中国环境科学
 
 
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2022年 42卷 4期
刊出日期 2022-04-20

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
1489 袁相洋, 许燕, 杜英东, 冯兆忠
南京和北京城市天然源挥发性有机物排放差异
以南京市和北京市优势树种为研究对象,利用森林资源清查数据、小时气象观测资料和G95光温模型算法对中国南北典型城市南京和北京地区2015年森林天然源挥发性有机化合物(BVOCs)排放总量进行估算.研究发现,南京市总BVOCs排放主要来自湿地松、栎树类和杨树,北京市主要优势树种BVOCs排放量最高的是栎树类、杨树和油松.从排放总量来看,北京市森林BVOCs排放量是南京的2~3倍,分别为72114.1和28025.3t/a,但南京市单位面积BVOCs排放通量是北京市的1.6倍.两市各类BVOCs排放量季节变化均呈单峰型,即夏季排放最高,冬季最低,春秋季排放量相差不大.南京市的中龄林和近熟林为主要BVOCs排放源,北京市BVOCs的主要排放源是中龄林和幼龄林.总BVOCs排放量在各龄级的比例主要由其叶生物量决定,但各龄级内部优势树种类型不同也一定程度地影响BVOCs排放.
2022 Vol. 42 (4): 1489-1500 [摘要] ( 231 ) [HTML 1KB] [ PDF 814KB] ( 1002 )
1501 亓浩雲, 王晓琦, 程水源, 蔡斌, 李奥哲
2000~2020年京津冀BVOCs排放量估算及时空分布特征
为研究京津冀地区天然源挥发性有机化合物(BVOCs)近20a排放量及时空分布特征,本文基于卫星遥感解译获得的2000年、2005年、2010年、2015年、2020年共5期中国土地利用数据,计算获得了京津冀地区各市县BVOCs排放量及排放组成,同时对京津冀地区近20a的BVOCs排放的时空分布进行了特征分析.结果表明,近20a京津冀地区BVOCs平均排放总量为76.40万t/a,其中河北省、北京市、天津市的平均排放总量分别为59.11万t/a,15.29万t/a,2.00万t/a;按照排放组成分析,ISOP平均排放总量为16.80万t/a,占总排放量的21.99%,TMT平均排放总量为29.62万t/a,占总排放量的38.77%,OVOCs平均排放总量为29.97万t/a,占总排放量的39.23%.根据排放时间特征分析,京津冀地区冬季BVOCs排放量最低、夏季BVOCs排放量最高.BVOCs排放的空间分布与土地利用类型和植被分布密切相关,不同土地利用类型的BVOCs排放贡献具有显著差异,近20a京津冀地区林地、耕地、草地的BVOCs平均排放量分别为60.33万t/a,12.78万t/a,2.31万t/a,分别占总排放量的78.90%,16.79%,3.04%.京津冀地区BVOCs空间排放分布差异比较明显,北部、东北部的整体排放量明显高于南部、东南部.本研究可为BVOCs的计算提供研究思路,同时可为京津冀地区空气污染治理提供有关基础数据.
2022 Vol. 42 (4): 1501-1509 [摘要] ( 215 ) [HTML 1KB] [ PDF 1711KB] ( 566 )
1510 于广河, 曹礼明, 朱乔, 王川, 黄晓锋
深圳大气有机硝酸酯粒径分布特征和来源研究
于2021年3月30日至2021年4月17日利用超高分辨率气溶胶飞行时间质谱(Long-ToF-AMS),对深圳城市大气中的颗粒态有机硝酸酯(pON)开展高精度分析. 基于两种估算pON的方法,计算得出pON对有机气溶胶(OA)的贡献占比为5.08%~11.00%.pON的日变化特征显示,其高值主要出现在夜间时段(19:00~6:00).pON在夜间时段与氧化程度较低的二次有机气溶胶(LO-OOA)相关性最高,说明pON来源生成可能与夜间的新鲜二次生成相关.此外,小粒径段颗粒物对pON贡献显著,进一步证明了夜间时段新鲜生成了较多的pON.本研究还进一步比对了环境样品中与pON相关的离子类型(CxHyNp+和CxHyOzNp+)及实验室模拟的特征质谱,结果显示深圳市pON生成的前体VOCs可能与植物排放和生物质燃烧过程联系更为密切.
2022 Vol. 42 (4): 1510-1517 [摘要] ( 152 ) [HTML 1KB] [ PDF 837KB] ( 611 )
1518 张明棣, 何冬一, 古添发, 孙天乐, 林晓玉, 黄晓锋, 何凌燕
深圳市道路交通源温室气体排放特征分析
于2019年9月~2020年7月对深圳市福田区路边的大气CO2、CH4、N2O和CO浓度进行了观测分析.结果显示,其观测时段平均浓度分别为(430.8±6.1)×10-6、(2318.5±137.9)×10-9、(332.6±1.6)×10-9和(333.4±121.2)×10-9.CO2与CO浓度的季节变化表现为冬季高、夏季低,CH4和N2O浓度的季节变化表现为秋季高、夏季低;在秋冬季浓度较高是由于采暖期的化石燃料排放的远距离输送导致,夏季浓度较低主要是由于远距离传输源的减少以及植物光合作用或光化学反应等汇的增强.CO2浓度的日变化特征表现为“两峰一谷型”,主要受植物的光合作用、早晚交通高峰等影响;CO浓度的日变化特征表现为“两峰型”,主要受早晚交通高峰的影响;CH4、N2O浓度日变化特征都表现为夜间高、日间低,主要受日间光化学反应的影响.将2020年新冠肺炎交通封锁期与2021年同时段进行对比,结果显示大气CO2、CH4、N2O和CO浓度分别降低了3.1%、10.6%、0.5%和13.9%,说明实施交通管控对于促进城市温室气体的减排至关重要.
2022 Vol. 42 (4): 1518-1525 [摘要] ( 163 ) [HTML 1KB] [ PDF 1021KB] ( 646 )
1526 郑锦怡, 彭妍, 魏静, 郭松, 何凌燕, 黄晓锋
深圳市大气颗粒物分粒径有效密度及影响因素
为探究深圳市大气颗粒物分粒径有效密度变化特征及其影响因素,本文将离心颗粒物质量分析仪(CPMA)与差分电迁移粒径分析仪(DMA)联用,通过粒径筛分测定了2020年9月~2021年2月粒径范围为50~500nm的深圳市大气颗粒物分粒径有效密度.结果表明:深圳市大气颗粒物的中值有效密度范围在1.29~1.53g/cm3,颗粒物有效密度均随颗粒物粒径增加而增大,秋季有效密度略低于冬季.清洁时期,有效密度较低且观察到双峰分布,低密度颗粒物中值有效密度在0.70~0.80g/cm3范围内,表明存在新鲜排放的黑碳颗粒物,高密度颗粒物中值有效密度在1.3~1.5g/cm3范围内,介于二次无机颗粒物和有机物的材料密度之间,推测为二者混合状态.污染时期,不同粒径有效密度值增加且呈现单峰分布,表明颗粒物呈现内混态.在新粒子生成事件中,气态硝酸凝结可能是大气颗粒物后续粒径增长和有效密度增加的主要原因.
2022 Vol. 42 (4): 1526-1533 [摘要] ( 115 ) [HTML 1KB] [ PDF 626KB] ( 740 )
1534 苏昌榕, 明廷臻, 吴永佳, 石天豪, 何芳艳
T型街谷交叉路口机动车诱导下污染物传播规律
为了探究车辆转弯行驶对于T型街谷交叉路口处空气流动以及污染物扩散的影响,本文建立了该系统中车辆移动下空气流动与污染物传播耦合数学模型,采用计算流体力学方法,揭示T型街谷交叉路口处车辆诱导下的机械湍流特性,并且基于场协同理论量化了车速对污染物扩散的影响.结果表明,在不同速度的转弯过程中,转弯速度增加使得车辆诱导的湍动能也随之增加.车速为9m/s时车辆中轴线湍动能最大值是车速为3m/s时的5倍.但是完成转弯行驶瞬时车辆尾部湍动能的影响长度不变(约为4m).车速由3m/s增加至9m/s时,场协同数增加了66%,行人区内污染物平均浓度降低了43%.车辆转弯行驶速度增加,改变了T型街谷交叉路口处流场结构,速度场与污染物浓度场之间的协同作用增强,提高了行人区内污染物对流扩散效果,使得污染物浓度降低.
2022 Vol. 42 (4): 1534-1544 [摘要] ( 103 ) [HTML 1KB] [ PDF 1350KB] ( 357 )
1545 张孟珠, 郝春晓, 葛蕴珊, 王欣
车用汽油及含氧燃料的环境效应
基于7辆国6轻型车的WLTC循环测试,计算了汽油、E10和MTBE10(汽油中添加10%体积的甲基叔丁基醚)排放的温室气体的致暖效应(GWP)、臭氧生成潜势(OFP)和非甲烷有机气体(NMOG)排放.结果表明,车队平均N2O和CH4排放的GWP分别为0.6和0.07g CO2e/km.E10和MTBE10的非CO2温室气体排放的GWP比汽油更高.从整个碳生命周期看,生物质E10可以使温室气体排放的GWP下降5%~15%.E10和MTBE10都倾向于增加苯系物(BHC)排放和OFP.试验车辆的NMOG排放在30mg/km左右,使用含氧燃料E10和MTBE10没有显示出大幅度增加NMOG的现象.
2022 Vol. 42 (4): 1545-1551 [摘要] ( 122 ) [HTML 1KB] [ PDF 465KB] ( 648 )
1552 肖犇, 贾洪伟, 徐佳佳, 亢燕铭, 钟珂
上海北侧区域海陆风对污染物扩散的影响
利用数值模拟方法研究了上海北侧区域海陆风对污染物扩散的影响,包括上海城郊-崇明岛-启东市区及这三区域之间的北支水道与南支水道.使用当量法表征太阳辐射和长波辐射引起的近地面空气热量变化,模拟结果与ECMWF再分析数据呈现较好的一致性.结果表明,在海风阶段,宽海(南支水道)、窄海(北支水道)区域都能形成海风,前者较后者发生时间早约1h;在陆风阶段,仅宽海两侧有陆风出现,其中来自上海陆地的陆风可以穿越宽海抵达崇明.海风对大气污染物扩散和稀释的效果取决于海风锋面与污染物的时空关系,当污染物位于锋面之前,则会被海风锋面卷入回流带至高空,海风起到清洁的效果;当污染物位于海风锋面之后,锋面后的海风则会将污染物推至内陆,造成持久的污染.陆风能将凌晨时分释放的污染物吹离上海陆地区域,但污染物会随着陆风登录崇明区域恶化当地空气质量;清晨时分释放的污染物只会被陆风吹至近海区域,并会随着之后的海风二次污染陆地区域.
2022 Vol. 42 (4): 1552-1561 [摘要] ( 202 ) [HTML 1KB] [ PDF 1651KB] ( 675 )
1562 柯碧钦, 何超, 杨璐, 叶志祥, 易嘉慧, 田雅, 慕航, 涂佩玥, 韩超然, 洪松
华北地区地表臭氧时空分布特征及驱动因子
利用趋势分析(TA)、地理时空加权回归模型(GTWR)和多因素广义相加模型(MGAM),研究了2015~2020年华北地区O3浓度的时空分布规律及驱动因素间的复杂非线性关系.结果表明,华北地区年均O3浓度>70μg/m3,整体呈持续增长趋势,平均增加速率为2.3μg/(m3.a)(P<0.01);季节上O3浓度呈春夏高、秋冬低,其中夏季(136.6μg/m3)>春季(112.4μg/m3)>秋季(78.8μg/m3)>冬季(56.5μg/m3);空间上呈西南高、东北低的分布格局.气温是华北地区O3浓度的主要气象驱动因子,其次是风速与降水;O3浓度与气温、风速呈显著正相关,与气压、相对湿度、降水、能见度呈显著负相关;气温与相对湿度、气温与能见度以及气温与气压的交互作用对O3浓度的影响较大. 第二产业占GDP的比重是华北地区O3浓度的主要社会经济驱动因素,工业生产用电量、工业SO2排放量对O3浓度变化也有一定影响.
2022 Vol. 42 (4): 1562-1574 [摘要] ( 229 ) [HTML 1KB] [ PDF 2199KB] ( 837 )
1575 刘敬乐, 史静, 姚青, 蔡子颖, 韩素芹, 姜明, 崔晔
天津大气扩散条件对污染物垂直分布的影响研究
利用2017~2019年夏、冬季天津市大气污染物监测和气象观测数据,基于天津气象铁塔垂直观测,针对大气垂直扩散条件对PM2.5和O3的影响进行研究.结果显示:近地面PM2.5浓度随高度的升高而下降,O3浓度则随高度的升高而上升,受大气垂直扩散条件的季节和日变化影响,冬季,地面与120m PM2.5质量浓度相关明显,与200m PM2.5质量浓度无明显相关.夏季,120m和200m PM2.5质量浓度相关系数为0.72,午后通常出现120m和200m PM2.5质量浓度高于地面的情况.夏季,不同高度O3浓度差异小于冬季,地面与120m高度O3浓度接近.以大气稳定度、逆温强度和气温递减率作为大气垂直扩散指标,对地面PM2.5和O3垂直分布具有指示作用.冬季,TKE与PM2.5质量浓度相关系数为到-0.65,夏季,TKE与ΔPM2.5相关系数为-0.39.夏、冬季TKE与地面O3浓度的相关系数分别为0.46和0.53,与ΔO3的相关系数分别为0.73和0.70.弱下沉运动对地面O3浓度影响较强,40m高度垂直运动速度与地面O3浓度的相关系数在冬、夏季分别为-0.54和-0.61.对冬季典型PM2.5重污染过程的分析发现,雾霾的生消维持和PM2.5浓度的变化与大气稳定度、气温垂直递减率和TKE的变化有直接关系.对夏季典型O3污染过程的分析发现,近地面的O3污染的形成与有利光化学反应的气象条件密切相关,同时,垂直向下输送和有利垂直扩散条件对O3污染的形成和爆发影响明显.
2022 Vol. 42 (4): 1575-1584 [摘要] ( 186 ) [HTML 1KB] [ PDF 739KB] ( 566 )
1585 沈永林, 骆济豪, 马雨阳, 姚凌, 胡楚丽
中国能源金三角NO2时空格局及其驱动因子
利用臭氧监测仪(OMI)提供的大气污染监测数据,结合产业结构、汽车保有量、国家政策措施等,通过城乡NO2浓度差异的排放源分析方法提取能源金三角(EGT)地区2005~2019年对流层NO2垂直柱浓度时空变化特征并探讨影响区域大气NO2浓度驱动因素.结果表明,EGT煤炭化工源NO2浓度与第二产业产值增速的相关系数为0.71(P<0.05),说明本文方法所提取的长时序煤炭化工源NO2浓度能有效地指示产业结构调整和政策措施变化.NO2浓度从2005~2011年的90.56molc/m2增加至2012~2015年的720.77molc/m2,再下降至2016~2019年的247.36molc/m2,反映EGT经济发展模式经历了从小规模、中污染的点模式逐步发展成大范围、重污染的粗放模式,再到大范围、低污染的精工模式.与京津冀、华中、长三角等地区相比,EGT交通和工业排放对城市源NO2污染贡献的变化特征进一步反映城镇化水平的发展和产业结构的优化.与OMI相比,高分辨率对流层观测仪(TROPOMI)能在短时序上提供丰富的影像细节信息,且随着观测时长的增加,有望增强长时序大气NO2污染的精准监测.
2022 Vol. 42 (4): 1585-1593 [摘要] ( 195 ) [HTML 1KB] [ PDF 1536KB] ( 457 )
1594 陈露安, 杨传钧, 谷雨倩, 刘学虎, 杨自力
超声波加湿室内微生物气溶胶浓度与优化方法
为明确超声波加湿对冬季供暖室内微生物气溶胶粒径与浓度分布的影响,以及降低暴露风险的有效方法,针对典型办公室环境,基于模拟实验法与正交试验法,探究不同相对湿度(RH=40%、55%、70%)、加湿器水质(蒸馏水、自来水、凉白开)和窗户开度(0、1/6、1/3)下,超声波加湿前后室内细菌、真菌气溶胶按粒径分级的浓度变化,并结合极差分析与层次分析法(AHP)对上述因素的影响权重排序.结果表明,超声波加湿后,细菌、真菌气溶胶的浓度增长率分别高达294%和798%,且分布(0.6~4.7µm)集中在人员可吸入范围.影响加湿室内微生物暴露量的因素权重排序为:水质(45%)>目标湿度(44%)>窗户开度(11%).为最大限度降低暴露风险,建议用户使用超声波加湿器时,优先选用蒸馏水,调节目标湿度至中等水平.
2022 Vol. 42 (4): 1594-1600 [摘要] ( 134 ) [HTML 1KB] [ PDF 1038KB] ( 593 )
1601 周媛媛, 刘晗, 邓琳, 吴功德, 万杰, 王晓丽, 胡纯政, 于先坤, 杨晓军
Mn1-yNiyOx的制备及其催化燃烧甲苯性能的研究
通过水热共沉淀法制备了Mn1-yNiyOx复合氧化物催化剂(y=0.1~0.5),考察掺杂Ni对Mn基氧化物在甲苯燃烧中的影响,在获得最优锰镍比例后,对其热稳定性与耐久性进行测试,然后通过XRD、N2吸脱附、SEM、H2-TPR以及XPS对其物理结构和氧化还原性能进行表征.结果表明,Mn和Ni在甲苯吸附和活化中产生相互作用,生成更多的Mn4+以及表面吸附氧,提供大量的反应活性位点,增强了催化氧化性能.Mn0.8Ni0.2Ox在甲苯催化燃烧中表现出的催化性能最好,其热稳定性与耐久性也表现优异,与MnOx在甲苯催化燃烧中相比,其T50T90分别下降12和11 ℃,在238℃即可将甲苯完全氧化,并且碳平衡值约为99%,无二次污染产生,该研究成果可为挥发性有机化合物(VOCs)催化燃烧提供更好的方式和材料.
2022 Vol. 42 (4): 1601-1609 [摘要] ( 98 ) [HTML 1KB] [ PDF 1184KB] ( 515 )
水污染与控制
1610 郑莹莹, 张可佳, 岑程, 毛如寅, 张土乔
供水管网中微/纳米塑料的赋存及污染特性
微/纳米塑料具有分布广泛、粒径小、难降解、可吸附有毒物质等特性,其去除效果及对环境污染的现状尚不明晰,是当前研究热点和难点.本文从供水管网中微/纳米塑料的来源、分布规律及水质安全危害等角度,概述了全球范围内供水管网中微/纳米塑料的研究现状.结果表明,给水处理厂出厂水携带残留的微/纳米塑料颗粒进入供水管网,而塑料材质管道在水力、水质作用下(流速、机械磨损、消毒剂等)同样存在微/纳米塑料释放可能.微/纳米塑料自身的密度、电荷等固有特性影响了它在供水管网中的空间分布规律,且在饮用水输配过程中,微/纳米塑料可同有机物、微生物等物质反应,从而影响供水管网的水质安全.本文旨在提出未来的研究重点和方向,从而为进一步了解微/纳米塑料对饮用水安全的影响及如何控制其污染提供理论基础.
2022 Vol. 42 (4): 1610-1617 [摘要] ( 221 ) [HTML 1KB] [ PDF 441KB] ( 551 )
1618 王蝶, 王小洋, 陈曦, 韩旻媛, 王钰婷, 向文毓, 姚婧梅, 韩乐
碳纳米管界面改性超滤膜的抗污机理解析
以碳纳米管(CNT)为核心改性材料,采用喷涂法对聚醚砜(PES)超滤膜进行界面改性,研究改性膜的抗污染性能.结果表明:改性膜经聚乙烯醇交联稳定后,呈现微弱的通透性降低和明显的亲水性提升,CNT交织网状层提高了界面粗糙度;在牛血清白蛋白(BSA)污染试验中,CNT-10改性膜的抗污性能最好,在20mg/L BSA试验后,其通量恢复率高达95.7%、膜界面可逆污染率接近60%;进一步分析界面电化学阻抗信息发现,污染实验后CNT-10膜的Nyquist曲线右移幅度(实部阻抗增加)明显小于原膜,且曲线半径未见明显扩大,这与改性膜呈现的较小幅度的电导降低和相对稳定的电容一致,表明改性膜具有更少的污染物粘附,与通量变化趋势相符.对频率-电导图进行分频讨论,表明BSA污染了PES-V整个膜表层与膜基层,而并未污染CNT-10整个表层和膜基层;CNT改性层与BSA的界面作用自由能(XDLVO)分析结果显示,改性膜与污染物相吸引作用仅为原膜的一半,从热力学上解释了其优异的抗污染性能.
2022 Vol. 42 (4): 1618-1624 [摘要] ( 132 ) [HTML 1KB] [ PDF 1075KB] ( 344 )
1625 田文清, 俞小军, 邓颖, 蔡雨麒, 靳海东, 康素琴, 马娟
基于磷回收的低温微氧EBPR系统的表观与微观特性
在低溶解氧(DO = 1mg/L)条件下启动2个厌氧/好氧交替运行的SBR(A/O-SBR),中温(22±1)℃SBR1和低温(14±1)℃SBR2,考察侧流磷回收工艺对低耗主流强化生物除磷(EBPR)系统污染物去除性能、微生物种群结构和磷回收潜能的影响.结果表明,SBR1和SBR2的脱氮及COD去除性能未受磷回收操作的影响,但是在除磷方面,SBR1的EBPR性能更稳定,对侧流磷剥夺更耐受,平均除磷率达90.7%,而SBR2在侧流磷回收阶段的平均除磷率为78.4%.此外,基于侧流磷回收的微氧EBPR系统可在低温下保持较为稳定的生物质浓度(VSS),但实施侧流磷回收后SVI值由104.6mL/g升至216.8mL/g,系统发生污泥膨胀.基于16S rRNA的高通量测序结果表明,主流系统的微生物种群结构在侧流磷回收阶段发生了较大变化,Candidatus CompetibacterFlavobacterium(黄杆菌属)和Dechloromonas(脱氯单胞菌属)骤增,Candidatus Accumulibacter的相对丰度从12.5%降至6.4%.经计算,在1/3侧流比前提下SBR1与SBR2的磷回收潜能分别为68.8%和69.4%.总的来说,微氧EBPR系统的运行温度是保证侧流磷回收稳定进行所要考虑的重要因素之一.
2022 Vol. 42 (4): 1625-1634 [摘要] ( 119 ) [HTML 1KB] [ PDF 797KB] ( 349 )
1635 沈秋实, 吉芳英, 魏嘉志, 姜蕾, 张倩, 毛圆翔, 刘草葱
A2O缺氧池添加天然碳源玉米芯的脱氮特征
基于低碳源污水易硝化难反硝化的问题,构建了在A2O缺氧池添加天然碳源玉米芯的中试系统,采用物料衡算、反硝化速率测定和微生物群落分析等方法,研究了该系统的脱氮效能和反硝化体系特征.结果表明,TN去除率提升13%,出水从16.2降至10.0mg/L;同时不会造成出水氨氮和色度超标的风险.物料衡算表明,COD碳源的氧化消耗量和出水排放量降低,更多的碳源用于反硝化和污泥增殖,从而提升了氮素的去除量,其中反硝化的提升贡献更大.缺氧池形成了悬浮污泥加生物膜的复合型脱氮体系:在污水自身碳源存在时,生物膜和悬浮污泥的反硝化速率分别为24.89和32.42mg/(L∙h),可实现快速脱氮;当自身碳源消耗殆尽,二者的反硝化速率分别是4.71和1.73mg/(L×h),单位生物量反硝化速率分别是1.58和59.1mg NO3--N/(g VSS×h),表明玉米芯主要被生物膜利用以维持反硝化进行.该体系的主要反硝化菌属为Azospira,此外在生物膜表面还富集了能够附着生长的IamiaHaliangium,以及能够降解玉米芯木质素的Sulfuritalea等反硝化菌属.
2022 Vol. 42 (4): 1635-1642 [摘要] ( 128 ) [HTML 1KB] [ PDF 942KB] ( 403 )
1643 金鑫, 刘梦稳, 谢新月, 魏一雄, 宋吉娜, 金鹏康, 王晓昌
电凝聚臭氧化耦合工艺混凝剂水解形态分析——基于单/双电极排布
探究了不同初始pH值和不同电极布置条件下电凝聚臭氧化耦合工艺(E-HOC)中混凝剂的水解形态特征,同时进行了效能分析.结果表明,初始pH值为5时,E-HOC工艺具有更高的有机物去除效率,与单极排布的E-HOC工艺相比,双极排布的E-HOC工艺的有机物去除效率提高了12.29%,能耗降低了1.74kWh/g,法拉第效率提高了2.37%.通过Ferron法和电喷雾电离质谱(ESI-MS)法对体系中铝形态进行分析,在E-HOC工艺中,初始pH值为5和双极排布方式均有利于优势水解形态的生成,促进了聚合态水解物种的形成,从而在提升臭氧催化性能的同时,提高了体系的混凝特性.
2022 Vol. 42 (4): 1643-1651 [摘要] ( 119 ) [HTML 1KB] [ PDF 689KB] ( 420 )
1652 颉亚玮, 黄静杰, 蒋毅恒, 刘宏远
Fe/Ti-MIL-NH2吸附-光催化降解NDPhA
通过水热法成功制备Fe/Ti-MIL-NH2吸附-光催化复合材料,考察了该材料对亚硝基二苯胺(NDPhA)的降解效能与机制.结果表明,Fe/Ti摩尔比为3:1时,Fe/Ti-MIL-NH2能在不同水质条件下稳定去除84.4%以上的NDPhA,10mmol/L HCO3-的加入可使去除率达95.1%.与Fe-MIL-NH2相比,Fe/Ti-MIL-NH2(3:1)优异的吸附-光催化性能归因于其原位异质结构的形成,使其比表面积增加(310.2m2/g),加速光生空穴对分离并抑制其复合.通过动力学、吸附等温线拟合,明确了Fe/Ti-MIL-NH2对NDPhA的吸附机制为表面吸附和分配作用.自由基捕获与探针实验结果表明,Fe/Ti-MIL-NH2光催化过程通过自由基(·O2-, ·OH)与非自由基(Fe[IV]=O, h+)的共同作用降解NDPhA,提出了Fe/Ti-MIL-NH2去除NDPhA的吸附光催化机制.通过分析光催化氧化中间产物,提出了NDPhA可能的降解路径.此外,Fe/Ti-MIL-NH2(3:1)可完全去除天然水体基质中浓度<0.1mg/L的NDPhA,且重复使用5次后仍能去除83%的NDPhA,表明该材料稳定性较高.
2022 Vol. 42 (4): 1652-1662 [摘要] ( 134 ) [HTML 1KB] [ PDF 1317KB] ( 714 )
1663 傅慧敏, 冷济轩, 翁勋, 晏鹏, 陈猷鹏
出水回流对Anammox颗粒特性及其微生物群落的影响
基于有无回流的EGSB反应器中厌氧氨氧化颗粒污泥的内外部结构和微生物群落差异,从传质、活性和稳定性等角度分析了出水回流对颗粒污泥结构和功能的影响.研究表明,增加回流提供更好的水流条件使得底物能更好的与颗粒污泥接触,反应器在氮负荷率为(3.48±0.32)kg N/(m3·d)的条件下亚硝氮和氨氮的去除率从60%和65%左右分别提高到95%以上,比厌氧氨氧化活性增加31.54%.随着回流带来的产气量和颗粒活性的增加,颗粒中气泡的内压因孔隙体积的限制而增大,部分颗粒微观结构发生改变,颗粒的孔隙率也从41.3%提高至59.4%.此外出水回流产生的较高剪切力和较好的传质效应也大大增加了颗粒的稳定性.回流使得接种颗粒污泥中Candidatus-Jettenia属得到了富集,其他能维持颗粒稳定性的功能细菌也能够得到更好的生存,使颗粒在保持内部多孔结构以及高效脱氮的条件下(如Simplicispira),有着更好的稳定性(如Rheinheimera),有利于颗粒污泥在实际工程应用中稳定运行.
2022 Vol. 42 (4): 1663-1671 [摘要] ( 109 ) [HTML 1KB] [ PDF 937KB] ( 492 )
1672 伏明浩, 卢钧, 陈泉源, 刘晓琛, 郑华
磁性氧化石墨电催化活性及净化印染废水效能
采用高铁酸钾作为铁前驱体和氧化剂氧化石墨矿物,原位合成磁性氧化石墨(MGO)催化剂.磁性氧化石墨与碳黑(CB)混合在碳纤维布基底上制备阴极(MGO/CB),将溶解氧还原生成活性氧(ROS)氧化处理含活性红X-3B染料的模拟废水,并采用扫描电子显微镜、X-射线衍射仪、X-射线光电子能谱、电化学手段表征磁性氧化石墨催化剂的形貌结构及电化学催化活性.结果表明,片层状MGO表面锚定着不同晶体结构的纳米氧化铁粒子,活性成分存在协同催化作用;煅烧温度对氧化铁晶相及催化活性有一定影响,煅烧温度为300 ℃时制备的MGO阴极电化学降解活性红X-3B效果最佳,在阴极直接还原作用和1O2·O2-等自由基作用下,4h脱色率达到100%,CODcr去除率达到77.1%;磁性氧化石墨性能稳定,至少可重复使用9次.
2022 Vol. 42 (4): 1672-1680 [摘要] ( 135 ) [HTML 1KB] [ PDF 1847KB] ( 477 )
1681 肖辉毅, 聂小保, 万俊力, 邓权庆, 王奕睿, 隆院男, 蒋昌波
HAP诱导磷酸钙结晶回收低磷污水中的磷
为提高磷酸钙结晶产物回收价值和低磷适应性,以羟基磷酸钙(HAP)为晶种,诱导Ca-P结晶回收模拟二级出水(初始PO4-P浓度1.0mg/L)中的磷,对比了诱导结晶与均相结晶的磷回收效果,考察了Ca/P比和晶种投加量对磷回收的影响,并结合产物SEM、EDS、XRD和FTIR分析,探讨了HAP诱导Ca-P结晶机制.结果表明, HAP诱导Ca-P结晶在避免晶种材料对结晶产物纯度和品质影响的同时,还具有低磷适应性强和启动快速的优势; Ca-P结晶模式包括构晶离子在HAP表面的逐层结晶模式和在HAP颗粒空隙间的晶桥模式.实验条件下,模拟二级出水磷回收率可达80%以上,产物包括HAP及其前体物ACP(无定形态磷酸钙)和OCP(磷酸八钙). Ca-P结晶过程伴随发生CaCO3结晶,干扰磷结晶回收.研究成果为低磷污水磷回收率和回收产物品质的提升提供了依据.
2022 Vol. 42 (4): 1681-1687 [摘要] ( 121 ) [HTML 1KB] [ PDF 825KB] ( 544 )
1688 李天皓, 徐云翔, 郭之晗, 黄子川, 刘文如, 沈耀良
低温下废铁屑对厌氧氨氧化系统的影响
考察了在低温条件下(<20℃)废铁屑及其投加方式对厌氧氨氧化反应器脱氮性能和微生物群落的影响.结果表明,当废铁屑投加量为10g/L时,直接(R2)和间接(R3)投加方式均会对厌氧氨氧化反应造成短期抑制,总氮去除率分别降低4.7%和3.4%;30d连续运行后,2组反应器总氮去除率均提升至70%左右;反应器稳定运行阶段,R2的Rs(NO2--N与NH4+-N去除量之比)和Rp(NO3--N生成量与NH4+-N去除量之比)为1.57和0.22, R3的RsRp为1.49和0.23,比R2更接近厌氧氨氧化反应理论值.废铁屑在水中发生腐蚀,降低DO并提高pH值,且R2,R3污泥中铁含量分别为对照组的1.64倍和1.93倍,废铁屑不仅改善了厌氧氨氧菌的生境,还满足了其对铁元素的需求.高通量测序结果显示,在20~50d的运行过程中, R1,R2,R3中优势厌氧氨氧化菌属Candidatus_Kuenenia的相对丰度分别增加-1.05%,0.14%和0.96%,废铁屑的投加促进了厌氧氨氧化菌在低温下的生长,且间接投加促进效果更为显著.
2022 Vol. 42 (4): 1688-1695 [摘要] ( 126 ) [HTML 1KB] [ PDF 1005KB] ( 328 )
1696 刘怡, 张冰, 时文歆, 朱易春, 刘祖文
菌-藻共生好氧颗粒污泥的稳定性机理
在非曝气条件下接种好氧颗粒污泥(AGS)和绿藻藻种,经过18d的培养,成功构建了菌-藻共生好氧颗粒污泥系统(ABGS).研究表明,在非曝气条件下,与传统的AGS相比,ABGS具有更高的生物活性、除污染效能和机械强度,说明ABGS的稳定性更优.对ABGS的稳定性机理进行分析,发现在颗粒化过程中,胞外聚合物(EPS)特别是紧密结合层EPS(TB-EPS)中蛋白质(PN)含量明显增加,实验末期其含量增加至114.4mg/g MLSS,约为AGS的2.8倍.采用三维荧光光谱进一步分析EPS的组分,结果表明TB-EPS中氨基酸、色氨酸、芳香族蛋白质、络氨酸和色氨酸类物质是维持颗粒结构稳定性的重要原因.在微生物群落结构方面, ABGS的物种多样性和群落丰富度更高,原核生物绿弯菌门(Chloroflexi)和浮霉菌门(Planctomycetes)、真核生物绿藻门(Chlorophyta)的富集有利于加强系统的稳定性.
2022 Vol. 42 (4): 1696-1705 [摘要] ( 304 ) [HTML 1KB] [ PDF 3275KB] ( 524 )
1706 卢瑞朋, 徐文江, 李安峰, 董娜
强化反硝化除磷的新型多级缺氧-好氧工艺
基于多级缺氧-好氧(MAO)工艺和反硝化除磷理论,设计一种具有反硝化除磷功能的新型MAO工艺(DPR-MAO).实验探究了该工艺的脱氮除磷效能以及各反应池的微生物群落特征.工艺运行结果表明,稳定期COD、TN、NH4+-N和TP的平均出水浓度分别为7.07,9.04,0.34,和0.49mg/L,平均去除率分别为98%、87%、99%和93%.出水水质满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级A标准.高通量测序结果表明,各反应池中微生物以变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidota)和绿弯菌门(Chloroflexi)为主,分别占61.85% ~ 75.58%、16.39% ~ 22.60%、1.52% ~ 4.76%.通过属水平的研究进一步分析发现,ThiothrixComamonasCandidatus Accumulibacter、和Pseudomonas是具有反硝化除磷功能的优势菌属.DPR-MAO工艺实现了反硝化聚磷菌的富集以及污水中氮磷的高效去除.
2022 Vol. 42 (4): 1706-1713 [摘要] ( 168 ) [HTML 1KB] [ PDF 554KB] ( 7477 )
1714 陈爱侠, 田铮, 卫潇, 胡蕊蕊, 张奕轩, 关娟娟
一步法制备磁性多孔碳及高效吸附卡马西平
为了资源化利用废弃农林生物质并有效去除水体中卡马西平(CBZ).受“发酵”策略的启发,以KHCO3为活化剂,FeCl3·6H2O为磁性前驱体,通过简便的一步法将杨木屑转化为具有发达孔结构的磁性多孔碳(MPC).通过调整原料配比得到了最佳产物MPC-2-0.3,其比表面积为1002.48m2/g,对50mg/L的CBZ吸附容量为202.70mg/g.SEM和XRD等表征均证明铁纳米粒子成功掺杂到多孔碳中,使多孔碳具有优异的磁分离能力.吸附过程的动力学和等温线更符合拟二级动力学和Langmuir模型,阐明其主要吸附机理为吸附位点、π-π相互作用和氢键作用.MPC-2-0.3在室温和较宽的pH值范围内具有良好的吸附性能,并易于分离和再生.
2022 Vol. 42 (4): 1714-1725 [摘要] ( 159 ) [HTML 1KB] [ PDF 1199KB] ( 378 )
1726 付香云, 余诚, 王凯军, 马金元, 刘敏
连续流培养好氧颗粒污泥研究进展
好氧颗粒污泥(AGS)因其沉降性能好,生物量高,抗冲击能力强等优点而受到青睐.相比于传统的序批式反应器(SBR),连续流AGS技术具有易于操作控制以及匹配实际污水厂的大水量,连续流的优势,因而更具有研究价值和应用潜力.通过文献分析和整理,归纳了连续流AGS技术面临的挑战,总结了连续流培养AGS的研究现状和经验教训,并对未来的研究方向进行展望,以期进一步推进连续流AGS技术的实际应用.
2022 Vol. 42 (4): 1726-1736 [摘要] ( 223 ) [HTML 1KB] [ PDF 534KB] ( 815 )
1737 尹海龙, 郭龙天, 胡意杨, 吕游
基于光纤分布式测温的污水管道入流识别方法研究
针对排水管网物探检测需断水操作和无法对管道内部实时探查的问题,建立了一种基于光纤分布式测温的污水管道入流诊断方法,实现了无干扰条件下污水管道污水和雨水入流实时监控.采用感温光缆对选择的试验管段开展了时空高精度观测(空间精度1m、时间精度1min),获得了超过118万个管道水温数据.基于解析出的管道水温时空图像,提出了基于水温温差背景噪声值的入流定位方法;确定出无外部入流影响时管道水温空间和时间温差的背景噪声值分别约为±0.2℃和±0.5℃.采用水温图像降噪处理方法,自动识别出污水管道的旱天污水接入和雨天雨水接入事件,与现场调查结果一致.因此,该方法对污水管道入流的动态识别定位具有可靠性.
2022 Vol. 42 (4): 1737-1744 [摘要] ( 169 ) [HTML 1KB] [ PDF 940KB] ( 474 )
1745 蔡力童, 李青松, 马晓雁, 李国新, 陈国元, 王吉苹, 赖成然, 梁馨蕊
基于EEMs和DOM分离的荧光特征及DBPsFP研究——以南方某市水源水为例
以南方某市饮用水源地源水为研究对象,利用三维荧光-区域积分法(3D-EEMs-FRI)和DAX-8树脂富集分离技术,研究了水样各组分的溶解性有机物(DOM)组成特征、三维荧光光谱(3D-EEMs)特征;采用生成潜能测试,考察了典型消毒副产物三卤甲烷(THMs)和卤代乙酰胺(HAcAms)生成势以及其与水质指标和荧光强度之间的相关性.结果表明:DOM中疏水性有机物(以UV254表征)的比例超过70%.HOB(疏水碱性物质)组分主要含有酪氨酸类蛋白质和色氨酸类蛋白质,而HOA(疏水酸性物质)和HIS(亲水性物质)组分相对于HOB组分则含有较多的紫外区类富里酸.调查水样HOA、HOB、HON和HIS组分的三卤甲烷生成势(THMsFP)分别为151.5~194.1,60.6~65,123.4~189.9和104.1~187.1μg/L,而卤代乙酰胺生成势(HAcAmsFP)分别为2.7~3.7,n.d.~0.1,1.3~3.9和2.2~8.4μg/L,THMs和HAcAms前体物在HOA、HON和HIS组分中的分布比较均匀.UV254(R2为0.93)、腐殖化指数(HIX)(R2为0.59)与THMsFP有良好的线性关系,可作为预测组分间THMsFP的指标.UV260(R2为0.80)、溶解性有机氮(DON)(R2为0.74)与HAcAmsFP有较强的线性关系,可作为预测HAcAmsFP的参数.Pearson相关性分析显示,类富里酸物质区域(III、V)与THMsFP显著相关,该类物质为组分间THMs的重要前体物.荧光的区域积分可以有效预测组分间THMs和HAcAms的生成势.
2022 Vol. 42 (4): 1745-1753 [摘要] ( 158 ) [HTML 1KB] [ PDF 1487KB] ( 408 )
固体废物
1754 罗飞, 贺利乐
生物法降解含油污泥反应器流场及工作参数研究
为提高生物反应器法处理含油污泥的降解效率,对生物反应器内铜绿假单胞菌NY3降解含油污泥的工艺过程进行研究.建立了生物反应器内气-液-固三相流场动力学模型和群体平衡模型(PBM),结合FLUENT软件对反应器内气泡直径分布和搅拌转速进行仿真.研究发现,直径在6mm以下的气泡占比为85%,能有效增加反应体系溶解氧浓度,并模拟出反应器最佳离底悬浮转速为150r/min.利用氧守恒原理建立了曝气速率随时间的变化关系模型,并通过设计实验确定最佳接菌量为15.23%,温度为32.56℃,指导最终降解过程的工艺参数选择.通过设定最佳工作参数值,用多功能生物反应器对6kg含油污泥进行降解实验,反应9d后石油烃降解率高达86.20%,含油率为1.46%.研究结果表明,生物反应器法降解含油污泥周期短、效率高,为处理含油污泥提供了一种有效可靠的新途径.
2022 Vol. 42 (4): 1754-1761 [摘要] ( 132 ) [HTML 1KB] [ PDF 1334KB] ( 445 )
1762 孙鸿, 肖向哲, 罗进财, 章亮, 林朋, 董姗燕, 朱易春
pH值调控对柑橘废渣与污泥厌氧共发酵产酸影响
为提高挥发性脂肪酸(VFA)的产量,探究了柑橘废渣和剩余污泥不同VS(挥发性固体)配比及调控发酵过程pH值对产VFA性能的影响.结果表明:调节共发酵系统pH值为6对VFA的积累有促进作用,柑橘废渣VS/剩余污泥VS为2时的最大VFA产量为11183.12mg/L,是未控制pH值组最高VFA浓度的1.75倍.柑橘废渣中的橘皮精油能抑制产甲烷过程,发酵过程控制pH值则强化这种抑制作用.加入柑橘废渣后,共发酵系统的菌群结构优势显著,产VFA相关微生物种群大量增加,而消耗乙酸的产甲烷菌群减少,从而有利于VFA的积累.研究结果将为优化柑橘废渣与剩余污泥厌氧共发酵产VFA提供理论依据.
2022 Vol. 42 (4): 1762-1769 [摘要] ( 151 ) [HTML 1KB] [ PDF 588KB] ( 310 )
1770 王攀, 杨鑫玉, 郑义, 任连海
厨余垃圾厌氧发酵失稳调控及微生物群落分析
针对厨余垃圾厌氧发酵过程中容易积累丙酸和丁酸导致反应体系酸化失稳的问题,驯化了富集耐丙酸和耐丁酸厌氧发酵菌群的接种菌泥,探究利用其对厨余垃圾干式厌氧发酵酸化失稳体系进行调控后对甲烷产量和微生物群落的影响.酸化失稳厌氧体系中添加耐丙酸菌泥调控后,与空白对照组相比反应体系中丙酸浓度削减6900.81mg/L,累积甲烷产量提升了259%;添加耐丁酸菌泥调控后,反应体系中丁酸浓度削减5371.56mg/L,累积甲烷产量提高了210%.微生物多样性分析表明,利用耐丙酸和耐丁酸菌群调控后,细菌种群丰富度明显提高.细菌属水平分析表明,投加耐丙酸驯化菌群后有利于SporanaerobacterProteiniphilum等挥发性脂肪酸降解菌相对丰度增加;投加耐丁酸驯化菌群后,与乙酸型产甲烷菌有协同作用的Sporanaerobacter相对丰度有所增长.古菌属水平分析表明耐丙酸和丁酸菌调控后,氢型产甲烷菌Methanobacterium和乙酸型产甲烷菌Methanosaeta的相对丰度明显提高.
2022 Vol. 42 (4): 1770-1779 [摘要] ( 172 ) [HTML 1KB] [ PDF 449KB] ( 392 )
1780 陈广银, 曹海南, 黄艳, 汪玉, 王静, 常志州, 董金竹, 吴佩, 方彩霞
基于秸秆后发酵产沼气的一次发酵时间优化
采用“一次发酵+ NaOH处理+二次发酵”工艺,以稻秸为原料,研究一次发酵时间对稻秸沼气发酵的影响.结果表明,一次发酵后的稻秸仍有一定的产气能力,干物质(TS)产气量为28.11~50.73mL/g TS,产气量大小与一次发酵时间成反比;一次发酵后的稻秸经NaOH处理后,稻秸物质结构受到明显破坏,有机物大量溶出,稻秸浸提液COD、总氮、铵态氮和硝态氮浓度分别较未经NaOH处理的稻秸提高128.56%~213.62%、93.92%~110.59%、53.90%~73.78%和112.08%~188.98%;NaOH处理并不能破坏稻秸的骨架结构,但稻秸官能团相对含量发生变化,加剧了纤维素、半纤维素和木质素结构的破坏.将一次发酵15,25和35d的稻秸经NaOH处理后用于沼气发酵,产气量较相应的对照分别提高了77.37%,119.41%和159.94%,一次发酵时间越长NaOH处理促进秸秆产气的效果越好.实验结束时,一次发酵15,25和35d的稻秸总产气量分别为202.78,205.15,210.21mL/g TS,三者间差异不显著,但较对照(CK)显著提高了11.89%、13.20%、15.99%,发酵周期较CK分别增加了-12,-2,8d.综上所述,采用“一次发酵+ NaOH处理+二次发酵”工艺时,一次发酵时间选择15d更合适.
2022 Vol. 42 (4): 1780-1787 [摘要] ( 98 ) [HTML 1KB] [ PDF 646KB] ( 313 )
土壤污染与控制
1788 高松, 童新元, 王芸, 王卓群, 孙瑞莲
淋洗与电化学还原联用处理镉-铅污染土壤
为探究螯合剂淋洗与电化学还原联用能否提高土壤重金属去除效率,提出了一种基于两种技术联用的处理方法.比较了淋洗与联用技术Cd和Pb的去除效率,探究了使用联用技术时土壤悬液重金属的传质机制,分析了不同螯合剂处理的成本效益.研究发现,联用技术能有效地提高重金属的去除效率,协同增强效应与螯合剂的螯合能力及再生能力有关.氨基多羧酸类螯合剂最大可将Cd和Pb的去除效率提高15.24%和27.05%,小分子有机酸最大可将Cd和Pb的去除效率提高5.31%和10.24%.结果表明,氨基多羧酸类螯合剂更适用于联用修复体系.认为其经济有效的修复手段是采用EDTA淋洗与电化学还原联用,可以将46.60%的Cd和76.93%的Pb从土壤中去除.
2022 Vol. 42 (4): 1788-1794 [摘要] ( 152 ) [HTML 1KB] [ PDF 464KB] ( 381 )
1795 刘子涵, 才璐, 董勤各, 赵小丽, 韩剑桥
PE微塑料对土壤水分入渗的影响及入渗模型适宜性评价
为探究微塑料对土壤水分入渗过程的影响,通过室内土柱模拟试验,设置5组微塑料添加处理(0,1,2,4,6g/kg),研究了不同微塑料含量对湿润锋运移和累积入渗量的影响,并进一步评价了主要入渗模型在微塑料污染土壤中的适用性.结果表明,湿润锋运移速率随着微塑料含量的增加呈现出先减小后增加的特征,当含量达到T2时(微塑料含量2g/kg),湿润锋运移速度最低,为0.146cm/min,相比于CK处理降低了10.1% (P<0.05).累积入渗量随微塑料含量的增加也呈现出先减小后增大的趋势,当含量达到T2时,累积入渗量最少,为14.68cm.原因可能是随微塑料含量增大,微塑料对土壤的通透性影响增加,在达到T2时影响最大;当含量继续增大时,虽然土壤通透性下降,但微塑料构成了新的入渗通道,加速入渗.湿润锋推进模型、Kostiakov模型和Philip模型的拟合效果好,决定系数R2均大于0.99,其中湿润锋推进模型拟合效果最好.本研究结果可为微塑料对土壤水分入渗过程的影响,提高模型模拟效率提供参考.
2022 Vol. 42 (4): 1795-1802 [摘要] ( 157 ) [HTML 1KB] [ PDF 772KB] ( 343 )
1803 官迪, 吴家梅, 谢运河, 陈山, 陈锦, 彭华, 纪雄辉
铁基硅盐对土壤环境镉砷赋存形态及转化影响
为探明铁基硅盐对土壤镉砷赋存形态影响及各形态间转化规律,采用室内长期淹水培养吸附实验,研究不同比例铁硅材料对土壤离子态镉砷活性影响;筛选适宜铁基硅盐(FS)配比同时添加腐殖酸(FSC)和金属氧化物(FSCa),明确复配处理土壤中镉砷分级形态转化程度.结果显示,铁:硅比值增加10%,土壤pH值平均降低0.35;F2-S8处理土壤离子态镉降幅71%;F10-S0处理土壤离子态砷降低59.9%,离子态镉砷含量与硅酸盐-铁盐施用量互呈反比;处理F4-S6和F6-S4之间镉、砷钝化率产生交点,约为25%~30%.土壤中镉主要以可溶态为主,占比58%;砷主要以铁铝氧化态和钙结合态为主,占比40%和23%.铁硅比例为5:5或5.5:4.5左右复配能有效将铝结合态砷和铁铝氧化态砷转变为钙结合态砷和残渣态砷,可溶态镉转化为碳酸盐结合态镉以及铁锰氧化态镉,同步降低土壤中镉砷的活性.
2022 Vol. 42 (4): 1803-1811 [摘要] ( 165 ) [HTML 1KB] [ PDF 680KB] ( 762 )
环境微生物
1812 洪志锋, 张旎晨, 阿丹, 仇荣亮, 林庆祺, 倪卓彪, 晁元卿
共代谢作用下芦苇根际细菌多样性与群落组成
以对羟基苯甲酸(PHA)、对香豆酸(PCA)、咖啡酸(CA)和阿魏酸(FA)为代表性酚类根系分泌物(PREs),以对叔丁基苯酚(PTBP)作为典型烷基酚、以常见湿地植物芦苇为受试植物,结合高通量测序和生物信息学分析,研究PREs-PTBP交互作用下芦苇根际细菌多样性与群落组成的变化规律.结果表明,所有PREs均能有效提高根际细菌活性和有机碳降解,但只有单酚PREs(PHA、PCA、FA)可以促进PTBP的生物降解,而多酚PREs(CA)则不能.一方面,PREs作为碳源可以决定根际优势菌门,如变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)等碳源利用能力较强的菌种在PREs组种丰度升高,平均占比分别增加了15.34%和4.73%;而放线菌门(Actinobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)等解毒能力或耐受性较强的菌种在空白组丰度升高,平均占比分别增加了15.92%和9.99%.另一方面,PREs功能结构还可以决定根际功能菌属,如单酚PREs(PHA、PCA、FA)可以富集PTBP等单酚降解相关的假单胞菌属(Pseudomonas),占比可达1.45%~4.02%;而多酚PREs(CA)能够富集多酚降解相关的新鞘氨醇菌(Novosphingobium),占比可达3.71%.此外,PREs的结构越简单越有利于扩增序列变体(ASVs)的富集,PREs间的结构越相近则ASVs的种类越相似.不同处理组植物根际细菌群落的存在不是随机发生的,而是植物根系通过释放分泌物对根际微生物组的定向选择.
2022 Vol. 42 (4): 1812-1818 [摘要] ( 147 ) [HTML 1KB] [ PDF 785KB] ( 830 )
1819 李艺, 张海春, 刘媛, 韦姣腾, 王聪, 梁映, 刘可慧, 于方明
泗顶矿区剖层土固氮微生物群落结构和丰度
以广西柳州泗顶矿区的上游区、下游区和尾矿区12个剖层土(每个区域分为4层)为研究对象,采用高通量测序技术和荧光定量PCR技术,分析了剖层土中固氮微生物的群落结构、丰度和多样性特征.结果表明,变形菌门在各区域剖层土中均为优势菌门,所占比例超过70%;α-变形菌纲在上游区和下游区剖层土中均为优势菌纲.上游区、下游区和尾矿区剖层土固氮微生物nifH基因丰度的范围分别为3.02×106~1.17×107、2.55×106~7.78×106和8.19×105~3.14×106基因拷贝数/g (干土).主要影响nifH基因丰度的土壤环境因素是土壤氮(总氮、铵态氮和硝态氮)和磷(总磷和有效磷)的含量.矿区固氮微生物群落组成的差异性主要由土壤铅、锌和镉含量的变化所引起,上游区剖层土的Shannon指数和ACE指数显著高于下游区和尾矿区,表明上游区剖层土固氮微生物群落的多样性和丰富程度相对较高.另外,土壤钾、钙和钠含量的变化对固氮微生物群落的ACE指数和NMDS1指数也产生了不同程度的影响.研究结果表明土壤环境因子变化影响了矿区剖层土固氮微生物的群落结构、丰度和多样性.研究为矿区的氮素调控、生态恢复和重建提供了理论依据.
2022 Vol. 42 (4): 1819-1828 [摘要] ( 115 ) [HTML 1KB] [ PDF 1175KB] ( 315 )
1829 化柯, 蒋豫, 吴元强, 杨楠, 刘新
藻源可溶有机质对17β-雌二醇生物降解的影响
为探究藻源可溶有机质(COM)及其生物老化过程对湖泊水体中17β-雌二醇(E2)生物降解的影响特征,通过模拟生物老化,得到5种不同生物活性的COM样品:S0(78%)>S1(67%)>S2(36%)>S3(13%)>S4(1%).结果表明,经过60h的避光培养实验,相同浓度(8mgC/L)的COM样品均提高了微生物群落对E2的一级动力学降解速率,大小顺序为:S0>S4>S3>S1>S2.微生物分析表明,新鲜COM中高活性组分既促进了微生物群落的生长,也维持了较高的群落多样性.而培养期间中、低活性COM组分难以作为微生物的有效碳源,导致微生物量和E2降解速率显著降低.其中,S3和S4处理组中大量累积的芳香族和腐殖质结构可能利于潜在E2降解菌的存活并激发污染物降解酶的表达,进而提高生物量标准化E2降解速率.富营养化水体中雌激素的环境行为和归趋与COM的生物活性密切相关.
2022 Vol. 42 (4): 1829-1836 [摘要] ( 123 ) [HTML 1KB] [ PDF 643KB] ( 386 )
环境生态
1837 熊丽君, 吴建强, 黄沈发
不同降雨特征下缓冲带水分及TN分配规律
以3种典型植被缓冲带为研究对象,基于现场监测、质量平衡、相关分析等方法,探明缓冲带水分分配与降雨、土壤因子的关联性,确定水分及总氮(TN)污染负荷去除分配系数.结果表明,径流与降雨量呈高度正相关(0.980~0.987,P<0.01),渗流与降雨量、降雨历时呈显著正相关(0.595~0.828,P<0.01).植被缓冲带在14.3mm以下降雨不产流,中雨、大雨、暴雨平均产流系数为0.10、0.36和0.72,TN负荷平均截留系数分别为11.0、8.2和4.5mg/(m2·mm),径流及TN负荷去除效果随雨量增大而降低.中大雨、暴雨下植被缓冲带水分分配分别以土壤渗透(0.48~0.71)、末端出流(0.69~0.74)为主,TN负荷去除以土壤渗透为主(中雨56%、大雨44%、暴雨20%).茎叶覆盖地表、根系细密发达的植被去除效果更好,其中百慕大缓冲带对水分、白花三叶草缓冲带对TN负荷的去除效果最优,分别达60%和61%.即使在高地下水位的平原河网地区,缓冲带对径流与TN负荷削减仍发挥重要作用,特别是在50mm以下降雨发生频率较高的区域.研究结果为降雨、植被多因素影响下的径流污染削减差异化评估提供数据支撑,为不同降雨特征下缓冲带径流污染控制提供重要的参考价值.
2022 Vol. 42 (4): 1837-1846 [摘要] ( 132 ) [HTML 1KB] [ PDF 1608KB] ( 476 )
1847 李捷, 姜颖, 刘玉莲, 姜亚, 滕彦国
凉水河流域地下水水化学特征和时空变化规律
北京凉水河流域的同位素和水化学特征分析表明:1)地下水水质在100m以浅相对较差,但到2017年为止,水质保持稳定.2)浅层地下水与平原区河水同位素相对富集,且落在同一条蒸发线上;但整体上河水与浅层地下水水化学类型不同,据此推断山前冲洪积扇河水入渗是区域地下水补给的重要来源,下游地下水主要受到侧向径流影响. 3)同位素平衡和质量平衡计算表明人类活动使得河水TDS含量增加了435mg/L,而地下水TDS历史时期的增量也接近.4)山前冲洪积扇河水入渗是区域地下水补给的重要来源,是地下水污染防控和调水工程实施的重点区域.
2022 Vol. 42 (4): 1847-1853 [摘要] ( 173 ) [HTML 0KB] [ PDF 1029KB] ( 517 )
1854 何翔宇, 燕文明, 吴挺峰, 杨腾腾, 胡润涛
由河道输入太湖的含营养盐泥沙拦截试验
在太湖主要入湖河道大浦港河口构建了泥沙拦截槽,结合泥沙沉降观测,分析利用泥沙拦截槽削减经由河道输入太湖的外源性泥沙及营养盐的可行性.结果表明:拦沙槽可以有效收集外源悬浮泥沙及其携带的氮磷污染物.拦沙槽以平均-33.99m3/月的速率淤积,其中在夏秋季淤积较快,最大单月沉降量达到66.34m3,在2020年7月~2021年6月内共收集了淤泥407.89m3,总氮236.91kg,总磷36.46kg.拦沙槽收集的泥沙和营养盐主要来源于太湖流域湖西片区,湖心站沉降的泥沙和营养盐则主要来源于本地底泥再悬浮,相关性分析表明拦沙槽对于总磷的拦截能力优于总氮.据此,建议在沿入湖河道最密集的太湖西岸的滨岸带开挖拦沙槽, 在对太湖各项功能影响最小的前提下,每年可有效减少外源性泥沙输入并降低湖泊氮磷负荷,为太湖控制外源泥沙污染物提供新的治理手段,助力太湖富营养化问题的解决.
2022 Vol. 42 (4): 1854-1860 [摘要] ( 98 ) [HTML 0KB] [ PDF 729KB] ( 248 )
1861 翟远征, 姜亚, 夏雪莲, 潘成忠, 胡立堂, 王金生, 滕彦国, 韩一凡
永定河生态补水下渗对地下水质量的影响
以永定河北京段2019~2020年的生态补水为例,通过室内混合实验和淋滤实验研究河水下渗对地下水质量的影响.结果表明,水化学指标的种类与下渗前相比无变化,水-岩相互作用对指标浓度的改变作用也比较有限,指标的浓度水平总体上介于河水和地下水之间.下渗水对地下水质量的改变作用从根本上取决于河水与地下水的质量差异和河水的补给量,两者的质量差异越大且河水的下渗量越大,改变作用就越明显,反之则越微弱.由于补水水源的质量较好,永定河生态补水下渗对地下水质量的影响总体上可接受,而且对影响地下水质量的“瓶颈”指标(如硝酸盐氮)有一定改善作用.
2022 Vol. 42 (4): 1861-1868 [摘要] ( 141 ) [HTML 0KB] [ PDF 627KB] ( 384 )
1869 龙云川, 蒋娟, 胡菁, 张珍明, 朱成斌, 苏荣翔, 周少奇
草海湖滨带沉积物微生物群落对磷形态的影响
为探究高原湖泊湖滨带沉积物中微生物群落对磷赋存形态的影响,以草海湖滨带沉积物为研究对象,分析了磷素赋存形态;通过高通量测序技术分析了细菌和古菌的群落组成.结果表明,草海湖滨带表层沉积物的总磷含量范围在662.89~881.26mg/kg之间,平均值为750.36mg/kg;各磷形态中NaOH-NRP>Res-P>BD-P>HCl-P>NaOH-SRP>NH4Cl-P.细菌群落由变形菌门(Proteobacteria)等59个门和硫杆菌属(Thiobacillus)、厌氧粘细菌属(Anaeromyxobacter)等1259个属组成;古菌群落由泉古菌门(Crenarchaeota)等8个门和甲烷丝菌属(Methanosaeta)等67个属组成.冗余分析、主成分分析和共现性网络分析表明,微生物群落能驱动草海沉积物中磷的形态转化,细菌主要通过影响铁的氧化/还原和碱性磷酸酶的活性;古菌则通过改变有机质和酸性磷酸酶活性来调控沉积物磷形态.
2022 Vol. 42 (4): 1869-1876 [摘要] ( 158 ) [HTML 0KB] [ PDF 1531KB] ( 482 )
1877 嵇晓燕, 姚志鹏, 杨凯, 陈亚男, 王正, 安新国
基于MSLSTM-DA模型的水质自动监测异常数据报警
提出一种基于多元堆叠长短时记忆网络-差值分析(MSLSTM-DA)模型对地表水质异常数据进行报警的方法.该方法首先建立MSLSTM模型对水质指标数据进行预测,再基于预测结果的残差分布建立DA模型,并确定各个指标的数据异常阈值,当实测数据与预测数据差值大于阈值时进行数据报警.以长江流域监测断面的水质数据进行了方法有效性验证.结果表明,构建的预测模型对5个指标的MAE、MAPE均值比BP神经网络预测模型降低21.0%,17.8%,比LSTM模型降低16.8%,17.9%.皮尔逊系数均值比BP神经网络、LSTM模型的分别高5.9%,4.4%.5个指标共检出水质异常数据37条,其中34条经人工判断确实存在有异常,报警准确率高达91.9%.
2022 Vol. 42 (4): 1877-1883 [摘要] ( 110 ) [HTML 0KB] [ PDF 730KB] ( 329 )
1884 李鑫, 常顺利, 王训, 袁巍, 张毓涛
全球主要森林系统中植被汞分布特征及其影响因素
基于过去20a全球森林植被中汞循环过程的相关研究,本文通过荟萃分析法阐明全球主要森林类型中植被汞分布特征及其影响因素.结果表明,汞在植被中浓度排序特征(以中值计)依次为凋落物(38.9ng/g )>叶片(24.1ng/g)>树根(18.5ng/g)>树皮(13.2ng/g)>树枝(12.0ng/g)>树干(3.1ng/g).其中,凋落物与叶片汞浓度具有极显著相关性(rho=0.747,P<0.01,rho spearman相关系数,且与样本数量N有关,下同);叶片与树干具有显著相关性 (rho=0.265,P<0.05);而其余组织间无相关性(P>0.05).上述的相关性主要受控于植被叶片吸收大气零价汞,从叶片由上而下传输到树木木质部的过程.其次,常绿阔叶林的叶片汞浓度(中值:56.0ng/g,下同)高于针叶林(25.5ng/g)、阔叶落叶林(23.0ng/g)和红树林(18.6ng/g).这是由于在气孔导度、气孔数量、叶面积与叶寿命等因素综合影响下,常绿阔叶林叶片汞富集的能力最强.地区间植被汞浓度差异明显(如叶片汞浓度变化区间:0.90~225ng/g),其最主要原因是地区间植被类型与大气汞浓度差异引起的.本研究为进一步量化全球森林植被汞储库与认识全球森林系统汞循环提供了重要的基础数据与基本认识.
2022 Vol. 42 (4): 1884-1891 [摘要] ( 172 ) [HTML 0KB] [ PDF 698KB] ( 318 )
环境毒理与健康
1892 冯天朕, 陈苏, 陈影, 刘颖, 张晓莹, 晁雷
微塑料与Cd交互作用对小麦种子发芽的生态毒性研究
为探究微塑料、重金属以及二者的交互作用对农作物种子生长特性的影响,选取小麦(Triticum aestivum L)为实验对象,开展土壤中微塑料聚乙烯(mPE)和聚丙烯(mPP)(0,10,50,100,200,500,1000,5000和10000mg/kg)与重金属镉(Cd)(0,1和5mg/kg)单一及复合污染对种子萌发的影响研究.结果表明,在本实验所设定的条件下,单一Cd污染对小麦种子萌发特性的影响表现为“低促高抑”规律,小麦种子的根长与芽长随着Cd浓度提升均呈抑制趋势.在单一微塑料污染条件下,mPE对小麦种子的发芽率基本表现为“低抑中促高抑”的规律,mPP对小麦种子发芽率的影响为“低促高抑”.微塑料和Cd复合污染的实验结果表明,与单一微塑料污染对照组相比,微塑料和Cd复合污染会促进小麦根与芽的生长,相比于mPE,复合污染下的mPP对于小麦根长与芽长的促进程度更大,且浓度范围较广(0~1000mg/kg).在Cd浓度为1mg/kg(Cd1)时mPE复合污染的小麦根长、芽长大于Cd浓度为5mg/kg(Cd5)情况下mPE复合污染的长度.在Cd1条件下mPP复合污染的小麦根长、芽长小于Cd5情况下mPP复合污染的长度,微塑料与Cd的复合污染对于芽的影响大于对根的影响.微塑料-Cd复合效应对小麦种子发芽、根长和芽长的影响总体上表现为促进作用,在一定程度上缓解了单一污染物的毒害作用.
2022 Vol. 42 (4): 1892-1900 [摘要] ( 208 ) [HTML 0KB] [ PDF 918KB] ( 581 )
碳排放控制
1901 张宁, 庞军, 冯相昭
全国碳市场引入配额拍卖机制的经济影响——基于CGE模型的分析
基于电力部门细分的CGE模型,针对碳配额分配中有偿拍卖的引入、是否配套实施碳税政策以及碳减排目标设定等关键机制问题,设置了差异化的政策情景,模拟分析了不同机制设计对碳市场及宏观经济带来的影响.研究发现:全国碳市场引入配额拍卖机制有助于降低碳交易价格、促进我国碳市场总体规模扩大并激发碳市场活力,高碳行业将成为碳配额拍卖市场的主要参与方,且有助于我国抑制重点控排行业,特别是火力发电行业的发展,并促进清洁电力产出的增加,但相比完全免费分配碳配额而言对经济增长的负面影响更大;对碳市场未覆盖行业实施碳税配套措施可以进一步降低碳价、提高碳配额交易量,减缓碳市场运行对经济增长的负面影响并增加政府收入.我国应在全国碳市场建设进程中适时引入配额拍卖机制并实施碳税配套措施,在兼顾碳市场有效性及社会经济承受能力的前提下逐步提高有偿拍卖在碳配额分配中的比例.
2022 Vol. 42 (4): 1901-1911 [摘要] ( 204 ) [HTML 0KB] [ PDF 552KB] ( 550 )
1912 张楠, 张保留, 吕连宏, 白梓函, 赵明轩, 罗宏
碳达峰国家达峰特征与启示
基于世界银行数据库1960~2020年数据,采用Mann-Kendall(MK)检验和Spearman's Rho(SR)检验,对全球219个国家及地区的CO2排放及社会经济数据进行趋势分析.结果表明:MK检验和SR检验得出一致结论,共有42个国家和1个经济体联盟实现碳达峰,46个国家处于碳达峰平台期.多数国家碳达峰时具备以下特征:人均GDP达2x104~5x104美元,第三产业占比高于50%,化石能源消耗占比仍高于60%,且碳排放处于环境库兹涅茨曲线的下降阶段,经济发展与碳排放脱钩.借鉴已达峰国家的经验, 中国应进一步调整能源结构,提高可再生能源消费占比;优化产业结构,加快构建以服务业为主导的国民经济新格局;制定区域差异化碳达峰目标,推动有条件的地区率先达峰.
2022 Vol. 42 (4): 1912-1921 [摘要] ( 242 ) [HTML 0KB] [ PDF 553KB] ( 717 )
1922 曾诗鸿, 李璠, 翁智雄, 钟震
我国碳交易试点政策的减排效应及地区差异
基于连续性双重差分等方法,评估2004~2017年我国碳交易试点政策的减排效应及地区差异,并分析其作用机制.结果显示,碳交易政策能使试点地区的碳排放强度下降9.5%,碳市场规模、活跃度每增加1%,将分别带来试点地区碳排放强度下降0.9%和0.7%.异质性影响上,碳交易政策对东中部地区的减排效应明显,对西部地区无明显作用;对发达省份产生的碳减排影响要显著高于欠发达省份.碳减排效应主要通过对参与市场的企业实施影响来实现.碳交易政策还发挥了一定的污染物协同减排效应,使试点地区的二氧化硫排放量下降22.7%.应加快推进全国碳市场建设,提升碳市场的活跃度,畅通减排渠道,继续发挥试点碳市场作用,推动二氧化碳与其他污染物协同减排.
2022 Vol. 42 (4): 1922-1933 [摘要] ( 137 ) [HTML 0KB] [ PDF 544KB] ( 804 )
1934 肖静, 梁学敏, 张逸畅, 张岳玲
中国水泥生命周期粉煤灰替代的CO2减排研究
采用中国水泥企业温室气体排放核算方法及政府间气候变化专门委员会的能源使用CO2排放计算方法,将不同粉煤灰替代率下原料及能源使用引起的CO2减排进行核算.结果表明,与燃煤电厂产业共生可减排92.676kgCO2/t水泥.而粉煤灰替代熟料是中国水泥CO2减排的主要部分,与替代生料结合可产生最大CO2减排373.303kg/t水泥.另外,粉煤灰替代部分水泥形成混凝土的碳化作用,到2050年可吸收192.015kgCO2/t水泥.粉煤灰替代后,对余热发电变化及外购清洁电力使用比例增加引起的减排进行预测,发现此项举措可有效促进水泥行业“双碳”目标达成.
2022 Vol. 42 (4): 1934-1944 [摘要] ( 168 ) [HTML 0KB] [ PDF 863KB] ( 579 )
1945 李成, 杨舒慧, 吴芳, 徐扬, 崔雪锋
“双碳”背景下中国能源消费碳排放与植被固碳的时空分异
为理解中国能源消费碳排放(ERCE)与植被固碳(VCS)的演变特征及空间差异,基于气象数据、遥感数据、土地覆盖数据及统计资料等,分别在全国尺度、省域尺度和县域尺度上,定量分析2000~2017年我国ERCE和VCS的动态变化与空间分异格局,并利用碳压力指数(CPI),表征二者之间的相互关系.结果表明:(1)我国ERCE和人均ERCE在2000~2017年间表现出显著增加趋势(P<0.01),但二者分别在2013年和2012年以后出现小幅下降;空间上,二者呈现出“北高南低、东高西低”的差异特征;(2)VCS和人均VCS均在2010年以后呈现快速增加趋势(P<0.01),幅度分别为148.09×106t/a和0.04t/(人·a),东北、西南和黄土高原等区域VCS和人均VCS的增加幅度明显高于其他地区;(3)全国约有近1/3的省份CPI多年平均值在1以上(即ERCE高于VCS),其中上海、天津、江苏、山东、宁夏的CPI平均值较高,且增幅也相对较大,反映出这些区域具有较大的减排压力.研究结果可为我国不同区域碳减排政策的制定提供科学依据.
2022 Vol. 42 (4): 1945-1953 [摘要] ( 212 ) [HTML 0KB] [ PDF 2052KB] ( 860 )
环境影响评价与管理
1954 徐亚, 孙淑娜, 王琪, 刘玉强, 谌宏伟, 彭向训, 杨枫
固废填埋长期环境安全和寿命预测研究综述
我国固废填埋场数量多、运行水平低、设施老化快、预期寿命偏短且寿命到期后老化严重.与此相对,固废填埋场寿命相关研究却存在关注度较少、研究方向不明确、研究内容不系统等问题.本文综述了通用工程领域寿命预测的基本概念及其发展历程,分门别类地梳理工程寿命预测的主要研究对象和研究方法;在此基础上,结合固体废物填埋工程和实际特征,系统描述了固废填埋场工程材料性能退化的主要机理和预测方法、填埋整体性能评估方法等,并提出当前研究存在的不足和进一步开展的工作.主要结论如下:通用工程寿命研究遍布国民生产生活的各个领域,研究对象包罗万象覆盖机械设备、建筑工程、以及各种通用材料和零部件等,形成了基于系统学和决策论、基于仿真模拟模型、以及基于经验方法的三种工程寿命预测方法;固废填埋领域目前重点针对HDPE膜防渗材料和导排介质材料,基本明确了上述材料的老化机理和老化预测方法,形成了填埋场整体性能预测的方法,并耦合整体性能预测模型和材料老化预测模型探索开展了固废填埋场长期性能演化预测研究.论文最后指出固废填埋工程寿命预测研究应该加强和完善的内容,包括完善寿命预测理论体系基础理论与框架体系、深入开展极端服役条件下的核心材料老化机理和预测方法研究、开展中晚期寿命(剩余寿命)预测技术研究,以及强化寿命预测应用研究等.
2022 Vol. 42 (4): 1954-1962 [摘要] ( 219 ) [HTML 0KB] [ PDF 489KB] ( 864 )
1963 尉芳, 刘京, 夏利恒, 龙小翠, 徐仲炜
基于LUCC的陕西渭北旱塬区景观生态风险评价
基于土地利用/土地覆被变化构建景观生态风险评价模型,评价了渭北旱塬区1980~2018年的生态风险状况.结果表明,随着城镇快速扩张,土地开发利用强度加大,各土地利用类型发生了不同程度的变化,其中,耕地减少量最多,共减少了636.36km2,建设用地增加量最大,共增加了496.17km2;受人口增长和退耕还林、还草政策实施等因素的影响,渭北旱塬区共有3492.40km2土地发生了转化,变化比例为8.80%,耕地、林地、草地和建设用地之间的转化最明显,转化面积为3177.22km2,占转化总面积的90.98%;研究期间,低、中低风险区面积占比由20.23%降至19.01%,中风险区面积占比由41.62%升至43.23%,中高、高风险区面积占比由38.15%降为37.77%,生态风险等级整体表现偏高,呈现出"四周低,中间高"的分布特征,高风险区主要分布在景观较破碎的地区,这些地区容易受到人类活动的干扰.此外,研究区生态风险均值呈现先上升后下降的波动降低趋势,整体生态安全有所改善,但局部地区的生态环境质量减低;研究区5期生态风险值的全局Moran’s I 指数均高于0.55,说明生态风险值在空间上呈显著的正相关性,高-高聚集区主要分布在中高、高风险区,外界活动对该区域自然生态的干扰较大,生态环境受到较为严重的破坏.
2022 Vol. 42 (4): 1963-1974 [摘要] ( 158 ) [HTML 0KB] [ PDF 2346KB] ( 390 )
1975 贾志杰, 高峰, 杜世伟, 孙博学
磷酸铁锂电池不同应用场景的生命周期评价
为评估磷酸铁锂(LFP)电池梯次应用的生命周期环境影响,设定直接应用和梯次应用2个应用场景,采用生命周期评价(LCA)方法,对应用场景生命周期各阶段的环境影响及其贡献进行分析.功能单位设定为应用总容量1GWh的LFP电池作为通讯基站(CBS)储能电池,循环寿命为800次.结果表明,2个应用场景的环境影响热点均为储能应用阶段,分别占总环境影响的58.25%和64.03%;生产制造阶段的环境影响也较为显著,分别占41.58%和27.36%;回收再生阶段分别贡献了0.18%和0.14%的环境负荷,锂资源回收所产生的环境效益被回收工艺过程额外消耗的资源和能源所产生的环境负荷抵消.2个应用场景的环境影响比较结果显示,相对于直接应用场景,梯次应用场景可降低9.03%的总环境影响,具有一定的环境优势.对2个场景的资源消耗、能源消耗和温室气体排放3类指标的贡献结构进行分析,结果显示,生产制造阶段和储能应用阶段对这3类指标的贡献比例较为显著.
2022 Vol. 42 (4): 1975-1984 [摘要] ( 277 ) [HTML 0KB] [ PDF 705KB] ( 827 )
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