溶磷过程中发现, 经B. cepacia菌处理的磷酸钙, 其X射线衍射(XRD)特征峰强度随时间的增长降低, 显微镜图像显示磷酸钙颗粒随时间增长变小, 甚至消失. 而经B.pumilus菌处理的结果表明, 在试验期间内磷酸钙峰强度和颗粒大小没有明显变化. 细菌产生有机酸是溶解磷酸盐的重要前提, 这是解决板结土壤中难溶性磷源转化为生物可利用磷源问题的关键.

2020 Vol. 40 (6): 2664-2673 [摘要] ( 292 ) [HTML 1KB] [ PDF 2436KB] ( 731 )
2674 杨文焕, 张元, 王志超, 石大钧, 李卫平
寒旱区湖泊沉积物中固氮微生物群落特征——以包头南海湖为例

为了探究寒旱区湖泊中固氮菌的地区差异性,利用固氮菌特异性功能基因nif H对南海湖沉积物中的固氮菌进行测定并分析其与环境因子之间的相互作用关系.结果表明:不同湖区优势固氮菌群落组成存在差异,整体上由3门(蓝藻门、厚壁菌门、变形菌门)10属(蓝藻菌属、着色菌属、梭菌属、鱼腥藻属、红螺菌属、厌氧粘细菌属、荚硫菌属、柱孢藻属、根瘤菌属、假单胞菌属)组成;寒旱区特有的冰封期长、紫外线照射强等环境条件导致沉积物中的主导固氮菌为蓝藻门下的微生物.冗余分析结果表明:较高的C/N和TP是固氮菌生存的必要营养条件,可以促进固氮反应的顺利进行,较高的TN和NH3-N含量及较低的pH值会抑制表层沉积物部分固氮微生物的生长,较高的pH值尤其会抑制鱼腥藻属、荚硫菌属、蓝藻菌属、红螺菌属的生长.本研究通过探讨寒旱区固氮微生物在沉积物中的分布来研究固氮作用的潜在功能,进一步补充其在氮循环中的重要作用.

2020 Vol. 40 (6): 2674-2682 [摘要] ( 349 ) [HTML 1KB] [ PDF 977KB] ( 824 )
2683 刘旻霞, 蒋晓轩, 李全弟, 南笑宁, 夏素娟
兰州北山不同植被土壤可培养微生物丰度变化特征及影响因素

以黄土高原中部的兰州北山为对象,通过野外取样和室内分析,动态监测黄土高原半干旱区两种人工林地生态系统的微生物类群分布规律.结果表明:试验区环境因子差异较大,林地土壤含水量、有机碳、全氮均高于荒地.全磷随植被类型变化差异不显著,随季节变化差异显著.土壤温度夏季 > 秋季 > 春季 > 冬季,土壤容重与有机碳、全氮含量呈显著负相关.不同植被类型土壤微生物丰度四季变化趋势为:细菌 > 放线菌 > 真菌的分布规律.微生物类群总数整体表现为林地高于荒地.回归分析显示:土壤pH值与细菌数量、放线菌数量及微生物总数均呈显著正相关(P < 0.05),而与真菌呈显著负相关(P < 0.05);土壤容重与真菌数量呈显著负相关(P < 0.05);土壤温度与细菌、真菌及微生物总数均表现出显著正相关(P < 0.05).通径分析表明,pH值对细菌数量的直接通径系数最大,容重对真菌数量的直接通径系数最大,土壤含水量对放线菌数量直接通径系数最大.研究显示,兰州北山植被恢复区土壤的有机碳、全氮、全磷等林地高于荒地,表明植被恢复对微生物的数量与种类有影响,且混交林的造林方式适宜兰州北植被恢复.

2020 Vol. 40 (6): 2683-2691 [摘要] ( 267 ) [HTML 1KB] [ PDF 401KB] ( 1233 )
2692 韩辉, 蔡红, 王晓宇, 刘慧娴, 陈兆进, 姚伦广
产多胺细菌阻控空心菜富集Cd和Pb效应

通过产多胺筛选培养基,借助超高效液相色谱技术,本研究从重金属污染农田空心菜根际土壤中筛选具有钝化重金属的产多胺细菌,并通过水培试验研究功能菌株对空心菜生长、多胺含量和抗氧化酶活性以及Cd和Pb吸收的影响.结果显示,从空心菜根际土壤中共分离到9株高产多胺的细菌菌株,其中Enterobacter bugandensisYX6能够分泌精胺和亚精胺,Klebsiellaquasivariicola YX8能够分泌腐胺.在LB培养基中,菌株YX6和YX8对Cd和Pb吸附去除率均大于80%.水培试验表明菌株YX6和YX8能够显著提高空心菜地上部和根部多胺(29.3%~180%)的含量以及可食用部分超氧化物歧化酶(18.5%-42.7%)和过氧化物酶(46.2%~100%)的活性,进而显著提高了空心菜地上部(21.2%~40.9%)和根部(43.3%~68.2%)的干重,同时降低了空心菜地上部和根部Cd(45.8%~69.5%)和Pb(42.4%~63.6%)的含量.产多胺细菌E.bugandensisYX6和K.quasivariicola YX8不仅能够提高空心菜生物量和抗氧化酶活性,还能低空心菜对Cd和Pb的吸收,为重金属超标农田安全利用和减少蔬菜中的重金属含量提供菌种资源.

2020 Vol. 40 (6): 2692-2699 [摘要] ( 323 ) [HTML 1KB] [ PDF 513KB] ( 654 )
环境毒理
2700 张佳勇, 唐乐, 于秋丽, 阮琴, 章子贵
Fas/FasL途径在氟暴露致PC12细胞凋亡中的作用

为了探讨Fas/FasL途径在氟暴露致PC12细胞凋亡中的作用及其机制,采用含20、40、80、160mg/L NaF培养液处理PC12细胞.结果表明,所有剂量NaF处理12、24、36、48h,PC12细胞活性升高;上述不同剂量NaF处理24h后,与对照组比,PC12细胞的活性氧水平、细胞凋亡率、细胞内Fas/FasL信号转导通路Fas和FasL、Caspase8、FADD、Caspase3基因和蛋白表达水平均呈显著上升(P < 0.05),而Bid基因和蛋白表达水平显著下降(P < 0.05),且呈氟暴露剂量依赖性.结果提示Fas/FasL途径在氟暴露致PC12细胞凋亡中起重要作用,其中FADD可能是Fas/FasL凋亡途径中的重要靶分子.

2020 Vol. 40 (6): 2700-2707 [摘要] ( 304 ) [HTML 1KB] [ PDF 747KB] ( 930 )
2708 金彩霞, 黄刘群, 魏闪, 邹威, 张杏丽, 孙瑞莲
磺胺嘧啶胁迫下作物根际微生物群落结构响应

为了研究在磺胺类兽药胁迫下,两种作物在不同生长期根际微生物群落结构的响应,采用室内根际箱培养实验,测定玉米、小麦根际微界面土壤磷脂脂肪酸的量,研究在磺胺嘧啶(SD)胁迫下,不同作物根际土壤微界面微生物群落结构的空间变化.结果表明,SD对根际微生物活性的有抑制作用,且强度随浓度增加而增强.同一浓度SD作用下,根际微界面微生物生物量不同,在实验中,根际3mm和根室的微生物生物量最大,且二者之间差异不显著.不同微生物对根际效应敏感程度不同,细菌、革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、蓝细菌和硫酸盐还原菌根际效应明显.在SD胁迫下,根际不同微界面土壤微生物群落结构变化明显.细菌、G+、G-、放线菌的生物量,随SD浓度升高而下降,主要表现为抑制效应,而对真菌生物量则表现为激活效应,生物量增加. 小麦根际土壤真菌:细菌(F/B)随SD浓度的升高,比值增大,在高浓度(5mg/kg)胁迫下,F/B比值最大(0.74),与对照差异显著(P < 0.05),说明土壤污染修复能力增强,而sat/mono比值在高浓度SD胁迫下降低,说明微生物群落结构向有利于SD降解的方向转化.根际效应有助于SD的降解,在1mg/kg SD作用下,小麦根际土壤降解率为7.01%,而非根际土壤降解率仅为2.49%,不同作物表现出的根际效应强弱不同,玉米根际效应强于小麦.

2020 Vol. 40 (6): 2708-2714 [摘要] ( 324 ) [HTML 1KB] [ PDF 564KB] ( 846 )
环境影响评价与管理
2715 马中, 蒋姝睿, 马本, 刘敏
中国环境保护相关电价政策效应与资金机制

本文从电价政策优化视角,分析了环保电价与可再生能源电价的目标、补贴率变化,首次核算了两类政策的资金总额,对比评估了两类政策的资金规模、微观作用机制、资金机制和决策机制.结果发现,环保电价长年稳定,为燃煤发电行业污染治理资金提供了稳定预期,实现了污染物的快速减排;可再生能源上网标杆电价多次下调,激励企业技术进步的同时,助长了企业投机行为.微观作用机制上,环保电价刺激了燃煤发电企业治污技术进步、企业私人成本下降,但社会承担了较高的污染治理成本;而可再生能源电价政策促进了发电社会成本的下降.可再生能源电价资金传导机制更为刚性,但存在附加征收率不高、资金缺口大等问题,政策设计未做到激励相容.2015年环保电价与可再生能源电价补贴资金总额分别为767.97亿元(不含税)和429.1亿元(供给侧).环保电价资金总额超过可再生能源电价资金总额,强化了燃煤发电成本优势,制约了可再生能源发展,不利于电力结构的清洁化.

2020 Vol. 40 (6): 2715-2728 [摘要] ( 289 ) [HTML 1KB] [ PDF 1096KB] ( 1193 )
2729 庞军, 许昀, 石媛昌, 高笑默
我国能源资源税改革对城乡居民的收入分配效应——基于CGE模型的分析

通过构建包含7个城镇居民组和5个农村居民组的多收入阶层CGE模型,并将劳动力要素分为农业劳动力、技术工人和生产工人3类,在低税率、实际税率和高税率三种情景下模拟了煤炭、石油和天然气资源税改革单独实施和同时实施对城镇和农村居民的收入分配效应,并对税收补偿措施的效果进行分析.结果表明:单独实施煤炭资源税或天然气资源税改革对城镇居民组收入差距有正向的缩小作用,有利于收入分配公平,但对农村居民组收入差距起到负向的扩大作用,不利于收入分配公平;单独实施石油资源税改革则同时缩小了城镇和居民组的收入差距,有利于收入分配公平;同时实施三类能源资源税改革的收入分配效应与税率组合方式有关;将能源资源税收入以补贴的方式返还给农村居民可以缩小其收入差距,有利于收入分配公平.

2020 Vol. 40 (6): 2729-2740 [摘要] ( 313 ) [HTML 1KB] [ PDF 657KB] ( 950 )
2741 范丹, 梁佩凤, 刘斌
雾霾污染的空间外溢与治理政策的检验分析

以2006~2016年城市层面数据为样本,结合空间扩散效应深入探究雾霾污染的影响机理,并对已出台治霾政策的治理效果和传导机制进行识别.研究发现:考察期内我国雾霾污染具有一定时滞性、空间相关性和时空“警示作用”;以往环境规制由于诱发污染产业地区间就近转移对减霾贡献并未达到预期效果.“大气十条”的治霾效果明显,到2016年该政策的实施使重点关注的三大经济带PM2.5显著降低约7.1%,其中,中部和东部区域政策实施城市治理效果最为显著;政策实施以来各地区环保部门通过对重污染企业的限产整治取得了降霾的短期治理效果,但对重污染企业的创新激励传导作用并不显著.因此,未来雾霾治理政策更需注重如何通过激发企业绿色技术创新从而建立根治雾霾污染的长效机制.

2020 Vol. 40 (6): 2741-2750 [摘要] ( 293 ) [HTML 1KB] [ PDF 959KB] ( 735 )
2751 赵若楠, 董莉, 白璐, 张玥, 李雪迎, 乔琦, 谢明辉, 王伟
光伏行业生命周期碳排放清单分析

本研究建立了光伏行业生命周期碳排放清单,并在处置阶段对不同处置情景的碳排放进行比较.通过现场、资料调研和工艺研发应用的方式,获得光伏行业生产、使用、处置阶段及三个情景的资源、能源的输入/输出和污染物排放数据.结果表明:光伏行业碳排放集中在生产阶段,其中又以高纯多晶硅生产过程的碳排放最高;使用阶段碳排放较小,仅为生产阶段的3%;电耗是最主要的碳排放因素,占生产和使用阶段碳排放的64.98%.处置阶段的3种情景的碳排放由大到小依次是填埋 > 拆解 > 热解,除了填埋略微增加碳排放外,拆解和热解都能显著降低行业碳排放,可分别降低6.03%和33.59%.研究显示采用热解回收技术的光伏组件生命周期单位发电量碳排放强度,不仅低于同类研究,还远低于我国当前电力结构的碳排放水平,发展光伏行业可实现环境与能源双赢.

2020 Vol. 40 (6): 2751-2757 [摘要] ( 927 ) [HTML 1KB] [ PDF 475KB] ( 2951 )
2758 钟顺昌, 闫程莉, 任娇, 刘秀丽
中国省域空间集聚结构对霾污染的影响——基于2000~2013年面板数据的经验证据

分析了省域空间集聚结构对霾污染的影响效应及渠道机制,以PM2.5年度均值作为衡量霾污染的指标,利用城市夜间灯光数据构建了表征中国省域空间集聚结构的首位城市发展指数、城市规模等级结构扁平化指数与省域多中心指数.基于静态面板数据模型、工具变量方法和中介效应模型进行实证检验.结果表明:当前首位城市发展加剧了省域霾污染;省域城市规模等级结构扁平化也并不能有效改善霾污染;而省域多中心对霾污染具有促降效应;能源利用效率是省域空间集聚结构影响霾污染的重要渠道之一.基于此,本文建议需稳步实施省域多中心发展战略,建构多中心的大气环境治理结构与治理机制.

2020 Vol. 40 (6): 2758-2769 [摘要] ( 287 ) [HTML 1KB] [ PDF 605KB] ( 1049 )
2770 彭甲超, 肖建忠, 李纲, 易明
长江经济带农业废水面源污染与农业经济增长的脱钩关系

推进农业废水面源污染与农业经济增长的脱钩,是实现长江经济带农业经济高质量发展的迫切要求,因此,本文测算分析了2011~2016年长江经济带农业废水中氨氮、化学需氧量、总磷、总氮排放量与农业经济增长的脱钩关系及其演化趋势,结果表明:长江经济带农业废水面源污染总脱钩指数的变动幅度较小且小于0,但2015~2016年各污染源脱钩程度有所恶化;分省统计结果方面,四川农业废水中氨氮和化学需氧量排放脱钩为扩张性负脱钩,贵州、江苏、江西、上海、云南以及重庆化学需氧量排放为绝对脱钩,污染物排放绝对脱钩的省市主要位于长江经济带中游;农业废水面源污染的氨氮、化学需氧量排放的异质性空间边界溢出效应较明显,而总磷、总氮排放同质性溢出效应较明显;农业废水面源污染排放物的Moran’s I随距离升高,但随着空间边界地理距离的拉大,长江经济带农业废水面源污染的空间溢出效应脉冲式递减;氨氮、化学需氧量、总氮和总磷的排放对农业经济增长的长期影响呈U型趋势,影响效应贡献最大的为化学需氧量,其次为氨氮,总磷和总氮的影响较小,而总磷的影响持续为正.

2020 Vol. 40 (6): 2770-2784 [摘要] ( 367 ) [HTML 1KB] [ PDF 1638KB] ( 1055 )
中国环境科学
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