中国环境科学
 
 
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关于举办第二届《中国环境科学》青年论坛的通知
关于举办第一届《中国环境科学》青年论坛的通知（第三轮）
关于举办第一届《中国环境科学》青年论坛的通知
回首43载，扬帆再起航——记《中国环境科学》发展历程
《中国环境科学》第七届编辑委员会成立大会暨第一次会议成功举办
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“固体废物和新污染物治理”专栏征稿启事
“农业农村污染防治”专栏征稿启事
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《中国环境科学》2021年度优秀论文公告
喜报：《中国环境科学》1篇论文入选中国科协第七届优秀科技论文遴选计划
最美科技工作者--郝吉明
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“温室气体减排与气候变化”专栏征稿启事
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关于新冠病毒疫情防控期间稿件咨询的公告
“生物多样性”专栏征稿启事
“固体废物、城市矿产与循环经济”专栏征稿启事
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土壤污染防治专辑征稿启事
喜报：《中国环境科学》刊发论文获评“第四届中国科协优秀科技论文”
垃圾分类”专栏征稿启事
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“生物多样性”专题征稿启事
“无废城市”专栏征稿启事
“长江经济带生态环境保护”专栏征稿启事
关于稿费审稿费发放方式变更的公告
喜报：《中国环境科学》刊发论文获评“第三届中国科协优秀科技论文”
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》影响因子学科排名再获第一
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《中国环境科学》2009-2013年发表的论文中有20篇入选 “领跑者5000”提名论文
《中国环境科学》影响因子学科排名蝉联第一
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中国环境科学2010年度引证指标
中国环境科学再次被评选为精品科技期刊
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2020年 40卷 12期
刊出日期 2020-12-20
环境毒理与健康
大气污染与控制
水污染与控制
固体废物
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
5105 陈兰夏迪, 林钦浩, 彭超, 唐明金, 王新明, 毕新慧
生物气溶胶的吸湿性
归纳了有关气溶胶吸湿性的测量方法以及过去近30a来文献中报道的生物气溶胶吸湿性的主要研究成果，总结了不同种类生物气溶胶之间吸湿性的差异.已有研究表明，绝大部分的生物气溶胶粒子都具有一定的吸湿性，当相对湿度为90%时，吸湿增长因子约为1.04（真菌孢子）~1.22（细菌），花粉颗粒物吸湿后的质量与之前的比值为1.30~1.55.最后，提出了目前关于生物气溶胶吸湿性研究中尚未解决的科学问题及该领域的主要发展方向.
2020 Vol. 40 (12): 5105-5114 [摘要] ( 486 ) [HTML 1KB] [ PDF 579KB] ( 2494 )
5115 王申博, 范相阁, 和兵, 张瑞芹, 王玲玲
河南省春节和疫情影响情景下PM2.5组分特征
2020年1月我国爆发了新型冠状病毒疫情，期间我国各地区大气污染源排放特征发生了显著改变.为研究该情景下PM2.5组分特征，本研究于2020年1月1日~2月13日利用在线观测仪器对郑州、安阳和新乡市进行连续观测.根据春节假期和疫情爆发，将研究时期分为春节前（1月1~23日）、春节疫情期（1月24~31日）和节后疫情期（2月1~13日）.受疫情和有利的气象条件影响，节后疫情期间郑州、安阳和新乡市除O3外其它污染物浓度较春节前均明显下降，其中NO2和PM2.5的降幅分别为65%、52%、72%和51%、55%、54%，但是污染物浓度仍较高，表明未来河南省冬季大气污染的较大幅度改善面临巨大挑战.从颗粒物组分来看，二次无机盐和有机物是观测期间PM2.5的主要组分.春节疫情期3个城市受烟花爆竹的影响较小，并且硝酸根和扬尘的贡献相比春节前轻微下降.节后疫情期间郑州、安阳和新乡市PM2.5中硝酸根浓度和占比显著下降，占比降幅为10.6%、4.1%和4%；硫酸根和有机物的占比上升，其中二次有机碳的贡献增大.以郑州市为例分析硝酸盐生成，相比春节前，节后疫情期间不同污染时段硝酸根的占比均下降，但硝酸根仍是污染时段PM2.5中占比最高的组分.日变化特征表明节后疫情期间大气中O3浓度和湿度的增高可能促进了NO2的转化，因此下一步应采取PM2.5和O3的协同管控，重视NO2和VOCs的协同减排.
2020 Vol. 40 (12): 5115-5123 [摘要] ( 408 ) [HTML 1KB] [ PDF 894KB] ( 1734 )
5124 苏翠平, 孙逸飞, 曹礼明, 王川, 黄晓锋, 何凌燕
加入SOA示踪的深圳大气PM2.5受体模型源解析
为厘清包括二次有机气溶胶（SOA）在内的深圳市区PM2.5各种一次和二次来源贡献，本文于2017年9月2日~2018年8月29日在深圳市大学城点位开展PM2.5样品采集，并进行化学组分和水溶性有机物（WSOM）质谱测量，共获得162组有效数据.观测期间深圳市大气PM2.5平均质量浓度为26μg/m3，在传统PMF源解析的基础上加入羧基离子碎片（CO2+）作为SOA的示踪物，加入水溶性有机氧（WSOO）用于计算各因子O/C，验证有机物解析效果.结果表明，SOA可以被独立解析出，其O/C明显高于其他一次污染源中有机物；机动车、二次硫酸盐、二次硝酸盐、SOA为最主要的4个源，对PM2.5质量浓度的贡献分别为25%、23%、17%和10%，船舶、地面扬尘、老化海盐、建筑尘、生物质燃烧、燃煤和工业贡献均在5%以内.各个源的变化特征表明，机动车、二次硫酸盐、二次硝酸盐、SOA等源贡献呈现冬高夏低的季节特征，与冬季季风条件下源自内陆的污染传输密切相关.污染天气时，二次硝酸盐和SOA的贡献增加相对最显著，因此NOx和挥发性有机物是减排的关键.
2020 Vol. 40 (12): 5124-5132 [摘要] ( 303 ) [HTML 1KB] [ PDF 642KB] ( 1923 )
5133 郭英哲, 高健, 王文兴, 秦孝良, 任建宁, 倪登峰
低成本大气颗粒物传感器的室外环境性能评测研究
对目前大气环境颗粒物监测中采用的基于光散射法的3种型号传感器进行了评测研究，其中A和B是用于室内环境监测，C用于室外环境监测.对3种型号颗粒物传感器与基于β射线方法的标准仪器MATONE BAM-1020对比，对传感器的变异性、时间序列、传感器与标准仪器的线性相关性、其他因素影响、数据质量五个方面开展了分析.结果表明：各型号颗粒物传感器之间有较强相关性（R2达到了0.95以上）；3种颗粒物传感器与标准仪器测量结果吻合度较高，R2分别为0.58，0.80，0.61，且在整个测试时间段内，传感器相对于标准仪器来说高估了PM2.5；高的相对湿度（RH>50%）和PM2.5/PM10（ratio）会对传感器产生影响.A、B、C三种型号传感器PM2.5数据平均绝对误差（MAE）分别为23.31，10.14，28.17μg/m3；归一化均方根误差（RMSE）分别为25.80，14.01，32.98μg/m3，准确性（A%）分别为51.39%，72.97%，46.51%.
2020 Vol. 40 (12): 5133-5141 [摘要] ( 383 ) [HTML 1KB] [ PDF 1381KB] ( 1158 )
5142 沈傲, 周慧娴, 樊琦, 田春艳, 常鸣, 王雪梅
珠江三角洲地区冬季硫、氮干沉降的来源解析
采用WRF-CMAQ模式对珠江三角洲地区2015年1月进行数值模拟，结合CMAQ的集成源解析方法ISAM对S、N及其干沉降的来源贡献进行分析.结果表明：珠江三角洲地区S、N干沉降量高值主要分布在广佛交界处以及珠江口附近，其逐日变化趋势主要受质量浓度变化影响，但在部分时间段受干沉降速率的影响亦相当显著.珠江三角洲区域内排放源对于S干沉降的平均贡献占比为36.2%，与其质量浓度区域内贡献占比相当，SO2干沉降速率增加以及背景风场变弱会使区域内贡献占比增加；区域内源对于N干沉降的平均贡献占比为32.4%，远小于其质量浓度区域内贡献占比，当NO2质量浓度减少，使得HNO3的质量浓度和干沉降量减少时，区域内贡献占比增加.对于珠江三角洲典型城市，广州S干沉降的本地贡献为27.7%，N为14.2%；江门S干沉降的本地贡献为9.6%，N为8.8%.2个城市对比而言，广州受本地的影响较江门显著，江门受其上风方向广州和佛山两市输送的影响显著，但当背景风场减弱时，江门本地贡献会有明显增加.
2020 Vol. 40 (12): 5142-5151 [摘要] ( 424 ) [HTML 1KB] [ PDF 1802KB] ( 1033 )
5152 李杰彪, 苏锐, 周志超, 郭永海
北山地区大气降水中水化学及稳定同位素特征
为揭示甘肃北山地区大气降水的水化学及同位素特征，利用2012~2019年度采集的97件大气降水样品，采用相关性分析，富集因子，气团后向轨迹分析等多种方法对北山地区稳定同位素变化特征及其影响因素，降水中主要离子变化特征，不同离子来源及贡献，水汽来源进行了分析.结果表明，北山地区区域降水线的斜率与截距均高于张掖地区大气降水线；该区降水中稳定同位素比率明显受季节性，温度和高程效应的影响，在年尺度下，降雨量效应不明显；该区降水中氘盈余变化较大，雨季降水中氘盈余显著小于旱季降水中氘盈余值；北山地区大气降水的水化学型主要为HCO3·SO4-Ca和HCO3-Ca型，降水中离子浓度具有明显的季节性变化，降雨量的增加对离子浓度具有一定的稀释作用；Na+受海源和陆源物质的双重影响；绝大部分的Ca2+，K+，HCO3-和部分Mg2+来源于陆源，SO42-与NO3-的主要来自于人类活动输入；区内冬夏季水汽来源基本一致，来源于西北方向的季风源是北山地区最主要的水汽来源.研究成果可为我国高放废物地质处置库选址和性能评价以及未来地下处置库建设提供依据，也有助于丰富西北干旱区的水文循环过程研究.
2020 Vol. 40 (12): 5152-5161 [摘要] ( 315 ) [HTML 1KB] [ PDF 2382KB] ( 1001 )
5162 许梦婕, 鲍艳松, 许丹, 陆其峰, 张兴赢
基于FY-4A卫星数据反演气溶胶光学厚度及分析应用
风云四号A星（FY-4A）是我国新一代静止气象卫星，多通道扫描成像辐射计（AGRI）是风云四号静止气象卫星的主要载荷之一.为探究FY4A数据用于气溶胶光学厚度（AOD）反演的可行性，基于FY-4A/AGRI数据，利用暗像元算法对2019年2月23~26日及10月27~30日京津冀地区AOD进行反演研究，并与AERONET地基观测AOD数据进行了对比分析.结果表明，基于FY-4A数据及构建响应函数库，通过暗像元方法能较好的反演出京津冀地区气溶胶空间分布；AOD主要的高值区体现在京津冀中南部地区并向周边郊区逐渐降低，在AOD值较大时此特征较为明显；将反演值与同期AERONET地基观测数据对比验证，相关系数达到0.869，均方根误差为0.221，表明AOD反演值与观测值吻合较好，FY-4A卫星数据反演AOD具有一定可行性.
2020 Vol. 40 (12): 5162-5168 [摘要] ( 539 ) [HTML 1KB] [ PDF 874KB] ( 2651 )
5169 侯灿, 张峰, 黄勇, 吴文玉, 邓学良, 陶明辉
华北地区沙尘天气垂直气溶胶直接辐射强迫
利用CALIOP数据和SBDART（Santa Barbara DISORT Atmospheric Radiative Transfer）辐射传输模式研究了2013~2016年华北地区8d沙尘天气气溶胶及其直接辐射强迫垂直分布特征，分析了气溶胶垂直分布和光学特性对直接辐射强迫的影响.结果表明，气溶胶集中分布在地表及以上3km范围，其中纯净沙尘型和污染沙尘型气溶胶位于上层，污染大陆型气溶胶和烟雾位于下层.大气层顶、地表和大气层的日均气溶胶直接辐射强迫分别是-38.41~-88.44，-74.03~-225.86，9.06~137.42W/m2.0~8km高度范围气溶胶直接辐射强迫是负值，且随着高度的增加绝对值逐渐减小.气溶胶垂直分布对大气层顶、地表和大气层的直接辐射强迫影响较小，但对直接辐射强迫垂直分布影响较大，由气溶胶廓线差异造成的同一高度层气溶胶直接辐射强迫最大差值能达到31.18W/m2.气溶胶光学厚度和单次散射反照率对直接辐射强迫影响明显.消光能力相同时，吸收性气溶胶对短波太阳光的衰减作用大于散射性气溶胶，后向散射比例大的气溶胶大于后向散射比例小的气溶胶.
2020 Vol. 40 (12): 5169-5181 [摘要] ( 373 ) [HTML 1KB] [ PDF 3735KB] ( 1328 )
5182 韩博, 何真, 张铎, 孔魏凯, 王愚
粤港澳大湾区飞机LTO污染排放因子及排放清单
针对2018~2019航季年粤港澳大湾区机场群，通过实际滑行时间修正和大气混合层高度对爬升/进近时间的修正，获得飞机主发动机排放因子和区内机场加权排放因子，同时考虑飞机辅助动力装置的排放，建立了区内飞机起飞着陆（LTO）污染排放清单.结果表明，区域内各机场污染物排放因子存在较大差异，主要来源于实际运行时间的修正以及各个机场不同的机型占比，其中NOx、CO、HC、SO2、PM 5类污染物的加权排放因子区内均值分别为17.58，8.60，0.79，1.37，0.15kg.排放量分别为15327.4，8066.7，728.4，1186.1，121.9t，绝大部分来自飞机主发动机排放.研究期内，NOx排放量在年内呈现夏秋季高、冬春季低的变化趋势，其他污染物排放量变化较为平缓.所有污染物在各机场排放量的次序较为一致，香港、广州白云分列前两位.各机型中，区内NOx及SO2主要来自A320排放，所占比例分别为19.5%、17.1%；CO及HC排放占比最大的机型均为A321，分别为25.4%、27.2%；PM排放量占比最大的机型是B738，约为23.1%.
2020 Vol. 40 (12): 5182-5190 [摘要] ( 431 ) [HTML 1KB] [ PDF 1441KB] ( 2280 )
5191 倪登峰, 林晶晶, 高健, 解静芳, 王杰, 郭英哲, 任建宁
碳质气溶胶(OC/EC)新型观测方法对比分析
基于热光反射法（IMPROVE A）和热光透射法（RT-Quartz）二种协议分析方法和新型OC/EC分析方法对济南市碳质气溶胶含量进行了对比观测.结果表明，协议方法在OC/EC的观测过程中因分析定义会造成碳质气溶胶质量浓度高估或者低估，且膜采样系统使离线分析的OC约为在线的1.65倍，而新型OC/EC测量方法相对于2种协议方法，去除了原理上和环境参数（如VOCs）可能导致的误差，在OC/EC/TC测量结果上均有一定优势，在实际运行中更具有准确性、稳定性和实用性，更加适合颗粒物中OC/EC长期业务化在线测量.
2020 Vol. 40 (12): 5191-5197 [摘要] ( 288 ) [HTML 1KB] [ PDF 432KB] ( 3238 )
5198 张智察, 倪长健, 张城语, 杨寅山, 邓也
气溶胶粒径吸湿增长与散射吸湿增长的关系
基于成都市2017年10~12月AURORA-3000积分浊度计、AE-31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），通过Mie散射理论与免疫进化算法反演气溶胶粒径吸湿增长因子Gf（RH），并利用光学综合法测量气溶胶散射吸湿增长因子f（RH），探究了Gf（RH）与f（RH）之间的关系.结果表明：当RH<85%，Gf（RH）和f（RH）随RH的增加均表现为平缓式增长；当RH>85%，Gf（RH）和f（RH）随RH的增加则均呈现出爆发式增长.Sigmoid函数f（RH）=17.34/（1+e-2.43·[Gf（RH）-2.15]）较好地拟合了f（RH）随Gf（RH）的变化形态，其f（RH）拟合值与测量值之间的决定系数（R2）和平均相对误差（MRE）分别为0.97和4.01%.利用sigmoid函数计算Gf（RH），模拟了观测时段内一次灰霾演化过程中气溶胶的散射系数bsp（RH）和吸收系数bap，二者的模拟值与测量值基本吻合，对应的R2分别为0.99和0.98，MRE分别为2.94%和5.24%.
2020 Vol. 40 (12): 5198-5204 [摘要] ( 297 ) [HTML 1KB] [ PDF 930KB] ( 1827 )
5205 白冰, 赵红梅, 张素梅, 张学磊, 杨光义
基于神经网络的东北地区秸秆焚烧预测
选取农作物秸秆露天燃烧严重的东北地区，采用人工神经网络的方法，结合卫星火点和气象数据，开展秸秆露天燃烧预测研究.结果表明：人工神经网络预测模型成功验证了松嫩平原地区2015年10月25日~11月15日的秸秆露天燃烧情况，其准确度为67.1%，经过多次试验，在神经网络建模与验证数据配比为80：20时，预测准确度最高，可达69.7%，同时该模型的稳定性较好.而对不同区域，不同时间段的预测研究表明，人工神经网络较适用于长时间序列的预测.就影响因素而言，相对湿度是影响秸秆露天燃烧的最重要因素.本研究结果可为空气质量模式提供火点预测数据，提高其预报预警能力，为区域联防联控政策的制定提供科技支持.
2020 Vol. 40 (12): 5205-5212 [摘要] ( 327 ) [HTML 1KB] [ PDF 554KB] ( 975 )
5213 杨正军, 葛蕴珊, 王欣, 刘俊女
乙醇汽油对国六直喷汽油车排放特性的影响
选择5台国六直喷汽油车采用3种不同组分的E10乙醇汽油和1种不含含氧化合物的国VI汽油，按照国六排放标准开展了WLTC循环测试，研究乙醇和基础油组分对污染物排放的影响规律.结果表明，多数国六直喷汽油车的CO、THC和PM排放有所降低，NOx排放无明显差异，PN排放微增，所有样车的CO、THC和PM平均排放降低为6%、7%和14%.E10乙醇汽油中的重质芳香烃含量增高时，PN排放明显增加，PN排放与PMI指数呈现较强的正相关关系.
2020 Vol. 40 (12): 5213-5220 [摘要] ( 434 ) [HTML 1KB] [ PDF 469KB] ( 1133 )
5221 姚青, 郝天依, 蔡子颖, 王晓佳, 韩素芹
天津黑碳气溶胶潜在来源分析与健康风险评估
采用2010~2013年BC连续在线观测资料，分析天津地区BC的季节分布、潜在来源及其健康效应.结果表明，2010~2013年BC气溶胶浓度平均值为（4.49±3.26）μg/m3，秋季浓度最高，为6.31μg/m3，冬季和夏季次之，春季最低，为2.59μg/m3.各季节BC浓度的日变化特征类似，均呈早晚双峰分布，早间峰值高于晚间，且夜间高于日间.混合层高度和近地层风从垂直和水平两方面影响BC的时空分布，各季节作用强度并不相同.浓度权重轨迹分析表明天津高浓度BC的主要贡献区域为河北、山东、河南等华北平原地区.此外，秋季内蒙古中部和山西北部等西北区域也会影响天津.天津城区各季节成人和儿童的致癌风险（CR）均高于EPA给定的可接受风险水平（10-6），非致癌风险水平较低，秋季因高浓度BC引发的呼吸系统死亡率相对风险为1.118，需要引起高度关注.
2020 Vol. 40 (12): 5221-5228 [摘要] ( 338 ) [HTML 1KB] [ PDF 980KB] ( 1040 )
5229 刘臻婧, 肖启涛, 胡正华, 张弥, 王伟, 肖薇
引江济太对太湖贡湖湾氧化亚氮通量的影响
选取引江济太工程中长江来水进入太湖第一站的贡湖湾为研究对象，基于2011年11月~2013年8月在贡湖湾的逐月野外调查，同时以湖心水域为参考，探讨引江济太对湖体N2O通量的影响.结果表明，贡湖湾N2O排放通量要显著高于湖心排放量，其N2O通量均值分别为6.9，2.1μmol/（m2·d），但在非引水期间2个湖区的N2O通量无显著差异.贡湖湾和湖心N2O通量呈现明显的季节变化，且均与水温呈显著负相关关系，但因受外源来水的影响，贡湖湾N2O通量的温度依赖程度相对较低.另外，2个湖区的N2O通量还与营养盐等因素有关.总体上，外源引水提高了贡湖湾N2O排放通量，但考虑到湖泊N2O通量受到内部和外部因子的综合协同影响，外源引水对湖泊N2O通量的具体调控机理还需要进一步探讨.
2020 Vol. 40 (12): 5229-5236 [摘要] ( 264 ) [HTML 1KB] [ PDF 406KB] ( 1489 )
5237 梁文俊, 李庆磊, 任思达
酸预处理对整体式催化剂载体性能的影响研究
通过使用不同浓度，不同类型的酸溶液，在不同条件下对堇青石载体进行预处理，考察了酸预处理前后载体本征性能的改变和对甲苯催化性能的影响，测试了其失重率，吸水率，上载率本征性能，并通过XRF，BET，SEM等手段进行表征测试分析.结果发现，通过使用20% HCl对堇青石载体进行加热处理3h，可获得最优性能的堇青石载体.吸水率较处理前可提升48.0%以上，活性组分上载率可达14.5%，皮尔逊检验表明吸水率与上载率存在中度正相关的相关性.通过对甲苯催化活性测试，其结果表明，通过酸预处理，堇青石载体比表面积提升10倍以上，由其制得的整体式催化剂催化降解甲苯的T10和T90分别为142和200℃.
2020 Vol. 40 (12): 5237-5245 [摘要] ( 378 ) [HTML 1KB] [ PDF 837KB] ( 1602 )
水污染与控制
5246 王丽丽, 姜晓满, 李安婕
AOB去除炔雌醇的共代谢与硝基化协同作用
采用氨氧化菌Nitrosomonas europaea降解17α-乙炔雌二醇（EE2），考察降解过程中氨氮的作用以及EE2的降解机制.结果表明，N.europaea降解EE2属于共代谢过程，氨氮是共代谢发生的必要条件.氨氧化过程产生的亚硝氮会在酸性条件下将EE2硝基化，反应符合一级动力学模型，降解速率常数与亚硝酸根、H+及游离亚硝酸浓度成正相关.通过控制pH值大于7.5抑制硝基化反应，证实了N.europaea对EE2的生物降解作用，生物降解反应符合一级动力学模型且降解速率常数为0.0069h-1.当N.europaea氨氧化反应导致pH值低于7.5时，EE2的去除存在生物降解和硝基化的协同作用，EE2去除符合一级动力学模型且降解速率常数为0.0093h-1.同时还发现一种未曾报道过的EE2生物降解产物M613，对于其雌激素效应和毒性还需进一步探究.
2020 Vol. 40 (12): 5246-5252 [摘要] ( 326 ) [HTML 1KB] [ PDF 409KB] ( 1081 )
5253 周慧, 史勤, 王天蓓, 樊宇菲, 王亚宜
应用于Anammox-MBR的尼龙织布亲水改性研究
采用聚乙烯醇（PVA）对尼龙织布表面涂覆改性，对改性前后织布进行表征并进行纯水通量测试，随后以牛血清蛋白（BSA）模拟污染物测试尼龙织布改性前后的抗污染性能，并对改性后的织布进行溶解性有机碳（DOC）浸出实验.改性过程中，优选3%涂覆浓度和250μm涂层厚度，改性后织布的纯水通量值约提高85.0%，对BSA的截留率由6.0%±0.5%上升至7.2%±0.7%，通量恢复率由90.0%提高到96.1%，可逆污染比重上升，不可逆污染比重下降，污染形式主要表现为可逆污染.为避免改性尼龙织布应用于厌氧氨氧化-膜生物反应器（Anammox-MBR）时对厌氧氨氧化反应产生不可逆危害，提出应对制备完成的改性尼龙织布进行为期3d及以上的静态清水浸泡或动态浸出处理.
2020 Vol. 40 (12): 5253-5259 [摘要] ( 342 ) [HTML 1KB] [ PDF 616KB] ( 1382 )
5260 张李, 付永胜, 刘义青
Cu2+强化UV活化过氧乙酸降解水中的双氯芬酸
研究了Cu2+强化UV活化过氧乙酸（Cu2+/UV/PAA）对水中双氯芬酸（DCF）的降解，考察了pH值、PAA投加量、Cu2+投加量、无机阴离子（Cl-、SO42-、NO3-和CO32-）和溶解有机物（DOM）对DCF去除的影响；探讨了DCF在该体系中的降解产物和转化机理.结果表明：UV和Cu2+都能活化PAA产生活性自由基促进DCF降解.DCF在Cu2+/UV/PAA中的降解遵循准一级动力学，其降解可能归因于直接光解、HO·氧化和CH3COO·、CH3COOO·等其它自由基氧化.在pH=3~11范围内，DCF降解的最佳pH=8.5.DCF的降解效率随着PAA投加量的增大而逐渐增高，过量的PAA能与DCF竞争HO·.Cu2+用量的提高也能促进DCF的去除，但是过量的Cu2+可生成Cu（OH）2导致其催化能力下降.由于NO3-在UV照射下可以产生HO·，其对DCF降解有促进作用，且NO3-浓度越高，促进作用越明显.不同浓度的Cl-、SO42-、CO32-和DOM对DCF降解影响较小.在Cu2+/UV/PAA降解DCF的过程中，共检测出13种降解产物.根据这些降解产物，提出了DCF可能的转化机理，包括8种不同的反应路径.
2020 Vol. 40 (12): 5260-5269 [摘要] ( 307 ) [HTML 1KB] [ PDF 800KB] ( 1225 )
5270 贾方旭, 刘莹洁, 于晓华, 蔡伟伟, 邢薇, 姚宏
尿素废水生物处理技术原理与工艺研究进展
尿素废水的处理是当前亟需解决的难题，其中生物处理法因具有工艺流程短，成本低，抗冲击负荷，不产生二次污染等优点，在尿素废水的处理中备受青睐.本文基于尿素生物水解法原理，从机理上深入分析了脲酶的发展历程，酶学结构与水解机制，并对传统生物尿素脱氮法的应用进行了系统梳理.此外，为了更好地理解厌氧氨氧化菌降解尿素的潜能及在实际工程中的应用，本文分别从微生物学和工程应用的角度总结了相关研究结果.最后提出了尿素废水生物处理研究的建议与展望，以期为实际工程应用提供有力的理论基础和技术支持.
2020 Vol. 40 (12): 5270-5279 [摘要] ( 283 ) [HTML 1KB] [ PDF 1504KB] ( 2692 )
5280 郭明帅, 王菲, 张学良, 徐建
改性生物炭活化过硫酸盐对水中苯和氯苯的去除机制
采用传统的液相沉淀法合成铁盐改性花生壳生物炭（Fe-BC），将其作为活化过硫酸盐（PS）的活化剂用于去除水体中的苯和氯苯.通过扫描电子显微镜、X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、Boehm滴定法和BET测量对合成材料的结构和形态进行了表征，研究了pH值和水中阴离子对反应体系的影响以及材料的再利用性能.结果表明，在Fe-BC/PS体系中，反应3h后苯和氯苯的去除率均高达100%.Fe-BC/PS去除苯和氯苯协同机制包括BC的吸附、自由基的氧化等.在中性及酸性溶液中，苯和氯苯的去除率均能够达到100%.水中常见阴离子对反应体系具有不同程度的抑制作用，抑制强度依次为HCO3->HPO4->Cl->NO3-.Fe-BC材料具有良好的再利用性能，是一种高效、廉价的PS活化剂.
2020 Vol. 40 (12): 5280-5289 [摘要] ( 440 ) [HTML 1KB] [ PDF 765KB] ( 2072 )
5290 赵婷, 钱子牛, 易越, 谢倍珍, 刘红
石墨烯/聚苯胺修饰阴极对反硝化MFC性能影响
反硝化生物阴极微生物燃料电池（MFC）以电极为电子供体，在自养条件下完成硝酸盐去除过程.本研究以碳布（CC）为基底材料，分别制备获得还原氧化石墨烯修饰（rGO-CC），聚苯胺修饰（PANI-CC）及二者复合修饰的CC电极（rGO/PANI-CC），并考察其作为阴极材料对反硝化生物阴极MFC产电脱氮性能的影响.扫描电镜结果显示，rGO-CC和PANI-CC的碳纤维分别被片层状rGO和网状PANI覆盖，而rGO/PANI-CC表面呈现PANI在附着rGO的碳纤维上团聚的形貌，均增大了碳布的比表面积.循环伏安测试显示，rGO/PANI-CC具有最高的电化学活性.以rGO-CC，PANI-CC和rGO/PANI-CC为阴极构建MFC的产电能力分别提高了82%，24%和41%，其阴极对NO3--N的去除能力增强了23%，9%和13%.16S rDNA测序结果揭示修饰后电极表面微生物的多样性下降，Stappia和Pacacoccus属微生物的丰度增加.
2020 Vol. 40 (12): 5290-5298 [摘要] ( 356 ) [HTML 1KB] [ PDF 2386KB] ( 1148 )
5299 李冬梅, 李树彬, 林显增, 林泓宇, 张博雯, 冯力
NGO/PDA-DAG改性膜制备及抗污染性能研究
以多巴胺（DA）、1，3-二氨基胍盐酸盐（DAG）、氨基化氧化石墨烯（NGO）为改性剂，将氧化沉积和表面接枝法联用于聚偏氟乙烯（PVDF）原膜表面改性，得到NGO/PDA-DAG改性膜，研究改性膜的制备条件及其抗污染性能.结果表明：①改性膜最佳制备条件为DA浓度1.5mg/mL，DA氧化沉积时间4h，DAG质量浓度1wt%，NGO浓度2mg/mL，NGO接枝时间1h；②改性膜的亲水性能改善明显.改性剂向膜面引入了-NH2、C=N、-OH、C=O等亲水性官能团，使静态接触角由68.7°（原膜）下降到38.7°（改性膜）；③改性膜比原膜具有更高的机械强度.改性层改善了原膜表面应力传递盲区，使改性膜表面粗糙度由原膜的46.5nm下降到18.3nm.改性膜的拉伸强度和杨氏模量分别为22.83和376.25Mpa，比原膜提高了39.72%和13.57%；④改性膜的选择透过性和抗有机污染性能显著提高.与原膜相比，改性膜对牛血清白蛋白（BSA）的截留率提高18.64%、纯水通量恢复率提高34.08%、膜总污染率下降20.67%（可逆污染率提高13.41%、不可逆污染率下降34.08%）；⑤改性膜抗菌性能强，且抗菌效果稳定持久.改性膜连续4次抗菌测试（38℃下接触2h）的平均抗菌率分别为92.3%、88.5%、87.9%、85.6%，能有效防止生物膜污染发生，而原膜无任何抗菌特性.
2020 Vol. 40 (12): 5299-5307 [摘要] ( 247 ) [HTML 1KB] [ PDF 1150KB] ( 1382 )
5308 吴旅州, 杨敏, 陈宏, 张博武, 陈平, 刘春华, 匡尹杰, 王爱杰
光合微生物燃料电池处理餐厨沼液的性能研究
采用小球藻作为双室光合藻微生物燃料电池（PAMFC）的阴极以提供电子受体，实现污水处理和能量回收的双重目的.研究生物阴极接种方式和光照条件对生物产电性能和餐厨沼液废水处理效果的影响，并通过循环伏安法（CV）研究PAMFC电极极化和产电机制.结果表明：微藻生物膜阴极PAMFC污染物去除和产电性能表现优于对照组，COD，TN和TP去除率最高可达82.4%，54.5%和82.3%，开路电压和最大功率密度分别达603.0mV和41.5mW/m2.污染物去除主要在阳极发生，但阴极能够还原去除来自阳极的铵根离子，且阴极反应产生氧气作为阳极的电子受体，增大系统电流，提高了阳极处理效率.持续光照下，PAMFC产电性能和污染物去除率略高于间歇光照，但是间歇光照可以避免阳极基质不足时阴极光饱和和氧饱和情况，更符合连续运行要求.PAMFC阴极的CV曲线显示，具有微藻阴极的实验组输出电压更大，还原峰更高，功率密度更强，但需注意长期运行时微藻生物膜增厚影响氧传质效率的问题.
2020 Vol. 40 (12): 5308-5317 [摘要] ( 322 ) [HTML 1KB] [ PDF 610KB] ( 1082 )
5318 姜萌萌, 林敏, 郑晓宇, 乔玮, 侯振, 董仁杰
高温厌氧膜生物反应器处理餐厨废水的启动
以除油后的实际餐厨废水为原料，在高温（50±1）℃条件下利用浸没式纤维膜生物反应器（AnMBR）进行连续厌氧消化试验，以水力停留时间（HRT）20d启动，HRT 15d运行，直到发生膜污染，试验共进行了50d.研究了反应器启动和运行期间的发酵特性和膜过滤性能.研究表明，反应器30d完成了启动，在HRT 15d条件下，甲烷产量达到578L/kgVSin，COD和挥发性固体（VS）去除率均达到94%以上，膜出水总挥发性脂肪酸（TVFA）浓度为（103±77） mg/L，其中乙酸浓度为（98±28） mg/L.系统pH 8.26，具有良好的稳定性.膜通量设定为9L/（m2·h），运行30d后发生了明显的膜污染，伴随着反应器内挥发性悬浮固体（VSS）浓度由8.1g/L逐渐增加到18/L.在处理高浓度餐厨废水时，AnMBR可以短时间启动且在8.5kgCOD/（m3·d）的高负荷条件下稳定运行，反应器中污泥浓度和溶解性微生物产物的增加导致膜过滤性能下降是导致膜污染的主要因素.
2020 Vol. 40 (12): 5318-5324 [摘要] ( 305 ) [HTML 1KB] [ PDF 742KB] ( 979 )
5325 莫恒亮, 陈亦力, 文剑平, 俞开昌, 吴文辉, 万平玉, 唐阳, 李锁定
利用H+浓度变化控制含Cl-的氨氮废水的电解时间
采用电化学间接氧化法处理含Cl-的中高浓度氨氮废水，针对不同浓度的氨氮废水的电解时间的控制，提出利用废水的H+浓度变化控制氨氮废水实际处理时间.从理论计算及对模拟和实际氨氮废水进行电解分析发现：当废水氨氮还没有完全降解时，每一个NH4+降解的过程中会生成一个H+，c（H+）随着时间线性上升；当氨氮刚好完全降解时，c（H+）达到最大值；此后继续电解且废水pH＜7时，电解过程形成的OH-会持续消耗H+，c（H+）随着时间线性下降.利用pH计实时监测废水的pH值，通过程控信号转换器进行c（H+）与pH值的换算，将pH值信号转化为c（H+）信号，可提高决策的准确性和灵敏度.
2020 Vol. 40 (12): 5325-5330 [摘要] ( 228 ) [HTML 1KB] [ PDF 582KB] ( 1122 )
5331 陈赞, MA Xiao-ming, 罗路娜, 何頔
腐殖酸与钙离子共存下ZVI界面沉积过程
为精准分析环境介质在零价铁（ZVI）界面沉积过程和沉积层特性，采用喷涂方法制备ZVI负载芯片，应用耗散式石英晶体微天平（QCMD）研究了腐殖酸（HA）与钙离子（Ca（Ⅱ））在ZVI界面沉积吸附过程的差异，并探讨了Ca（Ⅱ）浓度与HA/Ca（Ⅱ）投加顺序对沉积过程的影响机理.结果表明，在反应体系中先通入HA相较先通入Ca（Ⅱ），ZVI表面形成的沉积层质量更高、沉积层结构更稳定；HA沉积后可促进Ca（Ⅱ）沉积，然而Ca（Ⅱ）先沉积后HA沉积量较少，很大程度上与吸附层外层结构组成差异相关.此外，发现随着Ca（Ⅱ）浓度从10mg/L升高至200mg/L，Ca（Ⅱ）沉积速率加快，界面沉积量增多.QCMD耗散变化研究发现，当Ca（Ⅱ）浓度从10mg/L提高至100mg/L，沉积层耗散变化值（ΔD）逐渐下降，沉积层转变为刚性结构；Ca（Ⅱ）浓度继续加大到200mg/L，ΔD升高趋势，沉积层构象呈现疏松态.应用QCMD可实时监测ZVI钝化层形成的动态变化过程，提供了ZVI界面吸附层变化特征等关键信息.
2020 Vol. 40 (12): 5331-5336 [摘要] ( 576 ) [HTML 1KB] [ PDF 396KB] ( 1329 )
5337 李建华, 张亚, 吴欣安, 王梦杰, 施沁人, 彭建彪, 高士祥
腐殖质及其模型化合物的H2O2光化学生成研究
在模拟太阳光下研究了多种腐殖质及其模型化合物的过氧化氢（H2O2）生成动力学，并对其生成机制进行了探讨.结果表明不同来源或不同形式的腐殖质在模拟太阳光照射下均能产生H2O2.不同腐殖质生成H2O2速率差异不大，范围为6.379~15.784nmol/（L·min），腐殖酸生成H2O2速率略快于富里酸.对于腐殖质模型化合物，邻苯二酚、间苯二酚、对苯二酚、苯醌、邻茴香胺、对茴香胺、水杨酸和2，6-二甲氧基-1，4-苯醌等8种模型化合物没有产生明显的H2O2，而藜芦醇、对氨基苯甲酸、3，5-二羟基苯甲酸（DHBA）、2，5-二羟基-1，4-苯醌、苯酚、苯甲酸和苯胺等7种化合物均可检测到H2O2产生.但其产生H2O2的速率差异较大，相差1~2个数量级，生成H2O2速率最快的化合物为2，5-二羟基-1，4-苯醌和DHBA，较慢的为苯酚、苯甲酸和对氨基苯甲酸.基于腐殖质生成H2O2机制，推测典型模型化合物DHBA的H2O2生成机制可能为光照条件下该化合物跃迁为单重激发态，该激发态发生分子内电子转移，生成还原性自由基中间体，该中间体和O2反应，生成了超氧负离子（O2·-），随后与水中H+反应生成了H2O2.
2020 Vol. 40 (12): 5337-5342 [摘要] ( 334 ) [HTML 1KB] [ PDF 399KB] ( 1370 )
5343 孙凤, 俞鸿飞, 胥辰卉, 余鹏, 张瀚元
蓝藻胞外聚合物对供水管网水质的影响
针对游离态蓝藻胞外聚合物（EPS）在常规水处理工艺中不易去除、残留蓝藻EPS极易进入供水管网的特性，研究了蓝藻EPS对供水管网水质变化及生物稳定性的影响.针对管道使用时限分析了不同管道内部产生附膜条件下，蓝藻EPS对供水管网中余氯、浑浊度、生物稳定性、有机组分等主要水质指标变化规律的影响.结果表明，蓝藻EPS加快了管网余氯衰减速度，导致管网水质浑浊度在12~24h后即超出生活饮用水卫生标准上限，并使管网水质生物稳定性降低，BDOC在72h内增加37.2~39.5%，AOC增加365~393%，总活菌数升高18~20倍.阐明了蓝藻水华爆发时期净水厂出厂水残留蓝藻EPS在管网余氯存在前提下，仍然能够作为微生物营养基质和代谢能量，而促进管道内细菌生长繁殖，增加微生物代谢活性，刺激微生物胞外有机组分分泌释放，导致管网水质二次污染.
2020 Vol. 40 (12): 5343-5351 [摘要] ( 264 ) [HTML 1KB] [ PDF 1163KB] ( 989 )
5352 索鹏程, 王帮国, 陈春伟, 左晓俊, 徐强强, 孙文龙, 陈斌
雨水管道沉积物中典型无机氮的干期粒径分布
以南京江北新区分流制雨水管道沉积物为研究对象，考察不同粒径沉积物中铵态氮（NH3-N）和硝态氮（NO3--N）干期分布特征，分析其随干期长度的变化关系，并探讨沉积物理化性质及微生物菌群结构对NH3-N和NO3--N干期分布的影响.结果表明：粒径≤0.075mm的沉积物中NH3-N占比最高（交通区30.8%，商业区36.7%）；交通区粒径≤0.075mm的沉积物中NO3--N占比最高（33.0%），而商业区粒径0.075~0.15mm沉积物中NO3--N占比最高（34.4%）；干期长度与交通区0.075~0.15mm粒径段的沉积物中NO3--N含量及商业区粒径≥0.3mm的沉积物中NH3-N含量之间的相关性均最显著；雨水管道沉积物中NH3-N和NO3--N的干期分布与O-H和N-H等官能团、表面极性和亲水性、微观形貌等有一定关联；交通区雨水管道沉积物中Gemmobacter等反硝化优势菌种（相对丰度总和为20.15%）对NO3--N干期分布影响更显著.
2020 Vol. 40 (12): 5352-5360 [摘要] ( 258 ) [HTML 1KB] [ PDF 1007KB] ( 800 )
固体废物
5361 房振全, 刘菲菲, 满佳琪, 李彦龙, 李润东
氯化剂对超细颗粒物与重金属共生成特性的影响
以循环流化床反应器为实验平台，研究了焚烧温度为850℃下添加剂（NH4Cl和KCl）对超细颗粒物与重金属共生成特性的影响.结果表明：NH4Cl和KCl的存在均会降低超细颗粒物的数量浓度，但KCl的效果更佳，发挥的是阶梯式或者协同式作用.此外，添加比例为3%时对超细颗粒物数量浓度的降低最为明显.重金属Cr，Mn，Ni主要通过夹带方式形成超细颗粒物；而重金属Pb，Cu，Zn则主要通过蒸发、冷凝和吸附方式累积在超细颗粒物中.无机氯在焚烧过程中可以作为颗粒之间良好的粘合剂，促进超细颗粒物之间的成长和团聚，同时促进其表面形态的生长.此外，K的存在会促进细模态颗粒物之间的凝聚成长，使得细模态颗粒物的峰值增大，而NH4+的存在会降低粗模态颗粒物的峰值.本研究可为污泥等废物热处理过程中重金属与超细颗粒物的协同控制提供借鉴.
2020 Vol. 40 (12): 5361-5368 [摘要] ( 263 ) [HTML 1KB] [ PDF 852KB] ( 971 )
环境微生物
5369 黄帅辰, 左剑恶, 陈磊, 盛紫琼, 李雨晴, 张宇, 王蓦然, 刘艳臣
排水管道沉积物微生物群落及环境因子分析
选取北京市某区的排水管道沉积物进行取样，采用高通量测序手段分析，结果表明变形菌门、广古菌门、拟杆菌门、厚壁菌门是排水管道沉积物微生物中的优势门类；在纲水平上，δ-变形菌纲、甲烷微菌纲、梭菌纲、拟杆菌纲占相对优势；在属水平上，功能性微生物硫酸盐还原菌（SRB）和产甲烷古菌（MA）普遍存在于各处管道.在所选的6段管段中，管段S3、S4处MA的相对丰度分别为20.6%、40.8%，高于其他管段，厌氧产甲烷的潜能较大，有发生可燃气积累的风险；管段S5、S6处的SRB相对丰度分别为9.14%、8.19%，高于其他管段，硫酸盐还原为硫化物的潜能较大，存在管道腐蚀的风险.RDA分析表明污水的DO、水温、硫酸根、TN与管道沉积物中微生物群落存在相关性.
2020 Vol. 40 (12): 5369-5374 [摘要] ( 499 ) [HTML 1KB] [ PDF 757KB] ( 1605 )
5375 李建辉, 张莹莹, 黄魁, 夏慧
宏基因组学解析蚯蚓粪中微生物种群及耐药基因的组成
为判定蚯蚓粪作为微生物肥料的潜力，本研究采用宏基因组学的方法，对污泥、牛粪与蔬菜蚯蚓粪样品抽提的DNA进行测序，并将结果进行物种注释及功能注释，以揭示不同蚯蚓粪中功能性微生物的种群结构.结果表明：污泥、牛粪和蔬菜蚯蚓粪分别检测到117505、81182、81104条scaftigs.变形菌门、拟杆菌门、疣微菌门与放线菌门为3种蚯蚓粪的优势菌门.氮磷代谢途径分析表明，蚯蚓粪中富含固氮菌（Rhizobium、Mesorhizobium、Bradyrhizobium、Azospirillum）、硝化菌（Nitrosomonas、Nitrosospira、Nitrosococcus、Nitrospira）和溶磷菌（Flavobacterium、Pseudomonas、Arthrobacter、Streptomyces）等肥料功能菌.相比而言，蔬菜蚯蚓粪微生物肥料潜力较高.相对于蔬菜蚯蚓粪（371条Unigenes），污泥（2461条Unigenes）和牛粪（965条Unigenes）蚯蚓粪中存在较多的病原菌.而且，污泥、牛粪与蔬菜蚯蚓粪中耐药基因相对丰度高达0.93×10-3、0.32×10-3和0.32×10-3，主要为β-内酰胺类、氨基糖苷类、大环内酯类及四环素类耐药基因等.研究结果显示，蚯蚓粪中有益的功能菌群和有害微生物同时存在，其生物污染物的环境风险值得关注.
2020 Vol. 40 (12): 5375-5382 [摘要] ( 308 ) [HTML 1KB] [ PDF 1224KB] ( 1625 )
环境生态
5383 鲁洋, 涂俊, 高震国, 李小港, 杨帅, 杨晓英
降雨时间分辨率对SWAT水文模拟的影响
分别基于13个雨量站的日降雨量和小时降雨量，在率水流域建立SWAT（Soil and Water Assessment Tool）水文模型，对基于不同降雨时间分辨率的SWAT模型进行独立的参数率定和验证，在此基础上分析降雨时间分辨率对率水流域SWAT模拟性能的影响.结果表明，降雨输入的时间分辨率对率水流域SWAT模型的水文模拟性能有显著影响.小时降雨输入SWAT模型的纳什系数（NSE）和决定系数（R2）在率定期分别为0.89、0.90，在验证期分别为0.86、0.88，均显著高于日降雨输入SWAT模型对应的模型评价统计量值.究其原因，小时降雨输入SWAT模型对于峰值流量的模拟要明显优于日降雨输入SWAT模型.建议应在不同气候与自然环境条件的流域内开展类似的降雨时间分辨率对水文模型模拟性能的影响研究.
2020 Vol. 40 (12): 5383-5390 [摘要] ( 458 ) [HTML 1KB] [ PDF 915KB] ( 2402 )
5391 唐剑锋, 肖新宗, 王英才, 胡圣, 王源
南水北调中线干渠生态系统结构与功能分析
为分析和掌握南水北调中线干渠生态系统结构与功能的特征参数，根据2015~2019年中线干渠鱼类资源调查数据及实测的鱼类生物学参数数据，应用Ecopath with Ecosim 6.6软件构建了Ecopath食物网模型.模型由18个功能组组成，包括了初级生产者、初级消费者、主要鱼类和有机碎屑等.结果显示：中线干渠生态系统规模总流量、总生产量和总消耗量分别为19186.330，8947.857和1106.002（t/（km2·a）），食物网主要由4个整合营养级（1.00~3.71）构成，最高营养级为大型肉食性鱼类鱤（3.71）.食物网能量传递主要有两条途径，分别为牧食食物链和碎屑食物链，两者传递的能量相当，但牧食食物链传递效率是碎屑食物链的近两倍.交互营养分析结果表明，捕食者对其饵料生物的影响一般为抑制作用，碎屑生物量的增加对大部分功能组的影响为正效应，小型上层鱼类对浮游动物生物量起抑制作用.从各功能组之间的生态位重叠来看，各功能组间捕食者生态位重叠现象不普遍，重叠指数适中，部分肉食性鱼类的捕食者生态位重叠指数达到1.对生态系统总体特征分析发现，中线干渠生态系统的总初级生产量与总呼吸量的比值（P/R）、总初级生产量与总生物量的比值（P/B）、Finn's循环指数（FCI）和Finn's平均路径长度（FML）都表明该生态系统处于发展的幼态期，抵抗外界干扰的能力差.此外，中线干渠生态系统对初级生产力的利用率很低，导致过多的营养物质未进入更高营养级的食物链中进行循环，造成系统能量流动的滞缓.因此，根据生物操纵理论，可通过优化和完善鱼类群落结构，增强对系统初级生产力的利用效率，促进物质循环和能量流动，维持生态系统稳定.
2020 Vol. 40 (12): 5391-5402 [摘要] ( 416 ) [HTML 1KB] [ PDF 881KB] ( 2202 )
5403 盛恩国, 刘斌, 张忠义, 彭海军, 赵晶晶, 蓝江湖
喀斯特地区供水水库营养演化历史重建
利用210Pb-137Cs年代学方法，结合洪水事件沉积层，综合建立了红枫湖沉积岩芯准确的年代学模型.在此基础上，通过测定沉积物多种地球化学指标（LOI、TOC、TN、C/N比、δ13Corg、BSi），结合历史文献记录和已有的水质监测数据，重建了1960~2016年红枫湖营养状态变化历史.结果表明，建库以来红枫湖水体经历了多次营养状态的显著转换.其中，1991年开始水体逐渐从中营养转向富营养化状态，主要是人类活动引起的内、外源营养物质输入显著增加所致，特别是网箱养鱼活动可能起到重要作用；2000年开始，水体逐渐转向中营养化，主要是一系列保护和治理措施的实施；2004年开始，水体再次逐渐恶化，转向富营养化状态，主要是外源污染物输入增加，加上内源底泥营养物质的重新释放；2009年以来，水质逐渐改善，处于中营养化状态，主要是外源污染得到有效控制，但表层营养物质含量较高，现阶段在减少外源污染物输入的同时，应重点加强底泥污染物的治理工作.
2020 Vol. 40 (12): 5403-5412 [摘要] ( 292 ) [HTML 1KB] [ PDF 725KB] ( 821 )
5413 王丽霞, 高吉喜, 申文明, 史园莉, 张宏伟
基于生态供受体理论的全国水土保持重要区识别
科学评估土壤保持功能是生态保护红线划定的基础.依据生态供受体理论，针对土壤保持服务对应的水土流失这一生态问题，从水土流失的供体（水土流失量）、受体（人口密度）、辐射传输（距离水体距离）三个方面构建模型，分析土壤保持功能的重要性.结果表明全国潜在侵蚀量577.34×1010t/a，潜在土壤侵蚀随着坡度和降水量的增加而增加.土壤保持功能极重要区面积98.98×104km2，主要分布在西南地区的无量山和哀牢山，黄土高原东部，东南地区的浙闽丘陵，东部地区的鲁中山区、鲁东半岛，以及辽东半岛.西南地区山高、谷深、坡陡、流急、地形稳定性差等因素造成水土流失严重，维持该地区的水土保持功能极为重要；西北地区的黄土高原土质疏松且多暴雨导致水土流失比较严重，维持该地区土壤保持功能非常重要.对比常用的生态保护功能模型，供受体理论模型除考虑自然影响因素之外，突出了人类活动的因素，对评估生态保护功能与水土保持生态风险更客观.依据供受体理论构建的土壤保持模型适用于土壤保持功能和土壤潜在侵蚀风险的评估，可作为评估生态系统安全和划定生态保护红线的重要依据.
2020 Vol. 40 (12): 5413-5421 [摘要] ( 275 ) [HTML 1KB] [ PDF 6217KB] ( 1383 )
5422 喻艳超, 冯俊凯, 刘波, 由君, 武文菊, 荆军凯
一种turn-on型Al3+荧光探针及其活体生物检测
设计、合成一种联水杨醛席夫碱荧光探针，并对其结构表征.光谱实验表明，在甲醇溶液中，该探针可实现对Al3+的turn-on检测，在识别Al3+后，荧光强度增强约110倍，并具有良好的离子选择性.荧光滴定实验中，Al3+浓度在25~55μmol/L范围内，荧光强度与浓度呈良好线性相关，探针对Al3+检出限为5.4×10-9mol/L，低于世界卫生组织对饮用水中Al3+含量最低标准（7.4×10-6mol/L）.高分辨质谱数据表明，探针分子与Al3+的络合比例为2：1.在活体生物Al3+检测中，探针具有良好的生物相容性，表明其在水体及生物体Al3+检测中具有一定的应用前景.
2020 Vol. 40 (12): 5422-5427 [摘要] ( 288 ) [HTML 1KB] [ PDF 437KB] ( 822 )
5428 薛占金, 秦作栋, 程芳琴
晋西北地区土地沙漠化时空格局及其驱动因素
利用晋西北地区1975，1991，2000，2015，2019年遥感影像，采用转移矩阵模型、重心迁移模型和主成分分析法，研究晋西北地区土地沙漠化的时空变化及其驱动机制.结果表明：土地沙漠化面积在时间上呈现先增加、后减少的动态趋势，其中1975~1991年沙漠化土地面积增加1495.10km2，非沙漠化土地转移为轻度沙漠化土地面积最大（1506.12km2）；1991~2000年沙漠化土地面积增加689.09km2，轻度沙漠化土地转移为中度沙漠化土地面积最大（11098.72km2）；2000~2015年沙漠化土地面积减少2365.85km2，中度沙漠化土地转移为轻度沙漠化土地面积最大（10569.56km2）；2015~2019年沙漠化土地面积减少1931.39km2，轻度沙漠化土地转移为非沙漠化土地面积最大（1909.93km2）.空间上呈现先偏南、后偏西北的迁移趋势，其中1975~1991年、1991~2000年沙漠化土地重心总体上偏南方向迁移，重度沙漠化土地重心迁移距离最大，分别为19.26，20.06km；2000~2019年沙漠化土地重心向西北迁移，轻度沙漠化土地重心迁移距离最大，为30.29km.1975~2019年晋西北地区土地沙漠化动态变化是自然因素和人为因素共同作用的结果，人口数量和牲畜数量是影响沙漠化土地变化的主要人为因素，大风日数是影响沙漠化土地变化的主要自然因素.
2020 Vol. 40 (12): 5428-5435 [摘要] ( 397 ) [HTML 1KB] [ PDF 1026KB] ( 3742 )
环境毒理与健康
5436 李海平, 孟范平, 李大伟, 彭礼洪, 郑洋, 林雨霏
对二甲苯降解产物对海洋双壳类的急性毒性
为评价微藻降解海水中对二甲苯（PX）的生物安全性，测定了PX降解生成的3种中间产物（对甲基苯甲酸、对甲基苯甲醇和对甲酚）对2种海洋双壳类（菲律宾蛤仔、文蛤）的半致死浓度（LC50），并计算相应的安全浓度.根据国际海事组织（IMO）“海洋环境保护专家组（GESAMP）提出的化学品危害评估程序判断，对甲基苯甲醇（96h LC50=305.67和560.34mg/L）和对甲基苯甲酸（96h LC50>340mg/L）对2种双壳类的急性毒性等级均为“实际无毒”；对甲酚对菲律宾蛤仔、文蛤分别具有“低毒”和“无毒”（96h LC50=77.95和1271.74mg/L）.对甲酚对菲律宾蛤仔的毒性高于文蛤，可能与其在蛤仔体内易于蓄积有关.总体上看，与母体化合物PX（96h LC50>162mg/L）相比，这些中间产物对双壳类的毒性较低，而毒性稍高的对甲酚仅在PX生物降解开始后的短时间内（2~4d）存在，因此，利用微藻降解PX对海洋双壳类具有较好的安全性.对甲基苯甲醇、对甲酚对双壳类的安全浓度分别为70.42和12.10mg/L；但是，对甲基苯甲酸的安全浓度无需给出，因为海水中该化学品的浓度等于其溶解度时，96h内未见双壳类死亡.为全面评价基于微藻的PX污染海域修复技术的生物安全性，今后应加强中间产物对海洋鱼类、甲壳类的毒性研究.
2020 Vol. 40 (12): 5436-5443 [摘要] ( 266 ) [HTML 1KB] [ PDF 498KB] ( 1472 )
5444 操庆, 刘伟京, 顾毓蓉, 谢丽强, 尤本胜, 姜伟立, 杨柳燕
生物质碳对土壤中微囊藻毒素生物有效性的影响
通过向土壤中添加水稻秸秆生物质碳（RSB）、玉米秸秆生物质碳（MSB）和鸡粪生物炭（CMB）来减少微囊藻毒素-LR（MC-LR）在生菜中的富集.结果表明，RSB、MSB和CMB在添加量为2%时，生菜叶片中MC-LR含量较空白分别降低了58.0%、49.5%和70.4%，使得每日估计摄入量降低到WHO的每日允许摄入量限值以下.CMB显著降低了土壤中MC-LR的总含量，而其他处理则无显著影响.3种生物质碳均显著降低了有效态MC-LR含量，且生菜根系和叶片中MC-LR的含量与土壤MC-LR有效态含量均呈显著正相关关系.所有添加生物质碳处理均对生菜生长无负面影响.
2020 Vol. 40 (12): 5444-5450 [摘要] ( 306 ) [HTML 1KB] [ PDF 374KB] ( 802 )
5451 阮芳芳, 曾贤刚, 段存儒
基于城市面板数据的PM2.5对公共健康的影响
基于Grossman健康生产函数，利用2008~2017年全国280个城市的面板数据，以PM2.5为空气污染的代表指标，探讨中国空气污染与公共健康之间的动态关系，考虑到公共健康的空间效应，采用空间计量模型进行实证研究.结果表明，在未考虑空间效应的情况下，PM2.5浓度每增加1%，城市总人口死亡率增加0.040%；考虑空间效应后，PM2.5浓度每增加1%，城市总人口死亡率增加0.0606%.PM2.5污染对公共健康具有显著的负面影响，由于存在空间溢出效应，PM2.5污染对城市公共健康水平的影响程度增加，表明忽视空间相关性的存在，会低估PM2.5污染对公众健康的影响；而经济发展水平的提高以及产业结构的调整对公共健康有较强的改善作用.
2020 Vol. 40 (12): 5451-5458 [摘要] ( 307 ) [HTML 0KB] [ PDF 650KB] ( 797 )
5459 郭云, 李瑞娟, 黄炳昭, 蒋玉丹, 韦正峥
未来10年保定市大气PM2.5的健康效益预测
分别设定保定市2020年、2025年及2030年PM2.5浓度的不同目标情景，并考虑人口发展趋势，采用IER模型对各区县低、中、高目标情景下归因于PM2.5污染的过早死亡人数进行评估.结果表明，以2017年大气PM2.5浓度为基线，按照高中低3种预测情景，在2020年、2025年和2030年分别能避免的过早死亡人数高达1582~3840人、5244~7902人和12602~23558人，主要分布在市中心（莲池区、竞秀区和清苑区）及其东南区域.随着老龄化问题越来越严重，环境质量改善获得的健康收益愈加突出，心血管系统疾病（中风和缺血性心脏病）的归因死亡人数多于呼吸系统疾病（肺癌、慢阻肺疾病以及急性下呼吸道感染）.当PM2.5浓度高于20μg/m3时，中风的归因死亡人数最高；当PM2.5浓度小于10μg/m3时，缺血性心脏病的归因死亡人数最高.建议保定市在制定PM2.5污染防控政策时重点关注人群密集的市区及东南方向地区，并考虑大气污染不同阶段导致的过早死亡疾病类型进行针对性的宣教和防控.
2020 Vol. 40 (12): 5459-5467 [摘要] ( 211 ) [HTML 0KB] [ PDF 1537KB] ( 1121 )
环境影响评价与管理
5468 黄蕾, 黄雨佳, 刘朋辉, 王刚, 毕军
区域综合环境风险评价方法体系研究
为准确识别环境事故风险因子扩散规律及环境风险主导因素，本研究将环境风险的3个主体“风险源-介质-受体”作为系统层，结合层次分析法（AHP）与时序加权平均算子（TOWA）建立动态模型计算标准层指标贡献率，最后基于空间地理特性确定指标层，加权计算单项风险，进而建立区域综合环境风险评价方法体系，并以南京市为案例研究对象进行综合环境风险评估.结果表明，南京市整体呈现一般风险水平，风险水平的高值区主要分布在靠近长江的江北新区核心区、南京主城区.该方法在保证指标体系评估完整性的同时，引入了区域时空特征，提高了区域环境风险管理的精细化与空间可视化程度.
2020 Vol. 40 (12): 5468-5474 [摘要] ( 423 ) [HTML 0KB] [ PDF 664KB] ( 1464 )
5475 史玉, 徐凌, 陈郁, 侯昊辰
基于LCA的聚乳酸快递包装环境友好性评价
以聚乳酸快递包装为研究对象，运用生命周期评价（LCA）方法对聚乳酸快递包装的原料获取、加工、使用及5种处置情景的环境影响进行比较，并采用累积能源需求（CED）方法对能源消耗情况进行分析.功能单位（1000个规模为25×35cm的聚乳酸快递袋，918kg）快递袋原材料获取、加工及使用阶段的环境影响潜能值分别为1.09×10-9、5.64×10-10、1.24×10-10.海洋水生态毒性是聚乳酸快递袋环境影响的主要类型，占77%；非生物资源耗竭潜能值、人类毒性次之，分别占9%和6%.能源消耗主要类型为不可再生能源，占总能源消耗的89%，其中，快递袋使用阶段为主要贡献阶段，占比为91%.处理阶段5种处置情景中情景Ⅴ（焚烧47%，填埋13%，回收40%）对环境最为友好，通过增加焚烧和回收处置的比例，减少填埋比例对环境有着更为积极的影响.
2020 Vol. 40 (12): 5475-5483 [摘要] ( 394 ) [HTML 0KB] [ PDF 828KB] ( 1735 )
5484 高旭阔, 席子云
组合措施下政府与企业排污行为演化博弈
为研究排污企业应对不同惩罚和补贴组合措施的行为策略，将演化博弈理论与系统动力学方法结合，构建基于政府与排污企业双方的演化博弈模型.以政府和排污企业双方利益为核心，对其在不同惩罚和补贴措施下的企业行为策略和演化稳定性进行分析.结果显示，在静态惩罚补贴措施下，政府和企业策略行为无法达到演化稳定点，政府静态政策不会对企业合法排污行为产生推动作用.在动态惩罚补贴措施下，动态惩罚和动态补贴措施对推动企业合法排污行为更为有效，政府可根据排污企业行为制定双边动态策略.
2020 Vol. 40 (12): 5484-5492 [摘要] ( 284 ) [HTML 0KB] [ PDF 1107KB] ( 1163 )
5493 秦晓春, 倪安辰, 韩莹, 曹林辉, 黄智华
声子晶体型高速公路声屏障的降噪性能
利用高速公路改扩建工程产生的大量废旧护栏立柱，针对高速公路轮胎-路面主要噪声，建立三种二维气-固型声子晶体声屏障.利用Comsol Multiphysics计算相应的能带结构，并探究带隙的影响因素.结果表明3种形式均可以产生相应的带隙；散射体壁厚大小对于带隙宽度影响很小，但采用空心散射体可以在低频产生一条完全禁带；对散射体进行开口处理可以有效增加低频带隙宽度；当晶格填充率增大至0.5后，随着填充率增大，从高频到低频依次产生完全禁带，且带隙总宽度增大；通过仿真模拟与室内实验相结合的方式验证了声屏障的降噪特性，声屏障在带隙范围内具有良好的降噪性能，相较直立同规格复合板声屏障，低频降噪效果提升1~16dB，高频降噪效果提升1~2dB，但在1600Hz后，声子晶体声屏障降噪效果不及复合板声屏障，降噪效果受周期数影响较大.声子晶体声屏障可实现新型降噪理念与绿色环保的有机结合.
2020 Vol. 40 (12): 5493-5501 [摘要] ( 393 ) [HTML 0KB] [ PDF 2023KB] ( 5097 )
5502 梁扬扬, 宋庆彬, 董庆银, 李金惠
废电路板非金属材料再生木塑产品环境安全性评价
为了评价废电路板非金属材料再生产品使用过程中的环境安全性问题，本文针对非金属材料再生产品的特性，参考相关评价标准，结合目前现有的环境危害评价方法和人体健康风险评价，构建了再生产品在使用过程中环境安全性评价模型.收集A、B两种再生木塑产品进行评价试验，评估其对环境和人体健康的潜在风险和危害.结果显示在不考虑水体稀释作用情况下，两种再生木塑产品对I类地表水均存在极度或重度污染的可能，对于其他类地表水环境风险较小，应避免在源头水等区域使用；对于地下水，产品B污染指数大于1，具有一定的环境风险；但是考虑在稀释情况下（5%），两种再生产品对于地下水的污染指数均小于1；两种再生木塑产品的非致癌风险指数分别为0.03和0.41，均小于1，对人体健康的危害作用不明显.本文可为非金属材料再生木塑产品环境安全性管理提供评价标准和参考，有利于促进废弃电器电子产品资源化和无害化技术的发展．
2020 Vol. 40 (12): 5502-5510 [摘要] ( 274 ) [HTML 0KB] [ PDF 1043KB] ( 3743 )
5511 能昌信, 唐美琴, 徐亚, 董路, 刘玉强, 刘景财, 杨健, 刘凡, 贺亚楠
退役工业固废填埋场地再利用的全寿命环境风险特征
通过现场采样和过程模型模拟等方法研究了典型退役工业固废填埋场地（DISWL）原位开发条件下的健康风险及长期演化规律.结果表明，经过近20a的浸出和降解，86%的废物浸出浓度依然处于有害水平，70%的废物不宜直接作为建设用地土壤.直接作为建筑用地开发利用条件下，由于DISWL的性能退化会导致有害组分的浸出和渗漏增加，由此导致地下水水质超标概率经历从无（短期）到有（中期，个别物质如总氰化物T-CN和易释放氰化物F-CN），再到后期的较大概率超标（T-CN和F-CN）的渐变过程；同时，场地利用过程的健康风险也逐步增加，来自于As的致癌风险和自于T-CN的非致癌风险，分别超过风险可接受水平的81~179倍和55.32~224.3倍.上述结果提示DISWL场地开发再利用的风险评估和管控策略应重点考虑长期风险.对于长期风险不可接受的场地，通过降低废物中毒性物质的浸出浓度可实现长期风险可接受，并提出了相应浸出浓度限值的计算框架和方法.
2020 Vol. 40 (12): 5511-5519 [摘要] ( 301 ) [HTML 0KB] [ PDF 654KB] ( 1094 )
5520 于亢亢, 苏晶, 赵华, 高健
公众态度和机构监督对大气污染的影响
虽然以往对于环境库兹涅兹曲线（EKC）的研究中考虑了正式制度因素如政府机构监督，但是较少考虑非正式制度因素.本文重点检验两种制度情境的影响，微观层面的环境态度形成的非正式制度以及宏观层面的环保机构监督形成的正式制度对大气污染排放量的影响.基于CGSS2010-2013和2015年的数据库，从中提取出体现环境态度的问题，将其赋值指标化后，作为制度情境纳入环境方程.经过公开数据的收集，得到我国26个省份2010-2014年5年的面板数据.通过固定效应和随机效应模型，发现机构监督与人均GDP的交互项对氮氧化物、烟（粉）尘、二氧化硫排放都有影响，但是公众态度与人均GDP的交互项只对烟（粉）尘排放有影响，从而对不同制度情境下的环境库兹涅兹曲线进行了探索.
2020 Vol. 40 (12): 5520-5530 [摘要] ( 252 ) [HTML 0KB] [ PDF 636KB] ( 985 )
5531 孙玉环, 杨光春
中国旅游业碳排放的影响因素分解及脱钩效应
采用广义迪氏指数分解法（GDIM）分解2000~2017年中国旅游业碳排放的影响因素，并在此基础上采用Tapio脱钩因果链模型分析旅游业碳排放的脱钩效应.结果表明：旅游业增加值、旅游业能源消耗量和旅客人次数是旅游业碳排放的促增因素，增加值能源强度和人均旅游业增加值是旅游业碳排放的促降因素，增加值碳强度、能源消耗碳强度和人均旅游业碳排放对旅游业碳排放的促增和促降作用在研究期间均有出现；旅游业能源消耗量的累积促增效应最大，为2030.13万t，增加值能源强度的累积促降效应最大，为103.29万t；旅游业碳排放的脱钩状态不佳，但近年来有所改善；人均脱钩弹性波动剧烈，节能弹性的变化是其波动的主要原因.
2020 Vol. 40 (12): 5531-5539 [摘要] ( 305 ) [HTML 0KB] [ PDF 635KB] ( 1987 )
5540 陈晖, 温婧, 庞军, 陈政, 韦雨杉
基于31省MRIO模型的中国省际碳转移及碳公平研究
基于MRIO模型方法自主编制了2012年中国区域间投入产出表，测算了中国31省在生产者责任和消费者责任视角下的碳排放量，以及省际贸易隐含碳转移量.在此基础上，分别从各省在省际贸易隐含碳净转移与隐含GDP净转移之间的关系、污染贸易条件值以及碳基尼系数三个方面分析了我国省际碳公平性问题.由于经济发展水平、资源禀赋、产业结构和能源结构的差异，各省在生产者和消费者视角下的碳排放量存在明显差异；隐含碳净转入省份多位于西部或属于欠发达省份，隐含碳净转出省份多为经济发达省份.中国31省在省际贸易中存在着明显的碳不公平现象，部分发达省份不仅让外省承担了自身的部分碳排放，而且获得了来自外省的GDP净输入，污染贸易条件值也小于1，在碳排放空间分配及经济效益上均处于绝对优势地位；而部分西部省份不仅为外省承接了部分碳排放还对外省净输出了GDP，污染贸易条件值也大于1，在碳排放空间分配和经济效益上均处于绝对劣势地位.2012年我国31省碳基尼系数在消费者责任视角下为0.24，在生产者责任视角下则达到了0.31，表明生产者责任视角下我国省际碳排放空间分配不公平性有所增强.
2020 Vol. 40 (12): 5540-5550 [摘要] ( 534 ) [HTML 0KB] [ PDF 732KB] ( 3853 )
5551 周迪, 王文捷, 陈梓佳
基于配额指标重要性视角的中国碳排放配额再分配
提出用与碳排放“同步变化程度”来衡量配额指标重要性的思想，对中国各省份碳排放配额进行再分配.首先在公平和效率原则基础上选取碳排放的影响因素作为分配指标，其次采用灰色关联分析法分别测算出各地区各指标与碳排放量的同步变动程度，以得到各地区各指标在配额分配中的比重.最后测算出我国29个省区2020~2030年的碳排放配额与排放空间.结果表明，人口基数及经济发展指标对各地碳排放有较强的同步变动关联性，因此应该被赋予更高的权重；配额最多的地区包括广东、北京、江苏、山东、上海，最少的地区则包括宁夏、贵州、青海、吉林、新疆.盈余分析发现，北京地区的碳排放空间有较多盈余；浙江等5个省区已达较饱和状态；山东等4个省区则处于较严重的溢出状态，在未来10年内需承担较重的减排压力.
2020 Vol. 40 (12): 5551-5560 [摘要] ( 294 ) [HTML 0KB] [ PDF 749KB] ( 1305 )
5561 沈晓梅, 于欣鑫, 姜明栋, 王磊
基于全过程治理的环境规制减排机制研究——来自长江经济带数据的实证检验
基于2007~2017年长江经济带11个省市的面板数据，利用中介效应模型探究全过程治理视域下政府主导型和市场激励型2类环境规制的减排机制.研究发现，政府主导型环境规制和市场激励型环境规制对SO2排放均具有显著的抑制作用，其影响系数分别为-0.154和-0.209.其中政府主导型环境规制在源头防控、过程控制和末端治理的全过程都起到显著的减排效应，而市场激励型环境规制只通过末端治理实现减排.因此，尽管市场激励型环境规制具有低成本、高效率的优点，但考虑到源头防控和过程控制在生态环境保护中发挥的根本性作用，对于经济结构和经济发展方式较为落后的地区和行业，仍要重视以政府为主导的环境规制，通过因地制宜、合理科学地运用环境规制工具以实现高效的全过程污染治理.
2020 Vol. 40 (12): 5561-5568 [摘要] ( 276 ) [HTML 0KB] [ PDF 446KB] ( 1389 )
中国环境科学
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