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
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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》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》被Ei收录
《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》获评“2012中国最具国际影响力学术期刊”
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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”
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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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2024年 44卷 12期
刊出日期 2024-12-20
环境毒理与健康
碳排放控制
新污染物
臭氧污染与控制
大气污染与控制
水污染与控制
土壤污染与控制
环境生态
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目录
2024 Vol. 44 (12): 0-0 [摘要] ( 85 ) [HTML 1KB] [ PDF 248KB] ( 461 )
臭氧污染与控制
6513 谢晓栋, 胡建林, 张远航
我国臭氧污染研究热点与趋势的文献计量分析
为了探究过去20a来我国臭氧污染研究的发展与演变特征,基于文献计量学的方法,系统分析了2005~2022年SCI科学引文索引数据库收录的相关文献.结果表明,我国臭氧污染研究领域的发文量呈现增长趋势,尤其是2018年之后增长迅速.研究热点主要集中在臭氧污染的现状与演变特征、成因与来源、健康效应与生态影响、管控策略与减排路径等方面,相关研究成果为我国臭氧污染的防治提供了理论支撑.未来研究需要重点关注我国臭氧污染的健康效应、气候变化背景下极端天气事件对臭氧污染的影响以及臭氧和颗粒物的协同控制.
2024 Vol. 44 (12): 6513-6521 [摘要] ( 174 ) [HTML 1KB] [ PDF 2751KB] ( 720 )
6522 钟博闻, 周俊, 王燕, 袁斌, 邵敏
我国臭氧生成敏感性研究进展
综述了我国目前臭氧(O3)生成敏感性评估方法及其研究进展.总结了不同方法在判定同一区域O3生成敏感性时结果的相似性与差异性,研究指出,我国城区O3生成多处于VOCs控制区,郊区多处于NOx控制区或协同控制区;近年来,我国O3生成敏感性属于VOCs控制区的范围在缩小,NOx控制区和协同控制区的范围逐渐扩大.表明了采用多种方法综合诊断同一区域的O3生成敏感性可提升诊断结果的可靠性,最后提出了我国发展新兴技术及方法以更准确地判定O3生成敏感性的展望.
2024 Vol. 44 (12): 6522-6537 [摘要] ( 141 ) [HTML 1KB] [ PDF 627KB] ( 1407 )
6538 张宇烽, 杨俊俊, 陈婷婷, 万涛, 蔡璜, 张丽莉, 王伯光, 张成亮
西北太平洋台风路径对汕头市秋季臭氧污染的影响
利用2015~2022年西北太平洋热带气旋资料、汕头市国控站点污染物和气象数据、从美国国家环境预报中心(NCEP)获取的全球资料同化系统(GDAS)数据,分析了西北太平洋台风特征及其对汕头市秋季臭氧污染的影响.结果表明:2015~2022年西北太平洋共发生234次台风,夏季台风数量最多,为106次,秋季次之,春冬季较少.利用K均值聚类方法将台风分为W型(西行登陆缅甸老挝型)、L型(西北而上登陆我国型)、C型(我国南海、东海周边消亡型)、ET型(生成后先西北后东北转向型)四类.C、ET型台风期间臭氧浓度最高,气象方面均表现为气温上升,相对湿度下降,太阳辐射增强,且均为静风或小风状态,利于臭氧生成和累积;L型台风期间臭氧浓度显著低于其他类型天,为清洁天,气象方面表现为气温上升、相对湿度升高、太阳辐射偏低,且风速较大,利于臭氧扩散稀释.4类台风污染期间臭氧浓度峰值均出现在15:00-17:00,臭氧区域传输贡献显著,72h气团主要来自东北陆上,O3潜在源区主要为汕尾、惠州、浙江省和福建省.典型台风案例分析结果表明,台风影响时段相比非台风影响时段有着更好的臭氧光化学生成条件(高温度、低相对湿度、强辐射)和更差的扩散条件,台风“梅花”期间污染的区域传输作用显著,臭氧浓度会出现“峰值滞后”现象,我国产生了一条从安徽至江西、粤东的污染传输通道.过程分析结果表明,台风影响时段臭氧源贡献以化学过程为主(41.2%),水平传输(30.3%)和垂直传输(28.4%)次之.
2024 Vol. 44 (12): 6538-6548 [摘要] ( 134 ) [HTML 1KB] [ PDF 3149KB] ( 507 )
6549 丁嘉豪, 谢晓栋, 龚康佳, 薛刘铖, 胡建林
2014~2020年夏季高温热浪期间臭氧变化特征——以长三角地区典型城市为例
选取上海、南京、杭州作为长三角地区典型代表城市,基于观测资料和WRF-CMAQ模式,分析了3个城市2014~2020年夏季高温热浪期间臭氧(O3)的变化特征.结果表明:3个城市夏季高温热浪强度均呈现先上升后下降再上升的趋势,2016和2017年为高温热浪超强年,2014和2018年为高温热浪弱年.热浪期间O3逐小时平均浓度变化呈现“单峰单谷”型,在13:00、14:00达到峰值,6:00达到谷值.各个城市热浪期间平均日最大O3浓度、O3昼夜间平均浓度和O3日最大8h滑动平均浓度(MDA8O3)年际变化趋势相似,上海下降趋势明显,南京呈先上升后下降趋势,杭州总体呈下降趋势,且各城市热浪期间O3浓度随温度的阶段变化特征明显.WRF-CMAQ模式可以较好地模拟3个城市热浪期间的MDA8O3,模拟发现气象条件变化和前体物排放变化对各个城市热浪期间MDA8O3变化的影响不同,气象条件变化对上海热浪期间MDA8O3下降起主导作用,南京热浪期间MDA8O3主要受排放变化影响,杭州热浪期间MDA8O3的变化受气象和排放综合作用的共同影响.同时持续的高温并不是影响O3浓度的唯一气象因素,平均海平面气压和风速对热浪期间MDA8O3也有显著的影响.
2024 Vol. 44 (12): 6549-6558 [摘要] ( 132 ) [HTML 1KB] [ PDF 1769KB] ( 769 )
6559 刘哲, 安兴琴, 王超, 李江涛
基于伴随模式的典型PM2.5和O3双高污染事件减排措施
为了探讨PM2.5和O3双高污染及其有效控制措施,运用GRAPES-CUACE伴随模式对2019年4月19~25日北京市的一次典型双高污染事件进行“源-浓度”敏感性分析,定量评估了本地及周边地区前体物排放对北京市24h平均PM2.5(24-hr PM2.5)和MDA8O3浓度峰值的贡献,并利用伴随模式开展相应的减排措施试验.伴随敏感性分析结果表明,此次北京市双高污染事件的24-hr PM2.5和MDA8O3浓度峰值受到本地及周边地区的前体物排放的共同影响.一次PM2.5 (PPM2.5)排放源对24-hr PM2.5浓度峰值的主要贡献在前48h,其中河北源贡献最大(49.7%),其次是山东源(24.4%)和北京源(20.1%).O3的生成由VOCs控制,NOx和VOCs排放源的主要贡献时段分别为前30h和前38h.其中河北贡献最大,NOx和VOCs分别贡献了27.0%和23.8%,北京源(20.9%和4.9%)次之.双高污染的减排试验结果显示,当北京市24-hr PM2.5浓度峰值达标时,NOx、VOCs和PPM2.5减排比例相近,各省市的减排力度依次为: 河北(55.8%、59.1%和61.3%)、北京(60.0%,47.4%和60.4%)、山东(44.0,51.2%和61.3%)、天津(42.7%,42.7%和42.7%)及山西(44.0%,40.9%和42.7%).而MDA8O3浓度峰值在迭代过程中先上升后下降,达标时需减排较多NOx和VOCs.各省市减排力度依次为河北(67.8%和67.1%)、北京(66.0%和56.3%)、山东(57.3%和59.5%)、天津(50.9%和52.4%)及山西(55.4%和46.0%).
2024 Vol. 44 (12): 6559-6568 [摘要] ( 105 ) [HTML 1KB] [ PDF 3626KB] ( 494 )
6569 李晨, 张芝娟, 陈曦, 叶翠平
基于WRF–CMAQ的晋城市PM2.5与O3复合污染协同控制
利用WRF-CMAQ模式对晋城市一次复合污染事件进行了模拟和源解析.通过设计49组不同比例的VOCs和NOx减排情景,并结合EKMA曲线评估其前体物的科学减排比例.结果显示工业源和交通源是晋城市VOCs和NOx的主要来源.O3污染主要由NOx控制,而PM2.5污染则主要由VOCs控制.不考虑极端减排情景,仅针对O3污染时,最佳的VOCs/NOx减排比例为1:2;仅针对PM2.5污染时,最佳减排比例为2:1.综合考虑PM2.5和O3的协同治理时,最佳前体物VOCs/NOx减排比为2:1.
2024 Vol. 44 (12): 6569-6577 [摘要] ( 113 ) [HTML 1KB] [ PDF 1258KB] ( 529 )
6578 郭伟, 朱凌云, 李雁宇, 陈玲, 闫世明, 李一格
基于无人机观测的不同污染天气O3垂直分布特征
为了解不同污染天气下近地面O3垂直分布及演变特征,利用无人机及机载环境气象设备于2022年8~9月在山西省大同(清洁天)、太原(污染天)、临汾(污染天转清洁天)进行了33次外场观测,获得了近地面500m内每日06:00、10:00、15:00和19:00 O3、总挥发性有机物(TVOCs)、二氧化氮(NO2)和气温、湿度垂直分布.结果表明:O3浓度随高度增加而上升,但15:00主要表现为下降(太原、临汾)或均匀分布(大同);NO2 和TVOCs浓度则均为随高度增加而下降.大同O3垂直分布日变化为随高度垂直递增—均匀分布(或递增减弱)—垂直递增,太原、临汾主要为垂直递增—垂直递减—垂直递增.受不同高度区域输送影响,光化学反应期间(10:00~15:00)垂直方向O3日变幅形成2种类型分别是高空—接地层O3浓度同步增高型和接地层增高—高空基本稳定型.白天垂直扩散条件越好,午后污染峰值期间O3垂直递减越显著.受夜间逆温层影响,边界层中上层储存的O3会持续影响第二日O3垂直分布及地面浓度.各观测城市近地面均为VOCs控制区,随着高度的上升逐渐转为共同控制区及NOx控制区,观测期间O3浓度越高VOCs控制区的高度也越高.
2024 Vol. 44 (12): 6578-6589 [摘要] ( 119 ) [HTML 1KB] [ PDF 1824KB] ( 709 )
大气污染与控制
6590 刘敬乐, 史静, 姜明, 蔡子颖, 姚青, 韩素芹
天津地区气溶胶光学特性及直接辐射强迫研究
利用2021年天津地区太阳光度计观测数据分析获得AOD、AE、FMF、体积谱分布、复折射指数及直接辐射强迫变化特征,结果表明,受春季沙尘天气和夏季气溶胶吸湿增长及二次转化生成影响,春、夏季AOD值分别为0.64和0.61,明显高于秋、冬季,AE季节变化在0.99~1.29.气溶胶粒子体积谱分布呈双峰型特征,粗、细模态粒径谱的峰值分别在春、夏季达到最高,值分别为0.07和0.05μm3/μm2.当AOD>0.4时,细模态粒子峰值浓度明显升高并与粗模态粒子峰值浓度接近.夏季SSA达到0.93,复折射指数实部为1.43,虚部为0.07.冬季AAOD值为0.10,AAE为1.15.较强消光能力的气溶胶粒子集中在AAE为1.0~1.2,SSA为0.90~0.95的范围内.天津地区气溶胶类型主要为混合吸收型粒子,占比为40%,其次为细模态吸收性粒子,占比为33%.气溶胶散射消光能力与相对湿度和FMF增长有直接关系,相对湿度高于60%情况下,气溶胶多为第Ⅲ~第Ⅵ类,当气溶胶为第Ⅶ类时,FMF<0.4;为第Ⅴ类时,FMF为0.4~1.0;为第Ⅰ~第Ⅲ类时,FMF为0.8~1.0.地面、大气层顶和大气中的气溶胶直接辐射强迫均值分别为-71.9,-14.9和57.1W/m2.气溶胶直接辐射强迫与AOD和SSA密切相关,增加单位AOD值,大气层顶、地面和大气中气溶胶直接辐射强迫分别变化-28.4,-99.4和70.9W/m2,其与SSA的相关系数分别为-0.85、0.89和-0.93.随着SSA增大,地面和大气的直接辐射强迫效率绝对值减小,大气层顶直接辐射强迫效率从加热效应逐步转变为冷却效应.对2021年3月9~16日一次雾霾-沙尘天气过程的分析,发现雾霾天气中以城市-工业型气溶胶类型的细粒子污染为主,气溶胶粒子吸湿增长导致细粒子的粒径随污染物的积累增长,同时增强气溶胶的散射能力及其对近地面的冷却作用,对边界层发展起到抑制作用,造成污染物与边界层之间的正反馈机制.
2024 Vol. 44 (12): 6590-6599 [摘要] ( 104 ) [HTML 1KB] [ PDF 1996KB] ( 588 )
6600 周敏, 周扬, 吴宇航, 乔利平, 朱书慧
上海城区冬季大气HONO污染特征及源汇研究
2022年11月6日~2023年1月2日在上海市城区对大气中HONO及相关污染物进行了在线连续观测,并结合箱模式模拟获得了上海城区冬季HONO的浓度水平、变化特征及来源贡献.研究结果显示,上海冬季大气中HONO的平均浓度为(1.17±0.82)×10-9,浓度范围为(0.078~5.32)×10-9,污染天HONO浓度显著高于清洁天,约增加67.2%.HONO的日变化规律与NOx较一致,呈现夜间高、昼间低的变化趋势.基于HONOcorr与不同影响因素的相关性分析,发现NO2的非均相反应可能是夜间HONO的主要来源,而均相与非均相反应(包括光增加反应)均是昼间HONO的主要来源.箱模式模拟显示, HONO昼间来源以NO2在地表面的光增强反应和NO与OH均相反应为主,污染天HONO平均生成速率分别为0.21和0.22×10-9/h,夜间则以NO2的地表面反应和一次源排放为主.污染天由于颗粒物及其组分浓度的上升,导致NO2在不同表面上的非均相光增强反应贡献增加.
2024 Vol. 44 (12): 6600-6607 [摘要] ( 111 ) [HTML 1KB] [ PDF 1911KB] ( 543 )
6608 杨爱琴, 于小红, 陈玲, 闫世明, 朱凌云, 郭伟, 李明明, 李雁宇, 李莹, 贺洁颖
卫星遥感的山西HCHO柱浓度长期变化趋势
利用臭氧检测仪(OMI)HCHO柱浓度数据及其他辅助数据,研究了2013~2022年5~8月去除气温影响的山西HCHO柱浓度长期变化趋势,以及天然源VOCs(BVOCs)和人为源VOCs(AVOCs)排放的变化在HCHO柱浓度变化中的作用.结果表明,研究时段山西HCHO柱浓度均值介于4.1×1015~53.6×1015molecule/cm2之间,年均14.3×1015molecule/cm2,2013~2018年呈上升趋势,2019~2022年波动下降,HCHO柱浓度乡村普遍高于城市.去除气温影响后,相较于2013~2017年,2018~2022年HCHO柱浓度下降区多位于人类活动密集的城镇,上升区多分布于受人为活动影响较小的乡村.在HCHO柱浓度受气温显著影响区域中,大同北部HCHO柱浓度上升与农用地的BVOCs排放增加有关;忻州西部-吕梁北部HCHO柱浓度上升与农用地、稠密灌木、混交林、稀树草原的BVOCs排放增加有关;晋中中部和临汾南部-运城北部HCHO柱浓度的下降,是AVOCs和BVOCs排放共同下降的结果,并且AVOCs减排有重要作用.
2024 Vol. 44 (12): 6608-6616 [摘要] ( 107 ) [HTML 1KB] [ PDF 4700KB] ( 385 )
6617 张弘宇, 翟诗婷, 袁明浩, 徐艺斐, 王申博, 张瑞芹
郑州市冬季重污染过程中PM1和PM2.5的污染特征及来源
利用在线观测仪器于2021年对郑州市一次重污染过程中PM1和PM2.5的化学组分进行了对比观测,利用受体源解析模型、潜在源模型、热力学模型和化学反应速率公式,探究了PM1和PM2.5的来源及二次无机气溶胶生成机制的差异.结果表明,观测期间PM1和PM2.5主导组分均为硝酸根和有机物,但二者在PM1中的占比(35.1%和23.6%)均高于PM2.5(26.3%和18.2%).相较于PM2.5,二次源(37.7%)、生物质燃烧源(10.5%)、工业源(5.2%)和机动车源(37.0%)对PM1的贡献更大,而燃煤源(9.3%)和扬尘源(0.4%)对PM1的贡献较小.此外,省外传输对PM1的影响大于PM2.5.PM1和PM2.5中液相硫酸盐的主导路径均为H2O2的氧化途径,其次PM1中反应路径为过渡金属催化氧化,PM2.5则为O3氧化.PM1中硝酸根的生成可能受气相反应的影响更为显著.PM1低气溶胶含水量浓度下,即可存在较高的NH3气粒分配.
2024 Vol. 44 (12): 6617-6627 [摘要] ( 105 ) [HTML 1KB] [ PDF 2295KB] ( 569 )
6628 张敬东, 杨娇羽, 揭翠, 李鸿鹄, 彭喜燕, 安淼
Mn-Fe改性碳基磁性吸附剂去除Hg0性能及机制
采用溶胶凝胶法制备了一系列Mn-Fe改性碳基磁性吸附剂(MnxFey/C),并评价了其对气态单质汞(Hg0)的脱除性能及抗SO2中毒性能.采用SEM、TEM、BET、XRD、H2-TPR、Raman、XPS等方法对吸附剂理化结构进行了分析,以此探讨了不同MnxFey/C吸附剂性能差异的内在原因.结果表明,在反应温度150℃,Hg0浓度250μg/m3条件下,Mn2Fe1/C的Hg0脱除性能最好,达到99.99%.适当含量Fe的加入会引起Mn-Fe间强相互作用,发生Mn3++Fe3+↔Mn4++Fe2+的氧化还原循环,促进Mn4+的生成,同时降低Mn-O-Mn的化学键强度,增加氧空位(Ov)、活性氧物种(Oα)浓度,从而增强Hg0的吸附脱除性能.此外,Mn2Fe1/C具有良好的抗SO2性能,在2000×10-6SO2浓度下其Hg0脱除率依然保持在80%以上.XPS表明Fe能保护大部分Mn活性位点免受SO2中毒,同时抑制了吸附剂表面硫酸盐的形成与沉积.Mn2Fe1/C可以通过磁分离从粉煤灰中分离出来,其经4次吸附再生循环后仍有95.69%的Hg0脱除效率,具备优越的再生能力,是一种具有应用前景的燃煤烟气汞吸附剂.
2024 Vol. 44 (12): 6628-6640 [摘要] ( 100 ) [HTML 1KB] [ PDF 3934KB] ( 546 )
6641 张俪安, 杜传梅, 许登科, 杨炳文, 刁永发, 沈恒根
磁性玄武岩滤料净化钢铁行业高温烟尘特性
针对钢铁行业高温烟尘中所含的逸散性颗粒具有易磁化的物理特性,提出新型磁性玄武岩纤维的概念及其制备方法,并分析了原位聚合法制备的磁性玄武岩纤维的拉伸性能、耐酸碱性以及耐高温性.同时,基于针刺工艺形成磁性玄武岩滤料,通过测试其孔径分布、机械强力、耐酸碱性能以及耐高温性能,验证磁性玄武岩滤料的适用性.结果表明,原位聚合法会导致原始玄武岩纤维强力下降4.6%,磁性玄武岩纤维表现出耐酸不耐碱的特性,且断裂强度保持率的上限温度为150℃.相较于原始玄武岩滤料,磁性玄武岩滤料的孔径分布更加集中,平均孔径较小.此外,原始玄武岩滤料与磁性玄武岩滤料均表现出耐酸不耐碱的特性,且断裂强度保持率的上限温度为250℃.当过滤风速为5m/min,粉尘浓度为50mg/m3,磁性玄武岩滤料的过滤效率相较于原始玄武岩滤料最大提高了43.67%,且滤料表面负载过程引起的压降升高基本可忽略不计.
2024 Vol. 44 (12): 6641-6650 [摘要] ( 94 ) [HTML 1KB] [ PDF 1480KB] ( 534 )
水污染与控制
6651 章裕, 李嘉懿, 杨俊锋, 周松伟, 汪晓军
DN-PN/A耦合处理低氨氮电镀尾水研究
以物化预处理后的电镀工业园区尾水为处理对象,构建了中试规模连续流形式的反硝化-部分亚硝化-厌氧氨氧化多单元反应器,前置反硝化TIN和COD的去除率为(29.96±10.37)和(73.33±9.6)%,大量溶解性有机物被去除,减少了污染物对后续单元的冲击.亚硝化单元验证了沸石填料的方法有助于实现稳定亚硝化,NAR达到(87.73±22.28)%,长期运行过程中会受水垢影响,水垢清除后性能可恢复.厌氧氨氧化单元为主要脱氮单元,在亚硝化单元失衡情况,依靠AOB与DNB和AnAOB协同作用,能够贡献TIN去除(41.25±14.46)%.微生物高通量测序结果表明,亚硝化反应器检出AOB功能菌Nitrosomonas,相对丰度为5.45%, Anammox功能菌Candidatus Anammoxoglobus,其相对丰度达到25.91%.本文为厌氧氨氧化工艺工程化应用提供理论与实践基础.
2024 Vol. 44 (12): 6651-6657 [摘要] ( 107 ) [HTML 1KB] [ PDF 3573KB] ( 590 )
6658 赖玥华, 赵晓祥, 褚玲珑
压电协同光催化降解咪唑类离子液体
借助双Z型三元催化剂AgI/Ag3PO4/BaTiO3在压电协同光催化条件下高效降解离子液体,该催化剂在120min内对1-己基-3甲基咪唑四氟硼酸盐的去除率可达87.3%,表观速率常数是最佳二元催化剂的1.7倍.淬灭实验结果进一步证明了压电效应对光催化的协同作用,并发现·O2-和h+是降解1-己基-3甲基咪唑四氟硼酸盐的主要活性物质. AgI/Ag3PO4/BaTiO3具有较好的稳定性和重复利用性,3次循环后仍有80%以上的降解率. AgI/Ag3PO4/BaTiO3所具有的双Z型结构可以额外提供电子通道,提高光生载流子的传递速率.此外,压电作用下产生的内置电场能够提高电子-空穴分离效率,从而具有高效降解污染物的能力.
2024 Vol. 44 (12): 6658-6667 [摘要] ( 98 ) [HTML 1KB] [ PDF 3495KB] ( 461 )
6668 薛佳慧, 李彦宇, 邱旭, 肖举强, 李杰, 宋广清
硝酸盐依赖性亚铁氧化脱氮技术研究进展
硝酸盐依赖性亚铁氧化(NDFO)作为一种新型自养反硝化技术,因独特的经济优势和友好的环境效益可以有效解决异养反硝化遇到的瓶颈问题,并为低碳氮比(C/N)废水的处理提供了新的思路.本文概述了NDFO技术的应用进展,总结了不同NDFO功能微生物的特性,同时,从化学和生物作用两个角度揭示了NDFO的内在反应机理.此外,还分析了温度、pH值、Fe/N、有机碳源和阴阳离子等外部因素影响NDFO性能的潜在机制,并讨论了Fe(Ⅲ)矿物对NDFO过程的影响以及抑制细胞结壳的策略.最后,提出了NDFO技术存在的缺陷和面临的挑战,展望了未来的研究方向.
2024 Vol. 44 (12): 6668-6680 [摘要] ( 116 ) [HTML 1KB] [ PDF 1031KB] ( 623 )
6681 张艳杰, 王欢, 董伟羊, 闫国凯, 常洋, 王海燕, 凌宇, 魏有芳, 田梓杨
磺胺甲恶唑/甲氧苄啶对固相反硝化脱氮影响及机制
污水处理厂尾水中存在的抗生素磺胺甲恶唑(SMX)和甲氧苄啶(TMP)是否会影响植物碳源固相反硝化(SPD)技术的脱氮效果,以及影响机制尚不明晰.建立了3个连续流玉米芯SPD(CC-SPD)反应器,对比了反应器的脱氮性能,并通过宏基因组方法分析了影响机制.结果表明:(1)3个反应器平均出水NO3–-N浓度分别为(4.09±0.38) mg/L (RS)、(5.01±0.44) mg/L (RT)和(3.53±0.35) mg/L (RC).50μg/L SMX/TMP对CC-SPD反应器的脱氮性能并无显著影响;(2)SMX/TMP会显著改变微生物的群落结构,但是3个反应器主导的细菌门均为Proteobacteria、Bacteroidetes和Actinobacteria;(3)代谢是微生物群落的主要功能,微生物会增加环境信息处理和细胞过程功能的相对丰度来适应SMX/TMP;(4)50μg/L SMX/TMP并未显著影响与电子供体生成相关的酶和反硝化基因的相对丰度.
2024 Vol. 44 (12): 6681-6690 [摘要] ( 99 ) [HTML 1KB] [ PDF 1868KB] ( 471 )
6691 苗瑞, 田曼琳, 杨祎凡, 米悦, 王磊, 黄丹曦
H2O2&Fe2+预处理对天然有机物膜污染行为的影响机制
选用腐殖酸(HA)代表天然有机物,考察微量H2O2&Fe2+预处理对膜污染的减缓机理及减缓效果关键影响因素.结果发现,无需提供额外酸性条件,投加100μmol/L的Fe2+和H2O2反应20min后,膜通量衰减率可从83%降低到20%,通量恢复率从26%增大到100%,且膜污染减缓能力随反应时间和H2O2&Fe2+投加量的增大在持续增大,远优于同等剂量H2O2、Fe2+或Fe3+的膜污染减缓能力.究其原因,主要因为H2O2&Fe2+可诱导HA产生羧酸,进而触发Fenton反应.Fenton过程的氧化和混凝协同作用,促使HA分子间团聚形成大尺寸絮体并削弱HA在膜面作用力,导致污染物在膜面的吸附累积速率降低,且形成松散的污染层,最终伴随着膜污染的大幅度减缓.
2024 Vol. 44 (12): 6691-6697 [摘要] ( 100 ) [HTML 1KB] [ PDF 839KB] ( 447 )
6698 吕婧, 张涵, 叶卉, 孙金鹏, 辛清萍, 赵莉芝, 林立刚, 丁晓莉, 张玉忠, 李泓
原位生长孤立铁4A-Fe/聚醚砜复合膜的制备及其类Fenton降解苯酚性能
将膜分离与Fenton氧化技术结合,旨在实现有机废水的高效降解和催化剂的连续再利用.采用非溶剂致相分离法制备4A沸石/PES混合基质膜,通过浸渍法在4A沸石表面原位生长孤立铁物种,制备了4A-Fe/PES复合膜.利用SEM、FTIR、XPS等手段对膜形貌和结构进行详细表征.探究该膜在静态和动态条件下对苯酚的降解性能,并比较4A-Fe催化剂在粉末和膜形态下对H2O2分解的影响.结果表明,孤立铁的原位生长使沸石表面粗糙.动态条件下的降解效率显著高于静态,在pH值为2、H2O2添加量为31.6mmol/L、苯酚浓度为200mg/L条件下,仅1min内降解率可达96.1%.催化动力学显示,在pH值为2时,膜态降解速率是粉末态的56倍.经过5次循环,该膜对苯酚的降解率仍保持在90%以上.
2024 Vol. 44 (12): 6698-6707 [摘要] ( 80 ) [HTML 1KB] [ PDF 1817KB] ( 626 )
6708 任晓兰, 牛浩英, 袁进, 端允, 范晓军
耐酸反硝化复合菌群的构建及强化生物脱氮
为增强酸性含氮废水生物脱氮效果和提高水处理微生物对酸性水质条件的适应性,采用“自下而上”的脱氮菌群构建策略,利用统计分析和部分因子实验筛选核心菌株,并围绕核心菌株理性设计构建了一组反硝化复合菌群S119-S136-L22,其在pH值为4.0, NO3--N初始质量浓度200mg/L的条件下,36h硝氮去除率为97.32%.通过全基因组测序并结合各菌株与氮代谢、反硝化作用相关基因分析,推测菌群中菌株S136和L22主要负责将NO3--N还原成NO2--N,S119负责将NO2--N还原为N2.序批式反应器(SBR)研究显示,实验组较空白组NO3--N、TN的去除率分别提高28.99%、28.67%.高通量测序与系统微生物群落互作网络分析表明,相较于空白组,除了Enterobacter、Alcaligenes和Klebsiella,实验组还出现了2个差异功能菌属Cloacibacterium、Serratia.实验组呈现出更为复杂多样的正相关路径,不仅复合菌群中各菌属间呈协同促进作用, Serratia与Acinetobacter、 Achromobacter, Cloacibacteriu与Macellibacteroides和Pleomorphomonas也呈共线性关系.出水TN、NO3--N与微生物菌群互作网络分析,Cloacibacterium主要驱动TN、NO3--N的去除, Pleomorphomonas、Microbacterium、Propionicicella在TN、NO3--N的去除过程中也发挥了重要作用.
2024 Vol. 44 (12): 6708-6720 [摘要] ( 97 ) [HTML 1KB] [ PDF 4131KB] ( 444 )
6721 瞿才燕, 唐溪, 成思源, 关惠泽, 唐崇俭
Anammox污泥中氮代谢与重金属抗性基因的关联性
为揭示不同聚集形态污泥中氮代谢和重金属抗性之间的相互作用,基于宏基因组分析了颗粒污泥、絮状污泥、生物膜中氮代谢基因和重金属抗性基因的丰度分布及关联性.基因丰度分析揭示了颗粒污泥中氮代谢基因总丰度和重金属抗性基因总丰度均高于絮状污泥(分别高24.5%和5.5%)和生物膜(分别高57.9%和16.7%),表明颗粒污泥具有最高的氮代谢潜力和重金属抗性.相关性网络分析进一步显示颗粒污泥网络的平均度分别比絮状污泥网络和生物膜网络高63.0%和54.4%,表明颗粒污泥中氮代谢基因和重金属抗性基因之间相关性最强.因此,颗粒污泥是厌氧氨氧化工艺处理重金属氨氮废水的最佳污泥聚集形态.
2024 Vol. 44 (12): 6721-6728 [摘要] ( 106 ) [HTML 1KB] [ PDF 1463KB] ( 709 )
6729 宋浩然, 徐一航, 陈龙雨, 赵群, 李晨, 曹妍, 张林丰, 胡学伟, 刘树根, 李英杰, 李杰, 田森林
MXene/PMS利用EDTA-Cu催化降解EDTA-Cd性能与机理
在不添加低价态过渡金属条件下,MXene/PMS利用乙二胺四乙酸铜(EDTA-Cu)实现了乙二胺四乙酸镉(EDTA-Cd)的高效降解和Cd的回收.EDTA-Cd和总Cd在30min内的去除率达到80%和95%.增加MXene、PMS和Cu2+浓度均显著增强了EDTA-Cd和总Cd的去除.反应体系主要活性物种是羟基自由基(HO·)和硫酸根自由基(SO4·-).在pH值 3.0~9.0范围内保持了优异的性能,对Cl-、HCO3-、HPO42-和腐殖酸具有良好的耐受性.MXene活化PMS将EDTA-Cu氧化破络,释放出游离Cu离子,并触发Cu(II)/Cu(I)价态循环,强化了PMS的活化,从而实现了EDTA-Cu/Cd的高效降解.MXene对Cu和Cd离子具有优异的吸附能力,实现了重金属的回收.本研究利用重金属络合物本身含有的过渡金属,开发了一种同步实现重金属络合物氧化破络与重金属回收的方法.
2024 Vol. 44 (12): 6729-6740 [摘要] ( 92 ) [HTML 1KB] [ PDF 1454KB] ( 527 )
6741 胡雨露, 王驰, 王涛, 曾巧, 李凯
水稳定PEI@UIO-67-bpy复合材料的制备及对Cr(VI)的吸附
使用溶剂热法制备了水稳定性较好的UIO-67-bpy,再通过简单的浸渍法将含有大量氨基官能团的聚乙烯亚胺(PEI)引入UIO-67-bpy,进一步加强稳定性并提升对Cr(VI)的吸附性能及循环再生能力.动力学实验表明吸附在90min时达到吸附平衡且去除率高达99%,PEI@UIO-67-bpy对Cr(VI)的吸附符合拟二级动力学模型.Langmuir等温线模型得出的理论最大吸附量为297.7mg/g.循环再生实验表明,Cr(VI)的去除效率在5次循环后保持在95%以上.PEI@UIO-67-bpy对Cr(VI)的去除涉及静电作用及Cr(VI)的还原.总而言之, PEI@UIO-67-bpy是一种制备简单,稳定性及吸附性能良好,且能循环使用的优秀吸附剂.
2024 Vol. 44 (12): 6741-6752 [摘要] ( 108 ) [HTML 1KB] [ PDF 7335KB] ( 455 )
6753 陈爱侠, 蒲马雪儿, 吕露雪, 卫潇, 高雅君, 范志杰
热处理耦合酸活化对铝污泥吸附磷酸盐影响
给水厂铝污泥(AIS)因其内部丰富的铝铁氧化物使其对磷酸盐具有一定的吸附螯合能力.然而铝污泥成分复杂,所含杂质会抑制对磷酸盐的吸附.通过简单的热处理耦合酸活化的方式,研究铝污泥杂质的去除和吸附容量的提高,结果表明:在600℃下热处理1h,使用2.0mol/L盐酸以固液比为1:1进行酸活化,处理后的铝污泥(HA-AIS)对磷酸盐的吸附量高达18.3mg/g,是原生铝污泥的2.4倍.其在阴阳离子共存和金属离子溶出实验中显现一定的稳定性.吸附动力学和热力学研究说明其主要为化学吸附.结合SEM、XRD和BET等表征分析,吸附机理以配体交换为主,静电引力、氢键和表面沉积也起一定作用.该研究为铝污泥处置和磷污染控制提供了新思路,实现了“以废治废,变废为宝”的双赢策略.
2024 Vol. 44 (12): 6753-6763 [摘要] ( 89 ) [HTML 1KB] [ PDF 1781KB] ( 501 )
6764 郭雅萍, 陈小琦, 张帆, 吴文霆, 张倩
生源性Cu/GO复合材料阳极激活PMS降解活性黑5
利用S.oneidensis MR-1(MR-1)菌的胞外还原作用,制备铜/氧化石墨烯复合材料(MR1-Cu-GO)作为电催化(EC)及过一硫酸盐(PMS)协同催化剂.表征结果显示,所得MR1-Cu-GO具有良好的小尺寸Cu物种分布(粒径约为5~10nm),且Cu物种以CuCl2、CuO和Cu2(OH)2CO3混合态为主.活性黑5(RBK5,10mg/L)降解效率测试显示,MR1-Cu-GO/PMS,MR1-Cu-GO/EC,MR1-Cu-GO/EC/PMS体系对RBK5均有良好的降解效率.其中MR1-Cu-GO/EC/PMS体系降解效率最高,在外加电流为50A/m2,PMS初始浓度为3mmol/L的最佳条件下,借助HO·和SO4·-等活性物质的产生,在30min内可以达到100%的RBK5降解率.
2024 Vol. 44 (12): 6764-6774 [摘要] ( 102 ) [HTML 1KB] [ PDF 2284KB] ( 632 )
6775 徐湛禹, 陆心怡, 汤翀, 潘玲阳, 李龙雪, 魏晓丽, 倪草梅, 李刚, 王振
阴极层构型对电极氨氧化人工湿地运行性能的影响
在电极氨氧化型人工湿地(CW)中设置阴极层,促进其中阴极自养反硝化作用的发生,并探究了阴极层构型对系统运行性能的影响,解析且阐释了对应条件下装置中的微生物特性及氮素转化过程.结果表明,阴极层构型会显著影响其中关键功能微生物的丰度,导致该区域内阴极自养反硝化作用的强度不尽相同,随之造成了装置脱氮产电性能的差异.当在电极氨氧化型CW的阴极层中布设生物阴极且填充废砖块时,阴极层较大的比表面积、较高的水溶性盐总量及Fe含量提高了其中参与阴极自养反硝化反应的功能微生物(尤其是Geobacter、Thauera、Thiobacillus、Pseudomonas和Hydrogenophaga)的丰度及活性,使阴极自养反硝化作用得到较大程度的强化并在系统中形成了以电极氨氧化-阴极自养反硝化为主的多路径耦合脱氮体系.此时装置具备理想的运行性能,其COD、TP、TN和NH4+-N去除率分别稳定在(88.79±2.58)%、(98.19±0.72)%、(91.34±3.58)%和(96.78±2.90)%,输出电压和输出功率密度峰值分别为(787.99±89.43)mV和214.41W/m3.本研究可为新型强化脱氮CW工艺的研发与设计提供参考.
2024 Vol. 44 (12): 6775-6786 [摘要] ( 97 ) [HTML 1KB] [ PDF 2403KB] ( 383 )
6787 冯亚男, 谭宇宸, 李皓芯, 张茜, 张天阳, 李子富, 孙文俊, 敖秀玮
远紫外线技术在水处理领域应用的研究进展
介绍了包括氯化氪准分子灯在内的Far-UVC辐射光源,重点阐述了Far-UVC对水中微生物灭活和有机微污染物降解的机理和研究进展.在微生物灭活方面,Far-UVC通过破坏微生物的核酸、蛋白质和脂质对病原体造成不可修复的损伤致使微生物灭活;在微污染物控制方面,Far-UVC的光子能量高于绝大部分化合键的解离能,同时部分有机微污染物和氧化剂在Far-UVC处的特征吸收增强,使有机微污染物得到有效降解;现有研究表明,Far-UVC对水中部分微生物的灭活和有机微污染物的降解效果甚至优于其他UV波段.此外,分析了背景水质对Far-UVC技术的影响.最后,对未来Far-UVC技术的研究工作进行了展望,旨在为该技术用于水处理领域的研究与应用提供参考与指导.
2024 Vol. 44 (12): 6787-6795 [摘要] ( 118 ) [HTML 1KB] [ PDF 427KB] ( 615 )
6796 张袤, 李祥, 王军, 袁砚, 黄勇
GAC颗粒电极的改性制备及处理老龄垃圾渗滤液
针对老龄垃圾渗滤液中难降解污染物难以生化处理的需求,而常规固定极板电化学系统存在极板钝化、空间利用率和处理效能低等缺陷,采用浸渍法制备改性Mn-GAC颗粒电极,并构建三维电解系统,考察其对老龄垃圾渗滤液的综合降解效果.结果表明:通过预实验及扫描电镜(SEM)等方法表征,在焙烧时间3h、焙烧温度600℃、浸渍时间8h条件下可制备出性能良好的颗粒电极;在反应初始pH值为3、颗粒电极投加量33.3g/L、电流密度160mA/cm2、搅拌转速700r/min条件下,老龄垃圾渗滤液中的COD、TP、NH4+-N、TN去除率可达81.56%、99.62%、62.82%、82.47%,且能耗仅有0.125kWh/g,通过氧化机制分析表明污染物的去除主要由·OH和活性氯所主导的间接氧化作用来完成,占总贡献的70%.
2024 Vol. 44 (12): 6796-6806 [摘要] ( 93 ) [HTML 1KB] [ PDF 1998KB] ( 563 )
土壤污染与控制
6807 朱晓艳, 卢禹晗, 武忠, 董向前, 王琪琛, 柳钟惠, 路永正
外源氮磷输入对泥炭地DOM结构复杂性的影响
通过对兴凯湖长期N、P添加平台设置不同浓度的处理,分析DOM的浓度和光谱学特征,来探究外源N、P及其交互效应对泥炭地DOM结构复杂性的影响.研究结果表明,外源N、P输入没有显著改变DOM的浓度,但DOM的芳香化程度在高氮(N(2))、低磷(P(1))以及NP交互效应下显著提高了58.5%~82.9%.此外,高磷(P(2))和低氮高磷(N(1)P(2))处理增加了DOM的内源输入.DOM的荧光组分主要以类腐殖质物质和类蛋白质物质为主,单独N、P处理提高了类蛋白质含量,而NP交互效应增加了类腐殖质含量.这些结果表明外源N、P输入会通过刺激植物生长以及促进微生物活性来增加DOM的结构复杂性.
2024 Vol. 44 (12): 6807-6816 [摘要] ( 95 ) [HTML 1KB] [ PDF 1113KB] ( 514 )
6817 杨烨宇, 李程, 杨忠芳, 张起钻, 王磊, 邹胜章, 韦华周, 莫佳蓉
广西横州市岩溶与非岩溶区耕层土壤Zn通量特征
以广西横州市岩溶区和非岩溶区为研究区,针对耕层土壤Zn的输送途径和年输送通量密度进行对比研究.结果表明,受成土母质影响,岩溶区表层土壤Zn含量明显高于非岩溶区,岩溶区和非岩溶区土壤Zn的输入量受人类活动影响较大,主要输入途径均为大气沉降,年输入通量密度均值分别为494.15和484.99g/(hm2·a);主要输出途径为农作物收割,年输出通量密度分别为490.63和580.12g/(hm2·a),受铁锰结核和灌溉水影响,非岩溶区年输出通量密度略高;研究区年净输入通量整体表现为Zn累积状态.
2024 Vol. 44 (12): 6817-6827 [摘要] ( 104 ) [HTML 1KB] [ PDF 1419KB] ( 477 )
环境生态
6828 王大玲, 杨雨虹, 贺惠, 米铁柱, 甄毓
氨氧化微生物对硝化潜势和N2O生成的贡献
采用逆转录实时荧光定量PCR技术,分析了春季东海表层沉积物中氨氧化微生物amoA基因表达水平的空间分布特征;并通过培养实验,探究了沉积物中活性氨氧化细菌(ammonia-oxidizing bacteria, AOB)及氨氧化古菌(ammonia-oxidizing archaea, AOA)对硝化潜势和N2O生成的相对贡献.结果显示,表层沉积物中AOA amoA基因表达水平(4.49×102~2.17×106copies/g)显著高于AOB(6.60×101~7.65×105copies/g),二者的amoA基因表达水平均表现出近岸低(AOA: 8.92×105copies/g;AOB:2.06×103copies/g)、远岸高(AOA: 1.05×106copies/g; AOB:4.06×104copies/g)的空间分布特征;近岸沉积物的硝化潜势高于远岸;从近岸到远岸,硝化过程由AOA主导逐渐转变为AOB主导.在N2O生成过程中,NH4+的添加能显著促进N2O的生成;相对于AOA,AOB在N2O生成过程中发挥着更加重要的作用.
2024 Vol. 44 (12): 6828-6837 [摘要] ( 101 ) [HTML 1KB] [ PDF 989KB] ( 467 )
6838 李敏娟, 燕文明, 陈翔, 李琪, 何翔宇, 吴婧玮, 郭梓锐
锁磷剂-苦草联用对沉积物水界面中钴的影响研究
为探究水生植物和锁磷剂(LMB)耦合作用对浅水湖泊沉积物溶解态钴(Co)的去除效果和机制,以富营养化的太湖梅梁湾底泥为研究对象,基于高分辨孔隙水采样技术(HR-Peeper)开展室内模拟实验研究(对照组、锁磷剂组、苦草组及联用组),解析原位状态下(加入修复材料后的第15,35和66d)10~-100mm间隙水中溶解态Co、Fe(II)及锰(Mn)的垂向分布特征.结果表明,LMB及苦草均可显著改善沉积物剖面氧化还原环境(P<0.05);较对照组,实验组沉积物剖面中溶解态Co浓度下降了0.59%~38.18%;联用时Co的释放和迁移主要受苦草根际Fe/Mn斑吸附和锁磷剂吸附作用共同控制,且锁磷剂可促进苦草生长;表层0~2cm底泥中可提取态(F1+F2+F3)占比为54.91%~80.49%,两者联用促进了酸可提取态Co向可还原态和可氧化态的转化;沉积物-水界面Co的释放主要受Mn的氧化还原控制.
2024 Vol. 44 (12): 6838-6845 [摘要] ( 107 ) [HTML 1KB] [ PDF 1297KB] ( 532 )
6846 叶凌, 黄镜洁, 尹琼琳, 谢磊, 白雪, 庞晴晴, 赵举, 杨维功, 彭福全, 朱翔, 杨飞, 汪龙眠
土地利用对黄河上游河流碳氮循环微生物的影响
以黄河上游干旱半干旱区典型河流清水河为研究对象,结合宏基因组技术揭示土地利用方式对流域水体碳氮循环微生物影响.结果发现,林地用地对水体污染较小,其中NH4+-N、NO3--N、TN、COD平均浓度分别为0.19、1.35、1.66、21.92mg/L,城乡用地造成水体NH4+-N(4.23mg/L)、COD(48.8mg/L)浓度增加,农田用地导致水体NO3--N(21.62mg/L)、TN(31.59mg/L)浓度增加.硝化基因amoAB、nxrAB与碳循环基因sucCD、IDH13、mdh、porAB、gap2在林区河段的相对丰度较高;而反硝化基因napAB、nirKS、nosZ在城乡区河段、农田区河段相对丰度较高.林区河段、城乡区河段碳氮功能优势微生物种类(>20种)高于农田区河段(15种).微生物网络关系表明,城乡区河段和农田区河段相关性边数小于35,林区河段大于35,林区河段微生物网络结构更加复杂.城乡区河段,Paracoccus、Sphingomonas菌属与NH4+-N呈显著负相关,Thalassiosira菌属与NO3--N呈显著正相关;农田区河段,Leptothrix、Methylocystis与NH4+-N、COD呈显著负相关,Acidovorax、Flavobacterium、Hydrogenophaga与NO3--N呈显著负相关.
2024 Vol. 44 (12): 6846-6857 [摘要] ( 185 ) [HTML 1KB] [ PDF 2454KB] ( 565 )
6858 张松贺, 段如菲, 罗敏, 陈辉, 杨剑
长荡湖前置库悬浮颗粒物特征及与水质间的关系
为探究前置库内悬浮颗粒物(SPM)特征及对水质的潜在影响,对2022年12月(枯水期)、2023年4月(平水期)及8月(丰水期)长荡湖大浦港前置库上、中、下游区域水体SPM粒径特征和空间分布,以及水质的净化效果进行了分析,并结合原位试验分析了丰水期SPM的拦截机理.结果表明,前置库对NH4+-N、TN和TP的去除率最高分别达46.42%、51.59%和36.83%,入库区域对污染物削减贡献大.表层水体内SPM粒径对SPM中TOC(P=0.018)和TN浓度(P=0.011)有显著影响,粒径增加携带的碳、氮浓度也相对增加.原位试验结果显示表层和底层水体捕获的沉降颗粒物内TN和TP浓度分别是自由水体的2.33~5.25和4.53~5.72倍,且水体氮、磷浓度与SPM内氮、磷的浓度分布呈负相关,表明SPM作为污染物的运输和吸附载体,通过吸附、沉降等作用影响水体污染物的转化.前置库能够通过去除SPM而改善入湖水质,为高浊度水体的治理提供了依据.
2024 Vol. 44 (12): 6858-6864 [摘要] ( 113 ) [HTML 1KB] [ PDF 1189KB] ( 632 )
6865 刘欢, 王娜, 张海涵, 刘涛, 马奔, 刘祥, 潘思璇
人工紊流对铜绿微囊藻生理生化的影响
为探明水体扰动对藻类生长和生理学影响机制,研究了人工紊流扰动下铜绿微囊藻细胞的生长代谢和光合作用.结果表明:适当的扰动能促进铜绿微囊藻细胞对氮磷的吸收,从而促进藻类的生长,而过高的扰动则会抑制藻类生长.同时,适宜的扰动增加了藻细胞的光合活性和光合速率及三磷酸腺苷(ATP)的生成.试验进行14d时,400r/min扰动组中的光系统II(PS II)有效量子产量(Y(Ⅱ))是扰动前的3.77倍.而500r/min转速下,铜绿微囊藻细胞通过产生更多的抗氧化酶来抵抗积累的活性氧(ROS)对细胞带来的氧化损伤,以维持细胞自身的正常生长.三维荧光结果表明,适宜的扰动会促进藻类胞内有机物(IOM)的生成.因此,在蓝藻水华暴发的水体中通过一定的紊流扰动可在一定程度上实现原位抑藻.
2024 Vol. 44 (12): 6865-6873 [摘要] ( 108 ) [HTML 1KB] [ PDF 1518KB] ( 452 )
6874 刘音利, 廖忠鹭, 王芃玮, 詹晨灿, 谭鑫敏, 王宇昊, 马浩翔, 纪晓亮
平原河网溶解无机氮来源的稳定同位素示踪——以温瑞塘河为例
选择浙江典型平原河网—温瑞塘河为研究区,联合多种水化学参数和稳定同位素(δ15N/δ18O-NO3-、δ15N-NH4+、δ18O-H2O),识别了水体溶解无机氮(DIN)污染的时空分布特征和主要来源,在此基础上,构建了一种耦合硝酸盐和氨氮浓度及其同位素和贝叶斯污染源解析模型(SIAR)的DIN定量源解析方法,计算了温瑞塘河各污染源对DIN的贡献率.结果表明:温瑞塘河DIN污染严重,其浓度变化范围为1.43~12.88mg/L,氨氮、硝酸盐和亚硝酸盐分别占DIN的63%、35%和2%;DIN污染呈现明显的时空异质性,时间上DIN浓度呈现丰水期<平水期<枯水期的变化趋势,空间上呈现主河道<支流,城乡结合部河道<城市河道的特点;研究区DIN转化以硝化过程为主,反硝化过程不明显;模型计算结果显示粪便污水、土壤氮、化肥和大气沉降对丰水期水体DIN的贡献率分别为 (71.29 ± 14.24)%、(18.96 ± 13.89)%、(6.78 ± 5.91)%和 (2.97 ± 2.28)%,对平水期DIN的贡献率分别为 (57.51 ± 15.53)%、(25.01 ± 16.45)%、(15.24 ± 8.19)%和(2.25 ± 2.28)%,对枯水期DIN的贡献率分别为 (57.60 ± 16.27)%、(26.75 ± 17.58)%、(13.03 ± 7.95)%和 (2.61 ± 2.55)%;不确定性分析结果表明土壤氮和粪便污水贡献率存在较大的不确定性.本研究建立的DIN溯源方法能够有效计算不同污染源对水体DIN的贡献率,弥补了以往研究只单独解析硝酸盐或者氨氮来源的不足.
2024 Vol. 44 (12): 6874-6885 [摘要] ( 109 ) [HTML 1KB] [ PDF 1905KB] ( 545 )
新污染物
6886 申祖武, 罗浩伟, 覃琦露, 安淼, 杨俊, 宋永伟
高级氧化法去除水中内分泌干扰物的研究进展——基于硫酸根自由基
由于现代工业的快速发展,在水环境中广泛检测到具有高生态毒性的内分泌干扰物(EDCs).基于硫酸根自由基的高级氧化工艺(SO4-·-AOPs)因其高氧化潜能以及与其他AOPs相比在EDCs修复中的有效性而被广泛认可.本文首先综述了不同过硫酸盐(PS)活化方法(如过渡金属活化、碳材料活化、热活化、紫外活化、电化学活化和超声活化)的活化机理及其在去除EDCs中的应用,指出各活化方法的优点和局限性,并总结一些提升其活化性能的有效策略.其次,介绍了以亚硫酸盐作为产生SO4-·的新型前体的应用,并强调EDCs降解过程中中间产物的毒性变化.最后,对研究进展进行总结和展望.未来可考虑扩大机器学习在预测SO4-·对不同EDCs的反应性、氧化机制、生成的转化产物及其毒性等方面的研究,从而进一步提高SO4-·-AOPs的实际应用潜力.
2024 Vol. 44 (12): 6886-6907 [摘要] ( 103 ) [HTML 1KB] [ PDF 1564KB] ( 1231 )
6908 顾晓云, 嘎玛卓玛, 叶鑫彤, 鲁旭阳, 刘琛
拉萨河内分泌干扰物与个人护理品的赋存与风险
选取雅鲁藏布江最大支流拉萨河,研究其干流及主要支流枯水期表层水中9种典型内分泌干扰物(EDCs)和个人护理品(PCPs)的赋存,分布,来源及生态风险.结果表明,拉萨河中EDCs和PCPs类污染物检出率为53%~100%,其中双酚A,三氯卡班,雌三醇和咖啡因检出率>90%,各污染物平均浓度范围2.28~19.45ng/L,咖啡因和三氯生浓度最高,分别达36.8和27.4ng/L.污染物从上游至下游呈逐渐增加趋势,中上游以甾类EDCs为主且支流浓度高于干流,来源于牛羊粪便,中游水库对甾类EDCs具有明显消减作用,下游则以酚类EDCs和PCPs为主要污染物,来源于工业废水和生活污水,流经拉萨市区至汇入雅鲁藏布江前的干流段为高污染区域.依据风险熵值评价,拉萨河水生态风险整体呈下游>中游>上游趋势,鱼类相比藻类和水蚤更为敏感,甾类EDCs(17α-乙炔基雌二醇,17β-雌二醇,雌酮)对鱼类呈高风险,辛基酚在浓度较高的下游对藻类呈中风险,三氯生对水生生物风险较低,双酚A和三氯卡班无风险.
2024 Vol. 44 (12): 6908-6920 [摘要] ( 103 ) [HTML 1KB] [ PDF 1997KB] ( 870 )
6921 赵文博, 苏冰琴, 张霞玲, 宋鑫峂, 林嘉伟, 卫月星
Fe(VI)@PMS双氧化体系降解废水中的尼泊金甲酯
采用高铁酸钾活化过一硫酸盐(Fe(VI)@PMS体系)降解废水中的尼泊金甲酯(MeP).考察了不同Fe(VI)投加量,PMS浓度,初始pH值,反应温度,MeP初始浓度和共存离子对MeP降解性能的影响.基于Box-Behnken实验设计进行了多因素实验,拟合了MeP降解率与Fe(VI)投加量, PMS浓度和初始pH值之间的关系,优化了反应条件.结果表明,在Fe(Ⅵ)投加量为0.92g/L, PMS浓度为1.08mol/L,初始pH值为6.83,反应温度25℃的条件下,反应60min MeP的降解率可达99.03%,与模型预测MeP最大降解率99.17%相近,表明该响应面模型具有较好的模拟和预测能力.Cl-, NO3-, HCO3-和SO42-对MeP的降解均没有显著影响.活性氧化物种鉴定实验证明, MeP的降解由自由基(·OH和SO4-·)和非自由基(1O2)氧化共同完成,其中1O2发挥主要作用.液相色谱-质谱联用(LC-MS)分析显示,MeP降解的主要途径包括羟基化和脱羧反应.ECOSAR毒性分析显示,Fe(VI)@PMS体系可以显著降低MeP的毒性,最终将MeP分解为无毒无害的产物.
2024 Vol. 44 (12): 6921-6934 [摘要] ( 123 ) [HTML 1KB] [ PDF 2185KB] ( 901 )
6935 陆正义, 王永全, 蔡蓝燕, 曾静, 叶荣斌, 洪俊明
MOF衍生FeOOH-MnOx活化PMS降解盐酸四环素
以金属有机框架(Mn-MOF-74)为前驱体,通过煅烧后引入Fe2+合成FeOOH-MnOx, 并将其作为催化剂有效活化过硫酸盐降解盐酸四环素(TCH).通过X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等表征证明催化剂为交织多面体结构.BET测试表明FeOOH-MnOx的比表面积约为改性前的2.25倍,为暴露更多的活性位点提供了条件.在最佳条件下(10mg/L TCH,0.1g/L催化剂,1mmol/L PMS),FeOOH-MnOx/PMS体系中TCH去除率为92.5 %,在无机离子干扰和真实水环境下具有良好的稳定性和适应性.电子顺磁共振(EPR)和猝灭实验结果表明O2·-为降解体系中的主要活性物质.XPS结果显示了Fe2+的成功引入,Fe、Mn共存可以促进Mn(III)/Mn(II)和Fe(III)/Fe(II)的转化,加快电子转移速率,进一步提高催化性能.
2024 Vol. 44 (12): 6935-6948 [摘要] ( 99 ) [HTML 1KB] [ PDF 4122KB] ( 1193 )
6949 张秦铭, 和莹, 王蕾, 王若瑶, 周弛, 范智超, 于海斌, 郑晓燕
液相微萃取技术在环境水体新污染物检测中的研究进展
系统回顾了近年来液相微萃取在环境水体新污染物检测中的研究进展,指出单滴微萃取通过采用液滴支撑物、动态或连续流动萃取等策略提高萃取效率;中空纤维液相微萃取通过优化受体相、支撑液膜、纤维类型等提高方法性能,具有高效性、稳定性、选择性的特点;分散液液微萃取主要侧重萃取剂的选择、分散程度及分离方式,因其快速高效特点成为研究热点.液相微萃取技术日趋成熟,在环境水体新污染物检测中有广阔应用前景.建议在环境监测分析方法标准制修订中优先考虑将其应用在超痕量新污染物的分析和现场应急快速检测等方面.
2024 Vol. 44 (12): 6949-6961 [摘要] ( 106 ) [HTML 1KB] [ PDF 708KB] ( 669 )
6962 李雪, 罗玉华, 李华, 闵芮, 周添红, 张洪伟
水环境中微塑料与微生物的相互作用研究进展
基于已有的研究与文献,综合论述了近年来水环境中微塑料与微生物的相互作用,发现微塑料不仅可作为微生物的移动载体,还会影响微生物群落的结构和功能,微生物在微塑料的降解中起着重要作用.此外,文章进一步探究了微生物对微塑料的降解机制,并对未来该领域研究和重点关注方向提出建议,为后续微塑料去除的深入研究提供理论参考.
2024 Vol. 44 (12): 6962-6971 [摘要] ( 111 ) [HTML 1KB] [ PDF 1317KB] ( 588 )
6972 刘晓伟, 李卫明, 严康, 肖鸣, 李轩, 王芳炜, 李映成, 高雅坤, 丁爽, 方子杰, 李鸿
黄柏河流域梯级水库微塑料污染特征及生态风险评估
为探究微塑料在梯级水库中的污染特征,以黄柏河东支4座梯级水库为研究对象,通过体视显微镜、傅里叶变换红外光谱仪对微塑料的表观特征以及聚合物成分进行鉴定统计,采用污染风险指数、污染负荷指数与潜在生态风险指数对研究区域微塑料污染的生态风险进行评估.结果显示,表层水与沉积物中的微塑料丰度分布与特征组成均存在显著差异,表层水和沉积物中微塑料平均丰度分别为(2.30±0.63)n/L和(0.79±0.20)n/g,坝前区表层水微塑料丰度高于库中区,表明坝前可能是微塑料潜在富集区域,而沉积物微塑料高丰度点位集中在上游玄庙观水库,这与黄柏河治理前农业活动及生活垃圾污染有关,反映了沉积物中微塑料的长期积累.在所有微塑料颗粒中,聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)为主要聚合物类型,黑色和蓝色为主要颜色.在表层水中微塑料主要形状为纤维,而沉积物中则以碎片状微塑料为主.从粒径分布上看,小粒径微塑料(0~300μm)占主导地位,沉积物中小粒径微塑料比例(82.38%)远高于表层水(42.96%).污染风险指数结果表明,表层水和沉积物生态风险达到中等风险水平,污染负荷指数和潜在生态风险指数表明各点位微塑料污染状况处于轻微污染,生态风险等级为Ⅰ级.
2024 Vol. 44 (12): 6972-6983 [摘要] ( 129 ) [HTML 1KB] [ PDF 2797KB] ( 795 )
6984 管硕, 金中武, 丁兵, 顾延生, 刘小光
全氟辛酸物种敏感性分布平均模型及生态风险评估
收集并筛选了30个水生物种及其相关的53个单一毒性数据,基于不同的毒性终点数据,构建了全氟辛酸(PFOA)的优化物种敏感性分布(SSD)模型.为了降低模型选择的不确定性,采用了模型平均法,并将其应用于生态风险评价.根据致死、生长抑制、繁殖毒性及生化毒性数据,推导得出的预测无效应浓度(PNEC)值分别为2.09, 0.02, 0.006和0.024mg/L.值得注意的是,在PFOA暴露下,水生物种的繁殖终点表现出最高的敏感性,因此,选取基于繁殖毒性终点的PNEC值作为PFOA的水生生物标准(ALC).此外,还收集了长江流域地表水中的PFOA暴露浓度数据,并运用危害商值法(HQ)对长江流域地表水的生态风险进行了评估.研究结果显示,在所考察的12个长江流域站点地表水中,所有地表水样品的HQ值均在0.0004~0.04之间,表明长江流域中PFOA的生态风险处于低水平状态.本文的研究结果将为中国水生生物保护和降低PFOA生态风险提供重要参考.
2024 Vol. 44 (12): 6984-6992 [摘要] ( 122 ) [HTML 1KB] [ PDF 649KB] ( 460 )
环境毒理与健康
6993 邹巍巍, 邵彦川, 胡丽条, 高鸣, 杨建勋, 刘苗苗, 方文, 毕军, 马宗伟
中国NO2健康风险与区域发展关联性研究
使用2007~2020年间来自卫星遥感反演的0.1度地表NO2数据评估了相关的健康负担,并结合随机效应模型探讨了区域发展与健康负担之间的关系.结果表明NO2相关死亡通常发生在各省的核心经济区域,2020年由于NO2暴露导致的过早死亡人数为301873人,其中2007~2013年间死亡人数增加了23790人,而2013~2020年间减少了80478人.研究发现人均国内生产总值(pcGDP)与全因死亡之间存在环境库兹涅茨曲线效应,大部分情况下经济发展将会导致NO2相关死亡的增加,对于pcGDP较高的地区这种增长趋势有所减缓,而城市化与死亡人数增加呈线性相关.本研究结果可以为中国不同地区的可持续发展提供借鉴.
2024 Vol. 44 (12): 6993-7000 [摘要] ( 109 ) [HTML 1KB] [ PDF 1576KB] ( 464 )
7001 李国锋, 于金秋, 王宏, 池海峰, 林姗娜, 蔡超
基于机器学习的重金属毒性及生态风险预测
以土壤典型重金属镉(Cd),铜(Cu),铅(Pb)和锌(Zn)为研究对象,蚯蚓为土壤模式生物,采用文献法搜集已发表论文中重金属对蚯蚓繁殖的半数有效浓度(EC50)与所对应的土壤理化性质数据共113组,分析不同数据间关联性,揭示土壤理化因子对重金属生物毒性的影响规律.利用随机森林(RF),梯度提升决策树(GBDT),极限梯度提升(XGBoost),K近临(KNN)和支持向量机(SVR)5种机器学习算法构建机器学习模型,研选最佳模型并开展我国土壤重金属潜在生态风险阈值预测.结果表明,重金属在不同类型土壤中毒性存在显著差异,重金属对蚯蚓的繁殖毒性强弱趋势表现为Cd>Cu>Pb≈Zn.不同土壤理化性质对重金属生物毒性的影响规律不同,其中土壤pH值是影响重金属Pb和Cd的主要因素,对重金属蚯蚓繁殖毒性变化的贡献率分别为57.2%和69.0%;阳离子交换量和有机质含量则分别是重金属Cu和Zn生物毒性的主要影响因子.从模型拟合优度和预测精度对比分析基于土壤理化因子构建的重金属生物毒性机器预测模型的性能,XGBoost模型对Cd,Cu和Zn的生物毒性预测表现较好,而RF模型对Pb的生物毒性预测更准确,训练集和测试集的R2分别达0.939和0.886.利用研选的重金属生物毒性预测模型开展我国34省土壤中重金属生态风险阈值预测,结果发现不同区域土壤潜在生态风险存在明显差异.研究结果可为基于土壤理化性状的重金属生态毒性和潜在生态风险的准确预测与合理评估提供了新的策略.
2024 Vol. 44 (12): 7001-7010 [摘要] ( 125 ) [HTML 1KB] [ PDF 1508KB] ( 656 )
7011 侯俊, 范玥, 杨梓俊, 吴军, 尤国祥, 苗令占
金属多酚基纳米材料的抗菌性能
以单宁酸和多种不同的金属为原料,通过一步共混法制备金属多酚基纳米抗菌材料(MPNs),并将其应用于对革兰氏阴性菌(大肠杆菌)以及革兰氏阳性菌(金黄色葡萄球菌)的抗菌研究.结果表明,MPNs在光下能够协同光热抗菌和光动力抗菌,从而在不引发细菌耐药性的同时高效抗菌, MPNs体系中金属的掺杂在一定程度上有助于MPNs在光下的抗菌性能.以抗菌效果为指标筛选出一种具有最优抗菌效果(大于98%)的金属多酚基半导体纳米抗菌材料(TA@Fe-TiO2MPN),并通过紫外可见固体漫反射以及XPS分析探究其抗菌机制.结果表明,由于TA@Fe金属多酚网络在TiO2上引入的氧空位, TA@Fe-TiO2MPN具有宽广的光响应范围以及增强的电子活性,使得TA@Fe-TiO2MPN在全波段光照下具有增强且持续的活性氧产生能力(羟基自由基·OH和单线氧1O2)以及接近100%的抗菌性能.
2024 Vol. 44 (12): 7011-7023 [摘要] ( 120 ) [HTML 1KB] [ PDF 3829KB] ( 754 )
碳排放控制
7024 高顺, 欧金沛, 黄晓蕾, 黄英剑, 谢纪腾
基于OCO-2卫星的中国人为碳排放时空变化与社会经济影响分析
利用OCO-2碳卫星二氧化碳柱浓度(XCO2)数据,结合时空克里格和XCO2异常计算方法,研究2015~2021年中国地区XCO2异常的时空变化趋势,并基于随机森林算法定量分析社会经济影响因素对XCO2异常的影响.结果表明,2015~2021年中国地区XCO2异常在时间上呈现显著的周期性变化趋势,尤其在冬季会出现显著的波峰,在空间上呈现东高西低、南高北低的梯度分布.基于OCO-2卫星的XCO2异常空间分布与人为排放清单基本一致,特别在大空间尺度和高排放地区,XCO2异常值更能有效地展示人为碳排放的空间分布特征.在省级尺度下,GDP、地方财政支出、人口、汽车保有量等因素影响因子对XCO2异常呈现显著的正相关关系,其中GDP的相关性和贡献度占比最高,分别是0.56和0.46,与此同时,能源强度、产业结构和能源消费结构等也对XCO2异常有一定的影响和贡献.研究结果表明卫星遥感在检测中国地区人为碳排放时空变化趋势和影响因子分析的研究上具有可行性,可为生态环境保护和碳减排决策提供支持.
2024 Vol. 44 (12): 7024-7035 [摘要] ( 107 ) [HTML 1KB] [ PDF 5495KB] ( 627 )
7036 胡诚, 张俊清, 刘慧丽, 史雪静, 孙帆, 肖薇
城市尺度温室气体排放反演研究进展及发展趋势
城市是二氧化碳(CO2)和甲烷(CH4)排放的热点区域,占全球人为源总排放量的40%~50%,因此对其排放量的准确量化,直接影响着各国气候变化政策的制定与实施.虽然排放清单方法是当前核算排放量的最主要手段,但大量对比研究表明,温室气体排放量在城市尺度上估算的不确定性依旧大于50%,因此亟需开展城市尺度上温室气体排放量的准确核算,进而降低排放清单的不确定性.而基于浓度观测和大气传输模型的反演方法,从2010年起逐渐被用于城市尺度温室气体排放量的反演研究,但对浓度观测站点选取和排放量反演方法依旧存在认识的不统一与偏差.在我国制定“双碳”政策的战略背景下,本文系统梳理和综述了当前城市尺度温室气体排放量反演的研究进展,重点分析该方法面临的困难和挑战,并指出相较于国外已开展的研究,我国当前城市尺度的温室气体浓度观测网络依旧欠缺,限制了温室气体排放量时空格局和组分的有效拆分.而结合中精度浓度观测网络,并同时发展1km及以下空间分辨率的排放清单和气象驱动场,是未来准确解析城市尺度温室气体排放总量及其时空格局的重要发展方向.通过系统总结当前城市尺度温室气体排放量的研究现状、进展及问题,以及未来潜在发展趋势,预计可为我国“双碳”战略的实施提供方法参考和理论借鉴.
2024 Vol. 44 (12): 7036-7045 [摘要] ( 115 ) [HTML 1KB] [ PDF 876KB] ( 550 )
7046 蹇陈, 杨艺, 刘婷婷, 龚小杰, 王晓锋
三峡库区汉丰湖水体CO2及CH4排放特征及影响因素
利用漂浮箱法与顶空平衡法对汉丰湖水体CO2与CH4排放通量及溶存浓度进行逐月观测,探讨了其时空特征及影响因素.结果表明:汉丰湖水体CO2排放通量为-64.3~128.4mmol/(m2·d),平均值为(35.8±45.2)mmol/(m2·d),远低于三峡库区其他水域的排放水平,是CO2的排放弱源;CH4通量平均值为(3.87±5.08)mmol/(m2·d),尽管变异性强(0.43~36.93mmol/(m2·d)),但平均水平远高于三峡其他水域,是大气CH4排放的强源;汉丰湖水域每年向大气排放CO2和CH4总量分别为1415.48和133.54t,占汉丰湖水体碳总储量的26.86%,是一个活跃的碳代谢水域.汉丰湖CO2排放通量自1~12月呈先显著降低后迅速升高的季节模式,CH4呈几乎相反的季节变化,但二者季节动态均受水位调度的强烈干扰.三峡高水位期汉丰湖表现为高CO2低CH4排放的特征,汉丰湖水位期则呈低CO2高CH4排放,三峡回水扰动期CO2和CH4排放均较强.相关分析表明,CO2排放通量主要与Chl-a、藻密度、以及pH值等呈显著负相关关系,水体藻类繁殖导致初级生产的变化是主导CO2排放季节动态的关键,导致水体出现明显的CO2源-汇转变, CH4排放通量与水体TOC、DOC、TN、NO3--N、藻密度等呈显著正相关关系,表明水体养分积累以及藻类代谢共同主导了CH4排放的季节动态.汉丰湖CO2排放通量呈自上游向下游先降低后升高的空间分异,而CH4相反,这种空间分异受到汉丰湖入库河流的汇入及水位调度的共同影响.总之,水位调度明显干扰了水环境参数与碳排放的关联关系,导致不同水位期CO2和CH4排放通量的关键指示因子不同.
2024 Vol. 44 (12): 7046-7062 [摘要] ( 117 ) [HTML 1KB] [ PDF 3637KB] ( 948 )
7063 汤李琛, 曾贤刚, 陈慧, 李洁, 陈宓, 张仲元
中国省际农作物生产碳公平及其驱动因素
在采用生命周期评价法测算2006~2021年全国及31个省份农作物生产碳排放量的基础上,从碳汇角度构建农作物生产碳公平系数,利用XGBoost模型识别碳公平的关键驱动因素及其非线性响应关系.结果表明,考察期内,全国农作物生产碳公平整体趋于降低,碳公平系数由1.025下降至0.944.全国农作物生产碳公平的区域差异性显著,整体表现为“粮食主产区>产销平衡区>粮食主销区”.碳公平程度总体呈由西北向东南递减,并存在高值聚集与低值聚集减弱的趋势.除农田灌溉条件、城乡收入差距、科技创新水平因素外,其他驱动因素对碳公平的影响具有复杂的非线性特征.从时间效应来看,农业生产结构是影响碳公平的最重要因素,农田灌溉条件、粮食单产因素的重要性始终排名靠前;从区域效应来看,农业生产结构因素排名靠前,其他驱动因素的重要性存在一定的差异.
2024 Vol. 44 (12): 7063-7078 [摘要] ( 110 ) [HTML 1KB] [ PDF 1134KB] ( 617 )
7079 仝昊天, 夏恩君, 孙聪, 黄洁萍
设施农业发展对农业碳排放效率的影响
通过核算农业碳排放效率及评价设施农业的发展现状,探究了设施农业发展对农业碳排放效率的影响.在方法上选用超效率SBM模型,从“农牧渔”维度测算农牧渔维度的农业碳排放效率(ACEE),运用核密度估计对结果进行分析;通过熵权法构建设施农业发展指数(FADI)评价指标;应用STIRPAT面板回归模型对设施农业对农业碳排放效率的具体影响进行实证研究.ACEE与FADI的研究结果显示, 2010~2020年间全国农业碳排放效率平均提升了49.13%,其中东部西部上升最明显,分别提升了56.72%与52.96%;全国大部分省份的设施农业发展水平皆有提升,平均增长率为2.88%,但经济发达地区相比欠发达地区较为落后.STIRPAT模型结果显示设施农业的发展对农业碳排放效率的提升有显著的正向作用,经济发展向好、人口规模增长、产业结构升级等因素都对提升农业碳排放效率有促进作用.但正向效应目前仅出现在东部地区,西部、东北与中部仍然为负.研究结果表明,设施农业发展对全国农业碳排放效率有正向影响,主依托东部地区的拉动效应,各区域间农业碳排放效率仍有较大差异,设施农业现代化水平有待提高.
2024 Vol. 44 (12): 7079-7094 [摘要] ( 127 ) [HTML 1KB] [ PDF 1783KB] ( 447 )
7095 闫晟煜, 王钊龙, 武瑾, 白书铭, 孙健
省域高速公路网车辆碳排放量测算方法
提出一种基于联网收费数据测算省域高速公路碳排放量的方法,通过车辆理论油耗模型,结合车型差异、车辆总质量、汽车运行工况等因素,实现路段级碳排放的精细计算.依托高速公路收费数据,通过数据清洗和聚合,计算路段平均速度,运用TransCAD实现交通分配;运用Python实现Dijkstra算法确定实际行驶路径矩阵,结合路段平均速度和NEDC工况曲线构建汽车行驶工况;通过MOVES数据库反推燃油消耗率来计算油耗并转化为碳排放量;以宁夏回族自治区为例,计算月度省域高速公路碳排放量,并分析碳排放分布特征,通过MOVES、COPERT模拟及对比国家统计局数据发布的各类燃料消耗量,验证测算方法的可行性.结果表明,2019年9月宁夏回族自治区高速公路碳排放总量为21.04万t,客货分布比为1:3.92;5轴及以上的重型货车碳排放量占货车总量的82.34%;乘用车碳排放量占客车总量的83.18%;碳排放量主要集中在连接省会城市和周边地级市的路网干道;模型测算结果较MOVES高出15.86%,较COPERT高出32.16%,与由国家和地方统计部门公布的燃油消费量折算为碳排放量的偏差率仅为4.29%.研究可揭示省域高速公路上各车型的碳排放量及各路段的碳排放分布特征.
2024 Vol. 44 (12): 7095-7104 [摘要] ( 131 ) [HTML 1KB] [ PDF 1197KB] ( 584 )
中国环境科学
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