中国环境科学
 
 
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2022年 42卷 6期
刊出日期 2022-06-20
环境毒理与健康
废水深度处理技术专栏
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
2481 林文鹏, 郭欣瞳
中国城市群臭氧时空分布特征分析
为揭示我国主要城市群近地面臭氧的时空分布规律,使用空气质量监测网站发布的2019年243个城市共计1215个站点的臭氧浓度数据对中国正在稳步建设的19个城市群的臭氧时空分布特征进行分析,结果表明:臭氧污染高发期主要集中在夏季6、7月份,春末秋初次之,冬季基本不发生污染.城市群100μg/m³以上的臭氧浓度占比变化趋势大致表现为不规则的“V”和“W”两大类.2019年我国19个城市群可明显提取出北部和南部两个浓度分布高值中心,分别出现在夏季和秋季,夏季根据污染严重程度又可将高值中心划分为两个层级.城市群臭氧浓度分布具有空间自相关特性,夏季热点区域与北部高值中心重合,秋季则与南部高值中心位置一致,此时冷点区域面积达到最大.由于臭氧污染成因的复杂性,不能简单以现有城市群等级划分结果对其进行分级管理,需要根据实际分布情况对不同城市群制定相应污染防控措施.
2022 Vol. 42 (6): 2481-2494 [摘要] ( 260 ) [HTML 1KB] [ PDF 3592KB] ( 965 )
2495 徐佳佳, 贾洪伟, 钟珂, 亢燕铭
盛行梯度风下热力环流对近地空气质量的影响研究
以中纬度沿海城市上海为代表,采用数值模拟方法,分析了海岸线附近污染源排放的大气污染物在盛行梯度风和热力环流耦合作用下的扩散和输送特征,并与忽略海陆温差的理想情况作了对比.结果表明,即使在盛行梯度风主导城市风场时,海陆温差引起的热力环流对海岸线附近流场仍有重要影响,并使近地面污染物浓度时空分布与海陆无温差时截然不同.海陆无温差时,污染物仅向盛行梯度风的下风向区域扩散.而在海陆有温差时,污染物的扩散却可能是双向的.陆地最高和最低气温出现的时间分别对应着沿海城市污染物最不利释放时段(RTS-16:00和RTS-04:00),造成的污染总时长和日平均浓度均最大,不仅部分近地面污染物被海陆热力环流携带至盛行梯度风的上风向区域,并且下风向区域的日平均浓度最高达海陆无温差时的4~5倍.因此,即使在盛行梯度风较强时忽略海陆温差形成的热力环流影响,也会明显低估非海陆风日的实际污染强度和污染范围.
2022 Vol. 42 (6): 2495-2503 [摘要] ( 121 ) [HTML 1KB] [ PDF 1318KB] ( 547 )
2504 李朝阳, 袁亮, 张小玲, 韦荣, 李双志
成都碳质气溶胶变化特征及二次有机碳的估算
利用2020年6月~2021年5月在成都市观测的碳质气溶胶小时分辨率数据,分析了气溶胶中总碳(TC)、有机碳(OC)、元素碳(EC)和二次有机碳(SOC)的变化特征.结果表明:观测期间m(TC)、m(OC)、m(EC)和r(OC/EC)的年均值分别为(9.5±4.4)μg/m3,(6.4±3.2)μg/m3,(3.2±1.1)μg/m3,2.2±0.5.成都m(TC)、m (OC)、m (EC)均表现冬为季最高((15.8±8.2),(11.1±5.8),(4.6±2.5)μg/m3),春秋次之,夏季最低((6.1±0.9),(4.5±2.0),(2.7±1.4)μg/m3)的特征.r(OC/EC)季节均值(1.9~2.6)以及四个季节的m(TC)、m(OC)、m(EC)呈现早(07:00~09:00)晚(22:00~01:00)“双峰”的日变化特征,表明机动车排放源对成都碳质气溶胶的影响较大.春夏季OC与EC的相关性小于秋冬季,表明春夏季OC、EC来源差异较大.由EC示踪法和最小相关性法得到m(SOC),r(SOC/OC)在夏季最大(40.4%),冬季最小(27.3%).春、夏季SOC与O3呈显著正相关,表明较强的光化学反应对SOC生成有重要贡献.选取各季节连续高m(TC)时段与季节平均作对比,发现碳质气溶胶有明显夜间积累过程,夏季高浓度时段二次生成使得m(OC)增长显著高于m(EC),r(OC/EC)也迅速上升.
2022 Vol. 42 (6): 2504-2513 [摘要] ( 221 ) [HTML 1KB] [ PDF 1259KB] ( 1267 )
2514 戴上, 周呈祥, 庞小兵, 李晶晶, 陈浪, 吴振涛, 袁锴彬, 韩张亮, 王强, 王帅奇, 陈建孟
基于无人机观测研究杭州湾化工园区近地面层臭氧垂直廓线
为了解化工园区大气污染情况,使用自主研制的微型大气检测仪结合无人机研究化工园区臭氧(O3)垂直廓线,在2020年8月~2021年1月于杭州湾上虞经济技术开发区开展了12d无人机外场观测实验.各观测日从08:00~18:00每隔1h进行一次飞行观测,每次观测分别获得了离地面0,50,100,200,300,400,500m的O3、总挥发性有机物(TVOCs)和二氧化氮(NO2)浓度.结果表明:受气象因素、地面工厂排放以及早晚出行高峰的影响,TVOCs和NO2浓度整体随高度增加而下降,其中NO2浓度随高度上升而下降的幅度较明显,在0m处浓度为19.7~59.1μg/m3,500m处为5.9~21.7μg/m3,下降率为40~70%,TVOCs和NO2浓度都呈现出早晚高、正午低的日变化趋势,此外可能受逆温层的影响导致个别天数NO2浓度在400~500m不降反升;O3受前体物光化学反应、太阳辐射强度及平流层输送的影响,其浓度随高度增加而下降,平均浓度在0m处为49.2μg/m3,500m处为98.4μg/m3,O3日变化浓度在15:00~17:00达到峰值.TVOCs和O3、NO2和O3在各高度浓度均呈负相关,受不同季节气象因素差异和冬季取暖排放增加的影响,O3浓度季节变化为夏>秋>冬,TVOCs和NO2浓度为冬季>秋季>夏季.后向轨迹聚类分析表明化工园区本地O3浓度会受区域输送影响升高,在冬季时由于气温低不利于前体物生成O3,本地O3浓度受区域输送影响较夏季小.
2022 Vol. 42 (6): 2514-2522 [摘要] ( 225 ) [HTML 1KB] [ PDF 860KB] ( 971 )
2523 徐发昭, 李净, 褚馨德, 满元伟
基于MODIS数据与多机器学习法的日PM2.5模拟研究
为了深入了解地面PM2.5的空间分布,以山东省为研究区,利用2019年的PM2.5站点实测数据,结合中分辨率成像光谱仪(MODIS)的L3级别的MCD19A2气溶胶光学厚度产品,充分考虑人口、地形、气象等因素,使用RF、SVR、BPNN、DNN等4种机器学习算法对山东省2019年逐日PM2.5进行了模拟.结果表明:随机森林模型(RF)的RMSE和MAE的值分别为12.67和6.62,优于BPNN、SVR和DNN模型.随机森林模型(RF)最适合山东省的日PM2.5模拟.
2022 Vol. 42 (6): 2523-2529 [摘要] ( 138 ) [HTML 1KB] [ PDF 2088KB] ( 545 )
2530 张珈旗, 董忠红
基于流场特性数值模拟的袋式除尘器关键结构设计研究综述
流场特性是影响袋式除尘器净化效果、除尘效率和使用寿命的关键因素,是优化或评价设备设计合理性的依据.本文在袋式除尘器工作原理分析基础上,明确了目前袋式除尘器研发中需要解决的关键问题,阐述了袋式除尘器内部流场数值模拟方法、流场特征评价指标、以及流场分布的关键影响因素,并重点归纳总结了常见结构设计因素对袋式除尘器流场特性的基本影响规律.以期通过该综述,可以为改善袋式除尘器内部流场性能的用户提供可以参考的结构设计方法.
2022 Vol. 42 (6): 2530-2540 [摘要] ( 144 ) [HTML 1KB] [ PDF 687KB] ( 572 )
2541 杜孟威, 樊星, 陈莉, 李佳, 宋丽云, 李坚
吸附-放电等离子体分解去除NOx研究
采用吸附-放电等离子体分解工艺去除NOx,考察吸附剂类型和放电方式以及循环操作对NOx去除性能的影响.所考察的4种分子筛(ZSM-5、MOR、SAPO-34和SSZ-13)中SSZ-13具有较大的NOx吸附容量和较低的吸附强度,有利于延长吸附时间并促进等离子体作用下NOx的脱附和分解.程序升温脱附和红外光谱分析结果表明,NOx主要以物理吸附或较弱化学吸附的形式吸附于SSZ-13表面,少量转化为NO3-和NO2-等强吸附物种.放电方式显著影响等离子体去除SSZ-13表面NOx的性能,与N2吹扫放电和封闭放电相比,采用先封闭放电后N2吹扫放电的方式可同时获得较高的NOx去除率和去除能效以及较低的NOx残留率和N2O选择性.吸附-等离子体分解循环操作时可获得稳定的NOx去除性能,循环使用6次后SSZ-13晶相和孔结构无显著变化.
2022 Vol. 42 (6): 2541-2551 [摘要] ( 114 ) [HTML 0KB] [ PDF 878KB] ( 516 )
2552 韩坤, 庄加玮, 刁永发, 任美, 张俪安
焊接工艺多源散发的高温颗粒污染物扩散特性数值模拟
为探究热工艺过程产生的热气流作用下颗粒的迁移规律,基于气固两相离散粒子模型(DPM)对多源浮射流伴生的高温颗粒的扩散特性进行了数值研究,讨论了两相流运动过程中热气流与颗粒群的温度和速度的瞬时变化情况.结果表明,对于473K£T0£673K的高温颗粒群,温度衰减趋势类似,颗粒群温度分布呈中心对称;当5μm£dp£20μm时,颗粒与气流之间的跟随性随着粒径的增大而降低;热羽流随时间经历了独立发展和相互合并的过程,羽流之间涡旋结构的消失导致中心位污染源散发的dp=10μm的颗粒更容易发生沉降.
2022 Vol. 42 (6): 2552-2560 [摘要] ( 96 ) [HTML 0KB] [ PDF 3129KB] ( 312 )
2561 王欣, 葛蕴珊, 蒋平, 王显刚, 曾军, 辜冬林, 徐长健, 李家琛
不同环境条件下轻型车RDE测试排放特性研究
以一辆国六排放标准的缸内直喷轻型汽油车为研究对象,试验测量了不同环境温度和测试海拔对于RDE试验常规污染物排放的影响规律.试验结果表明,相比于常温(23℃)测试,更高的测试环境温度(30℃)增加了后处理装置的热负荷,更易触发燃油加浓,使试验车辆的CO和PN排放增加、NOx排放略有降低.试验发现在30℃温度下,测试海拔的增加使车辆的道路阻力需求降低,从而降低燃油加浓频率,导致CO和PN呈现随海拔升高而降低的趋势.此外,CO和市区阶段的PN排放对于RDE边界测试条件的变化具有相对较高的敏感度,表明车辆在排放标定时仍有进一步精细化的必要.
2022 Vol. 42 (6): 2561-2568 [摘要] ( 146 ) [HTML 0KB] [ PDF 705KB] ( 701 )
2569 李家琛, 葛蕴珊, 王欣, 蒋平, 王显刚, 曾军, 徐长建
缸内直喷汽油车细小颗粒物排放特性研究
选取三辆满足国六排放标准的缸内直喷汽油车进行常温冷启动WLTC循环排放试验,研究不同车辆排放的粒径在23nm以上的固态颗粒物、6nm以上包含挥发性/半挥发性组分的颗粒物数量排放特性,并进行了比较研究.结果发现,在缸内直喷汽油车排放的6~30nm范围内包含挥发性/半挥发性物质的细颗粒物主要产生在WLTC循环减速段､高速段和超高速段;30~2500nm范围的挥发性/半挥发性的颗粒物主要在超高速段生成;其它工况下,23nm以上固态颗粒物在颗粒物数量排放中占主体.试验研究还发现GPF对6~30nm大小的细颗粒物捕集效果不佳,并且GPF再生时会产生高浓度6~30nm大小的细颗粒物排放.颗粒物碳质成分分析表明挥发性/半挥发性细颗粒物对法规测量的23~2500nm颗粒物的数量排放影响甚微,但对颗粒物质量排放影响明显.
2022 Vol. 42 (6): 2569-2576 [摘要] ( 104 ) [HTML 0KB] [ PDF 609KB] ( 459 )
2577 张忠诚, 谢宇琪, 张智杰, 高岗栓, 许博, 田霄, 徐晗, 卫昱婷, 史国良, 冯银厂
基于两种受体模型的太原市大气降尘来源解析及季节变化特征
于2019年11月至2020年12月期间在典型工业城市太原市开展了降尘采样和降尘化学组分分析.采样期间,太原市平均降尘量约为7.9t/(km2·30d),并呈现在4~6月较高.在选取的8个监测区域中,清徐和巨轮的平均降尘量较高,分别为10.7t/(km2·30d)和10.6t/(km2·30d).降尘化学组分质量中地壳元素(Ca、Si、Al)占比较高,巨轮和桃园监测区域的降尘中Fe元素的质量显著高于其他监测区域.将降尘量和化学组分分析结果分别纳入正定矩阵因子分解(PMF)和偏目标转换-正定矩阵分解(PTT-PMF)两种受体模型中对太原市降尘进行了定量来源解析.通过比较两种受体模型的拟合性能和解析的因子谱发现:PTT-PMF受体模型相较于PMF能够更好地区分出降尘中城市扬尘源和建筑尘源这两类相似的尘源.结果表明,太原市降尘主要有六种来源:城市扬尘源(PMF:35%,PTT-PMF:35%)、建筑尘源(PMF:29%,PTT-PMF:28%)、钢铁工业源(PMF:14%,PTT-PMF:14%)、燃煤源(PMF:13%,PTT-PMF:12%)、二次无机盐(PMF:5%,PTT-PMF:6%)、机动车尾气排放源(PMF:4%,PTT-PMF:5%).两种受体模型得到的平均来源贡献结果相似,而建筑尘源和钢铁工业源的季节变化趋势则有一定的差异.粗粒径源类(城市扬尘源和建筑尘源)是太原市降尘的主要来源,两者对降尘的贡献率超过了60%,并在春季贡献率(4~6月)较高.
2022 Vol. 42 (6): 2577-2586 [摘要] ( 157 ) [HTML 0KB] [ PDF 1806KB] ( 816 )
废水深度处理技术专栏
2587 陈治池, 何强, 蔡然, 罗华瑞, 罗南, 宋忱馨, 程鸿
碳中和趋势下数学模拟在污水处理系统中的发展与综合应用
数学模拟技术在污水处理方面被广泛应用,为了系统总结相关技术,本文回顾了污水处理系统中数学模拟技术的发展历程;综述了活性污泥模型(ASM)与机器学习(ML)在水质预测及参数工况优化领域中的应用;重点探究了污水处理系统中温室气体排放模型,以及多目标优化模型在污水处理系统中温室气体排放(GHG)、出水质量(EQI)和运行成本(OCI)的权衡问题;归纳了数学模拟技术在实现污水厂能量自给与资源回收的应用发展.研究结果表明数学模拟技术能准确预测出水水质、快速优化工艺参数、权衡温室气体排放、出水水质与运行成本之间的关系、以及提高资源回收效率等.因此，数值模拟技术可有效指导污水处理工艺的运行优化以及管理,为污水处理行业减污降碳协同增效提供技术支撑.
2022 Vol. 42 (6): 2587-2602 [摘要] ( 211 ) [HTML 0KB] [ PDF 1239KB] ( 4009 )
2603 贾艳萍, 丁雪, 单晓倩, 李硕, 张健, 张海丰, 李正, 张兰河
小球藻强化餐厨废水处理效果及机理
利用小球藻对混凝出水进行处理,考察小球藻接种量对COD、DTP和TN去除率的影响,通过扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱、比表面积微孔分析仪分析小球藻形貌和组成结构的变化,采用紫外可见光谱和三维荧光光谱研究餐厨废水中有机物成分的变化,探究小球藻降解餐厨废水的机理.结果表明:当小球藻接种量为25%时,COD和TN去除率最高(分别为79.73%和78.28%);当小球藻接种量为35%时,DTP去除率最高(85.55%).反应前的小球藻细胞表面相对光滑,反应后的小球藻细胞表面粗糙,比表面积增大,并粘附大量颗粒态物质;小球藻细胞表面的羧基、氨基和磷酸基团等官能团参与污染物的吸附沉淀;小球藻破坏了腐殖质结构,降低了腐殖质芳香性;小球藻在降解可溶性微生物副产物和类腐殖酸的同时,产生芳香类蛋白物质.
2022 Vol. 42 (6): 2603-2610 [摘要] ( 123 ) [HTML 0KB] [ PDF 881KB] ( 659 )
2611 马冰冰, 张肖静, 张涵, 张楠, 位登辉, 张红丽, 侯钰琳
长期饥饿后厌氧氨氧化工艺的运行及恢复性能研究
为研究如何快速恢复在突发状况下长期断流的厌氧氨氧化工艺的活性,比较分析了3个厌氧氨氧化反应器的脱氮性能及微生物种群变化.分别为R1(生物滤柱)、R2(膜生物反应器,MBR)、R3(MBR),其中R1与R2进水基质浓度相同,R2与R3反应器形式相同,进水基质浓度不同.结果表明:R1、R2、R3中的厌氧氨氧化污泥分别经过39d、93d、76d得到恢复,总氮去除率分别恢复至87.0%、83.4%、87.6%,总氮去除负荷分别恢复至0.359,0.114,0.244kg/(m3·d).R1与R2相比,厌氧氨氧化生物滤柱能够承受较高的水力负荷,长期断流后具有较高的稳定性,且更容易恢复.R2与R3相比,在进水基质浓度较高的条件下,厌氧氨氧化菌具有充足的营养底物,且高基质水平形成的底物浓度压力更有利于提升氨氮与亚硝酸盐氮在污泥内部的传质效果,恢复效果更好.高通量测序结果表明,3个反应器在恢复前(后)CandidatusKuenenia的相对丰度分别为17.3%(32.0%)、1.6%(2.6%)、1.8%(6.0%),恢复后R1中相对丰度最高.
2022 Vol. 42 (6): 2611-2618 [摘要] ( 109 ) [HTML 0KB] [ PDF 587KB] ( 301 )
2619 马娇, 曾天续, 宋珺, 党鸿钟, 李维维, 陈永志
纳米单质铁对厌氧氨氧化脱氮性能的影响
通过向厌氧氨氧化反应器(ASBR)中投加纳米单质铁(nZVI),考察了其对厌氧氨氧化反应(ANAMMOX)脱氮性能的影响.结果表明，在温度为(25±0.5)℃,pH值为7.5±0.5,进水NH4+-N和NO2--N浓度分别为30.35mg/L和37.89mg/L条件下,分别投加0,10,50,100.200,500,1000mg/L nZVI时,总氮去除率(NRE)分别达到70.27%、74.25%、83.45%、90.16%、68.59%、57.18%、50.93%.用修正的Boltzmann、Gompertz、Logistic模型对其进行动力学分析,R2值分别为0.9963、0.9944、0.9851,总氮(TN)出水浓度和NRE的预测值与实际值比较,其均方误差值分别为2.13、6.31、8.48和6.93、7.47、10.95.
2022 Vol. 42 (6): 2619-2627 [摘要] ( 124 ) [HTML 0KB] [ PDF 563KB] ( 531 )
2628 张佳城, 刘永军, 刘磐, 张爱宁, 齐浩, 刘喆
纳米TiO2/ZJ-01复合相促脱剂对高浓度氨氮吹脱效率的协同强化机制研究
为了强化煤化工废水中高浓度氨氮(500~7000mg/L)的吹脱去除效率,进一步减少投碱量,制备了一种纳米TiO2/ZJ-01复合相促脱剂,并对其稳定性、促脱效率及强化机理进行了研究.结果表明,在有机组分质量分数6.0%,5nm TiO2固含量0.4%,超声分散30min时,纳米TiO2/ZJ-01复合相促脱剂性价比最好.在纳米TiO2/ZJ-01复合相促脱剂投加量为7.5mL/L时,氨氮吹脱率便可以达到95.14%,且在任何pH值条件下投加纳米TiO2/ZJ-01复合相促脱剂,氨氮吹脱率均能提高17.02%~32.46%.与直接吹脱法相比,投加纳米TiO2/ZJ-01复合相促脱剂吹脱40min,原水pH=10时的氨氮吹脱率便已高于直接吹脱法pH=11.5时的氨氮吹脱率,极大降低了碱耗量.进一步对纳米TiO2/ZJ-01复合相促脱剂作用机理研究发现,纳米TiO2/ZJ-01复合相促脱剂能极大的降低气液相间表面张力,从而降低传质过程中的液膜阻力,减小气泡尺寸,增大传质接触面积,加快氨气的逸出;同时,在吹脱过程中纳米TiO2/ZJ-01复合相促脱剂能够增强界面湍动及对流现象,加快气泡液膜表面部分更新,减少有效传质边界层厚度,从而降低氨氮传质阻力,强化了气液间传质的进行.
2022 Vol. 42 (6): 2628-2637 [摘要] ( 90 ) [HTML 0KB] [ PDF 1320KB] ( 336 )
2638 王林, 吴可, 王成业, 李燕
铁酸锰活性炭阴极催化剂的制备与对微生物燃料电池产电性能的影响
微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC)阴极的氧化还原反应能力对MFC的产电性能起着至关重要的作用,因此,本研究制备了铁酸锰/活性炭(MnFe2O4/AC)并对其进行材料学表征,研究其作为MFC空气阴极催化剂时产电和污水处理效果.研究表明,MnFe2O4和AC物质的量比为1:3时MFC电功率密度最高,达302.7mW/m².在峰值电压附近维持时间长达200h,维持时间是传统Pt/C催化剂MFC的4倍,库伦效率达到17.45%.在催化剂重复利用实验中发现,在相同的运行时间内,采用Pt/C催化剂的MFC电压下降明显,而采用MnFe2O4/AC催化剂的MFC电压基本保持稳定,证明了MnFe2O4/AC催化剂良好的循环稳定性.污水处理效果方面,MnFe2O4和AC物质的量比为1:3时处理效果最好,COD去除率达74.66%.因此,MnFe2O4/AC催化剂制备简单、价格低廉、电化学性能稳定,在提高MFC产电持久性方面具有实际意义.
2022 Vol. 42 (6): 2638-2646 [摘要] ( 177 ) [HTML 0KB] [ PDF 644KB] ( 552 )
2647 狄斐, 隋倩雯, 高超龙, 钟慧, 徐东耀, 魏源送
反硝化除磷工艺实现亚硝酸盐积累的参数优化
为促进反硝化除磷与厌氧氨氧化工艺的耦合,实现污水氮、磷的同步高效去除,构建序批式反应器(Sequencing batch reactor,SBR),优化了反硝化除磷工艺实现亚硝酸盐积累的工艺参数.SBR在厌氧-缺氧-微好氧运行条件下,缺氧段投加模拟硝酸盐工业废水逐步实现了反硝化除磷过程的亚硝酸盐积累.结果表明,经过142d的培养驯化,在进水C/P比为55时,缺氧段引入NO3--N浓度为23mg/L时,亚硝酸盐积累率为51.01%,NO3--N→NO2--N转化率为40.22%,硝酸盐去除率为72.14%,PO43--P去除率最高达88.17%.出水COD浓度低于25mg/L,COD去除率维持在90%以上.微生物群落结构分析表明,拟杆菌门(Bacteroidetes)、变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、酸杆菌门(Acidobacteria)为系统内优势菌门.通过参数优化实现了聚磷菌的驯化,Candidatus Accumulibacter为代表的反硝化聚磷菌丰度增加(累积丰度由1.49%增加到5.08%),以Candidatus Competibacter为代表的反硝化聚糖菌丰度增加更为明显(累积丰度由1.02%增加到15.49%),聚磷菌与聚糖菌的共同作用有利于实现除磷过程的亚硝酸盐累积.
2022 Vol. 42 (6): 2647-2655 [摘要] ( 127 ) [HTML 0KB] [ PDF 737KB] ( 361 )
2656 张睿琦, 吴红辉, 徐海音, 王平, 朱健, 罗远玲, 何栋, 徐欣, 魏捷
基于RuO2-IrO2/Ti和Fe0电极的电氧化-电絮凝处理含Tl废水
基于RuO2-IrO2/Ti形稳电极和Fe0牺牲电极实现电氧化-电絮凝(EO-EC)一体化处理含Tl (I)废水,并与单一的电絮凝(EC)进行比较,探讨了EO-EC处理含Tl废水的机理.结果表明,相较于单一EC,EO-EC (1:1)组合技术适应于宽pH (4-10)以及电流密度范围(5-20mA/cm2)下含Tl废水高效处理,且不易发生钝化;活性氯以及氧化还原电位在Tl (I)间接氧化Tl (III)过程中扮演重要角色,沉淀分析表明生成的Tl (OH)3(s)与絮体Fe (OH)3(am)共沉淀,纤铁矿位点可吸附残留Tl (I).EO-EC一体化技术可满足实际含Tl废水达标处理(<2µg/L)且具有经济可行性.
2022 Vol. 42 (6): 2656-2661 [摘要] ( 76 ) [HTML 0KB] [ PDF 636KB] ( 326 )
2662 胡玲, 吴燕翔, 舒建成, 陈绍勤, 赵志胜, 唐金晶, 刘作华, 陈梦君
硝酸根电化学还原去除过程阴极电位振荡研究
硝酸根在电化学还原去除过程中存在多价态变化行为,该过程是一个典型的远离平衡态的非线性体系.为探明硝酸根在去除过程中发生的电化学行为,研究了H2SO4浓度、电流、反应温度及NO3-浓度对阴极电位振荡的影响规律.采用循环伏安法、XRD、SEM-EDS及XPS表征方法,分析了反应体系循环伏安特性,以及反应前后阴极Cu表面的物相组成、微观形貌、表面电子价态等变化规律.研究结果表明,在恒流条件下(Pt作为阳极、Cu作为阴极),H2SO4-NaNO3体系发生了明显的电位振荡;当H2SO4浓度为0.10mol/L,电流为12mA,温度为20℃,NaNO3浓度为0.20mol/L最佳电位振荡条件下,振荡平均振幅为1.15V,振荡平均周期为3s.另外,硝酸根在电化学还原去除过程产生的周期性电位振荡主要原因是阴极Cu表面生成的致密CuO薄膜不断溶解和形成,以及阴极表面H2的周期性产生与消失.
2022 Vol. 42 (6): 2662-2670 [摘要] ( 117 ) [HTML 0KB] [ PDF 2683KB] ( 477 )
2671 刘梓锋, 郑睿豪, 周青青, 王家德, 史学儒
β-PbO2和BDD电极处理印染反渗透浓水性能
系统比较了β-PbO2/Ti-Ti和BDD/Si-Ti两种电极体系处理实际印染行业反渗透浓水(ROC)的性能,考察了同步去除化学需氧量(COD)和总氮(TN)的动力学,以及对废水可生化性的改善情况.结果表明,BDD/Si-Ti电极体系的析氧电位(2.45V)和析氯电位(1.90V),以及阳极氧化电位和阴极还原电位的绝对值均高于β-PbO2/Ti-Ti电极体系;两种电极体系对COD以及TN的去除符合拟一级动力学,其中BDD/Si-Ti电极体系对COD去除的表观速率常数和能量利用效率均优于β-PbO2/Ti-Ti电极体系;而β-PbO2/Ti-Ti电极体系对TN去除的表观速率常数和能量利用效率更优.β-PbO2/Ti-Ti电极体系在5mA/cm2的电流密度下电解15min,可使反渗透浓水BOD/COD从0.18升至0.42(提高1.33倍),而BDD/Si-Ti电极体系仅提升0.78倍.两者相比,BDD/Si-Ti电极体系适用于矿化污染物,β-PbO2/Ti-Ti电极体系适用于改善废水可生化性.
2022 Vol. 42 (6): 2671-2679 [摘要] ( 186 ) [HTML 0KB] [ PDF 607KB] ( 379 )
水污染与控制
2680 高春娣, 韩颖璐, 程丽阳, 杨箫阳, 毕豪华, 欧家丽, 彭永臻
温度冲击引起的丝状菌污泥膨胀菌群特征
为探究温度冲击引起的污泥膨胀机理,以生活污水为处理对象,采用SBR工艺分别运行温度骤降系统和温度梯度降低系统,利用Illumina MiSeq高通量测序技术分析温度变化过程中微生物群落整体变化,并对膨胀阶段优势丝状菌类型进行解析.结果表明,温度骤降系统优势丝状菌为微丝菌(Microthrixparvicella),SVI值升高至291mL/g以上,温度梯度降低系统优势丝状菌为Eikelboom Type 0092型丝状菌,SVI值稳定维持在250mL/g,因此Eikelboom Type 0092型丝状菌适宜在温度冲击环境中生长繁殖.温度冲击方式不同导致菌群组成具有差异性,Proteobacteria相对丰度均值为39.3%,其占比在不同阶段变化较小.两个系统在污泥膨胀阶段Actinobacteria和Chloroflexi的相对丰度占比不同.各样本中与去除有机物相关微生物菌群丰度均值为13.6%,Nitrospira其相对丰度均值为2.48%,占NOB总含量80%以上.温度梯度降低系统发生的Eikelboom Type 0092型丝状菌型污泥微膨胀,其出水水质没有发生严重恶化,COD和NH4+-N的去除效果均高于温度骤降系统.
2022 Vol. 42 (6): 2680-2689 [摘要] ( 129 ) [HTML 0KB] [ PDF 1794KB] ( 624 )
2690 孙鸣璐, 董军, 张梦玥, 孙晨
乳化纳米铁(EZVI)强化地下水氯代烃还原脱氯
对氯代烃污染地下水进行厌氧微生物还原脱氯时,存在微生物驯化时间长、pH值持续降低、有毒中间产物累积等限制修复效率的问题,为解决上述问题,本课题组制备了一种乳化油(EVO)包覆纳米零价铁(NZVI)的修复试剂,即乳化纳米铁(EZVI),其可以抑制NZVI钝化,增强反应速率并促进厌氧微生物脱氯反应.通过静态批实验探究了EZVI与三氯乙烯的反应动力学及EZVI对四氯乙烯(PCE)还原脱氯的中间代谢产物,并阐明了该过程机理.结果表明EZVI可以有效延缓NZVI钝化、提高反应活性,反应符合一级反应动力学,kobs=0.182d-1;EZVI还原PCE可以减少中间产物二氯乙烯的积累,10天内去除PCE达到97.2%,比EVO还原体系提高了68.9%;反应过程中pH值保持在6.5~7.5,ORP值在-50~10mV,提供了良好的还原环境,有效促进了厌氧微生物脱氯反应进行.
2022 Vol. 42 (6): 2690-2696 [摘要] ( 139 ) [HTML 0KB] [ PDF 326KB] ( 460 )
2697 黄磊, 侯泽明, 韩萱, 许磊, 张圣微, 李钢柱, 刘志强
采煤驱动下复杂井田含水层化学特征与水力联系辨识
通过分析复杂井田不同含水层的常规元素、微量元素、氘氧同位素与氚同位素的水化学特征来判断各含水层的水力联系,并分别建立了Piper识别图版、Durov识别图版、氘氧同位素识别图版,借此可以快速甄别矿井突水的来源.结果表明:研究区地下水主要为大气降水补给,第四系含水层与直罗组含水层存在显著联系,直罗组含水层与延安组存在有限的联系.利用各含水层不同岩性导致的水化学离子特征差异和氘氧同位素、氚同位素的示踪特性建立识别图版,可有助于快速识别补连塔矿区突水水源,并对不同含水层的突水事故提出针对性的解决措施.
2022 Vol. 42 (6): 2697-2706 [摘要] ( 107 ) [HTML 0KB] [ PDF 1409KB] ( 258 )
2707 蒲芳, 黄金廷, 宋歌, 王嘉玮, 李宗泽, 田华, 张方, 孙芳强
浅埋深黏土包气带氮迁移转化原位实验研究
通过原位实验,对浅埋深黏土包气带中氮的迁移转化开展研究.结果表明,实测地下水埋深介于145.9~173.6cm,地下水毛细上升高度计算值可达297.0cm,土壤含水率除表层外介于0.30~0.45cm3/cm3;NH4+-N和NO3--N在地面以下155cm含量最高为1.43,23.00mg/kg,超出背景值1.13,21.05mg/kg;包气带含水率近饱和条件下,粘土对氮污染物迁移阻滞作用减弱,NH4+-N和NO3--N在1d内自地表迁移至155cm.浅埋深地下水减弱了黏土对氮污染物运移的阻滞作用.浅埋深地下水减弱了黏土对氮污染物运移的阻滞作用.
2022 Vol. 42 (6): 2707-2713 [摘要] ( 102 ) [HTML 0KB] [ PDF 1051KB] ( 271 )
固体废物
2714 孙淑娜, 谌宏伟, 折开浪, 彭向训, 于振洋, 姚光远, 徐亚
飞灰道路利用的环境风险及其时空分异特性
为在综合考虑长期风化导致的污染物释放变化、区域气候条件差异、以及参数不确定性影响下,精细评估飞灰道路基材资源化利用过程对浅层地下水资源(在饮用水质量方面)潜在风险及其时空分异特性，提出了一种综合的基于风险的方法,可用于评估碱性废料(如焚烧飞灰)部分替代公路垫层材料的回收潜力.将估算源浓度的浸出试验结果与风险评估程序中通常采用的归趋-迁移模型相结合,通过实验室浸出试验模拟未风化和风化条件下的污染物释放,采用Monte Carlo方法模拟参数不确定性对风险的影响,针对不同气候特征对环境风险区域特性的影响进行评估.结果显示:在华北地区典型气候条件下,所识别的7种目标污染物中,Zn、Cd和Pb存在暴露点预测浓度超标的可能,超标概率分别为34%、96%和7%,导致其暴露浓度(以95%分位值表征)均超标,环境风险不可忽视;碳酸化作用会使得部分污染物的溶出特性发生变化,并导致长期风险的变化,具体到碳酸化后的暴露浓度,Cd呈下降趋势,Ni和Zn基本不变或变化较小,Cr、Cu、As明显增加但仍显著低于标准限值,而Pb离子暴露浓度显著增加的同时超标情况从1倍增加到3.5倍,需要引起重点关注;由于降雨等区域差异化参数的影响,不同区域之间风险差异较大,差异最大的干旱区和半干旱区暴露浓度相差近2倍;不同区域超标的共性污染物为Zn和Cd,另外,湿润/半湿润区域还存在Pb暴露浓度超标.
2022 Vol. 42 (6): 2714-2723 [摘要] ( 103 ) [HTML 0KB] [ PDF 877KB] ( 436 )
2724 张艳艳, 白佳喆, 左剑恶
己酸菌富集及其利用餐厨垃圾产己酸的研究
采用批式发酵的方式,考察3种不同电子供体(乙醇、乳酸、乙醇和乳酸)对己酸菌的富集情况,进而选取产己酸最优的混合菌,探究在不外加电子供体情况下,餐厨垃圾厌氧发酵产己酸的性能.结果表明:当以乙醇和乳酸共同作为电子供体时,己酸浓度可达(2303.06±499.56) mgCOD/L,产己酸效果最佳,并显著富集到了3种碳链延长菌:Clostridium_sensu_stricto_12(16.04%±0.16%),Caproiciproducens(28.78%±0.15%),Oscillibacter(2.32%±0.03%);将产己酸最优的混合菌接种于餐厨垃圾进行厌氧发酵,己酸浓度最高可达(8657.36±996.21) mg COD/L,己酸产率为(230.05±26.47) mg COD/gVS,己酸选择度为27.74%±3.19%.以上结果验证了以乙醇和乳酸共同作为电子供体时对己酸菌具有明显的富集作用,富集到的混合菌可有效用于餐厨垃圾的产己酸发酵,为餐厨垃圾的资源化利用提供了理论支撑.
2022 Vol. 42 (6): 2724-2733 [摘要] ( 87 ) [HTML 0KB] [ PDF 841KB] ( 494 )
土壤污染与控制
2734 周睿, 秦超, 任何军, 赵妍
水源地周边土壤重金属分布特征及潜在风险-以深圳市为例
以深圳市水源地周边三种不同类型土壤(赤红壤､红壤､水稻田土)为研究对象,选择具有较高环境含量且毒性较强的Zn､Pb､As为目标,探究其在三种土壤剖面淋溶层､淀积层和母质层(A、B和C层)中的分布特征及赋存形态,同时分析重金属含量､赋存形态与土壤理化性质的相关性,并利用潜在生态危害指数法和潜在迁移指数法从重金属全量和赋存形态两个角度对土壤重金属的生态风险水平进行评估.结果表明:土壤重金属Zn､Pb､As在三类土壤各层中含量较高,但均低于当地土壤环境质量背景值,重金属含量受当地土壤成岩母质影响较大.形态分析表明三种重金属在三类土壤中均以残渣态为主,但红壤中可还原态Pb含量较高,在低pH时易转化为弱酸可溶态,而后释放并迁移.相关性分析表明Zn､Pb的全量与有机质含量呈极显著正相关,可还原态Zn与pH呈显著正相关,Pb和As的弱酸可溶态与可还原态显著正相关,黏粒和粉粒含量对Pb和As的形态分布造成不同程度的影响.三种重金属潜在生态危害级别均为轻微,对水源地安全潜在生态风险影响较小;重金属迁移能力大小在不同土类中依次为红壤土>赤红壤>水稻田土,元素本身迁移能力强弱依次为Zn>As>Pb;赤红壤和水稻田土A层Zn迁移能力最强,B层As最强,C层Zn､Pb､As均较弱;红壤中A层迁移能力Zn最强,B层Zn､Pb､As均较强,C层Zn､Pb､As均较弱.
2022 Vol. 42 (6): 2734-2743 [摘要] ( 136 ) [HTML 0KB] [ PDF 478KB] ( 478 )
2744 卢维宏, 刘娟, 张乃明, 张玉娟, 郝康伟, 任利娟, 于畅, 侯红
设施菜地土壤重金属累积及影响因素研究
为了解设施菜地土壤重金属累积规律及影响因,通过在全国8个省具有代表性的设施蔬菜产区采集土壤和肥料样品,系统研究了设施栽培年限、肥料施用、土壤性质对设施菜地土壤重金属Cu、Zn、Cd累积量及活度的影响.结果表明:与露天栽培相比,设施条件下随着栽培年限的延长,土壤Cu、Zn和Cd的全量和有效态浓度均呈明显的累积趋势,栽培年限>15a时的设施土壤Cu、Zn和Cd的全量和有效态浓度分别是露天栽培土壤的1.57、2.16、1.67、3.28、1.96、2.00倍.Pearson分析表明设施菜地土壤Cu、Zn、Cd均与土壤SOM呈极显著相关,说明其在来源上较强的相似性,进一步对设施栽培土壤主要投入品中Cu、Zn、Cd含量分析表明,猪粪、商品有机肥及土壤调理剂中Cu、Zn均超过了100mg/kg,Cd超过了1.0mg/kg,且投入量较大,是设施栽培土壤中Cu、Zn、Cd的主要贡献者,而秸秆和部分化肥(如尿素、硫酸钾)中的Cu、Zn、Cd含量均极低,对设施栽培土壤累积贡献微乎其微.pH值和CEC是影响Cu、Zn、Cd在土壤中累积活度的关键因素,其中随着pH值的升高土壤Cu活度表现了先升高后下降的趋势,而土壤Cd活度则表现了持续下降的趋势,仅在pH<6.26时达到了显著相关水平;土壤CEC的升高对土壤Cu活度表现了先下降后升高再下降的趋势,土壤Cd活度表现了先升高后缓慢下降再升高的趋势,而土壤Zn活度仅在CEC<5.83时随着CEC升高表现下降显著线性相关趋势.因此,防止设施栽培土壤Cu、Zn、Cd的累积与污染,选择重金属含量低的肥料和调控土壤理化特性(尤其是pH值、CEC)则是缓解设施栽培土壤重金属累积速率进而确保蔬菜质量安全的有效途径.
2022 Vol. 42 (6): 2744-2753 [摘要] ( 127 ) [HTML 0KB] [ PDF 579KB] ( 473 )
环境微生物
2754 高鹏飞, 王鹏, 丁明军, 张华, 聂明华, 黄高翔
中国湖泊细菌群落的生物地理分布格局及驱动机制——基于文献数据的统计分析
为阐明中国湖泊细菌群落的生物地理分布格局及驱动机制,基于已发表文献,收集了228个湖泊的浮游或沉积物细菌门水平分类数据和环境因子数据进行分析.结果表明:中国湖泊浮游细菌群落的优势类群为变形菌门(Proteobacteria,35.92%)、放线菌门(Actinobacteria,25.03%)和拟杆菌门(Bacteroidetes,10.77%),沉积物中的优势类群为变形菌门(Proteobacteria,40.37%)、绿弯菌门(Chloroflexi,8.74%)和拟杆菌门(Bacteroidetes,8.55%).中国湖泊浮游细菌距离衰减程度显著低于沉积物细菌;湖泊细菌群落结构在北方、南方、青藏高原的空间差异显著,北方水体及沉积物中细菌的距离衰减模式均不显著,南方水体中显著但沉积物中不显著,青藏高原水体及沉积物中均显著.浮游细菌优势类群中除Proteobacteria外,Actinobacteria (南方>北方>青藏高原)和Bacteroidetes (青藏高原>北方>南方)的丰度在三个地区均具有显著差异;沉积物细菌优势类群Proteobacteria (北方>南方>青藏高原)、Chloroflexi (南方>北方>青藏高原)、Bacteroidetes (青藏高原>北方>南方)的丰度在三个地区均具有显著差异.影响北方湖泊浮游细菌群落分布的主要环境因子是溶解性有机碳,南方是溶解氧,青藏高原是硝酸盐氮;影响北方湖泊沉积物细菌群落分布的主要环境因子是总氮和pH值,南方是总磷,青藏高原是pH值.空间扩散限制与环境筛选作用共同塑造了中国湖泊细菌的生物地理分布格局.扩散限制对浮游细菌的影响小于沉积物细菌,对青藏高原湖泊浮游及沉积物细菌影响最大,对北方湖泊浮游及沉积物细菌影响最小;环境筛选作用对青藏高原湖泊浮游及沉积物细菌影响最大,对南方湖泊浮游细菌及北方湖泊沉积物细菌影响较小.
2022 Vol. 42 (6): 2754-2763 [摘要] ( 188 ) [HTML 0KB] [ PDF 1926KB] ( 716 )
2764 吕小梅, 吴毅聪, 陈桂连, 徐剑晖, 刘鹏, 胡俊杰
硫自养反硝化颗粒表面与间隙微生物群落特征和基因分布
研究了单质硫颗粒自养反硝化柱中表面和间隙生物膜的微生物群落结构、功能基因和代谢途径等生物信息学特征.结果表明，硫颗粒表面生物膜的微生物菌群多样性低于间隙生物膜.氮代谢功能基因丰度差异较为显著,间隙生物膜中硝酸盐和亚硝酸盐的胞外转运蛋白基因丰度远高于表面生物膜,分别为0.0792%、0.109%与0.0157%、0.0314%.对于还原性反硝化代谢,表面生物膜的总基因丰度却明显低于间隙生物膜,分别为0.367%、0.406%.此外,参与反硝化过程的基因丰度明显不同,特别是将NO3-还原成NO2-以及将N2O还原成N2过程中的基因.对于硫代谢,没有观察到明显的差异.APS (硫酸腺苷)氧化是将SO32-氧化为SO42-的主要途径,其基因丰度远远高于直接氧化途径,分别为0.137%与0.0005%(表面)、0.138%与0.0007%(间隙).结果表明,在单质硫自养反硝化过程中,间隙生物膜与表面生物膜中的微生物存在合作关系,协同促进硫自养反硝化脱氮过程.
2022 Vol. 42 (6): 2764-2770 [摘要] ( 144 ) [HTML 0KB] [ PDF 469KB] ( 621 )
2771 王茜丹, 路莹, 杨悦锁, 武宇辉, 徐喆, 裴子丞
微生物堵塞过程中生物膜生长特征对多孔介质渗流特征影响
为研究回灌水刺激下生物膜在砂柱中的生长规律,并分析生物膜生长特征对堵塞介质典型渗流特征的影响,采用室内土柱实验方法,供给营养液刺激砂柱内生物膜生长,模拟入渗介质生物堵塞的过程,监测介质渗透系数的变化,并开展不同回灌时长下介质水分吸持实验和弥散试验,并对其内生物膜形态进行表征.结果显示,在0~5h时,渗透系数呈先下降后回升趋势;在回灌至18h前,渗透系数急剧衰减,水力弥散系数明显增大,水分吸持能力的变化并不明显;18h后渗透系数降低速率减缓,水分吸持能力明显升高,溶质运移过渡到以弥散作用为主导机制.综上,可将生物膜在介质内的生长分为三个阶段:菌适应期,接种菌体并未生长繁殖,单纯由于菌体的流入与流出引起渗透系数的变化;菌体大量生长繁殖期,大量生长繁殖的菌体占据了部分介质孔隙体积;胞外聚合物大量分泌期,逐渐形成具有透水性的生物膜,生物膜的生长与回灌水提供的养分形成动态平衡.
2022 Vol. 42 (6): 2771-2778 [摘要] ( 177 ) [HTML 0KB] [ PDF 651KB] ( 442 )
环境生态
2779 曹秀凤, 刘兆顺, 李淑杰, 高振君, 孙贝雯, 李莹雪
基于生态安全格局的国土空间生态修复关键区域识别——以吉林省松原市为例
为了在生态文明建设背景下,从生态系统完整性和结构连通性角度识别生态修复关键区域,以吉林省松原市为研究区,综合运用MSPA分析､景观连通性评价和电路理论,构建生态安全格局,识别松原市国土空间生态修复关键区域.结果表明:松原市共识别生态源地9处,面积为787.95km2,以水域及草地为主,对区域生态安全起着至关重要的作用;识别生态廊道23条,一级廊道16条,二级廊道7条,全长1458.18km;基于生态安全格局识别松原市国土空间生态修复关键区域,包括生态夹点16处,面积180.70km2,生态障碍点24处,面积298.11km2.综合分析生态修复关键区域空间分布和土地利用现状,并提出针对性生态修复策略.
2022 Vol. 42 (6): 2779-2787 [摘要] ( 119 ) [HTML 0KB] [ PDF 2131KB] ( 701 )
2788 余文梦, 张婷婷, 沈大军
基于随机森林模型的我国县域碳排放强度格局与影响因素演进分析
为了研究县域碳排放强度空间格局及其关键影响因素的演进规律,在测算2009~2017年我国县域碳排放强度的基础上,通过ArcGIS空间统计模型分析了县域碳排放强度的空间格局,并利用随机森林模型识别了碳排放强度的关键影响因素及其时序演进特征.结果显示:2009~2017年我国县域平均碳排放强度减量波动下降,2017年县域平均碳排放强度为2.02t/万元,仍有较大的削减潜力;县域碳排放强度总体格局呈显著空间自相关,并呈现波动增强趋势;局部格局呈显著的南北和东西分异,热点区呈西进态势,冷点区呈南下北上态势.关键影响因素中省会距离、产业结构、路网密度和人口的重要性高于经济水平、财政收支、绿色专利和开通高铁;时序演进反映,绿色专利、人口总数和经济水平的重要性在提升,而产业结构和人口密度的重要性在下降;其中大部分关键影响因素同碳排放强度呈现非线性响应关系.
2022 Vol. 42 (6): 2788-2798 [摘要] ( 232 ) [HTML 0KB] [ PDF 1678KB] ( 903 )
2799 张凯琪, 陈建军, 侯建坤, 周国清, 尤号田, 韩小文
耦合InVEST与GeoSOS-FLUS模型的桂林市碳储量可持续发展研究
为了量化桂林市碳储量并快速评估分级保护措施对区域碳储功能的影响,耦合InVEST模型碳储存模块和GeoSOS-FLUS模型,并基于土地利用数据和不同情景未来土地预测结果,对2000~2040年桂林市域范围六区十一县市内的碳储时空特征进行分析.结果表明:桂林市2000年、2010年和2020年的总碳储量分别为554.02×106t,553.58×106t,550.21×106t,呈现“逐年下降”的变化态势.同时,受人类活动和土地利用类型变化的影响,桂林市域各区县的碳储水平存在较大的时空差异,碳储量整体表现为“西北、西南及东部较高,东北、东南及中部较低”的空间分布特征.将桂林市碳储量高值区确定为碳储资源的优先保护区域,与自然变化情景相比,资源保护情景下桂林市林地得到有效保护,建设用地规模扩大受到限制.采取资源保护措施后,桂林市2040年总碳储量达到552.16×106t,较2020年增加了1.95×106t,中低密度碳储区所占比例明显下降,区域固碳能力大大增强.该研究结果可为桂林市国家可持续发展示范城市建设提供指导,也可为碳储资源精准保护和土地利用管理决策提供科学参考.
2022 Vol. 42 (6): 2799-2809 [摘要] ( 160 ) [HTML 0KB] [ PDF 2712KB] ( 823 )
2810 赵岱寅, 蔡茂雪, 张代钧, 王锋文
三峡库区消落带表层沉积物生物标志物时空变化与来源分析
受三峡大坝季节性“蓄水-放水”影响,三峡库区消落带每年呈“淹没-落干”周期性变化,库区内有机质环境地球化学过程也随之改变.基于此,于2018年3月和9月带采集淹没期和落干期表层沉积物成对样品(n=16×2=32),GC-MS分析生物标志物(正构烷烃、未分离复杂混合物、藿烷和甾烷),探讨不同时期有机质时空变化与来源组成.结果表明,落干期和淹没期正构烷烃(C10~C40)浓度分别为(14.09±4.05)μg/g和(16.25±3.91)μg/g,UCM为4.28~28.62μg/g,表明存在石油烃类污染.正构烷烃短链与长链比(L/H)在落干期和淹没期平均值分别为(0.90±0.56)、(0.74±0.15),指示落干期为低等生物与陆源高等植物的混合有机质输入,淹没期则以陆源输入为主.碳优势指数CPI平均值分别为(1.66±0.32)、(1.70±0.33),指示化石燃料与高等植物的混合贡献.正构烷烃主峰碳数(Cmax)与浓度特征揭示落干期藻类、细菌和水生植物源输入比淹没期高.库区上游多以水生、高等植物源为主,而下游则以细菌、浮游藻类低等输入居多.藿烷类(C27、C29~C32) Ts/Tm,C31(S/S+R)以及甾烷类(C27~C29) C29ααα S/(S+R)比值结果均可指示高成熟度石油烃输入.主成分分析结果表明落干期以石油源和水生、陆生植物源混合输入为主,淹没期以低等生物与水生植物混合源输入居多.本研究探讨了季节性水位调节对消落带沉积物生物标志物的影响机制,获得了示踪信息,为进一步研究库区生物标志物环境地球化学循环提供基础数据.
2022 Vol. 42 (6): 2810-2820 [摘要] ( 98 ) [HTML 0KB] [ PDF 625KB] ( 483 )
2821 郑楠, 邵阳, 罗敏, 孟丹阳, 徐殿斗, 刘志明, 马玲玲
土壤团聚体制备方法对其稳定性及固碳潜力评价的影响研究
为探讨不同土壤团聚体制备方法对评价城市土壤固碳潜力的影响,本研究采集北京市两种典型的不同利用类型土壤—城市绿地土壤和城郊农田土壤,分别采用干筛法和湿筛法制备土壤团聚体,对其团聚体组成、有机碳含量以及稳定碳同位素特征进行了解析.结果表明:干筛法制备的机械稳定性团聚体均以>0.25mm的大团聚体为主(城市绿地土壤:69.80%;农田土壤:71.36%);而湿筛法制备的水稳性团聚体均以<0.25mm微团聚体为主(城市绿地土壤:57.70%;农田土壤:52.14%).红外光谱解析发现,不同制备方法下,两类土壤中微团聚体中均是稳定有机碳比活性有机碳相对含量高;北京城郊农田土壤中稳定芳香碳的相对含量较多,而脂肪碳相对含量较少;城市绿地土壤则具有相反特征,说明城市绿地土壤中有机碳具有更高活性易在一定条件下被释放.结合稳定碳同位素比值解析发现,湿筛制备方法下13C在<0.053mm团聚体颗粒组中富集,更符合土壤团聚体胚胎发育模型,说明在土壤固碳潜力研究中,湿筛法比干筛法制备团聚体更具有实际评价价值,本研究为进一步评价我国城市土壤的固碳潜力具有参考意义.
2022 Vol. 42 (6): 2821-2827 [摘要] ( 155 ) [HTML 0KB] [ PDF 466KB] ( 483 )
2828 饶清华, 林秀珠, 陈芳, 陈文花, 林云杉, 曾雨
基于排污量分配的流域生态补偿标准研究
为体现“差异性公平”,本研究通过构建流域排污量分配指标体系及分配模式,采用熵权法确定分配指标的权重,根据不同地区的分配比例,结合流域可分配排污量,确定流域内不同地区分配排污量.以闽江流域为例,对流域内各个地区2010~2019年的排污量进行分配,根据排污量分配情况分别测算2010~2019年闽江流域生态补偿标准.结果表明,福州地区实际COD排放量均高于理论COD排放量,其超量排放范围分别为871~20857t;南平地区除2010年的实际COD排放量略高于理论COD排放量外,其余年份均低于理论COD排放量;三明地区实际COD排放量均低于理论COD排放量,其损失的排放量范围分别为1479~12507t.2010~2019年福州地区需要支付的生态补偿额度分别为1175~28139万元;南平地区除2010年需要支付生态补偿外(补偿值为821万元),其余年份均获得其他地区的生态补偿,补偿值分别为1253~13157万元;三明地区获得生态补偿额度分别为1996~16874万元.
2022 Vol. 42 (6): 2828-2834 [摘要] ( 95 ) [HTML 0KB] [ PDF 445KB] ( 284 )
2835 宋凡凡, 李仙岳, 田德龙
植被过滤带模式对内蒙农牧交错区截流减沙的影响及优选
为了提高农牧业交错带禾本植被过滤带截流减沙效果,在内蒙古中部巨宝庄试验基地设置过滤带茎间距(0.9cm、1.2cm、1.7cm)和宽度(3m、6m、9m)2个因素,包括空白对照共10个处理.研究了植被过滤带茎间距和宽度对截流减沙的响应,并运用熵权TOPSIS模型评价了不同植被过滤带模式的综合效益,筛选该地区禾本植被过滤带适宜茎间距和宽度.结果显示,在相同植被过滤带茎间距条件下,增加过滤带宽度显著降低径流与泥沙出流量,过滤带宽度为9m与6m处理比3m处理在过滤带末端平均泥沙含量分别减少了80.97%和60.66%,平均径流量分别降低了62.14%、33.59%,并分别推迟水沙出流时间7min和2min.在相同过滤带宽度下,减少植被茎间距有效提高截流减沙效果,其中过滤带茎间距为0.9cm处理比1.2cm与1.7cm处理在过滤带末端平均泥沙含量分别减少了35.4%和48.28%;平均径流量分别降低了16.5%和18.26%.茎间距与宽度对径流、泥沙拦截量影响极显著,过滤带宽度对径流影响更大,且两者交互作用对泥沙拦截量影响极显著.通过熵权TOPSIS评价得出过滤带宽度为9m,茎间距为0.9cm的禾本植被过滤带模式综合评分最高,经济与截流减沙综合效益最优,研究结果对当地植被过滤带建设有重要指导意义.
2022 Vol. 42 (6): 2835-2843 [摘要] ( 104 ) [HTML 0KB] [ PDF 849KB] ( 229 )
2844 刘海霞, 李素霞, 刘广龙, 黄凯旋, 杨斌, 苏静君, 王杰, 张晋谊, 侯景耀
基于复合指纹图谱和贝叶斯模型的茅尾海悬浮颗粒物源解析
为明确茅尾海中悬浮颗粒物的来源,采集了茅尾海流域红树林土壤、堤岸土、河口颗粒物、茅尾海沉积物以及湾外颗粒物等悬浮颗粒物潜在源样品.基于多元统计复合指纹图谱方法,筛选出最佳指纹因子组合,进而通过贝叶斯混合模型得出五种潜在源对茅尾海悬浮颗粒物的贡献率.结果表明:Mg、Al、Mn、Pb、Fe五种指纹元素可作为最佳指纹因子组合,累计判别正确率为78%.贝叶斯混合模型结果显示,茅尾海悬浮颗粒物主要来源于河口和湾外输送,贡献率最高达到58.9%和68.6%.其中,靠近河口区域主要受河流汇入影响,其贡献率达到42.2%~58.9%;靠近湾外区域则以湾外颗粒物贡献为主,贡献率达到44.9%~68.6%.各点位的沉积物贡献率均较低,红树林土壤和堤岸土的贡献率都在10%左右.总的来说,由河口汇入和潮汐作用带入的颗粒物是茅尾海悬浮颗粒物的主要来源.
2022 Vol. 42 (6): 2844-2851 [摘要] ( 89 ) [HTML 0KB] [ PDF 695KB] ( 503 )
2852 林怡, 张文豪, 宇洁, 张翰超
基于无人机影像的城市植被精细分类
针对传统植被资源调查方法工作量大、成本高、效率低的问题,利用高分辨率无人机遥感影像,联合地物光谱-纹理-空间信息,构建了一种适用于描述城市不同植被种类的多维特征空间,在此基础上对三种应用广泛的分类算法(基于像素的、面向对象的支持向量机及深度学习Mobile-Unet语义分割模型)开展了对比分析研究.结果表明:本文提出的联合地物光谱-纹理-空间信息的特征空间构建方法能够有效地描述城市不同类型植被的特征差异,提升影像分割、植被分类的精度;在分类精度上,基于像素和面向对象的支持向量机分类结果的总体精度均超过90%,深度学习方法的总体分类精度为84%;在算法效率上,传统机器学习方法也优于深度学习方法.因此,得出结论针对城市小区域、小样本的植被精细分类,传统机器学习分类方法比深度学习方法效果更好.
2022 Vol. 42 (6): 2852-2861 [摘要] ( 128 ) [HTML 0KB] [ PDF 1625KB] ( 1162 )
2862 王筱, 聂明华, 晏彩霞, 盛燕茹, 陈洁, 丁明军
重金属在灰尘及其水溶解相中的分布特征及其影响因素——以南昌市为例
以南昌市为例,分析了不同功能区和公交车站降尘及其水溶解相中重金属浓度的空间分布特征.同时结合多种分析技术,探究降尘及其水溶解相理化性质对降尘重金属在固-液相中分配行为的影响.结果表明:南昌市降尘及其水溶解相中总重金属浓度范围分别为310~4393μg/g和2.17~55.62μg/g.两相中重金属的空间分布可能受到车流量较大的交通干线和汽车轮胎零件磨损的影响,其高值区主要分布于南昌县政府、部分高校以及客运站、驾校附近.风险评价的结果表明,南昌市降尘重金属综合生态风险总体处于中等水平,且Cr和As具有一定的致癌风险.溶解态中重金属所占百分比(K值)的排序为:Ni>Mn>Cu>As>Cr>Zn>Pb,K值的空间分布高值区多分布于人口密集地区、交通道路以及汽车客运站附近.大部分降尘及其水溶解相的理化性质与Pb、As、Mn具有显著正相关关系,降尘溶解相中较高的溶解性有机碳和腐殖化程度对重金属向溶解相中的释放具有重要作用.
2022 Vol. 42 (6): 2862-2877 [摘要] ( 85 ) [HTML 0KB] [ PDF 3195KB] ( 353 )
环境毒理与健康
2878 闫志鹏, 李舒月, 邢颀颂, 南楠, 秦国华, 桑楠
不同城市PM2.5致小鼠肝脏纤维化的效应差异研究
为阐明PM2.5诱发肝脏纤维化的潜在机制以及导致这种不良效应的主要组分,本研究以采自我国太原、北京、杭州和广州市的PM2.5暴露10月龄C57BL/6雌性小鼠4周后,利用组织切片染色,荧光定量PCR (qRT-PCR)以及Western blot技术检测小鼠肝脏纤维化的发生,并采用皮尔森相关系数法分析不同城市PM2.5暴露组小鼠肝脏纤维化相关基因表达水平与各城市典型化学组分的线性相关关系.结果发现,与对照组相比,太原组和杭州组小鼠肝脏脏器系数显著降低;太原组小鼠肝脏胶原沉积面积显著增加,肝脏纤维化相关基因(Col1a1、Col3a1、TGF-β和MMP2)的转录水平显著升高,并且也仅有太原组PM2.5暴露诱导了小鼠肝脏Col1a1蛋白的显著增高,而其他城市PM2.5暴露组并未见上述纤维化相关因子的显著变化.相关性分析结果显示,Cr、Mn、Mo、Cs、Pb、Bi、U和Fe等金属组分与Col1a1和Col3a1的mRNA表达呈显著正相关,除NA、AC及BaP外其余15种多环芳烃均与Col1a1表达显著相关,18种PAHs之和与Col3a1表达显著相关.上述结果表明,PM2.5暴露可导致小鼠肝脏纤维化的发生,其中太原市PM2.5诱导肝脏纤维化发生最为显著,TGF-β及其通路中相关信号分子在介导PM2.5诱发肝脏纤维化发生中发挥了重要作用,Cr、Mn、Mo、Cs、Pb、Bi、U、Fe及PAHs很可能是细颗粒物暴露导致小鼠肝脏纤维化的关键毒性组分.
2022 Vol. 42 (6): 2878-2885 [摘要] ( 93 ) [HTML 0KB] [ PDF 871KB] ( 289 )
2886 宗玉璐, 杨丽萍, 赵淑艳
6:2氟调羧酸在蚯蚓体内的毒理效应及代谢转化
以赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)为受试生物,通过活体与离体实验,研究6:2氟调羧酸(6:2FTCA)在蚯蚓体内的毒理效应和代谢转化机制.结果表明,6:2FTCA对蚯蚓体内丙二醛(MDA)含量和过氧化物酶(POD)活性无显著影响,但能够使过氧化氢酶(CAT)活性提高,使超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽转移酶(GST)活性显著升高,说明6:2FTCA对蚯蚓产生了氧化胁迫效应.6:2FTCA在蚯蚓细胞色素P450(CYP450)和GST酶提取液中的降解动力学均符合一级动力学模型,在CYP450(0.014/h)酶液中的降解速率明显高于GST (0.006/h),其终端全氟羧酸(PFCAs)代谢产物为全氟己酸(PFHxA)、全氟戊酸(PFPeA)和全氟丁酸(PFBA),说明CYP450和GST参与了6:2FTCA在蚯蚓体内的代谢转化,且CYP450贡献大于GST.蚯蚓肠道好氧微生物对6:2FTCA具有显著的降解效果,终端PFCAs降解产物为PFHxA和PFPeA,而肠道厌氧微生物对6:2FTCA无降解作用.
2022 Vol. 42 (6): 2886-2893 [摘要] ( 159 ) [HTML 0KB] [ PDF 409KB] ( 577 )
2894 廉宇航, 刘维涛, 史瑞滢, 王琦, 李剑涛, 郑泽其
聚乙烯和聚乳酸微塑料对大豆生长和生理生化及代谢的影响
为揭示生物可降解性不同的微塑料对农作物的毒性效应,选择聚乳酸(polylactic acid可生物降解)和聚乙烯(polyethylene难生物降解)微塑料(microplastics)为供试材料,以大豆为供试植物,深入探究了不同暴露水平(0.1%,1%,W/W)下两种不同的微塑料对大豆(Glycine max)生长、光合作用、抗氧化性、营养品质以及代谢方面的影响.结果表明,聚乙烯微塑料(PEMPs)对大豆根部鲜重有促进作用,而0.1%聚乳酸微塑料(PLAMPs)则抑制根部长度.大豆的叶绿素含量在0.1% PEMPs作用下能够显著提高.PLAMPs则能够导致大豆过氧化氢酶(CAT)活性显著下降,而过氧化氢(H2O2)含量在0.1% PEMPs和1% PLAMPs下显著升高.此外,微塑料的暴露能够改变大豆根部中锰、铁以及铜的含量,其中0.1% PEMPs的效应最为显著.大豆叶片中的氨基酸代谢在PEMPs的作用下上调,而0.1% PLAMPs则引起有机酸以及糖类代谢下调.综上,微塑料的植物毒性效应与其生物可降解性及浓度密切相关,低浓度可生物降解微塑料的效应最强.这些发现有望为微塑料的植物毒理研究提供新的方向.
2022 Vol. 42 (6): 2894-2903 [摘要] ( 198 ) [HTML 0KB] [ PDF 1019KB] ( 940 )
2904 李利红, 郭宇茹, 侯俊鑫, 吴丽华
H2S信号在拟南芥响应SO2胁迫过程中的作用
以拟南芥为实验材料,研究植物对H2S和SO2处理的转录响应及其关系,并利用外源喷施H2S及其清除剂的方法,检测SO2熏气后植株体内H2S的产生及其生理效应,探讨气体信号分子H2S在植物响应SO2胁迫过程中的作用.高通量测序结果发现,H2S和SO2处理诱导拟南芥植株多个基因转录水平改变,并有1220个基因在两种处理条件下均差异表达,其中包括多个硫代谢和谷胱甘肽代谢相关基因,表明H2S和SO2在调控硫代谢途径中具有交互作用.SO2熏气诱导拟南芥植株体内H2S合成酶基因LCD和DES1转录水平提高,胞内H2S含量增多.同时,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性升高,含硫抗氧化物谷胱甘肽(GSH)含量及其相关酶谷胱甘肽硫转移酶(GST)和谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)活性提高,活性氧H2O2含量增加,膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)含量与对照相比无显著差异.外源喷施H2S可进一步提高SO2熏气下拟南芥植株GSH含量及其相关防御酶的活性,H2O2含量降低.但喷施亚牛磺酸(HT)清除H2S后,SO2熏气拟南芥植株GSH含量、抗氧化酶SOD、CAT和GST活性降低,MDA含量大幅增加.结果表明,SO2熏气诱导产生的H2S可作为信号分子,提高机体抗氧化防御能力,增强植物对SO2胁迫的抗性.
2022 Vol. 42 (6): 2904-2910 [摘要] ( 116 ) [HTML 0KB] [ PDF 406KB] ( 422 )
2911 贺颖倩, 王敏珍, 郑山, 赵亚楠, 张露露, 刘婧, 白亚娜
PM10短期暴露对人群空腹血糖和血脂的影响
为探析PM10短期暴露对不同糖代谢水平人群空腹血糖和血脂的影响,以“金昌队列”为研究平台,收集金昌市2011~2017年污染物数据及气象数据.采用近邻模型完成个体PM10暴露评估.运用广义估计方程分析PM10对血糖和血脂指标的影响.采用广义相加混合模型绘制暴露-反应关系曲线.结果表明,PM10浓度每增加一个四分位数间距,空腹血糖(FPG)、总胆固醇(TC)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)和高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)分别升高0.58mg/dL (95% CI:0.35,0.82)、0.38mg/dL (95% CI:0.25,0.52)、0.44mg/dL (95% CI:0.31,0.57)和0.34mg/dL (95% CI:0.29,0.40),甘油三酯(TG)降低0.67mg/dl (95% CI:-0.86,-0.47).随着PM10浓度升高,FPG、TC、LDL-C和HDL-C均呈上升趋势,TG呈下降趋势.PM10对男性、年龄≥60岁者血糖和血脂指标影响更显著.因此,PM10与不同糖代谢状态人群血糖和血脂水平异常密切相关,男性和老年人应加强自身防护.
2022 Vol. 42 (6): 2911-2920 [摘要] ( 135 ) [HTML 0KB] [ PDF 696KB] ( 258 )
2921 马盼, 田梓杰, 张小玲, 王式功, 尹岭
黑碳对呼吸系统发病急性影响及气温修正效应研究
为研究黑碳(BC)对呼吸系统急性发病的影响及气温的修正效应,收集北京市2009~2012年264075例呼吸系统急诊病例与同期空气污染物(BC、PM2.5、SO2、NO2)及气象数据,在划分呼吸道感染部位(上、下呼吸道)与人群年龄的基础上,采用分布-滞后非线性模型与广义相加模型进行建模.首先分别研究BC、气温与发病的(滞后)关联,继而构造二元交互模型探索气温-BC的协同关系,再分层量化BC在不同气温水平的健康影响;并同时纳入气态污染物验证BC结果的稳健性.结果表明,对总呼吸系统、上感、下感而言,气温-发病风险的暴露-响应曲线均近似“V”型,阈值温度分别为24℃、26℃和24℃,且低温的滞后累积影响强于高温.主效应模型揭示BC诱发即时性风险,影响在3d内消失;BC浓度每升高四分位数(IQR),总呼吸系统、上感、下感的超额发病风险(ER)分别为1.97%、2.64%和1.34%.少儿(£14岁)超额发病风险最高(总呼吸系统,3.40%),而老年组(³60岁)结果不甚显著.双污染物模型显示,BC与SO2共存会放大BC关联风险,尤以上感响应明显;而BC与NO2共存会适度增强下感风险.BC-气温的非参数二元模型显示,BC升高使发病风险类似对数函数上升,且高温会显著增强BC的健康影响.分层模型得到,每IQR BC在气温高于阈值时导致的下感风险显著高于上感,分别为5.55%、1.27%(P>0.05);而低于阈值时BC所致上、下感风险相当,均在0.55%左右.BC对呼吸系统发病的急性影响与感染部位和气温水平紧密相关,不同年龄段间也体现差异化特征.
2022 Vol. 42 (6): 2921-2930 [摘要] ( 117 ) [HTML 0KB] [ PDF 1171KB] ( 561 )
环境影响评价与管理
2931 昌敦虎, 张泽阳, 周继, 马中, 王祖光
电石法聚氯乙烯行业履约的成本效益分析
构建汞物质平衡模型以识别高汞触媒及低汞触媒电石法聚氯乙烯(CCPVC)企业中汞的产生、转化和排放过程.进一步针对典型企业开展成本效益分析,比较通过低汞触媒替代来履行《关于汞的水俣公约》要求的各种方案.结果表明,案例企业将在履约的情况下,使废气和废水汞排放量分别减少25%和85.7%~98.9%,净效益增加50.7%~55.4%.案例企业最有利的选择将是在厂内回收废触媒并改进汞减排设施,但含汞固体废物的环境风险不可忽视.原因是《关于汞的水俣公约》侧重于CCPVC行业的汞输入而非汞排放.此外,目前的汞环境税率低于最优税率,无法为CCPVC企业提供足够的激励以控制汞排放.因此,为了提高《关于汞的水俣公约》的政策效力,有必要推动我国CCPVC行业汞物质平衡的构建,加强对含汞固体废物堆存的监管力度,提高汞排放的环境税率,并将所含的环境风险物质量作为固体废物的计税依据.
2022 Vol. 42 (6): 2931-2941 [摘要] ( 139 ) [HTML 0KB] [ PDF 588KB] ( 297 )
2942 胡彦勇, 张瑞, 郄晓彤, 刘虹
全生命周期下中国煤炭资源能源碳排放效率评价
基于生命周期法(LCA)构建了煤炭资源在开发、转换、利用阶段的碳排放估算模型,采用动态网络SBM模型测算了2007~2019年中国25个省(自治区、直辖市)煤炭资源的综合能源碳排放效率、时期能源碳排放效率与阶段能源碳排放效率.结果表明:我国煤炭资源综合能源碳排放效率水平呈“U”字型分布,东部最高、西部次之、中部最低.煤炭资源能源碳排放效率水平存在较大的提升空间,2007~2019年综合能源碳排放效率均值仅为0.4726;我国煤炭资源时期能源碳排放效率区域间差异显著,效率水平较高的地区主要集中在华东与中南地区;从阶段能源碳排放效率分析可以发现仅北京、江苏、青海三省阶段1与阶段3的能源碳排放效率处于有效水平,其余省(自治区、直辖市)及其他阶段均存在效率损失,尤其阶段2效率损失严重.研究期内阶段3的能源碳排放效率整体呈“类峰峦状”的波动上升趋势;DNSBM和NSBM两种模型测算的能源碳排放效率对比发现,NSBM模型会低估煤炭资源综合能源碳排放效率水平.
2022 Vol. 42 (6): 2942-2954 [摘要] ( 104 ) [HTML 0KB] [ PDF 1802KB] ( 754 )
2955 郑贺允, 葛力铭
资源型城市可持续发展对碳排放的影响研究——基于资源依赖的视角
基于2003~2018年285个地级市的面板数据,首先使用双重差分模型考察《全国资源型城市可持续发展规划(2013~2020年)》(以下简称《规划》)对碳排放的影响;其次,探究该政策通过资源依赖这一路径对碳排放的影响效果;进一步地,基于城市区域和城市规模两个视角分析该政策通过资源依赖影响碳排放的异质性效果;最后,探究《规划》的空间溢出效应.结果表明《规划》显著地降低了资源型城市的碳排放;机制分析表明,《规划》能够通过降低资源依赖进而减少碳排放,且产业结构升级和技术进步对《规划》的碳减排效应起到了正向调节作用;异质性分析表明,《规划》通过降低资源依赖进而促降碳排放的效果在东､中部地区以及大城市更为明显;《规划》对本地及周边地区均具有显著的碳减排效应.本研究对于在双碳目标下实现中国资源型城市的可持续发展具有重要的政策启示.
2022 Vol. 42 (6): 2955-2964 [摘要] ( 136 ) [HTML 0KB] [ PDF 537KB] ( 553 )
2965 赫晓慧, 徐雅婷, 范学峰, 耿庆玲, 田智慧
中原城市群区域碳储量的时空变化和预测研究
为了有效评估中原城市群碳储量,运用灰色预测模型获取动态碳密度数据,结合Dyna-CLUE模型和InVEST模型,动态评估2005~2030年土地利用变化下不同情景的碳储量演变特征,以及城市发展对碳储量的影响.结果表明,2005~2020年中原城市群碳储量分别为1689.59×106t、2035.36×106t、2066.34×106t和2093.05×106t,呈现持续增加趋势;2030年经济发展情景、生态保护情景和经济生态协调发展情景下碳储量分别为2162.45×106t、2179.39×106t和2174.28×106t,经济发展情景下碳储量最低,生态保护情景下碳储量最高.碳储量变化与土地利用面积变化密切相关,主要表现为耕地面积的下降导致其碳储量减少约250×106t,林地面积的扩张导致其碳储量增加约103.4×106t,建设用地的扩张导致其碳储量增加约87.77×106t;耕地和草地面积与总碳储量呈较弱的负相关关系,林地、水域、建设用地和未利用地面积与总碳储量呈较强的正相关关系.2005~2030年中原城市群30个城市的碳储量分别为11.38×106t~214.24×106t,碳储量的变化反映出城市土地碳排放在2030年之前已经达到峰值,且经济生态协调发展情景可能更适合未来城市发展的目标.
2022 Vol. 42 (6): 2965-2976 [摘要] ( 218 ) [HTML 0KB] [ PDF 1416KB] ( 534 )
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