中国环境科学
 
 
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2022年 42卷 7期
刊出日期 2022-07-20
环境毒理与健康
生物多样性
碳排放控制
大气污染与控制
水污染与控制
固体废物
土壤污染与控制
环境微生物
环境生态
大气污染与控制
2977 谢静晗, 李飒, 肖钟湧
50年来中国臭氧总量时空变化特征
利用来自世界臭氧与紫外辐射数据中心的中国区域6个地基观测站点数据,对多传感器再分析遥感数据进行验证,并基于验证后的遥感数据分析了1971~2020年中国区域臭氧总量不同尺度的时空变化特征.结果表明,50a来中国区域臭氧总量呈现轻微的下降趋势.年平均臭氧总量在1978年和1993年分别出现最大值(347.5±53.8) DU和最小值(291.9±29.5) DU,在1971~1978年、1978~1993年、1993~2020年,这3个时段年平均臭氧总量在整个中国区域分别是增长、减少、增长.月平均臭氧总量随季节变化呈现出正弦曲线形态,在3月和10月分别出现峰值(约338DU)和谷值(约285DU).中国区域臭氧总量在空间上呈现由东北向西南递减的纬向条带状分布.在40°N以北的东北部地区,该值可达360DU以上.中国区域50a月平均臭氧总量同样呈现纬向条带状分布.此外,时间变异系数和空间变异系数随季节的变化规律相似,夏季最小,接着依次是秋季和春季,冬季最大.即臭氧总量的变化和空间差异在夏季都最小.50a期间,不同时段、不同区域臭氧总量的变化趋势各不相同.在1971~1978年,臭氧总量的增长量和增长率都呈现由北向南递减的纬向条带状分布.在40°N以北的相对高值地区最大增加了56DU,约为16%;而在30°N以南的相对低值地区,最小增加了12DU,约为5%.在1978~1993年,减少量和减少率也呈现由北向南递减的纬度地带性.在40°N以北的相对高值地区最大减少了93DU,约为22%;而在30°N以南的相对低值地区,最小减少了11DU,约为4%.在1993~2020年,西北地区出现最大增长,增长量为18DU,约为6%;东南地区出现最小增长,增长量为4DU,约为1%.
2022 Vol. 42 (7): 2977-2987 [摘要] ( 223 ) [HTML 1KB] [ PDF 2663KB] ( 782 )
2988 高兴艾, 裴坤宁, 王淑敏, 闫世明, 王雁, 蒋云盛
汾渭平原吕梁市颗粒物潜在源及输送通道分析
基于汾渭平原吕梁市2017~2019年颗粒物浓度监测数据和地面气象观测数据,利用后向轨迹聚类分析法以及潜在源贡献函数(PSCF)等方法研究了吕梁市冬季PM10和PM2.5大气污染特征及其潜在源区,最后结合轨迹密度分析法(TDA)、轨迹停留时间分析法(RTA)对轨迹聚类分析得到污染输送通道进行补充分类,并分析了不同输送通道的输送特征.研究发现,吕梁市2017~2019年颗粒物年均浓度逐年下降,其中PM10下降了28μg/m3,PM2.5下降了17μg/m3,冬季下降幅度最大.3a冬季风向风速和浓度的统计分析表明吕梁市颗粒物浓度受东北和西南风影响最为显著,其原因是受当地三川河河谷地形的影响.影响吕梁市PM10污染的潜在源区主要位于西南方向,PM2.5污染的潜在源区主要分布在西南、东和东南方向,颗粒物污染输送通道可概括为:西北、西南和偏东(东+东南)通道.西北通道气流移动速度快,途经新疆、内蒙、甘肃和陕西北部等区域;西南通道气流移动速度慢,主要途经陕西中南部渭河平原等污染严重的区域;偏东通道的气流移动速度慢,气流先沿太行山东麓南下,在经过太行山的横断山谷(太行陉、井陉等)时转向进入山西.PM10污染时西北通道贡献最大,偏东通道贡献最小,且两个通道下绝大多数发生的均是轻度污染,占比都在90%左右;PM2.5污染时三类通道下发生轻度污染的比重较PM10均下降,西南和偏东通道下发生中度污染以上的比重在50%左右,且西南和偏东通道途经的区域恰好是PSCF计算得到的潜在源区位置,说明了西南和偏东气流容易将细颗粒物输送至吕梁.WRF (天气预报模式)的风场模拟较为直观的解释了三类污染输送通道,且复杂地形是形成污染输送通道的一个重要因素.西北和西南污染输送通道主要受吕梁山脉的影响,偏东污染输送通道主要受太行山及其横谷的影响.
2022 Vol. 42 (7): 2988-2999 [摘要] ( 150 ) [HTML 1KB] [ PDF 4771KB] ( 550 )
3000 宋春杰, 魏强, 范丽行, 王卫, 韩芳, 李伟妙, 李夫星, 成贺玺
基于PM2.5站点监测数据的京津冀AOD补值研究
以京津冀2020年318个地面监测站点的PM2.5数据为估算因子,构建了时空线性混合效应模型(STLME)和时空嵌套线性混合效应模型(STNLME),为AOD数据的补值研究提供了一种新方法.结果表明:在有AOD-PM2.5匹配数据的日期,上述两个模型估算精度相近,交叉验证后决定系数R2分别为0.868和0.874,均方根误差RMSE分别为0.112和0.109;在无AOD-PM2.5匹配数据的日期,嵌套模型估算精度明显高于非嵌套模型,交叉验证后决定系数R2分别为0.63和0.26.经过模型补值后,研究区监测站点所在网格AOD数据空间维有效比率从原始数据的44.35%提高到99.35%,时间维有效比率从87.94%提高到100%;同时,每个站点的年均AOD值都有明显提高,弥补了高PM2.5浓度条件下缺失的AOD数据,可以减少空气污染和健康研究中暴露评估的偏差.
2022 Vol. 42 (7): 3000-3012 [摘要] ( 146 ) [HTML 1KB] [ PDF 2106KB] ( 416 )
3013 景翠雯, 王成刚, 冯妍
2016年冬季寿县一次边界层低空急流对污染物扩散的影响
利用安徽寿县地区2016年12月16~17日的观测资料与模拟资料,分析了一次夜间边界层低空急流对PM2.5扩散的影响.此过程中,急流分布范围广,强度大,最大风速可达10~12m/s,而且风向随高度有明显转向,高低层风向差可达90°.急流发展过程中,急流轴基本位于200m以下,急流的最小风速高度出现在400~800m之间.通过分析可知,对于不同高度,急流对污染物扩散的影响存在明显差异.地面至急流轴范围内,PM2.5总体减少.急流的出现使湍流混合明显增强,在湍流作用下污染物向上混合,使该层PM2.5显著减少,净质量通量的峰值可达-103×10-3μg/(m2·s).急流的水平输送可带来上风方较为清洁气团,同样减少了该层的PM2.5浓度.但与湍流作用相比其影响较小,净质量通量仅为-2.9×10-3μg/(m2·s).急流存在时,还会加强向下的垂直风速,在垂直输送作用下,上层污染物向下输送,增加了该层PM2.5浓度,净质量通量约为11×10-3μg/(m2·s).急流轴至风向转变高度之间,PM2.5总体增加.这是由于湍流作用将低层高浓度污染物输送至该层,使PM2.5浓度增加,净质量通量约为23.9×10-3μg/(m2·s);水平输送作用使该层PM2.5浓度略有增加,净质量通量约为2.3×10-3μg/(m2·s);而垂直输送作用带来了高处较为清洁的气团,减少了PM2.5浓度,净质量通量约为-6.6×10-3μg/(m2·s).风向转变高度至LLJ最小风速高度之间,PM2.5总体增加.湍流作用仍占主导,净质量通量约为17.8×10-3μg/(m2·s);垂直输送作用稍有贡献,净质量通量约为1.4×10-3μg/(m2·s);而水平输送起减少作用,净质量通量约为-3.7×10-3μg/(m2·s).
2022 Vol. 42 (7): 3013-3022 [摘要] ( 130 ) [HTML 1KB] [ PDF 2013KB] ( 366 )
3023 马静, 燕莹莹, 孔少飞, 宋蔼莉, 陈楠, 祝波, 全继宏, 祁士华
武汉军运会前后臭氧及其前体物的特征和来源
利用湖北省超级站2019年10~11月的臭氧、NOx(=NO+NO2)和102种VOCs物质的小时数据分析了军运会期间臭氧污染变化;基于DSMACC箱型模式模拟不同VOCs和NOx浓度下臭氧的光化学生成敏感性;采用PMF模型对前体物VOCs进行源解析,并估算不同源类的臭氧生成潜势.结果显示,军运会保障前臭氧日最大8小时浓度(最大MDA8:219.51μg/m3)超过国家二级标准,保障期臭氧MDA8浓度(135.11μg/m3)明显下降,保障后浓度回升(140.98μg/m3).军运会保障前中期臭氧浓度的差异受气象条件影响更明显,而保障后臭氧浓度的上升主要是因为前体物浓度的大幅增加.根据DSMACC模拟的EKMA曲线,武汉市军运会期间臭氧的光化学生成主要受VOCs浓度变化的影响.进一步对VOCs进行源解析,结果显示,保障前VOCs对臭氧生成贡献较大的源类是燃烧源、石油化工和机动车,分别占23.0%、22.8%和22.5%;保障期间VOCs的主要来源是机动车(38.4%)和燃烧源(25.5%);保障后则主要是石油化工(32.6%)和燃料挥发(25.7%).三个阶段对比发现,军运会的保障方案对石油化工源减排效果明显,但对机动车和燃烧源排放的限制效果并不显著.武汉市应该更注重对燃烧、燃料挥发和机动车排放的治理.
2022 Vol. 42 (7): 3023-3032 [摘要] ( 169 ) [HTML 1KB] [ PDF 1191KB] ( 388 )
3033 谭健, 夏瑞, 吴兑, 孔少飞, 陈楠, 成春雷, 邓涛, 陶丽萍, 张雪, 吴柏禧, 吴良斌, 王庆, 吴晟
地壳元素铁的吸光贡献对黑碳吸光增强估算的影响——以武汉为例
传统方法使用固定的波长吸收指数来估算地壳元素或棕碳吸光,但该方法只能处理仅存在两种组分的情形(黑碳/棕碳,或黑碳/地壳元素)的吸光贡献,存在较大不确定性.为此,本文提出一种新的方法,利用武汉在线观测数据(2021年2、3、8、9月),采用铁作为地壳元素的示踪物,利用最小相关系数法(MRS)得出地壳元素的吸光贡献,在扣除地壳元素吸光之后,再得到黑碳吸光增强系数(Eabs).结果显示观测期间370nm波段地壳元素吸光贡献均值为12.3%,月均值范围5.7%~15.5%,且波长吸收指数与铁的浓度正相关,表明地壳元素吸光贡献不可忽视.地壳元素吸光贡献呈现出显著的季节特征,呈现出冬季低,春季高的特点.地壳元素吸光的分离前后计算的Eabs存在一定的差异,受到了黑碳和铁的相关性的影响.观测期间扣除地壳元素吸光后,Eabs均值为1.43±0.53,在季节性上呈现春夏高,秋冬低的特性,春季较高Eabs值与春季黑碳较高的老化程度有关.Eabs对无机盐和有机物的含量存在正的依赖关系,证明了这些包裹物质对吸光增强的影响.
2022 Vol. 42 (7): 3033-3045 [摘要] ( 118 ) [HTML 1KB] [ PDF 1519KB] ( 359 )
3046 李凌波, 宫超, 程梦婷, 李龙, 刘新宇
红外掩日遥感监测炼油厂非甲烷烷烃排放通量
采用红外掩日通量遥感监测(SOF)技术分别在2014年5月~2015年12月和2021年10月监测了我国7座大型炼油厂(其中6座原油年加工量均超过1000万t)非甲烷烷烃排放通量(kg/h)及分布.每座炼油厂监测3~8d,测量18~73次,总计获得328个排放通量测量数据,根据国内炼油厂VOCs排放烟羽中非甲烷烷烃质量分数估算了VOCs排放量,结合监测期间实际原油加工量计算了非甲烷烷烃和VOCs排放系数.结果显示:7座炼油厂2014~2015年的非甲烷烷烃排放系数测定值为0.016%~0.11%,平均为0.081%;VOCs排放系数估算为0.020%~0.14%,平均为0.10%.无组织排放约占炼油厂非甲烷烷烃排放总量的70%以上,其中轻油贮罐排放占比过半.国内7座炼油厂2014~2015年非甲烷烷烃排放系数的最好水平与美国南加州6座炼油厂同期SOF监测的最好水平相当,但非甲烷烷烃排放系数的平均水平约为其平均水平的3.9倍,国内炼油厂的VOCs排放控制水平更加参差不齐.国内1座千万吨级炼油厂2021年监测的非甲烷烷烃排放通量和排放系数分别较2015年削减72.4%和74.2%.SOF可为石化VOCs无组织排放监测、量化和排放清单修订提供最佳实用技术,本研究结果提供了国内石化行业VOCs综合整治初期典型炼油厂非甲烷烷烃和VOCs的基线排放实测数据,以及1座千万t级炼油厂6a后治理攻坚效果.
2022 Vol. 42 (7): 3046-3057 [摘要] ( 155 ) [HTML 1KB] [ PDF 1762KB] ( 427 )
3058 田娇, 覃业霞, 杨帅俊, 吕烨同, 黄皓旻, 叶代启
定制家具中典型板材VOCs的溯源及排放特征分析
利用1m3的环境舱,探究5种典型定制家具板材在一定条件下的挥发性有机物(VOCs)的组分、浓度水平和排放规律.结果表明,5种板材中共检测出54种目标化合物,主要成分以含氧挥发性有机物(OVOCs)和烷烃为主,OVOCs的占比分别为71.37%~85.77%,烷烃的占比分别为11.79%~24.84%.不同板材的总挥发性有机物(TVOCs)浓度水平差异较大,饰面中纤板的TVOCs浓度高达836.49μg/m3,远高于其他板材,实木生态板的TVOCs浓度最低,为最环保的板材.对5种板材VOCs的排放浓度进行逐时测量,发现甲醛的相对排放浓度比较为:饰面中纤板>防潮板>饰面颗粒板>实木生态板>PVC吸塑板,而TVOCs (除甲醛)的相对排放浓度比较为:饰面颗粒板>饰面中纤板>PVC吸塑板>防潮板>实木生态板.在这5种板材中,甲醛、正己烷和乙酸乙酯等化合物是主要成分,甲醛的浓度贡献占比为40.44%~82.59%.同时,在5种板材VOCs的排放特征基础上,对各类化合物进行了溯源分析,便于从VOCs产生源头对其进行污染控制.
2022 Vol. 42 (7): 3058-3067 [摘要] ( 158 ) [HTML 1KB] [ PDF 622KB] ( 778 )
3068 胡惠敏, 黄明强, 朱敏聪, 王伟超, 顾学军, 胡长进, 赵卫雄, 张为俊
在线表征萘二次有机气溶胶硝基多环芳烃
硝基多环芳烃(NPAHs)广泛存在于大气气溶胶中,是棕色碳的重要组成部分.萘和其他多环芳烃是NPAHs的重要前体物.为研究NO2对NPAHs形成的影响,本文利用气溶胶激光飞行时间质谱仪(ALTOFMS)在线测定不同NO2浓度下萘光氧化形成的二次有机气溶胶(SOA)的NPAHs组分.实验结果表明,NO2对NPAHs的产生和萘SOA的形成有促进作用.通过ALTOFMS在线检测、模糊C均值(FCM)聚类分析,结合离线电喷雾电离质谱验证,测得萘酚和羰基化合物是不存在NO2时萘SOA粒子主要成分,而通过OH-萘加合物和萘酚硝化产生的硝基萘、二硝基萘、硝基萘酚和二硝基萘酚及其衍生物是NO2存在时萘SOA粒子的主要组分.这为城市大气高浓度NOx背景下,研究NPAHs的化学组分和形成机理提供了实验依据.
2022 Vol. 42 (7): 3068-3076 [摘要] ( 114 ) [HTML 1KB] [ PDF 821KB] ( 516 )
3077 邓权龙, 庄丁丁, 丁厚成, 连志虚, 徐远迪
预混喷雾增效细颗粒去除的电除尘实验研究
为提高电场对细颗粒物的捕集效率,实现颗粒物超低排放要求,本试验采用喷雾与电场分区设计,搭建了预混喷雾湿式电除尘试验装置,以增强颗粒与液滴之间的凝聚作用,试验探究了电场电压、极板间距、电场风速、喷雾压力及入口浓度等参数对除尘效率的影响规律.结果表明;除尘效率随着电场电压增加,除尘效率提升,增幅先升高后降低,最后趋于平稳;减小极板间距或电场风速,能够提高除尘效率,但降低了处理风量;随着喷雾压力增大,除尘效率先增加后减小,当压力值为6MPa时,除尘效果最佳;粉尘入口浓度对除尘效率的影响程度较低,对于粒径小于2.5μm的颗粒物去除效率最高达98.5%.综上,预混喷雾湿式电除尘效果相比单一喷雾或静电除尘具有显著的增强,对于颗粒物超低排放装置的设计具有重要参考价值.
2022 Vol. 42 (7): 3077-3083 [摘要] ( 113 ) [HTML 1KB] [ PDF 647KB] ( 325 )
3084 王小强, 杨宁, 徐力, 李相鹏, 王钰
铁锰基整体式催化剂催化燃烧甲苯和氯苯性能
对比了3种不同合成方法(等体积浸渍法、超声辅助浸渍法、氧化还原沉淀法)制备的铁锰复合过渡金属氧化物负载堇青石整体式催化剂,通过BET、SEM、XRD、H2-TPR、XPS等表征手段分析了催化剂物理结构和化学性质.结果表明,氧化还原沉淀法负载的铁锰氧化物具有独特的片层状结构,暴露出较大的比表面积和较多的活性位点,其表面氧物种还原温度更低、Mn4+含量更高,增强了其催化燃烧性能.该催化剂对甲苯和氯苯表现出优异的催化性能,T50分别为200℃和261℃,T90分别为270℃和320℃,其热稳定性及耐久性也表现良好.
2022 Vol. 42 (7): 3084-3092 [摘要] ( 158 ) [HTML 1KB] [ PDF 902KB] ( 404 )
水污染与控制
3093 赵联芳, 于雪晴, 路宗仁, 刘成, 李颖
FeS对CW-MFC系统降解活性艳红X-3B效果及过程的影响
在自行构建的人工湿地-微生物燃料电池(CW-MFC)系统中,以砾石填料为对照,研究了FeS对活性艳红X-3B脱色效果及降解过程的影响.结果表明,加在底层区域的FeS能够显著提高CW-MFC对活性艳红X-3B的脱色效果和系统产电性能.FeS的投加使得系统脱色率在进水活性艳红X-3B浓度200mg/L、葡萄糖浓度100mg/L条件下达到99.83%.在进水活性艳红X-3B浓度100mg/L、葡萄糖浓度200mg/L条件下,FeS组最大功率密度达到0.849W/m3.活性艳红X-3B在系统中的脱色主要发生在底层和阳极区域,由紫外-可见全波长扫描图谱和GC-MS扫描图谱可知FeS在该区域促进了偶氮双键的断裂,并有利于脱色产物苯胺、三嗪结构、萘环结构的进一步降解.
2022 Vol. 42 (7): 3093-3102 [摘要] ( 120 ) [HTML 1KB] [ PDF 812KB] ( 239 )
3103 谢欣卓, 钟金魁, 李静, 郑博文
Fe3O4-nZVI类Fenton法降解水中磺胺甲恶唑
采用共沉淀和液相还原两步法制得四氧化三铁负载纳米零价铁(Fe3O4-nZVI),将其作为类Fenton反应的催化剂用于水中磺胺甲恶唑(SMX)的降解.通过批实验法研究了H2O2浓度、Fe3O4-nZVI投加量、pH值、SMX初始浓度、反应温度等因素对SMX降解的影响.SEM、EDS、XRD和XPS表征结果表明,制备的Fe3O4-nZVI为纳米级磁性复合材料.批实验结果表明,在一定实验条件范围内,提高H2O2浓度、Fe3O4-nZVI投加量和反应温度,以及降低体系pH值,均可提高SMX的降解率.动力学拟合参数表明,SMX的类Fenton催化降解符合拟一级动力学模型.在25℃时,当H2O2浓度为10mmol/L、Fe3O4-nZVI投加量为0.8g/L、pH=3、SMX初始浓度为10mg/L,SMX在180min时的降解率为99.61%.用VSM测得Fe3O4-nZVI的饱和磁化强度为105.52emu/g,表明其易于磁回收.重复利用实验表明,Fe3O4-nZVI具有较好的反应活性和稳定性.自由基淬灭实验表明,·OH的氧化作用是SMX降解的主要机理.
2022 Vol. 42 (7): 3103-3111 [摘要] ( 153 ) [HTML 1KB] [ PDF 603KB] ( 693 )
3112 蒋军, 倪千千, 可欣, 烟征
脯氨酸掺杂g-C3N4纳米片的制备及其对RhB的降解
通过简单的水热及煅烧方法制备了脯氨酸掺杂的g-C3N4纳米片,借助FTIR、XRD、SEM、BET、XPS、UV-vis DRS、PL、电化学工作站等手段对所制备的光催化剂进行结构、形貌、组成及光电性能表征分析.结果表明,脯氨酸的加入可以自主剥离前驱体,制成纳米片状的g-C3N4,增加催化剂的比表面积.此外脯氨酸的引入可以调节催化剂的能带结构,增加可见光吸收,提高光生载流子分离率.在模拟可见光照射下,考察其对罗丹明B (RhB)的光催化降解性能获得了最优掺杂条件.1%脯氨酸掺杂(PCN-1%)的催化剂经过60min可见光照射即可降解99%以上的污染物.降解速率得到显著提升,PCN-1%对RhB的降解速度(0.0271min-1)达到传统体相氮化碳(BCN)降解速率(0.0027min-1)的10.04倍,显著提高了g-C3N4的光催化能力.
2022 Vol. 42 (7): 3112-3120 [摘要] ( 127 ) [HTML 1KB] [ PDF 913KB] ( 531 )
3121 敬双怡, 宋子洋, 刘超, 李卫平, 李奇, 张铁军
MBBR工艺中SNEDPR的启动及性能研究
为探究同步硝化内源反硝化除磷(SNEDPR)强化移动床生物膜反应器(MBBR)工艺脱氮除磷的可行性,采用连续曝气和搅拌/曝气交替运行的MBBR反应器,以磁性填料作为载体处理模拟生活污水,考察了SNEDPR启动过程中的脱氮除磷性能,并结合荧光显微镜和高通量测序技术对各个功能菌群结构变化情况进行了分析.结果表明,经两阶段运行后,氨氮和磷去除率分别达到97.6%和85.37%,出水NO2-—N、NO3-—N和COD浓度分别为1.3949,3.88和20.4mg/L,同步硝化内源反硝化率(SNEDR)由0.07%逐渐升高至86.35%.好氧阶段同步硝化内源反硝化率的提高,使出水NOx-—N浓度下降,提高了系统的脱氮性能和厌氧阶段内碳源的储存量.荧光显微镜和高通量测序结果表明,经过53d的运行,微生物群落多样性呈显著提高,系统内GAOs、AOB、NOB丰度的提高(分别由接种污泥中的3.3%、0.84%和0.66%提高至系统内的27.08%/20.48%、1.45%/1.76%和1.05%/0.85%)和PAOs、DPAOs的存在,保证了系统的脱氮除磷性能,在MBBR工艺中实现了EBPR与SNED的耦合.
2022 Vol. 42 (7): 3121-3129 [摘要] ( 134 ) [HTML 1KB] [ PDF 664KB] ( 242 )
3130 刘方远, 刘亚男, 陆帅帅, 陈欢, 江芳
吡啶环改性石墨相氮化碳光催化还原Cr(VI)的研究
以三聚氰胺和吡啶二羧酸为原料,通过水热合成有机大分子前驱体,设计了吡啶环改性的石墨相氮化碳(x% Py-CN).利用TEM、XRD、XPS、FT-IR、EIS等手段对所得x% Py-CN催化剂进行表征分析.以水中Cr (VI)为目标污染物,考察了x% Py-CN催化剂的光催化还原性能.结果表明,在模拟太阳光照射下,10% Py-CN具有最佳的光催化性能,光照3h对15mg/L Cr (VI)光催化还原率达85%.x% Py-CN催化剂光催化活性提升的原因在于,吡啶环的修饰有效提高了光生电子空穴对的分离效率.此外,重复循环实验表明该催化剂具有良好的稳定性和循环利用能力,具有良好的应用前景.
2022 Vol. 42 (7): 3130-3139 [摘要] ( 160 ) [HTML 1KB] [ PDF 1121KB] ( 421 )
3140 李亚林, 陈高昂, 孙丽莉, 王恩赐, 宋雨晴, 孙趁心
交变电场-铁改性生物质强化城市污泥深度脱水
为了实现城市污泥的深度脱水,采用铁改性生物质作为骨架构建体联合交变电场电渗透技术处理污泥,以单因素实验为基础,探究了该联合技术对污泥脱水性能的影响,并通过表面响应法优化了污泥脱水的工艺参数.将玉米秸秆使用浓度为0.03g/mL的FeCl3溶改性后与污泥混合,当采用不等占空比为4.33:1的交变电场,电压为17.22V/cm,改性生物质投加量为96.81mg/g DS,改性生物质含水率为61.91%,生物质粒径为1.05mm,阴阳极间距为2.10cm时,可以得到含水率为58.21%的脱水污泥,脱水能耗为0.0148kW·h/kg RW (脱除水分).脱水污泥的扫描电镜表征结果显示,铁改性生物质可以在污泥中起到良好的骨架支撑作用,有利于提高污泥的机械强度和可渗透性;热重分析显示,脱水后污泥的上、下层燃烧过程可划分为析出自由水和束缚水阶段,析出和燃烧挥发分阶段、分解无机盐阶段,添加铁改性生物质的脱水污泥有机质含量更高,燃烧得更快.
2022 Vol. 42 (7): 3140-3148 [摘要] ( 112 ) [HTML 1KB] [ PDF 918KB] ( 231 )
3149 张文勃, 李晓玲, 刘心怡, 张佳颖, 周俊才, 孟雯, 张鹏程
EDTA-2Na/Fe(Ⅱ)对自养生物体系下硝酸盐还原过程的影响
采用厌氧序批式生物膜反应器(ASBBR),以固定浓度的硝酸盐和硫酸亚铁为基质,按不同梯度条件添加EDTA-2Na,进行长时间的培养驯化,研究铁盐脱氮的启动过程,同时探究不同EDTA-2Na/Fe (Ⅱ)对铁自养反硝化过程以及硝酸盐异化还原为铵(DNRA)的影响.结果表明:经过65d的培养驯化,反应器成功稳定运行.当EDTA-2Na/Fe (Ⅱ)<1.50时,反应器只进行铁自养反硝化过程,NO3-—N去除率最高仅为71.70%;当EDTA-2Na/Fe (Ⅱ)≥ 1.50时,反应器同时进行铁自养反硝化与DNRA过程,NO3-—N去除率最高为99.70%.值得注意的是,在EDTA-2Na/Fe (Ⅱ)=1.50时,铁自养反硝化速率达到最大值1.63mg/(L·h)的同时,DNRA的产氨量也达到最大值9.75mg/L.Visual MINTEQ模拟结果表明:EDTA-2Na与Fe (Ⅱ)的摩尔比会影响进水中EDTA-2Na与Fe (Ⅱ)的存在形态,物质的量比越大,FeEDTA2-浓度越高,Fe (Ⅱ)的生物可利用性越强.通过对不同样本进行微生物种群分析,发现优势菌属有Brucella、Castellaniella、Ochrobactrum、Pseudomonas、Citrobacter,前4种菌属均与反硝化过程有关,Citrobacter菌属与DNRA过程有关,且该菌属只在EDTA-2Na/Fe (Ⅱ)=1.50和1.75两个条件下出现.上述研究结果可为更深入探究DNRA与反硝化之间的作用关系提供参考.
2022 Vol. 42 (7): 3149-3155 [摘要] ( 181 ) [HTML 1KB] [ PDF 467KB] ( 391 )
3156 赵冰, 柳晓燕, 李胜红, 朱芬芬
污泥基生物炭提升活性污泥系统处理性能
对污泥基生物炭提升活性污泥系统处理性能进行探讨,将活性炭和污泥基生物炭分别投入A2O工艺厌氧池活性污泥,发现其对COD削减率最高分别为72.9%和41.1%,均能有效削减,生物炭对TN削减率最高为74.1%,优于活性炭.表征显示污泥基生物炭上更易附着活性污泥且比表面积更大.在A2O小试厌氧池中以"1次/污泥龄"为频率投加活性炭、污泥基生物炭和脱脂污泥基生物炭,结果发现:投加污泥基生物炭对COD、TN、TP的削减均优于活性炭,投加脱脂污泥基生物炭对COD、TN的削减与投加活性炭相当,对TP平均削减率高达85.6%,优于活性炭,表明生物炭处理(BT)工艺比粉末活性炭处理(PACT)工艺处理生活污水能力更强,脱脂污泥基生物炭作为污泥脂质提取后的副产品更经济.
2022 Vol. 42 (7): 3156-3163 [摘要] ( 247 ) [HTML 1KB] [ PDF 1728KB] ( 313 )
3164 班飒, 朱浩, 王童, 黄娜, 曹金蓉, 张慧捷, 樊桦, 周睿, 尹大学
双Z型MIL-88A(Fe)/Ag3PO4/AgI光芬顿催化剂对染料的去除
以MIL-88A (Fe)为载体,通过原位沉淀法和离子交换法成功合成双Z型三元复合材料MIL-88A (Fe)/Ag3PO4/AgI (MAI),并将其应用于光芬顿体系中,高效去除染料废水中的罗丹明B (RhB).棒状的MIL-88A (Fe)作为载体,减少了Ag3PO4和AgI颗粒的团聚现象,形成的双Z型异质结减少了电子-空穴对的复合,提高了光催化活性.在催化剂为0.5g/L,初始pH值为3.0,H2O2浓度0.4mmol/L的条件下,20min内100mL的20mg/L的RhB可被完全降解,并且在循环5次使用后仍保持较高的催化性能.此外,自由基捕获实验和电子自旋共振实验表明h+,O2·﹣和HO·是MAI/Vis/H2O2催化体系中的主要活性物质.最后,提出了MAI降解的可能机理.
2022 Vol. 42 (7): 3164-3173 [摘要] ( 122 ) [HTML 1KB] [ PDF 1024KB] ( 459 )
3174 曾峤婧, 周鑫, 黄超, 王平, 程豪, 郑小雨, 王梦欣, 刘昊
白腐菌联合纳米零价铁强化去除水中Cd(II)
采用白腐菌和纳米零价铁(nZVI)联合体系强化去除水中Cd (II),并考察pH值、Cd (II)初始浓度、温度、nZVI投加量对Cd (II)去除的影响,分析nZVI对白腐菌胞内外富集镉的影响特性,同时结合扫描电镜、红外光谱、X射线光电子能谱、三维荧光光谱等手段分析联合体系对Cd (II)的强化去除机制.结果表明,在pH=6,Cd (II)初始浓度为50mg/L,温度为30℃,nZVI投加量为0.1g/L的条件下反应180min后,Cd (II)的去除率可达到99.5%以上.联合体系对Cd (II)的去除过程符合准二级动力学,主要去除机制为白腐菌对Cd (II)的胞外络合吸附,添加nZVI能促进白腐菌对Cd (II)的胞外吸附,FTIR和XPS分析表明,羟基、羧基和氨基参与了Cd (II)的吸附,白腐菌胞外聚合物(EPS)能与铁发生内层配位形成P-O-Fe键,加速富含羟基官能团的纤铁矿、磁铁矿等铁矿物形成,从而促进对溶液中Cd (II)的吸附去除.
2022 Vol. 42 (7): 3174-3183 [摘要] ( 130 ) [HTML 1KB] [ PDF 2313KB] ( 278 )
3184 林子媚, 娄国生, 康耀明, 刘会娥, 陈爽, 杨相宜
碳化三聚氰胺海绵制备及其光热重油吸附研究
在氩气气氛下,经高温煅烧三聚氰胺海绵(MS),制备了碳化三聚氰胺海绵(HMS),利用SEM、XPS、FI-IR对HMS的碳化情况进行分析,测定了海绵碳化前后的密度、亲水性、孔隙率、吸收光谱及压缩回弹性能.结果表明,MS部分碳化形成HMS,疏水性增强且亲油性不变,孔隙率略有降低,具有优异的吸光性能及机械性能.HMS海绵对轻质油品和重油吸附实验的结果显示:HMS海绵对轻质油品饱和吸附体积为92.20cm3/g;在一个太阳光(1kW/m2)照射下,HMS海绵温度快速升高,有效降低底面接触的重油粘度并加快吸附重油速度,吸附量高达99.1g/g左右;利用HMS海绵重复对重油进行10次吸附-挤压脱附,发现其对重油的饱和吸附量可保持在81.00 g/g以上.这些特性使得HMS海绵成为一种有前景的高效节能、可重复利用的石油泄漏吸附剂.
2022 Vol. 42 (7): 3184-3192 [摘要] ( 126 ) [HTML 1KB] [ PDF 865KB] ( 280 )
3193 常博焜, 陈怡汀, 曹钢, 胡良, 吕家珑, 杜伟, 胡斐南
背景离子类型和浓度对聚苯乙烯微塑料/铅在饱和石英砂中共运移的影响
为阐明水化学条件对微塑料和重金属运移的影响,初步明确两种环境污染物共运移过程中的耦合效应及其对环境条件的响应机制,研究了背景电解质离子不同价态和浓度组成条件下1μm聚苯乙烯微塑料(PS-MPs)和Pb2+在饱和一维砂柱中的单独及共迁移行为.结果表明:背景离子浓度的增加或价态的升高均会抑制PS-MPs的单独运移能力,当Na+浓度从1mmol/L增加到100mmol/L,PS-MPs和石英砂之间的排斥势垒下降了1348kT;当Ca2+浓度从1mmol/L增加到100mmol/L,PS-MPs和石英砂之间的排斥势垒下降了956kT.PS-MPs/Pb2+二元体系中Pb2+能降低PS-MPs的迁移能力,背景离子浓度和价态的提升可削弱Pb2+对PS-MPs运移能力的抑制性.当Na+浓度从1mmol/L增加到100mmol/L,PS-MPs和石英砂之间的排斥势垒下降了1100kT;当Ca2+浓度从1mmol/L增加到100mmol/L,PS-MPs和石英砂之间的排斥势垒下降了543kT.背景离子浓度的增加或价态的升高能促进Pb2+的单独运移能力.PS-MPs/Pb2+二元体系中,PS-MPs能够促进Pb2+的运移,背景离子浓度较低时,PS-MPs负载Pb2+的迁移率较高,反之亦然.对于PS-MPs和Pb2+单运移体系,背景阳离子浓度和价态的提升可进一步屏蔽PS-MPs及石英砂表面负电荷,竞争吸附石英砂表面结合位点,抑制PS-MPs运移,促进Pb2+运移;对于PS-MPs和Pb2+共运移体系,背景离子浓度和价态的提升可通过调节Pb2+与PS-MPs及石英砂表面的相互作用,削弱Pb2+对PS-MPs迁移能力的抑制作用.背景离子对PS-MPs表面位点的竞争吸附及对电荷的屏蔽效应影响PS-MPs对Pb2+的负载迁移能力.
2022 Vol. 42 (7): 3193-3203 [摘要] ( 175 ) [HTML 1KB] [ PDF 818KB] ( 399 )
3204 魏永, 吴宏, 李甜, 罗政博, 李贤建, 魏勤政
正渗透去除地表水中DOM的效能研究
采用经砂滤处理后的滆湖水作为原料液,氯化钠溶液作为汲取液,在不同影响因素条件下进行正渗透试验,并对试验后的膜片进行清洗,探究膜污染的可逆性.结果表明:提高汲取液浓度、运行温度及膜面流速均可有效增加膜通量;正渗透对滆湖水体中的溶解性微生物代谢产物、类色氨酸、类富里酸和腐殖酸四种主要DOM成分均有较好的去除效果,DOC、UV254截留率均在96%以上;短期运行通过水力清洗几乎可以完全恢复膜通量,而长期运行通过超声清洗可以基本恢复全部膜通量,通过分析膜清洗液可知造成膜污染的主要物质为类色氨酸类和类富里酸类物质.
2022 Vol. 42 (7): 3204-3211 [摘要] ( 140 ) [HTML 1KB] [ PDF 1368KB] ( 213 )
3212 孙博宇, 韩东梅, 马伟芳
rGO@nZVI-BC修饰的PRB增强糖皮质激素还原转化性能研究
为制备环境功能材料rGO@nZVI-BC,以此材料构建可渗透反应墙(PRB)实现对地下水中含氟糖皮质激素(FGCs)的有效阻控.结果表明,阻控过程可用改进Yoon-Nelson模型描述,在rGO@nZVI-BC和土壤系统中吸附速率和生物降解速率常数分别为0.485和0.035d-1、0.233和0.029d-1.提升阻控效能的主要机理是强化吸附和生物降解功能.其中运行初期以吸附作用占主导,贡献比为76.12%左右.生物强化机制主要为nZVI为GCs还原提供了电子供体,从而增强了还原脱氟功能,该部分贡献比约为87.06%,并伴随着脱羟基、氧化侧链降解和开环等降解.此外具有还原性脱卤属的功能性微生物(Xanthomonadaceae,Desulfuromonas和Sphingomonadaceae)物种丰度的增加进一步索证了功能材料rGO@nZVI-BC的效能.本研究为地下水中GCs的污染阻控提供了一种有效的方法.
2022 Vol. 42 (7): 3212-3223 [摘要] ( 153 ) [HTML 1KB] [ PDF 770KB] ( 238 )
3224 罗成明, 卢文喜, 王梓博, 常振波
地下水污染模拟模型的不确定性分析
为同时分析源汇项和水文地质参数不确定性对地下水污染数值模拟模型输出结果的影响,以抚顺市某煤矸石堆放场为研究实例展开研究.首先以硫酸根离子作为模拟因子,建立该场地地下水污染数值模拟模型.然后,分别采用局部灵敏度分析和全局灵敏度分析两种方法对模拟模型参数进行灵敏度分析并对比二者的结果,最终筛选出对模型输出结果影响较大的两个参数作为模型的随机参数.为减少反复调用模拟模型产生的计算负荷,分别对3口观测井应用克里格、核极限学习机、支持向量机和BP神经网络4种方法建立模拟模型的替代模型,根据这4种替代模型在不同井的拟合效果,为每口井优选出一个表现最好的替代模型,并利用优选出的替代模型完成蒙特卡洛随机模拟.最后,对随机模拟的结果进行统计分析与风险评估.结果表明,在置信度为80%时,1,2,3号三口井浓度的置信区间分别为:211.48~845.04mg/L,0~406.98mg/L,231.42~958.37mg/L.此外,依据《地下水质量标准》和各井的污染物浓度分布函数曲线得出:1号井和3号井的水质达标Ⅴ类水的概率分别为90.1%和93.1%,2号井达标Ⅲ类水的概率为80.7%,藉此为地下水资源管理和污染防治提供合理依据.
2022 Vol. 42 (7): 3224-3233 [摘要] ( 126 ) [HTML 1KB] [ PDF 911KB] ( 395 )
3234 刁文钦, 宋健, 王琳, 吴剑锋, 刘媛媛, 吴吉春
利用生物渗透性反应墙修复地下水Cr(VI)污染的数值模拟
为降低地下水中的Cr (VI)污染,选择生物反应过程中常见的电子供体(糖蜜)和连二亚硫酸盐分别作为渗透性反应墙(PRB)的反应材料和生物杀灭剂,以期能促进生化反应还原Cr (VI)的同时还能阻止生物堵塞效应.采用PFLOTRAN软件模拟以糖蜜为反应材料和连二亚硫酸盐为生物杀灭剂的PRB修复非均质含水层中重金属污染的生物化学反应过程.结果表明,该PRB技术能有效降低Cr (VI)浓度至0.1mg/L以下;提高生物杀灭剂的注入浓度,注入速率以及降低糖蜜初始浓度可避免生物堵塞效应,达到修复Cr (VI)污染与提高PRB使用寿命的双重目标.研究成果可为类似场地地下水重金属污染修复的最优设计方案提供决策依据.
2022 Vol. 42 (7): 3234-3243 [摘要] ( 174 ) [HTML 1KB] [ PDF 1922KB] ( 330 )
3244 徐亚宁, 卢文喜, 王梓博, 贾顺卿, 王涵, 潘紫东
考虑参数和边界条件不确定性的地下水污染随机模拟
为了分析模型参数的随机变化和边界条件的随机变化对地下水溶质运移模型输出结果的不确定性影响,采用蒙特卡洛模拟对一假想算例展开研究,并结合风险评估阐述不确定性分析结果.首先,建立研究区地下水溶质运移数值模拟模型,并综合利用局部灵敏度分析和全局灵敏度分析方法筛选出对模型输出结果影响较大的参数,连同模型的边界条件(第一类边界条件-水头值)一起作为随机变量.然后,利用优化超参数的高斯过程回归(GPR)方法建立模拟模型的替代模型,代替模拟模型完成蒙特卡洛随机模拟.最后,对随机模拟的结果进行统计分析和区间估计,并利用污染物浓度的概率分布函数对1、2、3号观测井进行地下水污染风险评价.结果表明:置信水平>80%时,1,2,3号观测井污染物浓度值的置信区间分别为34.77~35.03,57.74~58.04,100.07~100.69mg/L.此外,1,2,3号观测井为轻度污染的风险分别为6%,100%,100%;为中度污染的风险分别为0%,0%,99.6%;为重度污染的风险分别为0%,0%,0.5%,藉此为地下水污染修复防治和地下水的合理利用提供可靠参考依据.
2022 Vol. 42 (7): 3244-3253 [摘要] ( 138 ) [HTML 1KB] [ PDF 1373KB] ( 640 )
固体废物
3254 郑康琪, 陈萍, 邱鈺峰, 郭淇萌, 陈延博, 元妙新, 詹良通
生活垃圾腐殖土物化性质及资源化利用途径——以浙江省某高龄期填埋场为例
以填埋龄期23~37a、粒径<15mm腐殖土为对象,测试分析了其物质组成、理化性质和浸出液性质.测试与分析结果表明:腐殖土中粒径范围2~15mm、0.075~2mm和<0.075mm的组分分别占比42.9%~53.9%、40.9%~44.1%和5.1%~13.0%,属于细粒砂土;随着填埋龄期增加,腐殖土特征粒径d50和d10呈现减小趋势,比重明显增大,并在30a后趋于稳定.腐殖土中有机质含量(18.1%~19.1%,)、氮磷钾含量、浸出液pH值(7.26~8.30)及电导率(1.08~2.51mS/cm)等指标均满足国家现行《绿化用有机基质》要求.腐殖土中重金属Cu、Zn、Cd、Cr含量均超出国家现行《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》、《绿化种植土壤》和《绿化用有机基质》的标准要求,内梅罗综合污染指数高达15.48~17.95,属于重度污染类型,且重金属主要富集在粒径<2mm的细颗粒.建议将腐殖土进一步精细化筛分为粒径2~15mm与粒径<2mm两部分,针对粒径<2mm部分采用微生物诱导碳酸盐沉淀等技术,降低重金属浸出浓度.处理后的腐殖土可作为园林绿化、填埋场覆盖以及废弃矿山修复的绿化土层.
2022 Vol. 42 (7): 3254-3264 [摘要] ( 370 ) [HTML 1KB] [ PDF 1326KB] ( 430 )
土壤污染与控制
3265 陈云, 姜登登, 阳昆桦, 祝欣, 孔令雅, 李旭伟, 邓绍坡
氮肥企业退役地块氨氮污染及其风险研究
基于氮肥企业退役地块土壤、地下水、土壤气和室内空气中氨氮的实测数据,分析了氨氮在各地块中的污染水平和分布特征,评估了氨氮污染的人体健康风险,分析了氨挥发造成的刺激性异味风险和对室内空气质量的影响,及氨氮迁移转化对附近地表水和下游地下水水质的污染风险.分析发现,4个地块中土壤和地下水氨氮含量均表现较强的变异性,土壤中氨氮最高浓度分别高达12700.00,2420.00,2920.00,2370.00mg/kg,地下水中氨氮最高值分别高达7550.00,5100.00,847.00,3760.00mg/L.在平面分布上,4个地块中土壤和地下水较高浓度氨氮均主要分布在生产区和污水处理区,在垂向分布上4个地块间存在差异,氮肥厂I的土壤以黏土为主,多数点位氨氮含量随深度增加而递减,氮肥厂II、III和IV的土壤以粉土/粉砂或粉土夹粉黏为主,氨氮含量总体呈现随深度增加而增加的趋势.4个地块中,仅氮肥厂I在最保守条件下土壤中氨氮的最高危害熵(1.54)略超可接受风险水平(1.0).氮肥厂II和IV的土壤气和室内空气中检出氨浓度范围分别为≤ 9.88mg/m3和≤ 0.18mg/m3,对室内空气质量未产生不利影响.氮肥厂I和II紧邻河流监测井中的氨氮浓度超《地表水环境质量标准》中IV类(1.5mg/L)标准1.05~409.33倍,氮肥厂III和IV污染区地下水中氨氮浓度在至少4次监测结果中有轻微降低,且在下游监测井中发现硝态氮的积累.分析结果表明,4个地块在现状条件下土壤和地下水氨氮污染的人体健康风险较低,对室内空气质量影响较小.但地块地下水中氨氮是附近地表水和下游地下水环境的长期污染源,氨氮转化的硝态氮更易向下游迁移.建议今后处理氮肥企业退役地块氨氮污染时将其对地表水和下游地下水环境的污染风险纳入考虑.
2022 Vol. 42 (7): 3265-3275 [摘要] ( 121 ) [HTML 1KB] [ PDF 780KB] ( 371 )
3276 王瑶, 杨忠平, 周杨, 常嘉卓, 李登华, 罗俊
长期冻融循环下固化铅锌镉复合重金属污染土抗剪强度及浸出特征研究
为了评估长期冻融循环后(最长90d (次))固化复合重金属污染土的的抗剪强度及浸出特征,采用水泥、生石灰和粉煤灰按比例混合的复合固化剂固化/稳定化铅锌镉复合重金属污染土进行三轴压缩试验及毒性特征浸出程序试验.结果表明,固化污染土体的内摩擦角仅在冻融循环3次内有明显增加,增加率高达96.3%;粘聚力在冻融循环30次内总体趋势不断下降,之后无显著变化,最终下降率达到54.23%;Pb2+、Zn2+、Cd2+浸出浓度与冻融循环次数呈正比;EC值与冻融循环次数在总体上正相关;长期冻融循环作用后浸出液的pH值降低.并通过扫描电子显微镜,进一步探究长期冻融循环下固化污染土抗剪强度及浸出特征的劣化机理,结果显示在冻融循环后期固化土体内生成了大量的延迟钙矾石,这些延迟钙矾石在形成过程中的膨胀作用是引起抗剪强度损失、重金属浸出浓度升高的主要原因.
2022 Vol. 42 (7): 3276-3284 [摘要] ( 151 ) [HTML 1KB] [ PDF 1255KB] ( 376 )
3285 林婧, 李振国, 余光辉, 张勇, 宋焱, 王广怀, 姜晓倩
密度分离法提取土壤中微塑料的优化
为探究一种简单、经济和可靠的微塑料分离提取手段,设立了11种(F1~F11)具有不同体积比的饱和NaCl和饱和NaI溶液的混合溶液,将混合液作为浮选液来提取土壤中的4种类型(聚乙烯,PE;聚苯乙烯,PS;聚氯乙烯,PVC;聚对苯二甲酸乙二醇酯,PET)微塑料,同时对浮选过程进行了改进.结果表明:当单独使用NaCl溶液浮选时,微塑料的总提取率为55.83%,但随着NaI所占体积比的不断增加,微塑料的总提取率基本呈上升趋势,在NaCl:NaI=1:1时总提取率超过了90%,在只有NaI的条件下总提取率高达96.67%;在F1~F11的任意条件下,PE和PS表现为较高的提取率,均超过了86.67%;PVC和PET在单独使用NaCl溶液浮选时提取率极低,在NaCl:NaI=1:1条件下提取率分别为93.33%和90%,接近单独使用NaI溶液浮选时的提取率;F1~F11任意条件下,低密度微塑料PE和PS的提取率之和均高于高密度微塑料PVC和PET的提取率之和,但在F6~F11条件下提取率差值不大.根据提取结果并结合经济成本等多方面因素考虑,建议使用NaCl:NaI=1:1的混合溶液来分离土壤中的微塑料.
2022 Vol. 42 (7): 3285-3294 [摘要] ( 218 ) [HTML 1KB] [ PDF 949KB] ( 626 )
3295 罗晶晶, 吴凡, 张加文, 刘征涛, 张聪, 王晓南
我国土壤受试植物筛选与毒性预测
生态毒性数据缺乏是我国土壤基准与生态风险评估研究中一直存在的问题,开展本土受试植物的筛选可提供更多的生态毒理试验选材,从而获得不同物种的生态毒性数据.鉴于植物对土壤污染物的敏感性,从被子植物中依据分布范围、代表性和易于获得性等原则,对我国潜在的受试植物进行筛选,结果发现,13科53种被子植物分布广泛且易于获取,可作为本土受试植物;结合生态毒性数据的搜集与分析,其中12种受试植物的生态毒性数据相对丰富,并对部分典型污染物表现高敏感.此外在受试植物生态毒性预测模型研究方面,对12种受试植物两两进行建模预测,共得到132个物种种间关系估算模型(Interspecies Correlation Estimation,ICE),其中88个为显著性模型(F检验P<0.05);此处,回归分析了已构建ICE模型的评价参数,得出预测效果较好的ICE模型应满足交叉验证成功率≥ 80.00%、MSE ≤ 0.62、R2 ≥ 0.76和分类学距离≤ 4的标准.最终筛选出25个符合上述标准的ICE模型,涉及禾本科-禾本科、十字花科-十字花科的相互预测,其中当燕麦Avena sativa、芜青Brassica rapa、普通小麦Triticum aestivum、玉蜀黍Zea mays和黑麦草Lolium perenne等作为替代物种时,预测物种的实际生态毒性值与预测值较为接近.受试植物的筛选与生态毒性预测模型的建立有助于生态毒性数据的产生,并为土壤污染管理和生态风险评估提供科学依据.
2022 Vol. 42 (7): 3295-3305 [摘要] ( 144 ) [HTML 1KB] [ PDF 706KB] ( 406 )
环境生态
3306 李海斌, 谢发之, 李国莲, 翟红侠, 龚雪, 刘站, 罗锟, 袁志伟
南漪湖上覆水溶解性有机质的光谱特征
为考察南漪湖上覆水中溶解性有机质(DOM)的光谱特征与来源,采用紫外-可见光吸收光谱(UV-Vis)与三维荧光光谱(EEMs)为工具,并结合平行因子分析(PARAFAC)、荧光区域积分分析(FRI)、相关性分析、主成分分析与聚类分析对DOM进行定性与定量分析.结果显示,UV-Vis参数a(440)、E2/E3、E3/E4、SR表明DOM具有腐殖化特征与自生源特征,且E2/E3、E3/E4与a(440)呈显著正相关关系(P<0.01,P<0.05),SR与a(440)无显著相关关系(P>0.05),说明腐殖酸浓度越高则DOM相对分子量越大,但无法依据腐殖酸浓度大小判断DOM来源.根据a(440)计算获得溶解性有机碳(DOC)平均浓度为26.79mg/L,且该湖泊出口附近DOC浓度为10.15mg/L.荧光指数(β:α、FI、BIX、HIX、Fn (280)、Fn (355))显示该湖泊DOM具有腐殖化程度较低及强自生源特征,类蛋白组分(Fn (280))相对浓度的空间分布上由西向东逐渐增大,而腐殖酸类组分(Fn (355))相对浓度峰值出现在入湖口与出湖口.通过PARAFAC解析出3种组分,分别为类富里酸(C1)、类色氨酸(C2)和类腐殖酸(C3),且C1、C2、C3含量分别占总组分强度21.96%、13.36%、84.21%.FRI法分析显示类蛋白物质所占比例之和(区域I+II)为49.65%,该结果说明水体已受到了人为因素影响.通过相关性分析结果显示,C1、C3与β:α、BIX呈显著负相关系(P<0.001),C2与β:α、BIX、Fn (355)呈正相关系(P<0.001).通过主成分分析与聚类分析,南漪湖上覆水中DOM在16个位点间呈现不同特征,但整体上水体中DOM来源受内源输入影响较为显著,应加强该湖泊内源释放污染物控制与管理.
2022 Vol. 42 (7): 3306-3315 [摘要] ( 141 ) [HTML 1KB] [ PDF 871KB] ( 364 )
3316 郝若男, 史小红, 刘禹, 张帆
乌梁素海水体微塑料空间分布规律及影响因素
为了研究乌梁素海水体中微塑料的分布规律,通过试验方法探究了湖泊不同点位处,不同密度、不同大小、不同形状的微塑料丰度,分析微塑料自身属性(密度、形状、尺寸)对其空间分布的影响.结果表明,密度范围为小于1.0g/cm3,1.0~1.2g/cm3和1.2~1.5g/cm3的微塑料在湖泊不同采样点处的丰度范围分别为(109.5±17.3)~(642±160) n/L,(160.5±57.3)~(588±104) n/L和(124.5±47.5)~(502.5±80.2) n/L;其中密度小于1.0g/cm3的微塑料在湖泊中丰度呈现出由北到南逐渐增多的趋势,密度为1.0~1.2g/cm3的微塑料丰度在湖泊中部多、南北部少,1.2~1.5g/cm3的微塑料呈现由北到南由多变少的趋势.尺寸为0.05~0.5mm,0.5~2mm和2~5mm的微塑料在湖泊中丰度范围分别为(70.5±8.8)~(805.5±154.7) n/L,(178.5±21.4)~(742.5±112.3) n/L和(0±0)~(217.5±22.8) n/L;尺寸在0.05~0.5mm的微塑料丰度呈现由北到南递增的趋势,尺寸为0.5~2mm和2~5mm的微塑料丰度呈现由北到南递减的趋势.形状为纤维状,碎片状、薄膜状和块状的微塑料在湖泊中丰度范围分别为(499.5±92.3)~(1126.5±228) n/L,(30±4.8)~(151.5±31.6) n/L,(4.5±0.8)~(229.5±61.6) n/L和(1.5±0.2)~(12±3.9) n/L;其中纤维状微塑料在各个采样点均占主导地位且分布均匀,碎片状、薄膜状和块状微塑料丰度较低,无明显规律.在拉曼光谱鉴定的所有微塑料中,聚丙烯(43%)是最常见的类型,其次是聚氯乙烯(18%)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(18%)、聚乙烯(11.7%)和聚苯乙烯(9.3%).
2022 Vol. 42 (7): 3316-3324 [摘要] ( 166 ) [HTML 1KB] [ PDF 726KB] ( 442 )
3325 冯琳, 张婉婷, 张钧珂, 毛馨卉, 于鑫, 叶成松, 常天阳
三峡库区面源污染的时空特征及EKC分析
在全面核算2008~2018年三峡库区19个区县农业面源污染TN、TP排放量的基础上,分析了其时空变化特征.基于环境库兹涅茨曲线(EKC)理论,构建了基于面板数据的回归模型,探究了库区农业经济发展与面源污染排放强度的演替关系.结果显示,库区农业TN排放波动减少,TP波动增加.各区县的TN和TP年均排放量分别在374~6046t和105~1267t之间.其中,农田化肥与畜禽养殖单元的总产污贡献率达80%以上.库区TN排放强度、畜禽养殖与农村生活单元的TN、TP排放强度均存在显著的"倒U型"EKC关系,目前已跨越拐点.农田化肥TP排放强度、水产养殖与农田固废单元的TN、TP排放强度呈现显著的"直线型"EKC关系,处于与经济同步增长的阶段.建议重点升级农田化肥单元的污染防控能力,以配套推进农村人居环境的改善,促进区域氮磷减排.
2022 Vol. 42 (7): 3325-3333 [摘要] ( 144 ) [HTML 1KB] [ PDF 755KB] ( 348 )
3334 徐光志, 邵志江, 汪涛, 黄美玉, 李明明
川中丘陵区不同下垫面集水区氮磷流失特征
通过对2019~2020年不同下垫面集水区(农田集水区与复合集水区)径流及氮磷浓度的连续逐日定位监测,研究川中丘陵区不同下垫面集水区氮磷径流流失过程与强度,探讨下垫面对集水区氮磷径流流失特征的影响.结果表明:不同集水区的径流过程因下垫面不同而存在明显差异,农田集水区内的水田和坑塘的拦蓄作用滞缓了汇流过程,而复合集水区中居民点、公路等不透水下垫面缩短了汇流时间,使得复合集水区的降雨径流量峰值更高,响应速度较农田集水区快12~25min,年径流深较农田集水区多28.1%;次降雨径流过程中磷浓度变化较氮更剧烈,浓度峰值出现时间较氮早约1.2h,在降雨后期磷浓度下降速度更快,降幅更大;复合集水区的氮磷平均事件浓度(EMC)、峰值浓度均高于农田集水区,且两集水区氮流失形态均以硝酸盐氮为主,占总氮的65.9%;磷流失以颗粒态为主,占总磷的67.5%;复合集水区的氮磷流失负荷分别是农田集水区的3.01和4.03倍,氮磷流失强度分别是农田集水区的1.88和2.51倍.因此,复合集水区内氮磷随径流流失的防控可能是未来川中丘陵区面源污染治理的重点.
2022 Vol. 42 (7): 3334-3342 [摘要] ( 164 ) [HTML 1KB] [ PDF 627KB] ( 642 )
3343 刘金花, 杨朔, 吕永强
基于生态安全格局与生态脆弱性评价的生态修复关键区域识别与诊断——以汶上县为例
以山东省济宁市汶上县为研究区,基于最小阻力模型构建生态安全格局,结合脆弱性评价识别生态修复关键区域,对关键区域分类提出针对性修复保护措施.结果表明在汶上县共识别出11处生态源地,总面积38.72km2,35条生态廊道,总长度259.56km;生态脆弱性分级以中度脆弱与低度脆弱为主,两类型区域总面积594.32km2,占比67.40%.中部城区脆弱性较高,西南洼地脆弱性较低;识别出生态修复关键区域5处,总面积107.14km2,分布于中部城区及周边;根据区位特征将关键区域分为三类,并分类别提出其生态修复策略,以期为国土空间生态修复提供参考.
2022 Vol. 42 (7): 3343-3352 [摘要] ( 168 ) [HTML 1KB] [ PDF 3562KB] ( 588 )
3353 刘娜, 李亚兵, 刘红玲
多因子影响下铜的水质基准及生态风险
为探究特定水环境中多因子影响下的铜水质基准及生态风险,采用物种权重敏感度分布法、水效应比法和生物配体模型推导保护太湖水生生物铜的水质基准.根据推导结果,推荐采用最大浓度基准值(CMC)1.43 μg/L和持续浓度基准值(CCC)1.33 μg/L.结合水效应比法和生物配体模型,采用联合概率法评估太湖铜的生态风险.结果表明,两种方法下丰水期5%水生生物受到铜慢性毒性影响的概率分别为23.43%和39.43%,而未考虑多因子影响的风险概率为85.01%,高估了太湖铜生态风险.可见,水环境多因子对水质基准和生态风险的影响不容忽视,我国目前使用的铜标准可能无法保护特定区域的水生生物.考虑多因子影响可提高基准值推导和风险评估的科学性,避免"过保护"和"欠保护"现象.
2022 Vol. 42 (7): 3353-3361 [摘要] ( 116 ) [HTML 1KB] [ PDF 1280KB] ( 262 )
3362 屠依娜, 唐威, 马艳琼, 张志宇, 田森林, 李英杰
卤素离子对溶解性黑碳光化学活性的影响
溶解性黑碳(DBC)是天然有机质的重要组分,但其在河口水环境中的光化学活性尚不清楚.为解决这个问题,以大豆秸秆溶解性黑碳为目标物,使用山梨酸能量转移同分异构方法研究河口水卤素离子浓度条件下激发三重态DBC (3DBC*)的生成速率(FT)、淬灭速率(ks')、稳态浓度([T]ss)变化规律,并使用2,4,6-三甲基苯酚电子转移探针方法研究卤素离子对3DBC*电子转移过程的影响.结果表明,卤素离子及其离子强度作用对FT无显著影响,但ks'因离子强度和Br-重原子效应而减小,导致3DBC*的[T]ss增加.高浓度DBC光化学实验证实离子强度作用引起DBC分子聚集,导致3DBC*的电荷转移过程减弱,从而抑制3DBC*的淬灭.山梨酸探针实验表明,卤素离子及其离子强度作用对3DBC*的能量转移无直接影响,主要是通过抑制3DBC*的淬灭,增加[T]ss.进一步研究发现卤素离子及其离子强度作用对低能态3DBC*(ET < 250kJ/mol)无显著影响,但抑制高能态3DBC*(ET > 250kJ/mol)的电子转移,且随卤素离子和离子强度的增加而愈发明显.
2022 Vol. 42 (7): 3362-3369 [摘要] ( 145 ) [HTML 1KB] [ PDF 627KB] ( 318 )
3370 王青, 倪静旋, 高原
生物炭孔径结构-氮缺陷与四环素降解的相关性
制备了具有不同孔径结构和氮缺陷的生物炭材料,通过吸附、过硫酸盐高级氧化(催化)两种反应体系获得的动力学数据,结合氮气吸脱附测试、X射线光电子能谱、拉曼光谱、电子顺磁共振测试等表征手段,系统并深入分析了孔径结构-氮缺陷与典型抗生素污染物(盐酸四环素)降解的相关性.结果表明,孔径结构中与降解过程线性相关性最大的是介孔面积,相关系数(R2)高达0.9804,其次是总比表面积.而元素中与降解过程线性相关性最大的为氮元素,特别是石墨氮(R2为0.9766)及吡啶氮(R2为0.9596).此外,吸附、催化两个反应体系中孔径结构的相关性规律基本一致,但氮元素,尤其是石墨氮和吡啶氮,在催化体系中的R2大于吸附.通过淬灭实验、电子顺磁共振测试、线性扫描伏安法及拉曼测试等分析发现,该催化过程主要是以单线态氧为主的非自由路径.本研究为过硫酸盐高级氧化系统中生物炭基催化材料的制备明确了思路:对于盐酸四环素这类抗生素的降解可制备具有高介孔面积、高比表面积及富氮元素,特别是石墨氮及吡啶氮的生物炭材料.
2022 Vol. 42 (7): 3370-3377 [摘要] ( 122 ) [HTML 1KB] [ PDF 711KB] ( 616 )
3378 黄婷, 张山, 苏明雪, 李宁
污泥基生物炭结构的共焦显微拉曼技术应用
采用共焦显微拉曼光谱仪探索不同热解温度(500~900)℃条件下所制备的污泥基生物炭结构变化的表征方法.结果表明,拉曼信号的荧光干扰与生物炭的理化特性有较强的相关性.随着热解温度升高,拉曼漂移系数减小,这与污泥基生物炭挥发分含量、H/C和O/C比变化趋势一致.其中,漂移系数与挥发分含量和H/C的相关性指数分别是0.97和0.94,其变化规律可用来准确评估生物炭挥发分含量和H/C的变化.同时,生物炭在拉曼光谱中的特征峰强度比D/G随着热解温度升高而增强,代表了污泥基生物炭无序化程度增加的过程.谷区域(V)与D峰强度比IV/ID随热解温度升高而减小,表明具有缺陷的稠合芳环结构的比例增加;另外,经分峰拟合后得到的ID1/IG1变化较小,而ID2/IG2呈增加趋势,证实了小分子侧链基团断裂形成的化合物部分沉积在炭表面,形成缺陷和非晶结构;IG1/IG2随着热解温度升高而减小,表明了炭基材料键角有序与无序比随着热解温度的升高而降低.因此,拉曼光谱可用于表征污泥基生物炭的微观结构变化,反映其结构演变规律.
2022 Vol. 42 (7): 3378-3384 [摘要] ( 157 ) [HTML 1KB] [ PDF 468KB] ( 497 )
3385 胡俊杰, 吴毅聪, 陈桂连, 高圆圆, 赵桐, 余广, 兰善红, 吕小梅
质谱法定量生态物种基因组DNA低甲基化
为了定量生态相关物种基因组中低丰度的5-甲基-2-脱氧胞苷(5-mdC),建立了一种采用高效液相色谱串联质谱(HPLC-MS/MS)的无标记方法.全基因组DNA甲基化计算公式5-mdC (mole)/(5-mdC (mole)+dC (mole)可以转化为1/(1+dC (mole)/5-mdC (mole)),然后通过HPLC-MS/MS得到DNA样品中5-mdC和dC的物质的量比(dC (mole)/5-mdC (mole))即可得到基因组DNA甲基化值.此外,还对HPLC条件进行了优化使正常核苷和修饰核苷基线分离,消除分析物的交叉干扰.本方法避免了使用昂贵的稳定同位素标记内标,在等度高效液相色谱条件下实现了正常和修饰核苷基线分离,5-mdC和dC的保留时间分别为5.50和3.06min.5-mdC和dC的定量限分别为14.2和19.1pg/mL.日内和日间偏差和准确性(相对误差)都≤ 10%.该方法测定的小牛胸腺DNA和大型蚤及秀丽线虫的全基因组DNA甲基化值分别为(6.44 ±0.25)%,(0.097 ±0.010)%和(0.025 ±0.002)%.采用HPLC-MS/MS技术建立并验证了一种快速、高精密度和灵敏度的DNA样品全基因组DNA甲基化测定方法,适用于评估环境污染物对生态学相关物种的潜在表观遗传风险.
2022 Vol. 42 (7): 3385-3391 [摘要] ( 128 ) [HTML 1KB] [ PDF 431KB] ( 499 )
3392 王壮壮, 李天顺, 朱时应, 黄倩, 贺凯, 索南措, 普布
热振森林大型土壤动物群落特征及其影响因素
为了解西藏拉萨市林周县热振国家森林公园不同海拔大型土壤动物群落的空间分布特征及其与环境因子的关系,于2021年7月(夏季)根据其地理特征设置了三个不同海拔共9个样地.采用手捡法对大型土壤动物进行收集,并将其保存在75%酒精的收集管中,同时测定相应的环境因子.共捕获大型土壤动物1427个,经形态学鉴定隶属于2门5纲15目21科,其中优势类群为姬马陆科(Julidae)和蚁科(Formicidae),占总捕获量的66.0%.常见类群共10类,占总捕获量的31.3%;稀有类群占总捕获量的2.7%.热振国家森林公园大型土壤动物的类群、Shannon多样性指数、均匀度指数和优势度指数在三个不同海拔之间无显著性差异(P>0.05).大型土壤动物群落Jaccard相似性系数位于0.15~0.77.Pearson相关性结果显示,大型土壤动物个体数与海拔呈极显著负相关(P<0.01),与土壤温度和pH呈显著正相关(P<0.05);冗余分析显示,排序轴1和轴2共同解释了的类群组成变化的55.0%,全磷(TP)和有效磷(AP)为显著性解释变量,对大型土壤动物群落的解释率分别为29.6%和18.5%,是影响大型土壤动物群落的主要环境因子.
2022 Vol. 42 (7): 3392-3402 [摘要] ( 107 ) [HTML 1KB] [ PDF 1291KB] ( 369 )
碳排放控制
3403 陈伟杰, 宋炳良, 张婕姝
基于AIS数据的中国沿海集装箱港口碳排放
为了精确有效地测量船舶在港碳排放,提出了一种基于海量船舶AIS (Automatic identification System)航行轨迹数据的港口碳排放计算框架,并结合上市港务公司经营数据,估算港口碳排放承担能力.以中国11个沿海主要集装箱港口为例,采用2018年全球4280艘集装箱船的AIS轨迹全年数据计算碳排放社会成本.结果显示:中国沿海集装箱港口碳排放量与船舶抵港艘次整体呈正相关,上海港是全球第一大集装箱港口,2018年其港口CO2排放量最高,为69.3万t;船舶靠港作业时,在泊和锚泊状态CO2的排放比例较高,占碳排放比例的65.8%;从CO2排放社会成本来看,上海港域内的船舶碳排放社会成本最高,2018年需要支付2459.6万元,从承担碳排放社会成本的能力来看,连云港压力较大,每亿营业收入需要承担碳排放社会成本24.46万元.
2022 Vol. 42 (7): 3403-3411 [摘要] ( 385 ) [HTML 1KB] [ PDF 614KB] ( 1258 )
3412 许绩辉, 王克
中国民航业中长期碳排放预测与技术减排潜力分析
基于LEAP构建自下而上的中国民航业能源系统模型,设置冻结、现有政策、力度、替代和革命五组情景,深入分析民航业的驱动因子和发展趋势,探讨中国民航业中长期低碳发展的技术路径.结果显示,预计2060年左右人均乘机次数翻两番,突破2人次,冻结情景下2060年会带来高达6.9亿t的碳排放.力度情景下,民航业碳排放有望在2044年左右达峰,峰值水平控制在3亿t左右,40年累积减排近50%,仅需增加约1万亿人民币的成本.稳步推进机队更新换代,加快基础设施提升和运营操作改进,发展可持续航空燃料是民航业必须依赖的减排手段,分别能带来44.1%、29.5%和26.4%的减排量.因此,民航业要尽早制定行业"双碳"目标和实施路径计划,中短期统筹推进空域改革、空中交通管理和航司精细化管理,大力支持国产大飞机的发展,长期推动可持续航空燃料全产业链商业化和市场化.
2022 Vol. 42 (7): 3412-3424 [摘要] ( 212 ) [HTML 1KB] [ PDF 695KB] ( 1328 )
环境微生物
3425 魏枫沂, 徐俊杰, 陈进, 李建辉, 黄魁, 董夕琳, 夏慧
基于活体微生物揭示蚯蚓对污泥耐药基因转归的影响
为削减污泥蚯蚓堆肥产物中耐药基因(ARGs),以无蚯蚓组为对照,采用叠氮溴化丙锭对蚯蚓堆肥样品进行预处理,探究蚯蚓对污泥中活微生物种群及其ARGs的影响.结果显示,与对照组相比,蚯蚓堆肥产物中有机物矿化度与降解量分别显著提升82.5%与5.2%(P<0.05).并且接种蚯蚓使其产物中放线菌门的丰度显著增加了65.6%(P<0.05),而厚壁菌门和拟杆菌门的丰度分别显著降低了74.7%和34.6%(P<0.05).相较于对照组,蚯蚓堆肥致使sul1、sul2、ermF和tetM基因丰度分别显著减少了66.5%、82.8%、72.8%和77.6%(P<0.05),但ermB的丰度显著增加了5.7倍(P<0.05).蚯蚓堆肥产物中intI1基因丰度比对照组显著降低了67.2%(P<0.05),蚯蚓处理后ARGs总绝对丰度为4.19×1013copies/g,ARGs总去除率为82.6%,比对照组高45.4%.研究表明,蚯蚓可通过改变活细菌种群结构,减少ARGs潜在活体宿主的丰度,进而降低其传播扩散的潜在风险.
2022 Vol. 42 (7): 3425-3433 [摘要] ( 124 ) [HTML 1KB] [ PDF 546KB] ( 284 )
3434 张崇淼, 赵倩, 王真
厌氧水环境中噬菌体MS2的存活和团聚特性及理化因素的影响
为探究病毒在厌氧水环境中的存活特性,以噬菌体MS2为模式病毒,采用双层平板法进行噬菌体MS2的定量检测,研究温度、pH值、悬浮颗粒物、乙酸等理化条件对噬菌体MS2的影响,分析其衰减动力学特征,并通过测定Zeta电位和噬菌斑直径考察噬菌体颗粒在不同条件下的聚集状况.结果表明,在厌氧水环境中,噬菌体MS2的衰减符合一阶指数衰减模型.在众多研究因素中,温度是影响噬菌体MS2存活的最主要因素.噬菌体MS2在4,17,25和35℃时的T90分别为20.36,6.14,5.15和0.46d.35℃条件下12h后噬菌体失活率高达2.44lg,而4℃条件下7d后噬菌体失活率仅有0.78lg.增加乙酸浓度能明显提高噬菌体MS2的衰减速率.低pH值和悬浮颗粒物条件会促进噬菌体的团聚,使噬菌体颗粒Zeta电位降低,水力学直径增大,但悬浮颗粒物浓度过高会影响颗粒间的静电作用.噬菌体的团聚也增加了噬菌斑的直径,pH=6和20mg/L的悬浮颗粒物条件下,直径1.0mm以上的大噬菌斑数量占比分别达到了45.61%和57.74%.明确厌氧水环境中各种理化因素对噬菌体MS2的影响,可为水环境病毒控制提供科学依据.
2022 Vol. 42 (7): 3434-3442 [摘要] ( 121 ) [HTML 1KB] [ PDF 1549KB] ( 272 )
3443 李瑞青, 杨自力, 谷雨倩, 游雨昕, 凌晨, 张敏歆
表面活性剂强化LiCl溶液灭活空调霉菌的研究
以空调系统中常见的黑曲霉(A.niger)和桔青霉(P.citrinum)孢子为对象,基于单因素全面实验并结合SEM显微观察等方法,探究了添加表面活性剂(异辛醇,2-EH)对LiCl溶液灭霉的强化性能及潜在机理.结果表明:添加微量异辛醇(质量浓度为50×10-6~300×10-6)可大幅提高LiCl溶液的灭霉效率,且提升幅度随添加量显著增强,增幅达12.6倍;有效灭霉所必需的LiCl溶液触发浓度由40%(高浓)大幅降低至20%(低浓);异辛醇的强化灭霉作用对中低浓度LiCl溶液尤为显著,在浓度为20%的低浓度LiCl溶液中添加仅300×10-6g/g (即万分之三)的异辛醇,所研究霉菌孢子的灭活率从7.8%提高至近100%.SEM微观分析显示:微量异辛醇与低浓度LiCl溶液的自身灭霉能力较弱,单独作用于孢子时仅出现轻微皱缩,并无明显结构破坏,但在低浓度LiCl加入微量异辛醇后,孢子出现显著的结构破碎而灭活.研究结果可为提高溶液除湿空调灭霉能力提供新方法与依据.
2022 Vol. 42 (7): 3443-3449 [摘要] ( 135 ) [HTML 1KB] [ PDF 2052KB] ( 281 )
环境毒理与健康
3450 张丽, 石国秀, 刘艳丽, 王敏珍, 张晓飞, 吕康, 康峰, 白亚娜, 郑山
金昌市PM2.5及PM10短期暴露对成人血压水平的影响
为探索西北地区颗粒物(PM)短期暴露对人群血压(BP)水平的影响,基于金昌队列研究平台,收集甘肃省金昌市2011~2017年颗粒物污染数据及队列人群血压测量数据,在调整相关混杂因素基础上,采用线性混合效应模型分析PM2.5和PM10短期暴露对收缩压(SBP)、舒张压(DBP)、平均动脉压(MAP)、脉压(PP)和Mid-BP (SBP和DBP的均值)的影响.结果显示,随着PM2.5浓度的增加,人群SBP,MAP,PP和Mid-BP均呈上升趋势,该效应值分别在累积滞后05,03,07和05d最大.随着PM10浓度的增加,5种BP指标也均呈上升趋势,效应最大值均出现在累积滞后07d.PM2.5和PM10对BP产生的影响分别在吸烟和男性人群中更为显著.此外,沙尘天气和气态污染物(SO2和NO2)对PM-BP效应存在一定的修饰作用.因此,在该队列人群中,PM2.5和PM10短期暴露对人群血压具有一定影响,吸烟者和男性人群可能是颗粒物影响血压效应的易感人群.
2022 Vol. 42 (7): 3450-3460 [摘要] ( 133 ) [HTML 1KB] [ PDF 877KB] ( 269 )
生物多样性
3461 张央, 安明态, 武建勇, 杨焱冰, 李志, 叶超
中国兜兰属宽瓣亚属植物生存现状及保护成效
为明确兜兰属(Paphiopedilum)宽瓣亚属(Subgenus.Brachypetalum)植物各物种在我国的生存现状与濒危状况,在大量的野外调查和文献、标本数据收集的基础上,对其种群分布、数量、生境特征、市场贸易、受威胁因素、保护现状与保护成效进行统计分析,并依据《IUCN红色名录等级和标准(3.1版)》对该类群的濒危等级进行重新评估.结果表明,野外调查到硬叶兜兰(Paphiopedilum.micranthum)、麻栗坡兜兰(P.malipoense)、杏黄兜兰(P.armeniacum)、白花兜兰(P.emersonii)、巨瓣兜兰(P.bellatulum)、文山兜兰(P.wenshanense)、同色兜兰(P.concolor)7个目标物种,已知分布于我国50个县(市、区),共计194个自然分布点.宽瓣亚属植物在我国水平方向上主要分布于滇东南、黔西南、黔东北、滇西北、桂北与黔南交界处以及桂西北至桂西南等地区;垂直方向上集中分布于中高海拔段(780~1267m),平均海拔997m;在全国大尺度上,该亚属整体呈零散分布,区域小尺度上个体呈聚集生长;其小生境具有高海拔、透水、透气、喜阴、喜钙的特点.市场调查的贸易率为36.67%,贸易价格高低不等,具有较强的随机性;贸易来源主要为野外采挖,占贸易数量的88.32%,具有较强的地域性;贸易方式为现场和线上网络交易,具有较强的灵活性.该类群主要受到采挖和生境退化的威胁,分别占所有分布点的44.85%、29.83%.宽瓣亚属整体就地保率仅为34.53%,保护成效为一般保护;调查的29个保育地中,有20个保育地对该类群累计保育98次,除文山兜兰和绿叶兜兰外,其他7种迁地保护成效被评估为合适.巨瓣兜兰、文山兜兰由原来的濒危(EN)评估为极危(CR);麻栗坡兜兰、白花兜兰、杏黄兜兰评估等级未发生变化,仍为极危(CR);硬叶兜兰和同色兜兰由原来的易危(VU)评估为濒危(EN);德氏兜兰、绿叶兜兰被评为数据缺乏(DD).
2022 Vol. 42 (7): 3461-3472 [摘要] ( 134 ) [HTML 1KB] [ PDF 1331KB] ( 344 )
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