中国环境科学
 
 
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2021年 41卷 5期
刊出日期 2021-05-20
环境毒理与健康
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
1985 尹晓梅, 李梓铭, 乔林, 刘湘雪, 郭恒, 吴进, 朱晓婉, 邱雨露, 王继康, 张小曳
北京冬季疫情期间空气质量及气象影响分析
针对北京地区2020年冬季疫情防控期（1月24至2月29）的空气质量及两次持续性重污染过程进行分析，探究了该时段的大气污染特征及其气象影响.与过去5a同期相比，2020年疫情防控期间北京冷空气强度偏弱，活动频次偏少50%，气温偏高0.73℃，风速和混合层高度偏低17.8%和32.5%，相对湿度和露点温度增加60.9%和48.1%，偏北风频率减少7.5%，而偏南风和偏东风频率均增大6.0%；气象条件较历史同期明显转差；虽然降水量偏多，但整体降水强度弱、时次集中，因而颗粒物的整体清除作用有限.两次重污染过程（1月24~29日和2月8~13日）分别维持59和75h，两个过程累积阶段（1月24~25日和2月9~11日）均受区域输送影响较大，输送占比为70%和58%，分偏东和偏南两个通道.针对污染过程的源解析显示，本地污染贡献占比为67%和48%，可见在维持和加重阶段颗粒物的吸湿增长和二次生成占比增加.经分析，“高湿静稳”的不利气象背景下，大气垂直动力和水平辐合的叠加使PM2.5和水汽在北京平原累积，将其压制在边界层内快速增长；升高的污染物也与静稳的边界层气象因子双向反馈，导致污染进一步加重.根据EMI指数计算，2020年冬季疫情防控期的气象条件约引起70.1%的PM2.5浓度增加；而与过去5a同期相比，疫情防控期间排放的减少抵消了约53%的不利气象条件影响；两次污染过程与过去5a同期的9次过程相比，EMI分别偏大26.9%和19.7%，但PM2.5浓度基本持平或略有降低.可见，在目前的排放基数上，即使出现特殊情况下的城市封锁，排放量的减少将削减污染浓度峰值，但仍不足以完全抵消不利气象条件的影响.
2021 Vol. 41 (5): 1985-1994 [摘要] ( 321 ) [HTML 1KB] [ PDF 1038KB] ( 1099 )
1995 唐远贽, 楼狄明, 张允华, 孙贤超, 谭丕强, 胡志远
基于工况变化的港作拖轮排放特性
利用便携式排放测试系统（PEMS）对一艘港作拖轮船进行了在变工况航行作业下的排放试验，研究了该船舶CO、碳氢化合物（THC）和NOx的瞬态特性、颗粒物粒径分布特性、主机在不同工况下的排放因子.结果表明：拖轮主机在日常航行工况和不同发动机负荷下，颗粒物排放粒径呈单峰或双峰分布，第一峰值粒径在30~40nm之间，第二峰值粒径为191.1nm；CO和THC在进港返航工况下基于油耗排放因子显著高于其他工况，NOx、颗粒物（PM）和颗粒物数量（PN）在离港返航时排放因子高于其他工况；各排放污染物在正顶作业时基于距离的排放因子高于其他工况；CO和THC基于功率的排放因子在正顶作业工况下最高，最高值分别为4.10和1.20g/（kW·h），NOx、PM、PN排放因子在倒拖作业工况下最高，最高值分别为10.28g/（kW·h），0.28g/（kW·h）和13.97×1014个/（kW×h）.
2021 Vol. 41 (5): 1995-2003 [摘要] ( 177 ) [HTML 1KB] [ PDF 1002KB] ( 606 )
2004 王丽娟, 刘晓慧, 卢文, 张晨, 唐卫亚, 朱彬
初冬一次冷锋输送过程对中国东部霾天气的影响
利用常规地面气象资料、NCEP/NCAR再分析资料以及全国PM2.5浓度数据，并结合后向轨迹、空气污染输送指数和传输通量分析，针对2019年12月10~11日一次冷锋输送造成我国中东部地区出现的大范围霾天气过程进行了分析.结果表明：（1）霾期间高空500hPa以经向环流为主，伴随着高空低压槽引导地面冷锋向东南方向移动，污染物浓度大值区也依次由华北地区移至黄淮、江淮地区.（2）冷锋过境前，华北至长江三角洲区域PM2.5浓度均有明显增涨；北京以偏南方向的污染物输入为主，济南以西北和偏东方向输入为主，南京则主要是偏北和偏西方向的输入.（3）冷锋过境时，冷空气迅速将北京站的污染物清除；而济南站则受高压底部偏东风回流的影响，PM2.5浓度维持在50μg/m3左右；冷锋推进至南京站时西北风已较小，对污染物的清除作用不明显.以江苏省为例，整个过程中，江苏本地污染物贡献占25.8%，江苏以外的污染物贡献占74.2%，以输送为主.（4）冷锋过境后，3站的边界层结构也略有不同，北京站的逆温层迅速被打破；济南站由于受海上暖湿平流影响，近地面由等温层变成逆温层；而南京站的近地面则由逆温层变为等温层.本研究揭示了在冷锋南下过程中，上游污染物对下游地区的影响，以及南北方站点表现出不同的污染物变化和清除特征.
2021 Vol. 41 (5): 2004-2013 [摘要] ( 210 ) [HTML 1KB] [ PDF 1562KB] ( 667 )
2014 肖龙, 王帅, 周颖, 柴文轩, 杜丽, 唐桂刚, 李健军
中国典型背景站夏季VOCs污染特征及来源解析
选取庞泉沟、神农架、武夷山和长岛4个代表性大气背景站，使用SUMMA罐采样及GC-FID/MS方法分析了4个背景站夏季环境空气中57种挥发性有机污染物浓度水平、物种组成以及日变化特征，并利用PMF模型对背景站VOCs进行来源解析和臭氧生成潜势（OFP）分析.结果表明，采样期间庞泉沟、神农架、武夷山和长岛的VOCs平均浓度分别为（23.06±8.14）×10-9，（8.25±4.27）×10-9，（7.95±11.31）×10-9和（11.98±8.80）×10-9.除庞泉沟外，背景点烷烃、芳香烃、烯烃和炔烃浓度均明显低于城市地区.背景点烷烃、芳香烃、烯烃占比与城市地区差异不显著，但背景点炔烃占比显著小于城市地区.烷烃和芳香烃的日变化呈现出白天消减，夜间累积的特点，烯烃浓度则在09：00~15：00点出现峰值.PMF源解析及成分分析结果表明，人为排放源对背景站VOCs构成和臭氧生成潜势有重要贡献.汽油挥发、溶剂及涂料使用、机动车尾气等排放源对4个背景站点的VOCs浓度贡献占比在39%~58%之间，对OFP贡献占比在35%~58%之间.燃烧源对4个背景站点的VOCs浓度贡献占比在18%~21%之间，对OFP贡献占比在约为13%..植物源对4个背景站点的VOCs浓度贡献占比在7%~17%之间，对OFP贡献占比在8%~33%之间，植物源贡献占比高于城市地区.
2021 Vol. 41 (5): 2014-2027 [摘要] ( 290 ) [HTML 1KB] [ PDF 2037KB] ( 774 )
2028 吴波, 刘春琼, 张娇, 李彦辉, 陈郁兵, 文烨, 鲍冰逸, 杜娟, 史凯
COVID-19期间区域大气高污染发生的非线性动力机制
以长株潭城市群3个城市（长沙、株洲和湘潭）疫情期间（2020年1月24日~2020年5月31日）大气PM2.5和O3小时平均浓度时间序列数据为研究对象，对污染物日变化规律、长期持续性、多重分形性及自组织演化动力学特性进行研究.以期阐释疫情期间高污染事件发生及演化的内在动力机制.首先，对3个城市PM2.5和O3质量浓度的日变化规律进行分析，发现O3呈现出昼高夜低的单峰型，而PM2.5日变化规律表现出昼低夜高单峰型，与非疫情期间的特征有所差异.进一步，应用消除趋势波动分析法（DFA）、多重分形消除趋势波动分析法（MFDFA）和概率统计分析，研究了大气复合系统中PM2.5和O3质量浓度序列的长期持续性和多重分形结构.结果发现3个城市PM2.5和O3浓度序列均具有显著的长期持续性特征和较强的多重分形结构，同时，应用去趋势互相关分析法（DCCA）方法和多重分形去趋势互相关分析法（MFDCCA）对PM2.5和O3两者之间的互相关性进行了分析，发现PM2.5-O3之间的互相关也存在显著的长期持续性特征以及在不同时间尺度存在多重分形特征.进一步将疫情期间得到的非线性分析结果与2018年和2019年同期非疫情期间的结果进行了对比分析.最后，基于自组织临界理论（SOC）探讨了大气PM2.5和O3浓度时空演化的内在动力规律，并结合典型区域气象特征，阐明了SOC内禀动力机制可能是COVID-19疫情期间大气高污染形成的主导机制之一.疫情期间大气PM2.5和O3浓度并非分别独自演化，而是依然保持复杂的相互作用.静稳气象条件下，大气复合污染内部的非线性耦合作用可能达到动力学临界状态，将导致长株潭城市群在疫情期间仍有发生大气高污染的风险.
2021 Vol. 41 (5): 2028-2039 [摘要] ( 203 ) [HTML 1KB] [ PDF 1763KB] ( 597 )
2040 蒋宝, 孙成一, 白画画, 陈雪, 何万清, 聂磊, 石爱军, 李国傲
油烟净化器对餐饮VOCs排放和光化学特征的影响
选取了北京市21家餐饮企业，检测了净化器前端和后端的挥发性有机污染物（VOCs）的浓度水平，经油烟净化器净化后，烷烃类、烯烃类、含氧VOCs类和苯系物类污染物的排放平均浓度分别为（714.62±212.17），（264.88±94.58），（374.72±57.48）和（174.93±55.19）μg/m3，烯烃类污染物中仅对四氯乙烯有明显的浓度降低效果.根据净化器对VOCs污染物的去除效果，有35.7%的净化器净化效率为负值.烯烃类污染物是餐饮油烟污染中臭氧生成的最重要的前体物，占总臭氧生成潜势的48.2%~50.7%.苯系物成为餐饮业排放污染物中二次有机气溶胶（SOA）的主要前体物，占总SOA生成潜势的95%以上.
2021 Vol. 41 (5): 2040-2047 [摘要] ( 203 ) [HTML 1KB] [ PDF 1199KB] ( 876 )
2048 许云凡, 王大玮, 向伟玲, 王自发
基于PM2.5来源解析的减排方案制定
为定量解析PM2.5浓度与排放源削减比例之间的关系，利用WRF-NAQPMS/OSAM模式对2017年12月京津冀及周边地区“2+26”城市的PM2.5浓度变化和来源解析进行了模拟，并基于来源解析结果对各城市进行了迭代减排实验.结果表明，各城市削减本地排放源的效果最为显著，由于受化学生成影响引起的排放源和PM2.5浓度之间的高度非线性关系，使得线性减排方案具有较大的局限性.各城市排放源削减引起的PM2.5浓度变化主要由排放源的一次贡献和化学生成的二次贡献组成，其中化学生成的二次贡献浓度与行业解析结果的函数之间存在显著的线性关系.随着排放源的削减，清洁期间PM2.5浓度中各组分的浓度随之下降，污染期间硝酸盐、二次有机气溶胶、铵盐等浓度不降反升，这为迭代减排方案中物种的选择提供了指导意义.
2021 Vol. 41 (5): 2048-2055 [摘要] ( 204 ) [HTML 1KB] [ PDF 1851KB] ( 771 )
2056 但扬彬, 于瑞莲, 卞雅慧, 陈进生, 胡恭任
基于OMI数据的新冠疫情影响下福建省臭氧敏感性变化
基于OMI卫星数据，利用臭氧敏感性指示剂法研究了福建省及其九地市在COVID-19疫情影响下不同时间阶段大气臭氧敏感性特征以及不同情景下敏感性的变化规律.结果表明，在疫情前，福建省的大气臭氧生成控制区面积占比情况为VOCS控制区占46.5%、协同控制区占25.0%、NOx控制区占28.5%，以VOCs控制区为主，其中厦门市占比最高，南平市最低；在严控期，VOCS控制区占29.5%、协同控制区占21.1%、NOx控制区面积占49.4%，以NOx控制区为主，其中宁德市占比最高，莆田市最低；在平稳期，VOCS控制区占23.1%、协同控制区占29.1%、NOx控制区占47.8%，以NOx控制区为主，其中南平市占比最高，厦门市最低.与疫情前相比，严控期厦门市VOCS控制区面积占比减少最多（38.1%）、最少的是三明市（7.9%）；从转化结果来看，第一类城市包括莆田市、泉州市、厦门市，敏感区变化受前体物HCHO、NO2共同影响，而第二类城市主要受NO2柱浓度变化影响.因此，第一类城市臭氧调控更加复杂.
2021 Vol. 41 (5): 2056-2063 [摘要] ( 230 ) [HTML 1KB] [ PDF 1610KB] ( 745 )
2064 樊泽薇, 孔少飞, 严沁, 郑淑睿, 郑煌, 姚立全, 吴剑, 张颖, 牛真真, 吴方琪, 程溢, 曾昕, 覃思, 刘玺, 燕莹莹, 祁士华
室内木柴燃烧排放水溶性离子粒径分布特征
基于实验室模拟燃烧和稀释通道采样系统，采用荷电低压撞击采样器采集了6种典型木柴燃烧排放的14级粒径段颗粒物.采用离子色谱分析了8种水溶性离子，获得水溶性离子的分粒径排放因子和排放特征.结果表明，Ca2+的排放因子呈双峰分布，在0.25~0.38和2.5~3.6μm粒径段出现峰值，分别为0.14和0.16mg/kg.其余离子的排放因子为单峰分布.NH4+、NO3-和SO42-的排放因子在0.25~0.38μm粒径段出现峰值，分别为0.41、0.58和0.84mg/kg.K+和Cl-的排放因子在0.15~0.25μm内出现峰值，分别为0.89和0.99mg/kg.木柴燃烧排放总水溶性离子的质量中值粒径为（0.30±0.07）μm，各离子的质量中值粒径范围为0.24~0.44μm.PM0.094、PM0.94、PM2.5和PM10中水溶性离子的排放因子变化范围分别为1.04~9.33、5.00~48.87、5.46~52.00和6.14~53.68mg/kg.木柴燃烧排放颗粒物中K+/Cl-、K+/NO3-、K+/SO42-和SO42-/NO3-比值随粒径变化而变化，其排放初始值在应用于源解析和生物质燃烧排放气溶胶传输老化研究时需引起关注.木柴燃烧排放PM10中的阴阳离子当量比值为0.80±0.11，颗粒物的酸度随颗粒物粒径而改变，亚微米颗粒物和细颗粒物的酸度高于超细颗粒物和粗颗粒物的酸度.本研究对构建生物质燃烧排放分粒径水溶性离子清单，更新和改进相关气候和空气质量模型的参数设置，识别烟气传输过程中的老化具有重要意义.
2021 Vol. 41 (5): 2064-2072 [摘要] ( 170 ) [HTML 1KB] [ PDF 703KB] ( 406 )
2073 黄嘉仪, 赵德龙, 陈宝君, 蔡晓冬, 丁德平, 田平, 何晖, 黄梦宇
基于飞机观测的北京地区气溶胶特征
运12飞机和空中国王飞机在2007~2018年的飞机观测资料，分析了北京地区大气气溶胶近12a来的时空变化特征.结果表明，气溶胶数浓度随时间变化显示负增长趋势，而与之相反，气溶胶有效直径表现出正增长趋势.气溶胶垂直廓线的季节变化和气候条件以及边界层的季节变化紧密相关.在边界层高度，季节性气候变化和地面污染物排放强度的影响下，不同季节以及地面天气形势下的气溶胶垂直廓线特征差异也十分明显.气溶胶在边界层内混合均匀，但由于夏季边界层高度较冬季更高，气溶胶能够在更高的高度范围内混合均匀，从而降低了夏季近地面的气溶胶数浓度.此外，气溶胶在550nm的入射波长下散射系数的垂直变化与气溶胶数浓度有较好的一致性，其高值多出现在冬季以及污染物浓度较高的天气条件下.
2021 Vol. 41 (5): 2073-2080 [摘要] ( 235 ) [HTML 1KB] [ PDF 1681KB] ( 556 )
2081 胡峰, 郎建垒, 毛书帅, 玄博元
典型优化目标函数下源参数反演性能对比研究
基于外场实验数据，从反演高估率、准确性、稳定性角度系统评估了8种典型目标函数在不同未知源参数反演情形下的反演性能差异.研究发现，不同目标函数反演性能差异显著.仅反演单参数源强时（Q），对数变换目标函数高估率最大（79.4%），偏差平方和目标函数准确性最高（PARD<50%=82.3%，ARD=（35.3±9.1）%），目标函数稳定性无明显差异（CV<0.01）.三参数反演（Q，x，y）时，标准化均方根误差目标函数源强高估率最大（98.5%），对数变换目标函数准确性、稳定性最高（PARD<50%=91.1%，ARD=（48.4±9.8）%；CV=0.01）；位置方面，偏差平方和目标函数准确性最高（AD=（36.12±11.39） m），对数变换目标函数稳定性最强（CV=0.0018）.四参数反演（Q，x，y，z）时，标准化均方根误差目标函数源强高估率最大（98.5%），对数变换目标函数准确性、稳定性最优（PARD<50%=61.7%，ARD=（55.2±16.5）%；CV=0.03）；位置方面，相关系数总体表现最优（AD=（34.37±10.72） m；CV=0.011）.整体上，随反演参数变化，对数变换目标函数源强反演性能最稳定.
2021 Vol. 41 (5): 2081-2089 [摘要] ( 192 ) [HTML 1KB] [ PDF 529KB] ( 402 )
2090 马殊琼, 林伟立, 夏建新
北京市典型城区餐饮业VOCs和PM2.5排放量估算
以北京市餐饮企业分布密度最大的西城区为案例区，通过对研究区域内餐饮企业进行实地污染物检测及排放活动水平调查，计算得到基于就餐人数、就餐时间、烹饪油用量和灶头数4种核算基准的餐饮业VOCs和PM2.5排放因子，并利用排放因子法分别估算该区域在餐饮废气净化设备升级改造前后餐饮企业VOCs和PM2.5年排放量.结果表明：本研究区域餐饮业废气净化设备升级改造前VOCs排放量范围为319.03~506.38t/a，改造后为92.14~109.89t/a；改造前PM2.5排放量范围为166.55~211.09t/a，改造后为30.22~36.05t/a，排放量明显减少.餐饮业废气净化设备改造后VOCs和PM2.5减排率分别为71%~82%和80%~86%，餐饮业废气净化设备升级改造减排效果良好.计算得到以街道为单元的餐饮源VOCs和PM2.5排放强度范围分别为1.45~4.32t/km2和0.47~1.42t/km2.通过PM2.5实测浓度（小时值）数据分析，餐饮业废气净化设备升级改造前、后PM2.5浓度平均减少了28.9%，最接近于用油量为核算基准的排放因子降低比例.
2021 Vol. 41 (5): 2090-2096 [摘要] ( 252 ) [HTML 1KB] [ PDF 590KB] ( 609 )
2097 张亦舒, 徐达, 何秦, 李冬会, 秦凯
浙江省气溶胶垂直分布及区域传输分析
利用6个激光雷达站点数据从年际和季节变化尺度对浙江省2017~2018年气溶胶垂直分布特征进行研究，并结合污染物浓度数据分析了浙江省主要颗粒物类型的季节差异.结果表明，大部分站点2018年气溶胶消光系数整体小于2017年；边界层内消光系数空间上呈中部高东西低的分布形态；消光系数季节变化表现为冬季最高，秋季其次，而春夏较低；气溶胶在春、夏季集中在地面上方1~2km以内，冬季主要分布在1km以下，秋季受高空气溶胶影响，6个站点呈现出不同的垂直分布模式.进一步，选取发生在2018年4月和7月两次气溶胶跨区域传输过程，综合CALIPSO和MODIS卫星数据、以及后向轨迹、PSCF与CWT模式对污染物来源与传输机制进行探索，发现来自AOD高值区的气团显著加重本地污染.
2021 Vol. 41 (5): 2097-2107 [摘要] ( 200 ) [HTML 1KB] [ PDF 9449KB] ( 698 )
2108 许桂英, 胡团桥, 魏和涛, 欧江波, 郭晓龙, 阳开东, 方百增
Fenton/CaO调理污泥与生物质成型燃料燃烧污染物排放
针对Fenton/CaO调理后的市政污泥与稻壳混合成型燃料燃烧后烟气中SO2和NOx排放进行研究，分析了掺混比、温度和Fenton/CaO剂量对于SO2和NOx排放的影响规律.结果表明，污泥混合燃料中稻壳添加量增多，燃烧排放的SO2和NOx量逐渐下降，燃料硫转化率先降后升，燃料氮转化率上升；随着炉内温度的升高，污泥混合成型燃料燃烧排放的SO2和NOx量也将有所增加，燃料氮硫转化率也保持上升的趋势.经过Fenton/CaO调理后的混合成型燃料燃烧SO2产生量与未经调理污泥燃烧SO2排放量相比，低了近3.5倍，而NOx生成量相对下降了1.3倍左右.经分析，调理污泥SS2与50%的稻壳在800℃温度下混合燃烧污染物排放性能最佳.
2021 Vol. 41 (5): 2108-2116 [摘要] ( 196 ) [HTML 1KB] [ PDF 2091KB] ( 474 )
水污染与控制
2117 张鹏程, 李晓玲, 王晓婷, 张宇浩, 张佳颖, 刘心怡, 张文勃
活性污泥体系中C/N/S对硝酸盐还原过程的影响
采用序批式活性污泥反应器（ASBR），通过调整进水C/N和S/N，在活性污泥体系中探究电子受体有限的条件下，不同电子供体（有机物或者S2-）对反硝化和硝酸盐氮异化还原成铵（DNRA）过程的影响.结果表明：较高的C/N进水条件，有利于反硝化过程的进行；而较高的S/N进水条件，更有利于DNRA过程的发生；DNRA过程的特征产物NH4+-N，在C/N/S=2：2：3、2：2：4条件下的出水中较明显，其中C/N/S=2：2：4条件下，NH4+-N浓度达到最高为10.65mg/L.说明在电子受体有限时，过量的电子供体可促使反硝化向DNRA过程转变.采用16SrRNA分子生物学技术对不同C/N/S下的微生物菌群结构进行分析，发现与氮还原相关的Proteobacteria、Anaerolineae、Bacteroidia、Actinobacteria等菌群丰度较高，且Actinobacteria菌与DNRA过程相关.不同电子供体环境下氮转移途径的研究可为污水处理过程中碳，氮，硫的同步去除提供指导.
2021 Vol. 41 (5): 2117-2122 [摘要] ( 231 ) [HTML 1KB] [ PDF 466KB] ( 636 )
2123 徐子豪, 李英杰, 熊玉路, 侯智超, 李金锁, 田森林
光助-电解锰渣/H2O2非均相体系氧化降解双酚S
以电解锰渣作为光催化剂构建非均相类光Fenton体系，采用双酚S为模型化合物，研究了该反应体系中双酚S氧化降解的降解机制及影响因素，并建立了·OH的生成速率模型以及溶解性有机质（DOM）影响的预测模型.结果表明，电解锰渣中具有催化效果的铁和锰的质量含量分别为1.49%和2.28%；相比UV、UV/电解锰渣、UV/H2O2和电解锰渣/H2O2体系，电解锰渣/UV/H2O2光Fenton体系对双酚S具有更好的氧化降解效果，双酚S的降解效果与电解锰渣投加量、H2O2浓度呈正相关，与pH值、双酚S初始浓度呈负相关；溶液中析出的Fe和Mn的浓度与pH值呈负相关，且电解锰渣/UV/H2O2氧化体系反应浸出的共存活性金属组分不利于双酚S降解；电子自旋共振和自由基淬灭实验发现电解锰渣/UV/H2O2体系中氧化降解双酚的主要活性物种是·OH.采用异丙醇构建了该体系中·OH的生成速率模型，计算可得·OH的生成速率R·fOH在3.22×10-9~1.1×10-8mol/（L·s）之间，与硝基苯拟合计算出的R·fOH（6.5×10-9mol/（L·s））一致.双酚S降解效率随着DOM浓度的增加而降低.基于自由基稳态动力学理论建立了DOM存在下电解锰渣/UV/H2O2体系中双酚S降解的动力学预测模型，发现模型的预测值与实验值较好符合，说明DOM主要通过淬灭体系中的·OH影响双酚S的降解.
2021 Vol. 41 (5): 2123-2132 [摘要] ( 160 ) [HTML 1KB] [ PDF 790KB] ( 484 )
2133 周荣煊, 马潇然, 李军, 张林华, 张晶, 张亚超, 韩浩
低温下AHLs对多级A/O工艺中好氧生物膜特性的影响
针对低温条件下多级A/O工艺出水氨氮容易超标问题，进行外源添加酰基高丝氨酸内酯类信号分子（AHLs）对低温下多级A/O工艺好氧段生物膜特性的影响研究.结果表明:添加100nmol/L的己酰基高丝氨酸内酯（C6-HSL）后生物膜硝化效率提高了22.34%，十二烷酰基高丝氨酸内酯（C12-HSL）则将生物附着量提高了24.47%，且C6-HSL和C12-HSL对生物膜硝化效率和生物附着量的提高作用均具有长期性.这是因为C6-HSL能够将低温下好氧段生物膜硝化活性提高17.56%，而C12-HSL可以将胞外聚合物（EPS）中蛋白质（PN）的含量提高67.37%.此外，C6-HSL和C12-HSL均能促进对应信号分子的内源释放，因此对生物膜硝化活性和附着性能具有长期积极影响.高通量测序分析表明C6-HSL可提高Nitrosomonas（亚硝化单胞菌）的丰度，故能提高R2中生物膜硝化活性;而外源添加C12-HSL对Rhodobacter（红杆菌属）丰度影响较大，这是实验组R5生物膜EPS中PN含量增加的重要原因.
2021 Vol. 41 (5): 2133-2140 [摘要] ( 220 ) [HTML 1KB] [ PDF 1575KB] ( 422 )
2141 范秀磊, 常卓恒, 邹晔锋, 刘加强, 李莹, 侯俊
可降解微塑料对铜和锌离子的吸附解吸特性
为了评估可降解微塑料对共存污染物的载体效应，对可降解微塑料PLA（聚乳酸）对重金属污染物（Cu2+、Zn2+）的吸附和解吸行为进行了探究，同时选择常规微塑料PP（聚丙烯）进行对照实验.在紫外老化过程中，微塑料（MPs）均表现为表面出现裂纹、凹坑，比表面积增大，负电荷增多，含氧官能团强度增强，亲水性增强.较之PP，PLA在紫外老化过程中理化性质的改变尤为明显.老化后MPs的吸附能力远大于老化前，老化PLA对Cu2+的最大吸附量可达5.56mg/g，约为新制PLA（2.27mg/g）的2.5倍；老化前后PLA对重金属的吸附量均高于PP.解吸实验表明，老化后MPs对重金属的解吸率均低于老化前，而老化前后PLA对Cu2+、Zn2+的解吸量及解吸率均高于PP.较之胃液环境，老化前后MPs对金属离子的解吸更易在肠液环境中进行.说明PLA相对于PP对重金属具有更强的载体作用，且PLA更容易将重金属污染物释放到人体内，进而对人体健康造成威胁.
2021 Vol. 41 (5): 2141-2150 [摘要] ( 311 ) [HTML 1KB] [ PDF 3076KB] ( 791 )
2151 陈海涛, 王晓燕, 南哲, 韩晓萌, 吴艾璞, 黄洁钰, 庞树江
输入数据精度与准确性对SWAT模型模拟的影响
以潮河流域为研究区域，利用潮河流域1990~2013年监测数据，构建SWAT模型，在模型结构和参数不改变的情况下，探究输入数据精度（DEM分辨率）与准确性（降水插值）对径流和总氮模拟结果影响.结果显示：DEM分辨率变化（30~300m）对径流及总氮模拟效果不同，对径流模拟影响不明显，纳什系数（ENS）和R2可达到0.87以上；对总氮模拟结果影响较大，分辨率越精细，模拟效果越好.不同水文年，DEM分辨率变化对总氮负荷模拟表现不同.丰水年对总氮负荷影响较大，负荷量差异较为明显，枯水年影响相对较小；不同DEM分辨率下，年均（1993~2002年）总氮负荷强度空间分布相似，高负荷区均位于潮河中游，潮河上游及下游的负荷强度相对较低.不同降水输入数据站点分布、站网密度和准确性不同，流域内降水空间分布差异显著.总体上，基于站点较少的气象站插值数据与雨量站实测降水数据，径流和总氮模拟效果较为接近；基于SWAT官方雨量站插值数据，径流和总氮模拟效果较差.不同降水数据输入情景下，模拟的总氮负荷强度模拟的空间分布差异明显；降水量分布较高的区域，负荷量也较高；不同水文年下，不同降水输入对总氮负荷模拟表现不同.丰水年和枯水年，基于气象站插值数据的总氮模拟结果与基于雨量站实测数据的模拟结果较为接近，而基于SWAT官方雨量站插值的模拟误差较大；平水年，基于SWAT官方雨量站插值的模拟结果较气象站插值数据的模拟结果更好.该研究可为流域开展模型构建提供科学参考和借鉴.
2021 Vol. 41 (5): 2151-2160 [摘要] ( 205 ) [HTML 1KB] [ PDF 1093KB] ( 440 )
2161 房丽晶, 高瑞忠, 贾德彬, 于瑞宏, 刘心宇, 刘廷玺
草原流域地下水化学时空特征及环境驱动因素——以内蒙古巴拉格尔河流域为例
为查明内蒙古草原流域地下水水化学特征、成因及其环境意义，选择巴拉格尔河流域为研究对象，以Piper三线图、Gibbs图、主成分分析法（PCA）和内梅罗指数法等对2018~2019年丰水期、枯水期46处92个浅层地下水水样进行分析.结果表明：研究区地下水呈现弱碱性环境，属于淡水，枯水期多数离子含量高于丰水期，空间分布整体呈现出西高东低的特点；地下水水化学类型多样，以HCO3–-Ca2+·Na+型占主导，HCO3–-Ca2+型、HCO3–--Ca2+·Mg2+型、HCO3–-Na+型和HCO3–-Ca2+·Na+·Mg2+型等多种共存；不同河段枯水期水化学差异不显著，但丰水期地下水离子具空间特征，地下水化学成分来源变化复杂；地下水化学离子主要受岩石风化作用控制，Ca2+、Mg2+主要来源于碳酸盐、硅酸盐和蒸发岩的溶解，其中碳酸盐占主导，Na+、K+来自岩盐的溶解；地下水级别较好水居多，其次为较差和良好，极差、优良水占比最小，总体水质偏好；碳酸盐岩石风化、水岩溶滤作用和人类活动是研究区地下水化学特征演化的主要驱动因素.研究成果可为区域草原生态环境保护与恢复、水资源开发利用及流域生态水文研究提供技术参考与依据.
2021 Vol. 41 (5): 2161-2169 [摘要] ( 197 ) [HTML 1KB] [ PDF 1184KB] ( 424 )
2170 宋东宝, 薛冰, 黄鹏, 张鹏, 孙红文
碳气凝胶的制备及其对极性农药的吸附性能
以机械球磨联合TEMPO氧化对木浆纤维进行预处理，并通过高温热解制备碳气凝胶，对其形貌、元素组成、比表面积、孔径结构以及表面官能团进行表征分析，并以阳离子型吡虫啉（IMI）和阴离子型2，4-D为目标物评价其吸附性能.结果表明：经机械球磨联合TEMPO氧化改性显著增加碳气凝胶的孔和表面C=O官能团含量、比表面积及极性，降低其片层厚度和芳香性，其表面积可达2631m2/g.碳气凝胶对IMI和2，4-D的吸附均符合Freundlich模型.IMI在碳气凝胶上的主要吸附机制为阳离子/p/π-π电子供体-受体相互作用、氢键、孔填充作用、静电吸引作用等，而静电排斥作用是抑制2，4-D吸附的主要因素，且IMI和2，4-D最高吸附量分别可达437和286mg/g.因此，通过机械球磨联合TEMPO氧化改性制备碳气凝胶在吸附去除水体有机污染物领域具有潜在应用价值.
2021 Vol. 41 (5): 2170-2178 [摘要] ( 197 ) [HTML 1KB] [ PDF 1015KB] ( 488 )
2179 刘佳露, 张凤君, 彭新晶
非均相活化剂磁性纳米CoFe2O4的制备及其活性评价
采用溶胶-凝胶法制备了磁性纳米铁酸钴（CoFe2O4）固体颗粒，并采用扫描电镜（SEM），X射线衍射仪（XRD），傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）和振动样品磁强计对样品进行表征分析.以磁性纳米CoFe2O4颗粒活化过硫酸盐氧化去除水中四环素为探针反应，评价CoFe2O4颗粒的活化性能.结果表明，600℃焙烧温度下制备出的固体颗粒，其活性较高，颗粒表面金属离子浸出率较低；优化温度下制备的CoFe2O4颗粒在较宽的pH值范围（4.4~9.0）内均具有较高活性；控制实验条件PDS0 1g/L，CoFe2O4 1g/L，TCH0 50mg/L，20℃，pH0 4.4，反应4h后TCH去除率达到82.0%.CoFe2O4颗粒循环重复利用10次后仍保持较高的活性和结构稳定性，而且因其特殊的磁性能便于回收利用.
2021 Vol. 41 (5): 2179-2186 [摘要] ( 131 ) [HTML 1KB] [ PDF 1002KB] ( 811 )
2187 叶兆勇, 丁士元, 杨禹, 侯立安
高效选择性除铯的PVDF复合膜制备及优化
为实现对放射性核素铯（Cs）的高效去除，本研究基于表面接枝技术利用均苯三甲酰氯（TMC）在羟基化的PVDF微滤/超滤膜表面接枝了一层氨基化SiO2，并通过SiO2表面的氨基基团与Fe3+结合实现亚铁氰化铁（Ferrocyanide，FeCN）的负载，从而制备了FeCN/SiO2/PVDF复合膜.基于膜表面的SEM与XPS表征考察了氨基化SiO2的不同负载条件，研究发现粒径和浓度分别为300nm及0.4%时可实现SiO2的最大负载量.对比不同亚铁氰化铁负载量下复合膜的水通量和Cs去除率，结果表明对微滤平板膜进行3次负载后过滤效果最好，可实现99.6%以上的Cs去除率，且XPS结果表明强酸及超声条件下该复合膜仍然具有良好的稳定性.复杂水质条件下的过滤实验表明，过滤前期由于对吸附点位的竞争使得溶液中共存离子半径与Cs越接近其对Cs截留率的影响越大；过滤后期在道南作用的影响下，随着共存离子水合离子半径提高，其对Cs的去除率的影响越大；天然有机质对水通量影响较大，对Cs去除率影响弱于共存离子.
2021 Vol. 41 (5): 2187-2195 [摘要] ( 212 ) [HTML 1KB] [ PDF 2165KB] ( 479 )
2196 张立国, 艾冰凌, 李建政, 班巧英
氧化还原介体强化厌氧活性污泥发酵产氢特征
为提高厌氧污泥的发酵产氢能力，采用间歇培养方式考察了氧化还原介体（ROMs）对厌氧污泥发酵葡萄糖产氢效能的影响，并通过Illumina MiSeq测序揭示了ROMs对微生物群落的影响.结果表明，在发酵液体积为100mL及葡萄糖初始浓度500mg/L条件下，对照的累计产氢量和最大产氢速率（Rmax）分别为11.0mL和0.28mL/h.当腐殖酸和蒽醌-2-磺酸钠（AQS）作为ROMs加入发酵体系后，厌氧污泥的产氢能力显著提高，其累计产氢量和Rmax分别比对照高出56.4%、13.6%和53.6%、10.7%.相反，氧化石墨烯（GO）、指甲花醌和蒽醌-2，6-二磺酸钠（AQDS）导致厌氧污泥的产氢能力受到不同程度的抑制.Illumina MiSeq测序揭示了发酵系统的优势菌群存在显著差异.对照系统中的优势菌群主要来自5个属（Thermomarinilinea、Longilinea、Defluviimonas、Gimesia、Planctomicrobium），腐殖酸、AQS和指甲花醌发酵系统的主要优势菌群为Thermomarinilinea、Longilinea、Ottowia，而Thermomarinilinea、Longilinea、Ottowia、Defluviimonas为AQDS和GO发酵系统的主要菌群.冗余分析的结果表明，产氢量与Longilinea、Macellibacteroides、Trichococcus、Thioflavicoccus和Ottowia呈正相关，而与Defluviimonas、Pirellula、Gimesia和Ignavibacterium呈负相关.
2021 Vol. 41 (5): 2196-2202 [摘要] ( 206 ) [HTML 1KB] [ PDF 538KB] ( 563 )
2203 张婧懿, 付玉丰, 姚禹, 袁芳, 秦传玉
Brij35构筑原位微乳液对四氯乙烯的增溶及脱附效果
利用非离子表面活性剂Brij35与助溶剂正丁醇的二元溶液，与四氯乙烯（PCE）在含水层原位构筑微乳液.重点考察对PCE增溶性能和脱附能力以及在模拟含水层中的形成过程和对模拟含水层的修复效果.结果表明，微乳液对PCE的最大溶解度达到61.1g/L，增溶能力是单一Brij35溶液和其常规复配组合的9.7和2.3倍，并且PCE的溶解度与正丁醇体积分数呈线性正相关；脱附实验的结果表明：原位微乳液对不同类型介质中的污染物都能起到良好的脱附作用，脱附率是单一表面活性剂脱附率的3倍.同时发现正丁醇体积分数越高、介质粒径越大、微乳液黏度越低，污染脱附效率相对越高，其中250g/L Brij35-30%正丁醇的药剂组合对介质污染有着最佳的脱附效果.冲洗模拟含水层的实验结果证明，在冲洗过程中有原位微乳液的形成，前期以微乳液增溶为主，后期以表面活性剂增溶为主.冲洗结束后，共有94%的PCE被去除，并且还有效减轻了冲洗后期的拖尾现象.
2021 Vol. 41 (5): 2203-2210 [摘要] ( 206 ) [HTML 1KB] [ PDF 1310KB] ( 730 )
2211 张华, 蒋伟, 刘亚丽, 王金花, 黄健, 陶海涛, 曹雪枫, 方楠
四环素和铜离子对生物除磷微生物的作用效应
选取污水中的污染物四环素和铜离子为二元混合物，以比吸磷率来表征二元混合物对污水生物除磷微生物的联合作用效应.采用直接均分射线法设计3种二元混合物的浓度配比（Ratio1，Ratio2，Ratio3）；采用Logistic方程拟合试验数据获得浓度-效应曲线，并利用浓度加和模型分析二元混合物对生物除磷微生物的联合作用效应及关系.结果表明，不同浓度配比的二元混合物对生物除磷微生物的抑制效应均随着时间的增加逐渐增强，具有明显的时间依赖性.浓度加和模型分析表明，随着反应时间的延长，不同浓度配比的二元混合物对微生物的作用关系均是由拮抗作用逐渐过渡为加和作用和协同作用.但3组不同浓度配比的二元混合物对生物除磷微生物的相互作用也存在明显不同，在Ratio1和Ratio3中各组分所占比例差别较大，拮抗作用较明显，而在Ratio2中各组分所占比例差别较小，拮抗作用相对较弱.
2021 Vol. 41 (5): 2211-2218 [摘要] ( 252 ) [HTML 1KB] [ PDF 865KB] ( 422 )
2219 余硕, 刘树根, 李婷
磷化氢生物净化体系及抑制作用机理
在PH3生物净化体系中添加呼吸链电子传递抑制剂，对比分析微生物生长代谢、磷的迁移转化、活性氧（ROS）产生及氧化酶活性等变化规律.当鱼藤酮或抗霉素A分别添加至R1、R2PH3生物反应器后，其微生物体O2-·含量在运行时间14~17d期间的平均值分别上升至0.68，0.96mmol/g，明显高于空白对照组R0反应器.除自由基O2-·外，另一类型的活性氧HO·也存在于PH3净化系统中；受累积的活性氧影响，生物体内丙二醛（MDA）含量处于较高水平，PH3净化效率通常不超过75%，添加抑制剂的R1与R2反应体系在15~17d期间PH3平均去除率分别下降至65.1%、59.5%.pH值、ROS含量以及氧化酶活性等因素均明显影响PH3生物净化效果，当Fe3+、Cu2+、Mg2+等金属阳离子迁移转运至微生物体内时，超氧化物歧化酶（SOD）与过氧化氢酶（CATase）活性得以不同程度的增强，可缓解活性物质O2-·或HO·导致的氧化胁迫作用，PH3净化效能得以适度提升.
2021 Vol. 41 (5): 2219-2225 [摘要] ( 205 ) [HTML 1KB] [ PDF 524KB] ( 343 )
2226 曹孟雄, 陈刚, 胡成
初始浓度分布对一维含水层中溶质运移的影响
为了研究含水层中任意初始浓度分布条件下一维含水层介质中的溶质运移规律，采用对流-弥散方程构建考虑任意初始浓度分布条件下一维含水层介质中溶质运移动力学数学模型，模型采用持续注入示踪剂、瞬时注入示踪剂和脉冲注入示踪剂3种不同的边界条件，数学模型的求解采用格林函数法.并通过开展室内一维砂柱实验进一步验证模型的科学性和适用性.结果表明：初始条件对溶质运移结果的影响不容忽视，新模型能够模拟不同初始条件下的一维溶质运移过程；新模型通过将流速变化处理为线性变化可以用来研究非稳定流条件下溶质运移过程；新模型是前人模型的完善，模型包含3种不同类型的内边界条件和任意的初始条件，新模型也能为地热开发利用提供理论依据.
2021 Vol. 41 (5): 2226-2231 [摘要] ( 139 ) [HTML 1KB] [ PDF 752KB] ( 517 )
2232 韩阳, 董志新, 肖乾颖, 陆传豪, 胡磊, 朱波, 汪涛
无动力级联生物滤池对山区村镇生活污水的净化效果
依据低山丘陵地形，结合生态净化原理，构建一套无动力级联生物滤池系统，通过整年连续监测，研究了四川盆地低山丘陵区村镇分散生活污水的排放与级联生物滤池的净化效率及其影响因素.结果表明，村镇生活排放污水中化学需氧量（COD）、总氮（TN）、氨氮（NH4+-N）、总磷（TP）的平均浓度分别为147.33，32.52，14.39，3.03mg/L；级联生物滤池对COD、TN、TP的平均削减率分别为59.6%，60.8%，67.4%，其中级联式生物滤池单元是削减污染物的核心，削减率分别为39.1%，44.1%，54.1%；级联生物滤池对氮磷的削减率呈夏季（秋季）>春季>冬季的季节特点.级联生物滤池的净化效果主要受污染物进水浓度、温度、生物量、水力负荷（HL）等影响.因此，后期可通过耐低温植物补植、雨污分流等强化措施，进一步优化削减效果，提升系统的普适性.
2021 Vol. 41 (5): 2232-2239 [摘要] ( 201 ) [HTML 1KB] [ PDF 486KB] ( 433 )
2240 郝凯越, 李远威, 宗永臣, 尤俊豪, 郭明哲
高原生境下A2O工艺对污水处理的微生物机制
基于Illumina MiSeq高通量测序技术，以高原生境下A2O工艺的活性污泥为研究对象，探讨不同温度下微生物群落结构、丰度及相关性.结合污染物分解、吸附及转化等代谢过程中的主要功能蛋白、功能基因、酶的种类及丰度在碳、氮、磷等污染物代谢途径中的作用，从生物化学和分子水平的角度分析了高原地区A2O工艺对污水处理的微生物学机制.结果表明：优势细菌门为变形菌门、拟杆菌门、放线菌门、厚壁菌门及绿弯菌门，优势细菌属为norank_f__AKYH767、腐败螺旋菌、Ottowia、伯克氏菌、IMCC26207、Novosphingobium.污染物去除和微生物群落发挥作用的效果在15℃为最优，微生物群落的COG、代谢途径、基因和酶活性最适宜的温度为20℃.主要功能蛋白为一般功能预测、氨基酸运输与代谢和基因转录；主要代谢途径为：ABC转运蛋白，细菌双组分调节系统，嘌呤、核糖体及嘧啶等代谢，主要功能基因的产物（酶）为：烯酰辅酶A水合酶、乙酰辅酶A C-乙酰转移酶、醛脱氢酶（NAD+）、硫代硫酸盐及外多磷酸酶.
2021 Vol. 41 (5): 2240-2251 [摘要] ( 247 ) [HTML 1KB] [ PDF 1850KB] ( 989 )
2252 江晓影, 刘泳汐, 秦艳, 高品
聚丙烯微塑料对污泥厌氧消化效能作用影响
以聚丙烯（PP）微塑料为研究对象，考察不同浓度PP微塑料对污泥厌氧消化产CH4和产酸效能的作用影响，同时采用荧光定量PCR方法定量检测了乙酸激酶（AK）和mcrA基因在不同PP微塑料作用下的丰度变化.结果表明，PP微塑料对污泥厌氧消化产CH4和产酸效能具有促进影响，CH4和乙酸累计产量随PP微塑料投加量的增大而升高，当PP微塑料投加量为0.2g/g VSS时，CH4和乙酸累计产量与空白对照相比分别提高148.2%和15.2%，达227.1mL/g VSS和1291.2mg/L.相应地，mcrA基因丰度随之提高98.2%，表明PP微塑料对产甲烷菌的生长和繁殖具有促进作用，进而强化污泥厌氧消化产CH4效能.
2021 Vol. 41 (5): 2252-2257 [摘要] ( 241 ) [HTML 1KB] [ PDF 358KB] ( 1033 )
2258 蒋晖, 刘欣, 孙姣霞, 胡莺, 周金山, 刘秀丽, 阙思思
17α-乙炔基雌二醇在微塑料上的吸附和解吸行为
以内分泌干扰物17α-乙炔基雌二醇（EE2）作为目标污染物，系统研究了5种微塑料聚酰胺（PA）、聚乙烯（PE）、聚氨酯（TPU）、聚氯乙烯（PVC）和聚苯乙烯（PS）对EE2的吸附动力学、吸附等温线及解吸作用.微塑料对EE2的吸附动力学和吸附等温线的结果表明，5种微塑料对EE2的吸附能力为PA>TPU>PE>PVC>PS；5种微塑料中TPU和PA具有最大的吸附能力和吸附容量，主要归因于氢键产生的化学吸附；而PE、PS、PVC主要是依靠范德华力的相互作用.因PA和TPU对EE2的吸附能力更强，两者的解吸量均高于其他3种物质.采用解吸率来反映不同微塑料的解吸性能，发现EE2在PS中的解吸率最高，PA和TPU上解吸率相对较低.采用单因素重复测量方差分析统计学方法对EE2在5种微塑料上的解吸特性进行分析，EE2在PS与其他4种微塑料之间表现为显著性差异，其余微塑料两两之间无显著性差异；尽管肠胃液中解吸率高于去离子水，但两者并无显著性差异.
2021 Vol. 41 (5): 2258-2267 [摘要] ( 184 ) [HTML 1KB] [ PDF 1172KB] ( 437 )
2268 朱子晗, 周涛, 赵由才, 余毅, 欧阳创, 曹瑞杰, 陈善平, 张瑞娜
兼氧条件下厨余垃圾发酵液作碳源的反硝化性能
在兼氧条件下，利用厨余垃圾厌氧发酵液调节反硝化系统的碳氮比（COD/TN，C/N），并考察了其脱氮性能.结果表明，不同C/N条件下，反应系统均未出现有机物的积累，但高C/N条件下的亚硝酸盐最大积累浓度和积累速率高于低C/N；随着进水C/N的增大，反应整体脱氮率和反硝化速率不断增大，当C/N为13时，反硝化速率达到了最大值，为9.79mg/（gVSS·h），其脱氮率超过95%；相同C/N条件下，反硝化速率和最大亚硝酸盐积累浓度均与进水硝酸盐浓度成正比.此外，实验结果表明，兼氧条件下的反硝化过程虽不易出现COD残留，但去除单位氮所需的有机物更多，且整体反硝化速率以及亚硝酸盐还原速率均低于厌氧条件.
2021 Vol. 41 (5): 2268-2274 [摘要] ( 222 ) [HTML 1KB] [ PDF 576KB] ( 410 )
2275 张文静, 文宗, 刘丹, 柴娟芬, 陈学群
人工回灌过程中胶体对CHCl3形成机制的影响
以揭示回灌过程中CHCl3耦合胶体效应影响下的二次形成作用为研究目标，通过批实验分析有、无胶体条件下不同水化学条件对CHCl3生成速率及生成量的影响，并结合切向流超滤技术和原子力电镜扫描（AFM）表征手段分析CHCl3-SiO2胶体协同作用模式.结果表明，CHCl3的生成量随着反应时间的增加而增大，并在特定的反应时间内，高氯/TOC比率、高pH值、低离子强度均会促进CHCl3的二次形成.SiO2胶体的存在会影响反应前体物的吸附，使各时刻CHCl3生成作用均受到抑制，并对水中的CHCl3有强吸附作用.结果可为人工回灌过程中CHCl3的二次形成作用提供科学参考.
2021 Vol. 41 (5): 2275-2282 [摘要] ( 230 ) [HTML 1KB] [ PDF 873KB] ( 411 )
固体废物
2283 宋永伟, 马莹莹, 王蕊, 吴怡谦, 王鹤茹
石英砂提高城市污泥生物沥浸效率主导因素分析
通过摇瓶实验探究石英砂提高城市污泥生物沥浸效率的主导因素.结果表明，在0~72h内，生物菌液酸化效应在提高污泥脱水性能中占据主导作用；在72h之后，次生矿物的形成对提高污泥脱水性能的贡献率超过生物菌液.随着生物沥浸持续进行，石英砂诱导次生矿物产量逐渐增加，次生矿物在生物菌液酸化效应基础上进一步强化污泥脱水性能.在二者耦合作用下，城市污泥比阻（SRF）从初始的17.13×1012m/kg下降至48h时的最低值3.56×1012m/kg.然而，生物菌液和次生矿物单独作用时，SRF降到最低值均需72h，且最低SRF分别为3.89×1012和4.77×1012m/kg.可见，二者耦合作用在进一步改善污泥脱水性能以及缩短生物沥浸时间方面都有明显的优势.
2021 Vol. 41 (5): 2283-2289 [摘要] ( 163 ) [HTML 1KB] [ PDF 609KB] ( 349 )
2290 鲁斌, 龚凯, 蒋红与, 李倩, 陈荣
AnMBR用于餐厨垃圾和剩余污泥共发酵的性能研究
通过连续实验和活性实验，系统地研究了厌氧膜生物反应器（AnMBR）在不同有机负荷（OLR）条件下处理餐厨垃圾和剩余污泥的效率、稳定性及动力学特征.结果表明，AnMBR在各工况下（OLR：3.22~12.92gCOD/（L·d））能够稳定运行.其中在OLR为6.48gCOD/（L·d）时运行性能最优，其甲烷产量为（4335±2）mL/d，甲烷产率为（361.2±0.2）mLCH4/gCODremoval，COD的去除率维持在（98.6±0.9）%，pH值稳定在7.71±0.03.当OLR超过12.92gCOD/（L·d），反应器内挥发性脂肪酸（VFA）达到了6108mgCOD/L.膜污染以滤饼层污染为主；利用高通量测序（HTS）探究了系统中微生物的演变情况，Levilinea菌是优势细菌属，在OLR为6.48gCOD/（L·d）时其相对丰度最高（20.1%），Methanosarcina菌是优势古菌属，随着OLR增加相对丰度均维持在67%以上；比产甲烷活性实验表明随着OLR的增加，产甲烷菌对乙酸的降解能力不断提高.研究结果将为AnMBR处理餐厨垃圾和剩余污泥共发酵系统的最优工况选择提供参考依据.
2021 Vol. 41 (5): 2290-2298 [摘要] ( 220 ) [HTML 1KB] [ PDF 1350KB] ( 498 )
2299 张婉冰, 张付申
3D打印技术在固体废弃物资源循环中的应用
打印材料是限制3D打印技术发展和推广应用的瓶颈问题，目前已经发现部分固体废弃物与3D打印的契合度很高，可以用于制备3D打印材料.本文综述了4类可以用于3D打印的固体废弃物，包括硅铝基废弃物、农林废弃物、废旧塑料和废旧金属，着重讨论了这4类废弃物制备3D打印材料的方法以及废弃物的添加对原打印材料造成的影响，同时分析了当前废弃物制备3D打印材料需要解决的问题，并对废弃物基3D打印材料的发展趋势进行了展望.
2021 Vol. 41 (5): 2299-2310 [摘要] ( 412 ) [HTML 1KB] [ PDF 743KB] ( 874 )
土壤污染与控制
2311 蒋文波, 高柏, 沈威, 张海阳, 王娟, 易玲, 杨冰, 连国玺
放射性核素钍污染土壤有机酸化学淋洗工艺
选用草酸、柠檬酸和酒石酸对不同粒径典型放射性钍污染土壤进行淋洗试验，考察淋洗后淋洗液各指标参数变化，以土壤可提取形态分析淋洗后流动性和稳定性的变化，结合淋洗动力学和XRD手段来表征土壤修复机理及土壤晶相破坏程度.结果表明：草酸、柠檬酸和酒石酸振荡淋洗最优参数为0.5mol/L条件下振荡8h，淋洗效果依次为：草酸>柠檬酸>酒石酸>苹果酸>乙酸.达到修复目的前提下，淋洗后土壤整体晶相破坏程度较小，二氧化硅衍射峰明显增强，各土样中残渣态的占比提高19.39%~27.20%、0.63%~8.45%，流动性降低6.81%~11.33%，稳定性得到增强，为放射性污染土壤化学淋洗修复提供参考.
2021 Vol. 41 (5): 2311-2318 [摘要] ( 209 ) [HTML 1KB] [ PDF 939KB] ( 594 )
2319 肖文丹, 叶雪珠, 张棋, 赵首萍, 陈德, 黄淼杰, 胡静, 高娜
基于稳定同位素与多元素的土壤铅污染源解析
以杭州市富阳区典型工矿企业附近农田为研究对象，基于单因子指数法及内梅罗指数法对土壤重金属污染状况进行了评价，并采用稳定同位素与多元素特征指纹结合多元统计定量解析研究区内农田土壤重金属铅污染的来源，建立基于铅稳定同位素与多元素特征指纹结合主成分-聚类分析的农田土壤铅污染源解析技术.结果表明：研究区域内电镀厂和冼矿场附近的农田土壤受重金属污染很严重，两个地区的铅污染均达到重度污染水平.根据不同污染源及土壤的铅同位素比值（207Pb/206Pb、208Pb/206Pb），利用源解析软件Isosource分析不同潜在污染源对土壤铅污染的贡献率，结果显示电镀废弃物、废水对电镀厂附近农田土壤铅污染的累计贡献率达70.5%，冼矿场堆放的矿石、尾矿对附近农田土壤铅污染的累计贡献率达71.7%.为了进一步解析土壤铅污染来源，对电镀厂和冼矿场污染源样品中28种多元素含量进行主成分-聚类分析，结果显示不同来源样品的多元素组成差别较大，电镀厂附近农田土壤的多元素组成与电镀废弃物和废水相似度最高，冼矿场附近农田土壤的多元素组成与矿石和尾矿相似度最高.因此，基于铅稳定同位素比值与多元素特征指纹结合主成分-聚类分析得出电镀厂排放的固废、废水和冼矿场堆放的矿石、尾矿是造成附近土壤铅污染的主要原因，也证明基于铅稳定同位素与多元素特征进行铅污染源解析具有较高的准确度和可靠性.
2021 Vol. 41 (5): 2319-2328 [摘要] ( 250 ) [HTML 1KB] [ PDF 564KB] ( 818 )
2329 鞠琳, 郭湘, 姚爱军, 仇荣亮, 汤叶涛
铁硅复合材料固定砷的酸释放特征
为评估酸化条件下铁硅复合材料（IS）对砷（As）钝化的环境稳定性，以酸滴定法结合X射线衍射分析技术（XRD）对铁硅复合材料固持态砷（IS-As）的酸释放特征开展研究.结果表明，IS具有较强的应对环境酸化的酸缓冲能力；IS-As对酸最为敏感的pH值区间介于7.68~11.48，在该区间内随酸的加入，AsO43-快速溶出，该非酸稳态砷占总As的37.5%；而在pH值7.68~4.10区间，As溶出速率相对缓慢，该弱酸稳态As约占总As的7%.酸化条件下稳定存在、释放微弱的As为酸稳态，该部份约占总As的55.5%.XRD结果表明，在加入H+过程中，铁硅材料主要固砷矿物随pH值由高到低溶解的顺序依次为Ca3（AsO4）2 > AlAsO4 > As2O3>Ca4SiAs4 > FeAs3O9·4H2O > Mn2As2O7/SiAs2.酸化条件下IS-As元素溶出率依次为S（94.8%） > Na（93.0%） > Ca（78.8%） > As（44.5%） > Mg（41.7%） > Al（37.6%） > Mn（37.5%） > Fe（5.5%）.IS-As中主要含砷矿物pH值稳定区间与伴生元素酸溶解特征结果表明，非酸稳态砷主要为钙结合态砷，弱酸稳性As主要为镁、锰、铁弱结合态，酸稳态As主要为铁锰硅强结合态.研究结果为铁硅复合材料修复土壤砷的安全利用风险评估及揭示其修复稳定机理提供了依据，并为土壤砷修复材料选择及形态研究方法方面提供新的参考.
2021 Vol. 41 (5): 2329-2335 [摘要] ( 120 ) [HTML 1KB] [ PDF 554KB] ( 449 )
2336 陈立华, 苏伟霞, 姚宇阗, 郭士伟, 韩瑞, 尚辉, 周龙祥, 王栋, 张风革
作物定植提升滨海盐土质量的研究——以覆盖条件下的甜高粱定植为例
通过开展田间试验，探究了耐盐作物甜高粱单个生长季（4月中旬~8月中旬）定植对新围垦滩涂盐土土壤理化、生物性状以及地表生物量提升作用.结果表明：高粱定植对垦区盐土土壤理化性状有显著改良效果.与NP（无覆盖+无甜高粱定植）和NPC（有覆盖+无甜高粱定植）处理相比，PC（有覆盖+甜高粱定植）显著降低了土壤含盐量、土壤容重，而显著增加了土壤含水量、总孔隙度、饱和含水量、田间持水量和有机质含量（P<0.05）；PC处理显著提高土壤可培养微生物（细菌、真菌、放线菌、纤维素分解菌和固氮菌）的数量；甜高粱收获前，PC土壤呼吸强度较NP和NPC分别增加35.71%、26.67%（P<0.05）；PC处理的地表生物量较NP和NPC处理分别增加3.86倍和3.16倍（P<0.05）.甜高粱定植可有效提升盐土土壤地力和生物功能，为新围垦区土地农业化利用提供一条生态可行的途径.
2021 Vol. 41 (5): 2336-2342 [摘要] ( 128 ) [HTML 1KB] [ PDF 432KB] ( 333 )
2343 黄钊, 侯小琳, 赵雪, 张路远
我国东北地区土壤铀同位素水平、分布和来源
系统采集了我国东北地区132个表层土壤样品，采用混合酸全溶分解样品，使用UTEVA萃取色谱分离样品溶液中的铀，应用串联四极杆电感耦合等离子体质谱（ICP-MS/MS）测量样品溶液中238U、235U、234U，获得了研究区域表层土壤中3种铀同位素浓度水平和分布.首次大范围报道该地区表土中234U水平，发现在部分土壤中234U发生明显的同位素分馏.235U/238U原子比值分布显示区域大气核武器试验的放射性颗粒物在山脉迎风坡有明显沉积，导致大兴安岭等山脉的西侧235U/238U原子比值较高.但该区域铀同位素整体上处于环境本底水平，受人类核活动影响较小.来源分析表明研究区域表土中铀主要来源于成土母岩的岩石风化以及人类的工业和农业活动.
2021 Vol. 41 (5): 2343-2351 [摘要] ( 171 ) [HTML 1KB] [ PDF 2473KB] ( 702 )
2352 鞠志成, 金德才, 邓晔
土壤中塑料与微生物的相互作用及其生态效应
聚焦于土壤环境中包括微塑料在内的塑料污染，综述了微生物与土壤塑料相互作用的最新研究成果.主要内容包括：（i）土壤塑料的来源、迁移及其在土壤中长期贮存的基本特征；（ii）土壤微生物对塑料的影响；（iii）塑料污染对土壤微生物群落及酶活性、土壤动物、农作物生产以及对全球陆地生态系统功能的影响.最后，本文展望了未来相关研究的重点方向，包括功能微生物、实验参数设置、塑料圈、塑料与土壤微生物的大尺度及长期研究等，为从微生物角度认识和解决土壤塑料污染问题提供参考.
2021 Vol. 41 (5): 2352-2361 [摘要] ( 414 ) [HTML 1KB] [ PDF 425KB] ( 1672 )
2362 郗秀平, 赵述华, 杨坤, 赵妍, 廖曼, 吴静雅, 林挺, 罗飞
深圳土壤稀土元素的背景含量和影响因素研究
为研究深圳市土壤稀土元素的环境背景含量和空间分布特征，以不受或很少受人类活动影响的基本生态控制线区域作为调查范围，在深圳布设450个土壤表层点位、50个典型剖面点位，应用决策单元－多点增量采样方法采集土壤表层样品500个、土壤剖面样品100个.研究结果表明，深圳市表层土壤稀土元素的环境背景含量范围为23.66~1246.26mg/kg，算术平均值285.99mg/kg，高于中国土壤和广东省土壤；轻稀土元素相对于重稀土元素富集，稀土元素的环境背景含量在空间分布上呈现西高东低的特征.深圳市不同土类中稀土元素环境背景含量的95%分位值高低依次为赤红壤 > 红壤 > 黄壤.不同成土母质发育的土壤稀土元素环境背景含量95%分位值大小顺序为变质岩 > 花岗岩 > 片麻岩 > 凝灰熔岩 > 砂砾页岩 > 灰色灰岩.不同剖面层次的土壤稀土元素环境背景含量的95%分位值大小顺序为底层 > 中层 > 表层；随着深度的增加，深圳市土壤稀土元素的环境背景含量也逐渐增加，呈现底聚型特征.成土母质是影响土壤稀土元素环境背景含量的首要因素，花岗岩发育的土壤稀土元素环境背景含量要明显高于砂砾页岩；不同土类也会影响土壤稀土元素的环境背景含量分布，同一成土母质发育的赤红壤稀土元素环境背景含量要高于红壤.典型相关性分析表明，土壤铁、铝等元素与轻稀土元素，以及锰与重稀土元素的背景含量均呈现较强的正相关关系，土壤pH值、黏粒与稀土元素背景含量存在弱正相关，这也侧面反映了土壤稀土元素对成土母质的继承性.
2021 Vol. 41 (5): 2362-2373 [摘要] ( 284 ) [HTML 1KB] [ PDF 1600KB] ( 420 )
2374 姚臻晖, 涂理达, 周慧平, 胡鹏杰, 王甜甜, 郑家俊
稻田镉污染原位钝化修复及磷积累与迁移特征
选择苏南某镉（Cd）污染稻田，研究钙镁磷肥和钙铝水滑石2种钝化修复材料对Cd污染土壤原位钝化修复的效果，并且探讨含磷钝化剂的使用对水土环境磷累积与迁移特征的影响.结果表明：施用2种钝化剂后均能有效降低土壤中有效态Cd的含量，且随着钝化时间的推移，有效态Cd含量均呈现稳定缓慢降低的趋势，在施加钝化剂16周后达到最低，不同处理的钝化效果依次为：1500kg/hm2钙镁磷肥>6000kg/hm2钙铝水滑石>750kg/hm2钙镁磷肥，各处理有效态Cd比施加前分别降低了54.5%、50.3%以及46.9%.各处理在不同阶段的土壤pH值与有效态Cd含量呈显著负相关.施用钙镁磷肥作为钝化剂会加快土壤中磷的累积，且随着施用量的增加60~90cm深度渗漏水中总磷和溶解性磷酸盐含量有明显升高趋势.
2021 Vol. 41 (5): 2374-2379 [摘要] ( 219 ) [HTML 1KB] [ PDF 385KB] ( 581 )
环境生态
2380 周涛, 胡振琪, 韩佳政, 张浩
基于无人机可见光影像的绿色植被提取
在分析健康绿色植被光谱特性及无人机可见光影像典型地物各波段像元值差异的基础上，提出一种综合利用红、绿、蓝3个可见光波段信息的新型绿色植被指数——差异增强植被指数（DEVI）.利用该指数及其他8种常见可见光植被指数结合不同阈值方法提取研究区域绿色植被信息，并采用地表真实感兴趣区和基于SVM的监督分类方法进行精度量化评价.结果表明：由DEVI计算的植被指数灰度影像直方图具有良好双峰形态，可利用双峰直方图阈值法快速确定阈值，且阈值一般位于0.9~1之间；同时，DEVI提取精度明显优于其余8种植被指数，且采用双峰直方图阈值法时，总体精度为98.98%，Kappa系数为0.9791，相对误差为1/83.为验证DEVI是否具有良好的可适用性及可靠性，选取3种典型植被覆盖区域进行可行性验证，结果表明：利用DEVI可高精度提取建筑密集区域和植被零散分布区域的绿色植被信息，总体精度分别为98.42%和98.56%，Kappa系数分别为0.9610和0.9635，相对误差分别为1/125和1/91；而植被集中分布区域提取精度略低于上述2种典型区域，总体精度为97.40%，Kappa系数为0.9371，相对误差为1/53.因此，提出的差异增强植被指数——DEVI可以有效、高精度、低成本提取不同植被覆盖典型区域无人机可见光影像中的绿色植被信息，为陆地生态系统中的绿色植被监测研究提供一种可行性方法.
2021 Vol. 41 (5): 2380-2390 [摘要] ( 290 ) [HTML 1KB] [ PDF 3502KB] ( 3693 )
2391 张岩, 任方云, 唐元庆, 赵万里, 赵同国, 刘同帅, 刘玉灿, SHEN Hung Tao
融冰过程中铁离子和锰离子的迁移规律
为探究融冰过程中重金属离子的迁移规律，选择铁离子和锰离子为研究对象，开展了室内模拟融冰实验，探讨其在融冰过程中的迁移规律，并分析初始浓度和冷冻温度对其迁移过程的影响.结果表明：在不同的初始浓度和冷冻温度条件下，铁离子和锰离子在冰中各层的浓度分布关系皆为：中层 < 上层 < 下层；融冰过程中，51.17%~71.67%的铁离子和锰离子均在冰体融化前期（0~25%）集中释放，中后期相对平稳均匀释放，此外初始浓度对冰融化时铁离子和锰离子的迁移规律影响不大，而冷冻温度较低时，融1中铁离子和锰离子的浓度基本在增加；融冰过程中，随着累积融水体积的增加，融水中铁离子和锰离子的浓度与冰体初始浓度之比逐渐降低，它们之间呈指数函数衰减模式.
2021 Vol. 41 (5): 2391-2398 [摘要] ( 230 ) [HTML 1KB] [ PDF 875KB] ( 549 )
2399 左萍萍, 付波霖, 蓝斐芜, 解淑毓, 何宏昌, 范冬林, 娄佩卿
基于无人机多光谱的沼泽植被识别方法
为了探究高分辨率无人机多光谱数据对沼泽植被群丛识别能力，在洪河国家级自然保护区的核心区、缓冲区和实验区分别建立典型样区，通过低空无人机搭载的RGB及多光谱相机获取研究区正射影像，构建多维数据集并确立4种分类方案.采用面向对象的随机森林（RF）算法，对输入的多维数据集进行变量选择和参数（mtry、ntree）调优，构建适合沼泽植被群丛尺度识别模型.结果表明：优化的面向对象的RF算法对沼泽湿地植被具有较高的识别能力，在95%的置信区间内，核心区方案四（结合了光谱波段、纹理特征、几何特征、位置特征、地表高程信息和植被指数）获得最高总体精度为87.12%，kappa系数为0.850，比方案二（结合了光谱波段、几何特征和位置特征）总体精度高12.27%，kappa系数高0.140；对于单一典型沼泽湿地植被识别精度中，芦苇获得最高的用户精度高于88%，生产者精度高于90%，小叶章的生产者精度高于85%，但是在核心区用户精度较低，仅为78%.该方法可以作为沼泽植被群丛识别的有效方法，为研究沼泽湿地生态环境变化提供更准确的数据支持.
2021 Vol. 41 (5): 2399-2410 [摘要] ( 205 ) [HTML 1KB] [ PDF 6481KB] ( 709 )
2411 李坦, 陈天宇, 米锋, 马龙波
基于变权理论和DPSIRM的中国森林生态安全评价
为克服常权权重不能精准刻画生态和经济复杂交互关系的缺陷，结合变权理论和DPSIRM因果框架，构建了包含6个子系统、23个具体指标的中国森林生态安全评价体系.基于2006~2018年的中国统计年鉴数据、林业统计年鉴数据及相关数据资料，运用K-means聚类法和变权理论对中国大陆31个省（市、自治区）（不包含台湾、香港、澳门）的森林生态安全状况进行评价.结果表明：（1）在研究时期内，基于DPSIRM因果框架的中国森林生态安全总指数呈现“W”型总体上升的小幅波动趋势；（2）经过变权处理后，状态子系统平均权重最大达到0.0781，管理和响应子系统次之，分别达到0.0728和0.0640，管理子系统平均得分呈“N”型变化趋势，与其他子系统相互作用显著，对森林生态安全具有全局性影响.（3）研究期内，大部分省（市、自治区）森林生态安全综合评估值呈现平稳上升或先降后升趋势，仅有辽宁、西藏等地区波动下降.区域森林生态安全状况差异明显，西南地区平均得分最高达0.3414，西北、华东、华中地区平均得分远低于各地区平均水平0.2794.（4）中国的森林生态安全状况整体呈改善趋势，但各省（市、自治区）之间森林生态安全状况呈现严重分化现象，传统林业优势地区森林生态安全状况较好，而经济高速发展地区的森林生态风险较大.建议在未来的森林生态安全管理中需重点关注生态脆弱区和经济发达地区，在加强现有森林资源保护的基础上，继续大力实施和推进林业生态恢复工程建设.
2021 Vol. 41 (5): 2411-2422 [摘要] ( 182 ) [HTML 1KB] [ PDF 680KB] ( 384 )
2423 赵伟, 邹欣怡, 蒲海霞
成渝地区双城经济圈生态安全格局构建
以成渝双城经济圈为研究对象，基于土地利用数据及生态重要性评价，综合选取生态源地；利用GIS空间分析、最小累积阻力以及夜间灯光优化等方法，构建区域生态综合阻力面；再利用重力模型识别重要生态廊道及生态夹点，最终构建成渝双城经济圈生态安全空间格局.结果表明：成渝双城经济圈生态源地面积占比24.8%，呈半包围圈分布于研究区西南东三面；识别生态廊道193条，总长6441.81km，呈现东密西疏的状态，其中重要廊道占比46.56%，集中在研究区东北方位的达州及巫山巫溪等地；“点-线-面”生态网格构建成渝双城经济区“双核-两轴-半包围”结构的生态安全格局.
2021 Vol. 41 (5): 2423-2433 [摘要] ( 203 ) [HTML 1KB] [ PDF 4309KB] ( 572 )
环境毒理与健康
2434 吴思寒, 吴雨濛, 王双杰, 陈萌, 刘青, 祝凌燕
全氟辛烷磺酰胺在小麦和蚯蚓中的富集与转化
研究了不同培养介质和培养方式下全氟辛烷磺酰胺（PFOSA）在小麦、蚯蚓体内的生物富集和转化.结果表明：小麦根系可以从培养介质中吸收PFOSA并向上转运至茎叶.土壤中PFOSA生物有效性受总有机碳（TOC）的影响显著，高TOC含量土壤中PFOSA的生物有效性降低，导致其在小麦和蚯蚓中的生物富集因子分别由（61.24±8.42）和（21347.91±208.86）降至（5.61±0.23）和（1404.92±108.21）.PFOSA在小麦的根和茎叶以及蚯蚓中都可以转化为PFOS，但在蚯蚓中的转化率（（3.87±1.71）%）显著低于小麦（（26.39±3.02）%）.小麦根中PFOS的支链异构体（br-PFOS）比例在低、高TOC含量时分别为（14.8±2.0）%、（66.1±26.2）%，低于茎叶（分别为（63.0±21.3）%、（85.2±2.4）%）），可能是由于根部转化生成的br-PFOS更容易向茎叶转运.小麦特别是小麦茎叶中的br-PFOS比例（（85.2±2.4）%）显著高于蚯蚓（（16.5±4.0）%）.小麦的存在可以提高土壤中PFOSA的生物有效性，从而促进蚯蚓对PFOSA的富集，但对其转化影响不大.本文为小麦和蚯蚓中PFOSA的富集和转化提供了证据，有助于探索环境中PFOS的间接来源.
2021 Vol. 41 (5): 2434-2440 [摘要] ( 250 ) [HTML 1KB] [ PDF 374KB] ( 507 )
环境微生物
2441 刘庆辉, 李剑, 杨航, 王志宇, 李艳, 张玮川, 贾银娟, 张秋根, 罗旭彪
高效苯酚降解菌Bacillus sp.L5-1的分离及其降解特性
从污水处理厂活性污泥中分离筛选出一株高效苯酚降解菌L5-1，经菌落形态观察和16S rDNA基因测序，结果表明菌株L5-1为蜡样芽胞杆菌（Bacillus cereus），美国国家生物信息中心（NCBI）的注册号为MN784421.将苯酚设置为唯一碳源，对其生长和苯酚降解特性展开研究.结果表明：菌株L5-1在10%接种量、温度30~35℃、pH值7~8的条件下，均能高效降解培养基中苯酚（培养基体积为100mL，初始苯酚浓度为500mg/L，14h时降解率>93%）.而在最优降解条件下（10%接种量，培养温度为35℃，pH值7.0，NaCl浓度为1%），初始苯酚浓度为500mg/L，菌株在14h内的苯酚降解率可达97.1%；而当初始苯酚浓度为1000mg/L，菌株也可在46h内达到97.71%的降解率.运用Haldance方程动力学模拟菌株在不同浓度苯酚下的生长过程，其最大比生长速率为0.355h-1，半饱合常数104.27mg/L，抑制常数为322.83mg/L，R2=0.997.菌株L5-1为目前已报道的Bacillus菌属中降解苯酚能力较强的菌株，为实际处理含酚废水中提供理论参考.
2021 Vol. 41 (5): 2441-2448 [摘要] ( 135 ) [HTML 1KB] [ PDF 1047KB] ( 447 )
2449 董国文, 陈飘, 任国平, 王超, 金曙光, 叶捷, 周顺桂
碳化硼促进Psendomonas stutzeri A1501电催化固氮产氨及机制
以Pseudomonas stutzeri（P.stutzeri） A1501为模式固氮菌株、碳化硼（B4C）为典型电子传递载体构建电催化氮还原体系，探究B4C添加对该体系固氮产氨性能的影响.结果表明，B4C能够显著提高P.stutzeri A1501介导的电催化氮还原体系的产氨性能.在0.4g/L投加量条件下，900℃煅烧温度下制备的B4C（B4C900）的添加能够使电催化体系氨累积量提高117%，这是由于B4C900表面丰富的活化位点能够促进N2吸附与活化.此外，电化学和光谱学谱图表明，B4C900的添加不仅能够促使P.stutzeri A1501分泌更多的氧化还原活性物质，而且驱动高活性阴极生物膜的形成，进而强化电极电子的长距离传递及利用.
2021 Vol. 41 (5): 2449-2458 [摘要] ( 224 ) [HTML 1KB] [ PDF 2670KB] ( 589 )
碳排放控制
2459 张华明, 元鹏飞, 朱治双
中国城市人口规模、产业集聚与碳排放
基于2009~2018年中国286个地级市面板数据，构建空间计量模型，从城市人口规模和产业集聚的综合视角探讨对于人均碳排放的影响机制.结果显示：不同城市的人均CO2排放具有显著的空间溢出效应；城市人口规模和产业集聚与人均CO2排放之间均呈“倒U型”关系，且影响机制各不相同；产业集聚与城市人口规模在影响碳排放上具有协同效应；中国东中西地区及南北地区在碳排放及其影响机制上具有显著差异；地区差异、经济发展程度差异等一系列稳健性检验均验证了上述结论的可靠性.因此各地政府在制定可持续发展政策时要针对城市人口规模、产业集聚和低碳统筹发展，合理制定人口、产业和节能减排政策.
2021 Vol. 41 (5): 2459-2470 [摘要] ( 366 ) [HTML 1KB] [ PDF 589KB] ( 1240 )
环境影响评价与管理
2471 陈菁泉, 刘娜, 马晓君
中国八大综合经济区能源生态效率测度及其驱动因素
为促进能源、经济、社会与生态环境的绿色可持续发展，将经济、社会福利等期望产出与生态环境污染非期望产出纳入能源生态效率测度框架，运用基于Shephard能源距离函数的随机前沿模型，从区域研究视角出发分析中国八大综合经济区能源生态效率演变趋势，并探讨其驱动因素的作用机制.结果显示：样本期内全国能源生态效率均值为0.5839，整体水平偏低，且呈现显著的空间非均衡分布特征.八大综合经济区能源生态效率水平呈现由沿海向内陆逐渐递减的发展态势.南部、东部和北部等沿海经济区能源生态效率均值分别为0.6941、0.6213、0.6087，位居前列；西南、黄河中游、长江中游以及东北等经济区次之，能源生态效率均值分别为0.5803、0.5720、0.5623、0.5537；西北经济区能源生态效率均值为0.5087，位列末位.经济发展水平与能源消费结构的估计系数分别为0.0459、0.0747，对能源生态效率的提高具有抑制作用；产业结构、城镇化水平以及环境规制的估计系数分别为-0.9339、-0.6197、-0.0387，对能源生态效率的提高具有促进作用.
2021 Vol. 41 (5): 2471-2480 [摘要] ( 232 ) [HTML 1KB] [ PDF 759KB] ( 887 )
中国环境科学
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