中国环境科学
 
 
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2021年 41卷 2期
刊出日期 2021-02-20
环境毒理与健康
生物多样性
碳排放控制
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
497 郭子雍, 阳宇翔, 彭龙, 廉秀峰, 傅玉珍, 张国华, 毕新慧, 王新明
广州地区不同粒径段大气颗粒物中水溶性有机碳的吸光贡献
对广州地区春季（2015年3~4月）、夏季（2015年6~7月）、秋季（2015年9~10月）、冬季（2015年12月~2016年1月）四个季节6个粒径段（<0.49、0.49~0.95、0.95~1.5、1.5~3.0、3.0~7.2以及7.2~10.0μm）的大气颗粒物样品中水溶性有机碳（WSOC）的浓度和光学性质等变化特征进行了研究.结果表明，WSOC的浓度水平呈现冬季[（5.07±2.80）μg/m3]>秋季[（3.87±1.51）μg/m3]>春季[（3.60±1.16）μg/m3]>夏季[（2.42±0.51）μg/m3]的季节变化特征；WSOC的质量平均直径（MMD）为0.57μm （春）、0.42μm （夏）、0.49μm （秋）和0.56μm （冬）.WSOC的质量吸收效率MAE365差异较大，分布在0.18~1.42m2/g之间，冬季最高；吸收波长指数AAE值分布在3.6~9.8之间.细颗粒物（<3μm）中WSOC对PM10WSOC总吸光的贡献达到了90%以上，其中<0.49μm颗粒物的贡献超过50%.在300~500nm之间，春季、夏季、秋季和冬季WSOC对颗粒物总吸光比例平均值分别为5.23%、2.95%、3.04%和6.92%；其中<0.49μm粒径段的贡献最高，分别为3.11%、1.79%、1.65%和3.45%.进一步通过特征紫外吸光度SUVA值的分析表明芳香性和分子量可能是影响WSOC吸光能力的重要因素.粒径越小颗粒物含有越多的不饱和键，使得MAE365值较高.
2021 Vol. 41 (2): 497-504 [摘要] ( 266 ) [HTML 1KB] [ PDF 525KB] ( 468 )
505 朱媛媛, 汪巍, 高愈霄, 储成君, 许荣, 鲁宁
疫情期间“2+26”城市污染减排成效评估
为评估“2+26”城市在疫情期间的减排效果，基于NAQPMS模式和情景模拟的方法，分析了2020年1~3月及疫情前后空气质量特征，对气象、重污染应急减排措施及社会经济活动对空气质量的影响和研究的不确定性进行了分析讨论.结果表明，2020年1~3月，“2+26”城市空气质量级别优良率为59.6%，同比上升10.9%；PM10、PM2.5、SO2、NO2、O3-8h-90per和CO-95per平均浓度分别为108，76，14，36，109μg/m3和2.3mg/m3.疫情期间（1月24日~3月31日） PM10、NO2、PM2.5和CO浓度比疫情前期（1月1~23日）同比降幅明显.气象条件造成沿燕山和太行山城市PM2.5浓度约上升1%~8%.重污染减排促使区域性污染过程减少了2次，“2+26”城市PM2.5季度均值降低约6~26 μg/m3.受春节和疫情综合影响，机动车排放量大幅下降，但焦化、火电等重点行业实际污染排放量变化不大，散煤燃烧对空气质量的负面影响增加.
2021 Vol. 41 (2): 505-516 [摘要] ( 257 ) [HTML 1KB] [ PDF 2466KB] ( 844 )
517 潘亮, 阎凤霞, 吴峻石, 张燕燕, 许建明
2013~2019年上海早晨接地逆温指标与PM2.5定量关系研究
利用2013~2019年上海宝山观象台08：00时高分辨率气象探空资料识别SBI并计算其3个指标（垂直温差、厚度、强度），发现在易污染月份（11月、12月、1月、2月）上海早晨SBI的发生频次为35.7%，垂直温差、厚度、强度分别为3.7℃、118m、3.6℃/100m.2013~2019年出现接地逆温的频次有所下降，但其3个指标均没有显著的年变化趋势.当出现接地逆温（SBI）时，2019年易污染月份早晨的PM2.5浓度高达61.9µ；g/m3，较无逆温（NTI）时偏高了79%，表明SBI是促发早晨PM2.5污染的重要气象条件之一.SBI的大气动力热力条件呈现水平风速降低（69%）、边界层通风能力下降（18%~44%）、垂直层结稳定（Ri>0.25）和低温（降低42%）、高湿（上升10%）的特点，非常有利于PM2.5的局地累积和二次非均相生成，使得2013~2019年早晨的PM2.5浓度较NTI时偏高了20%~107%.PM2.5浓度与SBI的垂直温差、厚度都显著正相关，分别拟合为二次非线性关系（P<0.05），然而与强度的相关性不显著.当接地逆温的垂直温差大于4.6℃、或者厚度大于100m，PM2.5浓度超过100µ；g/m3，可作为判别PM2.5重污染天气的参考阈值.
2021 Vol. 41 (2): 517-526 [摘要] ( 257 ) [HTML 1KB] [ PDF 570KB] ( 548 )
527 罗玉, 陈超, 张天宇, 马振峰, 甘薇薇, 刘博
1981~2017年四川省大气自净能力变化特征分析
利用四川省1981~2017年逐日地面气象观测资料和2017年1月环境监测资料，计算分析了四川省大气自净能力指数的时空变化特征及其影响因子，并初步探讨了2017年1月成都市大气自净能力指数与空气质量的关系.结果表明：四川省大气自净能力指数的分布形势以川西高原北部、川西高原南部、攀西地区、盆地西南部大气自净能力为较好到好，省内其余大部地区大气自净能力较差到差.近37a来，四川省、川西高原、攀西地区多年变化呈减弱趋势，四川盆地多年变化趋势不显著.影响因子中，四川省降水日平均大气自净能力指数小于非降水日.四川省以及各区域平均风速、通风量、风速较大日数和小风日数与大气自净能力指数呈显著正和负相关关系；混合层厚度与大气自净能力指数呈显著的正相关关系.
2021 Vol. 41 (2): 527-536 [摘要] ( 190 ) [HTML 1KB] [ PDF 4154KB] ( 657 )
537 吕鑫, 侯雪伟, 卢文
洲际传输对我国对流层臭氧影响的数值模拟
采用MOZART-4模式并引入在线源追踪方法量化分析北美和欧洲对我国对流层臭氧（O3）的贡献，整体来说模拟值能较好地与观测值对应.结果表明，北美和欧洲对流层对我国近地层O3贡献较低，夏季体积分数分别为0.3×10-9和0.6×10-9；冬季略高，均为0.9×10-9.北美对我国自由对流层O3贡献较高，不同季节体积分数峰值均超过3.8×10-9，而欧洲对我国自由对流层的贡献在夏季最高可达7.3×10-9.呈现以上特征的原因是虽然冬季弱光照条件不利于O3生成，但东亚的下沉气流能增加北美和欧洲对我国近地层O3的贡献；夏季北美和欧洲对流层内O3的生成量大幅增加，但地中海沿岸的下沉气流能减少北美和欧洲大陆西岸对中国O3的贡献而对欧洲整体影响较弱.此外中国地表的上升气流也会减少北美和欧洲对中国近地层O3的贡献.HYSPLIT模拟的输送路径表明冬季由于下沉气流的影响，北美近地层气团难以传输至我国，而自由对流层有13条轨迹到达我国；此时欧洲在东亚下沉气流作用下不同高度均有较多轨迹到达我国.夏季受地中海下沉气流影响北美没有到达中国的轨迹，欧洲到达我国的轨迹同样为一年中最少.
2021 Vol. 41 (2): 537-547 [摘要] ( 161 ) [HTML 1KB] [ PDF 3860KB] ( 516 )
548 林廷坤, 屈坤, 严宇, 王雪松, 赵宁
北京市秋冬季环流型下的细颗粒物传输
利用Models-3/CMAQ模式系统对北京市2013~2018年秋冬季（即当年11、12月和次年1、2月份）细颗粒物（PM2.5）进行模拟，计算北京周边4个截面的PM2.5传输通量，结合流场、浓度的分析，总结11种大气环流型下北京市的PM2.5传输特征.污染严重的西南（SW）和西（W）环流型下，北京地区受强烈的PM2.5传输作用，0.6km以下南部平原的输入产生了非常强的输入累积作用，加重了北京地区PM2.5的污染程度.污染严重的南（S）环流型下，0.6km以下东部平原和0.6km以上南部平原的输入都产生了较强的输入累积作用，京津冀东部和南部地区的污染物通过不同高度范围传输影响北京地区的PM2.5水平.污染同样严重的均压（UM）和气旋（C）环流型下，各方向的传输都没有产生明显的输入累积作用，本地排放的削减对于污染的控制尤为重要.污染中等的东（E）、东南（SE）环流型下，北京地区在近地层（0.2km以下）通过南部平原截面对保定等城市有较大的输出通量，对北京污染具有较强的输出消散作用.污染轻的北（N）、东北（NE）和西北（NW）环流型下，北京地区在1km以下通过东部平原截面对廊坊、天津等城市有很大的输出通量，对北京污染具有很强的输出消散作用.污染轻的A环流型下，北京地区没有明显的PM2.5输入输出现象.
2021 Vol. 41 (2): 548-557 [摘要] ( 207 ) [HTML 1KB] [ PDF 2554KB] ( 601 )
558 范西彩, 张新民, 张晓红, 高志凤, 赵文娟, 马琳琳
鹤壁市大气挥发性有机物源排放清单研究
采用排放系数法与“自下而上”的活动水平数据收集方法，建立了鹤壁市化石燃料固定燃烧源、工艺过程源、溶剂使用源、储存运输源、废弃物处理源等固定源、移动源、餐饮油烟和生物质燃烧等面源的VOCs排放清单.结果表明：鹤壁市2017年VOCs排放总量为8829.7t.其中，工艺过程源排放量最大（3052.5t），占VOCs总排放量的32%；其次是移动源（2712.8t）和溶剂使用源（1447.1t），分别占总排放量的29%和15%；从空间分布看，浚县的VOCs排放量最大（3444.0t），其次为淇滨区（1519.4t）、山城区（1516.0t）、淇县（1103.8t）和鹤山区（1041.9t）；其中，机动车（1932.0t）、建材冶金（903.6t）、化学制品制造（829.6t）、橡塑（646.8t）等VOCs排放量较大.对比河南省省会郑州市、同为煤炭资源型城市焦作市，鹤壁市的VOCs排放总量是郑州市的1/11，焦作市的1/3.但鹤壁市单位面积的VOCs排放量较大，是郑州市的1/3，焦作市的1/2，且鹤壁市单位GDP的VOCs排放量与郑州市和焦作市非常接近.说明鹤壁市VOCs排放总量低，但排放强度较高，仍需要加大减排力度.根据本清单的研究结果，建议鹤壁市可着重加强工艺过程源和移动源的减排，重点减排区域为浚县、鹤山区和淇滨区的交汇地带，重点减排机动车、建材冶金、化学制品制造等；此外，还应关注橡塑、餐饮油烟、工业生物质锅炉等行业的VOCs排放.
2021 Vol. 41 (2): 558-565 [摘要] ( 198 ) [HTML 1KB] [ PDF 623KB] ( 651 )
566 黄莉磊, 肖红伟, 毛东阳, 曾梓琪, 伍作亭, 朱仁果
中国南方乡村黑碳稳定同位素特征及来源解析——以江西于都为例
于2018年冬季（1月）和夏季（7月）在中国南方江西于都某偏远乡村采集PM2.5样品，分析PM2.5中BC浓度及其稳定碳同位素（δ13CBC），水溶性离子浓度.结果表明，采样期间BC在冬季和夏季平均浓度分别为（1.3±0.8），（0.8±0.3）μg/m3，δ13CBC在冬季和夏季平均值分别为（-25.8±1.6）‰和（-26.3±0.7）‰，两者整体呈现冬季高夏季低趋势，可能受到不同来源影响.相关性分析和贝叶斯模型源解析结果表明：冬季受生物质燃烧贡献最大为44.3%，其次机动车尾气和煤燃烧，分别为29.3%和26.4%；夏季受机动车尾气贡献最大为58.5%，其次生物质燃烧和煤燃烧，分别为28.8%和12.7%.后向轨迹表明，中国南方乡村的BC可能受到城市污染区域的长距离输送影响.
2021 Vol. 41 (2): 566-573 [摘要] ( 245 ) [HTML 1KB] [ PDF 627KB] ( 649 )
574 江家豪, 彭杏, 朱波, 黄晓锋, 何凌燕
深圳大气PM2.5化学组成的长期变化特征
为分析深圳市大气细颗粒物（PM2.5）浓度长期持续下降的原因，进而明确PM2.5下一步减排潜力和精细化管理方向，本研究基于2019年在深圳市西乡点位采集的PM2.5样品，分析了西乡PM2.5的化学组成及季节分布特征.结果表明，2019年西乡点位PM2.5年均浓度为29.4μg/m3，总体上呈现夏低冬高的季节特征，有机物（OM）和硫酸根（SO42-）仍是主要的组分，分别占总质量的42.3%和17.6%.对2009、2014、2019年典型月份PM2.5的组分进行对比，PM2.5全年质量浓度从42.3μg/m3（2009年）下降至24.6μg/m3.（2019年），OM、SO42-、硝酸根（NO3-）、铵根（NH4+）和元素碳（EC）等都有明显的下降趋势.矿物质元素（Al、Ca）是地面扬尘和建筑尘的标识组分，近年来Al、Ca浓度的增加趋势表明宝安区西乡扬尘的影响在逐渐扩大.2009、2014、2019年OC/EC的值逐渐扩大，说明了一次燃烧源排放的影响逐渐减小，但二次有机物（SOC）的贡献逐渐凸显.通过分析2004、2009、2014、2019年夏、冬季PM2.5中6种主要组分变化趋势，表明6种主要组分夏冬两季皆有下降趋势，但由于气象因素导致冬季污染物受到区域传输的影响较大，夏季各组分浓度的下降幅度普遍高于冬季.总体来说深圳市PM2.5浓度持续下降的原因是深圳市对机动车、工业VOC （挥发性有机物）、远洋船舶以及一次燃烧源的管控和减排.
2021 Vol. 41 (2): 574-579 [摘要] ( 225 ) [HTML 1KB] [ PDF 574KB] ( 475 )
580 张智察, 倪长健, 刘新春, 陆辉, 白爱娟
干气溶胶复折射率的参数化方案
基于成都市2017年10~12月WS600一体式气象站、AURORA-3000积分浊度计、AE-31黑碳仪以及GRIMM180环境颗粒物监测仪的地面逐时观测数据，结合Mie散射理论数值改进算法与免疫进化算法反演了550nm波长处干气溶胶复折射率（DACRI）的实部（nre）和虚部（ni）.通过分析DACRI反演结果与颗粒物质量浓度之比（BC/PM1，BC/PM2.5，BC/PM10，PM1/PM2.5，PM1/PM10和PM2.5/PM10）之间的相关性，利用逐步线性回归方法分别构建了nre和ni的参数化方案. nre和ni的参数化方案拟合值与实测值之间的相关系数（R）分别为0.54和0.85（P<0.0001），平均相对误差（MRE）分别为2.31%和15.18%.此外，利用该参数化方案计算的DACRI模拟了一次灰霾演化过程中干气溶胶的散射系数bsp和吸收系数bap，其模拟值与实测值之间的相关系数分别为0.98和0.91（P<0.0001），平均相对误差分别为7.43%和14.97%.
2021 Vol. 41 (2): 580-587 [摘要] ( 162 ) [HTML 1KB] [ PDF 707KB] ( 486 )
588 高爽, 李时蓓, 马岩, 李刚, 伯鑫, 屈加豹, 雷团团, 毛娜, 路瑞娟, 任丽红
基于气象分型的大气环境允许排放量测算方法
本文提出一种基于气象条件分型的城市大气环境允许排放量测算方法，该方法基于环境空气质量和颗粒物组分数据，对气象条件进行分污染天气类型的二次转化规律研究，并确定不同天气类型下的迁移扩散系数.基于扩散理论，建立了污染物排放强度、不同天气类型迁移扩散系数和目标控制浓度之间的关系，在特定区域排放布局和排放方式基本不变的前提下，测算不同天气类型达空气质量标准下的一次PM2.5，PM10，NOx和SO2的允许排放量.以沧州市为例，结合空气质量从优到严重污染程度将对应气象要素依次划分为7种天气类型，测算7种天气类型达空气质量目标下的主要污染物允许排放量.基于2018年基准年的排放量，在天气类型7最不利气象条件下，沧州市一次PM2.5，PM10，NOx和SO2排放量削减率应分别在82.62%，81.17%，75.05%和74.54%以上，才能达到空气质量标准.结果表明，不利气象条件下大气环境允许排放量很小，需要更大力度减少污染物排放，才能避免发生重污染天气.
2021 Vol. 41 (2): 588-595 [摘要] ( 235 ) [HTML 1KB] [ PDF 734KB] ( 581 )
596 董红召, 王乐恒, 唐伟, 杨强, 佘翊妮
融合时空特征的PCA-PSO-SVM臭氧(O3)预测方法研究
针对目前臭氧预测方法未能考虑臭氧污染的区域性和在时间周期内的强自相关性的问题，提出一种融合时空特征的PCA-PSO-SVM臭氧组合预测模型.利用小波分析和系统聚类提取臭氧时间序列波动特征和站点空间分布相似性特征，并通过主成分分析和粒子群算法优化的支持向量机组合模型（PCA-PSO-SVM）对臭氧日最大8h平均浓度进行预测，以2016~2018年杭州市大气污染物观测数据和气象数据进行实验验证.结果表明：融合时空特征的PCA-PSO-SVM模型预测精度有较大提升，与未融合时空特征的PCA-PSO-SVM模型相比，精度提升19%.气象因素中温度对臭氧预测效果影响最大，在气象预报数据存在一定误差的情况下，提出的模型仍得到较高精度的预测效果，具备较好的鲁棒性.
2021 Vol. 41 (2): 596-605 [摘要] ( 246 ) [HTML 1KB] [ PDF 1484KB] ( 871 )
606 胡志远, 王卓, 谭丕强, 楼狄明
公交车燃用生物柴油的颗粒物水溶性离子排放
以一辆国Ⅴ柴油公交车为研究对象，在重型底盘测功机上运行中国典型城市公交循环，试验研究了柴油（D100），体积混合比例分别为5%（B5）、10%（B10）和20%（B20）的废食用油制生物柴油-柴油混合燃料的尾气颗粒物水溶性离子（Water soluble ions，WSI）排放特性.结果表明：国Ⅴ柴油公交车尾气颗粒物呈弱酸性；WSI约占颗粒物质量的3%，主要集中在PM0.5~2.5和PM2.5~18粒径段，阴离子占WSI总量的72%~79%；废食用油制生物柴油对公交车尾气颗粒WSI种类没有影响；随着废食用油制生物柴油混合比例的增加，公交车尾气颗粒物WSI阴、阳离子浓度、颗粒物酸性整体增大，WSI浓度峰值向小粒径段移动；CaCl2和NaCl可能是柴油公交车尾气颗粒物Cl-、Ca2+、Na+的主要存在形式；控制废食用油制生物柴油硫、Na+、Ca2+和Cl-含量，优化缸内燃烧减少NOx排放，对降低柴油公交车尾气颗粒物WSI排放具有重要意义.
2021 Vol. 41 (2): 606-613 [摘要] ( 190 ) [HTML 1KB] [ PDF 1421KB] ( 811 )
614 张烁, 吴卫红, 杨洋, 刘少俊, 宋浩, 郑成航, 高翔
老化对钴铈基催化剂催化氧化丙烷的影响
采用柠檬酸络合法合成Co-CeOx多活性中心催化剂，在不同温度进行加速老化处理，测试新鲜和老化后催化剂对丙烷的催化氧化性能，同时对其结构和性质进行表征.结果表明，当加速老化温度低于650℃时，丙烷转化率达50%的温度变化幅度小于10℃；加速老化温度高于750℃时，催化剂氧化丙烷的性能快速下降.表征结果显示，Co-CeOx催化剂主要表现为尖晶石结构，老化后晶粒尺寸显著增大，Co3+的含量减少，氢还原峰温度升高.加速老化处理对Co-CeOx催化剂物理结构的影响进而抑制了其化学特性及催化活性.测试Co-CeOx催化剂对丙酮和甲苯的催化氧化性能，分别在179和244℃达到90%的脱除效率.因此，Co-CeOx多活性中心催化剂具有良好的氧化性能，且表现出一定的稳定性.
2021 Vol. 41 (2): 614-621 [摘要] ( 174 ) [HTML 1KB] [ PDF 744KB] ( 552 )
622 张蔷, 李令军, 赵文慧, 王新辉, 姜磊, 刘保献, 李翔, 鹿海峰
北京森林BVOCs排放特征及对区域空气质量的影响
利用林业二类调查蓄积资料，广泛调研植物源挥发性有机物（BVOCs）排放因子的最新研究成果，运用光温影响模型对北京森林BVOCs排放特征进行研究，并分析其对区域空气质量的影响.结果显示，2015年北京森林BVOCs排放量平均值为27.97×109g C/a，变化域值范围为（9.46~76.45）×109g C/a，其中异戊二烯、单萜烯和其他VOCs贡献率分别为75.09%、15.62%和9.29%.不同树种间BVOCs排放量差异较大，杨树和栎树是主要的异戊二烯排放源，贡献率分别为63.16%和25.92%；油松是主要的单萜烯排放源，贡献率为40.90%.不同龄级林对BVOCs排放的贡献不同，中龄林贡献率最大，占总量的39.14%.BVOCs排放呈夏季高、冬季低的特征，春、夏、秋、冬排放量分别占全年的12.55%、77.48%、9.76%和0.21%.BVOCs对O3生成潜势的贡献量为240.51×109g，其中异戊二烯占92.66%，是主要的贡献者；对二次有机气溶胶（SOA）生成潜势的贡献量为1.73×109g，异戊二烯和单萜烯分别占24.26%和75.73%.研究表明，北京森林BVOCs排放会导致大气年均SOA浓度增加0.94μg/m3，O3浓度上升9.01μg/m3，特别是对夏季O3污染具有较大贡献.建议城市绿化时应从有助于空气质量改善的角度考虑树种的VOCs排放能力.
2021 Vol. 41 (2): 622-632 [摘要] ( 384 ) [HTML 1KB] [ PDF 745KB] ( 596 )
633 董焱, 许丹, 鲍艳松, 许梦婕, 顾英杰
基于AGRI颗粒物浓度遥感反演及季节变化分析
基于AGRI数据反演区域PM2.5浓度.利用6S辐射传输模式，分析气溶胶光学厚度AOD与能见度相关性，建立AOD、气溶胶标高和能见度模型；通过对大气柱AOD垂直订正，构建AOD与近地面PM2.5浓度关系的物理模型；同时引入了地面相对湿度数据.结果表明，FY-4A遥感的PM2.5浓度与地面空气质量监测站的PM2.5浓度变化趋势一致，算法计算效率较高.利用AGRI估算近地面PM2.5与地面观测网对比分析，其结果不亚于于MODIS以及VIIRS的对比结果，AGRI估算的均方根误差和相对误差较小.从季节分析，冬季近地面颗粒物浓度是影响整层大气柱AOD值的主要因素，AGRI反演结果精度较好，夏季相关系数相对于其他三个季节偏低.总体而言，采用FY-4A/AGRI反演颗粒物浓度精度可靠，有利于实现区域气溶胶全天候实时监测.
2021 Vol. 41 (2): 633-642 [摘要] ( 181 ) [HTML 1KB] [ PDF 2541KB] ( 548 )
643 贾中坚, 刁永发, 张俪安, 庄加玮, 沈恒根
偏转角影响磁纤维捕集Fe基细颗粒的数值模拟
为了研究磁性纤维对钢铁行业细颗粒物的控制效果，基于计算流体力学-离散相模型（CFD-DPM）对高梯度磁场中含尘气流方向与背景磁场方向夹角（偏转角）分别为0°、15°、30°、45°、60°、75°、90°时磁性单纤维捕集Fe基细颗粒进行数值模拟.分别研究高梯度磁场作用下颗粒粒径、入口风速、磁场强度对颗粒运动轨迹和捕集效率的影响.结果表明：高梯度磁场中偏转角影响磁性纤维捕集区域的位置，当角度为0°时，在纤维正对含尘气流方向区域形成颗粒捕集区，背风侧形成较大空腔；当角度为90°时，在沿气流方向纤维两侧形成面积相等的捕集区域.偏转角对小颗粒捕集效率的影响较小，当角度为0°时，对于0.5μm的颗粒捕集效率为4.1%，当角度为90°时捕集效率为3.9%.随着粒径的增大，捕集效率的增长速率先减小后增大，对于不同粒径的颗粒，当角度为0°时捕集效率最高.当风速在0.02~0.04m/s范围时，随着角度从0°增加到90°，捕集效率先降低，在45°附近达到最小值，然后升高.磁场强度的增加有利于提高捕集效率，但不同角度时的增长速率有所不同.当偏转角为0°和60°时，背景磁场强度为0.1~0.3T范围时增长速率明显大于0.3~0.9T范围内，而当偏转角为30°和90°时，背景磁场强度为0.1~0.5T范围时增长速率高于0.5~0.9T时的增长速率.
2021 Vol. 41 (2): 643-649 [摘要] ( 145 ) [HTML 1KB] [ PDF 866KB] ( 452 )
水污染与控制
650 袁忠玲, 秦彦荣, 张民安, 张明, 毛佩玥, 安芳娇, 陈永志
曝气参数对短程硝化的影响及氮素等高线分析
采用间歇曝气SBR工艺处理实际生活污水，在温度为（26±0.5）℃，pH值为（7.2±0.2）时，考察曝气强度和曝气密度两种曝气参数对实现稳定短程硝化的影响，设计批次试验采用等高线及其剖面图探究NH4+-N去除率（ARE）和NO2--N积累率（NiAR）.结果表明：控制曝气密度为12时，高曝气强度（2L/（L×h））下，可实现67.10%的ARE和95%的NiAR；控制曝气强度为2L/（L×h），在曝气密度分别为6、8和12时，ARE分别在40、37、22周期达到71.40%、52.36%和59.60%，NiAR分别增大至98.94%、96.72%和98.20%.对批次试验结果进行等高线分析，曝气强度和曝气密度均会对ARE和NiAR有影响，在曝气强度为和曝气密度分别为2L/（L×h）和15时，ARE和NiAR分别高达77%和99%.
2021 Vol. 41 (2): 650-659 [摘要] ( 177 ) [HTML 1KB] [ PDF 737KB] ( 363 )
660 王美玲, 王策, 李咏梅
初始pH值对正渗透浓缩城市污水和回收磷的影响
为实现从城市污水中回收磷和水资源并同时减少后续处理反应器容积的目的，采用正渗透膜对城市污水进行浓缩，并探究城市污水的初始pH值对浓缩效果和磷回收的影响.首先采用合成城市污水进行正渗透浓缩试验，当提高原料液（FS）的初始pH值至9.5时，FS体积浓缩接近初始体积的1/10后，膜上及垫网上吸附磷含量约为其初始总量的44%，有利于磷的回收.当采用实际城市污水作为FS时，在初始pH值为9.5条件下进行浓缩后，污染膜面存在松散团聚的圆球颗粒，使得该条件下膜面污染物更易被洗脱，膜清洗后水通量高于不调节pH值条件下的水通量.膜原位超声清洗后，浓缩污水变为悬浊液，经静置沉降后收集沉淀物，其主要成分为CaCO3、鸟粪石和磷酸镁类物质.当初始pH值为9.5时浓缩所得沉淀物中的CaCO3和鸟粪石含量更高.调节城市污水初始pH值至9.5左右，对其进行三轮42h的连续运行浓缩后，污水的体积浓缩倍数约为8倍，磷回收率可达到63.9%.浓缩结束后，对膜先后进行原位超声清洗和碱洗加酸洗的化学清洗，清洗后膜通量约为初始通量的78%.浓缩后污水的pH值在8.5~9.1之间，且COD/TN值明显提高（从3.6至11.5），有利于后续的生物脱氮除磷.
2021 Vol. 41 (2): 660-668 [摘要] ( 181 ) [HTML 1KB] [ PDF 1033KB] ( 600 )
669 盛丰, 冯天国, 王福科, 文鼎, 胡国华
浏阳河长沙段CODMn、NH3-N和TP综合降解系数研究
采用现场水团追踪法，研究了浏阳河长沙段CODMn、NH3-N和TP的综合降解系数与河段水流流速之间的相关关系，并通过河段历史水文和水质监测数据对所建立的相关方程进行了验证.结果表明，浏阳河长沙段CODMn、NH3-N和TP的综合降解系数与流速之间呈明显的线性相关关系，相关方程形式分别为K（CODMn）=0.037+0.635v、K（NH3-N）=0.059+0.315v和K（TP）=0.004+0.140v.所建立的线性相关方程对研究河段CODMn、NH3-N和TP浓度预测结果的决定系数均大于0.90、相对均方根误差均小于0.10.受风浪作用、紊动水流和弯道环流的影响，当流速小于0.35m/s时，顺直河段的污染物综合降解系数均大于弯曲河段的污染物综合降解系数；当流速大于0.46m/s时，弯曲河段污染物综合降解系数均大于顺直河段的污染物综合降解系数.研究成果对浏阳河长沙段水质管理与水环境保护具有重要的参考价值.
2021 Vol. 41 (2): 669-676 [摘要] ( 249 ) [HTML 1KB] [ PDF 676KB] ( 622 )
677 高新源, 李爱民, 刘佩春, 李阳, 宋海鸥, 刘玉斌, 战树岩
电场辅助活性炭吸附法去除水中的Cu2+
通过电场辅助活性炭吸附水中的Cu2+，分析吸附机理，pH值对Cu2+吸附的影响以及活性炭电极的再生性.结果表明，活性炭电极添加电场后，Cu2+的去除率明显提高，当活性炭电极间施加1.0V电压时，Cu2+的去除率提高了223.5%.通过Langmuir和Freundlich吸附等温线模型分析，添加电场后，活性炭电吸附Cu2+主要是带电活性炭表面形成的双电层作用，而不仅仅是活性炭表面化学吸附点位.pH值对电场辅助活性炭吸附水中Cu2+的影响极大，pH值太低时，水中H+会与Cu2+竞争活性炭表面化学吸附点位以及双电层点位.研究发现采用电极短接方式可提高Cu2+后的脱附率及脱附速率，脱附率达到79.1%.通过FTIR图谱可知，表面官能团-COOH和-C=O吸附的Cu2+难以脱附出来，但得益于此，再循环吸附-脱附2~4次时，主要以双电层静电吸附为主，脱附效率提高，电极的再生性良好.
2021 Vol. 41 (2): 677-683 [摘要] ( 213 ) [HTML 1KB] [ PDF 550KB] ( 558 )
684 陈颢明, 胡亦舒, 李真
溶磷微生物改性生物炭吸附重金属的机理研究
利用磷溶菌（PSB）对稻壳（RB）和污泥（SB）生物炭进行不同时间的改性，研究了其对水体中Pb2+和Cd2+（1000mg/L）的修复机制.主要通过测定改性生物炭的理化特性和重金属含量，并利用结构方程模型研究了微生物改性生物炭对重金属的吸附机理.结果表明，PSB显著改善生物炭的孔径结构、比表面积BET （增加了12.5%~175.0%）和表面官能团.特别是还增加了生物炭中C和P元素的释放，促进了生物炭表面的生物矿化机制.PSB改性显著提高了生物炭对Pb2+和Cd2+的吸附作用（RB提高：Pb2+=9.5%~34.5%，Cd2+=34.7%~219.9%，SB提高：Pb2+=65.3%~101.3%，Cd2+=106.6%~248.6%）.通过Pb和Cd的修复差异，发现不同重金属对微生物的胁迫是导致改性生物炭对重金属的修复反应路径相反的原因.此外，结构方程模型证实6~12h的PSB改性效果最好，且BET不是主要影响因素.不同的生物质炭改性后的修复机制也存在明显差异，孔径结构（Rmax2=0.99）是改性RB的主要吸附途径，化学沉淀（Rmax2=0.99）是改性SB的主要吸附途径.
2021 Vol. 41 (2): 684-692 [摘要] ( 330 ) [HTML 1KB] [ PDF 876KB] ( 819 )
693 苏龙, 张海波, 程红艳, 张国胜, 罗渊, 何小芳, 任元森, 闫双堆
木耳菌糠生物炭对阳离子染料的吸附性能研究
为了有效处理印染废水，以废弃木耳菌糠（AG）为原料，采用限氧热解法在350、550、750℃的温度下制备木耳菌糠生物炭（AGBC），处理含有孔雀石绿（MG）、番红花红T （ST）的有色废水.考察了不同初始pH值、吸附时间、初始浓度对AGBC吸附MG、ST的影响，讨论了吸附动力学及等温吸附特性.并利用傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等技术对吸附前后的菌糠生物炭进行表征，探究吸附机理.结果表明：随着热解温度的升高，吸附剂表面的含氧官能团数量逐渐减少，而比表面积和芳香化程度逐渐增加.MG的平衡吸附量随溶液pH值的升高而增大，而ST的平衡吸附量呈现相反趋势.AGBC对MG、ST的吸附分别在8h和4h基本达到平衡.AGBC对MG的吸附过程符合准一级动力学模型与Freundlich模型，说明吸附过程以物理吸附为主；对ST的吸附过程符合准二级动力学模型与Freundlich模型，说明吸附过程以化学吸附为主.与AG350和AG550相比，AG750对MG和ST的吸附量更高，经Langmuir模型拟合，其对MG和ST的最大吸附量分别为10249.79mg/g、3353.49mg/g.吸附机理表明，AGBC对MG的吸附主要为静电引力和π-π共轭作用，对ST的吸附主要为氢键作用、π-π共轭作用以及静电引力.说明AGBC对阳离子染料具有一定的吸附潜力，是一种经济高效的吸附材料.
2021 Vol. 41 (2): 693-703 [摘要] ( 160 ) [HTML 1KB] [ PDF 931KB] ( 605 )
704 钟敏, 李孟, 卢芳, 张倩
热活化过硫酸盐联合混凝处理微乳浊液的机理
在冶金冷轧微乳浊液中，醚链较长、αH较多的非离子型表面活性剂的存在导致体系稳定性极高而难于降解，利用热活化过硫酸盐（PS）进行破乳预处理，并联合混凝作用，以实现高效的油水分离.本文研究了PS浓度、体系温度、pH值对上述反应的影响，根据电子顺磁共振等分析技术确定了作用自由基类型及其贡献率，利用气相色谱-质谱联用法分析了反应前后微乳浊液成分，根据激光粒度法测定了反应过程油滴粒径，结果表明：增大PS浓度和温度、降低pH值均有利于提高COD去除率；降解过程包括SO4-.、OH.破乳及聚合硫酸铁促使强疏水性油滴脱稳，且SO4-.为破乳主导自由基（贡献率86.33%）；基于联合工艺的COD去除率和运行成本均优于热活化PS单一工艺.
2021 Vol. 41 (2): 704-712 [摘要] ( 168 ) [HTML 1KB] [ PDF 707KB] ( 443 )
713 贾顺卿, 卢文喜, 李久辉, 白玉堃
基于U-D分解卡尔曼滤波地下水污染源溯源辨识
采用基于U-D分解的卡尔曼滤波与非线性规划优化模型相结合，溯源辨识出地下水污染源的个数、位置与释放强度.基于一个假想例子，建立地下水污染质数值模拟模型，运用灵敏度分析筛选出对模型影响较大的参数作为模型中的随机变量.然后，应用基于U-D分解的卡尔曼滤波辨识出污染源的个数与位置.在此基础上建立辨识污染源释放强度的优化模型，应用克里格插值法建立地下水污染质运移数值模拟模型的替代模型，代替模拟模型，作为约束条件嵌入优化模型中，运用遗传算法求解优化模型辨识出地下水污染源源强.结果表明：采用基于U-D分解的卡尔曼滤波方法能够保证滤波的稳定性，有效识别出污染源的个数和位置；非线性规划优化模型，可以辨识出污染源释放强度.在优化模型的求解过程中，应用克里格方法建立模拟模型的替代模型嵌入优化模型，能在保证一定精度的情况下，大幅度减少计算负荷和计算时间.
2021 Vol. 41 (2): 713-719 [摘要] ( 199 ) [HTML 1KB] [ PDF 1161KB] ( 434 )
720 何宇, 郭超, 付玉丰, 张成武, 张婧懿, 秦传玉
胶态微泡沫用于冲洗含水层的迁移分布特征
目前有关胶态微泡沫（CGAs）冲洗含水层过程中的迁移分布特性尚不明确，本研究利用二维模拟实验详细探究了注入速率、表面活性剂浓度和介质条件对CGAs迁移分布时空变化特征的影响.结果表明，在单侧单点注入条件下，CGAs的波及区域形状近似半圆形，迁移锋面相对规则；CGAs破裂产生的泡沫液分布在其迁移锋面四周，泡沫气体受地下水浮力影响向上方迁移，导致出现在纵向向上迁移距离大于向下迁移距离的"向上漂移"现象.表面活性剂浓度对CGAs的迁移分布影响较小；注入流速低或介质渗透性差，CGAs均会在迁移后期出现明显的“向上漂移”现象，同时其波及区域形状逐渐趋向于半椭圆形；恒定流量注入CGAs，其在含水层中的波及面积存在最大值.相对传统液相冲洗液，CGAs在非均质含水层中迁移分布较为均匀，受介质非均质性影响较小.
2021 Vol. 41 (2): 720-726 [摘要] ( 165 ) [HTML 1KB] [ PDF 1067KB] ( 348 )
727 李晓良, 王雪, 邱晓鹏, 路思佳, 辛凤丹, 郑兴
高活性阳极制备及阿莫西林降解中的毒性效应
采用电流调控方式制备多催化位点的高效Ti/PbO2阳极，并对其形貌、晶型、电化学性能等进行表征，以常见抗生素阿莫西林（AMX）作为目标有机物，考察了阿莫西林在电催化降解中的毒性演变过程.结果表明，随沉积电流密度梯级升高，电极表层形貌由“四棱锥型”向“菜花状”转变，但晶相仍为β-PbO2，同时电极伏安电荷量提高，膜阻抗降低.毒性检测结果表明，水体中AMX浓度与斜生栅藻的藻密度呈负相关，但对其叶绿素合成表现为“低浓度促进，高浓度抑制”效果.此外，优选制备电极对AMX具有较好的降解效果，AMX水体毒性水平随电催化降解呈现先升高后降低趋势，转录效应指数TELItotal值由最初1.54升至2.61，并经150min的持续电催化降为1.63.经110种基因应激结果表明，AMX在电催化降解中造成的细胞氧化应激与蛋白质应激最为明显.
2021 Vol. 41 (2): 727-734 [摘要] ( 169 ) [HTML 1KB] [ PDF 1604KB] ( 405 )
735 董姝楠, 夏继红, 王为木, 刘慧, 盛丽婷
典型水环境因素对聚酯微塑料沉降的影响机制研究
以聚酯（聚对苯二甲酸乙二醇酯，简称PET）微塑料为主要对象，研究电解质浓度，电解质类型及pH值等典型水环境因素对其沉降行为的影响机制.结果表明：水环境中PET微塑料的沉降随电解质浓度的升高而不断增强，其悬液标准化浓度（C/C0）最低可降至0.64；同一类型电解质对水环境中PET微塑料沉降行为的影响程度相似，而与1-1型电解质（NaCl及KCl）相比，水环境中1-2型电解质（CaCl2及MgCl2）的存在能够显著促进PET微塑料的沉降；水环境中PET微塑料的沉降随pH值的增加而降低，随着pH值由10降至4，PET微塑料悬液的C/C0由最高0.98下降至最高0.76.一阶动力学沉降模型能够较好的拟合水环境中PET微塑料的沉降行为.此外，DLVO （Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek）理论能够反映出PET微塑料沉降行为的变化趋势，其计算结果与实验结果吻合度较高.本研究结果有助于提高对微塑料环境行为的认识程度，同时能够为评估微塑料环境风险提供理论依据.
2021 Vol. 41 (2): 735-742 [摘要] ( 288 ) [HTML 1KB] [ PDF 591KB] ( 453 )
743 曹若馨, 曾维华, 李晴, 马鹏宇
基于贝叶斯公式的不确定性水环境容量研究——以北运河为例
针对水环境的随机不确定性，构建了基于贝叶斯公式的不确定性水环境容量核算方法，并以北运河为实证案例对所建立的核算方法进行验证：利用贝叶斯公式，通过对水环境容量核算涉及的流量、流速、背景浓度、污染物综合衰减系数这4个参数和水环境容量本身5个随机变量的分布特征进行分析，最后得到水环境容量的概率分布.结果表明：北运河流域10个河段的水环境容量都服从瘦尾偏态分布，并且河段流量与长度对其分布影响最大；与传统设计条件下的确定性水环境容量相比较，不确定性水环境容量分布不仅能够体现前者的信息，并且利用各参数的随机性以及实际监测数据进一步对前者进行了“修正”，能够更为全面准确的描述水环境.
2021 Vol. 41 (2): 743-754 [摘要] ( 227 ) [HTML 1KB] [ PDF 1438KB] ( 412 )
固体废物
755 陈宇, 姜爽, 孟晓青, 王电站, 郑冠宇, 周立祥
污泥调理对氨基糖苷类耐药菌的削减作用研究
采用异养菌培养法比较了4种污泥调理方法（聚丙烯酰胺调理、Fe[III]/CaO调理、化学酸化调理以及生物沥浸调理）对脱水泥饼和脱水滤液中链霉素、庆大霉素、卡那霉素3种典型氨基糖苷类ARB的削减效果.结果表明，PAM调理未能有效削减脱水泥饼及滤液中的ARB；Fe[III]/CaO调理和生物沥浸调理大幅削减脱水泥饼中3种ARB，并且可完全去除脱水滤液中的ARB；化学酸化调理虽然可将脱水泥饼中的ARB削减0.83~1.65个数量级，但却使滤液中的ARB增加0.26~0.39个数量级.脱水泥饼中氨基糖苷类ARB的含量与调理污泥中微生物细胞裂解程度显著相关，说明调理过程导致的污泥微生物细胞裂解是脱水泥饼中ARB削减的主要原因.进一步研究表明，采用Fe[III]/CaO法、化学酸化法及生物沥浸法处理后的脱水泥饼自然放置过程中ARB的数量有反弹的趋势，存在一定的环境风险.
2021 Vol. 41 (2): 755-762 [摘要] ( 200 ) [HTML 1KB] [ PDF 376KB] ( 321 )
763 张强, 席北斗, 杨津津, 李绍康, 李翔, 赵昕宇
不同物料堆肥富里酸的结构特征的研究
通过三维荧光平行因子分析（EEM-PARAFAC）和二维相关光谱（2DCOS）分析了富含木质纤维素类物料（果蔬废物和杂草废物）和富含木质素类物料（秸秆废物和园林修剪废物）堆肥形成的富里酸的结构和组成.结果显示，两类堆肥物料形成的富里酸结构差异显著.虽然两类物料的荧光组分含量及变化基本相似，但是特征官能团与其荧光组分的变化顺序却不同.富含木质纤维素类物料堆肥形成的富里酸中类酪氨酸和类色氨酸先于芳环形成，而富含木质素类物料堆肥形成的富里酸中芳环先于类酪氨酸和类色氨酸.并且，研究发现在堆肥高温期和腐熟期，富里酸的芳环含量在木质纤维类和木质类物料中分别增加了约10%和5%，脂肪族的含量分别下降了约10%和6%，说明堆肥过程中富里酸结构中脂肪族逐渐降解并伴随其芳香性逐渐增加；结构方程模型结果表明，类富里酸、脂肪族基团和羧基是富里酸中芳环形成的关键组分.本文研究结果可为明确堆肥过程中富里酸的形成提供理论基础.
2021 Vol. 41 (2): 763-770 [摘要] ( 248 ) [HTML 1KB] [ PDF 1074KB] ( 453 )
771 刘玉丹, 谢鑫, 谢莉鸿, 田媛媛, 杨梦, 郭旭晶
牛粪发酵沼液DOM与Fe (III)离子络合机制研究
采用荧光光谱、红外光谱、平行因子（PARAFAC）分析及二维相关光谱（2D-COS）分析来解释Fe （III）与牛粪发酵DOM的络合异质性及机制.结果表明，PAFAFAC能够识别6个荧光组分，包括类蛋白（C2）、类富里酸（C1）、类腐殖酸（C4、C5）、类蛋白与类富里酸和类腐殖酸结合的荧光组分（C3、C6）.2D-SYS-COS分析仅能识别类蛋白和类富里酸荧光物质，DOM中类蛋白荧光为主要的荧光组分.2D-COS分析表明，在334nm处的类富里酸荧光组分优先与Fe （III）离子发生络合作用，络合次序为334nm→306nm.DOM中能够优先与Fe （III）发生络合作用的为仲铵盐-NH2基团，各官能团组分与Fe （III）发生络合作用次序为2265→2771→1528→1310→1805→1479cm-1.双对数模型计算结果表明牛粪发酵沼液DOM能够与Fe （III）形成高化学稳定性的络合物，其络合常数在4.34~7.03之间，研究结果能够为沼液施用土壤金属离子的形态分布和迁移转化提供理论指导.
2021 Vol. 41 (2): 771-777 [摘要] ( 223 ) [HTML 1KB] [ PDF 503KB] ( 407 )
土壤污染与控制
778 赵晓东, 李晓晶, 赵鹏宇, 宋敏丽, 燕平梅, 任天志, 李永涛
土壤微生物电化学系统降解四环素的机理
以四环素为研究对象，构建土壤微生物电化学系统（SMES），避光恒温培养58d后进行采样分析，研究了四环素降解、土壤理化性质、酶活性和三域微生物之间的内在联系，以揭示四环素在SMES中的生物降解机理.结果表明，采用SMES处理后，四环素降解率从52%显著提升至70%.与对照处理相比，脱氢酶活性在SMES中显著提升了144%，且与四环素降解率显著正相关.相比之下，在SMES中多酚氧化酶、过氧化氢酶和漆酶对四环素的降解效果微弱.pH值是影响土壤微生物群落的重要理化因子，且与四环素降解呈负相关关系.Network关联分析显示，真菌在四环素降解中起到关键作用，Geoalkalibacter、Microascus、Wardomyces和Scopulariopsis是四环素的潜在降解菌，其中Microascus和Scopulariopsis是脱氢酶的潜在分泌菌.
2021 Vol. 41 (2): 778-786 [摘要] ( 247 ) [HTML 1KB] [ PDF 1069KB] ( 611 )
787 金远亮, 侯德义, 田莉, 王刘炜, 宋易南
基于用地规划的污染地块修复多目标优化研究
本研究构建了一个基于再开发的污染地块修复环境与社会经济多目标优化决策方法，并以华北某大型污染地块开展实证研究.结果显示：调整用地规划布局，采用第二类用地修复治理标准（GB3660-2018）可使修复方量降低62.5%，同时降低修复的环境影响；其次，基于多目标优化调整的用地规划和修复技术，使修复成本分别降低28.3%、27.4%，而优化土地开发强度使收益同期增长24.3%，并能兼顾多重社会可持续目标.最后，对多目标优化的盈亏平衡分析显示，提高用地开发强度所增加的土地收益高于同期增加的修复成本，达到一定的土地开发强度方能实现地块修复与再开发的盈亏平衡.因此，通过地方政府、社会公众、污染责任方和土地开发商等利益相关方分析，构建的污染地块修复多目标优化策略可综合平衡不同利益相关方的权力和资本关系，提升修复的环境和社会经济效益，实现绿色可持续的修复与再开发.
2021 Vol. 41 (2): 787-800 [摘要] ( 241 ) [HTML 1KB] [ PDF 2570KB] ( 485 )
801 范瑞娟, 马艳, 张琇, 刘雅琴
芘污染盐碱土壤微生物-电动修复效率影响因素
以芘污染盐碱土壤为供试土壤，采用高通量测序技术对微生物-电动联合修复（BIO-EK）芘的过程中微生物群落结构进行了监测，结合芘浓度和微环境变化特征，分析了BIO-EK修复过程中微生物群落结构与污染物浓度和土壤微环境变化之间的相关性.结果表明，91d后BIO-EK中芘浓度由288.03mg/kg降至73.40mg/kg，而微生物修复（BIO）和电动修复（EK）使芘浓度分别降至114.23，150.27mg/kg.芘的降解速率在前期较大，随着处理时间的延长则逐渐降低.同时，电场的施加使一些土壤环境因子（温度、湿度和pH值）和微生物群落结构发生了明显变化.典型对应分析（CCA）表明，对微生物群落结构影响最大的因素为土壤pH值，其次为芘浓度和土壤温度，而微生物群落结构变化又是导致芘不能持续高效降解的重要原因.因而，通过调节土壤微环境、构建高效降解菌群等方式对BIO-EK修复过程进行调控，有望达到持续高效降解污染物的目的.
2021 Vol. 41 (2): 801-812 [摘要] ( 174 ) [HTML 1KB] [ PDF 1169KB] ( 356 )
环境生态
813 于亚泽, 焦燕, 杨文柱, 宋春妮, 于俊霞, 刘立家, 张婧, 刘宇斌
不同灌溉方式旱田土壤N2O排放和氮素淋溶特征
通过野外原位监测试验，利用静态箱-气相色谱法、土壤溶液提取器分别对旱田土壤N2O排放及氮素淋溶进行2018和2019年连续两年观测.试验设计为DCK （滴灌无肥）、DD （滴灌+N 500kg/hm2）、DG （滴灌+N 1000kg/hm2）、FCK （沟灌无肥）、FD （沟灌+N 500kg/hm2）、FG （沟灌+N 1000kg/hm2）.结果表明，不同施氮量、不同灌溉方式对N2O排放和氮素淋溶量影响具有极显著差异（P<0.01）.N2O排放量随施氮量的增加而增加，滴灌与沟灌相比可有效降低N2O排放，2018和2019年FCK、FD、FG的N2O累积排放量分别为2，23.79，45.73kg/hm2和2.08，6.23，13.93kg/hm2，而DCK、DD、DG分别降低了35%、80.9%、75.6%和26.7%、66.4%、21.5%.2018和2019年旱田土壤氮素淋溶量均表现为：滴灌<沟灌，80cm深度土壤溶液氮素淋溶量<40cm.2018和2019年相同施氮量下滴灌与沟灌相比，在40cm和80cm分别能减少氮素淋溶量36.95%~63.10%和54.93%~87.92%.主成分分析结果表明，影响N2O排放的主要环境因子为土壤NO3--N含量和降水频率，相关系数分别为0.689、0.596；影响氮素淋溶量的主要环境因子为降水频率和灌水频率，相关系数分别为0.697和-0.729.滴灌可有效减少N2O排放和氮素淋溶量，在提高肥料利用率的同时可减轻环境污染.
2021 Vol. 41 (2): 813-825 [摘要] ( 210 ) [HTML 1KB] [ PDF 818KB] ( 501 )
826 孟琪, 武志涛, 杜自强, 张红
基于地理探测器的区域植被覆盖度的定量影响——以京津风沙源区为例
植被覆盖度（FVC）是衡量生态环境优秀的重要指标.本文基于MODIS NDVI数据，运用像元二分法模型，估算了2000~2018年京津风沙源区FVC，分析了其时空变化特征.在此基础上，基于地理探测器模型，定量分析了自然因素和人类活动因素等12个因子对京津风沙源区FVC空间分布的影响.结果表明，近20a来京津风沙源区FVC整体上呈增加趋势，增加率为8.2%.空间上，研究区73.7%的区域FVC在增加，其中显著增加的区域主要集中在晋北山地丘陵亚区、燕山丘陵山地水源保护亚区、大兴安岭南部亚区和科尔沁沙地亚区的南部.2000~2018年，降水是影响京津风沙源区FVC空间分布的主要自然因子，解释力为63.3%；年末大牲畜头数是影响FVC空间分布的主要人为因子，解释力为34.8%.自然因素和人类活动之间的双因子交互作用以双协同作用和非线性协同作用为主，表明相对于单因子，自然因素和人类活动间的交互作用对FVC的解释力更强.其中，降水与其他11个因子的交互作用对研究区FVC起主导作用，解释力超过60%.
2021 Vol. 41 (2): 826-836 [摘要] ( 202 ) [HTML 1KB] [ PDF 1068KB] ( 570 )
837 赵宝刚, 张夏彬, 昝逢宇, 胡晓康, 潘婷, 刘敏
不同湖泊表层沉积物氮形态的分布特征与影响因素
为了揭示东部平原骆马湖、高邮湖、滆湖和阳澄湖四个湖泊沉积物中氮的分布特征及其影响因素，采用分级浸取法研究了湖泊表层沉积物中离子交换态氮（IEF-N）、弱酸可浸取态氮（WAEF-N）、强碱可浸取态氮（SAEF-N）、强氧化剂可浸取态氮（SOEF-N）这四种可转化态氮（TTN）和非转化态氮（NTN）的赋存特征，并结合沉积物粒度、pH值、总有机碳（TOC）和总磷（TP）含量等理化性质，利用多元统计分析了影响各形态氮分布的主要因素.结果表明：四个湖中氮均以TTN为主，且四个湖泊中TTN含量组成均表现为SOEF-N最高，IEF-N最低.沉积物中IEF-N、SOEF-N和NTN的空间分布趋势均与总氮（TN）一致；四种形态TTN的含量均表现为滆湖、阳澄湖高于骆马湖、高邮湖，其中骆马湖中各氮形态空间变化最大，主要与该湖中水生植物分布不均和大量采砂活动有关.IEF-N与TN呈极显著相关性，说明IEF-N的变化趋势与TN类似，TN含量在一定程度上可反映湖泊内源污染释放的高低.pH值、粒径对氮形态的影响较小，而C/N、磷输入、TOC均不同程度的影响着氮形态的含量及分布，尤其以P和TOC最为明显.
2021 Vol. 41 (2): 837-847 [摘要] ( 317 ) [HTML 1KB] [ PDF 1363KB] ( 441 )
848 常玉旸, 高阳, 谢臻, 张天柱, 于希泽
京津冀地区生境质量与景观格局演变及关联性
以京津冀地区为研究区，基于InVEST生态评估模型、Fragstats景观格局指数测算平台，运用网格分析法，评估了2000~2018年京津冀地区生境质量与景观格局演变；利用空间自相关理论，分析了二者空间关联性及其时序演变特征.结果表明：京津冀地区生境质量整体呈现出“东南低、西北高”的空间分布特征；2000~2018年京津冀北部以及沿海地区生境质量大面积提升；北京-天津都市圈及其南部存在大面积生境质量衰退.京津冀山区景观格局较稳定，东南部城市群景观格局指数值变化显著，景观趋于破碎化.生境质量与景观格局特征二者具备空间关联性，但相关关系逐渐减弱，以东南部生境质量低值区集聚效应减弱最为明显.研究结果有助于揭示生境质量与景观格局的空间关联性规律，可为我国乃至世界其他类似地区生态保护与景观规划提供科学支持.
2021 Vol. 41 (2): 848-859 [摘要] ( 240 ) [HTML 1KB] [ PDF 4291KB] ( 428 )
860 郭英壮, 王晓燕, 周丽丽, 郑文秀
控制流域氮流失的最佳管理措施配置及效率评估
以潮河流域为研究对象，分别进行流域整体单一措施配置和氮流失分区综合措施配置，既采用负荷去除法从污染负荷削减率的角度对BMPs配置效率进行评价，也采用R-R-V （Reliability-Resilience-Vulnerability）指数法从可靠性、可修复性和脆弱性等角度对流域水质改善效果进行评价.结果表明，分区进行氮流失综合措施配置效果更为理想，研究年内流域出口总氮削减率为14.35%~31.65%，年平均削减率为24.98%，在地表水Ⅱ类评估标准下，年平均总氮R-R-V指数为0.37、0.24、95.78，而多项单一措施的年平均削减率为17.48%，月尺度平均总氮R-R-V指数为0.36、0.24、112.96.R-R-V指数法从可靠性、可修复性和脆弱性等角度反映消减效率，无论单一措施配置或分区综合措施配置，可靠性指数与脆弱性指数的改善效率较高（大于14%），而可修复性指数的改善效率较低.多数情况下可靠性指数与脆弱性指数的改善效率高于总氮削减率，可修复性指数的改善效率低于总氮削减率，表明流域总氮负荷虽然得到一定程度的削减且短期低于标准负荷，但其生态修复难度依旧较大.营养物标准负荷所对应浓度的设定是评估流域R-R-V指数改善效果的关键，且评估标准越严格，待评估营养物的R-R-V指数越趋于稳定.
2021 Vol. 41 (2): 860-871 [摘要] ( 225 ) [HTML 1KB] [ PDF 1683KB] ( 394 )
872 侯春华, 李富平, 谷海红, 何宝杰, 马朋坤, 宋文
矿业密集区地表热环境时空异质性驱动机理
基于Landsat遥感影像热红外波段数据，利用大气校正法反演地表水热因子中的地表温度值，基于Landsat遥感影像可见光波段，从生物地球物理效应角度提取下垫面地表扰动类型和4个生物物理参数（光合植被覆盖度，Fractional Cover of Photosynthetic Vegetation，fPV；土壤湿度监测指数，Soil Moisture Monitoring Index，SMMI；增强型裸土指数，Enhanced Bare Soil Index，EBSI；归一化不透水面指数，Normalized Difference Impervious Surface Index，NDISI），借助叠加分析、相关分析和回归分析，定量分析了河北省迁安市马兰庄镇地表热环境时空异质性特征并可视化，以及4个生物地球物理参数的响应规律.结果表明：矿业用地地表温度最高，属热岛效应聚集区；地表下垫面扰动类型以及4个驱动因子的时空变化，导致研究区夏季午间地表热环境异质性较大，且5期影像下垫面地表温度均呈现出工矿用地>居民地>耕地>林地>水域的分异特征；单因素回归分析表明，fPV和SMMI指数与归一化地表温度（Normalized Land Surface Temperature，NLST）呈线性负相关（P<0.01），EBSI和NDISI与NLST呈线性正相关（P<0.01）；多元回归分析表明，利用4个生物物理参数综合考量地表热环境异质性，可全面反映下垫面生物物理参数与地表温度的真实关系，且5期影像与LST呈负相关关系的SMMI回归系数均大于fPV，说明地表温度的下降与土壤湿度的增加有明显的关系；与LST呈正相关关系的EBSI回归系数均大于NDISI，说明地表温度的上升与裸土的增加有明显的关系.研究结果可为矿业密集区地表热环境异质性的评估和优化提供定量参考.
2021 Vol. 41 (2): 872-882 [摘要] ( 282 ) [HTML 1KB] [ PDF 1182KB] ( 389 )
883 郑培儒, 李春华, 叶春, 魏伟伟, 戴婉晴, 高尚超, 郑向勇, 井芹·宁
镜泊湖沉积物各形态磷分布特征及释放贡献
将镜泊湖分为北部湖区、中部湖区、东部湖区、西部湖区、南部湖区共设置23个表层沉积物采样点和10个沉积柱芯采样点，采用The Standards，Measurements and Testing Programme （SMT）法测定沉积物中总磷（TP）、无机磷（IP）、有机磷（OP）、铁/铝结合态磷（NaOH-P）、钙结合态磷（HCl-P）.分析镜泊湖沉积物各形态磷的来源、空间分布特征和对磷释放的贡献.结果表明，镜泊湖湖区沉积物各形态磷有3个主要成分，其中成分1主要代表生活污水和工业废水，主成分2主要代表农业污染，主成分3主要代表碎屑岩、自生磷灰石和含磷矿物质等；镜泊湖沉积物各形态磷的空间分布具有一定的空间差异性，分布特征受镜泊湖水文特征和人类活动影响较大.湖区沉积物各形态磷含量整体而言随深度的增加不同程度的下降；对沉积物不同形态磷的磷释放贡献进行分析，分析表明，镜泊湖各湖区沉积物短时间尺度内以滞留为主，但在长时间尺度下具有一定的释放风险.
2021 Vol. 41 (2): 883-890 [摘要] ( 224 ) [HTML 1KB] [ PDF 1217KB] ( 359 )
891 丁一桐, 潘保柱, 赵耿楠, 韩谞, 刘智琦
黄河干流全河段浮游植物群落特征与水质生物评价
为明晰水利工程修建后的黄河干流生态完整性与多样性状况，于2019年春季及秋季对黄河干流自源区至河口全河段浮游植物群落进行了调查.共鉴定浮游植物8门130属350种，春季（229种）和秋季（307种）物种数分别占总物种数的65.43%和87.71%，硅藻门和绿藻门均为两季浮游植物优势门类；春秋两季所有断面浮游植物密度及生物量平均值分别为162.39×104cells/L、2.53mg/L和141.12×104cells/L、3.04mg/L；根据多样性指数进行水质生物评价，秋季整体水质优于春季水质.受水库影响断面的浮游植物密度与生物量均大于临近自然河道断面；多年调节水库和年调节水库浮游植物现存量为库首>库中>库尾，不完全年调节水库则与之相反，日调节水库库区内三个断面差异不大.水质生物评价结果表明，黄河干流自源区至河口的污染程度逐渐增加.
2021 Vol. 41 (2): 891-901 [摘要] ( 297 ) [HTML 1KB] [ PDF 864KB] ( 398 )
环境微生物
902 郭江枫, 邢志林, 王永琼, 曹昆, 张学炼, 苟芳, 石云椿, 刘莉莎, 赵天涛
同化和共代谢降解氯苯菌株的筛选与特性研究
基于污染场地，筛选了一株可降解氯苯（CB）的微生物，经鉴定该菌株属于粘质沙雷氏菌属（Serratia marcescans），命名为Serratia marcescans TF-1.同化降解结果表明，该菌株能够在有氧的条件下以CB为唯一碳源和能源，菌体平均增长速率为0.0063~0.022gcell/（molCB·h），最大比生长速率（μmax）为0.015~0.42h-1，CB降解速率（VCB）为1.35~4.47mol/（gcell·h），菌株对CB最高耐受浓度高于200mg/L.共代谢降解结果显示，TF-1可以琥珀酸钠和柠檬酸钠为底物共代谢降解CB；氯苯浓度（cCB）<80mg/L时，μmax（柠檬酸钠）（0.21~0.87h-1）>μmax（琥珀酸钠）（0.20~0.81h-1），VCB（柠檬酸钠）（0.15~0.47mol/（gcell·h））<VCB（琥珀酸钠）（0.17~0.48mol/（gcell·h））；cCB>80mg/L时，μmax（柠檬酸钠）（0.086~0.21h-1）<μmax（琥珀酸钠）（0.17~0.25h-1），VCB（柠檬酸钠）（0.61~1.11mol/（gcell·h））>VCB（琥珀酸钠）（0.56~0.95mol/（gcell·h）），表明共代谢降解过程中，CB浓度，底物种类是调控污染降解的重要因素.最后考察了温度、pH值和接种量对TF-1降解CB的影响，结果发现，该菌株适宜生长的温度范围为20~35℃，最适温度为30℃；适宜生长pH值为5~9，最适pH值为7；最适接种量为5%.与现有菌株比较发现TF-1的温度和pH值适用范围更广，降解能力更强，污染物耐受浓度更高，既能同化又能共代谢降解CB，在贫营养和富营养污染场地中应用潜力更大.本研究可为原位CB污染场地修复提供有效的生物资源.
2021 Vol. 41 (2): 902-912 [摘要] ( 225 ) [HTML 1KB] [ PDF 963KB] ( 375 )
913 董梦阳, 董远鹏, 徐子文, 邵翼飞, 刘喜娟, 胡欣欣, 刘爱菊
赤泥改良过程中微生物群落及酶活性恢复研究
本研究选用蛭石、粉煤灰为基质改良剂，以园林落叶为改良基质的有机质来源，通过长期取样分析培养基质pH值、EC、CEC等基本理化指标、氮素（NO3--N）含量以及微生物群落功能多样性、群落结构、酶活性等微生物指标的动态变化，来评估赤泥生态修复效果.结果表明，赤泥基质改良处理能显著降低赤泥比重，增加其孔隙率；经近1a的室外培育，基质的pH值、EC分别由11.25和1.05mS/cm降至8.49和0.27mS/cm，硝态氮含量也由8.72mg/kg增至72.17mg/kg；相应的脱氢酶、脲酶及碱性磷酸酶活性也日趋接近对照土壤，微生物群落多样性逐渐增加，群落结构显著变化，其整体代谢功能逐渐恢复.综合比较各处理的修复效果，可知在相同有机质添加量下，粉煤灰添加的处理效果优于蛭石添加，可加速赤泥的土壤化进程，为赤泥土壤化修复和规模化处理研究提供科学依据.
2021 Vol. 41 (2): 913-922 [摘要] ( 202 ) [HTML 1KB] [ PDF 774KB] ( 558 )
生物多样性
923 安毅夫, 孙娟, 高扬, 连国玺, 杨冰
长期放射性环境下微生物群落多样性变化
针对某铀尾渣库，通过深层垂直钻井方式采集了多个点位不同深度的铀尾渣样品，基于Illumina Miseq高通量测序技术研究了库区微生物群落的三维空间分布，阐释了长期放射性环境下微生物群落的多样性变化和环境因子的相关关系.结果表明，铀尾渣样品间的理化性质差异显著，放射性环境显著降低了微生物多样性水平，但仍存在优势菌群（丰度>5%），在门水平上依次为变形菌门（Proteobacteria）、厚壁菌门（Firmicutes）、放线菌门（Actinobacteria）和拟杆菌门（Bacteroidetes），而属水平上节杆菌属（Arthrobacter）和酸杆菌属Gp16表现出较强的耐放射性能力.微生物群落RDA冗余分析显示放射性核素210Po、210Pb、U，金属元素Mn、Ca以及pH值、SO42-等多种环境因子均对铀尾渣中微生物群落分布影响较大.本研究结果揭示了长期放射性核素环境下的微生物群落演替规律，为发掘潜在生物修复菌种提供理论基础.
2021 Vol. 41 (2): 923-929 [摘要] ( 239 ) [HTML 1KB] [ PDF 600KB] ( 356 )
930 郭宁宁, 李希, 周训军, 叶磊, 孟岑, 夏梦华, 彭健, 蒋磊, 吕殿青, 李裕元, 吴金水
亚热带丘陵区人工湿地底栖动物群落特征研究
以湖南长沙亚热带丘陵区为研究区域，以处理农村综合污水（含畜禽养殖废水、农村生活污水及农田排水）为主要目的，通过野外小区控制试验，设置梭鱼草（Pontederia cordata）、绿狐尾藻（Myriophyllum elatinoides）、梭鱼草+绿狐尾藻组合（Pontederia cordata+Myriophyllum elatinoides）及无植物对照（CK）4个湿地处理，分别于2019年4、7、10、12月采集底泥样品，研究不同植物湿地底栖动物物种组成与优势种、丰度与生物量及生物多样性的季节变化特征，并探讨其与环境因子的关系.结果表明：4个季节共采集到底栖动物27种，以水生昆虫居多（22种）.耐污性较强的霍甫水丝蚓（Limnodrilus hoffmeisteri）、苏氏尾鳃蚓（Branchiura sowerbyi）和黄色羽摇蚊（Chironomus flaviplumus）为4个季节共同存在物种.与单一植物湿地相比，水质处理效果最好的梭鱼草+绿狐尾藻组合湿地的底栖动物年均丰度和生物量最低，仅为522ind/m2和52.1g/m2，而无植物对照湿地的底栖动物年均丰度和生物量最高，分别为3665ind/m2和146.3g/m2.夏、秋季各处理湿地底栖动物的Shannon-Wiener多样性指数（H'）、Margalef丰富度指数（d）和Pielou均匀度指数（J）总体上高于春、冬季.其中，春季Margalef丰富度指数表现为梭鱼草、无植物对照湿地显著高于绿狐尾藻和梭鱼草+绿狐尾藻组合湿地（P<0.05），夏季Pielou均匀度指数表现为无植物对照湿地显著低于有植物配置的湿地（P<0.05），冬季Margalef丰富度指数则表现为梭鱼草、梭鱼草+绿狐尾藻组合湿地显著高于绿狐尾藻和无植物对照湿地（P<0.05）.Spearman相关分析结果表明，底栖动物物种数与pH值呈显著正相关（P<0.05），丰度与DO呈负相关，而与其他环境因子呈正相关（P<0.05）；RDA分析结果进一步表明，DO是影响腹足纲的主要环境因子，而寡毛纲和摇蚊幼虫受制环境因子较多，主要与TN、COD相关性较大.
2021 Vol. 41 (2): 930-940 [摘要] ( 153 ) [HTML 1KB] [ PDF 693KB] ( 365 )
941 李光一, 李海萍, 万华伟, 李利平
随机森林算法在新疆物种丰富度影响因素研究中的应用
基于多源遥感数据及其产品，以2010年新疆地区鸟类与哺乳动物物种丰富度空间分布数据为基础，结合土地利用、植被、气候、地形等遥感数据产品，探讨了影响新疆地区鸟类和哺乳动物物种丰富度的各环境因子空间分布及其差异.通过随机森林算法对影响鸟类和哺乳动物种数的环境解释变量进行了重要性评估，同时采用探索性回归分析对物种丰富度与环境因子的关系进行建模，比较了鸟类和哺乳动物在草地、林地和耕地三种生境中的主要环境影响因子及其差异.结果显示：影响物种丰富度的环境因子中，植被生长状态与能量转换能力对鸟类丰富度十分重要，且草地的海拔高度重要性最高，为38.38%；耕地所处的气候类型对鸟类丰富度有明显影响，其中年均温重要性达到32.98%；哺乳动物的三种生境选择中气候和海拔条件十分重要，共占重要性的60%以上，最高达76.85%，在耕地中哺乳动物更看重气候而非植被生长情况；三种生境中鸟类和哺乳动物的最优模型及其影响因子均不同，耕地对于鸟类、林地对于哺乳动物的模型解释力最高，分别为69.9%和68.9%，随机森林和探索性回归分析均显示年均温、年降水量和海拔高度是哺乳动物丰富度差异的重要解释因子.
2021 Vol. 41 (2): 941-950 [摘要] ( 226 ) [HTML 1KB] [ PDF 2206KB] ( 376 )
环境毒理与健康
951 李卉, 韩占涛, 刘心哺, 王妍妍, 张威, 马丽莎
污染土壤中氟的人体胃肠吸收可给性影响因素及健康风险
于太原某氟污染场地采集16个土壤样品，通过体外模拟（in vitro）胃肠消化的方法，利用配制的模拟胃、肠液提取土壤中氟，研究其人体可给性，并分析人体可给性对风险评估结果的影响.结果显示，土壤中氟在胃、肠提取阶段的可给性分别为2.59%~6.57%和1.09%~2.52%，平均值分别为3.53%和1.44%.胃提取阶段氟的人体可给性浓度与土壤水溶性氟含量（P<0.01，n=16）、TFe （P<0.01，n=16）和TAl （P<0.01，n=16）呈显著正相关，肠提取阶段氟的人体可给性浓度与胃阶段氟的可给浓度（P<0.01，n=16）呈显著正相关.基于土壤水溶性氟和总铝含量能较好地预测氟在胃阶段的人体可给性浓度，基于氟在胃提取阶段的人体可给性浓度能较好地预测其在肠提取阶段的人体可给性浓度，模型相关系数（R2）分别为0.96和0.98.以土壤样品中总氟浓度为暴露浓度计算的健康风险分别是考虑氟在胃及肠提取阶段人体可给性的15.23~37.01倍和39.76~86.67倍.
2021 Vol. 41 (2): 951-958 [摘要] ( 173 ) [HTML 1KB] [ PDF 645KB] ( 434 )
碳排放控制
959 姜晓群, 谭灵芝, 孙月阳
日本食品废物不同资源化技术下的碳排放比较研究
应用生命周期评价法（LCA），采用日本农林水产省和环境省的调查数据和统计数据，对不同资源化技术处理食品废物碳排放进行评价.10种资源化技术相比于3种非资源化（主要是焚烧）技术的结果表明，食品废物生命周期各阶段碳排放最多的是预处理+处理阶段，约占85%；最少的是回收阶段，可抵消部分排放.此外，全生命周期总排放，甲烷化（循环消化液）是最有利于温室气体减排的技术，可减排380.6kg CO2e/t，通过调节参数核算日本城市生活垃圾的减排潜力每年约为5586万tCO2e.甲烷化（单纯）、肥料化均减少温室气体排放，并且前者减排效果优于后者.而废物固形燃料（RDF）、甲烷化（与地下水混合）、饲料化（液化）、甲烷化（混合焚烧）、碳化、乙醇化、饲料化（额外干燥）与发电焚烧、无发电焚烧、焚烧可燃垃圾（无发电）依次增加了温室气体的排放.不考虑再生品的异地运输，则甲烷化（与地下水混发电焚烧合）相比饲料化（液化）产生更少的温室气体排放，其他次序按照技术的优劣性保持不变.
2021 Vol. 41 (2): 959-966 [摘要] ( 215 ) [HTML 1KB] [ PDF 424KB] ( 453 )
967 田沛佩, 卢宏玮, 李丹, 殷闯, 夏军
2008~2017年中国地级市化肥施用碳足迹的时空演变格局
本研究收集整理近10年来我国地市年鉴化肥施用数据，基于生命周期分析思想定量研究我国2008~2017年地市尺度的化肥施用碳足迹时空演变特征.结果表明：2008~2017年，我国化肥施用碳足迹以2013年为节点呈现"先增大后减少"的单峰变化，2015年我国氮、磷和钾肥施用总碳足迹负荷为1.97t CO2eq/hm2，较发达国家平均水平高出50%以上；在化肥生产和施用的全生命周期阶段，生产和运输过程的温室气体排放占比较高（60%以上）；氮肥的施用贡献了约91%的总化肥施用碳足迹；超过3/4的地市化肥施用碳足迹负荷过高，主要位于我国三大粮食主产区（华北平原，东北平原和长江中下游平原）；2013年以后仍有33个地市的化肥施用碳足迹依然保持增长，这些地区主要位于新疆，云南和黑龙江等地.本研究揭示了近10年我国化肥施用碳足迹的变化过程，可为我国绿色农业发展和温室气体相关政策制定提供一定参考依据.
2021 Vol. 41 (2): 967-973 [摘要] ( 273 ) [HTML 1KB] [ PDF 3656KB] ( 568 )
974 吉春阳, 何云华, 孙小飞, 马亚培, 马红亮, 高人, 尹云锋
强还原与生物炭对土壤酶活性和温室气体排放的影响
本研究设置未修复对照（CK）、土壤强还原处理（RSD）、生物炭修复（BC）以及RSD与生物炭联合修复（RSD+BC），采用培养实验对比研究不同修复处理对设施蔬菜地土壤酶活性和温室气体（CO2和N2O）排放的影响.结果表明：相比CK，RSD和RSD+BC处理显著提高了β-葡萄糖苷酶（βG）、纤维二糖水解酶（CBH）、过氧化物酶（PEO）、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶（NAG）和酸性磷酸酶（AP）的活性以及酶C：P与酶N：P值（P<0.05），而BC处理对上述5种胞外酶活性的影响并不显著.同CK相比，RSD、BC和RSD+BC处理的CO2排放量分别提高了10.6、1.1和12.2倍；RSD处理的N2O排放量亦显著增加，但BC和RSD+BC处理的则显著降低（P<0.05）.与RSD相比，RSD+BC处理的N2O排放量和综合温室效应（GWP）显著减少了86.9%和37.8%.结构方程模型分析表明：βG与土壤可溶性有机碳（DOC）对CO2累积排放量具有直接正效应，且βG与CBH通过影响DOC含量间接影响CO2排放；NO3--N和NH4+-N对N2O累积排放量具有直接显著负效应.综合考虑土壤酶活性和温室气体减排，RSD+BC联合修复效果更佳.
2021 Vol. 41 (2): 974-982 [摘要] ( 153 ) [HTML 1KB] [ PDF 502KB] ( 376 )
环境影响评价与管理
983 曾贤刚, 段存儒, 王睿
中国农产品贸易虚拟水转移及其影响因素研究
挑选与中国农产品贸易额较大且具有代表性的10个国家，构建包含资源环境要素的虚拟水投入产出模型，计算农产品贸易隐含虚拟水的转移情况.进而以国际贸易理论为基础构建了以虚拟水净进口量为被解释变量的贸易引力模型，重点探究了包括自由贸易协定和关税在内的各因素对虚拟水转移的影响.结果表明，中国的农业用水效率虽然在逐年提高，但与农业发达国家相比仍有较大差距；中国通过农产品国际贸易实现了对大部分国家虚拟水的贸易逆差；土地资源、劳动力数量、农业生产效率等方面的比较优势以及是否签订自由贸易协定、关税水平等变量是农产品贸易虚拟水流动的显著影响因素.中国通过进一步发展和壮大农产品国际贸易可以有效缓解国内水资源压力，因此应当在提高自身农业比较优势的同时，加快发展对外贸易关系，并充分发挥自由贸易协定在农产品国际贸易中的关键作用.
2021 Vol. 41 (2): 983-992 [摘要] ( 203 ) [HTML 1KB] [ PDF 489KB] ( 360 )
中国环境科学
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