中国环境科学
 
 
中国环境科学
第二届《中国环境科学》青年论坛会议通知（第三轮）：银川2024-07-18
关于征集中国环境科学学会专家库专家的通知
关于举办第二届《中国环境科学》青年论坛的通知
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
《中国环境科学》2021年度优秀论文公告
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
关于新冠病毒疫情防控期间稿件咨询的公告
关于表扬《中国环境科学》2021年度优秀审稿人的通知
《中国环境科学》中青年编委招募
“生物多样性”专栏征稿启事
报名通知
论文关联数据汇交共享政策
撤消王晓燕等作者已发表文章公告
“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
关于稿件正常处理的通知
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
关于举办大数据助力生态环境管理工作的理论与实践国际研修班的通知
“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
中国环境科学学会2017年环境科学与技术年会通知
喜报：核心影响因子五连冠
关于中国环境科学学会2016年学术年会征文与参会报名的通知
《中国环境科学》继续被Ei收录
欢迎参加“细颗粒物污染防治与环境健康影响国际研讨会”
《中国环境科学》微信公众平台开通，欢迎关注
《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
关于收费的特别声明
《中国环境科学》喜获中国科协精品科技期刊TOP50项目资助
《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
《中国环境科学》获评“2014中国最具国际影响力学术期刊”
《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
通知
《中国环境科学》被Ei收录
《中国环境科学》影响因子学科排名第一
《中国环境科学》获评“RCCSE中国权威学术期刊（A+）”
《中国环境科学》获评“2012中国最具国际影响力学术期刊”
《中国环境科学》获评“百种中国杰出学术期刊”
《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
《中国环境科学》编辑部稿件远程处理系统正式启用
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2024年 44卷 4期
刊出日期 2024-04-20
新污染物与环境毒理
美丽中国建设: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
环境生态
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目录
2024 Vol. 44 (4): 0-0 [摘要] ( 77 ) [HTML 1KB] [ PDF 261KB] ( 1074 )
美丽中国建设:碳排放控制
1777 周启星, 王辉, 欧阳少虎
基于碳中和新技术的美丽中国建设
碳中和技术是以减少碳排放和增加碳固定为目的,以节能、减排、增效为核心的新技术体系,主要分为三类,包括温室气体的捕集技术、温室气体的埋存技术和低碳或零碳新能源技术.将碳中和技术应用于美丽中国建设不仅可以有效推动我国能源结构的转型和科学技术的进步,还能够促进生态环境的改善和绿色经济的发展.本研究通过阐述碳中和技术相关理念和发展现状,分析了实现碳中和的有效途径,并进一步讨论了碳中和技术如何助力美丽中国建设.结果表明,目前关于碳中和技术的研究领域主要有氢能领域、电化学领域、绿色化学领域、节能技术、储能技术、废物的资源回收以及合成生物学领域.这些新能源和新技术的出现不仅能够极大地提高能源的利用效率,还能够促进绿色清洁技术的发展.此外,碳中和技术也能够减少污染物的排放,增强资源的高效利用,助力低碳能源体系的建立和促进生态文明体制的健全,从而助力美丽中国建设.
2024 Vol. 44 (4): 1777-1787 [摘要] ( 152 ) [HTML 1KB] [ PDF 755KB] ( 1179 )
1788 张蓝心, 温宗国, 许毛, 胡喆
欧盟碳边境调节机制对产品出口成本影响评估
碳边境调节机制(CBAM)带来的产品出口成本影响存在较高的不确定性.通过剖析CBAM条例规则,对CBAM关键要素的核算范围与规则进行研判,提出了评估CBAM出口成本影响的方法学框架,并以粗钢产品为例开展了实证研究.结果表明,在CBAM的系统边界与排放核算范围内,我国1t转炉粗钢的嵌入排放为1.73tCO2eq,我国向欧盟出口粗钢产品的增量成本为37.26欧元/t.基于评估结果并统筹考虑我国与欧盟的气候政策体系差异,提出了包括隐性碳价谈判、降低产品碳排放强度、调整出口结构在内的多项应对CBAM的政策建议.
2024 Vol. 44 (4): 1788-1794 [摘要] ( 177 ) [HTML 1KB] [ PDF 576KB] ( 1430 )
1795 安康欣, 刘米可, 范淑婷, 王灿
能耗双控转向碳双控的政策影响评估——基于安徽省动态CGE模型
通过以安徽省为案例构建混合动态可计算一般均衡模型,分析能耗双控优化以及转向碳双控的能源经济影响.研究发现,扣除新增可再生能源显著促进能耗双控政策支持可再生能源的作用并改善经济有效性,2035年可再生能源发电占比达到27.9%,而GDP损失降低0.2个百分点;转向碳双控政策会进一步促进可再生能源发展、腾挪能源消费空间并提高经济效率,GDP损失率进一步下降0.05个百分点;控制政策会产生赢家和输家行业,转向碳双控政策将会降低输家行业产出损失,2035年行业产出的变化率在-20.6%至10.3%之间.建议坚持实施能耗双控制度优化措施并在“十五五”时期向碳双控政策过渡,匹配以前瞻性的产业布局和必要的公正转型措施来降低产业调整的不利影响,在降低短期政策调整波动的同时促进中长期“双碳”目标实现.
2024 Vol. 44 (4): 1795-1804 [摘要] ( 131 ) [HTML 1KB] [ PDF 1661KB] ( 1085 )
1805 付金杯, 李梦南, 徐炜达, 王宇萌, 李怀瑞, 尹捷, 杨昱锟, 卓俊玲
基于卫星遥感等多源数据的发电厂CO2排放分析
应用烟羽分割、背景插值和高斯烟羽模型,使用轨道碳监测传感器(OCO-3)SAM模式在1年内的4次有效观测数据,估算了托克托电厂CO2排放量,并利用年度核算报告结果、月度发电量与连续排放监测系统(CEMS)监测数据对卫星遥感估算结果进行验证.结果表明,2021年4次卫星过境时CO2排放速率分别为1900.82、3353.96、2941.07和3701.71tCO2/h,其不确定性分别为25.10%、20.27%、19.59%和29.52%,不确定性主要来源于气象数据、背景和其它排放源影响.CO2小时排放速率卫星遥感反演结果和核算分配结果验证具有较好的一致性,相关系数R为0.822.电厂月度发电量及小时级在线监测数据分析结果表明,电厂活动水平具有明显的季节性变化和小时变化特征,其中与CO2排放密切相关的月度发电量相对标准偏差可达14.55%,NOx小时排放量相对标准偏差可达12.35%.
2024 Vol. 44 (4): 1805-1815 [摘要] ( 193 ) [HTML 1KB] [ PDF 3672KB] ( 954 )
1816 侯越斌, 徐伟, 王选, 郁泽君
基于调研数据的河北平原农村温室气体核算
将农村温室气体排放途径划分为农业生产、畜牧养殖、垃圾污水处理和能源消耗4类,基于《省级温室气体排放清单指南》和IPCC碳排放清单编制方法提出各途径温室气体排放量计算方法,并针对河北省平原地区316个行政村进行核算.借助K均值聚类算法,根据各途径排放的CO2当量将全部村落划分为3类,并对各类型村落温室气体排放特征进行分析.结果表明:调研农村CO2排放主要来源于能源消耗,占比在70.9%-75.5%; CH4排放主要来源于畜牧养殖和垃圾污水处理,合计占比在73.2%-94.7%; N2O排放主要来源于农业生产,占比在52.3%-84.7%;能源消耗是农村CO2当量排放的主要来源,其次是农业生产和畜牧养殖;节能仍是目前农村地区降低碳排放的有效途径,同时应当注意农田和养殖动物的科学管理,提高垃圾和污水的收集与规范化处理水平.
2024 Vol. 44 (4): 1816-1825 [摘要] ( 116 ) [HTML 1KB] [ PDF 1972KB] ( 1131 )
1826 陈怡, 凌莉, 古圳威, 张渝, 刘京
陕西省碳排放时空格局演变及其影响因素
基于DMSP/OLS和NPP/VIIRS夜间灯光数据,运用探索性空间分析、冷热点分析和标准差椭圆分析等方法,估算了2000~2020年陕西省碳排放量,探讨了陕西省碳排放的时空演化特征,并构建了空间杜宾面板模型分析其影响因素.结果表明:(1)2000~2020年陕西省碳排放总量呈现持续增长趋势;碳排放分布具有显著的地域差异规律,呈现“陕北>关中>陕南”的分布态势.(2)碳排放重心向陕西东北方向移动,说明陕西东部地区和北部地区对全省碳排放量的影响作用加强;碳排放具有显著的空间正自相关性,即表现为集聚效应;碳排放的冷热点转化较为明显,热点在陕北地区扩张,冷点逐渐消失.(3)陕西省碳排放的直接正向影响因素有城镇化率、人口数量、单位GDP能耗、产业结构和经济增长,其中城镇化快速发展和人口规模扩大是陕西省碳排放持续增长的主要推动力.
2024 Vol. 44 (4): 1826-1839 [摘要] ( 230 ) [HTML 1KB] [ PDF 1879KB] ( 1697 )
1840 孙晶琪, 张卓拉, 周振茜, 张圆圆, 赵会茹
用能权市场和碳市场协同下火电企业配额履约策略
火电企业在用能权市场和碳市场中面临着独立配额约束,为降低履约难度、提升减排效率,对两市场协同下火电企业配额履约策略进行了研究.分析两市场的相互影响,从交易主体、配额分配、互认抵消等方面梳理市场间协同机理;构建火电企业履行双市场配额责任的系统动力学模型,探讨双重配额约束对企业的影响;对比分析无协同机制、允许配额互认和限制抵消比例3种政策情景下企业的履约策略.结果表明,双重配额约束加大了企业履约成本,未能提升其自主减排意愿,进一步建立配额互认的协同机制后,企业能够在履行义务的同时优化自身经济效益,但会引起两市场发展不平衡问题,为解决这一困境,互认比率应处于2~3.5之间,且需进一步设计抵消限制机制,确保企业按时履约和市场均衡发展,实现资源配置最优化.
2024 Vol. 44 (4): 1840-1850 [摘要] ( 118 ) [HTML 1KB] [ PDF 1000KB] ( 1014 )
1851 周文强, 韩宇, 王金龙, 杨伶, 阙华斐
洞庭湖流域碳储量的时空异质性及驱动力分析
基于遥感反演和模型修正法,动态分析1980~2020年洞庭湖流域生态系统碳储量的时空分布特征,并借助碳储量贡献率和最优参数地理探测器,量化分析生态系统相互转换以及自然-社会-政策环境对碳储量时空异质性的驱动机制.结果表明:40a来洞庭湖流域及其子流域碳储量先降后升,整体增长262.81Tg,呈现由东-南-西三面向中部、北部逐级递减的“马蹄形”格局;生态系统相互转换推动洞庭湖流域碳储量增长了23.66Tg,其中农田、森林和城镇生态系统间的相互转换主导碳储量变化;洞庭湖流域及其子流域碳储量的时空异质性主要受社会环境和政策环境的协同影响,其中生境质量和人口密度是主导因素.由于存在增强效应和差异化特征,使得双因子交互作用的影响更强烈.为提高生态系统固碳能力,应加快完善洞庭湖流域的生态系统结构,因地制宜构建生态与社会的良性互动关系.
2024 Vol. 44 (4): 1851-1862 [摘要] ( 124 ) [HTML 1KB] [ PDF 2763KB] ( 1187 )
1863 许静, 刘慧
甘肃省生态系统服务权衡协同关系评估与预测
以甘肃省为研究区,通过耦合GMMOP与PLUS模型预测2030年4种不同发展情景下甘肃省土地利用状况,利用InVEST模型定量评估碳储量、产水量、土壤保持和生境质量动态变化,分析不同情景下生态系统服务间的权衡协同关系.结果表明:2000~2020年,甘肃省碳储量减少0.081×108t,产水量增加3.086×1010m3,土壤保持量增加33.857×1010t,生境质量下降0.009.自然发展情景(ND)下,碳储量、产水量和生境质量均有下降,仅土壤保持量增加0.310×1010t; 生态保护情景(EP)下,碳储量和土壤保持量显著提高;经济发展情景(ED)下4种生态系统服务均有降低;综合发展情景(CD)下,碳储量增加1.307×108t,其余3种服务均有下降.整体上,除白银市和嘉峪关市外,甘肃省各市州的四种生态系统服务间均呈相互增益的协同关系.4种情景下,大部分地区碳储量和产水量、碳储量和土壤保持、产水量和土壤保持间的协同关系无显著变化,而在ND、EP和CD情景下生境质量与碳储量及产水量的协同关系增强,与土壤保持的协同关系减弱.
2024 Vol. 44 (4): 1863-1874 [摘要] ( 112 ) [HTML 1KB] [ PDF 1371KB] ( 1451 )
1875 辛泊达, 吕连宏, 王斯一, 董京京, 张楠, 杨超
基于文献计量分析的生物质能源领域研究进展
为更系统地了解生物质能源领域研究的演化趋势、现状及热点,基于Web of Science核心合集数据库进行检索,利用文献计量的方法,对1993~2023年生物质能源相关文献进行数据分析与挖掘,并结合CiteSpace软件对结果进行可视化分析.结果表明:生物质能源研究正逐渐引起各国重视,研究成果稳步增长,受资助比例较大;全球围绕生物质能源研究形成了紧密的合作关系,生物质能源领域国家层面上的合作关系有明显的地域特征,研究机构层面上的合作关系受时域影响呈明显的“双星分布”;对生物质能源的研究层次由理论研究逐渐深入到物理、材料、化学、生物学的多学科交叉应用研究.生物质能碳捕集与封存技术、微生物光合制氢技术是下一阶段生物质能源研究领域的关键技术和前沿方向.
2024 Vol. 44 (4): 1875-1884 [摘要] ( 182 ) [HTML 1KB] [ PDF 1495KB] ( 1219 )
1885 史思捷, 黎鸿莉, 姚婧梅, 韩乐, 谭秋君, 刘亚丽, 韦冰, 于雪松, 王程成
底栖扰动对城市河流沉积物CO2和CH4释放的影响
以具有不同扰动功能的黄色羽摇蚊幼虫(Chironomus flaviplumus)、苏氏尾鳃蚓(Branchiura sowerbyi)和椭圆萝卜螺(Radix swinhoei)为对象,通过微宇宙实验探究不同底栖动物扰动效应下的沉积物界面理化因子演变特性以及对温室气体CO2和CH4释放的影响规律.结果表明,不同扰动类型的底栖动物对沉积物-水界面的溶氧(DO)特征带来差异化改变,并影响了有机质的好氧/厌氧分解和碳素转化,进而改变了CO2和CH4的产生及释放量: 1) 3种底栖动物对CO2和CH4释放的影响存在差异:苏氏尾鳃蚓对两种温室气体的释放呈现最强的促进作用(为对照组的1.59和1.64倍),椭圆萝卜螺对两种温室气体释放的影响不显著,而摇蚊幼虫一定程度上抑制了CH4释放.2)尾鳃蚓扰动下更多的碳素被消耗(表层沉积物和上覆水的TC含量减少)并生成CO2和CH4从系统逸出,其最低的DO渗透深度也为有机物厌氧分解产生CH4创造了更有利的条件;萝卜螺仅在沉积物表面活动,对DO渗透深度以及系统TC和TOC改变较小,进而对温室气体释放的影响也最弱;摇蚊幼虫对CH4释放的抑制作用可能是由于其扰动增大了DO渗透深度,抑制了有机物厌氧分解.
2024 Vol. 44 (4): 1885-1893 [摘要] ( 129 ) [HTML 1KB] [ PDF 922KB] ( 1071 )
大气污染与控制
1894 米艺华, 杜惠云, 李杰, 杨文夷, 王涛, 王自发
我国重点地区臭氧变化特征及与气象要素的关系
利用2015~2019年历史数据,分析我国臭氧(O3)时间、空间变化特征,结合同期气象数据研究重点区域臭氧污染与气象要素的关系.结果表明:2015~2019年我国O3浓度整体呈上升趋势,全国O3浓度年均值由83.8µg/m3增至92.4µg/m3. O3浓度变化主要呈"双峰型",2017年呈"单峰型".5~9月为O3浓度的高值时段.1~3月、10~11月O3浓度波动比4~9月大.我国O3浓度呈"东高西低"的空间分布特征,高值区主要集中在京津冀地区. O3浓度与日照时数呈正相关,与最高温度呈正相关,与相对湿度呈负相关.气象要素对O3浓度的影响存在地区差异,大部分地区O3浓度与温度的正相关性较强(r>0.5),而青藏地区O3浓度与温度呈负相关(-0.2<r<0).大部分地区O3浓度随风速先升高后降低,青藏地区O3浓度随风速升高而升高.当温度高于25℃、相对湿度在45%~60%、风速在3~6m/s时更容易出现O3污染.
2024 Vol. 44 (4): 1894-1904 [摘要] ( 197 ) [HTML 1KB] [ PDF 3851KB] ( 1455 )
1905 邬双双, 陈梓超, 薛鑫, 吴燕星, 董俊杰, 刘润
基于KZ滤波分析气象对珠三角臭氧趋势的影响
基于2015~2021年珠三角臭氧(O3)监测数据以及再分析的气象资料,利用Kolmogorov-Zurbenko(KZ)滤波和逐步多元线性回归方法分析O3长期趋势和气象因素之间的关系,量化气象和非气象对珠三角O3日最大8h平均浓度(MDA8O3)长期趋势的贡献.结果表明:2015~2021年珠三角MDA8O3增长明显,夏季和秋季O3污染尤为严重.KZ滤波分离出的MDA8O3短期、季节和长期3个分量分别占原始序列方差的60.84%、24.96%和4.33%,各分量之间相互独立,3个分量均与太阳辐射、温度和边界层高度呈正相关,与云量、相对湿度、风速和850hPa经向风呈负相关.此外,气象和非气象影响能分别解释大约64.3%(2.77 μg/(m3·a))和35.7%(1.53 μg/(m3·a))的MDA8O3长期趋势的增长率(4.29 μg/(m3·a)).
2024 Vol. 44 (4): 1905-1911 [摘要] ( 198 ) [HTML 1KB] [ PDF 970KB] ( 1308 )
1912 黄天耀, 罗智瀚, 黄文璇, 门亚泰, 秦李帆, 程和发, 沈国锋
生物质颗粒燃料的挥发性有机物排放特征
在中国北方某农村地区开展了民用生物质颗粒的VOCs排放实地测试,对比研究了不同类型燃料与炉灶使用场景的VOCs排放特征.基于吸附管采样,气质联用定量的结果表明,民用取暖炉中生物质颗粒燃烧的ΣVOC排放因子在48.5~684.5mg/kg,其中芳烃类占总排放的37.0%~85.8 %,其次是卤代烃类,占14.2%~63.0 %.苯和甲苯是组成丰度最高的组分,其次是二氯甲烷和苯乙烯等物质.基于PID检测器获得的TVOCs实时排放曲线与CO释放动态过程具有一定的同步性.燃料类型与燃烧场景对TVOCs排放有显著影响.点燃与剧烈燃烧阶段排放的VOCs占总排放的53.0%~71.2 %,而阴燃阶段的TVOCs排放显著低于其他阶段.燃烧效率与TVOCs浓度间没有显著的统计学相关性(P>0.05).PID法与GC-MS法定量获得的排放因子有显著的正相关关系,但二者定量数值具有显著的差异.GC-MS定量组分仅占总排放因子的4%以内.明晰生物质颗粒燃烧的VOCs排放特征和影响有助于进一步完善排放清单,降低不确定性.
2024 Vol. 44 (4): 1912-1920 [摘要] ( 227 ) [HTML 1KB] [ PDF 1171KB] ( 1392 )
1921 钱思瑶, 关净文, 关璐, 张天, 王蕴赟, 沈建东, 于兴娜
杭州市大气VOCs组成特征及二次污染生成贡献
利用2021年1~12月杭州市城区大气VOCs的观测数据,分析了VOCs化学组成及其污染特征,运用正交矩阵因子分解法(PMF)进行VOCs来源解析,并利用最大增量反应活性(MIR)和气溶胶生成系数(FAC)估算VOCs的臭氧生成潜势(OFP)和二次有机气溶胶生成潜势(AFP),量化评估其二次污染生成贡献.结果显示,观测期间杭州市大气VOCs体积分数均值为30.65×10-9,烷烃和卤代烃是其主要组分,分别占49.23%和24.47%,浓度排名前10的VOCs物种主要为C2~C4的烷烃、C7~C8的芳香烃和乙烯.源解析结果显示杭州市VOCs主要来源为燃烧源、溶剂使用源、工业排放源、油气挥发源和机动车尾气排放源.杭州市大气VOCs的总OFP为50.56×10-9,其中乙烯、1-乙基-3-甲基苯和甲苯是其主要贡献组分.芳香烃对AFP的贡献达到91.52%,是最重要的SOA前体物.因此,控制机动车尾气排放和溶剂使用过程中产生的VOCs对防控O3污染以及SOA污染具有重要意义.
2024 Vol. 44 (4): 1921-1928 [摘要] ( 129 ) [HTML 1KB] [ PDF 949KB] ( 1502 )
1929 黄琳, 李颖, 娜珠盼·斯德克江, 张云珊, 李晔, 张姗姗, 刘敏, 黄晔
中国大陆省级无意产生的五氯苯和六氯苯多源大气排放清单
基于技术分类方法构建了动态排放因子数据库,再采用排放因子法,自下而上构建了1960~2019年中国大陆省级无意产生的五氯苯和六氯苯的多源大气排放清单,并探究其时空分布特征.研究结果显示,五氯苯的最大排放源是含氯化学品生产,而六氯苯的最大排放源则是金属冶炼;五氯苯和六氯苯的排放密度均表现为东部地区高于西部地区的特征.从1960~2019年,五氯苯和六氯苯的排放量从1277.9,81.2kg分别上升至11862.3,439.7kg,但排放强度(单位GDP的排放量)却从869.3,55.2g/亿元分别下降至12.0,0.4g/亿元.
2024 Vol. 44 (4): 1929-1935 [摘要] ( 151 ) [HTML 1KB] [ PDF 1776KB] ( 936 )
1936 陆晔宇, 张思, 张轲, 陈玉宝, 吴灿, 李睿, 王格慧
杭州冬季大气细颗粒物污染特征及形成机制
为探究杭州市冬季大气细颗粒物的污染特征及形成机制,采集2019年12月~2020年1月PM2.5样品,根据天气条件将采样期分为无雨期、多雨期和少雨期,比较分析各个时期SOA(二次有机气溶胶)的形成机制,结合稳定碳同位素技术确定污染来源.结果显示,多雨期PM2.5的pH值为(2.2±0.6),比其它时期低1~2个pH值单位,这归因于降水对NH3(g)的有效去除.二元羧酸类化合物的分子组成与其它地区类似, C2(草酸)> C4(丁二酸)> Ph(邻苯二甲酸),但mGly(甲基乙二醛)与Gly(乙二醛)的比例高得多,表明杭州冬季的SOA主要来源于生物排放的光化学氧化.特异性稳定碳同位素组成结果也表明,大部分二元羧酸在多雨期富集δ13C,可能是因为POA(一次有机气溶胶)的气相分解增强和VOCs(挥发性有机化合物)的气相氧化减少.
2024 Vol. 44 (4): 1936-1944 [摘要] ( 125 ) [HTML 1KB] [ PDF 812KB] ( 971 )
1945 陶文鑫, 杜金花, 杨建立, 谭玉冉, 王超龙, 薛莲, 隋浩新, 张厚勇, 刘晓环, 张宜升
青岛市雾日PM1中金属元素来源及健康风险评估
为了解青岛市雾日PM1中金属元素的污染程度及其来源,并评估其对人类健康的危害,依据能见度及湿度数据对雾日进行划分,结合正定矩阵因子分解法(PMF)源解析模型和健康风险评价模型研究青岛市雾日亚微米颗粒物(PM1)中金属元素的来源和健康风险.结果表明,清洁雾日PM1浓度略高于清洁日,而污染雾日PM1浓度是霾日PM1的1.11倍,清洁日的3.07倍.秋冬季雾日金属元素受人为源影响,K元素含量最高;夏季雾日的主要贡献元素是典型的地壳元素Ca、Fe、Al及海盐Na元素.PMF结果表明秋冬季雾日PM1中金属元素主要来自煤/生物质燃烧、机动车源、地壳源、海盐源、船舶源和工业源;夏季雾日PM1中金属元素主要来自煤/生物质燃烧、机动车源、地壳源、海盐源、船舶源和工业源.夏季采样点位临海,海雾频发,海盐源为夏季雾日金属元素的重要贡献.健康风险评估结果表明,成年人与儿童暴露于青岛秋冬季雾日PM1的非致癌风险均低于阈值.成人和儿童呼吸途径Mn的非致癌风险最高,儿童手口摄食As的非致癌风险(HQAS=0.50)最高.As(3.1×10-6)和Cr(1.9×10‑6)的致癌风险均已超过致癌风险阈值,建议加强含Mn、As、Cr排放源的管控.
2024 Vol. 44 (4): 1945-1956 [摘要] ( 150 ) [HTML 1KB] [ PDF 3044KB] ( 1192 )
1957 彭勤, 李丹, 罗玉, 彭泽志, 孙健, Tomoaki Okuda, 沈振兴
PM2.5粉末样品中不同组分的氧化潜势及影响因素
基于大流量旋风式冲击采样器在西安市采集了四季大气PM2.5粉末样品,分别测定其水溶和非水溶相的氧化潜势(OP)、无机元素、水溶性离子、金属组分、碳组分和有机官能团,揭示水溶相/非水溶相的化学组分对OP的影响.结果显示,西安市PM2.5粉末样品总OP的趋势为秋冬(秋7.24µmol/(min·mg),冬5.19µmol/(min·mg))显著高于春夏季(春2.06µmol/(min·mg),夏3.15µmol/(min·mg));春夏季PM2.5粉末样品的OP以水溶相OP为主(70.0%),秋冬季以非水溶相为主(73.9%).水溶性金属Ni、Pb、Ba、Mn、Cu、Ti(0.60< R <0.80, P<0.05)和水溶性有机碳(TOC)(R=0.54, P<0.05)与水溶相OP呈较显著的正相关.非水溶性金属(Cu、Fe、Cr等)与非水溶相OP普遍呈较显著的正相关(0.48< R <0.71, P<0.05),非水溶性元素碳(EC)与非水溶相OP则呈显著负相关(-0.63< R <-0.45, P<0.05).傅里叶红外光谱的结果显示,酚、醇、醚、酯等含氧水溶性有机物对PM2.5粉末样品中水溶相OP有重要的影响.
2024 Vol. 44 (4): 1957-1965 [摘要] ( 172 ) [HTML 1KB] [ PDF 643KB] ( 1250 )
1966 刘佳瑜, 王钰, 丘仲锋, 赵冬至, 田野, 武燕, 张渊智
基于TROPOMI的淮河流域大气NO2干沉降估算
基于Sentinel-5P卫星TROPOMI数据,利用随机森林方法反演2018~2020年淮河流域地面NO2浓度,采用推算法获得淮河流域2018~2020年NO2干沉降通量,并通过划分不同集水区(水域、农田、城区和植被覆盖区)估算大气NO2干沉降对淮河流域水体氮素的贡献.结果显示,卫星反演地面NO2浓度与地面站点实测资料一致性较高,相关系数(R)为0.94,平均绝对误差(MAE)为2.7,均方根误差(RSME)为4.1.淮河流域地面NO2浓度和NO2干沉降通量均有明显的季节变化,春夏秋冬4个季节地面NO2平均浓度分别为13.7,12.2,17.6,23.1µg/m3;NO2平均干沉降通量分别为1.25,1.13,1.61,2.13kg N/(hm2·a).淮河流域地面NO2浓度和干沉降通量均表现为南北部高,东西部低.农田区域NO2干沉降对流域水体氮素的贡献最大,占比83.47%.2019年淮河流域大气NO2干沉降总量为1.34×105t,对水体氮素的贡献为1.36×104t N;2020年大气NO2干沉降总量为1.25×105t,对水体氮素的贡献为1.18×104t N.
2024 Vol. 44 (4): 1966-1974 [摘要] ( 127 ) [HTML 1KB] [ PDF 3982KB] ( 1187 )
1975 尹黛霖, 罗佳鑫, 张孟珠, 温溢
混合动力汽车氨排放特性及减氨效应评估
对混合动力汽车进行了全球统一轻型车辆测试循环工况(WLTC)和实际行驶污染物排放(RDE)测试,评估了混合动力车辆相对于传统燃油车的减氨效益,同时分析了基于不同混合动力技术路线车辆、不同电量模式下测试得到的NH3排放特征差异.研究发现,混合动力技术对于降低NH3排放存在一定效果,在消耗同等燃料的前提下,采用非插电式混合动力技术NH3排放可下降56.07%,采用插电式混合动力技术可下降 94.43%,可插电式混合动力车辆与不可插电式混合动力车辆NH3排放峰值出现的时刻有所差别,车辆在电量增加模式下因为需燃烧更多的燃料为电池充电,过量空气系数较小,催化器还原环境较强,使NH3排放大于电量消耗模式.
2024 Vol. 44 (4): 1975-1980 [摘要] ( 152 ) [HTML 1KB] [ PDF 1656KB] ( 1018 )
1981 杨金涛, 杨学金, 宁平, 王访, 宋晓双, 贾丽娟, 冯嘉予
选择性催化氧化H2S的富氮碳催化剂研究进展
近年来,能高效净化H2S并回收硫资源的选择性催化氧化技术(H2S-SCO)受到了广泛关注.开发高性能、高选择性及低成本的催化剂是H2S-SCO技术的研究重点,其中富氮碳基催化剂(RNCC)具有高活性、无金属、易制备、低成本且易再生等优点,被认为是一类极具潜力的H2S-SCO催化剂.本文介绍了金属基催化剂的发展,总结和归纳RNCC的制备方法、催化活性和物化性质,系统地讨论RNCC的构-效关系及影响RNCC性能的关键因素,并总结了RNCC的H2S-SCO反应机理.最后指出RNCC目前存在机遇和挑战,并展望了未来的发展方向.
2024 Vol. 44 (4): 1981-1994 [摘要] ( 125 ) [HTML 1KB] [ PDF 8886KB] ( 886 )
1995 郭颖赫, 赫伟东, 柳静献
覆膜方法对纳米纤维膜除尘滤料动态过滤性能的影响
为解决聚四氟乙烯(PTFE)覆膜滤料使用中阻力增长快且膜易破损问题,基于静电纺丝技术制备了涤纶(PET)纳米纤维膜,通过直接覆膜法、热处理覆膜法及一步共纺覆膜法将PET纳米纤维膜作为表面膜与聚苯硫醚(PPS)针刺毡滤料进行复合,并对比研究3种覆膜方法制备的PET纳米纤维膜滤料、PPS滤料以及PTFE覆膜滤料的动态过滤性能,结果表明,与PTFE覆膜滤料相比,3种覆膜方法制备的PET纳米纤维膜滤料均表现出优异的过滤性能.稳定过滤阶段,一步共纺覆膜法制备的PET/TPU纳米纤维膜滤料完成单个周期所需时间是PTFE覆膜滤料的2倍,粉尘剥离率为99.79%,其阻力增长速率低、完成单个周期所需时间平稳,降低能耗并减少了气流对膜造成的磨损,在工业除尘领域具有较大应用潜力.
2024 Vol. 44 (4): 1995-2002 [摘要] ( 107 ) [HTML 1KB] [ PDF 1068KB] ( 1245 )
2003 张欢, 史一林, 刘梁, 王晨星, 孙瑞彬, 贾里, 金燕
As2O3与Cu-ZSM-5催化剂的相互作用机理
基于密度泛函理论计算了NO和As2O3在Cu-ZSM-5表面的吸附性能.通过确立As2O3在Cu-ZSM-5表面的最佳吸附位点,对As3+在其活性位点吸附的反应路径进行研究,计算As在催化剂上的吸附反应活化能垒和决速步骤,揭示As2O3与活性位点Cu-O-Cu的成键机制和相互作用机理.结果表明,NO和As2O3都以非氧端吸附在Cu-ZSM-5活性位点Cu-O-Cu的晶格氧位,吸附能分别为-218.515kJ/mol和-206.422kJ/mol,吸附过程中有电荷转移且发生了强烈的相互作用.As2O3在Cu-ZSM-5活性位点Cu-O-Cu的晶格氧上的氧化过程分两步进行,As3+作为Lewis碱与Lewis酸中心的Cu-O-Cu发生非均相氧化反应,第一阶段的氧化产物As2O4在相邻的活性位点上发生二次氧化反应,生成的As2O5成为As3+吸附后的主要存在形式.其中,生成As2O4的反应阶段需要跨越242.75kJ/mol的能垒,成为整个氧化进程的决速步骤.
2024 Vol. 44 (4): 2003-2010 [摘要] ( 119 ) [HTML 1KB] [ PDF 1613KB] ( 1344 )
水污染与控制
2011 申海旭, 王伟刚, 王亚宜
厌氧氨氧化污泥颗粒化机理及快速形成策略
颗粒污泥可提高厌氧氨氧化菌截留率和反应器抗冲击负荷能力,因此厌氧氨氧化颗粒污泥(anammox granular sludge, AnGS)是实现其工程化应用重要途径之一.然而,目前对其形成机理缺乏系统理解,故综述AnGS的菌群结构及微生物群落间相互关系与作用,分析了目前提出的各种颗粒化机理,提出了Anammox颗粒化的4个过程以及几种加快氧氨氧化污泥颗粒化的策略,如选择最佳种泥、剪切力控制和添加金属离子等,最后讨论这些策略存在的问题和未来研究方向.
2024 Vol. 44 (4): 2011-2022 [摘要] ( 162 ) [HTML 1KB] [ PDF 648KB] ( 1588 )
2023 李军, 李嘉睿, 李东岳, 吴耀东, 梁东博, 丁凡, 边雪莹
同步硝化内源反硝化除磷好氧颗粒污泥的储存与恢复
针对好氧颗粒污泥颗粒化时间慢等问题,进行了同步硝化内源反硝化除磷好氧颗粒污泥常温储存及活性恢复实验研究.结果表明,好氧颗粒污泥经过60d的常温储存后,颗粒的结构基本能保持稳定,但是颗粒污泥的活性大幅度降低,污染物去除率仅有储存前的30%~40%.将常温储存的颗粒污泥接种到反应器中,经过一定的调控手段,可以在60d内恢复好氧颗粒污泥的功能及活性.此外,经过储存与恢复,好氧颗粒污泥的群落结构也发生了明显变化.大部分的微生物的相对丰度变化可逆,经过储存和恢复可以恢复至储存前的状态(包括Defluviicoccus (GAOs) 和Flavobacterium (PAOs)),重构同步脱氮除磷的微生物群落结构.
2024 Vol. 44 (4): 2023-2031 [摘要] ( 122 ) [HTML 1KB] [ PDF 1303KB] ( 1124 )
2032 李军, 魏鑫, 邓永春, 段文焱, 陈芳媛
污泥生物炭对低C/N废水好氧颗粒污泥长期运行稳定性的影响
将污泥生物炭作为载体培养好氧颗粒污泥,研究培养成熟的好氧颗粒污泥在碳氮比(C/N)由10降为4条件下的长期运行稳定性.结果表明,通过添加生物炭培养成熟的好氧颗粒污泥颗粒结构更紧密,不易解体.虽然丝状菌Thiothrix大量增殖,但是好氧颗粒沉淀性能良好,SVI30始终维持在50mL/g左右;系统COD去除效率达到90%以上,TN去除率为70%左右.高通量测序分析表明,加炭系统微生物多样性有所降低,但具有反硝化功能的细菌数量增加,提升了系统脱氮性能.添加污泥生物炭培养成熟的好氧颗粒污泥具有更好的脱氮性能和长期运行稳定性,有利于低C/N条件下的高氨氮废水处理.
2024 Vol. 44 (4): 2032-2043 [摘要] ( 117 ) [HTML 1KB] [ PDF 1164KB] ( 1306 )
2044 聂鑫, 于娜, 陈禹杭, 吕育锋, 李斌, 刘庆玉, 孟凡彬, 魏欢欢, 孙毅, 王伟奇, 沈健, 高玉波, 于占勇
接触氧化除铁除锰工艺中微生物的协同作用
以辽宁农村地区二个典型接触氧化除铁除锰水厂为研究对象,采用16S rRNA高通量测序技术对工艺各单元的微生物群落结构进行分析.结果发现,接触氧化除铁除锰工艺各处理单元中的微生物群落结构显著不同,Proteobacteria(43.86%)是接触氧化除铁除锰工艺中的优势菌门,Gallionella和Flavobacterium是主要的除铁锰功能菌属.相关性分析结果表明,Rhodoferax(0.71%)和Sulfurospirillum(0.75%)等菌属与菌落总数,铁和锰浓度之间呈显著正相关关系,说明尽管其相对丰度较低,但仍在系统中发挥着不可或缺的作用.通过分子生态网络与拓扑特性的深入分析以及COGs功能预测,揭示了Gallionella,Flavobacterium,Pseudomonas和Rhodoferax等菌属间的协同作用关系.不同处理单元对微生物群落结构产生了显著影响,但对这些微生物的代谢影响较小,表明形成的微生物共存系统相对稳定,对水中铁锰离子的高效稳定去除有着重要作用.
2024 Vol. 44 (4): 2044-2053 [摘要] ( 106 ) [HTML 1KB] [ PDF 1848KB] ( 1176 )
2054 温仓祥, 戴喆秦, 查晓, 程方奎, 程鹤来, 蔡青秀, 吕锡武
碳毡厌氧折流板反应器处理农村黑水
评估了碳毡厌氧折流板反应器在室温下处理黑水(源分离的厕所污水)的能力,通过逐步缩短水力停留时间(HRT)以探索其最大性能.结果表明,在HRT为1.45d,有机负荷率为2.94kg COD/(m3×d)的条件下实现了最大容积产气率(417±59) NL CH4/(m3×d),此时甲烷化率(40.5±5.02)%,总COD去除率(79.08±7.24)%.碳毡的加入富集了Methanospirillum属,通过氢营养型产甲烷途径实现高效厌氧消化性能.该反应器在室温下表现出优良的有机物处理效果,高甲烷产量与沼气纯度,尾水中富含可植物直接利用的氮磷营养盐,系统简单易维护,具有在农村地区实际应用的潜力.
2024 Vol. 44 (4): 2054-2062 [摘要] ( 143 ) [HTML 1KB] [ PDF 1188KB] ( 1210 )
2063 王亚, 宋永辉, 李金城, 尹宁, 董萍, 王一帆, 龙江, 李弯弯
絮凝-电化学氧化协同工艺处理兰炭废水
采用絮凝-电化学氧化协同工艺处理兰炭废水,探究了反应过程中絮凝剂投加量、反应时间、初始pH值、外加电压以及NaCl添加量对化学需氧量(COD)和氨氮(NH3-N)去除的影响及絮凝-电化学氧化协同作用机制.结果表明,随着絮凝剂聚合氯化铝铁(PAFC)投加量和外加电压的增加,兰炭废水中COD和NH3-N的去除率逐渐升高.当PAFC投加量为50g/L、电压6V、反应时间4h,初始pH=9,NaCl添加量30g/L时,COD和NH3-N去除率分别为82.37%和100%,更换极板进行二次电解COD去除率可达100%.兰炭废水中有机污染物主要是苯酚类、醇类和酰胺类物质,处理后酚类物质含量大幅减少,酮类、醇类和酸类物质相对占比有所增加.絮凝-电化学氧化过程中,PAFC既是絮凝剂又是Cl-的提供者,其水解产生的Cl-与NaCl引入的Cl-在电场作用下向阳极定向迁移.阳极表面发生氧化反应产生的有效氯(Cl2/ClO-)将兰炭废水中有机污染物氧化成中间产物氯酚,与絮凝剂中Al3+的水解产物Al(OH)2+、Al(OH)2+及Al(OH)3通过静电和吸附作用结合形成絮凝体被去除.废水中剩余少量的氯酚及酰胺、环己二醇等有机污染物及NH3-N则在ClO-的间接氧化作用下转化为N2、CO2和H2O得以去除.
2024 Vol. 44 (4): 2063-2072 [摘要] ( 120 ) [HTML 1KB] [ PDF 1211KB] ( 1410 )
2073 高艺芳, 郭瑞, 焦媛, 刘晓娜, 钱天伟
一种C3N4光催化剂的制备及其对四环素类抗生素的降解
以单一尿素为前驱体,通过热聚合制备了C3N4,并通过SEM、XRD、XPS、FT-IR、UV-Vis等分析表征了所制备的C3N4材料的结构、成分、光学性能和光催化活性. 结果发现制备的C3N4具有花状的多孔纳米片结构和大的比表面积.制备的C3N4在氙灯320~780nm的照射下,对盐酸四环素(TCH)的降解表现出良好的光催化活性,60min内降解率达到99.60%.自由基淬灭实验的结果表明,•O2-、1O2和h+是TCH降解的主要原因.对比试验和DFT理论计算分析发现,以尿素为原料制备的C3N4比三聚氰胺为原料制备的M-C3N4光催化效果优异是归因于C3N4具有花状的多孔结构,更大比表面积以更多的活性位点和氧空位.此外,制备的催化剂C3N4对四环素类的抗生素(盐酸金霉素(CTC)和土霉素(OTC))具有类似的催化效果.进一步通过分析光催化氧化中间产物,提出了TCH可能的降解路径.
2024 Vol. 44 (4): 2073-2082 [摘要] ( 110 ) [HTML 1KB] [ PDF 3041KB] ( 1048 )
2083 陈颖, 林昱灵, 吕源财, 刘以凡, 林春香, 叶晓霞, 刘明华
固化单宁纤维素基气凝胶吸附还原Ag(I)行为研究
以纤维素为原料,在NaOH/尿素/H2O溶解体系中通过交联作用将橡椀单宁固化在纤维素基体上,制得固化橡椀单宁纤维素基气凝胶(VTCA).通过SEM-EDS、FT-IR、XRD等对VTCA进行表征,并研究其对水溶液中Ag(I)的吸附行为.结果表明,VTCA具有明显的三维网格多孔结构,孔隙率达到97.95%,在较宽的pH范围内(1～8)对Ag(I)均保持较高的吸附效率(>75%).吸附过程符合拟二级动力学模型和Langmuir吸附等温线模型,温度升高有利于吸附,最高理论吸附量为147.2mg/g.吸附还原研究机理表明,VTCA主要通过静电吸引和螯合作用将Ag(I)吸附到其表面,并通过单宁结构上的酚羟基将其原位还原为Ag0,证明VTCA具有良好的吸附还原性能,能够实现对水体中Ag(I)的回收.
2024 Vol. 44 (4): 2083-2092 [摘要] ( 116 ) [HTML 1KB] [ PDF 1336KB] ( 965 )
2093 高静湉, 王树超, 敬双怡, 吴兆盛, 杨文焕, 李卫平
磁性载体MBBR系统对纳米ZnO颗粒的胁迫响应
为探究磁性载体移动床生物膜反应器(MBBR)系统对不同浓度纳米ZnO胁迫的响应,构建2组MBBR开展纳米ZnO胁迫实验,通过对比普通与磁性载体MBBR中COD、NH4+-N去除性能、生物膜形貌、微生物群落及功能基因,分析磁性载体对纳米ZnO胁迫下MBBR中污染物去除性能及微生物的影响.结果表明:低浓度(5,10mg/L)纳米ZnO对COD、NH4+-N去除无显著影响;高浓度(30,50mg/L)纳米ZnO胁迫后,磁性载体MBBR的NH4+-N去除率分别降低10.57%和12.91%,低于普通载体的14.48%和16.94%.相比于NH4+-N,纳米ZnO胁迫对COD去除影响较小.此外,高浓度(30,50mg/L)纳米ZnO胁迫导致更多纳米ZnO颗粒团聚并吸附于磁性载体生物膜表面,继而改变了生物膜群落结构.在10mg/L的纳米ZnO胁迫下,磁性与普通载体生物膜中微单胞菌属(Micropruina)的相对丰度均有所提高,对该菌属生长起到促进作用.50mg/L纳米ZnO对Micropruina的生长产生明显的抑制,普通及磁性载体生物膜中其相对丰度分别降至0.20%和1.28%.KEGG代谢通路预测表明,高浓度的纳米ZnO改善了细胞膜转运蛋白和细胞活性等功能,降低了碳水化合物代谢、氨基酸代谢、能量代谢、辅助因子和维生素代谢、异种生物降解与代谢的功能.在纳米ZnO胁迫下,磁性载体较普通载体表现出更好的污染物去除性能,削弱了纳米ZnO对微生物的胁迫效应.
2024 Vol. 44 (4): 2093-2102 [摘要] ( 106 ) [HTML 1KB] [ PDF 2065KB] ( 1102 )
2103 郑成龙, 朱明飞, 崔雯, 王一涵, 鞠欣雨, 张欢欢, 路孝振, 王琳, 张志斌
水力条件对PRO工艺效能影响及膜污染机理
研究以单宁酸和海藻酸钠为模型污染物,考察了有效渗透压差、汲取液侧操作压力、错流剪切力等水力条件对压力阻尼渗透工艺效能的影响,并利用XDLVO理论分析了膜污染机理.结果表明,相比海藻酸钠,单宁酸主要吸附在膜的多孔支撑层内部,造成的膜污染更为严重.当PRO过滤单宁酸时,较高的有效渗透压差和较大的错流剪切力提高了PRO工艺的水通量和功率密度水平,同时加重了膜污染,但是PRO膜对单宁酸的截留率均在85%以上.汲取液侧施加较高的操作压力,一方面减小了有效渗透压差,降低了水通量水平;另一方面提高了功率密度水平并缓解了膜污染,当操作压力从1bar增至4bar时,初始水通量降至10.5L/m2h,而产能提高了200%.XDLVO计算结果表明,单宁酸的界面自由能更高,更容易相互聚合并粘附在PRO膜上,结合水力条件的影响,其造成的通量损失比海藻酸钠更严重.
2024 Vol. 44 (4): 2103-2110 [摘要] ( 109 ) [HTML 1KB] [ PDF 906KB] ( 963 )
2111 贾临东, 胡宏祥, 杜新忠, 雷秋良, 张天鹏, 刘宏斌, 蒋跃林
河流水质采样策略与频率对氮磷负荷估算的影响
为探究适合的流域水质监测频率与采样策略,提高氮磷污染物负荷估算的精度,基于云南省洱源县凤羽河流域2011~2013年间逐日流量与总氮、总磷浓度的每日数据,在7d/次,14d/次,21d/次,28d/次4种采样频率下设定了3种不同的采样情景(情景a:普通随机取样、情景b:随机取样的基础上增加降水量超过10mm的水样样品采集,情景c:随机取样的基础上增加降水量超过25mm的水样样品采集).基于采样频率与采样情景的组合,利用LOADEST模型估算的总氮与总磷负荷,并与逐日连续水量水质数据计算的实测值进行比较,评估了不同取样频率和取样情景下LOADEST模型的负荷估算精度.结果表明:在LOADEST模型的估算过程中,同种采样频率下,增加降雨时期的浓度数据将会提高LOADEST模型的模拟精度;在降雨事件期间进行加密采样,不仅加大了工作量,且增加的采样次数过多(如情景b)使总氮的RMSE值由1.92增至2.26,总磷的RMSE值由0.08增至0.19, 高估氮磷负荷,模型模拟精度降低.在四种不同的采样频率下,情景c中总氮的RMSE值范围为1.92~2.07,总磷的RMSE值范围为0.06~0.13,均取得了该频率下最低的RMSE值,模型估算精度最高;从不同频率与采样情景对模型估算结果的影响来看,对总氮负荷估算结果(RMSE值范围为1.92~2.52)影响要大于总磷(RMSE值范围为0.06~0.18).其中,情景a与情景b的负荷估算结果精度随着采样频率降低而降低.情景c的估算结果受现有取样频率降低的影响不明显.本研究表明,在常规固定频率水质监测基础上结合气象预报适量增加降雨时的采样可在28d/次的较低取样频率下得到较高的氮磷负荷估算精度,符合我国各地区环境水质采样频率,可为相关研究的水质采样策略提供一定的参考作用.
2024 Vol. 44 (4): 2111-2118 [摘要] ( 127 ) [HTML 1KB] [ PDF 1332KB] ( 1274 )
2119 李玉梅, 陈凯, 何立新, 柴蓓蓓, 卓天宇, 余柯宏, 张金楠, 雷晓辉
静水压对水库泥水界面脱氮潜力的影响
通过微宇宙模拟实验,结合宏基因测序技术研究了不同静水压条件(大气压、0.2MPa、0.5MPa和0.7MPa)对水库泥水界面微生物群落结构、氮循环功能基因及代谢通路的影响.结果表明:参与氮循环微生物物种数目随静水压增加呈先增加至1227种后减少至1199种,古菌、真菌相对丰度占比随静水压增加分别增加0.002%、0.0006%,细菌占比减少.相较于低静水压,高静水压使微生物群落的生态网络联系更紧密,种间作用更复杂,系统稳定性更强;高静水压通过增强nxrB、narH等功能基因丰度和参与该路径的微生物丰度,来促进反硝化过程,抑制异化性硝酸盐还原作用.且在参与氮循环的微生物中,发现嗜压微生物(变形菌门、绿弯菌门、拟杆菌门等)以及嗜压功能基因(ompH、asd),嗜压基因多存在变形菌门中,嗜压基因丰度随静水压升高先增大后减小.静水压通过改变泥水界面处氮循环有关微生物种群结构以及相关功能基因丰度与参与的代谢路径,来提高水库沉积物脱氮潜力,进而控制水库的富营养化.
2024 Vol. 44 (4): 2119-2129 [摘要] ( 129 ) [HTML 1KB] [ PDF 4373KB] ( 1177 )
2130 刘叶, 陈靓, 徐帆, 耿瑞雯, 陈启光, 白王军, 祝建中
温敏性超支化聚合物淋洗重金属污染底泥研究
以三羟甲基丙烷为核,缩水甘油为聚合单体,合成了超支化聚缩水甘油,再加入正辛酸进行表面改性得到一系列温敏性超支化聚合物,并主要选取第三代聚合物HPG-33采用振荡法研究了其淋洗修复重金属污染底泥的影响.结果表明,重金属去除率和聚合物分子量呈正相关关系,浓度在15mmol/L,固液比为1:10、淋洗时间为4h、pH为4时,Cd、Cu、Pb的去除率分别可达到76.33%、86.72%和49.86%,且制备的聚合物淋洗剂不会破坏底泥的酸碱度、团聚结构、内部矿物晶格等.
2024 Vol. 44 (4): 2130-2136 [摘要] ( 125 ) [HTML 1KB] [ PDF 924KB] ( 1100 )
2137 谭立贤, 康得军, 刘成, 朱利钊, 申秋实, 陈开宁
丘陵山区水库沉积物-水界面磷源汇转换机制
以东南丘陵山区典型深水水库对河口水库为研究对象,开展了1a的原位调研,在主要水域内采集原位柱状沉积物样品,分析了沉积物磷的含量、赋存形态、间隙水剖面特征以及沉积物-水界面交换通量的时空变化特征.结果表明:对河口水库表层沉积物总磷(TP)含量变化范围为(470.8~1012.3) mg/kg,平均值达到(688.4±186.48)mg/kg,呈现从上游至下游逐渐增加的趋势,下游坝前区域磷污染最为严重;沉积物中各形态磷含量大小顺序依次为:铝结合态磷(352.61mg/kg)>铁结合态磷(Fe-P)(98.10mg/kg)>闭蓄态磷(88.77mg/kg)>钙结合态磷(72.42mg/kg)>有机磷(33.38mg/kg)>可交换态磷(1.64mg/kg).全库沉积物总体表现为磷的释放源,其中,秋季释放风险最高,冬季大部分区域沉积物从磷释放的源转变为汇;全年平均静态释放通量和扩散通量分别为(0.81±2.34)mg/(m2·d)和(2.15±3.47)mg/(m2·d),2种方法所得全年磷释放量分别为1.92和3.67t,秋季释放量最大.铁结合态磷(Fe-P)的转化可能是控制沉积物-水界面磷源-汇转换的重要原因,由氧分层导致的沉积物厌氧及铁结合态磷(Fe-P)溶解释放将增加下层水体磷浓度,并在水体逆温后增加水柱总体磷浓度.在秋季大量磷释放之后,应更加关注随后的逆温对整个水体磷浓度的影响.
2024 Vol. 44 (4): 2137-2147 [摘要] ( 132 ) [HTML 1KB] [ PDF 1415KB] ( 1243 )
固体废物
2148 朱梓涵, 刘翌锶, 孙小婷, 周子安, 黄岩, 董黎明
回料利用对食品工业污泥生物干化的影响
利用热风系统进行食品工业脱水污泥生物干化的污泥作为回料,在相同条件下探究不同比例回料利用对污泥生物干化效果的影响.结果表明,回料:稻草:污泥=1:1:4(质量比)时生物干化效果最好,高温期可维持72h且每日累积温度TD为30.96℃/d,单位水分去除量为287.45g/kg WM,但延长了生物干化周期,使得处理污泥负荷降低.三维荧光光谱分析表明回料利用实验组在生物干化高温期腐殖酸和富里酸类物质增多,TC由生物干化前的243.8~264.2g/kg WM下降至生物干化后的191.7~224.9g/kg WM,回料可增加TC保留量.单位水分去除所产生的CO2排放量为168.7~226.9L CO2/kg H2O,利用回料可以提高混合物料的自由空域、增加了通风生物干化过程中的含氧量从而降低单位水分去除所产生的CO2排放量.未添加回料的实验组TN在生物干化前后未出现明显变化,而回料利用条件下TN由最初的29.4~31.1g/kg WM持续升高至31.6~31.8g/kg WM,这主要是由于干化过程中水分的蒸发和有机物矿化导致的TN的浓缩效应.能量平衡分析结果表明,利用回料可有效降低翻堆和实验过程带来的热量散失,回料:稻草:污泥=1:1:4时水分蒸发所用热量数值最大但占比有所下降,占总消耗热量的78.25%.添加回料可有效提高水分去除以及碳氮保留,同时会增加生物干化后物料的腐熟程度,降低稻草调理剂用量,说明回料利用在食品工业脱水污泥热风系统生物干化中具有优化作用.
2024 Vol. 44 (4): 2148-2155 [摘要] ( 110 ) [HTML 1KB] [ PDF 1173KB] ( 1119 )
2156 郭忠云, 王立鹏, 周海东, 杨硕
生物炭对重金属钝化及抗性基因的影响
探究了玉米秸秆生物炭(CB)和水稻壳生物炭(HB)对猪粪厌氧消化过程中重金属钝化和抗性基因削减的影响,并解析了影响抗生素抗性基因(ARGs)迁转的主要因素.研究发现,添加CB和HB后,促进了Cr,Cu,Pb和Zn转化为更稳定的金属形态,且投加HB有更优的重金属钝化效果.添加CB和HB均能降低ARGs的丰度,胞外抗性基因(eARGs)的去除率较高,约为55.6~98.3%,具有更大比表面积的HB能吸附更多eARGs.胞内抗性基因(iARGs)的变化受生物炭影响较小,iARGs的削减主要与宿主菌的去除相关.微生物群落结构(λ=0.83,P<0.01)和MGEs(λ=0.60,P<0.05)是影响ARGs改变的主要因素.添加生物炭没有直接影响ARGs迁转(λ=0.29,P>0.05),投加生物炭可减轻消化系统中的重金属选择性压力,从而间接促进ARGs的去除.
2024 Vol. 44 (4): 2156-2165 [摘要] ( 104 ) [HTML 1KB] [ PDF 1994KB] ( 966 )
2166 章强, 郭晓明, 原名扬, 周雷强, 徐小涛
蚯蚓堆肥过程中重金属的迁移转化及影响因素
为了研究蚯蚓堆肥过程中重金属的迁移转化特征,利用不同质量的牛粪(350~400g)、秸秆(150~200g)和过磷酸钙(25~75g)混合配比成6组基质,探索分析添加蚯蚓(50~150g)堆肥过程中基质重金属(Cu、V、Mn、As、Zn和Cr)总量和形态的变化特征及其影响因素.结果表明:与添加蚯蚓质量为50g与100g相比,添加蚯蚓质量为150g时, Cu(总量27.00mg/kg,可氧化态22.03mg/kg)、Zn(总量288.89mg/kg,可还原态22.03mg/kg)、V(总量15.22mg/kg,残渣态8.87mg/kg)和Cr(总量26.79mg/kg)是显著较低的(P<0.05);4周的蚯蚓堆肥降低了Mn、As的总量和Cu、V的生物有效性,但增加了Cu、V、Zn的总量和Mn、Zn的生物有效性;基质pH值和有机质含量是影响堆肥过程中重金属总量及其形态明显变化的关键因素;基于潜在风险指数和风险评价编码法发现基质还田对土壤重金属污染的潜在风险较小.
2024 Vol. 44 (4): 2166-2183 [摘要] ( 125 ) [HTML 1KB] [ PDF 6263KB] ( 931 )
土壤污染与控制
2184 何雅馨, 魏世强, 蒋珍茂
富里酸改性FeMnNi-LDH对砷镉污染土壤的钝化修复
选用腐殖质活性组分富里酸(FA)作为铁锰镍层状双氢氧化物(FeMnNi-LDH)的修饰物,采用共沉淀法制备出稳定层状FA@FeMnNi-LDH复合材料,并运用于As(Ⅲ)和Cd(Ⅱ)复合污染土壤的钝化修复.通过小白菜盆栽实验研究了在不同砷镉复合污染水平及不同初始土壤pH值条件下,复合材料对土壤As(Ⅲ)和Cd(Ⅱ)的钝化效果、各形态含量变化及对小白菜根部和地上部As(Ⅲ)和Cd(Ⅱ)转运、富集系数的影响,并进行相关性分析.结果表明,FA@FeMnNi-LDH复合材料对As和Cd具有显著的同步钝化效果.当复合材料添加量由0%增加到1.0%,促进了土壤非专性吸附态和结晶铁铝氧化物结合态As向专性吸附态、无定型铁铝氧化物结合态和残渣态As转化,土壤可交换态Cd主要向残渣态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态和有机结合态Cd转化;土壤初始pH对As和Cd的钝化效果影响明显,酸性和中性土壤的pH分别增加了1.65和0.64个pH单位,土壤有效态As的降低率分别达到69.74%和63.31%,有效态Cd的降低率分别为60.25%和61.78%;小白菜的鲜重和株高随复合材料添加量的增加而提高,并且复合材料添加量的增加降低了小白菜各部位对As和Cd的转运和富集系数,使小白菜地上部As、Cd的浓度均低于国家食品安全标准限值.相关性分析显示,非专性吸附态As、可交换态Cd与土壤pH值呈极显著负相关性,残渣态As和Cd与土壤pH呈现极显著正相关,小白菜地上部分和根部中As和Cd的含量与土壤残渣态As和Cd呈极显著负相关关系.FA@FeMnNi-LDH复合材料能提高土壤pH值,促进土壤As和Cd向残渣态的转化,从而降低土壤As和Cd生物有效性和在小白菜植株中的累积,为土壤中As(Ⅲ)和Cd(Ⅱ)复合污染的同步修复提供了新的参考.
2024 Vol. 44 (4): 2184-2197 [摘要] ( 119 ) [HTML 1KB] [ PDF 915KB] ( 1196 )
2198 刘小莉, 高文华, 魏婷, 董志文, Shao Ya-ping
青藏高原地表土壤重金属元素组成分布特征及其影响因素研究
由于青藏高原生态系统的脆弱性和对人类活动的敏感性,近年来高原环境中与人类活动相关的重金属污染研究受到越来越多的关注.本文通过2021~2022年间采集的青藏高原表土样品,结合同时期采集的周边高海拔冰川区雪冰样品,分析测定了As、Cr、Co、Ni、Cu、Mo、Cd、Pb和Sb共9种重金属元素的含量和组成特征.结果表明,青藏高原表土中重金属的含量(均值为256.5μg/g)远高于雪冰中重金属(均值为14.6μg/L)的含量.其中As的Igeo平均值为1.32,总体处于中度污染水平,而土壤中其他重金属以无污染特征为主.表土中重金属的组成和空间分布与周边冰川区雪冰中表现出明显不同特征,而且不同区域表土重金属的空间分布、组成和富集系数(EFs)没有明显差别.结合相关性、主成分分析和APCS-MLR等方法,发现表土中重金属有3个主要来源,分别为居民生活和工业用煤有关的煤燃烧源(42.3%)、局地地表自生土壤来源(20.6%)和交通排放源 (14.2%).高海拔雪冰和表土中重金属的组成、分布存在差异,可能是由于地表样品中重金属受到自然风化、和人类活动影响导致远距离输入源的贡献被掩盖,而雪冰中重金属则更多受到大气环流远距离输入污染源的影响.本研究较为全面的展示了目前青藏高原大范围区域表土中重金属组成状况,反映出部分元素的明显富集(例如As)和整体上重金属元素含量仍然表现为清洁的自然状况.
2024 Vol. 44 (4): 2198-2207 [摘要] ( 121 ) [HTML 1KB] [ PDF 847KB] ( 1183 )
2208 买买提·沙吾提, 阿不都艾尼·阿不里, 胡昕
干旱区绿洲农田土壤重金属含量高光谱反演
对新疆渭库绿洲土壤样本的As、Hg、Pb、Cr、Zn和Cu共 6 种重金属含量与高光谱关系进行分析,基于逐步回归方法筛选出特征波段,采用地理加权回归(GWR)和普通最小二乘法回归(OLS)构建土壤重金属的高光谱反演模型.结果显示:1)研究区的6种重金属元素含量存在一定的差异,土壤中的平均重金属含量依次为Zn > Pb > Cr> Cu > As > Hg,均未超过国家土壤背景值.研究区的Pb平均含量高于当地(新疆)土壤背景值,即研究区表土层中的Pb元素明显富集;2)不同的光谱变换使土壤重金属的光谱特征均得到了增强,但强度有所差异,经过二阶微分变换(SD)和一阶立方根微分变换(CRFD)的土壤光谱相对于原始光谱增强最显著; 3)从模型验证来看,在反演6个土壤重金属元素含量时,GWR的R2高于OLS,其中Zn的R2接近0.8,Cu的R2接近0.6,表明模型有一定预测能力,而As、Hg、Pb和Cr的R2均依然低于0.5,模型预测能力并不理想;4)两种模型预测的6种土壤重金属含量的空间分布表现出一定的空间差异性.其中,As元素空间分布差异在这两种预测模型中最大,而其余5种重金属元素Hg、Pb、Cr、Zn和Cu的分布则较为均匀.通过高光谱反射率估算土壤重金属元素含量,实现了干旱区绿洲农田土壤重金属元素含量的高效快速反演,为干旱区绿洲农田土壤重金属元素含量动态监测提供了可靠的技术支撑.
2024 Vol. 44 (4): 2208-2216 [摘要] ( 107 ) [HTML 1KB] [ PDF 2888KB] ( 1201 )
环境生态
2217 赵婧嫄, 杨群慧, 季福武, 曾婷
东海近岸持久性有机污染物分布及其影响因素
收集分析近10a东海近岸海水和沉积物中全氟烷基物(PFASs)、多氯联苯(PCBs)、多溴联苯醚(PBDEs)、有机氯农药(OCPs)、邻苯二甲酸酯(PAEs)和多环芳烃(PAHs)等六种典型持久性有机污染物(POPs)的分布及其影响因素的研究数据.结果表明,基于半数效应浓度(EC50)或海洋沉积物质量标准对海水和沉积物中POPs的生态风险评估,表明东海近岸大部分海域的PCBs、PBDEs和OCPs生态风险较低,但在杭州湾附近海域处于轻微至中等生态风险水平.PAHs整体上处于中等偏低及以下风险,PAEs处于中等偏高风险.PFASs处于中等及以下风险,但其中的全氟辛烷磺酸(PFOS)在长江口附近的生态风险较高.来自陆源输入的POPs在东海近岸海水和沉积物中的分布主要受到长江冲淡水、大气干湿沉降、沿岸流和潮汐作用的影响,呈现出绝大多数污染物含量在长江口和杭州湾附近较高,且向外海和南部沿岸总体降低的趋势.在浙闽沿岸泥质区、东海陆架泥质区,沉积物中部分污染物含量明显较高,与泥质区细颗粒泥沙对POPs的结合能力较强密切相关.长江冲淡水与东海海水交汇过程中温盐差异形成的“大陆边缘过滤器”效应,使得沉积物中部分POPs含量在盐度1~5的海域较高.东海的季节性低氧使得DDTs和PCBs等POPs普遍发生还原降解作用.除生物降解作用之外,生物泵和生物扰动等也会影响POPs在东海的分布.虽然我国已加强了对POPs的管控,但目前东海近岸的局部海域的POPs污染仍然存在,有待未来进一步完善POPs的监测手段和风险评价标准,并继续加强对新污染物的监测和环境行为研究.
2024 Vol. 44 (4): 2217-2246 [摘要] ( 247 ) [HTML 1KB] [ PDF 8588KB] ( 1507 )
2247 张冰烨, 谢培, 孙明东, 刘振杰, 孙宁, 黄法铭, 乔飞
衡水湖湿地水生植物生长对水质的影响
为探究衡水湖水生植物生长腐解对湿地水动力水质影响,调查研究衡水湖大型水生植物优势种芦苇(Phragmites australis)、香蒲(Typha latifolia) 的生长腐解动力学参数,基于EFDC(Environmental Fluid Dynamics Code)模型构建了衡水湖水动力-水质-水生植物模型,模拟了2018~2022年衡水湖水生植物生长过程和水质变化,定量分析了植物生长对水体水质变化的时空影响及影响机制,并提出适应植物生长过程的衡水湖水质精细化管理保障措施. 结果表明, 利用植物生长积累量(以C计)表征植物生长腐解动力学相关参数,植物生长期生长系数和腐解期代谢系数分为0.01d-1,0.05d-1,用于建立衡水湖生态水质模块实现系统模拟研究;有植物生长区较无植物大湖心区在植物生长期对氨氮、总磷浓度降低可达40%~60%,腐解期增加可达60%~80%,且植物对原位及周边500~1000m范围内作用显著;在成熟期(10月)对植物70%茎叶量进行收割,氨氮浓度峰值最大由1.833mg/L降至1.095mg/L,下降率达到40.25%,总磷浓度由0.172mg/L降至0.119mg/L,下降率达到30.78%,年均下降率为25.41%和21.28%,大湖西部滩区氨氮、总磷改善效果明显,且无植物生长的大湖心区域水质也有一定提升.同时,在植物生长期(5~9月),考虑植物生长对水深的要求(芦苇保持-0.3~0.7m、香蒲保持0.24~0.96m),加强水量水位的控制,保障植物生长条件
2024 Vol. 44 (4): 2247-2255 [摘要] ( 145 ) [HTML 1KB] [ PDF 4634KB] ( 1148 )
2256 李欣桐, 王远铭, 梁瑞峰, 冯镜洁, 李然, 李克锋
河流系统生态完整性评估的回顾与展望
为明确定义河流生态系统的完整性内涵,研究影响河流生态完整性退化的主要因素,以及选择科学、合理、可行的指标对其进行定量刻画等,运用文献计量方法梳理国内外河流生态系统的完整性的广义内涵,将河流的生态完整性具象为水文过程完整性、生境过程完整性和生物过程完整性.系统总结了河流生态完整性评价的研究进展与应用,统计了各类评价指标的使用情况,提出了现有河流生态完整性评估在评价指标和参照状态选取等方面存在的问题.以小水电开发河流的生态完整性评价为例构建了评估框架,分析了河流生态完整性研究面临的挑战与未来发展趋势.
2024 Vol. 44 (4): 2256-2272 [摘要] ( 132 ) [HTML 1KB] [ PDF 973KB] ( 1493 )
2273 李子辉, 苏湘媛, 田甜, 张亚, 陈庆松, 朱康文, 宋丹, 张艳军, 巴永, 陈伟志, 董春凤, 杨梦娇, 侯征
基于格局-质量-功能的高寒草甸区生态脆弱性分析——以云南迪庆为例
以滇西北高寒草甸区为研究对象,通过建立格局-质量-功能框架开展其生态系统脆弱性时空特征评价,并利用地理加权回归模型分析各因子对生态系统脆弱性变化的空间异质性影响.结果表明:滇西北高寒草甸区生态系统脆弱性指数(EVI)格局由北向南递减.2000~2020年迪庆北部地区的生态系统脆弱性指数呈增加趋势,生态脆弱性性指数最高增加了0.30,中南部绝大部分地区呈下降趋势.影响因子对生态系统脆弱性敏感性显著,气候因子对迪庆北部和南部地区的生态系统脆弱性敏感,经济(GDP)、人口(POP)等因子是导致区域生态系统脆弱性指数增加的主要因素.
2024 Vol. 44 (4): 2273-2285 [摘要] ( 110 ) [HTML 1KB] [ PDF 2989KB] ( 1139 )
2286 刘妍, 袁林江, 陈希, 周旭红, 陈雪娇, 夏大朋
一株异养硝化-好氧反硝化-积累磷的细菌Klebsiella pneumoniae A15的筛出及其特性研究
利用以淀粉为唯一碳源的缺氧/好氧序批式系统从污水处理厂活性污泥中分离得到一株肺炎克雷伯氏杆菌A15(Klebsiella pneumoniae A15),该菌具有异养硝化-好氧反硝化和积聚磷能力.它的最佳生长条件:碳源为柠檬酸钠,C/N为30,P/N为0.2,pH为7.在最佳条件下,氨氮、亚硝酸盐和硝酸盐的最高去除率分别为96.27%、99.22%和100%;相应的去除速率分别为1.77、2.08和1.86mg/(L×h).该菌株对浓度为8mg/L的磷酸盐和1300mg/L的COD最高去除率分别为100%和95%.氮平衡分析发现该菌可以利用氨氮、硝氮以及亚硝氮产生气态氮,表现出优异的异养硝化和好氧反硝化活性.对菌株胞内磷和EPS中磷的分析结合DAPI染色发现有82%的磷储存在菌株细胞内并且以多聚磷酸盐形式储存,其余磷在EPS中.对该菌株的napA、nirS、nosZ和ppk基因的成功扩增也表明其好氧反硝化和积聚磷能力.本研究展示了一株在脱氮除磷系统中具有特定功能的细菌.
2024 Vol. 44 (4): 2286-2296 [摘要] ( 107 ) [HTML 1KB] [ PDF 1912KB] ( 929 )
2297 王德正, 谭文韬, 曾鹏, 马兰心, 周航, 辜娇峰, 廖柏寒
铁锰改性生物炭对水稻镉吸收和土壤微生物群落的影响
通过盆栽试验,研究铁锰改性生物炭(BCFM)对水稻Cd吸收和土壤微生物群落结构的影响.结果表明,BCFM可有效降低水稻对Cd的吸收,改变土壤微生物群落结构.与对照相比,添加0.5~2g/kg BCFM后土壤有机质、土壤阳离子交换量、土壤总Fe和总Mn无显著变化;而添加4g/kg BCFM后,土壤有机质、土壤阳离子交换量、土壤总Fe和Mn含量分别显著(P<0.05)提高了13.6%、13.58%、5.0%和12.1%,同时土壤中有效态Cd含量显著(P<0.05)降低67.9%,且水稻茎、叶和糙米中Cd含量分别显著(P<0.05)降低74.3%、44.9%和84.9%.添加BCFM后,水稻根际土壤Firmicutes、Proteobacteria等门水平物种的相对丰度提高,而Bacteroidota、Patescibacteria、Desulfobacterota和Nitrospirae等门水平物种的相对丰度降低.热图分析结果表明,BCFM可提高水稻根际土壤中Bacillus、Citrifermentans、Geobacter、Desulfovibrio等参与铁锰氧化还原和硫酸盐还原细菌的相对丰度.RDA和网络分析表明,BCFM可通过影响土壤总Fe、有机质含量和Cd的生物有效性来改变土壤微生物群落结构,促进土壤细菌间的正交互作用.因此,BCFM可作为一种有效的、生态安全的钝化剂用于Cd污染农田土壤修复.
2024 Vol. 44 (4): 2297-2308 [摘要] ( 131 ) [HTML 1KB] [ PDF 4584KB] ( 977 )
2309 陈冰冰, 孙志高, 武慧慧, 王晓颖, 毛立, 厉彦哲
互花米草入侵对闽江口湿地土壤氨氧化微生物群落的影响
为了探究互花米草入侵影响下闽江河口湿地土壤中氨氧化微生物的群落结构及多样性特征,利用高通量测序技术对闽江河口互花米草不同海向入侵阶段湿地(BF:入侵前的光滩;SAꞌM:入侵1~2年的互花米草湿地;SAM:入侵6~7年的互花米草湿地)土壤中的氨氧化古菌(AOA)和氨氧化细菌(AOB)的群落结构及多样性进行了分析.结果表明:互花米草入侵影响下湿地土壤中AOA的OTUs、Chao1指数和Shannon指数均显著高于AOB.互花米草海向入侵降低了土壤中AOA的群落丰富度(OTUs和Chao1指数)和AOB的群落多样性(Shannon指数),但增加了AOA的群落多样性和AOB的群落丰富度.不同入侵年限土壤中的奇古菌门(Thaumarchaeota)均是AOA的绝对优势菌门,但AOB在BF和SAꞌM土壤中均以泉古菌门(Crenarchaeota)占优(>90%),而在SAM中以变形菌门(Proteobacteria)占优;不同入侵年限土壤中的Nitrosopumilus均是AOA的优势菌属(>98%),而未分类菌属均是AOB的优势菌属(>90%).互花米草入侵增加了样本间微生物的空间异质性(尤其是AOB),这主要与互花米草较强的拦沙促淤能力增加了环境因子的空间异质性有关.互花米草海向入侵影响下AOA对湿地土壤氨氧化过程起着主导作用.互花米草海向入侵主要通过显著改变土壤pH、EC等理化因子以及氮养分条件而间接影响氨氧化微生物的群落结构及多样性.
2024 Vol. 44 (4): 2309-2319 [摘要] ( 116 ) [HTML 1KB] [ PDF 1218KB] ( 1342 )
新污染物与环境毒理
2320 张瑞琦, 张笑, 武栅杏, 张秋月, 汪玉, 孙红文
合成酚类抗氧化剂在我国室内灰尘中的污染特征及人体暴露风险
研究了来自我国17个省市的室内灰尘中13种合成酚类抗氧化剂(SPAs)及其4种转化产物污染特征.结果显示,我国室内灰尘中主要的SPAs污染物为传统SPAs 2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)和新型SPAs抗氧剂1010,两者的污染水平相当(BHT:165 ~ 1.10×103ng/g;抗氧剂1010:62.0~2.37×103ng/g),其浓度水平分别占所研究的SPAs总浓度的37.4%和36.0%.首次在室内灰尘中发现了抗氧剂330的存在,浓度水平最高为12.7ng/g.此外,灰尘中出现了一定浓度的SPAs转化产物,其中醌/醇化产物和醛化产物的占比较大,达到35.8%和56.9%,说明室内灰尘上的SPAs有一定的转化潜力.SPAs在室内灰尘中的浓度与采样点的经济发达程度有一定关联,东南沿海城市的SPAs浓度水平较高.受不同地区气候、地理条件影响,SPAs的浓度和组成体现出较大的空间差异.每日摄入量的评估结果显示,在高暴露情况下,成人和儿童对SPAs每日摄入总量分别为1.01×10-3~0.54ng/(kg bw·d)和4.52×10-3~2.39ng/(kg bw·d).虽然在目前的污染水平下,人们通过灰尘摄入途径的SPAs暴露量较小,但考虑到SPAs物质种类的快速更新换代和环境污染浓度的不断升高,其环境风险有待持续关注.
2024 Vol. 44 (4): 2320-2326 [摘要] ( 102 ) [HTML 1KB] [ PDF 1095KB] ( 996 )
2327 葛建华, 丁雨薇, 李佳, 张万, 马东坡, 任雪, 张世文
高潜水位采煤沉陷区微塑料赋存特征及风险评估
为探明高潜水位采煤沉陷区微塑料污染赋存特征及其环境风险,选取安徽省淮南市春申湖、舜耕湿地公园两个典型采煤沉陷区为研究区域,采集了表层水体,底泥及周边农田土壤样品,采用体视显微镜、扫描电镜、红外光谱对微塑料尺寸、形状、颜色及丰度等赋存特征进行表征.结果表明:采集的样本中多为纤维微塑料和薄膜微塑料,类型主要以聚乙烯,聚丙烯为主,颜色以黄色和透明为主,粒径大多小于500μm.采煤沉陷区的地表水丰度范围为0.77~7.1pcs/L,沉积物微塑料的丰度范围为540~2800pcs/kg,周边农田土壤微塑料的丰度范围为380~2380pcs/kg.采用污染负荷指数(PLI)模型进行评估,地表水和农田土壤的风险评估都为于Ⅰ级,属于轻微污染,而沉积物中的微塑料风险评估为Ⅱ级,属于中度污染.
2024 Vol. 44 (4): 2327-2335 [摘要] ( 133 ) [HTML 1KB] [ PDF 3249KB] ( 1216 )
2336 谢群, 袁敏箐, 胡萱羽, 王梓伊, 林朗, 李振良, 徐向荣, 朱广慧, 吴民华
发泡聚苯乙烯微塑料中含锌添加剂的释放行为
为了探讨微塑料重金属添加剂在环境中的释放规律和影响因素,以未老化和紫外(UV)老化发泡聚苯乙烯(EPS)微塑料为研究对象,在3种模拟环境(淡水、海水和胃液)下,通过释放动力学、累积释放实验以及正交试验开展锌(Zn(II))添加剂的释放行为研究.结果表明,UV老化的EPS微塑料Zn(II)的释放能力要大于未老化的EPS微塑料,淡水、海水和胃液中UV老化的EPS微塑料Zn(II)的平衡释放量分别为 (29.45±4.38),(87.41±5.18)和 (109.94±3.18)μg/g,而未老化的EPS微塑料Zn(II)的平衡释放量分别为 (20.90±0.46),(85.89±0.51)和 (108.92±1.17)μg/g,这说明UV老化可以促进其Zn(II)添加剂的释放,胃液和海水环境更有利于Zn(II)的释放.EPS微塑料中含Zn(II)添加剂的释放更符合伪二级动力学模型,表明Zn(II)从塑料中的释放受界面反应和塑料表面的扩散控制.3种模拟环境下,通过多次更换浸提液EPS微塑料中的Zn(II)几乎可以被完全释放.pH值、粒径和老化时间是EPS微塑料Zn(II)添加剂释放的主要因素.
2024 Vol. 44 (4): 2336-2344 [摘要] ( 124 ) [HTML 1KB] [ PDF 2027KB] ( 1101 )
2345 吕敏, 李国新, 李青松, 邱陈陈, 张丹丹
纳米塑料和砷对斑马鱼的联合毒性
以斑马鱼为供试生物,采用半静态实验法,将其分别暴露于5mg/L聚苯乙烯纳米塑料(PS-NPs), 1、10和100μg/L砷(As)单一及其复合污染中7d,探讨PS-NPs影响下As在斑马鱼肝脏、肠道、鳃和肌肉组织中的积累,肝脏和鳃中PS-NPs的荧光强度和应激响应.结果表明: PS-NPs能在斑马鱼的肝脏和鳃中富集,且促进As在斑马鱼各组织中的积累.在5mg/L PS-NPs和100μg/L As复合污染下,肝脏、鳃、肠道和肌肉组织的As含量较As单一暴露时分别上升了35.18%、147.33%、163.12%和66.96%. PS-NPs和As的共同暴露导致肝脏的GST和GPx活性增加, MDA含量减少,氧化胁迫减弱.而鳃的GSH含量和GST活性减少, MDA含量增加,氧化胁迫增强.高浓度(100μg/L)As叠加PS-NPs后,鳃中AChE活性显著降低.相比单一As胁迫,混合暴露导致肝脏和鳃中gpx, Mn-sod, Cu/Zn-sod和ache表达量下降, PS-NPs的存在能降低As对斑马鱼氧化应激和神经毒性相关基因的诱导表达量.
2024 Vol. 44 (4): 2345-2356 [摘要] ( 132 ) [HTML 1KB] [ PDF 1507KB] ( 1414 )
2357 胡晓斌, 杨轶男, 李巧娥, 马执彬, 白亚娜
某矿区居民混合金属暴露与早期肾功能损害相关性
为揭示某矿区居民镉、铜、锰、钼、铬、铝、钴、钒、铅、砷、锌、镍12种金属暴露现状,进而分析混合金属暴露与早期肾功能损害指标尿β2-微球蛋白(β2-MG)和N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶(NAG)之间的关联,按照分层整群抽样选取矿区636名居民为研究对象,使用ICP-MS检测研究对象尿金属浓度,分别使用胶乳免疫比浊法和比色法测定研究对象尿β2-MG和NAG水平,然后并使用加权量化和回(WQS回归)模型评估混合金属暴露对尿β2-MG和NAG的综合效应与单个金属的权重.结果显示,尿液金属水平分布差异较大的是镉、钼、铜、铝、锌、钒;尿β2-MG分布范围为0.19(0.14, 0.29)mg/L;尿NAG分布范围在7.00(3.30, 11.90)U/L;WQS回归结果显示金属WQS指数与尿β2-MG异常风险增加、尿NAG异常风险降低有关.使尿β2-MG异常风险增加的金属WQS指数权重最高的是铜(0.493)、铬(0.120)、镉(0.116),不同年龄组中权重相对较高的金属包括钼、锰、锌(<60岁组);铜、镉、钼(≥60岁组).使尿NAG异常风险降低的金属WQS指数权重最高的是锌(0.328)、钼(0.167)、铬(0.144)、镍(0.138)、锰(0.108),不同年龄组中权重相对较高的金属包括铝、钼、锌(<60岁组);钴、铬、钼(≥60岁组).因此,该矿区人群尿镉、钼、铜、铝、锌、钒水平分布在中等偏上范围,暴露于混合金属与尿β2-MG异常风险增加和尿NAG异常风险降低之间存在关联,引起β2-MG异常权重较高金属有铜、铬、镉,减少NAG异常权重较高金属有锌、钼、铬、镍、锰.
2024 Vol. 44 (4): 2357-2368 [摘要] ( 114 ) [HTML 1KB] [ PDF 742KB] ( 1292 )
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