中国环境科学
 
 
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2023年 43卷 3期
刊出日期 2023-03-20
环境毒理与健康
大气污染与控制
水污染与控制
固体废物
土壤污染与控制
环境微生物
环境生态
环境影响评价与管理
大气污染与控制
993 蔡子颖, 韩素芹, 邱晓滨, 姚青, 汪靖, 樊文雁, 杨旭, 郝囝, 唐颖潇, 张敏
基于环流指数研究天津长序列细颗粒物大气污染气象条件演变规律
基于国家气候中心气候系统监测指数集和天津环境模式细颗粒大气污染气象条件指数，建立基于环流指数的天津细颗粒物大气污染气象条件评估方法，研究1951~2021年天津气象和气候条件变化对PM2.5稀释、扩散和清除影响.结果表明，与天津春季大气污染气象条件高相关的环流指数有东大西洋遥相关型指数、热带北大西洋海温指数、斯堪的纳维亚遥相关型指数；夏季大气污染气象条件与副高位置密切相关，高相关环流指数为印度副高北界位置指数和南海副高北界位置指数；秋冬季亚洲纬向环流指数和亚洲经向环流指数高低对大气污染气象条件有较好指示意义，北极涛动指数和北半球极涡强度指数反映了影响我国秋冬季冷空气强度和频次，与秋季天津大气污染气象条件指数相关系数为0.45，与冬季天津大气污染气象条件相关系数为0.66.基于环流指数和基于数值模式构建天津细颗粒物大气污染气象条件相关系数为0.80，由此数据分析，1951~2021年天津细颗粒物大气污染气象条件年际变化平均波动在2.56%，极端峰谷值与平均值相差7%~8%，20世纪80年代最差，20世纪50年最优，21世纪10年代优于历史平均1.61%.
2023 Vol. 43 (3): 993-1001 [摘要] ( 129 ) [HTML 1KB] [ PDF 728KB] ( 447 )
1002 毛卓成, 许建明, 瞿元昊, 殷长秦, 杨丹丹, 周广强
上海海陆风分类特征、环流背景及对O3的影响
针对2013~2019年上海三类海陆风（北支、南支和双支）过程，从气象要素（温度、湿度和风）、形成海陆风的六种环流背景及对O3浓度的影响等方面进行了对比分析.结果表明：2013~2019年上海共出现海陆风237d，其中北支天数最多（209d），双支天数最少（88d），南支出现双支海陆风的比例最高（75.9%）；三类海陆风中北支的起始时间最早，维持时间最长，海风强度最强，南支的平均温度最高，平均湿度较低，风场最分散；与无海陆风相比，北支、南支和双支海陆风的O3浓度分别上升了20.5，26.4，25.1μg/m3，O3污染浓度上南支与无海陆风持平，北支和双支均略低于无海陆风；在形成上海海陆风的6种弱环流背景中，高压中心型、无系统型和均压场型是最主要的三种类型，合计占比70%；环流背景和海陆风类型组合结果显示，上海海陆风中O3污染概率最高的组合是均压场型的南支海陆风，达到40.0%，O3浓度和O3污染浓度最高的组合分别是无系统型的南支海陆风和高压前部型的双支海陆风，平均浓度分别为146.6，211.3μg/m3.
2023 Vol. 43 (3): 1002-1013 [摘要] ( 146 ) [HTML 1KB] [ PDF 2146KB] ( 365 )
1014 朱龙伟, 崔尧嘉, 盖鑫磊, 叶招莲, 赵竹子
生物质燃烧排放PM2.5颗粒萃取的水溶性有机碳液相光化学氧化
为探究生物质燃烧排放的PM2.5中水溶性有机碳（WSOC）的液相氧化特征，探索了两种生物质（小麦秸秆和水稻秸秆）燃烧排放的WSOC在紫外光（UV）和紫外光+H2O2体系（UV+OH）液相氧化产物的吸光特性、荧光特性及氧化特性.总有机碳分析仪的分析结果表明两个体系中WSOC去除率相当，增加H2O2并未明显改善去除率，推测直接光解是WSOC降解的主要途径；两种生物质燃烧PM2.5中WSOC降解速率均较快，光照17h后WSOC去除率均在70%左右.两种生物质WSOC液相光化学氧化产物变化规律没有显著差别.随着光解进行，WSOC的降解导致吸光度不断下降，三维荧光（EEM）光谱图中的荧光峰Ex/Em=255~260nm/330~340nm强度也不断下降，但Ex/Em=230/400~500nm出现了新的荧光峰，说明可能生成了类腐殖质（HULIS）.高分辨气溶胶质谱仪（HR-AMS）分析的aqSOA生成潜势及其氧化特性，结果表明，随反应进行，尽管两种体系中aqSOA不断降低，但由于产物中含氧官能比例增加，aqSOA比反应前更具氧化性.产物的氧化潜势变化规律与HULIS变化规律相似，在UV+OH体系中先升高后下降，归因于反应初期含氧官能团物质的生成及随后的降解.结合以上研究结果，推测燃烧排放WSOC液相氧化经历了官能团化生成高一代产物后，碎片化和开环反应形成二代、三代氧化性更强的小分子产物，从而可能间接影响气候变化和空气质量.本文揭示生物质燃烧排放WSOC老化行为对于理解液相氧化反应对吸光性、SOA形成及健康影响等方面具有重要意义.
2023 Vol. 43 (3): 1014-1025 [摘要] ( 160 ) [HTML 1KB] [ PDF 865KB] ( 239 )
1026 高玉宗, 姬亚芹, 杨益, 王淼, 肖扬, 王冰冰, 杨夏微
天津市大气中多环芳烃衍生物污染特征和来源
为探究天津市大气中多环芳烃衍生物污染特征与来源，使用石英纤维滤膜（QFFs）和聚氨酯泡沫（PUFs）采集环境空气样品，并使用气相色谱-质谱法测定其浓度．结果表明，天津市大气中Σ18NPAHs在秋季和冬季平均浓度分别为840，894pg/m3，Σ5OPAHs在秋季和冬季平均浓度分别为8.08，9.36ng/m3，表现为冬季略大于秋季.大气中9N-ANT、2N-NAP、1N-NAP、2+3N-FLT、BZO和9-FO为主要的多环芳烃衍生物.PM2.5中多环芳烃衍生物的浓度冬季大于秋季，在气相中则为秋季大于冬季.从昼夜差异来看，PM2.5中，多环芳烃衍生物浓度的夜昼比在大部分采样天数都大于1，在秋季的气相和PM2.5中，昼间二次形成的NPAHs较冬季高.基于特征比值法进行来源初析，发现天津秋冬季大气PM2.5中NPAHs主要以一次排放为主，同时二次生成对NPAHs也有一定贡献，大气PM2.5中NPAHs二次生成方式以与OH·催化反应生成为主．气粒分配特征表现为：多数化合物在冬季PM2.5占比较秋季高，同时气相中多环芳烃衍生物占比秋季较冬季呈上升趋势.
2023 Vol. 43 (3): 1026-1034 [摘要] ( 139 ) [HTML 1KB] [ PDF 949KB] ( 260 )
1035 向璇, 孔少飞, 程溢, 胡尧, 苏维峰, 姚立全, 刘晓勇, 朱宽广, 丁峰, 刘巍, 祁士华
典型工程机械排放碳质气溶胶组成特征研究
为识别不同类型工程机械排放碳质气溶胶组成，选取叉车、压路机、平地机、推土机和挖掘机5种工程机械，并考虑怠速、行走、运行三种工况以及国Ⅰ前、国Ⅱ和国Ⅲ三种不同排放标准，对其排放细颗粒物（PM2.5）进行采集，采用热光碳分析仪分析PM2.5碳质组分.结果表明，有机碳（OC）平均占比为（70.1±13.2）%，元素碳（EC）的占比为（11.9±7.5）%.叉车、压路机、推土机和挖掘机排放OC中OC1占比最高为（58.0±9.5）%.而OC2为平地机OC主要部分，占比为（42.3±8.1）%.工程机械OC/EC比值的平均值为12.7±9.5，表明受工程机械排放影响的大气环境条件下，用最小比值法会高估大气中二次气溶胶的占比.不同类型工程机械的OC/EC比值在不同状态下变化范围较大，为3.0~36.3.叉车3、压路机、平地机和推土机排放的PM2.5中OC/EC的比值在行走状态下比值最高，分别为24.9，15.7，36.3和5.3.叉车2和挖掘机1碳组分排放的比值在运行状态下达到最大值，分别为18.1和14.9.叉车1和挖掘机2中比值在怠速状态时为最大值.从国Ⅱ标准提高到国Ⅲ标准，叉车尾气中OC和EC的排放浓度分别平均下降了（36433.8±4528.6）μg/m3（24.6%）和（4209.9±151.4）μg/m3（19.8%）；挖掘机碳气溶胶的排放浓度分别下降了10582.8 μg/m3（36.2%）和2641.1 μg/m3（38.4%）.在碳质气溶胶源解析和清单编制中，应充分考虑工况和排放标准的影响.本研究可为完善非道路机械排放大气污染物控制措施、改进碳质气溶胶源解析结果和提高组分清单结果准确性提供支撑.
2023 Vol. 43 (3): 1035-1043 [摘要] ( 164 ) [HTML 1KB] [ PDF 864KB] ( 315 )
1044 赵菲琳, 曾洁, 校融, 邱磊, 郭文, 陈浩辉, 常化振
镧掺杂Fe-beta分子筛CO选择性催化还原N2O反应性能
采用浸渍法制备了La/Fe-beta分子筛用于CO选择性催化还原N2O反应的研究.结果表明，La的掺杂可以提升催化剂的CO氧化活性，从而改善Fe-beta分子筛的反应性能，在350℃时，其N2O转化率可达到95%以上.H2-TPR的结果表明，La的掺杂会改变Fe-beta分子筛表面的Fe物种分布，降低催化剂的抗O2及抗水蒸气性能.此外，还研究了废物焚烧尾气中的HCl气体对Fe-beta和La/Fe-beta分子筛的影响.结合CO氧化活性、H2-TPR和O2-TPD的结果发现，稳定FeClx物种的生成、较差的还原性能和CO氧化性能是导致催化剂HCl中毒的主要原因.
2023 Vol. 43 (3): 1044-1052 [摘要] ( 154 ) [HTML 1KB] [ PDF 981KB] ( 196 )
1053 王震山, 绳梦雅, 肖薇, 杨凤珠, 林彬, 徐兴祝, 柳艺博
基于多源碳卫星融合产品的中国地区XCO2与人为CO2排放时空变化
准确评估大气CO2浓度和人为CO2排放时空变化对于减缓温室气体排放导致的气候变化至关重要，因此，本文基于GOSAT和OCO-2卫星数据融合生成的全球长时间序列、时空连续的Mapping-XCO2产品，研究2010~2020年中国大气CO2柱浓度（XCO2）时空变化特征以及卫星监测人为CO2排放能力.结果表明：Mapping-XCO2与中国大气本底站观测存在较高的一致性，具有良好的适用性；2010~2020年中国XCO2呈现东高西低的空间分布，年均XCO2为400.4×10-6，年增长速率为2.47×10-6；非生长季XCO2异常可刻画人为CO2排放时空变化，各省级行政区非生长季XCO2异常与人为排放清单EDGAR和ODIAC的相关系数分别为0.71、0.67；2010~2020年京津冀、长三角、珠三角等三个城市群人为CO2排放增长率分别为0.12×10-6/a、0.08×10-6/a、0.08×10-6/a.研究结果表明卫星遥感在监测大气CO2浓度和人为CO2排放时空变化方面的有效性.
2023 Vol. 43 (3): 1053-1063 [摘要] ( 212 ) [HTML 1KB] [ PDF 1399KB] ( 364 )
1064 陈宜华, 邱树永, 郭敬中, 吕真虎, 王攀, 贾勇
新型PTFE熔融喷冲纤维微孔膜滤料制备及除尘机理研究
针对金属矿山粉尘治理常用的覆膜滤料清灰效果不佳及微细粉尘超低排放的的问题，研制了PTFE滤材浸染熔融改性法制备出适应范围广、低阻高效的熔融喷冲纤维微孔膜，采用PTFE熔融喷冲纤维微孔膜滤料制作工艺与FE-SEM纤维结构重组CFD-DEM耦合数值模拟仿真技术方法相结合的方式，分析该微孔膜滤料的制备工艺、过滤特征及除尘附着特性.结果表明：通过加压浸染及加热烘烤处理制作的纤维微孔膜滤料，药剂在PTFE喷丝骨架上生长出细丝绒毛结构，增大了滤料的填充率SVF和超微细粉尘的过滤效率，特别第三组配方的滤料，对微细粉尘（d≤10mm以下）颗粒物除尘效率由原来的95.5%提高到99.3%；数值模拟进一步验证了该滤料的物理特性，并结合FE-SEM微观附着粉尘状态分布，分析该新型滤料的微观除尘表现及粉尘附着状态分布.
2023 Vol. 43 (3): 1064-1073 [摘要] ( 83 ) [HTML 1KB] [ PDF 2451KB] ( 342 )
水污染与控制
1074 王易初, 倪晋仁
全球水系格局与水网构建研究进展
在水资源时空分布不均匀、社会经济发展不均衡以及全球气候变化条件下，科学合理的水网构建已成为新时期实现水资源高效利用和促进区域可持续发展的重要途径，因此在多目标下如何把握各级水系对应水网构建的“度”也就成为当前关注的核心问题.本文回顾了全球天然水系格局、识别与表征方法、形成机制、时空分布及演化特征等方面的研究进展，分析了典型水系格局所对应的流域水资源禀赋和水资源结构特征，指出了水系格局的若干生态环境效应.进一步在对世界著名大河跨流域引水工程与骨干水网构建关系典型案例分析的基础上，指出了面向生态的水系格局优化与骨干水网构建的发展趋势.
2023 Vol. 43 (3): 1074-1086 [摘要] ( 168 ) [HTML 1KB] [ PDF 2167KB] ( 304 )
1087 马杰, 朱珊珊, 张徐祥, 任洪强, 黄辉
低温下PAA/载钴陶粒基反硝化滤池处理含杂环类药物生化尾水研究
本课题组前期构建了载钴陶粒活化过氧乙酸（PAA）体系（PAA浓度为150mg/L），实现了对典型杂环类药物（磺胺甲恶唑（SMX）、磺胺嘧啶（SDZ）、卡马西平（CBZ）和甲氧苄啶（TMP），浓度均为20mg/L）的高效降解.为实现对反硝化滤池功能的原位升级，本研究进一步探索低温下PAA/载钴陶粒基反硝化滤池处理含上述杂环类药物生化尾水的效能.在15℃、进水COD为60mg/L、NO3--N为20mg/L、四种杂环类药物均为20 μg/L、载钴陶粒投加比例为3%、PAA浓度为150 μg/L和300 μg/L时，滤池取得了较好的总氮和杂环类药物去除及急性毒性削减效果，出水TN达到一级A标准要求，SMX、SDZ、CBZ、TMP的平均降解率分别为67.20%、75.17%、80.90%和70.26%；随着HRT的缩短，出水急性毒性上升，但均属于低毒；反应器浸出钴离子浓度低于1mg/L，符合地表水环境质量标准规定.该滤池中微生物物种分布更加均匀，且关键菌属Paracoccus和Gordonia和napA、narG、nirK基因丰度提高对杂环类药物和TN的去除发挥显著作用.在不考虑反冲洗情况下，本研究PAA/载钴陶粒基反硝化滤池每深度处理5mg/L NO3--N的运行成本（按1m3计）为0.1567~0.3475元/m3，具有较好技术经济性.
2023 Vol. 43 (3): 1087-1096 [摘要] ( 120 ) [HTML 1KB] [ PDF 994KB] ( 214 )
1097 郑蕾, 邢钰梓, 宋建昕, 彭铮, 刘婷婷, 谢恩
磷源调控蛋白核小球藻胞外聚合物及生物絮凝性
产油微藻的高效回收是限制利用微藻生产生物柴油的瓶颈问题，其中生物促沉降成为研究的热点，然而通过磷源调控微藻的生长、产油和生物絮凝等特性的研究尚较稀少.选择4组（无机磷酸盐（IP）、环核苷单磷酸盐（cNMP）、非环核苷单磷酸盐（NMP）和其他有机磷酸盐（OP））共59种不同的磷源，用以培养蛋白核小球藻（Chlorella pyrenoidosa），并对其生长、产油、细胞沉降及胞外聚合物的组分进行研究，发现IP组对Chlorella pyrenoidosa的生长促进作用最高（藻密度平均达2.92×108cells/mL）；OP组培养的藻细胞含油率达到了17.45%，高于其他3组；而cNMP组的平均沉降效果最好，可达13.79mm/min.综合来看，亚甲基二磷酸、磷酸三乙酯和6-磷酸葡萄糖是用以Chlorella pyrenoidosa产油培养综合效益最好的3种磷源.
2023 Vol. 43 (3): 1097-1106 [摘要] ( 146 ) [HTML 1KB] [ PDF 3551KB] ( 254 )
1107 和丽金, 龙俊宏, 金华蕾, 左怡丹, 宋洁, 夏丽红, 石苗, 罗利军, 戴建辉
氮掺杂还原氧化石墨烯泡沫吸附/活化过硫酸盐协同去除双酚A的研究
利用氧化石墨烯和氨水为原料，采用水热法-冷冻干燥技术制备了易回收氮掺杂还原氧化石墨烯泡沫（N-RGF）催化剂，通过SEM，XRD，XPS，FT-IR，BET和TG等手段对催化剂结构和表面物理化学性质进行表征和分析.利用N-RGF通过吸附/活化过二硫酸盐（PDS）降解协同去除双酚A （BPA），优化了其制备条件，并探讨去除机理.结果表明，N-RGF为网状三维结构，孔径约为1~5μm，最优条件为180℃水热反应20h，氮掺杂量为6%.制备的N-RGF降解BPA速率是RGF的4.88倍.活性物种捕获实验和电子顺磁共振（EPR）研究结果显示单线态氧（1O2）是N-RGF活化PDS降解BPA的主要活性物种.HPLC-MS检测了降解过程的中间体，并提出了可能的降解途径.MCF-7雌激素活性测试结果显示N-RGF通过吸附/活化PDS可有效消除母体的雌激素活性而不产生雌激素活性更强的中间体.
2023 Vol. 43 (3): 1107-1121 [摘要] ( 180 ) [HTML 1KB] [ PDF 2349KB] ( 297 )
1122 何强, 左庆扬, 陈子惟, 刘彩虹, 张唐龙, 智悦
预沉积生物炭强化重力驱动超滤膜处理受污染地表水的效能研究
采用预沉积生物炭（BC）强化重力驱动超滤膜（GDM）处理受污染地表水，考察预沉积生物炭对GDM膜通量及除污效能的影响.实验所用的生物炭是以玉米秸秆粉末为原料，在600℃高温热解制备的一种具有丰富的孔隙结构和含氧官能团的介孔材料，其比表面积为181.09m2/g，总孔体积为0.12cm3/g.实验原水为受生活污水污染的嘉陵江地表水，运行周期50d，以原膜GDM为对照组，系统考察了对照组和预沉积生物炭组（BC-GDM）的通量稳定性，监测两组装置对浊度、溶解性有机碳（DOC）、UV254、荧光性有机物和氨氮的去除.结果表明，长期运行下预沉积组BC-GDM的稳定通量（4.82L/（m2·h））略高于对照组GDM （4.72L/（m2·h））.对污染物的去除结果表明，BC-GDM体系对浊度和氨氮的去除有些许提高，且加快了氨氮去除的启动过程，同时显著提高了对DOC、UV254和荧光性物质等有机污染物的去除，其中DOC和UV254的平均去除率分别从16.7%和10.0%提高到34.1%和39.9%.实验结果表明，在GDM中预沉积生物炭可以在不影响膜通量的情况下有效改善净水效能.
2023 Vol. 43 (3): 1122-1130 [摘要] ( 129 ) [HTML 1KB] [ PDF 2816KB] ( 204 )
1131 刘思强, 信欣, 杨雯钰, 延雪花, 戴有学, 胡劲涛
不同热解温度BC对BAF处理水产养殖废水的影响机制
为改善传统曝气生物滤池（BAF）处理水产养殖废水中氮磷和抗生素的处理效果，本文以人工模拟含磺胺甲噁唑（SMX）、磺胺嘧啶（SDZ）、恩诺沙星（ENR）和环丙沙星（CIP）的水产养殖废水为处理对象，以不同热解温度下（400，500，600，700℃）制备的生物炭（BC）分别作为不同BAF的填料（编号依次为2#~5#），研究了其对BAF启动运行过程中COD、氨氮、TN、TP和4种抗生素的去除效能影响，同时以传统沸石填料的BAF作为对照组（编号1#）.利用多种测试手段解析了反应器稳定运行典型周期内污染物的去除特性、微生物胞外聚合物（EPS）含量和电子传递系统活性（ETSA），并运用高通量测序技术分析了各反应器内关键微生物种群组成.结果表明，与传统BAF相比，BC作为填料强化了2#~5#BAFs对废水中氮、磷及抗生素等污染物的去除效能，并且高温热解的BC更有利于各污染物的去除；反应器内微生物EPS含量和PN/PS值均高于对照组，且随BC热解温度的升高而增加；而ETSA与BC的热解温度呈负相关，但以BC作填料的2#~5#BAFs内ETSA均高于1#BAF （对照组），BC填料增加了BAF内的电子传递.同时，与抗生素降解及氮磷去除相关的功能菌属，如Micropruina（相对丰度0.42%~8.18%）、Rhodobacter（0.63%~2.94%）、norank_f__Chitinophagaceae （0.23%~3.98%）、Microbacterium（0.37%~1.66%）等，其相对丰度与BC热解温度呈正相关.BC热解温度为700℃的5#BAF除污效能最优，其稳定运行期间，对TN和TP的平均去除率达51.99%和41.00%，对SDZ、SMX、ENR和CIP的平均去除率达71.84%、75.01%、62.91%和69.62%.
2023 Vol. 43 (3): 1131-1141 [摘要] ( 89 ) [HTML 1KB] [ PDF 1858KB] ( 192 )
1142 申渝, 毛鑫, 申静, 张冰, 时文歆
改性微生物絮凝剂在污水处理过程中的应用及膜污染缓解机制
以聚合氯化铝（PAC）与改性微生物絮凝剂（MMF）为复合絮凝体系，系统考察了预混凝在菌藻颗粒污泥膜生物反应器（ABGMBR）处理污水过程中的应用和膜污染缓解机理.膜过滤试验表明，与其他絮凝体系相比，PAC/MMF预混凝可有效缓解膜污染，并且当MMF用量为20mg/L时具有最佳的絮凝能力和膜污染控制性能.扩展的Derjaguin–Landau–Verwey–Overbeek （XDLVO）理论阐明了PAC/MMF体系具有优越的防污性能.PAC/MMF絮凝体系会极大的抑制污染物在膜上的粘附和积累，从而在膜表面形成了疏松多孔且薄的滤饼层.相关性分析表明，显著的膜污染缓解可主要归因于原污水中悬浮物浓度的下降以及zeta电位的增加.
2023 Vol. 43 (3): 1142-1151 [摘要] ( 138 ) [HTML 1KB] [ PDF 1857KB] ( 223 )
1152 李孝越, 王悦, 贾佩, 李雅洁, 陈佳琪, 金丽军, 王雯, 杨紫怡
微生物燃料电池回收氨氮合成微生物蛋白研究
基于微生物燃料电池（MFC）对有机废水中的氨氮进行回收，回收效率可达41.3%，同时产生95.5J的电能；在MFC体系中，氨氮迁移规律符合Levenberg-Marquardt方程（R2>0.95）.进一步将回收的氨氮协同CO2通过氢氧化细菌合成微生物蛋白，固碳效率为1.1LCO2/（L×d），细胞干重产量为2.41g/L，蛋白质含量为49.4%，氨基酸的产量为1.19g/L.本实验产出的微生物蛋白的氨基酸含量高于斑鰶鱼，氨基酸种类多于市场植物蛋白饲料，具有较强的市场竞争力和实际应用潜力.本系统可协同转化CO2和氨氮合成蛋白，提供绿色可持续的蛋白供应源，助力实现碳中和的目标，对有机废水资源化利用产生积极的推动作用.
2023 Vol. 43 (3): 1152-1159 [摘要] ( 120 ) [HTML 1KB] [ PDF 540KB] ( 197 )
1160 孙杰, 侯博文, 汤婧瑶, 胡良慧, 李海铭, 梁越敢
Fe3O4耦合厌氧微生物强化低碳源废水还原硒(IV)的研究
为提升厌氧微生物对含硒（IV）废水的处理效果，利用ASBR反应器研究Fe3O4对厌氧微生物还原除硒（IV）的影响，分析了出水硒浓度、硒形态与分布、硒还原酶活性和微生物菌群等变化.结果表明，高碳源浓度时，投加Fe3O4对厌氧微生物去除硒（IV）没有影响；低碳源浓度时，Fe3O4能显著提高厌氧微生物还原除硒（IV）的效率和速率，Fe3O4使硒（IV）去除率由对照组的（97.3±0.5）%提升至（98.2±0.5）%，最大反应速率也提高了3.6倍.同时投加Fe3O4也降低上清液硒（IV）、硒（0）占比，增加硒（-II）占比，促进厌氧微生物还原硒（0）-硒（-II）的进程.通过酶活性和微生物菌群结构等分析发现，Fe3O4提高亚硫酸盐还原酶、谷胱甘肽还原酶、周质延胡索酸还原酶和亚硝酸盐还原酶的活性，增加了铁还原科细菌Rhodocyclaceae以及与电子传递相关的科细菌Anaerolineaceae和属细菌Dechlorobacter的丰度，因此Fe3O4是通过提高硒还原酶活性和诱导Fe （III）还原来加速电子传递强化硒（IV）还原.结果以期为低碳源含硒（IV）废水处理提供技术支撑.
2023 Vol. 43 (3): 1160-1165 [摘要] ( 141 ) [HTML 1KB] [ PDF 874KB] ( 355 )
1166 袁秀娟, 曾萍, 任嗣利, 罗武辉
镁铝层状双金属氢氧化物及其煅烧产物对水体W (VI)的吸附特征与机制
采用微波陈化法制备了物质的量比为2：1的硝酸型镁铝层状双金属氢氧化物（LDH），系统地研究了LDH及其煅烧产物（CLDH）对W （VI）的吸附特征，并通过对吸附W （VI）前后LDH和CLDH的结构进行表征阐明相关吸附机制.LDH和CLDH对W （VI）的吸附动力学更符合拟二级动力学模型，表明化学吸附是决定吸附速率的关键.LDH和CLDH对W （VI）具有较高的亲和性，最大吸附量分别达176.0，124.5mg/g，远高于同类LDH.LDH吸附W （VI）的最佳pH值范围为4.0~10.0，酸性条件有利于CLDH吸附W （VI）.综合对比，LDH具有更高的吸附容量、更快的吸附速率以及更弱的水质影响（Mg、Al溶出低，pH变化小），更适宜用于W （VI）吸附.LDH吸附W （VI）的主要机制包括离子交换、外层络合和内层络合，而CLDH对W （VI）的吸附机制还包括重构层状结构时仲钨酸盐（W7O246-）的插层作用.以上结果表明，采用微波法合成LDH和CLDH均可高效地吸附污染水体的W （VI），是一类性能优越的W （VI）吸附材料.
2023 Vol. 43 (3): 1166-1176 [摘要] ( 102 ) [HTML 1KB] [ PDF 1110KB] ( 228 )
1177 严渊, 马娇, 党鸿钟, 吴新波, 曾天续, 李维维, 陈永志
正交试验优化垂直潜流人工湿地实现短程硝化
采用垂直潜流人工湿地（VSFCW）处理生活污水并实现短程硝化.将温度、pH值、溶解氧（DO）、HRT分别控制在：（30±2）℃、（8.4±0.2）、（1.5±0.2） mg/L、12h的条件下，COD去除率与NH4+-N去除率（ARE），亚硝酸盐积累率（NAR）分别为73.14%、98.51%、65.18%.向VSFCW中投加羟胺（NH2OH），来进一步提高NAR.通过设计4因素5水平正交试验获取NH2OH浓度、DO、温度、pH值的最佳控制条件.在本试验中，方差分析结果表明：NH2OH浓度和温度对NAR的影响极其显著（P≤0.01）.DO与pH值对NAR的影响不显著（P>0.05）.对方差分析结果进行优化验证，当投加1.0mg/L的NH2OH时，即使温度从30℃降低至23℃，NAR仍可达到89.15%.COD去除率与ARE为75.67%与88.76%.Nitrosomonas的丰度从1.62%增长至4.06%，Nitrospira的丰度从1.65%降至0.95%.
2023 Vol. 43 (3): 1177-1185 [摘要] ( 102 ) [HTML 1KB] [ PDF 1333KB] ( 245 )
1186 辛丽红, 晏彩霞, 聂明华, 张艺民, 袁玉龙, 丁明军, 王鹏
微量铜离子联合碳酸氢盐类芬顿体系降解水中双酚A
基于铜离子（Cu2+）的类芬顿体系通常需要较高的Cu2+剂量，可能导致二次污染，为解决这一问题，构建了微量Cu2+（2.5 μmol/L）联合碳酸氢盐活化过氧化氢（Cu2+/H2O2/HCO3-）体系用于水中双酚A （BPA）的高效降解.结果表明：在一定范围内，Cu2+/H2O2/HCO3-体系对BPA的降解效果随Cu2+投加量的升高而上升，随H2O2和HCO3-投加量的升高呈先上升再降低的趋势.在溶液初始pH值5.06~11.02范围内，BPA均可得到有效去除，且升高反应温度可促进BPA的降解.Cl-、HPO42-、腐殖酸会抑制BPA降解，而NO3-、SO42-的影响则可以忽略不计.活性物种猝灭和捕获实验表明，单线态氧和Cu3+是BPA降解过程的主要活性物种.CuCO3（aq）可能是H2O2活化生成的活性氧化物种与Cu3+的主要络合物.同时，Cu2+/H2O2/HCO3-对天然水体基质中的BPA也有较好的去除效果.另外根据5种鉴定的中间体，提出了Cu2+/H2O2/HCO3-体系中BPA的可能降解途径.
2023 Vol. 43 (3): 1186-1196 [摘要] ( 108 ) [HTML 1KB] [ PDF 769KB] ( 284 )
1197 孙越, 张聪慧, 白皓, 刘鑫, 刘思卓
混凝-异相Fenton工艺处理渗沥液纳滤浓缩液研究
通过混凝-异相Fenton组合工艺对高有机物含量的垃圾渗沥液纳滤浓缩液进行试验研究.考察不同处理工况对纳滤浓缩液有机物去除效果的影响.并通过正交试验得出组合工艺的最优工况，分析最优工况下出水达标的可行性.对组合工艺在反应过程中溶解性有机质及氮污染物含量的变化情况进行探讨.并分析了组合工艺的药剂投加成本.结果表明：组合工艺对COD去除的最优处理工况为：PFS投加量为6g/L，混凝初始pH值为7，PAM投加量为25mg/L、H2O2与COD质量比为10，Fenton反应初始pH值为4，催化剂与COD质量比为16.在最优工况下COD去除率为98.62%.经组合工艺处理后出水水质可实现达标排放.在反应过程中，混凝单元能够降低异相Fenton单元的处理负荷并保证了组合工艺出水中TN和NH4+-N的达标排放，组合工艺对浓缩液中HA、FA与TON的去除率分别为93.54%、86.80%与83.98%.异相Fenton单元对混凝过程中去除效果稍差的HyI进一步氧化分解而实现COD出水达标，其去除率为86.02%.在最优工况下组合工艺的药剂投加成本为47.10元/t.
2023 Vol. 43 (3): 1197-1207 [摘要] ( 116 ) [HTML 1KB] [ PDF 1288KB] ( 372 )
1208 叶权运, 李想, 马晓蕊, 李沛然, 柳王荣, 贺德春, 佘磊
BaSnO3钙钛矿光催化降解邻苯二甲酸二乙酯的机理研究
以邻苯二甲酸二乙酯（DEP）为目标污染物，研究了BaSnO3锡酸盐钙钛矿在模拟太阳光条件下对其光催化降解的潜力.现代谱学表征结果表明BaSnO3钙钛矿具有丰富的氧空位、结构缺陷和优异的光催化活性，在500W氙灯照射下，120min内能降解91.8%的DEP （10mg/L），降解过程符合准一级动力学，且BaSnO3钙钛矿在pH值3.0~9.0范围内均保持良好的催化性能.光生空穴（h+）、超氧自由基（O2·-）和羟基自由基（·OH）均参与了光降解反应，其中O2·-起最主要的降解作用.通过密度泛函理论计算（DFT）对DEP的降解路径和机理进行研究，发现活性氧基团（包括O2·-和·OH）对DEP苯环羟基化和脂肪链断裂起重要贡献.
2023 Vol. 43 (3): 1208-1215 [摘要] ( 97 ) [HTML 1KB] [ PDF 1314KB] ( 218 )
1216 刘晓荣, 杜新忠, 韩玉国, 李泽利, 雷秋良, 刘宏斌
基于负荷历时曲线法的流域污染负荷特征解析与纳污能力研究——以沙河流域为例
以位于天津的沙河流域为研究对象，以水污染防治攻坚目标作为水质目标（地表水环境质量Ⅲ类），基于沙河桥监测断面2006~2018年水文水质数据，利用负荷历时曲线法（Load Duration Curve）分析不同水文条件下的污染负荷输出特征，分析点源与面源污染对水质的影响，并核算沙河流域总磷、总氮和COD的环境容量与负荷削减量.研究结果表明：沙河桥断面汛期总磷、总氮和COD最大日负荷量均值大于非汛期，有较强的纳污能力；总磷、总氮各月份浓度均超过地表Ⅲ类水标准，COD未超过Ⅲ类水标准.在地表水环境质量Ⅲ类的目标下，沙河桥断面总磷在低流量区未超过水环境容量，在高流量区、中高流量区、中流量区、中低流量区均超过水环境容量，需要削减的负荷分别为0.086、0.011、0.014、0.001t/d；总氮在各流量水平下均超标，高流量区、中高流量区、中流量区、中低流量区、低流量区削减量分别为11.811、4.386、2.327、0.466、0.008t/d；COD在各流量水平下均未超标，无需削减；流量保证率在大于75%区间为中低流量区，水质主要受点源负荷的影响，沙河桥断面在这一流量区间基本满足允许负荷要求，说明沙河流域点源影响较小；流量保证率在小于75%区间为面源污染发生的中高流量区，氮磷现状污染负荷均超过允许污染负荷，需要进行污染负荷削减以满足水质目标，也表明氮磷面源污染对沙河流域水质影响较大.本研究可为基于实测水文水质数据的污染负荷输出特征分析和不同水文条件下流域纳污能力核算提供一定的参考和借鉴.
2023 Vol. 43 (3): 1216-1224 [摘要] ( 120 ) [HTML 1KB] [ PDF 897KB] ( 496 )
固体废物
1225 熊新, 曾现来, 胡兆吉
中国报废飞机的资源回收潜力评估
为厘清飞机的报废代谢机制及我国报废飞机的回收潜力，本研究考虑了五类典型飞机，首先利用保有量系数法，对飞机的报废量进行评估，然后估算了报废飞机中有价值资源（如黑色金属、有色金属和稀有金属）的产量.主要研究结果如下：报废飞机的潜在重量从2015年的472t迅速增长到2020年的1034t；报废飞机的回收经济潜力从2015年的约630万元增长到2020年的约1500万元，到2040年预计约1.3亿元；在所有机型中，波音737和空客A320报废量最大，且有色金属在飞机中占比最高.因此，相关回收企业在规划产能分配时，可重点关注这两种机型，并提高有色金属的回收技术.
2023 Vol. 43 (3): 1225-1234 [摘要] ( 154 ) [HTML 1KB] [ PDF 2590KB] ( 252 )
1235 贾里, 张柳, 程鹏, 陈世虎, 王晨星, 于跃, 王建成, 张建春, 金燕
城市污泥焦膨胀特性对可吸入颗粒物排放的影响机理研究
通过利用自行搭建的流化床实验系统，建立了燃烧条件与城市污泥膨胀特性之间的构效关系，影响因素主要包括燃烧温度、升温速率与样品粒径.在利用差示扫描量热法（DSC）获得污泥燃烧演变机理的基础上，研究了亚微米颗粒物（PM1）与超微米颗粒物（PM1~10）的排放特性，并结合所形成颗粒物的微观特性，揭示了城市污泥焦膨胀特性对颗粒物排放规律的深层次影响机理，以及颗粒物形成的关键作用机制，研究发现：污泥在不同升温条件下的燃烧过程随温度的变化规律相似，均由两个显著的放热峰与两个平缓的吸热峰组成；随着升温速率的提高，燃烧所形成污泥焦的膨胀率均呈现先增大后减小的趋势，主要受到挥发分析出过程的影响；样品粒径与膨胀率之间呈反比例关系，且燃烧温度主要通过影响颗粒物内部结构的催化演变过程，对污泥焦的膨胀特性产生影响；随着燃烧温度的升高，颗粒物的整体排放量呈现逐渐增长的趋势.
2023 Vol. 43 (3): 1235-1243 [摘要] ( 107 ) [HTML 1KB] [ PDF 1447KB] ( 182 )
1244 李蕾, 张智, 黄茜, 杨屏锦, 王小铭, 彭绪亚
厨余垃圾厌氧消化反应器起泡的驱动因子
为探析厨余垃圾厌氧消化（AD）反应器起泡的驱动因子，在半连续式厌氧消化反应器中引入超负荷、氨抑制和长链脂肪酸抑制三种扰动诱导反应器起泡，探索了起泡进程中反应器状态参数，消化液流变特性、表面特性、起泡潜能参数及胞外聚合物（EPS）浓度等的响应.结果表明，随着扰动程度的加剧，三个反应器中都诱导出了150~300mm高的泡沫.起泡初期三个反应器内的挥发性脂肪酸（VFAs）、表面活性度（SA）、起泡潜能、表面张力和粘度分别在1948~5978mg/L，8.28~30.15，312.5~350mL，37.89~41.04mN/m和120~183.6mPa×s，可见其起泡阈值并不相同，甚至部分参数的变化趋势与泡沫的发展趋势也不一致.相比之下，EPS相关参数在不同反应器中均与泡沫高度存在明确的相关性，其中溶解型EPS总浓度及其蛋白质浓度、紧密结合型EPS的多糖浓度及总EPS的多糖浓度在三个反应器中都与泡沫高度呈极显著正相关（P<0.01，R2：0.64~0.81）；紧密结合型EPS和总EPS浓度也与三个反应器的起泡高度呈显著（P<0.05）或极显著（P<0.01）相关（R2：0.61~0.81）.各类参数的交互分析表明，超负荷和长链脂肪酸抑制反应器中是酸积累刺激了微生物分泌EPS，而氨抑制反应器中游离氨才是EPS浓度上升的主因.但尽管不同反应器中引起EPS积累的内因不同，EPS增加却无一例外会显著增加消化液粘度，甚至改变其表面张力，最终阻碍气体从液相中排除，引起泡沫.后期研究EPS抑制技术也许有望原位、高效的解决反应器起泡问题.
2023 Vol. 43 (3): 1244-1255 [摘要] ( 112 ) [HTML 1KB] [ PDF 1206KB] ( 206 )
土壤污染与控制
1256 刁静茹, 刘兴瑞, 张淋淋, 董葛军, 赵保卫, 蒋煜峰
螯合表面活性剂LED3A对镉-芘复合污染土壤的洗脱修复研究
通过批平衡振荡淋洗，研究了可生物降解螯合表面活性剂N-月桂酰基乙二胺三乙酸钠（sodium N-lauroyl ethylenediamine tetriacetate，LED3A）对复合污染土壤中镉、芘的洗脱性能，探讨了洗脱时间、LED3A浓度、温度、pH值、水土比和离子强度对污染物洗脱效率的影响，并对比分析了洗脱前后土壤中镉、芘赋存形态的变化.结果表明：LED3A可同时有效去除土壤中的镉和芘，准二级动力学模型最适合描述LED3A对两种污染物的解吸过程，镉、芘共存的交互作用使得各自的平衡洗脱率比相应的单一污染土壤分别降低了5.13%和9.91%.污染物的洗脱率随LED3A浓度（0~15000mg/L）、温度（15~35℃）和水土比（10：1~60：1）的升高而增大，最佳条件下（12000mg/L，25℃，30：1水土比）镉和芘的去除率分别为57.66%和51.07%.LED3A淋洗体系适宜在碱性（pH=11）条件下使用.适宜浓度的Na+（0.1mol/L）和Ca2+（0.005mol/L）对洗脱效果具有明显的促进作用.LED3A洗脱处理后，土壤中可交换态和可还原态镉的去除率分别为61.09%和26.35%，非吸附态和吸附态芘的去除率分别为17.26%和68.44%，污染物的生物有效性显著降低，其环境危害和生态风险相应减小.LED3A在重金属-有机复合污染土壤绿色修复方面具有良好的应用前景.
2023 Vol. 43 (3): 1256-1266 [摘要] ( 115 ) [HTML 1KB] [ PDF 584KB] ( 215 )
1267 刘楠, 唐莹影, 陈盟, 潘泳兴
基于APCS-MLR和PMF的铅锌矿流域土壤重金属来源解析
以广西阳朔铅锌矿为研究对象，分析了表土中的Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Sb、Hg和Pb共10种重金属元素含量，并利用绝对主成分-多元线性回归模型（APCS-MLR）和正定矩阵因子分解法（PMF）等方法，识别和定量解析污染源及其贡献率.研究区内Pb、Zn、Hg、Cd、Mn和Cu的含量超过了广西当地土壤背景值3.29~13.08倍，Cr、Ni、As和Sb在局部地区超过背景值，表明研究区存在重金属污染现象；10种重金属在各深度上呈现条带状和点状分布，其中Mn、Cu、Zn、As、Cd、Sb和Pb含量高值条带状分布于思的河左岸和思的河山前区域，Cr、Ni和Hg含量高值主要分布于中西部高冈处；APCS-MLR模型和PMF模型源解析结果表明表层土壤重金属来源主要为工矿活动源、自然因素（成土母质、降雨冲刷等）和工矿及农业活动复合源，但在贡献率上存在差异，APCS-MLR模型提取的污染源贡献率依次为工矿及农业混合源（30.95%）、工矿活动（22.39%）、自然因素（15.79%）和未识别源（8.35%），PMF模型提取污染源贡献率依次为工矿活动（35.16%）、尾矿和废渣（28.21%）、工矿活动及农业活动的复合源（20.89%）和自然因素（15.74%）.两种模型不同的因子提取方式、APCS-MLR模型的正交性约束、PMF模型的不确定度考虑和非负约束性等可能是引起解析差异的原因.
2023 Vol. 43 (3): 1267-1276 [摘要] ( 147 ) [HTML 1KB] [ PDF 3206KB] ( 216 )
1277 武海燕, 白冰
氧化石墨烯固化土壤中重金属离子的有效性及界面能特征
以修复土壤中重金属污染物为目标，开展以石英砂为多孔介质材料，氧化石墨烯为吸附剂，在改变重金属种类、重金属污染物浓度、注入氧化石墨烯浓度和渗流速度条件下的土柱穿透试验.首先，对单一重金属的迁移特性及氧化石墨烯对重金属的去除效果和固化机制进行研究.试验表明，改变渗流速度对单一重金属离子（Pb2+和Cd2+）的迁移影响较小.氧化石墨烯穿透污染土柱时，低重金属污染浓度和高渗流速度会促进氧化石墨烯的迁移，进而促进重金属污染物的迁移.氧化石墨烯对重金属离子（Pb2+和Cd2+）有很好的去除及固化效果，对铅离子和镉离子的最大固化率为88.2%和63.9%.其次，通过SEM、FTIR、Zeta电势试验发现，氧化石墨烯对重金属离子的吸附机理主要是静电吸引、离子交换和表面络合.通过DLVO理论计算结果可知，负载重金属的氧化石墨烯相较于未负载重金属的氧化石墨烯更易固化在土壤中，其中负载镉离子的氧化石墨烯比负载铅离子的氧化石墨烯更容易固化在土壤中.
2023 Vol. 43 (3): 1277-1287 [摘要] ( 130 ) [HTML 1KB] [ PDF 1079KB] ( 250 )
环境生态
1288 刘会敏, 宋媛, 栗现文, 胡亚鲜
不同冻结温度黑土渐次解冻过程有机碳矿化特征及影响因素
将粒径<2mm的黑土填充土柱后，湿润至田间持水量（41%），分别在-10℃、-15℃和-20℃冷冻12h，于10℃解冻.为捕捉土壤水盐养分在土柱由外而内冻结过程中的再分布特征，在土柱渐次解冻过程中从外到内逐层剥离成六层（T1~T6），并进行指标测定.结果表明：1）土柱最外层T1的含水率最高达48.9%~61.9%，而内核T6最干燥仅为29.3%~35%，其中-20℃冻结土柱在解冻后外层的水分富集程度最显著.电导率（EC）则表现为外层T1和内层T6偏高（53.9~66.4μS/cm和55.0~64.0μS/cm），而中间层T3偏低（53~56.5μS/cm），且-10℃冻结后各渐次解冻土层间的EC差异最显著.2）可溶性有机碳（DOC）由外层T1向内层T6逐渐降低，而微生物生物量碳（SMBC）则由外层向内层呈现增多趋势，且冻结温度越低，DOC和SMBC在各解冻土层间的差异越明显.3） CO2释放速率表现为外层T1和内层T6较高（34~40.7μg/g和33.5~63μg/g），而中间层T4较低（23.7~25.0μg/g），且-10℃冻结后各渐次解冻土层释放的CO2显著少于-20℃冻结温度.4）各解冻土层SMBC与DOC线性负相关，但与CO2释放速率线性正相关，说明冻结过程死亡微生物残体释放的可溶性物质，可促进存活微生物在土壤解冻后的呼吸过程.本研究通过逐层剥离方法可有效捕捉土壤冻融过程两极化分布对碳矿化的影响，而不同冻结温度则加剧了渐次解冻土层间的异质性，突破了仅基于全冻全融过程的传统研究方法对土壤冻融环境效应认识的片面性.
2023 Vol. 43 (3): 1288-1297 [摘要] ( 171 ) [HTML 1KB] [ PDF 958KB] ( 195 )
1298 韩玉, 丁素婷, 杨太保
山西南部中条山生态系统碳储量时空分布及驱动因素
为探究陆地生态系统碳储量特征对促进区域低碳建设、实现区域“碳达峰、碳中和”的作用.本文运用InVEST模型的碳储量模块估算了2000~2020年中条山生态系统碳储量，并通过净生态系统生产力（NEP）对其结果进行修正，最后利用地理探测器分析碳储量空间分异的驱动因素.结果表明：2000~2020年中条山修正后碳储量总体呈增加趋势，累计增加了2.296×106t，碳储量高值区主要分布于东部、中部和西北部，低值区分布于西南部及中部小部分区域.2000~2020年中条山陆地生态系统碳汇总量呈增加趋势，区域年均单位NEP为0.060kgC/（m2·a），碳汇区主要分布在东部，碳源区分布在中部及西北部.碳储量空间分异主要受年均NDVI、人类活动强度和年均潜在蒸散发的影响，其次是年均气温、年均人口和高程.不同因子的交互作用对碳储量的影响呈双因子增强和非线性增强，表明碳储量空间分异是由自然因素和人为因素共同作用的结果.中条山在生态环境保护和区域低碳建设中，应综合考虑不同影响因素的特点，采取差异化的生态调控模式和策略，提高生态系统的稳定性，增强碳储存能力.
2023 Vol. 43 (3): 1298-1306 [摘要] ( 151 ) [HTML 1KB] [ PDF 1715KB] ( 424 )
1307 张雅, 刘力, 李朋, 胡元平, 李琳静, 苏业旺, 邢新丽, 冯江, 叶婷
沉湖130年来湖泊沉积物有机碳、氮稳定同位素变化及其环境指示意义
通过对2020年沉湖湖心采集的73cm长沉积柱（CH-01）中总有机碳（TOC）、总氮（TN）、有机碳同位素（δ13Corg）和氮同位素（δ15N）指标的分析，并结合年代测定（210Pb、137Cs比活度测试）结果，分析了130多年来沉湖沉积物有机质的来源，探讨受人类活动影响下湖泊的生态环境变化过程.结果表明：沉湖沉积物平均沉积速率为0.52cm/a，呈缓慢增大趋势.TOC、TN含量变化范围分别为0.89%~3.65%和0.04%~0.20%，δ13C、δ15N值变化范围分别为-29.34‰~-26.13‰和1.67‰~5.48‰，TOC、TN在38~26cm的快速上升对应于1970~1990年沉湖周边人口增长和湖泊改造工程频繁期.沉积物中有机质为混合来源，主要为土壤有机质、陆生C3植物和水生维管束植物.其中土壤有机质和陆生C3植物的贡献较大，1980年后由于人类活动导致湖泊水动力减弱，湿地内水生维管束植物对沉积物有机质的贡献率增大.因此，未来研究要从控制水土流失、合理调控湖泊水文条件等多方面着手，重视人类活动对湖泊生态环境影响.
2023 Vol. 43 (3): 1307-1316 [摘要] ( 160 ) [HTML 1KB] [ PDF 659KB] ( 356 )
1317 石晶, 石培基, 王梓洋, 万雅
人为干扰对生态脆弱性动态演变过程的影响——以兰西城市群为例
以兰西城市群为例，采用空间主成分分析法（SPCA）对其进行生态脆弱性评价，并在此基础上引入人为干扰指数（HI），探讨人为干扰变化对生态脆弱性动态演变过程的影响.结果表明，1990~2020年，兰西城市群生态脆弱性由3.14减小到2.69，生态环境逐年改善.空间上，中度，重度和极度脆弱区主要集中在中西部河谷盆地及东部低海拔地区，微度和轻度脆弱区主要集中在中西部海拔较高的地区.1990~2020年，Moran's I由0.942略增至0.955，生态脆弱性空间聚集效应明显.1990~2020年间，生态恶化区面积减小了178.63km2，生态改善区面积增加了7189.08km2，生态恶化区主要分布在河谷盆地及东北部地区，生态改善区主要分布在东南部及中西部海拔较高的地区.区域内人为干扰指数由0.245增至0.252.中高度干扰区与生态恶化区的空间分布特征基本一致.人为干扰程度的增强使河谷盆地及东北部地区生态环境逐步恶化.研究结果可为兰西城市群的生态保护，土地资源利用和可持续发展提供有益借鉴.
2023 Vol. 43 (3): 1317-1327 [摘要] ( 139 ) [HTML 1KB] [ PDF 4330KB] ( 272 )
1328 杨文焕, 甄玉, 姚植, 尹强, 黄晓慧, 李卫平
高原盐化湖泊沉积物氮代谢特征解析
为探索盐碱湖泊微生物群在高盐胁迫下的适应策略，以地处内蒙湖区的岱海沉积物为研究对象，通过宏基因组测序技术揭示其氮代谢微生物的群落结构和功能特征，探究盐胁迫下环境因子对氮代谢功能的影响以及微生物群落构建的驱动机制.结果表明：岱海沉积物氮代谢以异化硝酸盐还原为主要途径，伴随固氮、硝化、反硝化、同化硝酸盐还原、全程氨氧化等5条途径.变形菌门（Proteobacteria）（56.31%~59.19%）、绿弯菌门（Chloroflexi）（8.26%~12.89%）、放线菌门（Actinobacteria）（3.2%~6.4%）是丰度前三的优势菌门，较其他湖泊沉积物优势菌群未见明显差异，但在属水平特异性显著，硫杆菌属（Thiobacillus）（9.8%~15.22%）、未辨别的g-变形菌纲（unclassified_c_Gammaproteobacteria）（3.49%~4.02%）、硫碱弧菌属（Thioalkalivibrio）（2.69%~3.31%）是参与氮代谢优势菌属.盐度、总氮、总磷及pH值是影响基因丰度的主要环境因子.氮代谢微生物群落构建由确定性过程驱动，在环境过滤作用下6个路径的微生物群落组成各具特色.盐胁迫下嗜盐甲烷氧化菌和硝酸盐还原硫氧化菌主导部分氮代谢过程，将碳氮硫循环耦合起来，造就了岱海沉积物氮代谢过程的特殊性.
2023 Vol. 43 (3): 1328-1339 [摘要] ( 119 ) [HTML 1KB] [ PDF 2789KB] ( 315 )
1340 徐宏超, 李春林, 王昊, 刘淼, 胡远满
土地利用变化对京津冀热环境时空演变的影响
选取中国三大城市群之一的京津冀城市群作为研究区，利用Getis-Ord Gi*指数、贡献指数等分析方法，探究了2001~2020年不同土地利用类型对京津冀城市群夏季昼夜区域热环境的影响.结果发现，夏季昼夜相对地表温度空间分布差异较大.白天，西北部和东南部的相对地表温度都较高.夜晚，西北部以冷点为主，而热点主要聚集于东南部.京津冀城市群主要以耕地、林地、草地和建设用地为主.耕地、建设用地主要分布于东南部，林地和草地主要位于西北部.其中，耕地面积最大，约占总体面积的45.5%.然而自2001~2020年，随着城市化的发展，耕地面积降低了5.2%，而建设用地面积增加了2.3%.土地利用在夏季昼夜的相对地表温度变化较大.水体在白天的相对地表温度基本低于0℃，对区域热环境具有明显的降温作用，在夜晚水体的相对地表温度则位于3~4℃，具有明显的增温作用.草地在白天对区域的降温作用不明显，而在夜晚的降温作用明显强于林地.本文通过研究不同土地利用类型对区域热环境的昼夜影响，将有助于理解区域热环境分布特征及影响机制，从而为区域层面的热岛缓解策略制定提供理论依据.
2023 Vol. 43 (3): 1340-1348 [摘要] ( 131 ) [HTML 1KB] [ PDF 1900KB] ( 336 )
1349 赵宇航, 韦钦胜, 辛明, 谢琳萍, 孙霞, 王保栋
春末东海北部冷涡区环境特征及藻华成因探讨
基于2019年春末所获取的东海调查资料，通过分析温度、盐度、营养盐和叶绿素a （Chl-a）等理化参数的分布特征和空间格局，重点对东海北部冷涡区水文环境特征、营养盐动力过程及藻华发生机制进行了探讨.研究表明：济州岛西南海域的低温区清晰显示了春末东海北部冷涡的位置，且冷涡边缘锋面区冷水的抬升指示了上升流的存在.冷涡区的营养盐来源于冬季南下的黄海西部沿岸流的水平输运，冷涡边界锋区的上升流在一定程度上控制着营养盐的垂向输送.春末济州岛西南的Chl-a高值区（最高Chl-a含量为5.69μg/dm3）预示了藻华的发生，其与东海北部冷涡和营养盐高值区位置总体相吻合.较高的营养盐水平、良好的光照和增强的水体稳定度是春末东海北部冷涡区藻华形成的有利因素，同时该冷涡与南部高温、高盐水交汇形成的西北-东南向锋面对Chl-a高值区的空间格局与位置也具有重要影响.济州岛西南海域水体浊度较低，满足浮游植物生长所需光照条件所能达到的垂向深度较大，导致冷涡藻华区存在次表层Chl-a高值.该研究为进一步深入认识东海北部初级生产过程的调控机制和开展区域生态系统动力学研究等提供了重要科学依据.
2023 Vol. 43 (3): 1349-1359 [摘要] ( 108 ) [HTML 1KB] [ PDF 3047KB] ( 237 )
1360 徐达, 金伟, 尉艺, 王春柳, 朱伯淞, 化柯, 周攀, 刘新
沉水植物残体堆积量对沉积物理化性质的影响——以马来眼子菜为例
通过将不同含量马来眼子菜残体堆积在沉积物中，分析表层沉积物理化性质以及流变特性变化，明确沉水植物残体堆积量对表层沉积物性质的影响.经过一个月的实验后，发现随着沉水植物残体堆积量的增加，表层沉积物密度呈指数型下降趋势，并伴随着浮泥形成.同时，粒径分布结果表明沉水植物残体在沉积物中的腐解导致了沉积物的絮凝和团聚.且沉积物胞外聚合物（EPS）中高比例的多糖/蛋白质使沉积物颗粒不易沉积，有利于浮泥形成.此外，流变试验中沉积物的屈服应力值与沉水植物残体堆积量呈指数衰减（R2=0.97），当堆积量超过0.4%后，浮泥屈服应力逐渐稳定，易于发生再悬浮现象.因此，本研究加深了对沉水植物残体在沉积物腐解对沉积物性质影响的认识，并对沉积物治理具有重要意义.
2023 Vol. 43 (3): 1360-1367 [摘要] ( 106 ) [HTML 1KB] [ PDF 790KB] ( 204 )
环境微生物
1368 路冰洁, 杜晨秋, 郭芯竹, 喻伟, 李百战
温湿度对建筑室内典型霉菌生长影响及其动力学模型
高湿地区建筑室内潮湿易诱发霉菌滋生和孢子扩散，引起建筑结构损坏和人员过敏性症状或疾病等，对室内环境和人员健康都产生严重危害.本文以室内典型曲霉菌菌种-黑曲霉为例，实验研究了真实温湿度动态变化（温度15/20/25/30℃，湿度60%/75%/85%）对其黑曲霉生长特性的影响，并建立其随时间和温湿度变化的生长动力学模型.结果表明，在RH>60%的较高相对湿度条件下，温度为影响霉菌生长的主要因素，黑曲霉生长随着温度的升高而加快，而不同相对湿度影响差异较小；引入Gompertz模型建立菌落直径与生长时间的函数关系，可以较好预测黑曲霉的生长，且Gompertz模型参数μm随着温度的升高而增大，λ随着温度的升高而减小（温度≤25℃）；进一步采用响应面模型作为二级模型可以较好表征温湿度耦合影响下霉菌的生长特性，并量化了μm、λ与温度、相对湿度的数学关系.结果为反应建筑真实热湿环境下霉菌生长风险和源头控制提供了理论参考.
2023 Vol. 43 (3): 1368-1377 [摘要] ( 101 ) [HTML 1KB] [ PDF 1511KB] ( 356 )
1378 杨睿, 葛红梅, 程凯
高温和高盐对Nitrosomonas eutropha CZ-4的交叉保护效应
为探究高温和高盐对亚硝化单胞菌亚硝化能力的联合影响，以Nitrosomonas eutropha CZ-4为试验材料，测试了不同程度的高温和高盐对其亚硝化能力的短期交叉影响，比较了不同的长期驯化方式对该菌胞外聚合物含量的影响及对该菌响应高盐或高温胁迫的影响.结果表明，当温度从28℃逐步升高至40℃时，亚硝化的最适盐浓度从2g/L逐步升高至18g/L，而且高盐/高温分别能够明显缓解高温/高盐对亚硝化的抑制作用.高盐驯化显著增强了耐热性，高温驯化则显著增强了耐盐性，且高盐驯化和高温驯化后结合型多糖的含量均显著高于低温低盐处理组.上述结果证明高温和高盐对CZ-4具有生理性的交叉保护效应，且高温或高盐均能诱导CZ-4胞外结合型多糖的积累.
2023 Vol. 43 (3): 1378-1385 [摘要] ( 142 ) [HTML 1KB] [ PDF 925KB] ( 183 )
1386 宋兰萍, 徐晓阳, 洪婉悦, 艾艳梅, 汪洋, 张泽锟, 周守标, 周际海
镉耐性菌对黑麦草生长特性及镉吸收的影响
本研究以土壤投加镉的方式，通过接种镉耐性菌Cdq4-2（Enterococcus sp.）的处理，进行为期40d的室内培养试验，最终以黑麦草地上部生物量、地下部生物量及总生物量，叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量，抗氧化酶活性（SOD、POD），黑麦草镉以及土壤镉含量等指标的测定比较，探究镉耐性菌对黑麦草生理、生化特性及对镉污染土壤修复效果的影响.试验共设计5个处理，C1-镉污染土壤（Cd，4mg/kg）、C1B-镉污染土壤（Cd，4mg/kg）+镉耐性菌、C2-镉污染土壤（Cd，20mg/kg）以及C2B-镉污染土壤（Cd，20mg/kg）+镉耐性菌，并以未添加Cd土壤为对照（CK）.结果表明，接种镉耐性菌Cdq4-2的C2B处理中黑麦草地上部生物量、地下部生物量及总生物量比未接菌的C2处理分别增加39.57%，171.88%和50.15%；C1B处理中黑麦草的叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量比C1分别显著增加了29.81%，29.65%和29.77%；C1B的黑麦草POD活性比C1显著提高150.75%、C2B比C2显著提高146.51%；C1B的黑麦草地上部镉含量比C1显著增加58.29%、C2B比C2显著增加30.53%，C2B的地下部镉含量比C2显著增加24.25%，C1B的地上部富集系数比C1显著提高58.29%、C2B比C2显著提高30.53%，C1B的转运系数比C1显著提高74.84%.在镉污染土壤中接种镉耐性菌，有利于增强黑麦草的光合作用，提高了黑麦草的抗氧化胁迫能力，促进了黑麦草对镉的吸收、转运和积累，从而提高黑麦草修复镉污染土壤的效果.
2023 Vol. 43 (3): 1386-1396 [摘要] ( 92 ) [HTML 1KB] [ PDF 558KB] ( 189 )
1397 唐振平, 刘博阳, 高媛媛, 段毅, 杨正卿, 周帅
宏基因组解析不同温度饥饿胁迫下污泥中胞外耐药基因的动态特征
活性污泥是细胞外耐药基因（eARGs）重要储存库之一，本文采用宏基因组技术探究了不同温度（12，20和30℃）饥饿胁迫（即无营养基质）下活性污泥中eARGs的动态特征.结果表明，30d饥饿促使eARGs的相对与绝对丰度分别削减3.5%~26.0%、66.1%~81.4%，且eARGs的丰度在12℃饥饿后明显高于20和30℃饥饿.12℃饥饿能够维持大部分胞外可移动遗传元件（eMGEs）的稳定性，而20和30℃饥饿导致eMGEs的相对丰度分别降低41.4%~54.4%、48.7%~67.4%.eARGs优势寄主（Mycobacterium和Nitrospira）的丰度在不同温度饥饿后保持稳定.与20和30℃饥饿相比，12℃饥饿下活细胞比例较高，且胞外DNA吸附/降解率较低，有利于维持eARGs的稳定性.研究结果阐明了不同温度饥饿胁迫对活性污泥中eARGs归趋的影响，可为控制实际污水处理厂中eARGs的散播提供科学依据.
2023 Vol. 43 (3): 1397-1406 [摘要] ( 98 ) [HTML 1KB] [ PDF 1888KB] ( 221 )
环境毒理与健康
1407 李嘉瑶, 申慧敏, 徐婷婷, 郭英
橡胶防老化剂6PPD及其臭氧化产物6PPD-Q的环境分布和生物毒性
本文总结了6PPD-Q （N-（1，3-二甲基丁基）-N'-苯基对苯醌）及其前体物质6PPD （N-（1，3-二甲基丁基）-N'-苯基对苯二胺）在环境介质大气、水体、土壤中的来源及其分布情况，并陈述了6PPD和6PPD-Q相关的细胞毒性、生物毒性研究进展，以及对人类健康可能的影响等.现有研究表明，6PPD和6PPD-Q主要源于橡胶轮胎磨损颗粒物，可附着于大气细颗粒物在大气、水体和土壤中迁移；具有细胞毒性，可抑制细胞增殖；具有生物毒性，对某些种类的鲑鱼造成急性毒性，并产生发育毒性；能够引起人体产生过敏性皮炎等.今后应深入研究6PPD和6PPD-Q与其他橡胶轮胎添加剂的联合毒性作用及其有关的生态风险评价.
2023 Vol. 43 (3): 1407-1421 [摘要] ( 592 ) [HTML 1KB] [ PDF 606KB] ( 760 )
1422 徐丹, 曹双凤, 刘莉洁
慢性噪声暴露对高脂饮食小鼠肝脏脂代谢的影响
为探究慢性噪声暴露对肝脏脂代谢的影响，将C57BL/6J小鼠随机分为正常对照组和噪声暴露组[持续8周85dB （A）稳态宽带噪声暴露（4h/d）].每组又分为两个亚组，分别给予对照饮食和高脂饮食.实验终点检测小鼠体重增长率、葡萄糖耐量、胰岛素耐量、附睾脂肪重量和肝脏重量、血清白介素-6（IL-6）水平、血清和肝脏甘油三酯（TG）及总胆固醇（TC）水平、肝脏丙二醛（MDA）含量以及c-Jun氨基端激酶（JNK）磷酸化水平.结果显示，噪声暴露引起对照饮食小鼠体重增长率显著降低[（23.30±2.54）% vs.（37.13±3.05）%]，代谢效率[（545.20±55.06） kJ/（g×mouse） vs.（352.50±20.92） kJ/（g×mouse）]、血清IL-6水平[（44.68±9.77） pg/mL vs.（20.83±0.81） pg/mL]显著升高；噪声暴露引起高脂饮食小鼠肝脏TG[（0.54±0.07） mmol/g protein vs.（0.30±0.03） mmol/g protein]、MDA含量[（1.98±0.13） mmol/g protein vs.（1.24±0.03） mmol/g protein]和JNK磷酸化水平[（1.56±0.19） mmol/g protein vs.（1.00±0.00） mmol/g protein]显著升高，提示本研究所采用的慢性噪声暴露可加重高脂饮食小鼠肝脏脂代谢损伤，JNK信号通路可能参与本噪声暴露的肝脏脂代谢损伤效应.
2023 Vol. 43 (3): 1422-1428 [摘要] ( 136 ) [HTML 1KB] [ PDF 1756KB] ( 219 )
1429 袁尧, 张灵汉, 周楠, 刘会会, 杨先海
2,6-二叔丁基-4-硝基苯酚与镉(II)联合暴露对水生生物急性毒性的影响及生态风险评估
为探究消毒副产物（DBPs）与其他物质联合暴露对水生生物的影响，选取一种新型芳香族消毒副产物-2，6-二叔丁基-4-硝基苯酚（DBNP）和一种典型重金属离子-镉（II）（Cd2+）为模型化合物，研究了其单独和联合暴露条件下对斜生四链藻、大型溞、稀有鮈鲫的急性毒性，并评估了其单独及联合暴露情况下的生态风险.结果表明：DBNP对大型溞、稀有鮈鲫的急性毒性值小于1mg/L，属于全球化学品统一分类和标签制度中极毒类物质（I类）.DBNP与Cd2+联合暴露对三测试物种均表现拮抗效应.基于浓度加和假设的联合风险商值法会高估具有拮抗作用的联合暴露风险.采用证据权重法修正的联合风险商值法可正确评估具有拮抗作用的联合暴露风险.
2023 Vol. 43 (3): 1429-1437 [摘要] ( 119 ) [HTML 1KB] [ PDF 738KB] ( 354 )
环境影响评价与管理
1438 郭艺, 张鹏飞, 葛力铭, 曾刚, 万媛媛
长江经济带电力碳排放时空变化及影响因素——基于区域和产业视角
以长江经济带为实证区域，综合运用IPCC清单编制法，网络法和LMDI法，在核算2005~2020年长江经济带电力生产、传输和消费过程中碳排放量的基础上，基于区域和产业两个层面分析其时空分异特征，并探究地区电力生产和消费碳排放量变化的不同影响因素.结果表明，长江经济带电力生产碳排放量整体呈现不断上升但增长速度下降的态势，总量由6.8亿t增加到12.25亿t.年均增速由2005~2011年期间的7.61%下降到2012~2020年期间的1.28%.电力消费碳排放量的时空分布特征与生产视角下的相似，但省际间电力碳排放流动规模以及远距离的电力碳排放流动显著增加.其中上海，江苏和浙江为最主要的电力碳排放净转出地，2020年分别净转出1894.01万t、6120.03万和7020.84万t，安徽，湖北，四川，贵州和云南为最主要的净转入地，2020年分别净转入2723.85万t、2309.72万t、1075.72万t、3010.32万t和2218.69万t.下游地区的用电碳排放量主要来自资源加工工业，机械和电子制造业，轻纺工业，增长幅度较大的是机械和电子制造业，纺织业，服务业.中上游地区主要来自电力，热力生产和供应业，资源加工工业，除四川和云南外，其他地区上述产业的用电碳排放量均大幅增长.关于影响因素，发电规模是促使电力生产碳排放增长的最大因素，发电煤耗率和电力生产结构主要起抑制作用；经济发展水平，居民消费是推动地区用电碳排放量增长的主要因素，产业用电效率，用电碳排放强度，产业结构主要起负向驱动作用.
2023 Vol. 43 (3): 1438-1448 [摘要] ( 108 ) [HTML 1KB] [ PDF 2318KB] ( 256 )
1449 秦炳涛, 杨坤, 葛力铭
以“绿”待劳:环境规制与重污染企业就业——基于生产全过程绿色技术创新的视角
基于生产全过程绿色技术创新的视角，对局部均衡模型进行了改进，并利用2008~2020年中国A股重污染行业上市公司数据，实证考察了环境规制对就业的影响与作用机制.结果发现：环境规制的提升显著降低了企业就业水平，这一结果在进行一系列稳健性检验以及控制内生性问题后，依然成立；通过机制分析发现，环境规制可以“倒逼”绿色技术创新，通过以“绿”待劳的方式缓解环保与就业之间的矛盾；在异质性分析中发现，环境规制对企业就业的不利影响主要作用于非国有企业、低学历人群以及中部地区企业；进一步研究发现，企业积极进行工艺改进会削弱环境规制对企业就业的不利影响，企业增加研发投入会加剧环境规制对企业就业的不利影响，末端治理创新并未对环境规制的就业效应产生显著影响.
2023 Vol. 43 (3): 1449-1459 [摘要] ( 185 ) [HTML 1KB] [ PDF 623KB] ( 242 )
1460 信猛, 陈菁泉, 彭雪鹏, 师岚, 钱辉
农业碳排放驱动因素——区域间贸易碳排放转移网络视角
利用2007~2017年我国30个省份面板数据，以各省份为节点，省份间的碳排放关系为边缘，碳排放转移量为权重构建区域间农业贸易碳排放转移网络，将投入产出理论与复杂网络理论结合探究各省在农业贸易碳排放转移网络中角色对各省份农业直接碳排放的影响.实证结果表明：2007~2017年期间我国农业直接碳排放量整体较大，且大部分省份农业直接碳排放处于上升趋势.根据三大功能区农业贸易碳排放流入和流出分析结果来看，粮食主产区更多的是区域内部自产自消，其次是供给粮食主销区，最后是供给粮食产销平衡区.而粮食主销区更多的是消耗粮食主产区，供给相对较少.粮食产销平衡区更多的是消耗粮食主产区，供给粮食主销区和主产区.我国碳排放流向主要集中在粮食主产区等中部地区以及东北三省，西部地区的新疆、内蒙古等省份主要是由东部等发达地区流入.农业贸易碳排放流入强度、城镇化水平、农业机械投入强度以及平均每一农业劳动力生产粮食产量对农业直接碳排放有促进作用；农村居民人均纯收入、农业产业结构对农业直接碳排放有抑制作用；农业贸易碳排放流出强度、传输介质能力以及影响力对农业直接碳排放没有显著性影响.
2023 Vol. 43 (3): 1460-1472 [摘要] ( 122 ) [HTML 1KB] [ PDF 942KB] ( 268 )
1473 赵佳佳, 刘灵芝
环境规制、声誉诉求与亲环境行为绩效的研究
基于肉鸭养殖户的调查数据，通过Tobit模型从经济学视角分析环境规制、声誉诉求对肉鸭养殖户亲环境行为绩效的影响，在分析养殖户行为绩效组间差异的基础上，进一步探讨环境规制、声誉诉求对养殖户行为绩效的非线性关系及通过养殖户行为间接影响养殖户行为绩效的作用路径.结果显示：环境规制与声誉诉求显著影响养殖户粪污资源化处理行为绩效，且环境规制中引导型规制的作用最强，养殖户对个人社会关系的声誉诉求更能促进养殖户行为绩效；环境规制、声誉诉求对养殖户行为绩效的影响存在年龄差异和教育程度差异，而且当家庭收入达到一定水平后，环境规制和声誉诉求对养殖户行为绩效的作用开始显现；环境规制和声誉诉求通过交互效应影响养殖户行为绩效的同时，通过影响养殖户行为间接影响养殖户行为绩效.为了促进乡村振兴的实施，应在考虑目标群体异质性的基础上因地制宜制定适度环境规制政策，在提升政策有效实施的过程中加强养殖污染治理的技术培训，通过强化声誉效用提升养殖户认知、促进养殖户实施粪污资源化处理，进而优化肉鸭养殖的资源配置，实现肉鸭产业可持续发展.
2023 Vol. 43 (3): 1473-1488 [摘要] ( 98 ) [HTML 1KB] [ PDF 726KB] ( 275 )
中国环境科学
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