中国环境科学
 
 
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“生物多样性”专栏征稿启事
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2021年 41卷 6期
刊出日期 2021-06-20
环境毒理与健康
大气污染与控制
水污染与控制
固体废物
土壤污染与控制
环境生态
环境影响评价与管理
大气污染与控制
2481 陈颢元, 王晓琦, 程水源, 关攀博, 张智答, 白伟超, 唐贵谦
京津冀和长三角地区一次重霾过程气象成因及传输特征
基于气象数据和空气质量数据，研究了2016年12月29日~2017年1月8日京津冀与长三角地区一次大范围重度污染过程的特征及成因.结果表明，均压场、低边界层高度、静小风是本次重污染过程的主要气象特征，重污染过程的结束得益于后期气压梯度变大，水平扩散条件转好.此外，基于WRF-CMAQ（气象研究与预报建模系统及区域多尺度空气质量模型）模式情景分析法评价了区域传输和局地累积对本次重污染过程的作用，分析显示重污染前期当中东部地区受南风控制时，京津冀地区受长三角地区传输影响较大（15%~20%），长三角地区以本地贡献为主；累积阶段，长三角地区本地贡献显著下降，受到京津冀地区的贡献明显上升（20%~30%），京津冀地区主要受本地排放影响.传输通量结果显示长三角向京津冀输送的净通量峰值发生在重污染前期（-21.52t/d），京津冀向长三角输送的净通量峰值发生在累积阶段（17.29t/d），区域传输作用在1001~1478m之间最为活跃.
2021 Vol. 41 (6): 2481-2492 [摘要] ( 428 ) [HTML 1KB] [ PDF 1545KB] ( 849 )
2493 廖敏萍, 龚道程, 王少霞, 刘涛, 王好, 邓硕, 欧劼, 郑昱, 王伯光
国庆期间南岭背景大气中PAN的浓度特征与来源
为了评估华南地区国庆期间频发的大范围区域光化学污染事件对华南背景大气的影响，2018年国庆节前后（9月19日~10月19日），在广东南岭国家大气背景站对光化学污染的代表产物过氧乙酰硝酸酯（PAN）开展了连续在线观测，并对PAN的浓度特征和来源进行了分析.结果表明，研究期间南岭PAN的平均体积浓度为（0.66±0.54）×10-9，最大值为2.33×10-9，显著高于国内外其他背景站点（（0.21~0.44）×10-9），且PAN的夜间浓度一直维持在较高的水平；PAN和O3（r=0.90）、NO2（r=0.87）的相关性较强，通过PAN和O3的线性拟合估算出O3的大气背景体积浓度为（46.22±0.65）×10-9，表明南岭光化学反应十分活跃；受区域光化学污染事件的影响，国庆期间南岭PAN的浓度显著升高，达到（1.18±0.45）×10-9，而同期NO/NO2比值降低，导致PAN大气寿命延长，有利于PAN的本地累积；结合气团后向轨迹，潜在源贡献分布以及前体物NO2的全国分布特征分析，发现国庆期间高浓度PAN主要来自湖南，湖北、河南、江西等华中地区.
2021 Vol. 41 (6): 2493-2503 [摘要] ( 315 ) [HTML 1KB] [ PDF 1992KB] ( 585 )
2504 王峰, 汪健伟, 翟菁, 侯灿
卫星观测资料改进活性VOCs源排放及其对臭氧模拟影响
本文以INTEX-B （Intercontinental Chemical Transport Experiment-Phase B）人为源、FINNv1（Fire Inventory from NCAR version 1）生物质燃烧源、MEGAN （Model of Emissions of Gases and Aerosols from Nature）生物源作为基准源，用2005~2007年3a的OMI观测资料作为参考，使用WRF-chem模式，建立了卫星观测数据与地面排放VOCs源数据的回归方程，通过OMI观测资料的约束，人为源在目前污染最为严重的京津冀、长三角、珠三角3个城市群区域分别增加了1.51倍、1.87倍和1.93倍，生物质燃烧源在3个区域分别增加了12.2倍、6.15倍和2.27倍，生物源在3个区域分别增加了1.66、1.31和1.21倍，增加后的浓度分布与前人研究结论有较好的一致性.使用改进后的源清单模拟结果来看，不同季节，3个区域O3浓度均有不同幅度的增加，各季节增幅较大的区域均主要集中在京津冀、长三角和珠三角中心城市及周边区域，与我国大型城市区基本都是VOCs敏感区的结论一致.整体而言，VOCs源强改进后，NOx敏感区O3浓度增加幅度不大，不超过4×10-9，而部分VOCs敏感区增幅超过20×10-9.本文所提供的方法可进一步改进后在大气污染相关研究中，特别是模式源清单研究中广泛使用.
2021 Vol. 41 (6): 2504-2514 [摘要] ( 320 ) [HTML 1KB] [ PDF 6102KB] ( 1021 )
2515 李如梅, 闫雨龙, 王成, 徐扬, 李颖慧, 彭林
太原市城区夏季VOCs来源及其对O3生成的贡献
采集太原市城区夏季VOCs样品并分析其浓度特征，使用参数修正法得到VOCs初始浓度，分析其来源及对O3生成的贡献.结果显示：太原市城区总VOCs平均浓度为48.13 μg/m3，烷烃（25.52 μg/m3）为主要组分.VOCs浓度呈明显日变化特征，在日间（10：00~14：00）光化学产生O3的关键时段浓度最低.油品挥发、机动车排放、燃煤、植物排放与液化石油气/天燃气（LPG/NG）使用源对修正后环境VOCs的贡献分别为26.89%、25.55%、21.14%、14.99%、11.44%，对O3生成的贡献分别为21.44%、33.10%、24.07%、13.77%、7.62%.机动车为新鲜排放气团VOCs的重要来源，而油品挥发、燃煤的输送与本地积累是其他（混合、夜间与反应）气团VOCs的重要来源.机动车排放、油品挥发与燃煤为VOCs与O3生成的重要贡献源，控制此类源排放可减少太原市城区环境VOCs浓度并有效降低O3生成.
2021 Vol. 41 (6): 2515-2525 [摘要] ( 299 ) [HTML 1KB] [ PDF 1009KB] ( 670 )
2526 杨显玉, 吕雅琼, 王禹润, 乔玉红, 张公亮, 王式功, 张小玲, 刘志红, 刘奕麟, 朱新胜
天气形势对四川盆地区域性臭氧污染的影响
本研究结合地面观测资料，ERA5再分析数据和PCT客观分型法，分析了2014~2019年四川盆地区域性O3污染特征以及天气形势与O3污染的关系.结果表明，2014~2019年四川盆地O3区域污染发生频数呈单峰型分布，于2016年达到峰值，且发生区域主要集中在成都平原城市群.在6种典型天气类型中，类型1、2、6为污染型，其海平面气压呈西高东低，四川盆地受低压系统控制.类型3、4为清洁型，其中类型3呈北高南低，且在四川盆地东部存在1个低值中心；类型4呈东高西低，在青藏高原区域有一些小范围的高压中心.在污染型天气形势下，四川盆地的气象条件为温度高、云量低、地面接收到的紫外辐射强、相对湿度低，加速了O3的生成，再叠加类型1的静风条件不利于污染物扩散；类型2、6盛行的东南气流对O3及其前体物的输送，造成污染型天气类型发生区域性O3污染比例明显高于其他几种类型.此外，基于环流分型的预测结果表明环流形势对四川盆地各城市群区域O3污染影响可以达到其年变化的2倍以上，对整个四川盆地O3浓度变化的贡献率为34.8%~66.3%.
2021 Vol. 41 (6): 2526-2539 [摘要] ( 428 ) [HTML 1KB] [ PDF 5100KB] ( 752 )
2540 李娟, 褚旸晰, 杜谨宏, 靳文静, 胡荣明, 尉鹏
贝加尔湖高压分裂过程对绥化市重污染的影响
为探究贝加尔湖高压分裂过程对绥化市2020年1月份持续性重污染事件的影响，以WRF中尺度气象预报数据及气象观测数据为分析基础，分析了2020年1月9~21日的天气形势及气象要素变化，并结合污染物浓度观测数据及PM2.5组分观测数据（13~21日），分析了该过程中污染物浓度变化及化学组分特征.结果表明：此次污染过程由贝加尔湖分裂高压引起的持续性静稳天气造成，11~20日期间，空气质量指数AQI变化范围为182~329，其中有9d污染状况为重度及以上污染；重污染期间，地面风速最低下降至0.5m/s左右，能见度下降至1km左右，且出现逆温层，大气扩散条件差；持续性静稳天气导致大气氧化性增强，氧化剂浓度（ρ（NO2）+ρ（O3））约94~118 μg/m3，相对湿度约为94%，ρ（SO42-）、ρ（NH4+）最大日增量达28.59、11.32μg/m3，增长速度相比于14日分别增加了1264%、1270%，高湿高氧化性的大气环境显著促进了二次无机盐的生成.贝加尔湖高压分裂过程导致持续性静稳天气，加之污染物的本地排放与积累，增加了大气氧化性，进而形成绥化市持续性重污染天气.
2021 Vol. 41 (6): 2540-2551 [摘要] ( 319 ) [HTML 1KB] [ PDF 7135KB] ( 530 )
2552 周志凌, 程先富
基于MGWR模型的中国城市PM2.5影响因素空间异质性
基于全国297个地级市2018年PM2.5浓度数据、自然与社会经济数据，采用多尺度地理加权回归（MGWR）模型分析了各影响因素对PM2.5浓度的作用尺度与影响效果的空间异质性.结果表明，MGWR模型适用于中国地级市PM2.5浓度影响因素研究.在作用尺度上，人均GDP、技术支持水平作用尺度最大，其次是相对湿度、居民地比重、人口密度与风速，降水量、第二产业比重、植被覆盖状况、温度与能源消费强度作用尺度最为局限.在影响效果上，相对湿度、人口密度与居民地比重全部为正向作用；第二产业比重和能源消费强度主要为正向作用，分别占总样本的70.71%与64.98%；风速、温度既存在正向作用也存在负向作用，空间上呈两极分化，其中正向作用分别占总样本的49.83%与57.91%；降水量、植被覆盖状况主要为负向作用，分别占总样本的91.58%与69.70%；人均GDP、技术支持水平全部为负向作用.研究结果表明各因素对于中国城市PM2.5浓度的影响均存在着不同程度的空间异质性.
2021 Vol. 41 (6): 2552-2561 [摘要] ( 589 ) [HTML 1KB] [ PDF 916KB] ( 1076 )
2562 莫露, 巫兆聪, 张熠
中国XCO2时空分布与影响因素分析
结合OCO-2卫星观测的CO2柱浓度混合比数据（XCO2），研究2014~2018年间中国CO2的时空分布及季节波动，并对影响XCO2分布的因素进行相关分析.结果表明，XCO2在研究时段内以2.56×10-6/a的速度增长；年均季节波动为3.26×10-6.在2014~2018年间观测到中国植被呈显著的上升趋势，尤其是在西北和东南沿海地区.植被活动是影响XCO2季节变化的重要因素，在东北地区观测到XCO2与归一化植被指数（NDVI）呈显著负相关（r=-0.58）.人为排放是影响XCO2空间分布的重要因素，二者具有空间分布一致性（r=0.397，P<0.05），尤其是在人为排放较强（>103t）的区域，人为排放量与XCO2的相关性更强（r=0.714）.最后分区域统计人口、电力消耗和路网密度等社会经济因素对XCO2的影响，相关性分析的结果分别为0.78，0.69和0.34，证明中国XCO2分布与社会经济因素的相关性.
2021 Vol. 41 (6): 2562-2570 [摘要] ( 447 ) [HTML 1KB] [ PDF 1830KB] ( 740 )
2571 刘昶, 王丁振, 张涌新, 赵中阳, 吴卫红, 沈敏强, 戴豪波, 郑成航, 高翔
塔体倾斜条件下船舶尾气SO2洗涤脱除强化
针对恶劣海况下船舶洗涤塔倾斜的情况，利用船舶尾气净化小试试验台，开展了洗涤塔不同倾斜角度下对镁基吸收剂脱硫效率影响的实验，研究了液气比、入口SO2浓度、烟气量、浆液pH值、对洗涤塔内SO2脱除效率的影响.结果表明：脱硫效率随洗涤塔倾角度的增大而降低.脱硫效率随液气比的增大而升高，较低的液气比时倾斜角度对SO2脱除效率的影响更明显；脱硫效率随SO2入口浓度的增大而略微降低，入口SO2浓度较高时，SO2脱除效率的降低随倾斜角度的增加变化较为明显；相同液气比条件下，脱硫效率随塔内烟气量的增加而升高；脱硫效率随浆液pH值的增大而升高，低pH值时SO2脱除效率的降低随倾斜角度的增加变化较为明显.筛板-边壁环的加入可有效提高倾斜条件下洗涤塔的脱硫效率，倾斜角度为15°时，脱硫效率提高将约3%；倾斜角度为10°时，脱硫效率提高约5%；倾斜角度在5°以下时，脱硫效率可提高将近7%.
2021 Vol. 41 (6): 2571-2576 [摘要] ( 241 ) [HTML 1KB] [ PDF 620KB] ( 610 )
2577 闫东杰, 庄倩, 玉亚, 丁柳, 张子昂
烟气温度对电除尘器性能影响的数值模拟
采用计算流体动力学（CFD）软件对电除尘器进行三维数值模拟研究，通过自定义函数（UDF）实现电场、流场、颗粒场和温度场的4场耦合，研究烟气温度对电除尘器电场特性、流场特性和除尘效率的影响.结果显示：入口烟气质量流量相同时，当烟气温度从20℃上升到400℃时，平均电场强度从4.9×105V/m减小到1.4×105V/m，平均板电流密度从0.971mA/m2降至0.261mA/m2，但板电流密度分布的均匀性逐渐变好；烟气温度上升平均湍流强减小，离子风效应也随之减小.当入口烟气体积流量相同时，随着烟气温度的增加，颗粒运动轨迹线拉长，整体的颗粒捕集效率减低.降低烟气温度可以有效提高电除尘器的除尘效率.
2021 Vol. 41 (6): 2577-2585 [摘要] ( 322 ) [HTML 1KB] [ PDF 2476KB] ( 1025 )
水污染与控制
2586 赵鑫磊, 邢嘉伟, 付雪, 毛佩玥, 安芳娇, 马娇, 陈永志
NO2--N/NH4+-N及COD/NH4+-N对厌氧氨氧化耦合反硝化脱氮除碳的影响
采用序批式反应器-厌氧序批式反应器（SBR-ASBR）组合工艺处理常温低C/N比实际生活污水，通过调控SBR缺氧：好氧时间分别为80min：60min、120min：60min和150min：60min时，实现半亚硝化，将其出水直接泵入ASBR反应器中，考察不同进水NO2--N/NH4+-N和COD/NH4+-N对厌氧氨氧化耦合反硝化同步脱氮除碳的影响，并采用响应面法设计正交批次试验.结果表明：在NO2--N/NH4+-N为1.55，COD/NH4+-N为4.22时，出水NH4+-N、NO2--N和COD的浓度分别为2.79，0.47，38.37mg/L，其去除率分别高达87.56%，98.45%和62.69%.ΔNO2--N/ΔNH4+-N为2.23，生成的NO3--N的量比理论值小2.47mg/L，厌氧氨氧化和异养反硝化共同完成氮素去除，系统脱氮除碳性能最佳.当NO2--N/NH4+-N和COD/NH4+-N分别由0.84增加到1.55和3.24增加到4.22时，厌氧氨氧化和异养反硝化对脱氮贡献率分别由80.40%降至53.33%和19.60%增加到46.67%.NO2--N/NH4+-N和COD/NH4+-N对TN和COD去除的正交影响显著，均呈现正相关，R2分别为0.9243和0.9700.
2021 Vol. 41 (6): 2586-2594 [摘要] ( 272 ) [HTML 1KB] [ PDF 1035KB] ( 736 )
2595 宋培圆, 张亮, 杨慎华, 李朝阳, 彭永臻
生物膜强化推流式颗粒污泥自养脱氮反应器启动
提出了一种推流式一体化短程硝化厌氧氨氧化颗粒污泥反应器的强化启动策略.第1步，在推流式反应器内接种活性污泥并投加固定生物膜填料，通过逐渐提高进水氨氮浓度和曝气量并控制溶解氧在0.2mg/L以下，自养脱氮反应器成功启动并稳定运行，总无机氮去除负荷达1.7kgN/（m3·d）.运行期间生物膜逐渐生长、成熟并出现脱落，同时悬浮污泥出现红色颗粒.第2步，填料填充比从20%降低至0，系统的总无机氮去除负荷短暂下降至0.85kgN/（m3·d），平均污泥粒径从270μm降低至163μm.但系统脱氮负荷随着曝气量的增加可迅速恢复，且平均污泥粒径逐渐增加至195μm.结果表明，推流式反应器中悬浮絮体污泥与颗粒污泥可稳定存在，且悬浮污泥系统的脱氮负荷可达1.5kgN/（m3·d），与固定生物膜-活性污泥系统相当.本研究为推流式厌氧氨氧化颗粒污泥工艺的启动提供了可行的方案.
2021 Vol. 41 (6): 2595-2601 [摘要] ( 263 ) [HTML 1KB] [ PDF 1246KB] ( 608 )
2602 熊英, 向斯, 程凯
N. europaea/Nc. mobilis谱系在垃圾渗滤液处理中的脱氨贡献
为了解垃圾渗滤液处理系统中菌群结构与脱氨效果的关系，采用16S rRNA基因高通量测序技术分析了15个实际垃圾渗滤液处理系统中的自养氨氧化细菌（AOB）的群落结构，监测了其中1个处理系统中的AOB群落结构的周年变化，并采集实际垃圾渗滤液开展了为期45d的模拟试验.结果表明，Nitrosomonas属是垃圾渗滤液处理系统中的优势自养氨氧化细菌，其相对丰度与脱氨活性呈显著正相关（P<0.05）.在此菌属中，N.europaea、N.eutropha和N.halophila的相对丰度与脱氨活性显著正相关（P<0.05），这3种菌在系统发育上同属于N.europaea/Nitrosococcus mobilis谱系，说明该谱系是实际垃圾渗沥液处理系统中的优势AOB类群，并对垃圾渗滤液脱氨有重要贡献.
2021 Vol. 41 (6): 2602-2609 [摘要] ( 288 ) [HTML 1KB] [ PDF 658KB] ( 512 )
2610 武旭源, 李嘉雯, 郝瑞霞, 郑晓英
3DBER系统功能强化与协同作用机制研究
针对污水厂二级生物处理出水C/N低且可生化性差、深度脱氮需外加碳源等问题，结合污水资源化对二级处理出水深度去除TN、TP和微污染物的技术需求，通过改变传统三维电极生物膜工艺（3DBER）的填料组成，构建了强化反硝化脱氮、并具备同步除磷、除微污染物（以邻苯二甲酸二丁酯（DBP）、邻苯二甲酸（2-乙基已基）酯（DEHP）为例，用PAEs表示）功能的3DBER多功能复合反硝化系统，探讨了3DBER工艺强化脱氮同步实现除磷、除微污染物复合功能的技术途径，并从工艺性能、微生物种群分布等角度，深入解析了实现复合功能的技术方法与微观作用机制.结果表明，硫/铁复合功能填料是实现低C/N二级生物处理出水深度脱氮、除磷、除微污染物的关键因素，多功能复合反硝化系统脱氮效率比传统3DBER工艺平均提高20%左右，TP去除率可达80%，PAEs去除率在90%以上.化学计量学和分子生物学技术的分析表明，复合系统脱氮、除磷过程中在微生物生态、电子供体补偿和酸碱度平衡等方面存在协同促进作用.其中，脱氮功能来自异养与多种自养反硝化共同作用，除磷的关键是海绵铁的持续腐蚀，PAEs的去除过程则是吸附、电化学氧化与生物降解协同作用的结果.
2021 Vol. 41 (6): 2610-2621 [摘要] ( 277 ) [HTML 1KB] [ PDF 1513KB] ( 573 )
2622 李柏林, 赵婉情, 王恒, 李晔, 汪月
污泥比例强化CANON系统抵御快速降温效能及机理
探究了3种不同颗粒及絮状污泥比例（高颗粒系统10：1~30：1；等量系统1：1~1：1.5；高絮状系统1：10~1：30）的单级自养脱氮系统（CANON）抵御快速降温的效能和机制.结果表明，CANON系统在30℃稳定运行后快速降温至10℃时，各系统的总氮去除负荷（NRR）均大幅下降，但等量系统的NRR始终高于其他系统.各系统的功能菌活性均与温度呈现出正相关关系，AAOB活性的下降幅度大于AOB和NOB的幅度，但等量系统中AAOB活性的下降幅度小于其他系统；快速降温不影响颗粒与絮状污泥功能菌的空间异质性和活性分布情况，但等量系统的空间异质性最为显著，能够较好的发挥颗粒和絮状污泥各自的作用，抵御快速降温的能力优于其他系统.
2021 Vol. 41 (6): 2622-2630 [摘要] ( 229 ) [HTML 1KB] [ PDF 1154KB] ( 513 )
2631 李进家, 范晓丹, 张道虹, 袁正通, 周佳滢, 王雪琦
高盐度复杂染料废水脱色菌群的降解特性
从天津市市政污泥中筛选出复杂染料脱色菌群，其经16SrDNA基因序列鉴定，主要由Dokdonella（12.26%）、Dyella（10.19%）、Saccharibacteria genera（7.07%）、Rhodobacter（5.80%）、Pseudodoxanthomonas（3.61%）、Flavihumibacter（3.02%）组成.将其用于高盐度复杂染料废水的降解脱色，并研究共代谢基质和各种理化参数对染料废水脱色的影响.结果表明，最佳共代谢基质为葡萄糖和硫酸铵；最佳脱色条件：温度为35℃、pH值为9.0、菌群接种浓度为1.2g/L；在高盐度条件下（50g/L），菌群能高效脱色复杂染料废水，72h脱色率达到（87.0±2.4）%.经高效液相色谱仪（HP-LC）、傅里叶红外光谱（FT-IR）及气相色谱质谱联用仪（GC-MS）分析，甲基橙首先被迅速降解，分散蓝次之，酸性品红的降解较慢；复杂染料的发色基团（-N=N-，-NH2，-SO3）和苯环结构被破坏；其降解产物为苯胺、乙酰胺及2-氨基-5-甲基苯甲酸等.
2021 Vol. 41 (6): 2631-2638 [摘要] ( 274 ) [HTML 1KB] [ PDF 568KB] ( 1123 )
2639 邹友琴, 李勇丽, 郝鹏飞, 欧阳思达, 朱衷榜, 章萍
新型水泥基材料富镁C3A对氮磷的共去除
将镁掺杂进水泥基材料铝酸三钙（C3A）制得新型富镁铝酸三钙（Mg@C3A）应用于水体氨氮（NH4+-N）和磷（PO43-）的共去除.通过批量实验，考察了Mg@C3A投加量、氮磷浓度、溶液pH值、温度等因素对NH4+-N、PO43-共去除的影响，并阐述了共去除机制.结果表明：Mg@C3A是由Mg掺杂C3A同构体和表面MgO组成，其中Mg的引入未改变C3A晶体结构和基本形貌.Mg@C3A材料对NH4+和PO43-具有良好的共去除效果.当Mg@C3A的投加量为3g/L，NH4+和PO43-的最大去除量分别为38.4，78.9mg/g；温度升高有利于Mg@C3A对NH4+和PO43-的共去除，而高pH值可促进NH4+的去除.Mg@C3A材料对NH4+的去除主要是OH-的中和作用和鸟粪石的沉淀作用主导，PO43-主要是与Mg2+或Al3+结合形成鸟粪石或磷酸铝被去除.
2021 Vol. 41 (6): 2639-2645 [摘要] ( 209 ) [HTML 1KB] [ PDF 1115KB] ( 778 )
2646 华洁, 王敏, 林舒婷, 江彦亭, 林春香, 吕源财, 刘明华
Fe3O4/FeS2活化H2O2降解典型苯胂酸类污染物
利用水热法成功制备了Fe3O4/FeS2催化剂，并将其用于构建非均相芬顿体系降解典型的苯胂酸类污染物（洛克沙胂，ROX）.XRD、SEM、XPS和磁学测量系统（VSM）等表征结果表明，Fe3O4/FeS2呈明显的颗粒状且具有良好的磁性.降解实验结果显示，在最优条件下（初始pH值为4.5、ROX起始浓度为20mg/L、Fe3O4/FeS2投加量为0.15g/L和H2O2浓度为0.034g/L，Fe3O4/FeS2介导的非均相芬顿体系可以超快速降解ROX，1min后的降解效率达到96.74%，明显优于单独的Fe3O4或FeS2体系.此外，Fe3O4/FeS2可以通过磁铁进行快速回收利用，同时也具有良好的重复利用性能，使用3次后，ROX的降解效率仍超过80%.机理分析表明，Fe3O4/FeS2能够快速地催化H2O2产生具有强氧化性的羟基自由基（·OH）.在·OH的作-用下，ROX分子结构中C-As、C-N和C-C等化学键发生断裂，发生脱砷、脱硝和开环等反应，进而生成一系列的有机产物（如酚类、醌类、小分子有机酸等）和无机产物（As （V）和NO3-）.之后，无机砷能够被吸附在催化剂表面，而有机产物则进一步被矿化.
2021 Vol. 41 (6): 2646-2656 [摘要] ( 260 ) [HTML 1KB] [ PDF 2593KB] ( 594 )
2657 潘嘉敏, 龚小波, 陈勇, 陈柳, 刘咏
Fe0-CNTs-Cu活化O2降解水中2,4-二氯苯酚
为高效去除废水中长期残留、高毒性、难生物降解的氯苯酚类污染物，采用高能球磨-高温熔融-液相还原法制备能将氧气高效且选择性地还原为H2O2同时将原位产生的H2O2分解为·OH/O2·-的新型材料（Fe0-CNTs-Cu），探讨了条件因素对2，4-二氯苯酚（2，4-DCP）降解效果的影响，初步分析了Fe0-CNTs-Cu/O2体系的降解机理，并推测了2，4-DCP该体系下的降解途径.结果表明，Fe0-CNTs-Cu在优化条件下对2，4-DCP的降解率和TOC去除率分别为92.3%和54.2%.在Fe0-CNTs-Cu/O2体系中形成腐蚀电池，促使O2在CNTs表面选择性还原为H2O2，Cu0和Cu2O、CNTs以及原位产生的Fe2+，将原位产生的H2O2催化分解为高氧化物质·OH/O2·-，高效氧化降解2，4-DCP.
2021 Vol. 41 (6): 2657-2664 [摘要] ( 206 ) [HTML 1KB] [ PDF 1695KB] ( 593 )
2665 高峰, 王锦, 窦蒙蒙, 高博儒, 徐娟, 霍凯利, 王晓月, 罗恒, 梁子翰
改性微管氮化碳的制备及光催化性能
以三聚氰胺、固体亚磷酸H3PO3为原料，通过水热-煅烧法制备了不同质量比的磷掺杂且具有层状堆积结构的六方管状氮化碳（MTCN-x），x为固体亚磷酸与三聚氰胺的质量比.采用X射线衍射仪（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、X射线光电子能谱（XPS）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、比表面积分析仪（BET）、荧光光谱（PL）和紫外-可见漫反射光谱（UV-vis DRS）对最佳质量比X=1.2（MTCN-1.2）和不添加固体亚磷酸X=0（MTCN-0）催化剂形貌结构和光学性能进行了表征，结果表明，磷掺杂抑制了催化剂晶粒的生长，缩小了能带宽度，增加了可见光响应范围及可见光的利用率，有效的抑制了光生电子－空穴的复合，显著增强了光催化性能.通过光降解实验表明，MTCN-1.2在10min对抗生素环丙沙星（CIP）和四环素（TCL）的降解率分别为99.7%和97.8%，其反应速率常数分别是普通氮化碳（BCN）的10.5倍和6.8倍，表明改性的MTCN-1.2具有比MTCN-0、BCN更好的光催化降解性能.同时分别考察了溶液pH值、催化剂投加量、腐殖酸（HA）浓度等因素对光催化降解抗生素的影响，结果表明，CIP与TCL降解效果最佳的pH值分别为5和9.催化剂投加量的过高和HA浓度的升高，都会造成光催化效率的下降.自由基捕获实验证明，该催化体系降解过程中超氧自由基（·O2-）和空穴（h+）占主导作用.
2021 Vol. 41 (6): 2665-2676 [摘要] ( 329 ) [HTML 1KB] [ PDF 1321KB] ( 792 )
2677 冯姝, 王鸿斌, 刘义青, 付永胜
HSO3-强化Fe3+/S2O82-降解水中双氯芬酸
采用HSO3-强化Fe3+/S2O82-降解水中双氯芬酸（DCF），考察了溶液初始pH值，Fe3+、HSO3-和S2O82-用量，溶解氧对HSO3-/Fe3+/S2O82-体系降解DCF的影响；通过自由基淬灭实验，识别了体系中主要的活性物种；最后，探讨了DCF在该体系中的降解产物和转化路径.结果表明：HSO3-可以明显促进Fe3+/S2O82-对DCF的降解，初始pH 4.0时，DCF降解效果最佳.DCF的降解速率随Fe3+或S2O82-浓度的增大而增大；适量增加HSO3-浓度可提高DCF的降解，而过量的HSO3-对DCF降解有一定抑制作用.在通入氮气条件下，DCF去除率仅下降10.4%，无明显的抑制作用.自由基抑制实验表明，该体系含有SO4·-、HO·和SO5·-3种活性自由基，其对DCF降解的贡献率分别为83.0%、12.8%和4.3%.在HSO3-/Fe3+/S2O82-降解DCF的反应中共检测出4种产物，据此提出DCF可能的转化路径为：羟基化、脱羧基、脱水和甲酰化反应.
2021 Vol. 41 (6): 2677-2684 [摘要] ( 209 ) [HTML 1KB] [ PDF 544KB] ( 605 )
2685 吴承梓, 张巍, 万彦涛, 修光利
盐酸羟胺/铁基MOFs/过硫酸盐体系降解磺胺嘧啶
使用盐酸羟胺（HA）促进Fe （Ⅲ）/Fe （Ⅱ）循环，强化铁基金属有机骨架（Fe-MOFs）/过硫酸盐（PS）体系降解水中磺胺嘧啶（SDZ）.通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、傅立叶变换红外光谱（FTIR）和X射线光电子能谱仪（XPS）对Fe-MOFs进行结构和形貌的表征.探究了溶液初始pH值、PS浓度、Fe-MOFs投加量、HA浓度、SDZ浓度、共存离子、腐殖酸等对SDZ去除效果的影响，并考察了该体系的实际应用前景.结果表明，Fe-MOFs/PS/HA体系在较宽的初始pH值范围（3~6）内，对于SDZ的180min去除率可达到90.1%以上.适量的HA可以促进Fe-MOFs/PS体系降解SDZ的性能.自由基清扫实验和电子顺磁共振实验表明，Fe-MOFs/PS/HA体系降解SDZ的过程中产生了SO4-·、·OH、O2-·以及1O2.在本文考察范围内，Fe-MOFs/PS/HA体系对SDZ的降解性能随pH值（pH=3~6）升高逐渐下降；随着PS、HA、Fe-MOFs浓度的升高，SDZ去除率呈现率先上升后下降的趋势.氯离子、腐殖酸等因素对该体系应用于实际地表水存在负面作用，但HA可以强化该体系在自然环境下降解SDZ的效果.循环实验结果表明，Fe-MOFs具有良好的重复使用性，表现出了良好的应用潜力.
2021 Vol. 41 (6): 2685-2697 [摘要] ( 395 ) [HTML 1KB] [ PDF 1932KB] ( 619 )
2698 刘婉婷, 迟子芳, 胡文华
MRGO-FMBO原位修复砷污染含水层
为了探究磁性氧化石墨烯负载铁锰氧化物复合材料（MRGO-FMBO）修复砷污染地下水的可行性，通过一维模拟柱和二维模拟槽实验探讨了MRGO-FMBO在含水层的迁移和分布情况，分析了材料注入浓度和注入速度对其迁移的影响，研究了MRGO-FMBO在注入模拟地下水含水层后反应带的形成及演化过程.结果表明，MRGO-FMBO在饱和多孔介质中迁移性能良好，在设定的浓度范围（1~8g/L）内，升高注入浓度能减少材料在介质中的残留百分比，增强其迁移性能.当注入速度为0.023~0.057cm/s时，存在一个速度临界值，当注入速度小于此值时，改变速度对MRGO-FMBO在含水层中的迁移性影响显著；当注入速度大于此值时，速度不再是影响迁移的主要因素.MRGO-FMBO在注入地下含水层后能够形成稳定的反应带，反应带在20d内对砷的去除效率达到70.6%，在整个反应带的发展过程中可去除7.79mg As.MRGO-FMBO在砷污染含水层原位修复中具有较好的应用前景.
2021 Vol. 41 (6): 2698-2705 [摘要] ( 290 ) [HTML 1KB] [ PDF 1728KB] ( 483 )
2706 马志强, 胥思勤, 姬江浩, 彭刚毅, 孙靖茹
改性水稻生物炭对水体中Sb(Ⅲ)的吸附
采用铁、锰对水稻秸秆生物质碳（BC）进行改性，将制备所得的锰改性生物碳（Mn-BC）和铁锰改性生物碳（Fe-Mn-BC）作为吸附剂，用于对水中Sb （Ⅲ）的吸附实验.通过全自动比表面积及孔隙度分析仪（BET）、扫描电子显微镜（SEM）对吸附剂的表面性质进行研究，在吸附最佳pH值和投加量条件下开展等温吸附、动力学吸附及体系共存阴离子影响实验，探究改性生物炭的再生吸附能力，最后利用傅里叶红外光谱仪（FT-IR）、X射线光电子能谱仪（XPS）探究Mn-BC和Fe-Mn-BC对Sb （Ⅲ）的吸附机理.结果表明：改性生物炭具有更大的比表面积及总孔容积.BC在pH值为2，Mn-BC和Fe-Mn-BC在pH值为4，投加量为2.5g/L，25℃条件下，BC、Mn-BC和Fe-Mn-BC的最大吸附量分别为5.08，11.45，29.45mg/g.BC对Sb （Ⅲ）的吸附主要为物理吸附，Mn-BC和Fe-Mn-BC对Sb （Ⅲ）的吸附为化学兼具物理吸附.Mn-BC吸附Sb （Ⅲ）受F-、HCO3-和H2PO4-的影响较大，Fe-Mn-BC对Sb （Ⅲ）的吸附基本不受离子类型和离子强度的干扰.Fe-Mn-BC较Mn-BC具有更突出的吸附再生能力和重复利用性.Mn-BC和Fe-Mn-BC对Sb （Ⅲ）的吸附过程，先是氧化反应将大部分的Sb （Ⅲ）氧化为Sb （Ⅴ），再通过酸性条件下明显的静电作用，Sb （Ⅴ）与负载于Mn-BC上的Mn和Fe-Mn-BC上的Fe/Mn分别形成较为稳定的内层络合物Mn-O-Sb和Fe-O-Sb-Mn.此外，改性生物炭的官能基团-OH、C=O、N-H在吸附作用中也发挥着重要作用.
2021 Vol. 41 (6): 2706-2716 [摘要] ( 265 ) [HTML 1KB] [ PDF 2677KB] ( 589 )
2717 孙天杭, 沈晓芳, 张占恩, 陈淑敏, 刘丹, 徐舒艺, 陈勇宏, 张萌, 郭笑盈
邻苯二甲酸酯及邻苯二甲酸在碳管上的吸附
以邻苯二甲酸（PA）和邻苯二甲酸二乙酯（DEP）为目标污染物，碳纳米管（CNTs）为吸附剂，通过不同pH值条件下单、双溶质的吸附实验，结合能量分布理论，分析PA对DEP在CNTs上的竞争和取代吸附.结果表明，在同一pH值下，DEP在CNTs上的吸附性强于PA.对于DEP，pH值改变导致的CNTs分散稳定性的变化是影响其吸附的决定因素.对于PA，溶液pH值会影响CNTs的表面电荷及PA的解离程度，两者均会产生影响.双溶质体系下，PA对DEP在CNTs上的吸附存在竞争和取代效应.在不同pH值条件下，PA对DEP在CNTs上的竞争和取代的程度与CNTs的分散稳定性和PA的解离程度有关.基于能量分布的分析表明，虽然PA的加入导致DEP在CNTs上可利用的高能吸附位点数量显著下降，但是其可利用的低能吸附位点数量增加.
2021 Vol. 41 (6): 2717-2724 [摘要] ( 263 ) [HTML 1KB] [ PDF 938KB] ( 757 )
固体废物
2725 李蕾, 彭垚, 谭涵月, 杨屏锦, 茹凌宇, 王小铭, 彭绪亚
填埋场原位好氧稳定化技术的应用现状及研究进展
综述了原位好氧稳定化技术的原理、系统构成、关键单元的设计和优化及终点评价，结合我国填埋场及垃圾特点，展望了该技术在我国的发展前景和挑战.均匀布气及配水是原位好氧稳定化项目实施过程中主要的难点.做好渗滤液导排保证堆体最优含水率、优化曝气及提气管道布局、分层整治并辅以高压局部曝气有望提高氧气利用率；采用分层回灌或者压力回灌以及控制回灌速率可分别改善液体回灌过程中的屏障效应和大孔隙出流效应，保障堆体布水均匀.好氧稳定化处理后垃圾腐殖土及场底土壤的风险评价体系及最终出路尚未明确，后期加强相关基础研究以指导工程应用是必要的.
2021 Vol. 41 (6): 2725-2736 [摘要] ( 509 ) [HTML 1KB] [ PDF 778KB] ( 1309 )
2737 朱子晗, 郭燕燕, 赵由才, 陈卫华, 吴健, 华银锋
垃圾焚烧飞灰中Pb及特征药剂稳定化处理
筛选几种重金属药剂用于稳定垃圾焚烧飞灰，以重金属Pb为处理目标，通过单一或复配形式研究药剂的稳定效果并采用红外光谱（FT-IR）和X射线衍射（XRD）分析重金属稳定机理.结果表明，有机药剂稳定后Pb的螯合率高于无机药剂，投加质量分数为2%二乙基DTC能使Pb的浸出满足危险废物填埋污染控制标准（GB 18598-2019）要求，然而5%的硫化钠和磷酸二氢钠稳定后Pb的浸出浓度仍不达标；药剂处理后，Pb的部分不稳定态被转化为稳定态，且相比于无机药剂，有机药剂稳定后Pb的残渣态占比更高，抗酸碱能力更强；无机药剂处理后Pb的浸出性与养护时间成负相关，而有机药剂则由于特征官能团的氧化等因素而成正相关.成本核算结果表明，0.9%二乙基DTC和3%磷酸二氢钠复合药剂稳定飞灰在满足GB 18598-2019要求的基础上，成本相比于单一二乙基DTC处理降低26.72%.复合药剂处理后，飞灰中出现了N、S、P的特征吸收峰，重金属主要以螯合、沉淀作用稳定，同时整个体系的矿物组成并未发生改变，但结晶相的吸收峰强度明显减弱.
2021 Vol. 41 (6): 2737-2743 [摘要] ( 272 ) [HTML 1KB] [ PDF 533KB] ( 1470 )
2744 关孟欣, 彭兰生, 陈景阳, 黄魁, 夏慧
玉米芯生物炭对污泥蚯蚓粪中微生物种群及ARGs的影响
较多的抗生素抗性基因（ARGs）积蓄于剩余污泥中降低了污泥蚯蚓粪的农用价值.为削减污泥蚯蚓粪中的ARGs，向污泥中分别添加1.25%和5%（质量比）的玉米芯生物炭（简称玉米芯炭），以无添加为对照组，揭示玉米芯炭对污泥蚯蚓堆肥过程中微生物种群结构及ARGs的影响.结果表明：添加高含量玉米芯炭显著促进污泥有机质的矿化，提升蚯蚓堆肥产物的电导率和pH值（P<0.05）.同时，添加玉米芯炭能增加污泥蚯蚓粪中细菌16S rDNA和真核生物18S rDNA的丰度，且其丰度均与玉米芯炭添加量呈显著正相关性（P<0.05）.与对照组相比，高含量玉米芯炭污泥蚯蚓粪中变形菌门、拟杆菌门、放线菌门与浮霉菌门的相对丰度分别降低了11.8%、7.1%、33.3%和20%，但厚壁菌门的丰度显著增加了40%（P<0.05）.此外，添加玉米芯炭蚯蚓粪中大环内酯类抗性基因（ermF）和四环素类抗性基因（tetX）的绝对丰度较对照组分别显著降低了32%~45%和13%~31%（P<0.05），但同时整合子基因（intI1）和磺胺类抗性基因（sul2）的丰度分别显著增加了47%~135%和9%~42%（P<0.05）.研究结果显示，添加玉米芯炭能增加污泥蚯蚓粪中微生物数量和种群多样性，加速有机质矿化，但对ARGs的削减具有选择性.
2021 Vol. 41 (6): 2744-2751 [摘要] ( 267 ) [HTML 1KB] [ PDF 823KB] ( 507 )
2752 王晴, 李先春, 李月慧, 葛玉洁, 王焕然
DBD低温等离子体气化杨木及模型化合物
本文利用低温等离子体技术，使用介质阻挡放电反应器气化杨木屑、纤维素、木聚糖和木质素，用控制变量法研究了频率、载气对反应系统产气能力的影响以及生物质化学组成的气化特性.结果表明，频率越小、载气电离能越低，气化率越高，杨木的最佳气化率为64.11%；木聚糖和纤维素气化产物相似，较纤维素和木质素产气率更高并且能够产生更多CO；木质素主要生成气化炭.同时，利用SEM、BET对原料及气化炭进行了表征研究得出碱金属在高温下发生结晶；木聚糖在气化过程中会发生熔融；等离子体的高功率以及更多的氧化性物质能够使气化炭比表面积显著增加，达到150.71m2/g.
2021 Vol. 41 (6): 2752-2760 [摘要] ( 314 ) [HTML 1KB] [ PDF 1531KB] ( 964 )
土壤污染与控制
2761 张晓晴, 吴昊轩, 陈世宝, 孟昱, 罗焱瑾, 任大军, 张淑琴
我国林地土壤有效态镉的影响因素及拟合模型
选取全国13个具有代表性的不同气候带和植被类型的森林土壤，通过外源添加重金属镉（Cd），比较分析土壤Cd的固-液分配系数（Kd）和有效态Cd的分布特征，探讨了土壤/土壤溶液性质对Kd及土壤有效态Cd的影响，并建立了土壤Kd及有效态Cd的拟合模型.结果表明，在不同浓度Cd处理的土壤中，其Kd值的变化范围为0.91~623.66L/kg，平均值为53.11L/kg，最大值和最小值的差异达到684.37倍；土壤孔隙水中Cd浓度（PW-Cd）的变化范围为0.309~104.450mg/L，其最大值与最小值的差异为338；DTPA提取态Cd含量（DTPA-Cd）从未添加Cd处理的本底土壤C0至最大添加量128mg/kg，其最大值与最小值的差异分别为9和1.4倍.土壤溶液pH值与lgKd呈显著正相关（R2=0.49，P<0.001），其与PW-Cd含量呈显著负相关（R2=0.41，P<0.05）；单一的土壤溶液Mg2+可解释46%的DTPA-Cd的变异.在对土壤性质的回归分析中，并未发现有单一的主控土壤性质影响Cd的固液分配，当回归方程中加入其它土壤或溶液性质时，可在一定程度上提高拟合模型的预测能力.总之，土壤溶液pH值和Mg2+对Kd和有效态Cd含量的影响比较显著.
2021 Vol. 41 (6): 2761-2772 [摘要] ( 285 ) [HTML 1KB] [ PDF 780KB] ( 952 )
2773 徐子文, 董梦阳, 刘喜娟, 邵翼飞, 吕十全, 胡树翔, 许玉芝, 胡欣欣, 刘爱菊
Cu2+共存对磺胺嘧啶在土壤中吸附的影响
选取土壤环境中检出率高的铜和磺胺类抗生素为目标污染物，采用批次平衡试验法研究了在Cu2+共存时，磺胺嘧啶（SDZ）在pH值、离子浓度、有机质含量、颗粒粒径等因子影响下的吸附特征，并对吸附前后的土样进行傅里叶红外光谱（FT-IR）表征.结果表明，在不同pH值环境中，Cu2+显著提高了SDZ的吸附量；Cu2+和Ca2+均能与SDZ通过络合反应和离子桥作用促进SDZ的土壤吸附；有机质对SDZ的土壤吸附的影响与共存Cu2+浓度密切相关；Cu2+对黏粒吸附SDZ的影响较小；FT-IR分析表明，土壤对SDZ-Cu的吸附以物理吸附为主，并伴随氢键作用、表面络合、π-π共轭等作用.Cu2+可显著增加SDZ在土壤中持留能力，降低其环境迁移的风险.
2021 Vol. 41 (6): 2773-2779 [摘要] ( 285 ) [HTML 1KB] [ PDF 1375KB] ( 906 )
2780 陆鹏, 周慧, 袁梦
菌株Cupriavidus sp. DT-1对液体和土壤中TCP的降解
采用液质联用（HPLC-MS）的方法检测菌株Cupriavidus sp.DT-1降解2-羟基吡啶（2-HP）的代谢产物.并用三亲结合、荧光定量PCR （q-PCR）方法评价降解菌对3，5，6-三氯-2-吡啶酚（TCP）污染土壤的修复效果.结果表明，菌株可以进一步降解2-HP，依次生成尼古丁蓝、马来酰胺酸和反丁烯二酸，直至转化成菌株DT-1生长的碳源.接种菌株DT-1对污染土壤中TCP的降解起到较大的促进作用，2组试验土壤中TCP （50mg/kg）降解率分别为94.4%和86.7%，未接种菌株的土壤中TCP降解率仅为20.4%和28.4%.带有绿色荧光蛋白基因gfp标记的菌株DT-1-gfp可在土壤中存活35d以上，并对TCP污染土壤的细菌群落丰度有显著的恢复作用.
2021 Vol. 41 (6): 2780-2787 [摘要] ( 290 ) [HTML 1KB] [ PDF 1156KB] ( 525 )
2788 张宇晨, 红梅, 赵巴音那木拉, 叶贺, 闫瑾, 李静, 梁志伟
荒漠草原土壤线虫对氮沉降及降雨变化的响应
为了解氮沉降和降雨变化对短花针茅荒漠草原土壤线虫的影响，试验设计采用主区为增雨30%（W）和减雨30%（R）、自然降雨（CK）3种水分处理，副区为0（N0）、30（N30）、50（N50）和100（N100） kg/（hm2·a）4个氮素梯度共12个处理.结果表明：研究区共鉴定土壤线虫隶属41属，群落优势属为丽突属（Acrobeles）和拟丽突属（Acrobeloides），增雨较氮添加显著增加了线虫数量，且在10月份尤为明显，减雨下N50梯度更利于线虫数量增加；从功能类群来看，土壤0~10cm食细菌线虫数量最多（占总数41.00%~45.56%），并随季节动态呈上升趋势，捕杂食线虫数量最低，食细菌和食真菌线虫与氮梯度呈负相关关系；从生态指数来看，仅增雨抑制了土壤线虫多样性，单一氮添加没有改变线虫群落多样性和稳定性，但较低的氮添加会显著降低了线虫丰富度.不同季节动态处理下，土壤矿化途径受食微线虫的影响，有机质以真菌降解通道为主，减雨施氮下提高了土壤抗干扰能力；pH值、有机质、铵态氮含量是影响土壤线虫群落重要的环境因子，土壤氮含量增多及pH值降低增加了偏K策略者类群数量，降低R对策者类群数量，土壤线虫群落结构的变化，表明短花针茅荒漠草原生态系统地下食物网稳定性渐趋增强.
2021 Vol. 41 (6): 2788-2797 [摘要] ( 221 ) [HTML 1KB] [ PDF 628KB] ( 557 )
环境生态
2798 李宵慧, 徐红霞, 孙媛媛, 吴吉春
多孔介质中微塑料的环境行为研究进展
微塑料的环境污染问题已成为当前国内外研究的前沿热点之一，近年来土壤和地下水系统中微塑料的环境行为研究得到越来越多的关注.在论述多孔介质中微塑料来源和危害的基础上，聚焦国内外学者在微塑料环境行为方面的研究，综合评述了微塑料稳定性及其在多孔介质中运移行为的最新进展，重点介绍了物理、化学和生物三方面因素的影响及作用机制.从微塑料对其他污染物之间的吸附/解吸作用以及共运移行为两个方面汇总分析了微塑料和其他污染物间相互作用的最新研究进展.今后需要在不同类型微塑料、多因素耦合效应以及微塑料与微生物之间的相互作用等方面进一步深入研究，以期系统掌握多孔介质中微塑料的运移行为及作用机制.
2021 Vol. 41 (6): 2798-2811 [摘要] ( 350 ) [HTML 1KB] [ PDF 786KB] ( 1122 )
2812 袁红香, 孙惠玲, 段立曾, 张虎才
抚仙湖悬浮颗粒物正构烷烃来源及季节特征
为了探究抚仙湖水体中有机质的正构烷烃来源和时空变化特征，对2016年4月~2017年3月抚仙湖水柱悬浮颗粒物中正构烷烃的分布特征、来源、季节变化特征及其与沉积物中正构烷烃的关系进行了研究.结果表明：抚仙湖水柱悬浮颗粒物中正构烷烃的碳数分布范围在C17~C33之间，呈现以优势峰C27和C29为主的单峰分布模式.在垂直梯度的空间分布上，正构烷烃在变温层和温跃层的浓度高于深水层，最大浓度出现在深20m水层，深层水体中正构烷烃浓度受沉积物再悬浮作用影响微弱；在季节变化上，正构烷烃含量存在明显的季节波动，在10月和4月呈现最高值；其中，中长链正构烷烃（C25、C27和C29）丰度与浮游植物生物量季节变化趋势一致，证明浮游植物是抚仙湖水柱中正构烷烃的主要来源，水温是限制抚仙湖水柱中正构烷烃时空分布的关键因子.浮游植物、流域表土和沉水植物的共同输入是抚仙湖沉积物中正构烷烃C29具有较高丰度的原因，沉积物中正构烷烃（C31和C23）来源相对单一，可以有效指示流域陆源植物和沉水植物输入.本文结果可多应用正构烷烃指标进行抚仙湖长序列钻孔古环境重建研究提供数据支持.
2021 Vol. 41 (6): 2812-2820 [摘要] ( 341 ) [HTML 1KB] [ PDF 847KB] ( 997 )
2821 刘岩峰, 崔冠楠, 白鑫宇, 于湛秋, 董黎明
广西武鸣河流域非点源氮磷污染特征及源解析
分析了广西武鸣河流域不同种植作物的土壤氮磷形态特点，并使用主成分分析对河流水体和沉积物中的氮磷进行了源解析.不同种植作物土壤统计和单因素方差分析结果表明，流域周边农田土壤总氮（TN）和总磷（TP）含量范围分别为802.60~2740.42和109.01~784.59mg/kg.种植玉米土壤氨氮（NH4+-N）和硝酸盐氮（NO3--N）显著高于其他土壤（P<0.05）；甘蔗土壤NO3--N显著高于其他土壤（P<0.05）；种植柑橘土壤交换态磷（Ex-P）和铁/铝态结合磷（Fe/Al-P）显著高于其他土壤（P<0.05）.主成分分析结果表明，武鸣河水体中TN可能主要来源于种植玉米和甘蔗土壤的养分流失.沉积物中Fe/Al-P、钙结合磷（Ca-P）和NH4+-N可能分别主要来源于柑橘、桉树和玉米土壤.种植玉米和甘蔗土壤的氮流失可能造成了武鸣河最主要的非点源污染问题，说明土地作物类型是影响流域非点源污染的重要因素.
2021 Vol. 41 (6): 2821-2830 [摘要] ( 289 ) [HTML 1KB] [ PDF 593KB] ( 1687 )
2831 缪今典, 张晓明, 魏天兴, 赵阳, 李鹏, 周立刚
千岛湖流域杭州段人类活动净氮、净磷输入时空分布
为探究人类活动对流域氮磷输入的影响，基于人类活动净氮、净磷输入模型（NANI、NAPI），分析了2008~2017年千岛湖流域杭州段氮磷输入的时空变化特征及驱动因素.结果表明：年际NANI值呈上升的趋势，10a平均值为2230kg/（km2·a）；年际NAPI值呈先上升后持续下降趋势（峰值出现在2011年）.各子单元空间差异性较为显著，NANI、NAPI值均呈西高东低、南高北低的分布特征.NANI主要输入组分年际间差异显著，2008~2014年NANI的最大贡献源为氮肥施用（37.3%~39.9%），2015~2017年最大贡献源则为大气氮沉降（36.4%~38.4%）；NAPI主要输入组分年际间较为一致，最大贡献源为人类食品和动物饲料磷输入（44.1%~48.1%），其次为磷肥施用（40.3%~43.4%）.影响因子中，农作物种植强度与NANI、NAPI的相关性最显著，分别为0.851和0.806.各子单元NANI、NAPI与入湖TN、TP负荷强度显著相关，NANI变化可解释其63.9%的河流TN负荷变化，NAPI变化可解释其73.3%的河流TP负荷变化.因此，千岛湖流域杭州段面源污染实际管控中应重点关注NANI、NAPI值较高的汾口镇、威坪镇及浪川乡，加强氮磷化肥污染防治，实行污染控源减排策略.
2021 Vol. 41 (6): 2831-2842 [摘要] ( 278 ) [HTML 1KB] [ PDF 1863KB] ( 1441 )
2843 刘园园, 褚克坚, 陆滢, 华祖林, KY Sereyvatanak, 顾莉, 刘晓东, 徐龙龙
垂向环流作用下湖泊沉积物磷迁移行为
以巢湖十五里河入湖河口原位底泥为研究对象，通过室内模型实验，模拟了垂向环流的动水条件下，溶解态无机磷（DIP）在泥水界面的释放-吸附过程，探讨了不同强度环流对河口底泥DIP迁移的影响行为.结果表明：垂向环流扰动会引起上覆水中溶解氧（DO）和悬浮颗粒物（SPM）含量明显上升，且其平衡浓度与扰动强度均呈正相关，但悬浮物中值粒径（D50）则随扰动强度的增大而降低；垂向环流作用下沉积物DIP的释放量随时间呈“Λ”型分布，显著区别于其他动水扰动情形，释放峰值与环流强度成显著正相关（P=0.047<0.05），但平衡值则与之呈显著负相关（P=0.034<0.05）；环流扰动的增强促进了DIP在沉积物上的吸附，并构建了耦合天然水动力效应的沉积物DIP Freundlich等温吸附经验公式：lgQe=2.7074e1.3487τ+0.9463e-1.4830τlgCe.
2021 Vol. 41 (6): 2843-2852 [摘要] ( 315 ) [HTML 1KB] [ PDF 998KB] ( 837 )
2853 陈茜, 宁成武, 汪杰, 黄涛, 孙庆业
巢湖沉积物磷铁硫形态记录及其环境变化指示
分析了巢湖表层和柱状沉积物中磷（P）、铁（Fe）和硫（S）元素的形态组成、分布、相互关系及其指示的湖泊环境变化.西半湖S3采样点位柱状沉积物总磷（TP）记录表明，巢湖西半湖区自20世纪60年代开始受人类活动影响逐步明显，其中钙磷（Ca-P）指示的流域径流输入增加早于铁铝磷（Fe/Al-P）指示的居民生活污水输入；西半湖区沉积物15~0cm有机质埋藏持续增加伴随着pH值的逐步升高，指示了水体富营养化导致藻类生产力（光合作用）提高并显著影响pH值；而东半湖S7采样点位柱状沉积物磷形态则记录了东半湖区不同的环境变化特征.巢湖沉积物活性铁组分以Fe （Ⅱ）为主，S3和S7沉积剖面Fe （Ⅲ）/Fe （Ⅱ）值整体均呈上升趋势且与Fe （Ⅲ）同步变化，表明其比值由Fe （Ⅲ）变化驱动；Fe （Ⅲ）/Fe （Ⅱ）指示沉积物上层为弱氧化性，其余层位为还原性环境.沉积物还原性无机硫（RIS）以酸可挥发性硫（AVS）为主，沉积物高有机质含量、低元素硫和还原条件降低了AVS向黄铁矿硫（CRS）的转化.巢湖沉积物中与P，S结合的Fe占比很小，高Fe/P和Fe/S比值会抑制沉积物磷的释放，导致柱状剖面P，Fe和S之间的相互作用关系整体上并不显著.
2021 Vol. 41 (6): 2853-2861 [摘要] ( 322 ) [HTML 1KB] [ PDF 590KB] ( 868 )
2862 杨忠勇, 钱门亮, 纪道斌, 周哲轩, 姚仕明, 范中亚
香溪河初冬降温过程中垂向混合结构特征分析
基于2018年11月29日~12月15日三峡水库支流香溪河峡口站点的水文气象等实测数据，讨论了香溪河初冬一次典型降温过程中水体的垂向混合结构动力过程，以及水-气界面的热通量和风应力在其中的贡献机制.结果表明，该时段香溪河表层约8m水深范围的垂向混合结构呈显著的日间弱分层，夜间强混合模式，且日间分层时段较短，仅发生在正午前后的约4h内（最大浮力频率约2×10-4s-1）.水-气界面的能量输入或耗散过程对水体分层混合过程的贡献显著大于风应力对水体的机械扰动作用.太阳短波辐射是表层水体日间吸热从而分层的主要驱动力，长波辐射在夜间放热过程中处于主导地位，潜热和感热过程在水体放热过程中作用相当.风应力以机械扰动的方式对水体混合模式的影响极小（湍能通量最大值2×10-7m3/s3），主要集中在表层水体约0.5m内，但其可通过影响潜热和感热的方式显著增强中层水体混合特征.由于研究时段香溪河水温较低，蒸发放热较小，而水-气温差相对较大，风应力通过感热驱动的湍能通量（8×10-7m3/s3）略大于潜热（7×10-7m3/s3）.
2021 Vol. 41 (6): 2862-2870 [摘要] ( 243 ) [HTML 1KB] [ PDF 2896KB] ( 709 )
2871 王书平, 宋玉梅, 刘爽, 郭鹏然
海水养殖底泥中外源汞甲基化及生物响应研究
本文选择沙蚕作为底栖生物，通过模拟海水养殖环境，研究在外源汞（Hg （NO3）2）胁迫下，沙蚕对汞（Hg）的甲基化和甲基汞（MeHg）的富集，以及沙蚕的生物应激响应.结果表明，海水养殖区沙蚕一方面自身具有将汞转化为MeHg的能力，同时沙蚕扰动会促进沉积物中Hg的甲基化，沙蚕扰动沉积物中MeHg的含量为无扰动沉积物中的1.93倍.随着外源汞含量和暴露时间的增加，沙蚕对MeHg的富集量逐渐增加，而富集速率逐渐降低.沙蚕体内MeHg富集含量为0.007~0.079mg/kg，占沙蚕体内总汞（THg）含量的31.20%~86.90%.与无机Hg相比，MeHg会对沙蚕造成更大的氧化压力，具有更强的生物毒性.沙蚕的SOD，CAT活性和GSH，MDA含量与暴露时间及含量有显著相关性.当沉积物中外源汞输入含量超过0.5mg/kg，沙蚕抗氧化应激系统将超过防御极限.
2021 Vol. 41 (6): 2871-2880 [摘要] ( 277 ) [HTML 1KB] [ PDF 470KB] ( 1308 )
2881 邹亮华, 邹伟, 张庆吉, 李颖, 龚志军, 张艳杰, 鲁顺保, 蔡永久
鄱阳湖大型底栖动物时空演变特征及驱动因素
于2019年7月对鄱阳湖133个样点大型底栖动物进行调查，分析其群落结构与环境因子之间的关系.结果表明，共记录底栖动物48种，隶属7纲16目22科38属，全湖底栖动物的平均密度和生物量分别为158.38ind/m2和173.76g/m2，现阶段优势种主要为河蚬、铜锈环棱螺和大沼螺.将全湖分为5个湖区：北部湖区、西北部湖区、中部湖区、东部湖区和南部湖区，单因素方差分析表明不同湖区水体理化指标差异显著（ANOVA，p<0.05），沉积物环境指标差异不显著.相似性分析结果表明不同湖区底栖动物群落结构差异性显著，北部湖区生物多样性显著高于其它湖区.典范对应分析表明水深、溶解氧、浊度、总磷、叶绿素a、烧失量和底质类型与底栖动物群落结构显著相关.与历史研究相比，鄱阳湖底栖动物多样性下降明显，优势种由大型软体动物逐渐演变成小型软体动物和昆虫类.鄱阳湖采砂、水文情势变化和水生植被衰退是影响鄱阳湖大型底栖动物群落结构演替的主要环境因素.
2021 Vol. 41 (6): 2881-2892 [摘要] ( 466 ) [HTML 1KB] [ PDF 2909KB] ( 1550 )
2893 王玉琳, 汪靓, 华祖林, 陈丹, 程浩淼, 李嘉, 程吉林, 刘芳
氮磷比对湖泊富营养化模型参数敏感性的影响
运用Morris方法研究了蓝藻暴发期不同氮磷比条件下，巢湖富营养化模型中蓝藻、溶解有机碳、营养物和溶解氧的参数敏感性.结果表明：蓝藻的敏感参数随氮磷比不同有显著差异；氮缺乏情况下，蓝藻对氮转化过程相关参数较敏感；磷缺乏情况下则反之.在任何氮磷比条件下，溶解有机碳、营养物和溶解氧等非生物变量都是对直接参与其自身转化过程的参数最为敏感，它们在不同氮磷比情况下的敏感参数差异较小.相比较蓝藻生长过程的参数，基础代谢过程的参数对所有变量的影响都更强.此外，各个参数的敏感性与它们的相互作用强度呈显著正相关，且这种相关性在极端氮或磷缺乏情况下尤为显著.本研究的结果有助于深入理解湖泊富营养化现象、改善富营养化模型模拟效果和精度.
2021 Vol. 41 (6): 2893-2901 [摘要] ( 350 ) [HTML 1KB] [ PDF 717KB] ( 1273 )
2902 高新芃, 景玉婷, 苏荣国, 石晓勇
南黄海浒苔绿潮暴发区氨基酸时空分布特征
根据南黄海绿潮发展过程将浒苔绿潮区分为35°N以南和35°N以北2个区域，并利用2018年南黄海海域春、夏季2个航次的调查数据研究分析了浒苔绿潮发生前后2个区域总溶解氨基酸（TDAA）、溶解游离氨基酸（DFAA）的分布特征及变化规律.结果表明，TDAA和DFAA的浓度均基本呈现近岸高远岸底的水平分布特点，35°N以南海域夏季相对于春季水体TDAA、DFAA的浓度整体呈现上升趋势，其中TDAA浓度升高程度明显，表、中层TDAA浓度分别升高了24.8%、60.6%，而35°N以北海域水体中TDAA的浓度却降低了8.7%，其中表层水体TDAA含量下降了30.1%.在DIN浓度较低的35°N以北海域，浒苔的吸收利用可能是造成该区域表层水体TDAA含量降低的重要原因.由此可见，35°N以北海域水体氨基酸等小分子有机氮对浒苔绿潮后期的维持发展起着重要的支持作用.
2021 Vol. 41 (6): 2902-2909 [摘要] ( 273 ) [HTML 1KB] [ PDF 2536KB] ( 1020 )
2910 贾磊, 张弥, 蒲旖旎, 赵佳玉, 王娇, 谢燕红, 张圳, 肖薇, 石婕, 邱吉丽
养殖塘CH4通量时空变化特征及其影响因素
本研究基于多通道密闭式动态箱法对亚热带典型养殖塘CH4通量的时空变化特征及其影响因素进行了分析.结果表明：亚热带养殖塘CH4主要排放方式是冒泡，CH4扩散及冒泡通量均呈现明显的季节变化特征.春、夏、秋、冬4个季节CH4扩散通量分别为：0.113，0.830，0.002，0.005μmol/（m2·s），冒泡通量分别为0.923，1.789，0.006，0.007μmol/（m2·s），冒泡通量占总通量的比例分别为89.04%、68.29%、78.95%和60.52%.在冬、春季养殖塘没有人工管理措施的情况下，CH4通量随着离岸距离的增加而增大，冬、春季养殖塘中间区域CH4总通量分别是岸边浅水区的34.70和2.98倍.夏季养殖活跃期CH4通量在空间上呈现出：人工投食区（7.371μmol/（m2·s））>自然生长区（2.151μmol/（m2·s））>人工增氧区（0.888μmol/（m2·s））>岸边浅水区（0.206μmol/（m2·s））的特征.在0.5h尺度上，春季CH4扩散通量与水温呈显著正相关关系，与风速呈负相关关系，秋季CH4扩散通量与水温、风速呈正相关关系，冒泡通量和水温呈正相关关系.在日尺度上，水温是CH4扩散通量和冒泡通量的主控因子，两者均随着水温升高呈指数增加，并且冒泡通量的水温敏感性Q10（12.72）大于扩散通量（7.78）.
2021 Vol. 41 (6): 2910-2922 [摘要] ( 288 ) [HTML 1KB] [ PDF 835KB] ( 2215 )
环境毒理与健康
2923 郑丽芳, 萧嘉莉, 袁佩昕, 陈泊岐, 梅琼, 池煜瑶, 吕柯, 李睿
PPARγ/UCP2在甲醛致学习记忆障碍中的作用
为探究过氧化物酶体增殖物激活受体γ/解偶联蛋白2（PPARγ/UCP2）在甲醛（FA）诱导的学习记忆障碍中的作用，本文将C57BL/6小鼠随机分为：对照组、T0070907组（抑制剂组）、3mg/m3 FA组、3mg/m3 FA+T0070907组，进行连续21d的实验暴露，在第22d取脑组织测定脑组织脏体比并匀浆，检测活性氧（ROS）、谷胱甘肽（GSH）、丙二醛（MDA）、核因子κB （NF-κB）、白细胞介素6（IL-6）、PPARγ、UCP2等生化指标，通过Nissl染色观察脑组织的病理学变化.结果发现，与对照组相比，T0070907组和3mg/m3 FA组小鼠大脑皮层神经元受损，GSH含量下降，ROS、MDA、NF-κB、IL-6含量有所上升，而3mg/m3 FA+T0070907组小鼠上述现象更严重.此外，与对照组相比，T0070907组小鼠脑组织中的PPARγ和UCP2含量下降，但3mg/m3 FA组小鼠脑组织中的PPARγ和UCP2含量上升；与3mg/m3 FA组相比，加入抑制剂的3mg/m3 FA+T0070907组小鼠脑组织中的PPARγ和UCP2含量下降.研究结果表明，在加入PPARγ抑制剂后，PPARγ/UCP2含量下降，加重了FA所致小鼠的学习记忆障碍，故PPARγ/UCP2在FA致学习记忆障碍中可能起保护作用.
2021 Vol. 41 (6): 2923-2931 [摘要] ( 287 ) [HTML 1KB] [ PDF 985KB] ( 856 )
2932 张榜军, 屠振鹏, 冯伊伊, 刘洋, 李效宇
[C8mim]Cl对HepG2细胞凋亡和内质网应激通路的影响
为研究离子液体氯化1-辛基-3-甲基咪唑（[C8mim]Cl）是否通过内质网应激（ERS）通路诱导细胞凋亡，在MTT法检测细胞活力的基础上，用0，50，100，200μmol/L[C8mim]Cl处理HepG2细胞24h后，采用流式细胞仪检测细胞凋亡，western blot检测ERS通路相关蛋白表达.结果显示：[C8mim]Cl处理后HepG2细胞凋亡呈浓度依赖性增高.ERS相关蛋白葡萄糖调节蛋白78（GRP78）、磷酸化RNA依赖的蛋白激酶样内质网激酶（p-PERK）、磷酸化真核起始因子2α（p-eIF2α）、磷酸化肌醇需求酶-1（p-IRE1）、激活转录因子4（ATF4）和ATF6显著上调.[C8mim]Cl还显著诱导了C/EBP同源蛋白（CHOP）和半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶4（caspase 4）蛋白表达，促进了caspase 9和caspase 3活性升高.因此，[C8mim]Cl可通过ERS通路诱导HepG2细胞凋亡.
2021 Vol. 41 (6): 2932-2938 [摘要] ( 223 ) [HTML 1KB] [ PDF 927KB] ( 896 )
2939 李红梅, 熊忆茗, 徐海明, 李圆圆, 李金波, 秦占芬
双酚A类似物的雄性生殖毒性研究进展
聚焦BPA类似物对雄性动物的生殖毒性研究，分析双酚S、双酚F、双酚AF、双酚B和双酚E对哺乳类实验动物睾丸及组织结构、附睾重量及组织学结构、激素水平、精子参数等常规指标的影响，考察关于鱼类和两栖类动物的研究.研究发现，不管暴露剂量高低、暴露方式的差异或是动物种属的不同，所有BPA类似物的暴露都显示阳性结果，这与BPA雄性生殖毒性尚有争议的事实形成对比，暗示这些BPA类似物具有比BPA更明显的雄性生殖毒性.总体来看，目前的BPA类似物雄性生殖毒性的数据只局限在有限的几个实验室，且实验的质量控制难以评价.因此，BPA类似物的雄性生殖毒性的数据还需要更多实验室的验证，并且过程中需要严格控制动物实验的质量，以获得更加可靠且可重复的结果.
2021 Vol. 41 (6): 2939-2945 [摘要] ( 296 ) [HTML 1KB] [ PDF 323KB] ( 1177 )
环境影响评价与管理
2946 张亚青, 王相, 孟凡荣, 张文睿, 焦甜甜, 张华伟, 梁鹏
基于熵权和层次分析法的VOCs处理技术综合评价
针对化工行业所使用的VOCs控制技术，综合考虑了环境、经济、管理以及技术4个一级因素以及13个二级因素对化工企业中常用的VOCs控制技术进行综合评价，建立基于熵权法与层次分析法相结合的模糊综合评价模型，对9种VOCs末端治理技术进行量化分析评价.阐述了备选VOCs的排放控制技术筛选方法、指标体系的构建以及评价方法，最后以山东省青岛市化工企业为例，给出了模型的求解过程和评价结果.结果显示，催化燃烧技术在环境和经济方面优势明显，热力焚烧技术在经济方面优势显著，吸附技术在技术方面优势突出.综合考虑环境、经济、管理和技术四个方面，VOCs排放控制技术综合评价结果为：催化燃烧>热力焚烧>光催化≈吸附浓缩-燃烧>等离子体>膜分离>吸附>冷凝>生物降解>吸收.
2021 Vol. 41 (6): 2946-2955 [摘要] ( 321 ) [HTML 1KB] [ PDF 667KB] ( 1289 )
2956 梅正午, 刘文璋, 孙玉栋
基于31个省份事件史分析的河长制创新与扩散的影响因素
利用事件史分析（EHA）模型对河长制政策2010～2016年在省级层面的扩散进行实证研究，结果表明：水污染越是严重的地区，越倾向于采纳河长制，平均而言，人均水污染排放量每增加一个单位，一个省份河长制政策得到采纳的优势会增加30.2%；财政自给率在水污染严重程度与河长制采纳之间具有负向调节效应，即面临严重的环境污染，财政自给率高的省份不太倾向于采纳河长制，而财政自给率低的省份则更加倾向于采纳河长制；河长制政策采纳具有明显的政治周期性，在党代会召开的当年，省政府更加倾向于采纳河长制；邻近省份的政策采纳并不会对河长制的横向扩散产生显著影响.
2021 Vol. 41 (6): 2956-2963 [摘要] ( 220 ) [HTML 1KB] [ PDF 418KB] ( 1031 )
2964 马本, 刘侗一, 马中
环境要素的环境收益、数量测算与受益归宿
为定量测算环境收益及其受益归宿，理解经济增长与环境保护的复杂耦合关系，匹配了中国工业企业数据库与环境统计数据库，用2011~2013年微观面板数据估计了企业治污成本函数，分介质、分行业加总得到了工业环境收益，采用受约束模型估计了其在企业利润、工资与税收间的分配.结果发现中国年度工业环境收益约9000亿元，是当年GDP和工业增加值的约2%与5%；高耗能行业占了环境收益的近70%.环境收益的最大受益方是企业职工，摄取了总额的约80%，政府是第二大获益方，进入企业利润的份额不足3%；环境收益贡献了企业工资的近25%，高耗能行业该比例达50%.环境要素的使用是增长的重要推动力，而工业的深度污染治理可能带来利益格局的不对称调整，对企业工资和就业产生重要影响，在绿色发展中应建立局部与整体、短期与长期利益的平衡机制.
2021 Vol. 41 (6): 2964-2976 [摘要] ( 281 ) [HTML 1KB] [ PDF 683KB] ( 1052 )
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