中国环境科学
 
 
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关于举办第一届《中国环境科学》青年论坛的通知（第三轮）
关于举办第一届《中国环境科学》青年论坛的通知
回首43载，扬帆再起航——记《中国环境科学》发展历程
《中国环境科学》第七届编辑委员会成立大会暨第一次会议成功举办
《中国环境科学》增设邮箱说明
“固体废物和新污染物治理”专栏征稿启事
“农业农村污染防治”专栏征稿启事
《中国环境科学》2022年入选F5000论文名单
《中国环境科学》2022年度优秀审稿人
《中国环境科学》第一届中青年编委会正式成立
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喜报：《中国环境科学》1篇论文入选中国科协第七届优秀科技论文遴选计划
最美科技工作者--郝吉明
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“生物多样性”专栏征稿启事
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“温室气体减排与气候变化”专栏征稿启事
《中国环境科学》两篇论文入选“2018中国百篇最具影响国内学术论文”
关于新冠病毒疫情防控期间稿件咨询的公告
“生物多样性”专栏征稿启事
“固体废物、城市矿产与循环经济”专栏征稿启事
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生物气溶胶暨环境与健康专辑征稿启事
土壤污染防治专辑征稿启事
喜报：《中国环境科学》刊发论文获评“第四届中国科协优秀科技论文”
垃圾分类”专栏征稿启事
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“生物多样性”专题征稿启事
“无废城市”专栏征稿启事
“长江经济带生态环境保护”专栏征稿启事
关于稿费审稿费发放方式变更的公告
喜报：《中国环境科学》刊发论文获评“第三届中国科协优秀科技论文”
喜报：《中国环境科学》刊发论文获评“第二届中国科协优秀科技论文”
撤消马钧霆等作者已发表文章公告
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《中国环境科学》继续被Ei收录
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《中国环境科学》2011-2014年发表的论文中有20篇入选 “领跑者5000”提名论文
《中国环境科学》影响因子学科排名继续保持榜首
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《中国环境科学》再次获评“RCCSE中国权威学术期刊(A+)”，位列学科榜首
《中国环境科学》影响因子学科排名再获第一
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《中国环境科学》2009-2013年发表的论文中有20篇入选 “领跑者5000”提名论文
《中国环境科学》影响因子学科排名蝉联第一
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《中国环境科学》影响因子学科排名第一
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《中国环境科学》 22篇论文入选 “精品期刊顶尖论文平台——领跑者5000”
《中国环境科学》刊发的论文获“马塔切纳青年优秀论文奖”
中国环境科学2010年度引证指标
中国环境科学再次被评选为精品科技期刊
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2023年 43卷 5期
刊出日期 2023-05-20
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
2081 戴刘新, 梁明珺, 张莹, 谢一凇, 刘兴润, 李莉, 张新伟, 樊程, 李正强
非二氧化碳温室气体氧化亚氮的卫星遥感研究综述
氧化亚氮(N2O)已成为全球第三大温室气体,氮氧化物污染与治理也成为我国"十四五"生态环保工作重点,气候变化评估与环境保护均对N2O卫星遥感提出了较高的要求.本文回顾了N2O卫星遥感的主要进展,卫星载荷方面,从天底、临边、掩星3种观测方式介绍了N2O卫星观测的历史进程;反演算法方面,根据观测方式的不同分别介绍了最优估计算法、剥洋葱算法、差分光学吸收光谱法.相较于国际上N2O卫星遥感起步早且已具备了较为成熟的理论和技术,我国的N2O卫星遥感监测能力还有较大的发展空间.本文通过对研究现状的梳理和总结,提出了N2O卫星遥感的发展趋势和建议,并对未来发展前景进行了展望.
2023 Vol. 43 (5): 2081-2094 [摘要] ( 550 ) [HTML 1KB] [ PDF 3101KB] ( 1923 )
2095 刁伟源, 孔少飞, 郑煌, 徐家平, 郑淑睿, 牛真真, 程溢, 胡尧, 祁士华
机动车禁行区街区尺度污染物时空分布——基于自行车车载走航
以武汉第七届世界军人运动会期间为研究时段,以机动车辆管控的东湖风景区为研究区域,开展基于自行车车载走航形式的大气污染物浓度实时观测,填补该区域空气质量监测数据空白,为管控措施的效果评估和街区尺度健康风险评估提供精细数据.结果表明,走航观测所测得的ρ(CO)、ρ(NO2)、ρ(PM2.5)和ρ(O3)平均值均高于监测站点,平均超过2.1倍.管控期机动车禁行区ρ(CO)、ρ(BC)、ρ(NO2)、ρ(PM2.5)和ρ(O3)的平均值分别为0.97mg/m3, 5.6μg/m3, 57.8μg/m3, 76.3μg/m3和208.3μg/m3,非禁行区分别为1.1mg/m3, 4.7μg/m3, 60.9μg/m3, 72.2μg/m3和197.7μg/m3.车群行驶缓慢的地方如路口和信号灯处容易出现高值,ρ(BC)、ρ(CO)、ρ(O3)和ρ(PM2.5)可分别高达20.1μg/m3, 1.8mg/m3, 282.9μg/m3和106.3μg/m3.对应时间省控站点所测得的ρ(CO)、ρ(O3)和ρ(PM2.5)分别为0.73mg/m3, 128.0μg/m3和31.0μg/m3,明显低估街区尺度上人群污染物暴露浓度.基于TPRS法计算背景浓度,发现管控期CO、NO2、PM1、PM2.5、PM10、O3和BC的背景浓度占比分别为75.9%, 63.2%, 77.6%, 77.5%, 78.8%, 80.7%和37.4%,在管控后均有所上升.
2023 Vol. 43 (5): 2095-2105 [摘要] ( 263 ) [HTML 1KB] [ PDF 2316KB] ( 999 )
2106 李若男, 王君, 刘远泽, 陈珑珑, 张弥, 曹畅, 齐冰, 胡凝, 肖薇
基于车载CO2/CH4移动观测的城市站点空间代表性和热点识别研究
基于车载激光气体分析仪于2020年冬季和2021年春季在杭州道路观测近地面大气CO2和CH4浓度.结果表明:(1)城市不同区域道路近地面大气CO2浓度与城市背景站差值(ΔCO2)的排序为工业区>商业居民混合区>沿江住宅区>自然风景区,而CH4差值(ΔCH4)的排序为沿江住宅区>商业居民混合区>工业区>自然风景区,这说明城市CO2和CH4排放源有差异.(2)城市CO2和CH4排放热点同一位置多次观测浓度均高于周边地区30%以上,且CO2和CH4浓度昼夜差异明显.(3)杭州隧道内CH4:CO2浓度比值为(0.000912±0.00002),表明杭州主城区车辆以汽油车为主.(4)在高度约为20~30m的高架处观测的CO2浓度对于不透水面影响的空间代表范围半径为2100~3100m,普通路面近地面观测CO2浓度对于植被覆盖影响的空间代表范围半径为1900~6100m,由此可见,2000m半径对于高密度组网观测来说是较为合理的布局间隔.
2023 Vol. 43 (5): 2106-2118 [摘要] ( 298 ) [HTML 1KB] [ PDF 6453KB] ( 1035 )
2119 许亦非, 崔寅平, 朱溢啸, 沈傲, 晋银保, 汪海恒, 刘一鸣, 卢骁, 樊琦
广东省区域臭氧污染过程三维输送特征分析与定量来源解析
使用WRF-CMAQ模式模拟广东省2021年3月25~27日区域O3污染过程,模拟效果良好.在珠三角范围内O3污染消退时,韶关市出现了异常O3污染.以韶关为主要关注对象,针对珠三角地区向韶关的O3输送过程进行分析与研究,利用CMAQ模式中的过程分析(PA)与来源解析(ISAM)对污染传输与发展过程进行定量评估.结果表明:3月25日珠三角地区产生的O3污染气团在高空残留,25日夜间至26日上午输送至韶关并下传,高空水平输送至韶关上空的O3有66.1%下传,物理输送过程起主导作用;26日来自广州、东莞、清远、佛山的O3比25日增加了12倍,区域输送是韶关市异常O3污染的主要贡献,广州市与东莞市是区域输送的主要源地;韶关市地处盆地,易受到域外输送影响,O3污染防治应注重区域的协同减排,联防联控.
2023 Vol. 43 (5): 2119-2127 [摘要] ( 370 ) [HTML 1KB] [ PDF 5110KB] ( 1181 )
2128 王悦颖, 陈丽娟, 安兴琴, 梅梅, 赵娜
基于MERRA-2资料的PM2.5主要组分污染特征及与气象条件的相关性分析
利用MERRA-2再分析数据,对1980~2020年中国区域黑碳、有机碳和硫酸盐质量浓度的空间分布特征、多时间尺度变化规律进行了分析,并进一步探讨了典型区域黑碳、有机碳、硫酸盐浓度与大气自净能力指数之间的可能联系.结果显示:中国黑碳、有机碳、硫酸盐浓度都呈西部低、中东部高的空间分布特征,且京津冀、川渝、江浙沪、两广等4个区域的污染特征具有代表性;中国黑碳、有机碳、硫酸盐浓度均呈现阶段性的年代际变化特征, 1980-2020年期间经历了缓慢增加、快速增加和缓慢下降的过程;4个区域3种组分的季节变化规律有较大差异,其中黑碳浓度呈夏季低、冬季高的"U"型变化规律,有机碳和硫酸盐浓度无显著的一致性特征;大气自净能力指数与黑碳、有机碳、硫酸盐浓度的长期变化趋势上有显著的负相关关系,即大气自净能力指数越大(小),污染物浓度越低(高).
2023 Vol. 43 (5): 2128-2137 [摘要] ( 313 ) [HTML 1KB] [ PDF 1660KB] ( 1271 )
2138 王艳妮, 杨敬婷, 程燕, 陆标, 顾兆林
贵州省户用生物质炉具PM2.5和碳质组分排放因子
为实现贵州省户用生物质炉具细颗粒物(PM2.5)和碳质组分排放因子本地化,利用自主搭建和改造的烟气污染物稀释采样测试系统,对8种农村常见生物质燃料开展户用生物质炉具排放污染物的采集和分析.考虑生物质燃料类型、炉具类型和燃料预处理方式,共设置了48种模拟情景实验,通过稀释倍数法采样计算烟气中PM2.5和碳质组分排放因子.结果表明:贵州省户用生物质炉具燃烧薪柴和秸秆PM2.5、元素碳(EC)和有机碳(OC)排放因子的均值范围分别为2.63~69.93,0.24~5.87和1.54~19.44g/kg;EC和OC是PM2.5中主要组成成分,不同生物质燃料OC/EC值有一定差异;生物质燃烧主要释放OC2~OC4及EC1,尤其是较高的OC3或EC1质量分数是贵州省本地燃料的主要特征之一.
2023 Vol. 43 (5): 2138-2151 [摘要] ( 220 ) [HTML 1KB] [ PDF 1473KB] ( 1392 )
2152 王雪瑶, 何翔, 林登
大气中HONO去除途径的研究进展
亚硝酸(HONO)是大气中光化学氧化剂·OH的关键前体物,对大气污染物的迁移、转化和去除过程有重要的影响.HONO在大气中的去除过程与归宿密切相关,但目前对于HONO去除途径的总结有待完善.因此,本文通过对外场观测、实验室模拟以及理论计算的相关研究进行梳理,发现HONO与各类污染物可发生均相、非均相化学反应,划分大气中HONO的去除途径为:1.光解去除;2.与无机物发生反应,如·OH、HO2·、H·、含氮物质、含卤素物质、含硫物质等,这些既包括直接与自由基发生的反应,也包括与无机化合物发生的反应;3.与有机物发生反应,HONO可以通过直接或间接的方式与有机物发生硝化反应生成硝基衍生物;4.
2023 Vol. 43 (5): 2152-2160 [摘要] ( 232 ) [HTML 1KB] [ PDF 712KB] ( 3123 )
2161 熊尚超, 钟若兰, 周诗雨, 王欣雨, 欧洪君
固定源氨选择性催化还原脱硝催化剂研究进展
固定源NH3选择性催化还原(NH3-SCR)脱硝技术是目前最有效的固定源氮氧化物排放控制技术.催化剂是NH3-SCR脱硝技术的核心,其中,金属氧化物催化剂的应用最为广泛.国内外学者就固定源NH3-SCR金属氧化物催化剂反应活性及其中毒机制进行了大量研究和探索.本文梳理了钒基、锰基、铈基、铁基以及铜基等固定源NH3-SCR催化剂体系的研究进展,总结了对催化剂活性具有毒害作用的二氧化硫、碱金属和重金属的中毒机制及耐毒对策,并对目前存在的问题作出思考,进一步展望了未来固定源NH3-SCR脱硝技术的发展趋势.
2023 Vol. 43 (5): 2161-2170 [摘要] ( 295 ) [HTML 1KB] [ PDF 783KB] ( 2588 )
2171 董伟, 周士安, 唐刚, 项腾飞, 龙红明, 丁磊, 张奎, 钱付平, 李刚
超疏水Ti-MOF涂覆PET复合滤料用于细颗粒物高效去除
为有效捕集工业烟气中的细颗粒物,克服滤袋在高湿环境下的结露和糊袋现象,实现烟气超低排放的目标,在室温下将氟化NH2-MIL-125 (Ti-MOF)喷涂在PET纤维表面快速牢固组装,在复合滤料纤维表面形成低表面能的微/纳粗糙结构,构筑了一种超疏水复合过滤材料(SH-T@PET),其水接触角(WCA)高达(152.5±1.8),水流失角(WSA)为(5.7±1.7),具有优异的疏水稳定性.此外,由于SH-T@PET纤维表面Ti-MOF活性单元的极性官能团(-NH2)、高ζ电位和大空隙结构等多重作用,其对PM0.3去除效率(RE为(96.53±0.65)%)得到很大程度的提升.在Ti-MOF低负载率(2.1%)下,SH-T@PET的微观孔隙结构几乎没有改变,过滤压降(ΔP, 50Pa)没有急剧增加,品质因子(QF为0.0672Pa-1)比原始PET滤料约有12.79%的提升.同时,SH-T@PET复合滤料还具有良好的热稳定性和机械稳定性.
2023 Vol. 43 (5): 2171-2181 [摘要] ( 211 ) [HTML 1KB] [ PDF 2105KB] ( 940 )
2182 王聪聪, 张小玲, 卢宁生
2019~2021年四川盆地污染天气客观分型及典型污染个例研究
利用PCT客观天气分型方法对2019~2021年四川盆地海平面气压场,700和500hPa位势高度场进行天气分型,并结合同期污染数据、气象数据以研究天气形势和气象要素与大气污染之间的关系.结果表明:①冬半年海平面天气型为低压场,700hPa为西风槽型,500hPa为平直纬向型,气象要素为低温高湿,边界层高度低,风场存在辐合时,易出现PM2.5污染.②夏半年容易造成O3污染的海平面天气型为低压场,700hPa为西风槽型,500hPa位于西风槽后部,受西北气流控制,以高温低湿,边界层高度高,辐射强度大,降水少为典型特征.③污染天气的形成与高低空天气形势的耦合作用相关.逆温对冬半年的污染有较好的指示意义, 典型PM2.5污染天气均伴随多层逆温或者贴地逆温,限制污染物的垂直扩散.④四川盆地PM2.5浓度的高值区主要分布在盆地西部和南部,低值区出现在盆地北部.O3浓度的空间分布表现为成都平原以及川南地区较高,川东北地区较低.
2023 Vol. 43 (5): 2182-2197 [摘要] ( 427 ) [HTML 1KB] [ PDF 9705KB] ( 1171 )
2198 周婕萍, 袁斌, 彭钰雯, 杨素霞, 李瑾, 刘思利, 黄山, 李小兵, 蔡嘉骅, 邵敏
珠三角冬季臭氧污染成因分析——以2020年1月一次污染过程为例
为探究珠三角冬季的区域的臭氧污染过程,分析了珠三角2020年1月一次臭氧污染事件过程中前体物、大气氧化性(AOC)和自由基对臭氧污染过程的影响.观测结果表明:污染期间较小的风速有利于珠三角地区的污染物积累,污染过程中白天辐射可达到同年夏季的70%左右,较强的太阳辐射有利于光化学反应的发生.观测显示,臭氧和其前体物浓度在污染前期出现显著升高,并在污染中累积.基于观测的盒子模型(OBM)模拟发现,污染日的OH和HO2自由基的生成和去除速率远高于污染前和污染后,表明在污染日的自由基循环率更高,氧化性增强促进了此次污染的发生.观测时段内白天AOC主要由OH自由基和臭氧的氧化贡献,夜间则主要由OH自由基和NO3自由基贡献.AOC的最大值出现在污染日,为4.9×107molecule/(cm3·s),表明珠三角冬季大气中通过光化学反应进行的氧化过程仍十分有效,从而促进二次污染物的大量生成.污染时段白天OH自由基反应活性的主要贡献者是挥发性有机化合物(VOCs,47%)和NOx(37%),说明污染过程受到交通源影响及工业源排放的影响.敏感性分析结果表明,VOCs升高是本次臭氧污染过程的主要因素.对珠三角范围,延长VOCs在夏季以外季节的控制有利于减缓珠三角冬季的臭氧污染.
2023 Vol. 43 (5): 2198-2209 [摘要] ( 332 ) [HTML 1KB] [ PDF 2590KB] ( 1736 )
2210 周莉, 马嫣, 郑军, 邹华
南京北郊夏季云凝结核活化特性研究
采用SMPS-CCNC联用的方法,于2018年7月~8月在南京北郊地区,对大气环境中气溶胶的云凝结核(CCN)活化特性进行了观测研究.观测结果表明南京北郊地区夏季的气溶胶吸湿性参数(κ)平均值为0.31;不同过饱和度(S)下的CCN数浓度(NCCN)为(1.43±0.60)×103个/cm3(S=0.13%), (2.64±1.06)×103个/cm3 (S=0.23%), (3.88±1.35)×103个/cm3 (S=0.41%), (4.81±1.64)×103个/cm3 (S=0.59%), (5.58±1.88)×103个/cm3 (S=0.77%),并且有明显日变化特征,峰值出现在傍晚18:00~23:00时之间;夏季新粒子生成使总气溶胶数浓度(NCN)和NCCN显著提升;同时对比分析典型天气日发现,不同S下双高污染日(高PM2.5浓度、高O3浓度)的NCCN高于对照日(低PM2.5浓度、低O3浓度)的NCCN, κ值(0.33)也大大高于对照日的κ值(0.22),其主要原因是受PM2.5的化学成分特征的影响,且夏季较高的O3浓度加快了光化学或臭氧氧化反应,促进了二次气溶胶的形成和老化.
2023 Vol. 43 (5): 2210-2219 [摘要] ( 262 ) [HTML 1KB] [ PDF 2101KB] ( 1192 )
水污染与控制
2220 韩雪恪, 王峥嵘, 彭永臻, 韩红桂
几种重要因素对厌氧氨氧化过程的影响综述
厌氧氨氧化技术是当今最有发展前景的生物脱氮工艺,在厌氧条件下由厌氧氨氧化菌以亚硝酸盐作为电子受体将氨氮直接氧化为氮气,具有无需曝气、无需有机碳源、剩余污泥产量少等优点.然而厌氧氨氧化菌对生长环境的要求苛刻,影响因素众多,成为其大规模工程化应用的最大瓶颈.本文综述了五种主要影响因素(底物浓度、有机物、溶解氧、温度、pH值)对厌氧氨氧化的影响,并结合不同反应器类型、不同菌种针对不同情况分别讨论如何最大程度利用厌氧氨氧化技术,以期为主流污水处理中厌氧氨氧化的应用提供参考.
2023 Vol. 43 (5): 2220-2227 [摘要] ( 233 ) [HTML 1KB] [ PDF 879KB] ( 2583 )
2228 董丽华, 杨晓红, 陈志颖, 宋晨, 潘淑杰, 韩英杰, 张光辉, 侯立安, 康雅
BAC工艺中活性炭去除重金属机理研究——以Pb(II)为例
为减少或避免BAC工艺全生命周期中大量有害废弃物——使用过的生物活性炭(SBAC)的产生,采用两种指标活性炭(LBC、HBC),进行了为期280d的进水有无臭氧氧化的4炭柱对比试验(LBC-Y、HBC-Y、LBC-O3、HBC-O3),通过对不同炭柱SBAC的定期跟踪采样,对该工艺去除重金属Pb(II)的机理进行了研究.结果表明:不同炭柱的SBAC对Pb(II)的去除性能均呈现随运行时间先短期降低后增强的特点.4根炭柱对Pb(II)的吸附量首先从约 6~7mg/g (新炭)下降到约 1~2mg/g,然后逐渐增加并远超过新炭初始吸附量.灭活和保留生物膜的对比吸附实验表明,微生物的存在对SBAC吸附Pb(II)的效果没有明显影响.结合不同炭柱SBAC的表面表征(包括pH值、等电点、表面官能团、元素分析等)和Pb(II)去除性能分析,找出了BAC工艺中SBAC的两阶段除重金属机理:前期的碱性沉淀(0~约60d)及后期离子交换和酸性官能团络合,实现了SBAC在整个生命周期的循环和合理再利用.
2023 Vol. 43 (5): 2228-2238 [摘要] ( 204 ) [HTML 1KB] [ PDF 1815KB] ( 1195 )
2239 文刚, teshuzifu, 王茹, 温成成, 白愿楠, 曹瑞华, 司凡, 李凯, 黄廷林
淡水甲藻水华形成原因及原位控制研究进展
甲藻是一类浮游植物,多数在海洋生长,但部分甲藻可以在淡水中生长并引发水华,导致水生生物大量死亡,产生藻毒素和嗅味物质,引发供水安全问题,因此明确其形成原因并探索高效的原位控制方法至关重要.目前关于淡水甲藻水华已有较多研究成果,但缺少综述性整理,尤其涉及饮用水水源.水华形成机制的研究主要包括外界环境因素(水动力条件、光照、温度、营养盐等)和甲藻独特的生理特性(孢囊、垂直迁移等),而控制方法主要包括物理、化学和生物方法等.本文从甲藻生理生态、淡水水华形成原因及原位控制方法等方面进行论述,并与常见蓝藻水华进行对比,展望后续研究热点,旨在推进淡水甲藻水华的相关研究,保障水体生态系统健康及饮用水水质安全.
2023 Vol. 43 (5): 2239-2253 [摘要] ( 214 ) [HTML 1KB] [ PDF 1687KB] ( 3943 )
2254 王朝朝, 武新娟, 朱书浩, 安宁, 马磊, 李思敏
低氨氮污水SNAD工艺启动:运行效能与微生物生态学特性
采用升流式微氧污泥床膜生物反应器(UMSB-MBR)处理低氨氮、低C/N比污水,考察了同步亚硝化-厌氧氨氧化耦合异养反硝化(SNAD)工艺启动过程中的运行效能与微生物生态学特性,结果表明:经过厌氧氨氧化(Anammox)、短程硝化-厌氧氨氧化(PN/A)及SNAD工艺启动3个阶段,各阶段末总氮去除率(NRE)分别可达(80.85±0.81)%,(84.62±0.10)%及(90.01±0.23)%,SNAD工艺启动成功时,COD去除效率(CRE)为(85.04±0.18)%;宏基因组测序结果表明,氨氧化菌(AerAOB)优势菌属Nitrosomonas在PN/A阶段得到富集,且氨氧化功能基因(hao、amo)相对丰度上升;厌氧氨氧化菌(AnAOB)优势菌属由Anammox阶段的Candidatus_Kuenenia转化为SNAD阶段的Candidatus_Brocadia,厌氧氨氧化功能基因(hzs、hdh)呈先下降后上升的趋势,表明AnAOB逐渐适应低DO、低C/N比环境;反硝化菌属Ignavibacterium、unclassified-p-Chloroflexi及反硝化相关基因(narG、narH、nirS、nirK)在SNAD阶段相对丰度较高,表明其在异养脱氮过程中起到重要作用;KEGG氮代谢途径分析表明,系统中脱氮的主要途径归因于在系统内发生的同步亚硝化、厌氧氨氧化以及反硝化反应过程;KEGG代谢通路功能进一步表明,工艺系统启动过程中微生物信号传导与物质交换运输处于较高水平,功能菌之间的协作能力显著加强.
2023 Vol. 43 (5): 2254-2263 [摘要] ( 243 ) [HTML 1KB] [ PDF 1800KB] ( 1377 )
2264 孙永鹏, 王刚, 何扬洋, 罗仕成, 汤春晖
巯基改性小麦秸秆对镉吸附与解吸的性能及机制
将小麦秸秆(WS)经碱预处理和巯基丙酰基改性后,制备出对Cd(Ⅱ)具有螯合作用的吸附剂巯基丙酰化小麦秸秆(MPWS).采用静态吸附实验、解吸实验和各种表征方法研究了MPWS对Cd(Ⅱ)的吸附、解吸性能与机制.结果表明,当振荡速率为150r/min、吸附温度为30℃、吸附时间为2h、水样初始pH值为6.0时,MPWS对Cd(Ⅱ)的吸附效果最佳,Cd(Ⅱ)初始浓度为100mg/L水样中Cd(Ⅱ)的最高去除率为97.21%.解吸剂HCl溶液和EDTA溶液对MPWS-Cd的解吸性能良好,最高解吸率均可达95%以上.MPWS对Cd(Ⅱ)的吸附行为符合Langmuir等温模型;MPWS对Cd(Ⅱ)的吸附过程以及解吸剂对MPWS-Cd的解吸过程均符合准二级动力学模型,且均为自发吸热过程.MPWS中巯基、胺基、羟基、羧基参与了化学吸附中与Cd(Ⅱ)的配位反应,吸附机制主要包括配位作用、离子交换作用、静电吸附作用和物理吸附作用;HCl溶液对MPWS-Cd的解吸机制主要为质子化作用,EDTA溶液对MPWS-Cd的解吸机制主要为配位竞争作用.
2023 Vol. 43 (5): 2264-2276 [摘要] ( 205 ) [HTML 1KB] [ PDF 1896KB] ( 935 )
2277 王彩霞, 陈洁, 王倩, 沈耀良, 刘文如
硝化微颗粒污泥的快速培养及其对硫化物的响应特性
在连续流气提内循环反应器中接种城市污水厂脱水污泥,考察硝化颗粒污泥快速培养及其对硫化物的响应特性.结果表明,在高接种污泥浓度(19.3g/L)条件下,通过逐步缩短HRT(7h降至2h)和提升进水氨氮负荷(0.5kg/(m3·d)升至3.1kg/(m3·d)),30d内基本实现污泥颗粒化,SVI3=SVI30为(16.8±0.3)mL/g,颗粒污泥平均粒径266μm;高浓度硝化颗粒污泥[(11.9±0.2)g/L]保证了系统的高负荷运行(氨氮去除负荷(2.4±0.3)kg/(m3·d)).硫化物对颗粒污泥中氨氧化细菌(AOB)和亚硝酸盐氧化细菌(NOB)均有明显抑制,但AOB活性恢复明显快于NOB,硝化微颗粒污泥实现亚硝化功能,当硫化物浓度升至10mg/L时,亚硝化率达80%左右;然而,进一步提高硫化物浓度至20mg/L,亚硝化率无显著提升;第82d时的批次实验表明,AOB活性随初始硫化物浓度的升高而降低,NOB活性却呈上升趋势,推测与颗粒污泥中AOB(外层)和NOB(内层)的分层分布密切相关.此外,硫化物对小粒径(<0.3mm)硝化颗粒污泥的影响更为显著.
2023 Vol. 43 (5): 2277-2285 [摘要] ( 188 ) [HTML 1KB] [ PDF 1657KB] ( 811 )
2286 熊志超, 张传波, 刘雅倩, 邓佩, 冯斐, 邵莉, 陈建新
迷迭香酸增效PSF降解橙黄G的机制和生态毒性评估
本文选取橙黄G为目标污染物,迷迭香酸为增效试剂,聚合硅酸铁为催化剂,研究了迷迭香酸增效聚合硅酸铁UV-Fenton降解橙黄G的机制,讨论了迷迭香酸对橙黄G降解途径的影响,评估了降解中间产物的水生态毒性.结果表明:迷迭香酸同时具备还原和络合能力,能够高效促进催化剂释放铁离子和亚铁离子,在0.05mmol/L低浓度下即可增效降解橙黄G,反应1min时后者脱色率高达88.5%,反应15min时接近100%.伴随着降解中间产物的矿化,铁离子会被催化剂吸附回收,体系总铁离子浓度可从峰值7.65mg/L降至3.10mg/L,从而避免了铁离子的流失和二次污染问题.外加迷迭香酸不会改变橙黄G的降解途径,但二者在降解过程中均会产生毒性更强的中间产物,中间产物只有充分矿化至草酸阶段才能达到脱毒效果.
2023 Vol. 43 (5): 2286-2295 [摘要] ( 184 ) [HTML 1KB] [ PDF 887KB] ( 1036 )
2296 邓权庆, 聂小保, 万俊力, 肖辉毅, 肖达峰, 廖敏妃, 刘晚琦
诱导结晶反应器型式对低磷污水磷回收的影响
以羟基磷酸钙(HAP)为晶种,模拟生活污水厂二级出水为对象,开展连续搅拌反应器(CSR)和流化床反应器(FBR)的Ca-P结晶磷回收效果研究,并结合产物粒径与数量变化、SEM、EDS和XRD分析,探讨了反应器中的磷回收机制.结果表明,初始PO43--P浓度为1mg/L时,CSR磷回收效果明显优于FBR,前者72h内回收率维持在90%以上,后者18h后回收率降至50%以下.CSR的连续搅拌,一方面可以抑制晶种沉降,避免晶种颗粒数量和表面积的显著降低,从而维持反应器的稳定运行;另一方面还可以促进晶核的破碎与破碎晶核的成长,实现二次成核磷回收,进一步提高磷回收率.反应器型式不会改变结晶产物晶型,两种反应器的产物均为HAP及其前体物无定型态磷酸钙(ACP)和磷酸八钙(OCP).
2023 Vol. 43 (5): 2296-2302 [摘要] ( 177 ) [HTML 1KB] [ PDF 1124KB] ( 806 )
2303 黄健, 王展鹏, 张华, 奚姗姗, 曹雪枫, 何春华, 罗涛
不同配比钙镁离子对垃圾渗滤液厌氧处理中微生物的影响
为揭示金属混合物对垃圾渗滤液厌氧生物处理中微生物的影响,选取了垃圾渗滤液中常见的钙离子和镁离子.利用直接均分射线法设计L1、L2和L3三种不同配比的钙镁离子混合物,通过高通量测序技术分析3种不同配比的钙镁离子混合物对微生物的影响,运用R软件绘制并分析环境因子与微生物间的相关性,借助R软件和Gephi可视化分析微生物间相互关系.结果表明:不同配比的钙镁离子混合物对微生物丰度产生不同的影响,而且环境因子与微生物间存在不同的相关性,微生物间存在不同的相互作用关系;然而,钙镁离子配比为L2时相对配比为L1和L3时,钙镁离子混合物对微生物的影响较小,环境因子与微生物间的相关性较弱,微生物间存在一定的负相关性;微生物间一定的竞争关系可能对体系存在积极作用,且体系中丰度较低的微生物也可能与其它微生物间存在较强的交互作用关系.
2023 Vol. 43 (5): 2303-2309 [摘要] ( 226 ) [HTML 1KB] [ PDF 2638KB] ( 954 )
2310 蒋何静, 刘慧, 张玉婷, 朱爽, 宫福强, 孙冰, 朱小梅
氯化消毒对溶解性有机质光化学活性影响研究进展
氯化消毒工艺在水处理中应用广泛,改变了水中溶解性有机质(DOM)的结构组成和光化学活性,进而在排入地表水后显著影响受纳水体中共存有机污染物的光化学降解.本文聚焦DOM消毒后的环境光化学行为,系统地综述了氯化消毒工艺对不同水体DOM分子量、物质组成、官能团结构等特征的影响,分析了光生活性物质的量子产率和稳态浓度的改变趋势,阐述了消毒后DOM对共存有机污染物光化学降解的影响机制,以期为全面了解和评估消毒工艺的生态影响提供科学参考.
2023 Vol. 43 (5): 2310-2318 [摘要] ( 256 ) [HTML 1KB] [ PDF 429KB] ( 1797 )
2319 姜明星, 王斯坦, 许端平
基于机器学习的金属有机框架吸附水中重金属性能预测
为了能准确预测金属有机框架材料(MOFs)对水中重金属的吸附性能,收集了48篇文献中的MOFs结构特征和成分特性,以及吸附水中重金属的实验参数建立数据集,训练并评价了6种回归模型,包括支持向量回归(SVR)、K-最近邻(KNN)、提升法(AdaBoost)、梯度提升树(GBDT)、随机森林(RF)和袋装法(Bagging).结果表明:基于树的集成学习模型的预测性能表现优异,其中以GBDT算法训练的模型性能最佳;进一步应用该模型,证明了机器学习方法可以准确预测MOFs对水中重金属的吸附性能;排列重要性与部分依赖图(PDP)显示,除了可控的实验参数外,影响吸附量的重要因素是MOFs的孔径、比表面积、孔体积.本研究中的方法不仅能预测MOFs结构和性能的关系,还可以基于有效的实验参数模拟水中重金属的去除,进而为吸附材料的筛选优化提供参考.
2023 Vol. 43 (5): 2319-2327 [摘要] ( 288 ) [HTML 1KB] [ PDF 1183KB] ( 1587 )
2328 吴琼, 唐颖辉, 陈垚, 刘臻, 李运晴, 袁绍春
气候变量和设计参数对生物滞留系统去除硝酸盐氮的影响
为探究生物滞留系统对NO3--N去除不稳定的主要影响因素,利用国际最佳管理措施数据库(BMPDP)和相关论文中的研究数据,统计分析了气候变量和设计参数对生物滞留系统去除NO3--N的影响,结合偏最小二乘回归(PLS)定量分析了不同影响因素的相对重要性,并提出了不同气候类型下的优化设计建议.结果表明,不同气候类型下生物滞留系统对NO3--N的去除能力分别为亚热带湿润气候(Cfa)>温带大陆气候(Dfa/Dfb)>温带地中海气候(Csb)>寒冷半干旱气候(BSk),对数去除率(LRV)中位数分别为-0.058、-0.212、-0.241和-0.327.设置内部存水区(IWS)、提高植物多样性、设置合理的服务面积比、添加介质土改良剂等措施均可在一定程度上增强生物滞留系统对NO3--N的去除能力.最小二乘回归(PLS)分析表明,气候变量较设计参数更能影响生物滞留系统对NO3--N的去除,尤其是最大降雨量、年总降雨量、年平均前期干旱期(ADP)、年暴雨次数、年平均降雨量和年平均气温等6个气候因子的变量重要性指数(IVI)达1.037~1.158.可通过优选功能植物、延长滞留时间、设置/取消IWS和(或)覆盖层等优化措施来提高不同气候类型下生物滞留系统对NO3--N的去除能力,以最大程度降低NO3--N的淋洗现象.
2023 Vol. 43 (5): 2328-2340 [摘要] ( 173 ) [HTML 1KB] [ PDF 1212KB] ( 971 )
2341 李文璇, 张佩琴, 孙建富, 刘丹, 吴西林, 陈建荣
氮掺杂碳负载氧化钴纳米团簇活化过一硫酸盐
采用天然的墨鱼骨为模板合成了氮掺杂碳负载氧化钴纳米团簇(CoO-CN),用于活化过一硫酸盐(PMS)降解诺氟沙星(NOR).结果表明,CoO-CN可在宽的pH值范围(3.0~11.0)高效活化PMS降解NOR,降解率均超过95%.循环使用5次后,CoO-CN/PMS体系对NOR的降解率仍达到91.8%.这些结果证明了CoO-CN优异的催化性能和可重复使用性,有望应用于实际污水的处理.淬灭实验和电子顺磁共振(EPR)表明CoO-CN/PMS体系涉及自由基和非自由基两种路径,产生硫酸根自由基(SO4·-)、羟基自由基(·OH)和单线态氧(1O2)三种活性氧物种参与NOR的氧化降解.与纯的CN相比,CoO-CN可提供额外的Co活性位点,从而极大提高催化活化PMS的性能.此外,CoO-CN简易的合成方法和低廉的成本,使其在有机污水处理领域具有广泛的应用前景.
2023 Vol. 43 (5): 2341-2346 [摘要] ( 219 ) [HTML 1KB] [ PDF 1406KB] ( 1876 )
2347 杨毅, 董承璇, 王萍萍, 何延新, 侯彦辉
枯水期灞河城市段底质DOM的空间分布、光谱特征及来源解析
利用紫外光谱和三维荧光光谱技术结合平行因子分析,对枯水期灞河城市段底质DOM的组成分布、光谱特征及来源进行解析.结果表明,枯水期灞河城市段底质CDOM和DOM浓度分别为2.76~11.05m-1和0.09~0.34mg/g,随采样深度增大,CDOM和DOM浓度降低.DOM组分包括3种类腐殖质和2种类蛋白质,各点处Fn280值均高于Fn355值,其组成以类蛋白质为主. DOM的E2/E3、E3/E4、HIX、FI、BIX和SR值分别为2.53~4.90, 3.14~4.15, 1.31~3.48, 1.74~2.35, 0.73~1.77和0.92~1.47,可得研究区域内下游DOM分子量大于上游,DOM主要来自于生物或细菌活动产生的内源,腐殖质以富里酸为主.相关性分析显示,位于265/448nm和250/448nm处的两种类腐殖质荧光强度显著正相关(r=0.951,P<0.01),HIX分别与E3/E4和BIX呈负相关(P<0.01和P<0.05),BIX分别与E3/E4和类蛋白物质荧光强度呈正相关(r=0.668、0.769,P<0.01),内源输入较多的DOM中类蛋白物质含量较多,DOM腐殖化程度较弱.综上可得,枯水期灞河城市段底质DOM主要来自内源,属于类蛋白质主导型且腐殖化程度较低,可为河流治理措施的制定提供参考与依据.
2023 Vol. 43 (5): 2347-2353 [摘要] ( 327 ) [HTML 1KB] [ PDF 1096KB] ( 2284 )
2354 王从锋, 刘毅, 吴凡, 郭小娟, 赵萍, 杨正健, 刘德富
梯级水库运行对沉积物氮形态时空分布的影响——澜沧江和怒江对比研究
为探究梯级水库运行对河流沉积物氮形态时空分布的影响,分别在枯水期和汛期对澜沧江和怒江沿程表层沉积物进行跟踪监测,并利用分级连续浸取分离法得到了离子可交换态氮(IEF-N),弱酸可浸取态氮(WAEF-N),强碱可浸取态氮(SAEF-N)和强氧化剂可浸取态氮(SOEF-N)等四种沉积物氮形态.结果表明:(1)怒江和澜沧江自然河流段可转化态氮(TTN)含量略低于水库段,沿程分布含量范围512.2~1548.5mg/L,同时期4种可转化态氮形态分布规律基本一致,枯水期SOEF-N > WAEF-N > SAEF-N > IEF-N,含量范围分别为486.6~1424.8,3.3~83.1,1.4~88.8和1.2~10.7mg/kg;汛期WAEF-N>SOEF-N>SAEF-N>IEF-N,含量范围分别为360.7~755.7,42.8~656.2,6.8~394.3和35.8~153.6mg/kg;(2)梯级水库运行导致有机质富集,颗粒物粒径变小,对WAEF-N的释放有抑制作用;梯级水库运行导致水库段沉积物粒径变小,而SOEF-N主要分布在细颗粒中,致使沉积物的矿化作用受到抑制,有机氮含量得到累积;水库段由于有机质含量的累积,IEF-N含量逐步升高;自然河道段表层沉积物基本以氧化环境为主,沉积物中SAEF-N更易释放,而在水库段基本处在弱还原或者还原环境下,导致SAEF-N累积在沉积物.
2023 Vol. 43 (5): 2354-2363 [摘要] ( 275 ) [HTML 1KB] [ PDF 1244KB] ( 1172 )
2364 王俊, 郭明哲, 尤俊豪, 宗永臣, 傅椿惠, 张东艳
高海拔温度变化对活性污泥中磷去除及相关代谢途径的影响
基于高原生境下A2O工艺,探讨不同温度条件下厌氧、缺氧和好氧3个反应器的除磷性能,讨论了优势聚磷酸盐累积生物(PAOs)和糖原累积生物(GAOs)以及相关代谢途径中基因对温度变化的响应情况.结果表明,在20℃时磷去除效果最佳(82.99%~88.39%),但低于平原地区同工艺研究下的除磷性能.通过分析优势微生物PAOs和GAOs群落结构发现,GAOs不具竞争优势,不随温度的升高而增强.在10℃时存在污泥膨胀和在25℃时不利于PAOs生长的环境条件下,不动杆菌属(Acinetobacter)(PAO)、脱氯单胞菌属(Dechloromonas)和氢嗜胞菌属(Hydrogenophaga)(反硝化PAOs)在缺氧反应器中相对丰度较高,对缺氧反应器中的磷去除率的提高具有一定的贡献.此外,研究确定了糖酵解(EMP)是葡萄糖代谢的主要途径.多羟基戊酸盐(PHV)的主要合成途径是Propionyl-CoA.厌氧和好氧反应器所需ATP均主要来源于三羧酸循环(TCA cycle)途径.
2023 Vol. 43 (5): 2364-2372 [摘要] ( 222 ) [HTML 1KB] [ PDF 1640KB] ( 1190 )
固体废物
2373 陈广银, 郑嘉伟, 曹海南, 王恩慧, 吴佩
鸡粪与麦秸混合厌氧发酵产沼气特性
为深入研究混合发酵对秸秆厌氧发酵产沼气的影响,将4种不同形态的麦秸分别与鸡粪混合进行厌氧发酵产沼气,分析了试验过程中产气量,发酵液pH值、EC、总挥发性脂肪酸(TVFAs)、NH4+-N和碱度的变化.结果表明:秸秆单独发酵产气量较低,不同形态秸秆单独发酵过程中发酵液各指标的变化趋势相似,总体为原秸秆高于一次发酵秸秆,搓揉秸秆高于未搓揉秸秆;鸡粪单独发酵累积产气量,发酵液pH值、EC、TVFAs、NH4+-N和碱度等均高于秸秆单独发酵;混合发酵提高了秸秆的产气速率和产气峰值,缩短了峰值出现时间和达到80%总产气量的时间;将鸡粪与不同形态秸秆混合发酵对提高秸秆累积产气量的效果不同,在扣除鸡粪产气的影响后,鸡粪与原秸秆、搓揉秸秆、一次发酵秸秆和一次发酵秸秆搓揉混合发酵处理的秸秆TS产气量较相应的秸秆单独发酵分别提高了-12.19%、10.54%、13.01%和-12.21%;混合发酵各处理发酵液各指标的变化趋势相似,且处理间差异不显著(P>0.05),混合发酵日产气量和发酵液各指标的变化更温和,厌氧发酵过程更稳定.综合以上结果,将搓揉后秸秆或一次发酵秸秆与鸡粪混合发酵可获得较好的产气效果.
2023 Vol. 43 (5): 2373-2380 [摘要] ( 193 ) [HTML 1KB] [ PDF 701KB] ( 1219 )
2381 尚泽洲, 胜晨静, 汪锐, 张希夷, 宋景辉, 王晓娇, 杨改河, 冯永忠, 任广鑫, 韩新辉, 任成杰, 王兴
不同麦秆生物炭强化餐厨垃圾厌氧消化
为明确生物炭制备条件对生物炭性质及厌氧消化效果的影响,本研究以小麦秸秆(WS)为原料,在不同热解温度和不同KOH改性浓度条件下制备出不同类型的麦秆生物炭(WBC).研究发现,较低的热解温度能够保护WBC表面的官能团,而较高的热解温度则能够提高WBC的比表面积,孔容及平均孔径.KOH改性能够向WBC表面引入-OH,且一定程度上会影响WBC的比表面积,孔容及平均孔径.将制得的WBC分别添加到餐厨垃圾厌氧消化(KWAD)系统中,发现所有WBC均能够提高KWAD的总产气量.其中WS650与WS450-2的促进作用最显著,较CK分别提高了32.82%和30.01%的总产气量.在关键酶活性的研究中,发现WS450-2的辅酶F420与脱氢酶活性大大提升,这可能与其表面丰富的官能团有关.在微生物群落结构的研究中, WS450-2在富集厚壁菌门(Firmicutes),抑制非相关细菌方面展现了较大优势;WS650在富集甲烷八叠球菌属(Methanosarcina),抑制非相关古菌方面展现了较大优势.最后通过冗余分析明确了WBC制备工艺和表征指标与KWAD产气动力学参数,过程参数, 酶活性和微生物丰度之间的相关关系.发现KOH改性WBC能够通过调节挥发性脂肪酸与pH值影响沼气产量,其较大的孔容和比表面积能够更好地富集厚壁菌门(Firmicutes);高温热解WBC则能够更好地富集甲烷八叠球菌属(Methanosarcina).
2023 Vol. 43 (5): 2381-2392 [摘要] ( 264 ) [HTML 1KB] [ PDF 2560KB] ( 1061 )
2393 莫锦韬, 李军, 路一鸣, 张军, 席北斗
间歇通风对污泥好氧堆肥过程中腐殖质电子转移能力的影响
选取连续通风和间歇通风两种不同的供氧方式进行好氧堆肥,分析污泥堆肥腐殖质富里酸(FA)和胡敏酸(HA)光谱特征和还原容量不同时期的变化.结果表明:与连续通风处理相比,间歇通风处理促进了类蛋白质的分解和类腐殖质的形成,增加了电子转移能力;间歇通风FA的本底还原容量(NRC)、化学还原容量(CRC)提高了194.33, 127.97μmol e-/(g C), HA的NRC、CRC提高了168.26, 203.81μmol e-/(g C).相关性分析和主成分结果显示,C3、C4是FA电子转移能力主要控制因子,而SUVA254、SUVA280是HA的电子转移能力主要控制因子.
2023 Vol. 43 (5): 2393-2403 [摘要] ( 224 ) [HTML 1KB] [ PDF 1449KB] ( 1016 )
土壤污染与控制
2404 白润昊, 崔吉晓, 范瑞琪, 李真, 杨扬, 刘宏金, 何文清
农田土壤地膜源微塑料分离检测方法优化
制备了含地膜源微塑料的土壤样品,在密度分离法基础上提出以超声处理代替消解处理的样品处理方法并使用配套的定量和鉴别方法分析了样品的微塑料指标.结果表明,40kHz、30min的超声处理能够有效去除地膜源微塑料表面杂质并满足定量鉴别要求,也没有对微塑料产生二次破碎风险,最终微塑料回收率为92.9%;相比于消解处理,超声处理可以更大程度保留地膜源微塑料的原始表面形态以及分子结构等特征,并且不需进行繁复的移液、静置操作,使单次分离的总试剂成本降低80%以上,分离用时缩短12h以上.本研究优化的土壤地膜源微塑料分离检测方法在准确性、经济性、简便性方面具有显著优势,为快速、准确评估土壤地膜源微塑料丰度提供了新的途径.
2023 Vol. 43 (5): 2404-2412 [摘要] ( 287 ) [HTML 1KB] [ PDF 1121KB] ( 2137 )
2413 李侃麒, 吴佳玲, 陈喆, 李茂林, 周红燕
天然有机酸对伴矿景天吸取土壤镉的影响
采用田间试验,研究了穴/喷施低、中、高剂量苹果酸、柠檬酸等天然有机酸对伴矿景天修复偏酸性Cd污染土壤及地上部吸取量的影响,并筛选出天然有机酸最佳施用模式.结果表明:与对照相比,穴/喷施天然有机酸处理0~30d后均能有效降低了土壤pH值,提高了土壤有效态Cd含量,60d后伴矿景天地上部生物量和Cd含量均有效提高.综合评价,喷施低浓度柠檬酸效果最好,与对照相比,10d后土壤pH值降低了0.32个单位,土壤有效态Cd提高了29.4%;60d后伴矿景天地上部生物量提高了38.6%,地上部Cd含量提高了30.7%,地上部Cd吸取量提高了81.7%.研究表明,穴/喷施苹果酸和柠檬酸均是辅助伴矿景天修复偏酸性Cd污染农田土壤的有效办法,筛选出的最佳施用模式为每公顷喷施75kg柠檬酸.
2023 Vol. 43 (5): 2413-2422 [摘要] ( 203 ) [HTML 1KB] [ PDF 1134KB] ( 935 )
2423 杨海君, 郭佳源, 谭菊, 谭璐, 朱姝, 吴亮, 张皓, 牛鸿宇, 王凡
镉胁迫对2种酸性土壤地肤生长及其修复镉能力的影响
针对南方农田酸性土壤重金属镉(Cd)污染突出的问题,分别以初始镉(Cd)(1.253, 1.553, 2.153, 2.753, 4.253, 10.253mg/kg)胁迫及pH值6.10(T处理组)、pH值5.00(TS处理组)下的样土为盆栽土壤,选取地肤为修复植物,通过温室盆栽控制实验研究Cd污染土壤中地肤的耐性以及初始土壤pH值和Cd浓度对地肤提取土壤中Cd能力的影响.结果表明,所有处理组成熟期地肤茎生物量均高于地下根系生物量;T处理组地肤的根际土、非根际土有效态Cd含量均高于TS处理组;所有处理组地肤的茎部Cd含量均高于根系(即根茎转移系数大于1),且根系和茎部的富集系数均大于1.通过对地肤种植前后土壤镉含量进行对比分析结果显示,T和TS处理组每盆地肤对Cd的去除率分别为0.84%~1.85%、0.94%~2.38%,说明地肤对酸性土镉污染具有更好的修复效果.在T处理组,当土壤Cd浓度为2.753mg/kg时,地肤对土壤Cd的去除率达到最高,为(0.62±0.16)%;在TS处理组,则是土壤Cd浓度为1.253mg/kg时的去除效果最佳,为(0.79±0.07)%.综合表明地肤对农田酸性土壤Cd污染具有较好的提取修复效果,是一种理想的目标修复植物.
2023 Vol. 43 (5): 2423-2433 [摘要] ( 198 ) [HTML 1KB] [ PDF 726KB] ( 2404 )
2434 马丽娟, 令狐珊珊, 潘涛, 赵韬, 刘邦国, 陈秀荣
铁改性膨润土活化过氧化尿素降解三氯乙烯
采用浸渍法合成铁改性膨润土(FBT)活化过氧化尿素(UHP)降解三氯乙烯(TCE),优化了FBT与UHP最佳施用方式和质量配比,分析了温度对降解效果的影响;利用XPS、FTIR、SEM及TEM等手段对FBT进行表征;使用电子顺磁共振技术鉴别了主要的活性物质;结合GC-MS中间产物鉴定,推测了可能的反应路径.结果显示,干燥FBT颗粒与饱和过氧化尿素溶液混合施用时对TCE的降解效果最好,其中FBT与UHP的最优质量配比为1:1.在第24h时,FBT/UHP体系中三氯乙烯残留率约为7.4%,对比BT/UHP体系降低近40%.羟基自由基(·OH)作为主要的活性物质,对三氯乙烯降解的贡献率约88.6%.共鉴定出3种中间产物CH2Cl2、NH2CHO、(NH2)2CO和一种氧化最终产物CO2.
2023 Vol. 43 (5): 2434-2439 [摘要] ( 219 ) [HTML 1KB] [ PDF 1453KB] ( 842 )
环境生态
2440 卢虹颖, 钱深华, 智悦, 李正委, 颜正, 李浩然, 陆歆怡
蕨类植物对全氟羧酸烷基化合物的生物富集特性
选择了5种典型蕨类植物开展温室暴露实验,测定了植物对代表性全氟烷基羧酸(PFCA)的生物富集特征:包括PFCA在植物组织中的浓度和质量分布、生物累积系数,并与部分农作物以及湿地植物进行了比较.结果表明:蕨类植物对5种PFCA均有可观的生物富集,地上平均生物积累因子均值(BCF)介于4.6~12.9,地下部分BCF均值介于1.2~6.1.其中刺齿贯众(Cyrtomium caryotideum)对PFCA的富集效果最佳,单株可以富集60μg的ΣPFCA,地上部分生物积累因子(BCF)最高可达25.7(全氟戊酸PFPeA),地下部分生物积累因子(BCF)最高可达12.3(全氟辛酸PFOA).除此之外,刺齿贯众对复杂环境适应性良好、生长速度快、生物量大,是潜在的针对PFAS污染场地植物修复优势物种.除此之外,本文结果显示PFAS被植物富集之后,短链物质(如全氟丁酸PFBA,C3)更容易向上转移累积在植物茎叶中,而长链物质(如PFOA,C7)更易被富集在根部.
2023 Vol. 43 (5): 2440-2449 [摘要] ( 281 ) [HTML 1KB] [ PDF 996KB] ( 1517 )
2450 陈方方, 王强, 宋开山, 李思佳, 徐世琦, 杨倩
基于Sentinel-3OLCI的查干湖水质参数定量反演
通过2020~2021年5次对查干湖实地采集87个水体样品,测定水质参数,并同步匹配经Acolite大气校正后的Sentinel-3OLCI(OLCI),结合412~885nm遥感反射率(Rrs)与支持向量机(SVM)算法、经验算法以及半分析算法构建查干湖悬浮物(TSM)、浊度(Turb)、透明度(SDD)以及叶绿素(Chl-a)高精度反演模型,通过模型精度的对比,遴选出SVM模型并据此模型反演查干湖2017-2021年上述4种水质变化,分析其对降雨和风速的动态响应.结果表明:(1)实测TSM与Turb之间呈现显著正相关(P<0.01),相关系数为0.93;两者与SDD均呈现显著负相关(P<0.01),相关系数分别为0.71, 0.73;(2)TSM、Turb、SDD、Chl-a反演模型决定系数分别为0.85,0.91,0.93,0.85;且误差分析RMSE值分别为8.75g/mL,10.95FNU,2.11cm,3.64μg/L;MAE值为5.99g/mL,6.86FNU,1.04cm,2.19μg/L;(3)查干湖水质参数年际分布特征呈动态下降趋势,于2020年TSM与Turb达到峰值;季节分布特征结果显示台风过境后(2020年9月),TSM与Turb浓度增加1.4倍;(4)风速对查干湖TSM、Turb呈现正相关,决定系数分别为0.79,0.45.通过长时间尺度上遥感监测查干湖水体的时空格局变化,分析其变化特征与规律,为区域水环境的生态保护与资源合理利用提出有效建议.
2023 Vol. 43 (5): 2450-2459 [摘要] ( 364 ) [HTML 1KB] [ PDF 3455KB] ( 1061 )
2460 黄锦琼, 张漫雯, 王雄, 周长风, 廖海婷, 青宪, 付建平, 吴明亮, 陈铭杰, 张素坤
珠江口及邻近海域表层沉积物多氯联苯分布特征
为精准揭示近年来珠江口及邻近海域表层沉积物多氯联苯(PCBs)污染状况,于2020年在包括珠江八大口门在内的邻近海域布设27个站位采集表层海洋沉积物样品,采用同位素稀释内标HRGC/HRMS法测定包括一氯至十氯联苯的37种单体及其各氯代同系物含量,刻画其空间分布特征并分析其主要来源.结果表明,1)27个站位表层沉积物样品中PCBs均有检出,37种PCBs单体可充分反映样品中PCBs的污染,∑37PCBs含量为0.024~5.11ng/g,低于国内外主要近岸海域污染水平;2)主要污染集中在珠海沿岸海域和虎门出海口水域,且表现出距离岸边越近,污染浓度越高的受陆域影响空间分布特点;3)37个单体中PCB-11的检出频率和检出浓度均最高,检出浓度远高于传统关注的marker-PCBs总和,是样品中PCBs的主要污染贡献者;4)结合主成分分析及同系物组成分析研究区域表层沉积物PCB污染主要来源发现,只有珠江出海口东岸沿线海域部分表层沉积物PCBs的污染可能与PCB工业商品相关, 珠江口及邻近海域表层沉积物中的PCBs可能主要来源于当地联苯胺黄颜料的生产或使用.本研究珠江邻近海域PCBs污染状况和空间分布特征与历史调查结果有明显不同,marker-PCBs不再是主要的污染贡献者,目前和未来一段时间内应更关注非工业产品PCBs,特别是PCB-11的排放影响,以准确掌握近岸海洋环境新污染物基本污染情况和管控措施.
2023 Vol. 43 (5): 2460-2469 [摘要] ( 291 ) [HTML 1KB] [ PDF 2846KB] ( 959 )
2470 李思雨, 孙群, 姚洁, 赵亮
东海二甲基硫时空变化特征及影响因素分析
基于已建立的DMS广义可加混合模型(GAMM),采用东海现场实测数据和卫星遥感海表温度(SST)和局地校正叶绿素a(Chl-a)v5.0(LMC v5.0)数据,获得1998-2020年共23年的东海表层DMS数据集,分析了东海表层海水DMS浓度时空特征和影响因素.结果表明:东海表层海水DMS年平均浓度为2.67nmol/L,呈现外海低、近岸高的空间分布特征,并具有显著的季节变化:春夏季浓度较高,秋冬季浓度偏低.根据所获得的23年的数据,东海表层海水DMS浓度年际变化具有明显空间差异性,近岸呈现明显先上升后降低的年际变化特征,而外海的年际变化不明显.春、夏两季东海表层海水DMS浓度空间分布差异主要受Chl-a影响,秋、冬两季其差异主要受Chl-a和SST协同作用的影响.Chl-a是影响长江口及邻近海域DMS年际变化的主要因素,SST是影响苏北沿岸DMS年际变化的主要因素.河流输入的营养盐可能是长江口DMS的影响因素.春季(冬季)海表风速和长江口DMS存在相似(相反)年际变化特征.
2023 Vol. 43 (5): 2470-2479 [摘要] ( 251 ) [HTML 1KB] [ PDF 2539KB] ( 655 )
2480 王志超, 窦雅娇, 康延秋, 杨文焕, 敬双怡, 李卫平
微塑料对融冰过程中典型污染因子释放的影响研究
为探究融冰过程中微塑料赋存对岱海典型污染因子释放规律的影响,采用室内模拟的方式,通过设置不同冻结条件(冰体厚度、初始温度及方式、初始浓度)探究各典型污染因子在融冰过程中的释放规律,并采用融出比例(E)表征污染因子融冰过程中的释放能力.结果表明,微塑料的赋存与初始条件的改变会影响污染因子的分布规律,从而对污染因子在融冰过程中的初期释放量造成一定影响,但并不能改变污染因子初期大量释放,随后少量均匀释放的释放规律;而相同初始条件下微塑料赋存使污染因子在融冰初期的释放量增加,使融出比例E下降2.59%~5.02%,这表明微塑料在冻融过程中不仅会将部分污染因子携带到冰体中,还对融冰过程中污染因子的释放起到一定的滞后作用;此外融冰过程中微塑料对于污染因子释放规律的影响可以从冰体微观结构与冰体融化机理两方面得到解释.
2023 Vol. 43 (5): 2480-2488 [摘要] ( 201 ) [HTML 1KB] [ PDF 2101KB] ( 649 )
2489 黄琪, 彭立, 李赛男, 黄紫燕, 邓伟
基于GAM的喀斯特植被覆盖与驱动因素非线性关系分析
利用Theil-Sen斜率估计和Mann-Kendall显著性检验对2000~2018年西南五省的归一化植被指数(NDVI)进行研究,探究植被覆盖的时空变化特征.用MK(Mann-Kendall)突变检验寻找NDVI与夜间灯光数据的突变时间点.借助广义可加模型(GAM)对社会经济驱动因素,自然驱动因素分别拟合植被覆盖的响应曲线,探究喀斯特地区与非喀斯特地区的非线性响应关系的差异.结果表明:研究区中部、东部的植被恢复效果整体比西部地区好;利用夜间灯光数据作为表征城镇化的替代变量,城镇化与植被覆盖都在2009~2010年之间发生了突变,城镇化的突变时间早于植被覆盖的突变;喀斯特地区有88.54%的植被覆盖增加,其中有48.15%显著增加;非喀斯特地区有80.08%的植被覆盖增加,其中显著增加的占32.34%.喀斯特地区的植被恢复整体要比非喀斯特地区好.植被指数与国内生产总值(GDP)、路网密度、建成区面积等人类影响因素呈现不同的非线性响应关系.整体而言,非喀斯特地区受到的气温影响要比喀斯特地区的大,降雨、土层厚度对喀斯特地区植被恢复的影响更大一些.对比评价喀斯特与非喀斯特地区的植被恢复效果,分区探索植被覆盖变化背后驱动机制的非线性关系,对生态恢复规划等具有启示意义.
2023 Vol. 43 (5): 2489-2496 [摘要] ( 188 ) [HTML 1KB] [ PDF 1917KB] ( 1242 )
2497 孔一繁, 唐正, 陈晓倩, 刘敏, 沈璐, 秦艳, 高品
FeCu@NBC双金属复合体系对全氟辛酸的降解机制研究
通过一步热解法合成制备了氮掺杂生物炭负载铁铜双金属复合材料(FeCu@NBC),考察其对PFOA的催化降解效能和影响因素,同时通过自由基检测和淬灭实验,结合时间飞行质谱(TOF-MS)检测及密度泛函理论(DFT)计算,解析PFOA降解机制和潜在途径.结果表明,FeCu@NBC表面上的Fe和Cu主要以零价单质形态存在,其在中性条件下对PFOA具有良好的去除效果,当投加量为1g/L,PFOA初始浓度为100mg/L时,反应6h后PFOA去除率可达92.1%,显著高于Fe@NBC(28.5%)和Cu@NBC(66.8%),表明Fe0和Cu0双金属协同作用能够强化PFOA的降解去除.从自由基淬灭实验和ESR测试结果可知,自由电子(e-)是PFOA分解的主要原因,进一步通过TOF-MS分析和DFT计算结果发现,PFOA的潜在降解途径主要是先通过脱羧反应生成不稳定的C7F15·,然后水解逐步生成短链全氟烷基羧酸,并最终实现对PFOA的有效分解.
2023 Vol. 43 (5): 2497-2507 [摘要] ( 186 ) [HTML 1KB] [ PDF 2100KB] ( 794 )
2508 刘佳, 胡杰茗, 郑祥旺, 康满春, 孟江槐, 肖尚斌
三峡水库调度对香溪河库湾水体溶存甲烷时空分布的影响
以三峡水库典型支流香溪河库湾为研究对象,在泄水期和汛期开展表层和垂向水体溶存甲烷浓度的高分辨率监测,探讨水库调度对香溪河库湾溶存甲烷时空分布规律的影响.结果表明,泄水期和蓄水期库湾溶解甲烷浓度分别为(0.41 ± 0.54)和(0.50 ± 0.66) μmol/L,呈现上游高下游低,表层低底层高的空间分布特征,且呈现出极强的空间差异.水库调度促使干流水体通过异重流进入库湾,改变了水体分层状态,也改变了库湾内溶存甲烷的时空差异;同时干流水体的稀释作用,还将直接降低库湾水体甲烷浓度.此外,水库调度对库湾甲烷产生,消耗将产生间接影响,其潜在机制还需进一步探讨.
2023 Vol. 43 (5): 2508-2518 [摘要] ( 184 ) [HTML 1KB] [ PDF 2006KB] ( 1338 )
2519 刘金花, 丛中笑, 王治军
基于三生空间转型的生态环境效应多尺度研究——以黄河流域山东段为例
以黄河流域山东段为例,基于2000、2005、2010、2015年4期土地利用数据构建三生空间分类体系,利用三生空间转型矩阵、生态环境质量指数、生态贡献率的方法,对黄河流域山东段15年间三生空间转型的时空变化特征及引起的多尺度生态环境效应进行研究.结果表明:2000~2015年间黄河流域山东段主要转型表现为生态、农业生产用地面积下降,分别下降296879.56,165978.6hm2,工业生产、生活用地面积上升,分别上升139285.99, 323572.17hm2;生态环境效应变化明显区域集中于滨州市、东营市沿海区域与济宁市南四湖区域,其中其他生态用地、草地生态用地、水域生态用地、农业生产用地、工业生产用地之间的转换较为频繁,共占总变化面积的11.99%;济南市、泰安市、济宁市生态贡献率变化最为明显,在3个阶段中,济南市3个阶段分别为0.0085, -0.0971, -0.0082,泰安市分别为0.0379、-0.0967、-0.0109,济宁市分别为0.0466、-0.0845、-0.0158;草地生态用地向农业生产用地转换是带来负效应的主要原因,三期负效应生态贡献率占比为55.09%、22.87%、15.31%,水域生态用地的流入是带来正效应的主要因素,三个阶段的生态贡献率分别为79.56%、60.31%、30.92%.
2023 Vol. 43 (5): 2519-2530 [摘要] ( 261 ) [HTML 0KB] [ PDF 4020KB] ( 1383 )
2531 吴奕彪, 傅世锋, 吴海燕, 陈凤桂, 蔡晓琼, 俞炜炜, 吴剑, 潘翔
福州市无居民海岛开发利用强度评价及自然地理影响因子
为探究海岛自然地理因素对无居民海岛开发利用的影响,本研究构建了区域尺度无居民海岛开发利用强度定量化评价方法,以福州市的无居民海岛为例,运用空间分析的方法,评价研究区内无居民海岛开发利用强度及其空间特征,并采用基于最优参数的地理探测器识别影响无居民海岛开发利用的主要自然地理因子,为国土空间规划体系重构背景下的无居民海岛管理提供技术支撑.结果表明:福州市的无居民海岛总体开发利用强度不高,海岛开发利用的热点区域主要集中于罗源湾南侧片区、海坛海峡西侧片区和高山湾片区;基于规模-形态-区位的自然地理因子对海岛开发利用强度的空间分异具有明显的影响作用,分形维数、最高点高程/面积、海岛面积是主要影响因子;自然地理因子中,海岛面积、最高点高程/面积、离岸距离存在明显的阈值,面积大于10000m2、起伏程度小于0.005、离岸距离小于2000m的海岛更具备开发利用的潜力;因子之间的交互作用表现为双因子增强或非线性增强,任意两个影响因子的交互作用对海岛开发利用强度空间分异格局的影响更加明显,海岛形态因素间的共同作用是影响海岛开发利用的关键基础条件.
2023 Vol. 43 (5): 2531-2541 [摘要] ( 257 ) [HTML 0KB] [ PDF 1965KB] ( 930 )
2542 王丽婧, 朱怡帆, 田泽斌, 纪道斌, 杨忠勇, 李莹杰, 刘佳, 孟江槐
不同时期东洞庭湖水域碳素赋存特征及其影响因素
2022年4月平水期及2022年7月丰水期对洞庭湖区域进行调查采样,同步检测各环境因子;基于水体酸碱平衡、亨利定律及室内实验,计算水体各碳素赋存含量,并分析各影响因素.结果表明:不同时期东洞庭湖水域各碳素赋存含量均呈现出溶解性无机碳(DIC)>溶解态有机碳(DOC)>颗粒态有机碳(POC)>颗粒态无机碳(PIC)的特征.水位变动、水体理化因子、湘江来流和温室气体分压对东洞庭湖水域碳素赋存含量有较大影响;不同时期水温(Temp)、pH值、溶解氧(DO)与叶绿素a(Chl-a)含量对碳素赋存含量影响差异性显著.
2023 Vol. 43 (5): 2542-2552 [摘要] ( 212 ) [HTML 0KB] [ PDF 818KB] ( 1645 )
2553 王榕, 胡煜, 高寒, 王超, 王沛芳, 陈娟
不同流速下沉积物中六溴环十二烷的释放及再分配规律
六溴环十二烷(HBCD)作为一种典型卤代有机污染物已在河湖沉积物中被广泛检出,但流速变化下HBCD的迁移和释放行为尚不清楚.本文通过模拟5种流速条件,分析不同流速下表层沉积物中HBCD的释放规律以及HBCD在水-沉积物系统的再分配特征.结果表明,沉积物再悬浮的临界流速为0.4m/s,上覆水中HBCD浓度随流速增大而增加,且不同流速下HBCD向上覆水中的释放过程均符合准二级动力学模型.与上覆水不同,流速变化对悬浮颗粒物(SS)中HBCD浓度并无明显影响.相比静水和低流速条件,高流速条件下沉积物中HBCD的释放总量较高,0.6m/s流速下HBCD的释放总量是静水条件的31.6倍.流速是引起沉积物中HBCD再分配的关键因素,HBCD的再分配随流速增大而更加明显.不同流速下,SS中HBCD的分配量在HBCD释放总量中均占主导地位;表层沉积物中HBCD更易向较小粒径沉积物中分配.
2023 Vol. 43 (5): 2553-2559 [摘要] ( 165 ) [HTML 0KB] [ PDF 758KB] ( 879 )
2560 周李磊, 苏湘媛, 向洪莉, 官冬杰
重庆市生态系统服务与人类福祉耦合关系模拟
以重庆市为研究对象,利用生态系统服务价值修正模型和人类综合发展指数法分别测度生态系统服务价值和人类福祉,构建了生态系统服务与人类福祉耦合关系系统动力学模型.结果表明:(1)2010~2020年,重庆市各区县生态系统服务价值整体上不断提高,空间分布差异性显著;人类福祉指数呈上升趋势,从2010年的0.31翻倍增长至2020年的0.62.(2)2010~2020年,构建的耦合关系系统动力学模型拟合精度高,其历史检验绝对误差均在10%以下,预测未来多情景具有可靠性.(3) 2020-2050年,重庆市生态系统服务价值、人类福祉指数和人均GDP在设定的4种情景下均呈上升的趋势;能源消耗总量在维持现状和经济优先情景下呈上升趋势;在生态优先和平衡协调情景下呈下降趋势.(4)平衡协调情景既能满足重庆市经济发展需求,又能统筹兼顾环境保护,是最优发展情景.
2023 Vol. 43 (5): 2560-2573 [摘要] ( 238 ) [HTML 0KB] [ PDF 1741KB] ( 2062 )
碳排放控制
2574 刘淳森, 曲建升, 葛钰洁, 唐稷兴, 高欣悦, 刘莉娜
基于LSTM模型的中国交通运输业碳排放预测
为助力交通运输业实现碳达峰、碳中和目标,本研究基于拓展的STIRPAT模型选取人口、机动车保有量和能源强度等8个变量作为中国交通运输业碳排放量影响因素,并根据1990-2019年指标数据建立LSTM碳排放模型,在低碳、基准及高碳3种情景下对交通运输业碳排放进行预测.结果表明:1990-2019年间中国交通运输业碳排放量总体呈现上升趋势.低碳、基准及高碳情景下,碳排放达峰时间分别为2033年、2035年及2038年,峰值量分别为1145.64,1218.68,1308.40百万t.中国应积极采取节能降碳措施,优化交通运输业结构,推进清洁能源应用,促进中国交通碳排放向低碳情景发展,助力达峰目标早日实现.
2023 Vol. 43 (5): 2574-2582 [摘要] ( 310 ) [HTML 0KB] [ PDF 523KB] ( 3770 )
2583 梅应丹, 邓雅芮, 马婷
碳交易与企业生产力:来自中国石化企业的证据
基于2008~2020年中国A股上市石化企业数据,采用广义精确匹配方法和双重差分模型从微观层面实证了碳排放权交易制度对石化企业全要素生产率的影响及作用机制.结果显示:第一,处在公告阶段(2011~2012年)和交易阶段(2013~2020年)的碳排放权交易制度分别会提高和降低石化企业全要素生产率.第二,碳交易提高了石化企业融资难度且并未激发技术创新效应,但可以提高资源配置效率.第三,碳排放权交易制度对石化企业全要素生产率的负向影响是短期的,因此中国碳市场从长期看有助于实现石化企业经济和环境的双赢.
2023 Vol. 43 (5): 2583-2589 [摘要] ( 251 ) [HTML 0KB] [ PDF 426KB] ( 1226 )
2590 付奎, 张杰, 刘炳荣
产业转型政策能否推动城市低碳转型——来自资源型和老工业城市产业转型升级示范区的证据
基于2009-2019年158个地级市样本数据,运用非径向超效率SBM-DEA模型测算城市低碳转型的动态评估指数,采用双重差分法考察了产业转型政策对老工业城市和资源型城市低碳转型的影响及作用机制.结果表明:(1)样本期内老工业城市和资源型城市全要素碳生产率不断提升,低碳转型进程加快,但相较全国平均水平依然较低,且区域、类型差异明显;(2)产业转型政策显著推动了城市全要素碳生产率提升,低碳转型的动态政策红利持续增强;(3)产业转型政策对资源型、复合型以及集群式城市的低碳治理效果显著,对老工业基地和单一式城市效果欠佳;(4)政府推动下的产业转型政策主要通过结构升级和绿色创新机制助推城市低碳转型,集聚经济机制短期内尚未显现.
2023 Vol. 43 (5): 2590-2600 [摘要] ( 248 ) [HTML 0KB] [ PDF 715KB] ( 1214 )
环境毒理与健康
2601 宋峙嶙, 李圆圆, 熊忆茗, 李金波, 秦占芬
内分泌干扰物测试技术和评估体系
内分泌干扰物是近年来被学术界和国际社会高度关注的一大类污染物,对生态安全和人体健康存在已知的和潜在的危害.本研究介绍了目前国际公认的内分泌干扰物测试方法,主要涉及雌激素、雄激素和甲状腺通路的干扰活性测试;在分析不同级别方法的特点和局限性的基础上,指出内分泌干扰活性检测和不良效应评估不能很好关联是鉴别内分泌干扰物的技术瓶颈;进一步梳理了欧盟、美国等发达国家测试和评估内分泌干扰物的方案或策略,并由此比较了各自的特点和共性;在此基础上,分析了我国内分泌干扰物研究现状及存在的问题, 并就我国构建内分泌干扰物测试和评估体系提出几点建议.
2023 Vol. 43 (5): 2601-2612 [摘要] ( 275 ) [HTML 0KB] [ PDF 1265KB] ( 2885 )
2613 郝梦鸽, 沈秋岑, 张婧
17α-炔雌醇对三角褐指藻的毒性效应研究
以三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)为受试藻种,分析了5种浓度17α-炔雌醇(EE2)(0.375, 0.75, 1.5, 3, 6mg/L)对其生长、表面形貌、光合色素含量、叶绿素荧光参数、抗氧化系统及细胞周期的影响.结果表明,EE2能抑制三角褐指藻的生长,对其具有较高毒性(96h-EC50=5.32mg/L).低浓度EE2(0~0.75mg/L)对三角褐指藻的光系统II(PSII)活性具有一定的促进作用.与对照组相比,EE2浓度达到6mg/L时,藻细胞表面形貌受损,光合色素含量及最大光量子产量(Fv/Fm)显著降低.光限制斜率(α)、最大相对电子传递速率(rETRmax)和半饱和光强(Ik)也随之降低,其光系统II(PSⅡ)活性受到抑制.此外,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性及丙二醛(MDA)含量显著升高,细胞周期在DNA合成期(S)和分裂期(G2/M)发生阻滞,表明三角褐指藻的抗氧化系统产生应激反应.
2023 Vol. 43 (5): 2613-2621 [摘要] ( 216 ) [HTML 0KB] [ PDF 1002KB] ( 1060 )
2622 田梦佳, 郭浩宇, 沈雨欣, 张晓锋, 田阔, 柴学军, 张鼎元, 张秀梅
褐菖鲉稚鱼对柴油污染的行为和生理响应
为研究柴油水溶性组分对褐菖鲉稚鱼行为反应和胆碱酯酶活性的影响,本研究以我国东海区典型的近岸岩礁性鱼类褐菖鲉为研究对象,以近岸海水本底调查的石油烃浓度为参考,探讨了不同浓度船用燃料油(0#柴油水溶性组分,DWSF)对褐菖鲉稚鱼行为活跃性、探索性及捕食能力的影响,并结合鳃的组织学变化与神经传递相关酶活性变化探究了石油类污染对褐菖鲉稚鱼的毒性效应.结果表明,当海水中DWSF浓度增加时,褐菖鲉稚鱼的探索性与活跃性均呈现先升高后降低的趋势.当DWSF浓度超过四类海水标准时(>0.30mg/L),稚鱼的行为活跃性受到明显抑制,捕食能力显著降低;通过组织学观察发现,当DWSF浓度达到0.45mg/L时,稚鱼的鳃组织会出现明显的病变和损伤,与神经传递相关的胆碱酯酶活性受到明显抑制,死亡率升高.综上可知,海水柴油污染能够引发褐菖鲉稚鱼的行为异常,显著降低其活饵捕食成功率,推断神经和呼吸系统功能受损可能是引发其行为异常的重要原因.为确保褐菖鲉等近岸岩礁性鱼类幼体的正常生长发育,海水中DWSF浓度应控制在0.45mg/L以下.
2023 Vol. 43 (5): 2622-2631 [摘要] ( 210 ) [HTML 0KB] [ PDF 1038KB] ( 937 )
环境微生物
2632 安毅夫, 连国玺, 武旭阳, 孙娟, 高扬, 宋旺旺
铀尾渣库区微生物群落特征及污染物迁移扩散机理
在中国北方某典型铀尾渣库区开展多区域多点位采样,利用16s rRNA高通量测序、XRD、FTIR等技术分析了微生物群落特征与污染物迁移扩散的相关性及机理.结果说明,铀尾渣中微生物多样性普遍低于周边土壤,铀尾渣库区内Proteobacteria、Bacteroidetes、Cyanobacteria_Chlorplast等优势菌群与污染物的迁移扩散呈显著负相关,表明铀(U)污染是该区域影响微生物群落演替的关键因素之一,并且这种作用更容易出现在污染物水平更高的大颗粒尾渣中.传统石灰中和方法会产生U-Ca等化合物的团聚化效应,导致粒径大于1.7mm的铀尾渣占54.84%,粒径较大的铀尾渣缺少支撑微生物群落的长石、黏土等矿物载体和生物亲和性官能团结构,在放射性暴露和自然水力侵蚀作用下,加剧了微生物群落的不稳定化发展,使铀尾渣中污染物更易释放.
2023 Vol. 43 (5): 2632-2639 [摘要] ( 253 ) [HTML 0KB] [ PDF 1140KB] ( 808 )
环境影响评价与管理
2640 吴健, 潘若曦, 徐上
地方政府竞争、差别环境税(费)与污染治理
中国环境税(费)的制定具有一定的地方自主性.受财政分权与地方竞争影响,地方政府对环境保护与经济发展的权衡形成了差别的环境税(费).本文利用2004-2019年省际面板数据,运用空间相关性检验和空间计量模型等方法,探讨地方差别环境税(费)的空间特征与治污效果.结果表明:①环境税(费)地区差别较大,不同区域呈现"竞争到顶"、"竞争到底"和"错落分布"等空间特征;②大气环境税(费)的直接治污效果显著;③邻省水环境税(费)的提高通过"竞争到顶"显著抑制本省污染排放; ④中部地区大气环境税(费)地方差异造成污染转移.据此提出考虑大气和水污染物特征、科学设定地区差别税率以及警惕"竞争到底"和污染转移对区域整体治污的不利影响等建议.
2023 Vol. 43 (5): 2640-2651 [摘要] ( 180 ) [HTML 0KB] [ PDF 1153KB] ( 1113 )
2652 王西琴, 贾宝珍, 姜智强, 高伟
基于产业结构的区域水环境承载力优化方法与例证
以人口数量和地区生产总值最大化为优化目标,以水资源可利用量、水环境容量和经济社会发展为约束,构建了包括产业结构、种植业结构和养殖业结构等要素的区域水环境承载力优化模型,为以种植业与养殖业为主要污染源地区的水环境承载力调控提供方法,丰富水环境承载力调控的方法体系.以承德市为例进行实证研究,结果表明,(1)在经济发展调控与污染控制不同情景方案下,研究区可承载的人口与产业规模可分别提升2.6%~29.5%和18.5%~31.8%,表明产业优化和污染控制水平对区域水环境承载力具有重要影响,研究区尚有人口和经济增长空间;(2)控制经济社会发展速度,特别是优化农业种植结构、减少畜禽养殖规模是提高研究区水环境承载力的关键,农业种植结构和养殖结构是区域水环境承载力的敏感指标;(3)在水环境承载力约束下,污染控制指标如城镇生活污水处理率等存在下限阈值,表明研究区污染控制水平对水环境承载力具有短板效应.
2023 Vol. 43 (5): 2652-2661 [摘要] ( 233 ) [HTML 0KB] [ PDF 677KB] ( 962 )
2662 马慧君, 杨肖丽, 高甜
我国中部地区水资源利用效率评价及归因分析
为促进水资源的可持续发展,缓解水资源问题,本研究结合水足迹和绿色发展指数建立考虑非期望产出的SBM模型,评估中部地区水资源利用效率,并利用Tobit模型分析其影响因素.结果表明,我国中部地区本地水资源利用程度较高,但由于缺少沿海地区区位优势,虚拟水进出口贸易欠发达;水污染压力呈波动下降,河南省水污染压力最大,该省的污水处理厂数目和处理能力增加能够缓解其水环境污染压力;中部六省的水资源开发程度较高,开发潜力较小,可考虑跨区调水等措施进行缓解;2007-2018年间,中部地区水资源利用方式逐渐高效,边际效益逐渐增加,中部地区水资源利用效率呈"U"型发展趋势,其中安徽省数据离散程度最大,山西省水资源利用效率最高;中部地区的用水成本科技进步、环境污染、水资源禀赋显著影响其水资源利用效率,Tobit回归结果表明,中部地区还需加强水资源利用,可通过加强技术培训、升级改造灌溉设施、水资源再生技术等措施进一步促进水资源可持续发展.
2023 Vol. 43 (5): 2662-2672 [摘要] ( 215 ) [HTML 0KB] [ PDF 1334KB] ( 1022 )
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