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
　　　　　　　　    更多    
作者投稿系统
作者查稿系统
专家在线审稿
编委远程审稿
编辑在线办公
主编在线办公
最新录用
当期目录
过刊浏览
高级检索
摘要点击排行
全文下载排行
投稿须知
论文模板
版权转让协议
更多   
报名通知
分会场介绍
往届回顾
 
玻璃钢/复合材料  
 
2024年 44卷 8期
刊出日期 2024-08-20
环境毒理与健康
美丽中国建设:新污染物
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
0
目录
2024 Vol. 44 (8): 0-0 [摘要] ( 75 ) [HTML 1KB] [ PDF 259KB] ( 633 )
大气污染与控制
4145 吴浩然, 彭杏, 符楠, 李志杰, 钟文君, 何凌燕, 黄晓锋
深圳市夏季大气挥发性有机物的光化学反应特征及来源解析
选取深圳市城市点位在2022年6~8月(夏季)光化学反应活跃季节开展VOCs连续在线观测,利用光化学龄的参数化方法对VOCs测量浓度进行光化学损失校正以获得VOCs初始浓度,并分析VOCs的光化学反应特征,使用特征物种比值分析法和正交矩阵因子模型(PMF)进行VOCs来源解析.研究表明,各类VOCs光化学消耗的浓度在总VOCs(TVOCs)消耗浓度占比为:烯烃(53.5%)、OVOCs(30.8%)、烷烃(10.9%)、芳香烃(4.7%)、乙炔(0.2%).烷烃的初始浓度与测量浓度均在TVOCs中占主导地位,但其光化学损失OFP仅有1.2×10-9远低于烯烃(47.8×10-9)、OVOCs(15.8×10-9)和芳香烃(4.7×10-9),所以烯烃是臭氧污染防治的关键物种.本研究基于初始值与测量值进行PMF源解析得到6个主要排放源的浓度贡献为(初始-PMF,测量-PMF):工业过程(0.91×10-9,0.87×10-9)、溶剂使用(2.75×10-9,1.84×10-9)、汽车尾气(3.49×10-9,2.01×10-9)、汽油挥发(3.20×10-9,2.62×10-9)、天然源(0.74×10-9,0.56×10-9)、燃烧源(2.35×10-9,1.16×10-9).结果显示PMF源解析结果受光化学反应影响显著,在进行源解析时应考虑到利用VOCs的初始值而非测量值,否则会对烯烃占主导的汽车尾气与天然源造成显著的低估.
2024 Vol. 44 (8): 4145-4154 [摘要] ( 193 ) [HTML 1KB] [ PDF 2463KB] ( 961 )
4155 陈珑珑, 肖薇, 杨帆, 单萌, 王君, 胡凝, 李若男, 程凯
基于上海高层建筑观测冬季大气CO2/CH4垂直变化
采用便携式温室气体分析仪于2021年12月6日~2022年3月31日在上海中心大厦255和500m高度以及浦东新区环境监测站25m高度连续观测大气CO2和CH4浓度.结果表明:(1)城市中不同高度上温室气体的日变化趋势存在差异,25m高度CO2和CH4浓度白天低夜间高,255和500m高度的浓度则白天高夜间低.各高度处CO2和CH4浓度变化都明显受大气边界层高度的影响,因此城市内部温室气体浓度垂直观测中观测点高度设置要充分考虑城市大气边界层的变化特征.(2) CO2和CH4浓度的垂直差异受到人为活动以及气象等条件的影响,可以指征城市大气CO2和CH4浓度增强的局地和区域贡献.(3)各高度处(25,255,500m) CO2浓度与CH4浓度均显著相关,但观测高度越高所代表的浓度贡献源区越大,多种排放源的干扰使得温室气体之间的同源性变差,导致其相关性随着高度增加而降低.城市温室气体浓度的垂直观测提供了从水平方向上无法获得的独特信息,因此有必要在城市开展立体化的温室气体监测,以便更好地捕捉大气温室气体浓度的变化,从而服务于城市碳减排政策.
2024 Vol. 44 (8): 4155-4166 [摘要] ( 143 ) [HTML 1KB] [ PDF 2210KB] ( 1211 )
4167 王友峰, 景宽, 沈秀娥, 王琴, 王陈婧, 富佳明, 张博韬, 张健, 曹阳, 张珂, 刘保献
北京市四季典型污染过程PM2.5酸度与二次硝酸盐形成机制
基于北京市城区点位2022年观测数据,运用ISORROPIA-II模型分析冬季霾、春季沙尘、夏季高臭氧与秋季PM2.5与臭氧复合污染共4次典型污染过程PM2.5的酸度特征,获得气溶胶pH值与硝酸盐快速增长的演变规律.结果表明,北京市气溶胶pH值为中度酸性,四次污染过程pH值范围分别为3.59~5.07,3.70~7.76,2.44~6.15和2.80~4.69. 4次污染过程气溶胶pH值呈正态分布,pH值中位数分别为4.60、4.59、3.91和4.09.冬季霾污染过程气溶胶水含量最高,其气溶胶pH值最大.春季沙尘污染过程气溶胶pH值呈双峰分布,受到人为源与天然源共同影响.夏、秋两次污染过程PM2.5酸性分别为最强和次强,可能与大气氧化性增强促进酸性气体被氧化有关.夏季气温高气溶胶pH值低,HNO3倾向于向气相分配,硝酸盐占比最低(22%);秋季气溶胶pH值昼低夜高,有利于硝酸盐的夜间积累,硝酸盐占比与冬、春两次污染过程相当(27%~28%).北京大气气态NH3充分富余,HNO3与NH3的中和(均相)反应为NO3-的主要生成机制,气溶胶中NH4+也相对富余,气溶胶中(NH4)2SO4、NH4NO3和NH4Cl均可以充分耦合.研究显示,较高的气溶胶水含量和气溶胶pH值是污染期间硝酸盐快速增长的原因,针对气态前体物NH3和NOx的进一步减排是控制北京大气细颗粒的有效手段.
2024 Vol. 44 (8): 4167-4178 [摘要] ( 177 ) [HTML 1KB] [ PDF 2142KB] ( 966 )
4179 杜金花, 陶文鑫, 张宜升, 刘子杨, 杨建立, 张苏凡, 王超龙, 崔杉杉, 薛莲, 张厚勇, 孙英杰
秋冬季不同天气类型PM1中金属元素污染来源及健康风险评估——以青岛市为例
于2018年~2022年秋冬季(每年11月至次年1月)开展大气PM1逐日采样和20种金属元素分析,分析了不同天气类型下金属元素污染特征及来源,并评估了其健康风险.结果表明,沙尘日金属元素含量(2022.88±2298.00ng/m3)高于其他天气,霾日、污染雾日分别为清洁日的2.06倍和1.70倍.致癌金属元素(Ni、Cd、As、Cr、Co、Pb)和非致癌金属元素(Mn、Zn、Cu、V、Al、Ba)在霾日和污染雾日富集程度更高.正定矩阵因子模型结果表明,PM1中金属元素主要来自机动车源、煤/生物质燃烧源、海盐源、地壳源、工业源和船舶源,其中雾日和霾日来自机动车和煤/生物质燃烧源的贡献达72.1%以上,清洁雾日船舶源贡献比上升至1.9%.后向气流轨迹分析表明霾日主要受西北向中长距离污染气团传输影响.污染雾日受海陆环流下本地排放和高污染气团长距离输送共同影响,沙尘日以西北向长、中距离沙尘气团输送为主导,同时受近距离沙尘气团二次回流影响.PM1中金属元素经呼吸途径的非致癌风险可忽略,但As和Cr的终生致癌风险高于10-6的阈值但低于10-4,且污染雾日和霾日风险概率最高,建议继续加强燃煤、冶金和电镀等工业过程As和Cr污染控制,重点防控秋冬季重污染事件中的污染雾日、霾日等天气.
2024 Vol. 44 (8): 4179-4192 [摘要] ( 148 ) [HTML 1KB] [ PDF 2640KB] ( 923 )
4193 熊烨栋, 柯权力, 黄康康, 闵炯, 金传敏, 章佩丽, 顾震宇, 翁小乐, 卢晗锋
活性炭对VOCs的吸附性能与其特征值之间的关系
以甲苯为典型VOCs废气分子,考察了不同活性炭样品的碘值、四氯化碳吸附率(CTC值)、总比表面积和微孔比表面积与其动态甲苯平衡吸附容量的关系.结果发现,无论是低浓度还是高浓度的甲苯废气,CTC值均与活性炭的吸附容量呈现较高的线性相关性,相关系数R2高于0.92,而碘值只在低浓度条件下与活性炭吸附容量相关性较好,这表明CTC值相比碘值是更适合表征活性炭VOCs吸附性能的特征指标.此外,以含氧类VOCs(乙酸乙酯)为吸附质,CTC值也同样显示出与吸附容量优良的相关性.除活性炭外,本文还将上述方法拓展至硅胶、分子筛、碳硅复合材料等其他多孔吸附材料,结果证明CTC值可以用来指代不同多孔吸附材料的VOCs吸附性能,相对误差在30%以内,表明CTC值作为一个吸附特征指标具有良好的普适性.
2024 Vol. 44 (8): 4193-4201 [摘要] ( 170 ) [HTML 1KB] [ PDF 1401KB] ( 859 )
4202 邢怡然, 牛月圆, 闫雨龙, 彭林, 董佳奇, 越柯
典型工业城市长治市夏季大气挥发性有机物来源及对臭氧生成贡献
以典型工业型城市长治市为研究对象,采用正定矩阵因子分解法(PMF)对挥发性有机物(VOCs)进行来源解析,基于大气盒子模型(AtChem-MCM)对大气光化学反应过程和臭氧(O3)生成敏感性进行了分析.结果表明,长治市烷烃、烯烃、炔烃和芳香烃分别占总挥发性有机物(TVOC)浓度的57.49%、16.05%、9.17%和17.29%.PMF结果显示,机动车源对VOCs浓度的贡献最高(28.45%),其次为工业源(26.19%)、燃烧源(21.09%)、植物源(12.99%)和溶剂使用源(11.28%).O3生成模拟结果显示日间O3平均净生成速率为23.01×10-9h-1,11时O3净生成速率达到峰值(54.32×10-9h-1);长治市O3生成对VOCs和NOX均敏感,其中烯烃(1.05)和NOX(0.35)的相对增量反应活性系数(RIR)较高.污染源中工业源(0.072)、溶剂使用源(0.071)和机动车源(0.068)的RIR值相对较高,是对O3生成贡献较大的污染源.工业型城市应加强控制工业源和机动车源排放以缓解O3污染.
2024 Vol. 44 (8): 4202-4210 [摘要] ( 132 ) [HTML 1KB] [ PDF 1521KB] ( 798 )
4211 周志高, 何利杰, 钟洋, 王伦澈, 覃文敏, 张翔
中国区域MODIS与VIIRS气溶胶遥感产品的性能评估及其时空演变分析
基于气溶胶地基观测网络数据(AERONET),对MODIS与VIIRS的六种气溶胶光学厚度(AOD)产品在反演精度、空间覆盖范围、空间分布特征、时间反演频率以及对个例的极端天气事件的反演性能等方面进行评估,并从土地利用类型、气溶胶模态、季节变化等角度分析其误差来源.结果表明:从与AERONET地基观测对比来看,MODIS AOD产品反演精度优于VIIRS AOD反演产品,其中以MAIAC AOD产品精度最高,其相关系数R值为0.83,落入期望误差(EE)内的比例达65.03%;从空间覆盖范围以及时间反演频率来看,VIIRS AOD产品显著优于MODIS;从对个例的极端天气事件反演性能来看,MODIS AOD产品对沙尘事件的反演性能优于VIIRS,但所有产品对森林火灾的反演性能还需进一步提升;土地利用类型、气溶胶模态和季节变化对AOD产品反演精度有着显著的影响:六种AOD产品在建设用地的反演精度较高,在农用地的反演精度则较低;六种AOD产品对粗模态气溶胶以低估为主,而对细模态气溶胶则以高估为主;六种AOD产品在秋冬季节反演精度最高,夏季最低.
2024 Vol. 44 (8): 4211-4229 [摘要] ( 110 ) [HTML 1KB] [ PDF 11705KB] ( 691 )
4230 赵荣华, 牛大伟, 张楠, 王辉, 杨文, 吴丽萍, 韩斌
华北平原南部城市疫情管控期间细颗粒物组分特征及有机气溶胶来源解析
为探究漯河市在新冠疫情期间不同管控阶段细颗粒物组分和有机气溶胶的变化,收集了2022年3月1日~5月31日该市颗粒物化学组分在线监测数据,并且运用正定矩阵因子分解模型(PMF)对有机气溶胶进行来源解析.研究结果表明:观测期间PM2.5和PM10平均质量浓度分别为45和95 μg/m3.管控中期因管制措施的实施颗粒物浓度有所下降,降幅分别为29%、28%;PM2.5中各组分质量浓度在管控前、中、后3个时段均呈现先下降再上升的趋势,且在3个时段里有机物贡献均为最高,其次为硝酸盐.利用PMF对漯河观测期间的有机气溶胶质谱数据进行解析,共识别出4类有机气溶胶,分别为:氧化程度较高的有机气溶胶(MO-OOA)、氧化程度较低的有机气溶胶(LO-OOA)、类烃类有机气溶胶(HOA)、烹饪类有机气溶胶(COA),管控期间各有机气溶胶占比均有变化,且在整个观测时段和管控期间二次有机气溶胶贡献均高于一次有机气溶胶.污染物传输方面,3个阶段的传输中主要集中在西部扇区,由于管控措施的实施管控中期传输影响降低.
2024 Vol. 44 (8): 4230-4239 [摘要] ( 111 ) [HTML 1KB] [ PDF 3304KB] ( 804 )
4240 陈艺敏, 苏漳文, 陈移萍, 林子彭
基于地理加权随机森林的长三角PM2.5建模
采用随机森林(RF)和地理加权随机森林(GWRF)对长三角地区2003~2019年的PM2.5浓度及其驱动因素数据进行训练、校验与测试,并探讨它们之间的关系.结果表明:(1)相比RF模型,GWRF模型对PM2.5浓度的训练和预测更优,其各项模型评估指标均优于RF模型,且GWRF模型残差的空间自相关性更低.(2)GWRF模型预测2019年PM2.5浓度分布优于RF模型,与实际观测浓度分布基本一致,但两个模型均存在北部高估南部低估的情况,且高估区域大于低估区域.(3)RF模型在研究PM2.5浓度分布最重要且显著的驱动因子方面是全局性的,而GWRF模型得到干旱、气温、温差、风速以及人类干扰对PM2.5分布的影响是局部性的.在大尺度下,这种局部性的效应对于PM2.5精细化防控更具实际性的指导意义.此外,在全球气候暖干化和区域气候空间异质性的背景下,把干旱融入PM2.5预测并建立具有局部效应的模型有助于环境监管机构及决策者制定防控措施.
2024 Vol. 44 (8): 4240-4248 [摘要] ( 165 ) [HTML 1KB] [ PDF 5294KB] ( 1147 )
4249 苏佳, 李晓萌, 张新生
关中五市不同季节污染颗粒物输送路径及潜在源分析
基于HYSPLIT后向轨迹模型及TrajStat中的PSCF和CWT分析法,利用2020年3月~2023年2月气象数据,对关中五市PM2.5污染的时间分布特征及主要输送路径进行了分析,并探讨了不同季节影响关中五市PM2.5质量浓度的潜在源区分布及贡献.结果表明:关中五市PM2.5、PM10浓度具有显著的季节变化特征,冬季PM2.5浓度均值最高(84.36μg/m3),夏季最低(21.42μg/m3),月份趋势均呈现“U”型的特点,6~8月浓度达到谷值;5个城市四季均受到来自西北方向的长距离传输气团及陕西局地短距离传输气团的影响,该城市空气质量受陕西省内部短距离传输气团影响大,应与气流遇秦岭山脉阻挡回旋有关;潜在源区季节差异明显,春夏污染物浓度最低,主要贡献源区分布范围最小,冬季最广,WCWT值超过100μg/m3的范围大,西北方向带状分布区域和陕西省南部及与其周围省份交界处对5个城市PM2.5浓度贡献度较大;大气污染还受地形影响,类属于盆地地形的铜川污染分布与其他四个城市存在差异,污染浓度相对较低.
2024 Vol. 44 (8): 4249-4259 [摘要] ( 137 ) [HTML 1KB] [ PDF 7714KB] ( 960 )
4260 蒋锋, 吴波
夏季干旱对大气污染物的影响与驱动因素
利用2022年1月~8月中国300个地级市大气污染物(PM2.5, PM10, NO2和SO2)小时浓度数据及同期气象数据,研究夏季干旱对大气污染物的影响及其驱动因素.研究结果显示:干旱期间和正常期间长株潭城市群PM2.5, PM10, NO2和SO2浓度累积分布存在显著差异,且3个城市间同类污染物浓度的累积分布模式具有明显一致性.夏季干旱事件对PM2.5, PM10, NO2和SO2污染具有一定的抑制作用,其NO2分别累积降低45.27μg/m3(长沙), 48.53μg/m3(株洲)和13.40μg/m3(湘潭); PM10累积降低了56.30μg/m3(长沙), 55.68μg/m3(株洲)和23.73μg/m3(湘潭); PM2.5分别累积降低了36.54μg/m3(长沙),24.48μg/m3(株洲)和37.52μg/m3(湘潭); SO2分别累积降低了2.19μg/m3(长沙),18.51μg/m3(株洲)和4.35μg/m3(湘潭).干旱通过气温,气压,风速和相对湿度4个驱动因素来降低PM2.5, PM10, NO2和SO2浓度.
2024 Vol. 44 (8): 4260-4273 [摘要] ( 108 ) [HTML 1KB] [ PDF 1703KB] ( 618 )
4274 谢民生, 吉东生, 殷秀峰, 辛金元, 万欣, 李健军, 张强弓, 布多, 丛志远
基于非参数统计方法估算青藏高原臭氧背景浓度
基于Kolmogorov-Zurbenko (KZ)滤波和Robust Extraction of Baseline Signal (REBS)方法处理了青藏高原纳木错站和珠峰站多年连续的近地面臭氧原始观测数据.通过合理选择KZ滤波器和REBS滤波窗口与带宽,成功去除了臭氧时间序列中的短期变动,提取了代表两站近地面臭氧背景浓度信号.结果表明,KZ滤波法得到的纳木错站和珠峰站臭氧年平均背景浓度分别为89.71μg/m3和88.98μg/m3;REBS方法得到的分别为89.62μg/m3和88.52μg/m3.两种方法得到的背景臭氧浓度一致性较好,都呈现出相似的季节变化规律.4~5月臭氧浓度较高,而季风期间则较低.KZ滤波更侧重反映长期趋势和季节周期性变化,而REBS在局部污染时段的表现更好.两种非参数统计方法均可有效应用于背景区域臭氧时间序列分析,为监测和防治臭氧污染提供重要依据.
2024 Vol. 44 (8): 4274-4281 [摘要] ( 149 ) [HTML 1KB] [ PDF 1832KB] ( 923 )
水污染与控制
4282 李艳丽, 杨垒, 张志昊, 李玉彩, 孟红艳, 任勇翔
好氧反硝化细菌Burkholderia sp. ZH8的脱氮特性与生物强化作用
针对传统生物脱氮处理含氮废水工艺流程复杂、脱氮效率低的问题,从实验室运行稳定的生物滤池筛选得到一株好氧反硝化菌株ZH8,该菌株具有较强的异养硝化和好氧反硝化能力.通过形态学、生理生化特征及16S rDNA序列分析,鉴定菌株ZH8为伯克氏菌(Burkholderia sp.).单因素试验表明,好氧反硝化菌株ZH8的最佳培养条件为:碳源为丁二酸钠,C/N为15,温度为30℃,转速为160r/min和pH值为7~8.此外,菌株ZH8不仅能以NH4+-N、NO3--N或NO2--N分别为单一氮源进行生长,而且在混合氮源条件下也可实现同步硝化反硝化作用.通过全基因组分析,菌株ZH8的异养硝化脱氮为谷氨酸脱氢酶途径的铵同化过程,好氧反硝化途径为:NO3--N→NO2--N→NO→N2O→N2,碳代谢途径包括三羧酸循环、乙醛酸循环、糖酵解和戊糖磷酸.在采用纯菌ZH8为菌种培养的生物膜反应器中,反应运行至8~15d即可完成挂膜,系统可维持高效稳定的脱氮性能,NH4+-N、NO3--N及TN的去除率均可达到90%以上.该菌株为生物处理领域提供了新型菌种资源,能够有效处理含氮废水,具有实际应用价值.
2024 Vol. 44 (8): 4282-4291 [摘要] ( 160 ) [HTML 1KB] [ PDF 3348KB] ( 798 )
4292 罗镕, 李军, 高鹏, 张晶, 谢超凡, 张一
冬季自然温度下外加AHLs对ANAMMOX生物膜的影响
低温条件下维持厌氧氨氧化(ANAMMOX)生物膜的高效性能是一个巨大的挑战,研究考察了在冬季自然温度下两种外源信号分子己酰基高丝氨酸内酯(C6-HSL)和辛酰基高丝氨酸内酯(C8-HSL)对ANAMMOX生物膜工艺的影响.结果表明,添加C6-HSL和C8-HSL促进了低温波动下工艺的脱氮性能,分别使总氮去除率提高了48.09%和44.36%,同时有效增强了ANAMMOX生物膜低温环境的适应性.低温波动下,C6-HSL和C8-HSL调节了肼脱氢酶(HDH)的活性(分别是对照组的1.77和1.57倍),显著提高了ANAMMOX活性;促进了胞外聚合物(EPS)特别是TB-EPS中PN和PS的分泌,并改变蛋白质二级结构的疏水性,从而增强生物膜附着性能(OD600值分别提升55.12%和68.32%).此外,基于16S rRNA测序发现,C6-HSL和C8-HSL有效促进了低温下Candidatus Kuenenia的生长,使氮代谢相关功能基因丰度上调.
2024 Vol. 44 (8): 4292-4302 [摘要] ( 109 ) [HTML 1KB] [ PDF 3953KB] ( 672 )
4303 唐山青, 谢彦培, 刘智峰, 张媛媛, 张贤胜, 耿学海, 王蜜儿, 潘园, 黄馨怡, 汤琳
温度转换对厌氧消化系统连续运行及微生物群落的影响
通过210d的连续厌氧消化试验,实现了以餐厨垃圾为发酵底物的同一厌氧消化系统内发酵温度从中温到高温的转换.试验结果显示,中温阶段,最高有机负荷(OLR)为6.5kg COD/(m3·d),平均沼气产率658 L/(kg COD·d);产甲烷优势菌属包括Methanosaeta(57.0%)、Methanospirillum(10.0%)、Methanomethylovorans(9.2%)和Methanobacterium(19.7%),其与水解酸化类细菌、同型产乙酸菌等形成互营关系,实现高效产甲烷过程.经35d升温过程后,中温发酵系统平稳转换为高温发酵系统.高温系统稳定运行时OLR为5.0kg COD/(m3·d),平均沼气产率480L/(kg COD·d);产甲烷优势菌属主要为Methanoculleus (96.2%),其与互养产氢类细菌和互营乙酸氧化细菌等形成互营关系,共同推动H2利用和产甲烷过程.但高温系统在试验后期呈现明显酸化趋势,产气效率大幅下降,推断是因为该阶段产甲烷菌活性受到抑制,而水解产酸菌大量富集,使得有机酸生成与利用过程失衡,最终导致系统崩溃.综上说明厌氧发酵系统在线温度转换具有技术可行性,但高温系统的运行性能和稳定性较中温系统偏低.
2024 Vol. 44 (8): 4303-4313 [摘要] ( 134 ) [HTML 1KB] [ PDF 1291KB] ( 1194 )
4314 许炜怡, 黄凯文, 刘崇, 沈斐, 王硕, 李激
高氮负荷下硫自养反硝化菌群的胞外聚合物和信号分子特征
硫自养反硝化工艺(SADN)受水力停留时间(HRT)和进水NO3--N浓度的影响.通过逐步缩短HRT,提高进水NO3--N浓度的方式探究工艺脱氮极限,同时解析在此过程中胞外聚合物(EPS)和信号分子酰基高丝氨酸内酯(AHLs)的变化特征以及微生物群落结构演替过程.在HRT从4.1h缩短至1.0h的过程中,硫自养反硝化菌群可快速适应环境,当HRT=1.0h,进水NO3--N含量为40mg/L,系统的TN去除率为99.74%,脱氮负荷高达958.53mg/(L·d).在此过程中,EPS含量的增加以TB-PN和TB-PS为主,AHLs含量的增加以C4-HSL为主.较缩短HRT而言,提高进水NO3--N浓度会促使C4-HSL含量显著增加并导致污泥结构逐渐趋向不稳定状态.C6-HSL是系统内最主要的AHLs,其含量在G4和G7阶段大幅增长是基于系统脱氮能力弱化后微生物所进行的自我调节.微生物群落组成分析表明,系统运行和氮负荷变化会对微生物群落进行驯化选择.在降HRT组中,Proteobacteria的norank_f_ Pleomorphomona-daceae作为优势菌属发挥主要作用,为反硝化菌提供底物以维持系统稳定运行.在提高NO3--N浓度后,UKL 13-1、Simplicispira、Allorhizobium-Neorhizobium-Pararhizobium-Rhizobium、Thermomonas逐渐演变为优势菌属,这些优势菌属均为具备脱氮功能的关键微生物.
2024 Vol. 44 (8): 4314-4325 [摘要] ( 190 ) [HTML 1KB] [ PDF 2096KB] ( 1269 )
4326 李冬, 王沁源, 毛中新, 齐赛月, 张杰
基于短周期调控的SPNPR-A系统脱氮除磷研究
建立了短周期循环调控低浓度亚硝酸盐(NO2--N)的短程硝化同步除磷耦合厌氧氨氧化(SPNPR-A)系统,SPNPR系统以厌氧/好氧模式运行,通过短周期运行时长调控系统内NO2--N浓度用以淘洗亚硝酸盐氧化菌(NOB),同步富集氨氧化菌(AOB)和聚磷菌(PAOs),最终实现同步脱氮除磷功能.结果表明:SPNPR系统内NO2--N浓度维持在10mg/L左右时可有效抑制NOB活性.70d后SPNPR系统2个短周期的亚硝酸盐积累率(NAR)分别达到90.40%和88.93%,SPNPR-A系统总氮(TN)、总磷(TP)、有机物(COD)的平均去除率分别为87.45%、84.30%和94.26%.第60d时,比氨氧化速率(SAOR)和AOB的比氧利用速率(SOURAOB)分别为8.47mgN/(gMLVSS·h)和12.71mgO2/(gMLVSS·h);比硝态氮生成速率(SNPR)和NOB的比氧利用速率(SOURNOB)分别为0.82mgN/(gMLVSS·h)和0.41mgO2/(gMLVSS·h).高通量测序结果表明,第70d时SPNPR系统属水平上的AOB功能菌属Nitrosomonas(6.46%)和Nitrosospira(0.64%),丰度远高于NOB功能菌属Nitrospira(0.14%)和Nitrobacter(0.01%),同时聚磷菌属Candidatus_Accumulibacter(1.61%)和Tetrasphaera(0.89%)得到富集,使得SPNPR-A系统具备同步脱氮除磷性能.
2024 Vol. 44 (8): 4326-4335 [摘要] ( 135 ) [HTML 1KB] [ PDF 1382KB] ( 828 )
4336 李冬, 公为敏, 李帅, 柴晨旭, 张杰
厌氧段光照策略对A/O模式下菌藻共生系统性能的影响
设置4组以厌氧/好氧(A/O)模式运行的序批式反应器(SBR),其中R1厌氧段为8000lx的光照;R2、R3和R4将厌氧段划分为A1和A2,A1段无光照,A2段的光强分别为0、3000和5000lx,探究不同厌氧段光照策略对菌藻共生系统性能的影响.研究结果显示,在厌氧后期添加弱光照的R3和R4中可以快速富集微藻,这使其形成的菌藻共生颗粒结构致密,沉降性能良好,碳氮磷去除效果更佳,并且分泌出更多的胞外聚合物(EPS).其中R3除磷效果最好,总磷(TP)去除率达到95.87%.典型周期分析可知,弱光条件下厌氧末期的释磷量与叶绿素a(Chl-a)含量成正比,R3的厌氧释磷能力最强,其厌氧末磷浓度达到43.73mg/L,在A2段形成的高磷环境能够刺激微藻生长,其Chl-a含量在运行后期达到6.13mg/gVSS.高通量测序显示,R3的原核生物中成功富集了以Candidatus_Accumulibacter为核心的聚磷菌(PAOs),丰度达到11.18%;真核生物中微藻的总丰度达到84.29%,其中Halochlorella丰度高达42.85%,说明在厌氧后期的高磷环境中添加弱光照(3000lx)能够在不影响PAOs生长的条件下同步富集微藻,形成了以微藻和PAOs为核心的共生颗粒,为污水深度处理提供技术支持.
2024 Vol. 44 (8): 4336-4346 [摘要] ( 114 ) [HTML 1KB] [ PDF 1324KB] ( 636 )
4347 吴用, 姚庆
Cd空位缺陷的CdS光催化降解罗丹明B
为提高CdS光催化降解性能,通过水热法合成了具有Cd空位缺陷的Cd1-xS,并将其应用于光催化降解罗丹明B(RhB).结果表明,可见光照射下反应40min后,Cd1-xS对RhB的光降解率达到98.1%,降解速率常数k = 0.08649min-1,光催化活性远高于CdS.自由基淬灭实验结果表明,·O2-为Cd1-xS光催化降解RhB的主要活性物种.UV-vis、XPS、EPR表征结果表明,Cd空位的引入拓宽了Cd1-xS的带隙宽度,抑制了可见光的吸收,证明了Cd1-xS活性的提升并非源于能带结构的改变.密度泛函理论计算结合PL表征表明,Cd空位的引入导致了CdS局域电子密度不对称,促进空穴传输和载流子分离,从而显著提高了Cd1-xS的光催化活性.
2024 Vol. 44 (8): 4347-4354 [摘要] ( 98 ) [HTML 1KB] [ PDF 1800KB] ( 832 )
4355 李冬, 李崧岳, 董怡雯, 蒋鹏飞, 李帅, 曾辉平, 张杰
新型连续流系统中Anammox颗粒粒径控制策略研究
以具有自主专利的新型大/小双室自回流连续流反应器为平台,探究基于粒径回流的Anammox颗粒污泥粒径调控策略及调控机制.粒径回流策略通过改变内循环的位置,将不同粒径的污泥引入高基质浓度和高机械剪切区域进行粒径调控.结果表明,粒径回流策略能够提高Anammox颗粒粒径,并将其控制在合适的范围内.这一策略还增强了系统的污泥浓度、颗粒沉降性能和脱氮性能.其中大颗粒回流策略综合提升效果最佳,维持颗粒粒径在0.5~1.6mm范围内,中值粒径为948μm,污泥体积指数(SVI)为35.6mL/g,总无机氮(TIN)去除率为88.59%.胞外聚合物(EPS)分析和分层实验表明,紧密结合EPS(TB-EPS)中的蛋白质(PN)在粒径调控中起着关键作用,高浓度的外层污泥PN主导了颗粒的沉降性能,而内层紧实污泥的TB-EPS中的PN则增强了颗粒的结构强度.高通量测序结果表明,粒径循环策略能够大幅提高系统内厌氧氨氧化菌(AnAOB)Candidatus Kuenenia的丰度,在大颗粒回流时达到60.24%的峰值,并且AnAOB主要分布在颗粒污泥内层.
2024 Vol. 44 (8): 4355-4365 [摘要] ( 124 ) [HTML 1KB] [ PDF 1229KB] ( 645 )
4366 邹万生, 莫平, 王智, 刘良国
2株共栖菌对铜绿微囊藻休眠体复苏的影响
为探讨水生共栖菌H1(Sphingobacterium kitahiroshimense 10CT)与H2(Bacillus zhangzhouensis DW5-4T)对铜绿微囊藻休眠体(DMCs)复苏的联合作用,将菌株H1、H2按不同菌浓度比(菌比)与DMCs用沉积物混匀包埋,以无菌组为对照,在温度15和25°C、光照强度15μmol/(m2·s)和光暗比10h:14h条件下进行室内复苏实验,并结合室内实验结果开展野外实验.实验结果表明,低菌比(≤3)时,菌组DMCs可溶性胞外多糖(SPS)浓度显著下降,固着性胞外多糖(CPS)与DMCs光合效率(Fv/Fm)无显著变化(P>0.05),SPS下降不影响Fv/Fm,菌群通过泌出3种代谢产物显著提升DMCs复苏率.菌比提高(≥5)时,菌组DMCs的SPS和CPS浓度均显著下降,其Fv/Fm也显著下降(P<0.05),CPS浓度下降抑制了DMCs光合效率,高菌比菌群通过降低DMCs的光合效率和泌出2种有效抑制DMCs复苏的代谢产物协同降低DMCs复苏率(纯代谢产物作用下的DMCs复苏率高于同条件下菌组复苏率).野外定性实验证实了菌比显著影响DMCs复苏率,实验结果为进一步利用微生物制剂抑控DMCs复苏提供理论依据.
2024 Vol. 44 (8): 4366-4379 [摘要] ( 111 ) [HTML 1KB] [ PDF 1570KB] ( 958 )
4380 张晓峰, 李相雨, 王鑫, 胡晶香, 马振宇, 谭峰亮, 何璐
琥珀酸改性天然竹纤维吸附镉/铅的行为机制
天然竹纤维经碱化、酸化等预处理后,与琥珀酸发生行酯化连接反应,制得改性竹纤维.通过红外光谱(FTIR)与扫描电镜(SEM)分析可知,改性后竹纤维中电负性的羧基和酯基增加,其微观结构也由致密平整变为褶皱多孔.吸附实验结果表明,相较于天然竹纤维,其改性后对溶液中镉(Cd)、铅(Pb)的吸附率均明显提高(分别可达47.37%和44.57%以上),且能适用于更宽pH值范围.改性和未改性竹纤维对Cd和Pb的吸附反应既符合Langmuir热力学模型又符合Freundlich热力学模型.且由Langmuir等温方程计算可知,改性后的竹纤维对Cd和Pb的最大吸附容量(Qm)分别由8.9687mg/g和11.5075mg/g提高到26.1780mg/g和32.3625mg/g.这说明琥珀酸的改性过程增加了竹纤维吸附位点,从而提高了其对Cd/ Pb的吸附能力,可为生物吸附材料的改性升级提供新思路.
2024 Vol. 44 (8): 4380-4388 [摘要] ( 121 ) [HTML 1KB] [ PDF 1126KB] ( 835 )
4389 赵硕, 汪超, 杨蒙, 乔森
硝酸盐异化还原为铵耦合厌氧氨氧化处理含氮废水
为探究厌氧氨氧化(Anammox)细菌同时去除废水中铵(NH4+)和硝酸盐(NO3-)的可行性及长期去除效果,基于Anammox菌的内源硝酸盐异化还原为铵过程,进行了批式实验、抑制剂实验、同位素实验以及长期反应器实验.结果表明,在MLVSS为4500mg/L的批式实验中,经12h反应后NH4+和NO3-被同时去除并生成了N2,总氮去除率为93.49%.在乙炔(抑制Anammox反应中铵和一氧化氮生成肼的过程)抑制实验中,检测到17.01mg N/L的NH4+,Anammox菌对于NO3-去除的贡献率为85.88%.当加入青霉素G(抑制异养反硝化菌活性)后,NO3-仍可以被去除.在14NH4+和15NO3-同位素示踪实验中一直能够检测到29N2和30N2的生成,前者是后者含量的1.41倍.在长期实验中,反应器稳定运行阶段平均出水NH4+和NO3-浓度分别为1.18和2.86mg N/L,平均总氮去除率为92.26%.由此可见,Anammox菌通过内源硝酸盐异化还原为铵耦合常规Anammox过程,可以长期稳定地同时去除废水中NH4+和NO3-.
2024 Vol. 44 (8): 4389-4399 [摘要] ( 138 ) [HTML 1KB] [ PDF 3353KB] ( 976 )
4400 邢薇, 李龙生, 高道清, 张泽玺, 周光鑫, 姚宏
铁碳自养反硝化高效去除厌氧氨氧化出水硝酸盐氮效能分析
通过工艺连续运行研究、铁沉淀形态转化和微生物种群结构分析,考察铁碳自养反硝化工艺对厌氧氨氧化出水硝酸盐氮的去除效能,揭示铁碳载体与生物膜耦合的理论机制.结果表明:铁碳自养反硝化工艺可实现硝酸盐氮的高效去除.在水力停留时间(HRT)为16.6h时,厌氧氨氧化出水的总氮(TN)去除率可达(90.0±4.7)%;在HRT为13.3h时,厌氧氨氧化出水的TN去除率为(82.2±1.4)%.在运行阶段Ⅰ,Fe3O4是生物膜中的主要铁沉淀类型,而在阶段Ⅲ,生物膜中Fe3O4减少,密度更小的FeOOH型铁沉淀有所增加.铁碳自养反硝化工艺运行过程中,在接种污泥中占优势的兼养反硝化菌脱氯单胞菌(Dechloromonas)比例显著降低,而自养反硝化菌和铁转化细菌得到富集,热单胞菌属(Thermomonas)的相对丰度由第43d的0.70%提升至第120d的4.51%.
2024 Vol. 44 (8): 4400-4406 [摘要] ( 151 ) [HTML 1KB] [ PDF 1424KB] ( 904 )
固体废物
4407 石宏杰, 沈东升, 龙於洋, 古佛全
生活垃圾/废PCB板协同焚烧炉渣中氯的存在特性及影响机制
生活垃圾与一般工业固废协同焚烧处理是生活垃圾焚烧产业发展的重要趋势,协同焚烧处理对炉渣中氯存在特性的影响,尚无相关报道.本文以典型的一般工业固废PCB板为实验对象,聚焦生活垃圾/废PCB板协同焚烧过程,查明不同垃圾组分下,焚烧炉渣样品中的氯迁移行为、存在形态及长期稳定性.结果表明,废PCB板高温分解出的玻璃纤维比表面积大,能捕获部分挥发性的氯,使得其残留于炉渣中,从而造成炉渣总氯含量提高,但垃圾组分中塑料占比对该过程有重要影响.协同焚烧的炉渣水溶性氯含量在50~70wt%之间.淋溶结果显示大部分炉渣中氯的残留率在40%以下,而随着废PCB板投加量增加,炉渣中氯的残留率回升,最高达45.6%,这表明协同焚烧抑制了炉渣中氯的浸出.
2024 Vol. 44 (8): 4407-4414 [摘要] ( 144 ) [HTML 1KB] [ PDF 1663KB] ( 669 )
4415 耿涛, 赵立欣, 姚宗路, 申瑞霞, 于佳动, 罗娟
水热炭强化秸秆厌氧发酵产甲烷效能及作用机制
以玉米秸秆和水稻秸秆为原料在不同温度下制备水热炭,观察原料种类与制备温度对水热炭理化特性的影响并进一步探究水热炭添加对秸秆厌氧发酵产甲烷的强化作用.研究发现,相同温度条件下,玉米秸秆的碳化程度较棉花秸秆更高;同一原料制备的水热炭,表面O-H、C-O含氧官能团丰度随温度升高而降低,但高温有利于材料碳化程度、表面孔隙复杂度的提高与表面碳微球构筑.将不同水热炭分别添加到秸秆厌氧消化系统中,发现水热炭对秸秆厌氧消化产甲烷具有明显强化效果.其中,Y1对秸秆厌氧发酵产甲烷强化效果最佳,累积甲烷产量与最大产甲烷速率较对照组分别提高13.74%与12.06%,发酵过程中VFA降解速度较对照组明显加快且体系应对pH值变化的稳定性增强.微生物群落结构研究发现水热炭添加使秸秆厌氧发酵体系中Firmicutes、Synergistota等产酸功能菌与Methanosarcina、Methanospirillum等氢营养型产甲烷菌得到富集,这可能与水热炭表面丰富的含氧官能团有关.
2024 Vol. 44 (8): 4415-4424 [摘要] ( 142 ) [HTML 1KB] [ PDF 1941KB] ( 774 )
4425 田维平, 邢宇, 王周强, 贠卫伟, 简于玲, 颉延东
黑水虻处理城镇污泥和餐厨垃圾的性能评价
利用黑水虻处理不同比例的城镇污泥和餐厨垃圾混合物,考察黑水虻幼虫生长发育状况,研究黑水虻对城镇污泥和餐厨垃圾的处理效果并通过测定黑水虻虫粪重金属含量进行安全性评价.结果表明,黑水虻处理城镇污泥和餐厨垃圾的幼虫存活率均大于93%;黑水虻干重(189~299g)随着城镇污泥比例的增加而降低;黑水虻虫体粗脂肪含量为7.73%~26.81%,蛋白质含量为22.80%~36.65%.黑水虻处理城镇污泥和餐厨垃圾减量率超过57%,幼虫生物量为13.8%~23.9%;虫粪有机质含量为60.86%~95.22%,N、P、K总养分含量为4.20%~6.58%;黑水虻处理后其粪便中Cr、Cd、As、Pb、Cu重金属元素含量降低,表明黑水虻粪便具有较大的肥料化利用价值.黑水虻处理技术可实现城镇污泥和餐厨垃圾的减量化和资源化.
2024 Vol. 44 (8): 4425-4431 [摘要] ( 145 ) [HTML 1KB] [ PDF 432KB] ( 1370 )
4432 李瑭威, 李健, 颜蓓蓓, 陈冠益
医疗废物热解技术综述
综述了我国医疗废物的基本特性与处理现状,对比分析医疗废物的常用处置技术,重点介绍医疗废物的热解技术与原理,阐明医疗废物热解过程污染物释放与控制机制,介绍新兴热解技术与医疗废物处理结合的思路,探讨医疗废物热解装备的设计要点与发展方向,并依据相关政策法规对医疗废物热解技术发展进行梳理与展望.
2024 Vol. 44 (8): 4432-4445 [摘要] ( 138 ) [HTML 1KB] [ PDF 751KB] ( 1082 )
4446 徐辉, 王锦楠, 李升智, 王璐楠, 詹良通
堆载和固结对高饱和度废弃黏土抗剪强度影响
以杭州某基坑开挖渣土为研究对象,开展了24组大尺寸固结-直剪试验,研究了瞬时、阶梯型和斜坡型3种加载方式下高饱和度黏土固结过程抗剪强度的变化规律.结果表明,在上覆荷载作用下,土体产生瞬时压缩,压缩量随荷载的增大而增加;在3种加载方式下,当最终荷载相同时,最终沉降量较为接近;剪切曲线为应变硬化型,初始切线模量和最终剪应力均随固结度或上覆荷载的增大而提高;加载方式对初始切线模量有一定影响,对最终剪应力影响较小;抗剪强度随固结度的增长呈线性增大趋势,增大幅度随荷载的增大而显著;在3种加载方式下,当上覆荷载和固结度相同时,抗剪强度基本接近.基于试验结果,建立了高饱和度黏土固结过程抗剪强度预测模型,并利用本文试验数据和文献数据验证了其可靠性.模型分析结果表明:随着固结度的增长,抗剪强度包络线截距呈线性增大,而弯曲程度呈线性减小.在高饱和度废弃黏土堆填工程中,可采用本文建立的模型来预测不同堆填方式下土体固结过程的抗剪强度.
2024 Vol. 44 (8): 4446-4454 [摘要] ( 117 ) [HTML 1KB] [ PDF 1208KB] ( 816 )
4455 顾春晗, 苏明雪, 李宁, 朱兵
改性钙基吸附剂在热解原位捕集CO2中的性能
鉴于固废热解原位吸附CO2存在温度较高和吸附剂易烧结的挑战,采用了不同矿物掺杂的天然石灰石制备了一系列钙基固体吸附剂.热解原位单次吸附和循环吸附实验表明,10%蒙脱土掺杂的钙基吸附剂表现出较为稳定的循环吸附特性和更大的吸附负荷,其CO2吸附比最高可达71.52%.在经过10次循环后,仍能保持43.77%的吸附量,同时使热解气热值达到14kJ/g.因此,10%蒙脱土掺杂的钙基吸附剂在固废共热解中能够有效捕集CO2,提高热解气热值,具有良好的应用前景.
2024 Vol. 44 (8): 4455-4461 [摘要] ( 123 ) [HTML 1KB] [ PDF 1281KB] ( 688 )
土壤污染与控制
4462 盛溢, 薛玮真, 应迪文, 吴骏, 李晔, 史沛丽, 赵玲
场地土壤镉污染排放清单与溯源——以铜冶炼厂为例
以华东地区某铜冶炼厂为例,采用“四大排放途径”函数定量描述Cd通过“废气沉降、废水排放、固废淋滤、跑冒滴漏”进入土壤的通量.结合AERMOD废气沉降模型,计算废气携带的Cd沉降于场地边界内部和外部的分布,明确各途径对场地内土壤Cd污染的贡献.结果表明,企业在2000~2002年在产期间主要通过废气(1411kg,50.05%)和固废淋滤(1327kg,47.05%)排放Cd,而废水及跑冒滴漏途径影响很小(共81.74kg,2.90%).但所排废气中的Cd沉降于场地内的仅0.68kg(0.05%),场地内土壤Cd主要由固废淋滤途径贡献.空间排放清单显示其主要分布于堆料区和废气处理区等生产区域.研究结果对加强冶炼行业的精细化源头管控有重要指导作用,且本文提出的方法可拓展至其他行业和多种污染物的排放量溯源.
2024 Vol. 44 (8): 4462-4474 [摘要] ( 114 ) [HTML 1KB] [ PDF 3489KB] ( 704 )
4475 温芳悦, 张羽, 陈尚才, 王玉军
秸秆还田对黑土中磷素吸附特性及释放风险研究
通过分析秸秆离田免耕(MG)、秸秆覆盖还田(FG)、秸秆深翻还田(SF)对土壤理化性质及土壤磷素的吸附特性的影响,研究由于土壤理化性质的改变对于磷吸附特性的影响,并进一步分析磷素在土壤中的释放风险.结果表明,秸秆还田后,土壤有机质、有效磷含量增大,土壤容重降低.与秸秆离田免耕相比,秸秆覆盖还田后土壤磷的吸附量减少20.1%,秸秆深翻还田后的土壤磷的吸附量减少35.0%.3种不同耕作模式下黑土中DPS(磷饱和度)分别为MG:0.3%,FG:4.0%,SF:10.2%,PSI(磷吸持指数)分别为MG:41.14,FG:40.04,SF:36.09(mg P/(100g))/(μmol/L),ERI(磷释放风险指数)分别为MG: 0.7%,FG: 9.9%,SF:28.3%.综上所述,秸秆覆盖还田及秸秆深翻还田均可显著增加土壤有机质,降低土壤对磷的吸附能力,提高土壤磷的有效性,但同时也提高了土壤磷吸附饱和度,易引起磷素流失的风险.
2024 Vol. 44 (8): 4475-4483 [摘要] ( 129 ) [HTML 1KB] [ PDF 798KB] ( 969 )
4484 范聪, 方君然, 李晓飞, 郭楚玲, 申渝, 卢桂宁, 梅远飞, 党志
纤铁矿与重金属的相互作用——从界面过程到环境行为的研究进展
铁的生物地球化学循环在土壤物质迁移转化过程尤其是重金属环境行为影响方面扮演着关键角色.纤铁矿是一种常见的亚稳态铁(羟基)氧化物,通常存在于季节性氧化还原交替的土壤环境中,具有较大的比表面积和高表面活性,驱动着土壤物质循环等重要过程.本文以纤铁矿稳定性为纽带,阐述了纤铁矿在不同晶相重组路径中作为起始物种、前驱体(中间产物)和最终产物三种不同定位角色的演化规律.从生物地球化学循环角度对纤铁矿形成和晶相重组过程与重金属的相互作用机制进行了系统论述.重点讨论了典型环境因子(如pH值、含氧阴离子、有机质和微生物等)对纤铁矿稳定性及重金属赋存形态的影响.展望了未来研究发展趋势,包括多过程耦合下铁氧化物相转化机制、重金属在矿物-水界面的微观反应机制、以及重金属归趋的环境因子调控等,以期为基于铁循环调控重金属赋存状态的污染修复及铁矿物作用下重金属环境行为预测等提供参考.
2024 Vol. 44 (8): 4484-4495 [摘要] ( 137 ) [HTML 1KB] [ PDF 751KB] ( 1699 )
4496 赖涓涓, 杨德钰, 刘亮, 马璠, 王彦瑜
银川市浅层表土重金属污染特征及源解析
为全面掌握我国西北地区城市表土重金属污染状况,以银川市浅层表土(0~2cm)为研究对象,通过测定常见土壤重金属含量(Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn),对表土重金属的污染状况进行评价与污染溯源.首先采用单因子污染指数法、内梅罗综合指数法及潜在生态风险指数法对土壤重金属污染状况及其潜在生态风险进行评价.应用反距离加权插值法分析土壤重金属空间分布特征.通过相关性分析和主成分分析确定重金属污染源.在此基础上,结合西北地区多个重点城市表土重金属污染的相关文献分析,探讨西北地区城市表土重金属污染状况.结果表明,银川市浅层表土中Ni和Cr含量低,Cu、Pb和Zn存在不同程度累积趋势,Cd存在明显富集.Cr、Ni的平均含量低于宁夏土壤背景值,分别为背景值的0.95倍和0.73倍.Cd、Cu、Pb和Zn元素的平均含量均高于宁夏土壤背景值,分别为背景值的1.70倍、1.00倍、1.08倍、1.09倍.单因子污染程度为Cd>Zn>Pb>Cu>Cr>Ni,平均内梅罗综合污染指数评价结果为轻度污染水平.单项生态风险指数结果表明Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn具有轻微生态风险,综合潜在生态风险指数结果为轻微生态风险.银川市浅层表土中Cr、Ni多为自然来源,Cd、Cu、Pb、Zn主要为交通和农业污染,此外Cd同时受工业污染影响.中国西北地区城市土壤重金属均存在一定的富集,但累积程度整体不高,交通源、工业源和自然源为主要来源.我国西北地区土壤中Cd污染严重,在工、农、交通发展中值得进一步关注.
2024 Vol. 44 (8): 4496-4506 [摘要] ( 114 ) [HTML 1KB] [ PDF 2855KB] ( 1045 )
4507 李羽志, 黄凯文, 朱葛, 许燕娟, 王硕, 李激
酸热水解制备蓝藻基植物激励素条件优化及产物特征
以蓝藻作为原材料,对蓝藻进行酸热水解,分析蓝藻酸热水解最优条件,并通过内梅罗指数、地累积指数法、潜在生态指数法和人体暴露健康风险评价验证各条件制备的蓝藻基植物激励素施用于土壤的安全性.结果显示,采用2%草酸进行水解可利用草酸对重金属的络合作用以降低蓝藻基植物激励素的环境风险,同时为保证蓝藻的水解效果,耦合硫酸调节pH值至0.8,水解时间保持24h是最优酸热水解条件.各条件制备的蓝藻基植物激励素内梅罗指数、地累积指数、潜在生态指数分别处于无风险、无污染和低风险水平,对人体致癌风险和非致癌风险均低于安全阈值10-6和1.利用半连续流酸热水解体系可提升蓝藻基植物激励素中有益物质的浓度,发现经过3~4个周期的水解富集,植物激励素中N、P、K等营养物质稳定在3942、290.45和421.7mg/kg.2-(5H)-呋喃酮和吡咯类物质等生物刺激素类物质在植物激励素中不断富集后达到29.5646和11.261mg/kg,均可发挥促进植物生长和抑制病菌的作用.同时,生物碱类、酚类物质等化感物质在水解过程中被破坏,有效减轻了其对植物生长的抑制作用.
2024 Vol. 44 (8): 4507-4519 [摘要] ( 117 ) [HTML 1KB] [ PDF 2384KB] ( 864 )
环境生态
4520 沈亚婷, 张巍, 何霄嘉
土壤有机质垂直分布特征及其对短期植被更替的响应
采集我国北京和云南地区约10a植被更替的0~110cm典型土壤剖面样品,分析土壤中有机碳稳定碳同位素比值(δ13Corg)、有机碳含量、有机碳碳密度、土壤有机质O/C和土壤有机质C/N等指标的垂向分布特征,探究了不同深度土壤对植被更替的响应,以揭示土壤有机质的垂直分布特征和稳定性规律.研究结果表明:土壤中δ13Corg在不同地区和深度之间存在差异,北京和云南的深层土壤剖面中的土壤δ13Corg随深度的变化规律相反,植被更替影响不同深度土壤的δ13Corg改变率,北京地区土壤剖面在发生植被更替后,随着土壤深度增加,δ13Corg改变率逐渐减小;土壤中有机碳含量、有机碳碳密度、土壤有机质极性和土壤有机质C/N的垂直分布的特征及其对植被更替的响应存在明显差异;部分典型剖面表现出植被更替可增加深层有机碳含量和土壤有机质极性的特征.表明在我国不同纬度、不同覆盖植被、不同土壤理化性质影响下,土壤有机质特性呈现出与分布深度和短期植被更替密切相关的规律性,或可为揭示植被更替与碳循环间的动态变化模型提供重要依据.
2024 Vol. 44 (8): 4520-4529 [摘要] ( 155 ) [HTML 1KB] [ PDF 1536KB] ( 914 )
4530 王泽君, 杨志兵, 胡冉, 陈益峰
基于微流控技术的重质非水相液体氧化修复机理
为揭示重非水相污染物(DNAPL)氧化修复中多相渗流-化学反应-相演变耦合过程的物理化学机理,利用新兴的微流控技术开展了高锰酸钾(KMnO4)氧化修复三氯乙烯(TCE)的实验.结果表明:当浓度3g/L以上的KMnO4氧化TCE时,二氧化锰(MnO2)固相产物会在流道深度方向上产生“固体墙”,后续MnO4-只能缓慢渗入墙内对TCE进行氧化,此时MnO4-成为限制性因素并转化为Mn2+,而Mn2+扩散出墙外后再次被氧化为MnO2固相,形成一个负反馈系统并造成修复效率急剧降低.当3g/L以下的KMnO4氧化TCE时,MnO2固相产物附着在流道壁面上,后续MnO4-可以和TCE持续反应并生成MnO2,KMnO4溶液-DNAPL界面不断后退且修复效率较高.当加入磷酸氢盐后,MnO2固相产物被显著抑制从而提高了修复效率,且1~2g/L是孔隙尺度TCE修复的理想KMnO4浓度.
2024 Vol. 44 (8): 4530-4538 [摘要] ( 162 ) [HTML 1KB] [ PDF 4622KB] ( 954 )
4539 于洋, 水柏年, 吕聪聪, 李滨, 李雪丽, 魏珍, 胡成业
茅埏岛红树林沉积物有机碳埋藏特征解析
以茅埏岛北部红树林湿地为研究区域,旨在探究红树林湿地沉积物有机碳埋藏特征和来源.基于放射性同位素(210Pb)采用恒定沉积速率模式分析沉积速率(SAR)、有机碳密度、埋藏速率(OCAR)、有机碳潜在来源及贡献率.茅埏岛红树林湿地的沉积速率约为1.8cm/a.沉积物以粉砂和黏土为主,粒径随深度变化基本保持稳定,且过剩210Pb活度与深度之间具有较好的相关性,表明沉积环境较为稳定.沉积物有机碳密度平均值为0.66g/cm3,埋藏速率为120.01g/(m2·a).通过碳氮稳定同位素分布特征结合多线性混合模型(IsoSource)可知,沉积物有机碳来源总体以海陆混合来源为主,其中海源占比50.3%,陆源占比33.4%,树源贡献占比16.3%;表层沉积物以陆源和树源输入为主,树源贡献率最高达46.4%.红树林植被组成、成林时间等是影响沉积物有机碳埋藏重要因素.
2024 Vol. 44 (8): 4539-4546 [摘要] ( 129 ) [HTML 1KB] [ PDF 1278KB] ( 1248 )
4547 刘殿广, 杨蕴, 章勇, 邱文杰, 吴剑锋, 王锦国, 吴吉春
基于cDC-GAN替代模型的物理-化学非均质矿层CO2+O2地浸采铀过程模拟
基于物理过程的CO2+O2地浸采铀反应性溶质运移模型需要采用高分辨率网格来捕获介质物理-化学参数空间变异性和对流-弥散-化学反应多过程耦合特征,往往面临巨大的模型计算挑战.传统的替代模型处理高维数据空间分布预测时面临精度和维数诅咒问题,基于条件深度卷积生成对抗网络(conditional Deep Convolutional Generative Adversarial Network,cDC-GAN),本文提出了一种多重输入图像到输出图像回归的cDC-GAN替代建模组件,建立了高维物理-化学非均质场(渗透率场和铀矿物品位场)和铀浸出浓度分布场之间的映射关系,训练集和测试集样品中结构相似性指数的中值达0.98以上,可以作为砂岩型铀矿CO2+O2溶浸过程数值模型的替代方案.cDC-GAN替代建模不受底层物理模型的限制,进而可为复杂反应性溶质运移模型的参数识别、不确定性分析、全局敏感性分析和模拟优化方案设计等提供通用框架.
2024 Vol. 44 (8): 4547-4556 [摘要] ( 146 ) [HTML 1KB] [ PDF 4090KB] ( 669 )
4557 解铭威, 冉藜, 贾文贞, 周慧荻, 王向荣
忻州市生态系统服务时空变化及城镇化响应
为探究忻州市生态系统服务(ESs)的时空变化情况,分析ESs对城镇化的响应,以1995~2020年6期土地利用数据为基础,选取3项城镇化指标和4项ESs指标,借助InVEST模型和修正通用土壤流失方程(RUSLE)等评估ESs,并使用K-均值聚类识别生态系统服务簇,采用皮尔逊相关性分析ESs间权衡协同关系及其对城镇化的响应.结果表明:忻州市土地利用类型以草地、耕地和林地为主,1995~2020年建设用地扩张280.7km2,林地增加1201.4km2,草地增加511.4km2,耕地和水域面积减少.有较多耕地向草地、草地向林地转移.建设用地、GDP和人口持续增长,2005~2015年是城镇化较快的时期.1995~2020年食物供给能力稳步提升,碳储量在2015年以后明显提升,生境质量先升后降,水土保持量先降后升.以草地为主的功能复合型服务簇面积占比达51.4%,各ESs间主要呈协同关系,生境质量、土壤保持与城镇化指标间存在负相关.研究结果为忻州市土地管理与生态保护提供决策依据.
2024 Vol. 44 (8): 4557-4566 [摘要] ( 110 ) [HTML 1KB] [ PDF 7019KB] ( 883 )
4567 徐美丽, 马姣娇, 李佳鸿, 易小青, 高常军
湿地园小型水体温室气体浓度和通量的时空特征
以深圳坝光湿地园为研究对象,选取沟渠、池塘、河口3种水体,开展为期1a的野外监测,探究高度城市化小型水体中温室气体的时空特征及驱动因素.结果表明:水体中CO2、CH4、N2O溶存浓度平均值为(54.30±49.55)、(0.89±1.45)、(0.0038±0.0007) μmol/L,通量的平均值为(113.94±424.19)、(1.48±3.84)、(0.0044±0.0176) mg/(m2·h),是大气温室气体排放源.其中,CO2的排放潜力远超过滨海水域、湖泊等水体,是在整个湿地园水体的全球增温潜势的主要贡献者,占比高达85.87%.在时空上,温室气体的浓度和通量主要表现为暖季(8月)>冷季(1、4、12月),沟渠>池塘、河口,且靠近湿地园中部更高.盐度、pH值、氨态氮、硝态氮、电导率、化学需氧量和总有机碳是影响水体中温室气体溶存浓度差异的关键环境因子,而电导率是影响通量变化的主要环境因子.
2024 Vol. 44 (8): 4567-4575 [摘要] ( 134 ) [HTML 1KB] [ PDF 1777KB] ( 940 )
美丽中国建设:新污染物
4576 赵淑莉, 陈少坤, 于秀豪, 汪海林
美丽中国建设过程中重点关注的新污染物监测研究
随着美丽中国建设的推进,新污染物的监测和治理逐渐成为我国生态环境保护的重要工作之一.目前广受关注的新污染物包括持久性有机污染物、内分泌干扰物、抗生素和微塑料等.本文基于国内外新污染物研究的最新进展,对部分重点关注的新污染物的环境分布和监测分析前沿进行了简要综述,并初步讨论了美丽中国建设中新污染物监测技术的发展方向,以期为美丽中国建设提供助力.
2024 Vol. 44 (8): 4576-4587 [摘要] ( 167 ) [HTML 1KB] [ PDF 1000KB] ( 1432 )
4588 宋利先, 郑成志, 于永强, 张静, 马军
氧化还原介体强化高铁酸盐降解新污染物
以最具有代表性的氧化还原介体——四甲基哌啶氧化物(TEMPO)为研究对象,探究其强化高铁酸盐(Fe(VI))降新污染物的效能与作用机制.结果表明,该体系可在120s内对于磺胺甲恶唑(5μmol/L) 的去除效率达到73 %,通过深入分析,发现TEMPO+和Fe(V)/Fe(IV)是反应过程中的关键活性物种.同时对TEMPO浓度、初始pH值以及实际水体中常见组分(腐殖酸、无机阴离子)对反应体系的影响进行考察.由于均相催化剂回收利用困难且可能引发二次污染,进一步开发了4-氨基-TEMPO@SiO2非均相催化剂,所制备非均相催化剂对于酚类、沙星类、四环素类污染物均表现出显著的强化效果,其中对苯酚和四环素的强化效果最好,可在20s内将其完全去除.
2024 Vol. 44 (8): 4588-4598 [摘要] ( 128 ) [HTML 1KB] [ PDF 2456KB] ( 889 )
4599 陈钦威, 王鹏, 丁明军, 张华, 聂明华, 黄高翔
中国地表水环境微塑料赋存特征及驱动因素
为阐明中国地表水环境微塑料(MPs)的赋存特征及驱动因素,基于已发表文献,收集了1944个采样点的MPs特征,分析地理环境和实验方法对MPs特征的影响.研究表明:中国地表水环境中MPs的丰度范围为水体0~204183items/m3,平均值为5465.26items/m3,沉积物0~79931items/kg,平均值为1374.51items/kg.中国地表水环境中MPs丰度呈现显著的空间异质性;水体中,内陆河流域MPs平均丰度最高(13185.77items/m3),东南诸河流域(2678.07items/m3)的平均丰度最低.沉积物中,淮河流域的MPs平均丰度(2145.61items/kg)最高,而海河流域(294.82items/kg)最低.水体和沉积物中MPs的形态主要以纤维状(58.29%/47.21%)、碎块状(23.20%/30.03%)为主.粒径以小型MPs(<0.5mm)(59.61%/62.76%)为主.颜色以透明(30.18%/28.17%)为主.微塑料材质主要为聚乙烯(PE)(25.49%/27.78%)、聚丙烯(PP)(25.36%/22.69%)等.水体微塑料特征主要受自然环境因素影响,丰度、形状和颜色特征均与自然环境因子(气温,降水)显著相关.沉积物MPs特征主要受社会经济因素影响,丰度、形状和粒径特征与社会经济环境因子(GDP、夜光强度、人口密度)显著相关.不同实验处理下的MPs特征, 包括丰度、形态、颜色和聚合物类型均有显著差异;偏最小二乘路径分析显示,实验处理过程对MPs特征的影响与地理环境相当;缺乏标准化的实验方法使得不同实验结果难以比较和验证,因此,迫切需要制定标准化的实验过程,减少实验处理对MPs观测特征的影响.
2024 Vol. 44 (8): 4599-4609 [摘要] ( 131 ) [HTML 1KB] [ PDF 2549KB] ( 1370 )
4610 尹皓晨, 秦夕然, 张哲睿, 马明宇, 赵春科, 卢金锁, 王根
负载型新生态MnO2氧化BPA的效能与机制
通过黏附于矿物载体气泡石表面的植物多酚单宁酸(TA)还原高锰酸钾(KMnO4),制得了原位负载于气泡石表面的网络状多孔新生态MnO2,研究了其氧化去除水中内分泌干扰物双酚A(BPA)的性能和机制,考察了其在复杂水质条件下的抗干扰能力和稳定性.负载型网络状新生态MnO2(S-MnO2)易分离,同时具有网络状多孔结构,展现出优异的BPA降解性能,50mL体系中,当S-MnO2的投加量为4.0g(含7.08 μmol MnO2)时,BPA在60min内的去除率达94%,与同剂量粉体MnO2相比提升了4.5倍.机理研究表明S-MnO2表面的Mn(III)和Mn(IV)均参与了BPA的氧化去除,其中Mn(III)是BPA快速去除的关键.S-MnO2主要通过单电子氧化的方式除去BPA,因此对阴阳离子、天然有机质等水体背景成分有着较强的抗干扰能力,在复杂水质条件下仍可高效去除BPA.S-MnO2具有一定的循环稳定性,且可通过KMnO4氧化恢复活性,在新污染有机物治理方面展现出良好的应用前景.
2024 Vol. 44 (8): 4610-4620 [摘要] ( 108 ) [HTML 1KB] [ PDF 2659KB] ( 834 )
4621 于方明, 高雨, 陈玉橼, 符明月, 唐炽健, 莫翠菊, 李艺
聚乙烯对小白菜生长的潜在影响:内生效应
以小白菜作为研究对象,通过盆栽实验,分析了不同粒径和不同添加水平的聚乙烯微塑料(PE-MPs)对小白菜生长及其生理生化特性的潜在影响.研究结果表明,PE添加显著降低了小白菜的株高和株重(P<0.05),在PE粒径为0.5µm,投加量为0.5%(w/w)的处理下,分别下降了86.8%和60.3%.并且,PE添加导致小白菜叶片中光合色素的含量显著降低(P<0.05).二元方差分析结果表明,PE粒径变化对小白菜生长和光合色素含量变化的影响更大.PE添加显著降低了内生细菌群落的Shannon指数和ACE指数(P<0.05),显著提高了内生细菌群落的Simpson指数(P<0.05).在各水平PE的添加下,小白菜根系内生细菌变形菌门和内生真菌子囊菌门的相对丰度升高,而内生细菌放线菌门的相对丰度降低.SEM观测结果表明PE-MPs颗粒主要出现在小白菜的木质部和根皮层组织的细胞壁上.二元方差分析结果表明,PE粒径变化对小白菜根系和地上部分的氧化应激指标的影响更大.PE的富集对小白菜造成了严重的结构、功能损伤和膜脂过氧化损伤,最终导致小白菜的生物量下降.
2024 Vol. 44 (8): 4621-4631 [摘要] ( 121 ) [HTML 1KB] [ PDF 3438KB] ( 817 )
4632 周紫璇, 卓琼芳, Ghulam Yasin, 谢水波
Fe, Co/NPs@GO双金属三维粒子电极电催化氧化卡马西平
采用冷冻/碳化法制备了铁钴双金属粒子电极(Fe, Co/NPs@GO),并通过改善铁钴的前驱体比例优化了Fe,Co/NPs@GO双金属三维粒子电极体系对CBZ的降解性能,探讨电流密度和PMS投加量对CBZ降解的影响结果表明:0.15g/L的Fe, Co/NPs@GO (Fe:Co=1:1),3mmol/L PMS,在20mA/cm2的电流密度下,CBZ (1mg/L)在 30min内的去除率达99.5%.与单纯的催化剂活化PMS体系相比,加入电催化条件后,CBZ的去除率提升了约37%.通过自由基淬灭实验及电子顺磁共振(EPR)证实,羟基自由基和单线态氧是降解CBZ的主导活性物种,并推测出CBZ在电催化耦合三维粒子电极活化过一硫酸盐(PMS)体系的降解机理.同时,粒子电极的循环利用实验表明,Fe, Co/NPs@GO粒子电极具有较好的催化稳定性和重复利用性.
2024 Vol. 44 (8): 4632-4640 [摘要] ( 120 ) [HTML 1KB] [ PDF 1930KB] ( 976 )
4641 黄飞霏, 刘建坤, 王晓明, 雷蒙龙, 田晓美, 崔彦如, 张大雷
鸡粪好氧堆肥中影响抗生素降解的理化因子和优势菌群分析
以鸡粪为原料,外源添加土霉素、泰乐菌素模拟抗生素残留来进行模拟堆肥,研究EM菌剂作用下对抗生素降解的关键优势菌群的影响,揭示好氧堆肥过程中抗生素去除的生物强化作用机制.试验设置4个处理:OCK(土霉素)、OTK(土霉素+EM菌剂)、TCK(泰乐菌素)、TTK(泰乐菌素+EM菌剂),抗生素添加量均为100mg/kg,菌剂添加量为堆体总质量的5%,结果表明:抗生素残留几乎不影响堆肥腐熟,各处理均能达到腐熟标准.其中堆肥温度在60℃持续6d以上,pH值为8.5~9.0,EC为3~3.5mS/cm.高温期是抗生素去除速率最快的阶段, 高温期各处理抗生素去除率分别为OCK:71.63%, OTK:76.40%,TCK:93.86%,TTK:92.95%.EM菌剂能够加快抗生素特别是土霉素的降解,可使土霉素降解速率增加5倍,泰乐菌素降解速率增加2.24倍.好氧堆肥有效的地去除了抗生素的残留,腐熟期各处理抗生素去除率分别为OCK 89.97%,OTK 91.32%,TCK 99.99%,TTK 99.99%.pH值是影响土霉素、泰乐菌素降解的关键理化因子,与抗生素的含量呈现负相关性,适当的调节堆体的pH值有利于更快的降解抗生素.利于土霉素降解的优势菌群主要有扁丝菌(planifilum),温双岐菌(Thermobifida),芽孢杆菌(Bacillus)和类芽孢杆菌(Paenibacillus),相对丰度(RAs)分别为0.24%~8.76%,2.70%~ 10.91%,11.38%~26.16%,1.95%~4.56%.利于泰乐菌素降解的优势菌群主要有热芽孢杆菌(Thermobacillus),芽孢杆菌(Bacillus). RAs分别为7.19%~39.09%, 41.70%~44.29%.芽孢杆菌对土霉素和泰乐菌素的降解均有促进作用.
2024 Vol. 44 (8): 4641-4651 [摘要] ( 98 ) [HTML 1KB] [ PDF 2098KB] ( 940 )
4652 蔡奉颖, 许煜航, 龙浩然, 袁语馨, 张宇晴, 何秋香, 吕健
Bi2WO6/MIL-101光催化降解水中四环素的性能与机理
利用水热法制备Bi2WO6/MIL-101(BWO/MIL-101)异质结光催化剂,并研究其在可见光下降解水中四环素(tetracycline;TC)的性能及机理.结果表明,Bi2WO6纳米片在MIL-101载体表面致密生长形成BWO/MIL-101异质结材料后可见光催化TC降解的性能明显提高.其中,结构优化的BWO/MIL-101-40在60min内的TC降解效率为85.9%,其反应速率常数是Bi2WO6的1.4倍,是MIL-101的3.1倍,且BWO/MIL-101在中性及碱性环境中表现出稳定且良好的光催化性能.能带结构分析表明,Bi2WO6/MIL-101构成II型异质结,有效拓宽了可见光响应范围,加快光生载流子的迁移速率,并抑制e-和h+的复合.通过自由基猝灭实验和电子顺磁共振(EPR)测试发现,在光催化体系中超氧自由基(•O2-)和空穴(h+)是反应的主要活性物种.
2024 Vol. 44 (8): 4652-4660 [摘要] ( 128 ) [HTML 1KB] [ PDF 1845KB] ( 918 )
环境毒理与健康
4661 莫俊超, 姚洪伟, 曹峰
机器学习预测有机化学品对稀有鮈鲫急性毒性
搜集有机化学品对稀有鮈鲫(Gobiocypris rarus)急性毒性数据,并采用部分斑马鱼(Danio rerio)和黑头呆鱼(Pimephales promelas)的急性毒性数据,建立了基于机器学习的有机化学品对稀有鮈鲫急性毒性预测方法.首先使用二分类模型判定有机化学品对稀有鮈鲫是否会产生急性毒性,若判定为有急性毒性,再使用回归模型预测其半致死浓度LC50.对不同机器学习模型进行对比,二分类模型中支持向量机最优,训练集和测试集的准确率分别为92.4%和88.6%;回归模型中弹性网络回归法最优,训练集和测试集的调整R2分别为0.87和0.75,留一法交叉验证系数Q2LOO为0.52,外部验证系数Q2EXT为0.71.两种模型具有较好的准确性、稳健性和预测能力.第一电离势和正辛醇水分配系数对分类影响较大,拓扑荷对回归预测结果影响较大.
2024 Vol. 44 (8): 4661-4673 [摘要] ( 129 ) [HTML 1KB] [ PDF 869KB] ( 971 )
4674 刘银娥, 罗孝俊, 黄晨晨, 王璐, 麦碧娴
PAEs和APs在水生生物中的累积与食物链传递
探究了7种邻苯二甲酸酯(PAEs)和13种新型增塑剂(APs)在广东清远某废弃电子垃圾拆解区水生生物和北江段淡水鱼中的累积与食物链传递特征.结果表明,废弃电子垃圾拆解区水生生物和北江段淡水鱼体内PAEs总浓度分别为20~974ng/g ww和264~370ng/g ww,以邻苯二甲酸二丁酯和邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯为主要污染物;APs总浓度分别为1.25~181ng/g ww和27~62ng/g ww,以对苯二甲酸二乙基己酯为首要污染物.电子垃圾拆解区各水生生物中PAEs和APs的浓度和组成差异显著,与其食性、生长阶段和代谢能力紧密相关.北江段鲮鱼和罗非鱼间无明显的种间差异,主要与其具有相似的栖息环境、摄食行为和脂肪含量有关.邻苯二甲酸二甲酯的湿重浓度和脂重浓度均与氮稳定同位素值(δ15N)呈显著正相关,其营养级放大因子(TMF)分别为1.65和1.88.此外,邻苯二甲酸二苯酯的脂重浓度与δ15N呈显著正相关,TMF为1.91.
2024 Vol. 44 (8): 4674-4682 [摘要] ( 214 ) [HTML 1KB] [ PDF 722KB] ( 666 )
4683 黄蕾, 杨沁怡, 李晨, 秦立强, 史可欣, 彭祥雯, 王张民
不同硒水平地区居民硒暴露及健康风险评估
为明晰来自不同硒水平地区人群的硒营养状况,在温汤镇招募到本地居民76名(暴露人群)、苏州、无锡、常州及上海的外地游客116名(对照人群)参与问卷调查,收集基本信息、生活习惯、膳食频率等,采集温汤镇和临湖镇土壤、水、大气颗粒物以及温汤镇食物样品检测硒含量,并依据美国环境保护署的经典健康风险评估“四步法”分析两地居民硒外暴露水平、主要暴露途径以及健康风险.温汤本地居民的日均饮食硒摄入量显著高于外地游客,两地居民饮食硒摄入贡献最高的均是蛋类和畜禽肉类.本地居民的平均总硒暴露量也显著高于外地游客,其中饮食是主要暴露途径.本研究中生活在温汤的居民日均硒摄入量基本达到标准,且不存在因硒摄入过量产生的非致癌风险,而88.76%的外地游客硒摄入量不足,这提示生活在非富硒地区的居民需要通过调整饮食结构和饮食来源来提高硒摄入量.
2024 Vol. 44 (8): 4683-4689 [摘要] ( 180 ) [HTML 1KB] [ PDF 613KB] ( 939 )
环境微生物
4690 胡颖, 杨钰婷, 陈姗姗, 栾天罡
微生物降解聚己二酸丁二烯对苯二甲酸酯塑料的研究进展
随着全球塑料污染问题加剧,聚己二酸丁二烯对苯二甲酸酯(PBAT)作为可生物降解塑料的代表,其被微生物降解的速率与机制受到越来越多的关注.本文对比了PBAT在水体、土壤和堆肥环境中的降解规律,解析了不同因素对微生物降解PBAT的影响,总结了目前已筛选到的PBAT降解菌并对比其降解速度,阐述了微生物在胞外和胞内两个层面的PBAT降解机制和降解产物.最后从影响因子研究、PBAT降解指标统一、微生物群落构建和PBAT降解机制探究技术等方面提出未来研究方向.
2024 Vol. 44 (8): 4690-4699 [摘要] ( 194 ) [HTML 1KB] [ PDF 891KB] ( 820 )
环境影响评价与管理
4700 王金南, 张晓婧, 薛强, 路路, 李宏伟, 胡熠, 张杰, 秦昌波
生态环境民生理论与新时期发展任务探究
生态环境作为一项基本公共服务已经成为我国民生体系中的重要组成部分,但目前为止,生态环境民生概念的内涵尚不清晰,理论逻辑、任务路径等研究要点分散,未能形成学界共识.为建立生态环境民生从理论框架、战略路径到任务体系的整体架构,本文开展理论溯源分析,厘清了其在人文社科、自然科学、经济学等多个领域的相关概念、发展路线和研究方向,总结了生态环境民生与中国传统文化及马克思主义自然观的传承关系、与环境正义的演化关系和与人类福祉研究、生态产品价值实现的验证关系.文章结合生态系统服务供给研究和马斯洛需求层次理论初步解析了生态环境民生理论内涵,给出了生态环境与民生福祉的内在联系与时代特征等理论要点,根据新时期对生态环境民生建设的需求建立了以数量、质量、效率三个维度为核心的生态环境民生发展途径,并提出以人民为中心的生态环境质量改善、设定生态产品价值供给区、生态福祉效益释放等主要任务,以期促进生态环境民生研究的系统性发展,并对新时期生态环境民生建设方向提供参考.
2024 Vol. 44 (8): 4700-4708 [摘要] ( 126 ) [HTML 1KB] [ PDF 759KB] ( 880 )
4709 吴汾奇, 张伟红, 董军, 祝凯, 马偲尧, 王林, 胡伟, 李燕
我国焦化场地地下水污染修复技术筛选方法及应用
如何科学地为焦化地下水污染场地选择合适的修复技术是一项巨大的挑战,为解决这一难题,构建了“我国焦化场地污染修复数据库”,提出了焦化场地地下水污染修复技术筛选流程,并从技术可应用性、社会和环境、修复费用及修复时长4个维度构建了修复技术筛选体系,基于遗传算法的层次分析法和熵权法计算修复技术筛选体系指标权重,并应用蒙特卡洛算法模拟了场地信息,减少了场地信息获取的不确定性,使评价结果更为科学.将该模型应用于我国某焦化场地地下水污染修复技术的筛选,结果表明,抽取-处理技术在四个维度的得分排名均在前两名且总分排名第一(21.6680),推荐采用抽取-处理技术进行修复,与实际场地应用情况一致.
2024 Vol. 44 (8): 4709-4718 [摘要] ( 134 ) [HTML 1KB] [ PDF 1347KB] ( 819 )
4719 黎晓青, 李毅, 刘佳琦
环境司法的多元主体环境责任协同效应
基于2008~2021年中级人民法院和检察院的环境诉讼数据,运用固定效应模型和中介效应模型,探究环境司法对多元主体环境责任协同的影响效应与作用机制,并进一步分析其异质性.研究发现:环境司法对多元主体环境责任协同具有显著促进作用;环境司法通过政府环境执法的“联动效应”、企业环境治理的“震慑效应”、公众环境关注的“引导效应”影响多元主体环境责任协同;进一步分析发现,当数智化水平越高、地区法治环境越好、以及在东部和中部地区时,环境司法对多元主体环境责任协同的促进效应更加明显.
2024 Vol. 44 (8): 4719-4730 [摘要] ( 189 ) [HTML 1KB] [ PDF 583KB] ( 825 )
4731 赵树杰, 许竣媛, 曾现来
典型轮胎可回收性评估及生态设计
汽车工业快速发展以及广泛的消费利用引起了废旧轮胎的激增,废旧轮胎具有显著的资源环境属性而备受关注,如何提高轮胎的可回收性、改善其生态设计是解决废旧轮胎问题的关键.本研究采用统计熵与等级确定规则的模型,根据轮胎初始态与回收最终态的差异程度以及主流的处理处置技术,首次建立了轮胎可回收性评估模型,收集典型轮胎的理化组成,评估了现有轮胎的可回收性.结果发现,相比其他产品,轮胎因其显著的能源化比例,而可回收性较高, 从高到低排序大体为卡车轮胎、轿车轮胎、货车轮胎、公共汽车轮胎、越野车轮胎, 5种汽车应用类型轮胎的可回收性为82~93% bit-1.相关研究结果为轮胎的资源化、能源化工艺的设计提供了指导,建立的方法对于轮胎生态设计及行业的节能减排提供了参考.
2024 Vol. 44 (8): 4731-4736 [摘要] ( 118 ) [HTML 1KB] [ PDF 658KB] ( 849 )
中国环境科学
友情链接： 中国科学技术协会　中国环境科学学会　中国知网　万方数据
版权所有 © 2010 《中国环境科学》编辑部  地址：北京市海淀区红联南村54号（100082）  电话、传真：(010)62215145  
E-mail：zghjkx1981@126.com;zghjkx1981@chinacses.org;zghjkx1981@188.com
本系统由北京玛格泰克科技发展有限公司设计开发 　技术支持：support@magtech.com.cn