中国环境科学
 
 
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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
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喜报：《中国环境科学》1篇论文入选中国科协第七届优秀科技论文遴选计划
最美科技工作者--郝吉明
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“生物多样性”专栏征稿启事
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“温室气体减排与气候变化”专栏征稿启事
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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
中国环境科学学会2017年环境科学与技术年会通知
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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
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《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
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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
《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”
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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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2025年 45卷 1期
刊出日期 2025-01-20
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
固体废物
土壤污染与控制
环境微生物
环境生态
0
目录
2025 Vol. 45 (1): 0-0 [摘要] ( 63 ) [HTML 1KB] [ PDF 255KB] ( 304 )
大气污染与控制
1 耿闯, 刘璧源, 盖浩南, 张家瑞, 朱雨晴, 黄海保, 曹建平
衣服中三手烟污染物的释放特性
使用质子转移反应飞行时间质谱仪(PTR-TOF-MS)从衣服释放的三手烟(THS)中鉴定出100余种挥发性有机物(含36种致癌物),并发现不同衣服面料释放的THS成分和含量存在显著差异(涤纶释放的THS显著低于棉布).进一步发现,衣服中THS的可释放量随时间呈指数衰减趋势,持续释放30min后THS含量可降低80%以上,说明烟民吸烟后在室外停留30min以上有助于降低衣服介导的THS污染.本文为研究衣服介导的THS污染问题提供了一种有效手段,深化了对衣服中THS释放特性的认识,对降低不吸烟人群的THS暴露有重要意义.
2025 Vol. 45 (1): 1-10 [摘要] ( 112 ) [HTML 1KB] [ PDF 723KB] ( 504 )
11 贺丽媛, 杨柳, 朱瑶, 倪长健
四川盆地霾过程边界层逆温的演化特征及其污染效应
利用四川盆地2014~2017年冬季4个地区(成都、宜宾、达州和重庆)的秒级探空资料和常规环境气象监测数据,结合同期成都的Mie散射激光雷达探测资料,通过大气消光系数廓线识别边界层结构,探究了霾天气过程中大气边界层逆温演化特征及其污染效应.结果表明:贴地逆温(SLI)、混合层顶逆温(MLI)以及气溶胶分界层逆温(ABI)是边界层逆温的3种基本形态.三层逆温一致表现为自下而上逐渐减弱的形态特征,但在地区之间呈现出明显的空间分异性.随着霾从形成期向发展期和持续期的渐进演化,三层逆温的发生频率显著上升,SLI的强度和厚度逐渐减小,MLI的强度和厚度则不断增加,底高也随之降低,ABI的强度和厚度呈波动变化.SLI和MLI的共存及其协同演变不仅强烈地抑制了地面污染物的垂直扩散,而且有利于近地面湿度的增加,进而诱发地面颗粒物的积聚以及吸湿性的增强,从而导致地面能见度降低.上述成果从新的视角揭示了四川盆地霾过程边界层逆温的复杂演化形态及其影响,也为后续针对对流层低层逆温的一体化研究奠定了基础.
2025 Vol. 45 (1): 11-18 [摘要] ( 90 ) [HTML 1KB] [ PDF 1164KB] ( 345 )
19 唐凤, 沙青娥, 刘颍颖, 翁淑娟, 周宁, 陈豪琪, 刘露云, 司徒淑娉, 钟庄敏, 许冠英, 陈多宏, 郑君瑜
2006~2020年广东省人为源多环芳烃排放演变特征
针对广东省多环芳烃(PAHs)排放清单存在时间滞后、排放源分类不精细、排放演变特征不清晰的问题,基于广泛的文献调研,构建了精细化的人为源PAHs排放因子库,采用排放因子法自下而上地构建了2006~2020年广东省16种PAHs的高分辨率排放清单,识别了广东省PAHs主要排放物种、重点排放源和时空演变特征.研究结果表明:广东省2006~2020年PAHs人为源排放整体呈现下降趋势,下降比例为45%,其中,8种致癌PAHs排放贡献从60%下降到29%;排放量靠前的主要PAHs物种分别为萘(Nap)、苯并[g,h,i]苝(Bghip)和菲(Phe),对PAHs排放总量的平均贡献分别为23%、10%和9%;随着国家柴油车和摩托车排放标准提升、广东省淘汰黄标车、秸秆禁烧等政策推行,广东省PAHs重点排放源逐步从摩托车、柴油车和生物质燃烧演变为工业燃煤、炼焦和民用燃烧源;空间分布上,以摩托车和柴油车排放为主的线源排放显著下降,但以工业燃烧源为主的点源排放在全省许多地区有所上升;从人群健康风险角度考虑,以控制人口密集地区PAHs排放为目标,建议广东省加强炼焦行业等工业燃煤的多环芳烃排放控制.本研究可为广东省开展以人群健康为导向的多环芳烃排放防控提供科学支撑.
2025 Vol. 45 (1): 19-29 [摘要] ( 87 ) [HTML 1KB] [ PDF 1482KB] ( 440 )
30 宋小可, 姜磊, 鹿海峰, 沈秀娥, 王新辉, 孙爽, 李磊, 李金香
基于IASI的京津冀及周边NH3分布特征及影响因素分析
红外大气探测干涉仪(IASI)卫星遥感数据,开展京津冀及周边地区大气氨排放强度和氨总量的核算方法研究,为大气氨的遥感监测应用和氨减排提供支持.首先,对空间非连续数据进行空间插值,进而统计大气氨年均排放强度(YNH3)、季均排放强度(QNH3)、月均排放强度(MNH3),并估算大气氨总量(TNH3).然后,据此分析研究区大气氨的空间分布特征及时间变化规律.最后,探究了大气氨排放的影响因素.结果表明:2014~2022年,研究区的大气氨日均排放强度为7.99kg/km2,区域中部是YNH3高值区,5个柱浓度低且增长率也低的地级市主要分布在冀北和豫南,8个柱浓度低但增长率高的地级市分布在豫西南、冀中和胶东半岛,19个柱浓度高但增长率低和16个柱浓度高且增长率也高的地级市分布在区域中部和环渤海一带. 9年间,YNH3和TNH3均呈增长趋势,研究区的YNH3从5.89kg/km2增长到9.20kg/km2,复合年均增长率为5.73%;TNH3从1169kt增长到1825kt; 时间分布上,QNH3呈周期性变化特征,夏季是QNH3峰值季,7月是MNH3峰值月.TNH3与耕地和人口的相关性高,且其空间分布高度一致,表明农业和人口是氨排放的重要影响因素,随机森林分析结果表明农业源和生活源是最显著的氨减排因子.本研究证明大气氨遥感监测能为空气质量监测业务提供数据支持.
2025 Vol. 45 (1): 30-39 [摘要] ( 89 ) [HTML 1KB] [ PDF 4008KB] ( 449 )
40 洪梅, 张铭, 马骁, 郑俊, 钱付平
超疏水PAN/PVDF-HFP/TiO2纤维膜及其高温烟尘过滤性能
利用静电纺丝结合静电喷雾技术,以聚丙烯腈(PAN)为基膜、PVDF-HFP/TiO2为功能层,成功制备了一种具有高温过滤和强力去除PM2.5综合性能的新型PAN/PVDF-HFP/TiO2纳米纤维膜.结果表明,PPHT20纳米纤维膜具有 99.8%的细颗粒物捕获效率、67Pa的低压降、优异的透气性和较高的热稳定性(可达200°C).此外,自清洁试验表明PAN/PVDF-HFP/TiO2膜具有的超疏水表面可抵抗粉尘颗粒污染.表明PPHT20纳米纤维膜是一种在高温条件下具有应用前景的除尘候选材料.
2025 Vol. 45 (1): 40-49 [摘要] ( 94 ) [HTML 1KB] [ PDF 2572KB] ( 495 )
臭氧污染与控制
50 杨淳棉, 黄宇, 黄海滨, 何泽煌, 成海容
基于TROPOMI数据的湖北省O3生成敏感性分析
基于湖北省环境空气质量站点监测的地面臭氧(O3)数据,TROPOMI对流层HCHO和NO2柱浓度数据,运用O3生成敏感性的指示剂法,研究了2019~2023年湖北省O3污染的时空分布特征、变化趋势和前体物生成敏感性.结果表明,湖北省O3浓度总体呈上升趋势;季节上,O3和HCHO柱浓度呈夏高冬低,NO2则相反;空间上,O3柱浓度值从南向北随纬度逐渐升高,NO2和HCHO柱浓度值自西向东呈阶梯状升高.O3控制区空间分布特征分析结果表明,6~9月湖北省大部分地区O3生成受NOx控制,VOCs控制区面积占比较少;湖北省东部的武汉市及周边城区属于VOCs控制区,鄂西地区主要为NOx控制区,其余大部分地区属于协同控制区.2019年后,湖北东部地区O3生成由VOCs控制区向NOx-VOCs协同控制区转变.
2025 Vol. 45 (1): 50-57 [摘要] ( 86 ) [HTML 1KB] [ PDF 2162KB] ( 368 )
58 王晶晶, 夏良辉, 武雅妮, 刘昱洁, 徐赫, 刘起源, 刘基丞, 建艳飞, 何炽
MFI分子筛限域Ru催化剂的制备及其丙烷催化燃烧性能
采用原位合成法、浸渍法和沉积沉淀法制备Ru与MFI分子筛结合的3种催化剂,用于丙烷(C3H8)的催化氧化活性研究.结果显示,通过原位合成法将Ru限域在MFI分子筛孔道内时,Ru@MFI催化剂展现出最佳的低温C3H8氧化活性,在270℃时达到90%转化率,并表现出卓越的高温热稳定性和抗水性.通过XRD、N2吸脱附、HAADF-STEM以及CO-TPD等表征技术发现,限域在MFI分子筛孔道内部的Ru具有最小的粒径和最高的分散度,增加了活性Ru位点的数量.拉曼和H2-TPR表征结果表明,孔道内的Ru与MFI之间相互作用导致电荷重新分布,增强了还原性能.因此,Ru@MFI催化剂呈现出最优异的C3H8氧化活性.此外,MFI孔道的几何限制作用在高温焙烧过程中维持Ru的稳定性和分散度,有效避免了Ru的聚集,进一步确保了催化剂的高温热稳定性.
2025 Vol. 45 (1): 58-65 [摘要] ( 82 ) [HTML 1KB] [ PDF 1348KB] ( 533 )
66 王新辉, 李金香, 姜磊, 鹿海峰, 沈秀娥, 王琴, 余超
基于卫星的城市VOCs高值区识别及长时序变化
基于卫星等多源数据研究了臭氧污染季(5~9月)城市VOCs高值区识别方法,并结合卫星监测HCHO柱浓度对北京臭氧污染季VOCs空间分布和2005~2023年长时序变化特征进行讨论.结果表明,北京VOCs浓度在京津冀范围内处于较高水平,其分布受人类活动影响显著,人为源主要影响区的HCHO总量是自然源主要影响区的3.4倍.固定源VOCs高值区多出现在北京城区的北部、中偏东和西南部,其中61%为工艺过程源和工业溶剂使用源,主要分布在五环以外;39%为汽车维修、物流仓储等,主要沿高速路分布.该识别方法为精准监管提供了范围和对象,提升了2023年夏季臭氧污染防治工作效率.从年际变化来看,2005~2018年北京VOCs浓度呈升高趋势,与人类活动增长关系密切,去温度依赖后的HCHO柱浓度升高幅度约26%;2018~2023年呈下降趋势,柱浓度下降幅度约11%,体现了近年VOCs治理成效.
2025 Vol. 45 (1): 66-77 [摘要] ( 84 ) [HTML 1KB] [ PDF 8238KB] ( 499 )
78 段丽琴, 吴雨彤, 刘保双
临汾市臭氧污染时期VOCs来源解析研究
本文通过基于光化学年龄的参数方法,估算了山西临汾市2021年4月18日~7月31日在线监测的VOCs初始体积分数数据,矫正其光化学损耗影响;然后利用正定矩阵因子分解(PMF)模型进行了其来源解析.结果表明,研究期间临汾市环境总VOCs(TVOCs)的平均体积分数为17.1×10-9;其中白天TVOCs的平均初始体积分数为27.2×10-9,其化学损耗达到10.6×10-9,化学损耗率约为39.0%.相比与其它VOCs类别,烯烃化学损耗率最高(66.0%),其中异戊二烯(3.16×10-9)、1,3-丁二烯(1.27×10-9)和乙烯(1.19×10-9)的化学损耗明显高于其它物种.臭氧污染时期TVOCs化学损耗达到15.1×10-9,是非臭氧污染时期的1.6倍.臭氧污染时期烯烃的化学损耗率最高(81.7%),其中异戊二烯、1,3-丁二烯、反-2-丁烯和反-2-戊烯的化学损耗分别达到5.05×10-9、1.85×10-9、1.59×10-9和1.10×10-9,显著高于其它物种.基于初始体积分数的PMF来源解析(IC-PMF)结果发现,石化相关企业排放(36.4%)、天然气(17.2%)、柴油车排放和溶剂使用混合源(12.9%)、汽油车排放(9.6%)、液化石油气(8.6%)、植物排放(8.6%)和燃烧源(6.7%)是研究期间临汾市环境VOCs的主要贡献源类.相比于基于观测体积分数的PMF解析结果(OC-PMF),植物排放贡献被低估了83.3%,其被低估量明显高于其它源类;其次是柴油车排放和溶剂使用混合源以及石化相关企业排放,分别被低估了22.2%和19.7%.同时,IC-PMF结果表明臭氧污染期间贡献较高的源类是石化相关企业排放和植物排放,分别达到24.1%和21.7%.基于IC-PMF的解析结果,利用臭氧生成潜势(OFP)模型的估算结果表明,石化相关企业排放是臭氧生成潜势(OFP)最高的贡献源类,其对总OFP贡献率达到50.7%,其次为植物排放以及柴油车排放和溶剂使用混合源,其对总OFP的贡献率分别达到24.8%和10.4%;其中臭氧污染期间对于OFP的贡献较高的源类为植物排放和石化相关企业排放,分别达到52.6%和27.8%.
2025 Vol. 45 (1): 78-92 [摘要] ( 84 ) [HTML 1KB] [ PDF 2404KB] ( 401 )
93 张力元, 张亚楠, 钟佳浩, 郭巍, 张月, 王鉴月, 吴维鹏, 薄雅楠
铜川市新区大气挥发性有机物季节性来源解析
以汾渭平原中小城市铜川市为研究对象,采用在线监测的方法测定铜川市高新技术产业开发区大气环境VOCs组分浓度(共计115种),梳理分析高新技术产业开发区大气VOCs污染时间序列与季节性变化特征,运用PMF模型解析VOCs的主要来源,利用最大增量反应活性(MIR)法量化VOCs的臭氧生成潜势(OFP),并计算毒性VOCs的危害指数(HI)和终生癌症风险(LCR).结果表明,监测期间铜川市高新技术产业开发区春、夏和冬季φ(TVOCs)均值分别为(69.03 ± 47.48)×10-9、(92.66± 37.54)×10-9和(134.90± 74.58)×10-9,各季节排名前三的组分表现一致(烷烃>烯烃>芳香烃).PMF源解析结果显示,铜川市高新技术产业开发区大气VOCs来源以化工企业、机动车、燃烧排放为主(贡献均超过20%),但存在显著的季节性特征.OFP评估结果表明,OVOCs是各季节贡献最大的组分,主要贡献物种为乙醇、乙醛和乙烯等.春、夏和冬季VOCs经呼吸摄入致癌风险为1.57×10-5~ 8.42×10-5,非致癌风险均高于可接受水平(HI>1),表明此环境中的暴露人群存在轻微致癌和非致癌健康风险.其中,丙烯醛危害指数尤其突出(HI>1).
2025 Vol. 45 (1): 93-102 [摘要] ( 79 ) [HTML 1KB] [ PDF 3182KB] ( 444 )
水污染与控制
103 高柯玄, 杨禹, 柴怡然, 侯立安
可见光响应的CBM/PVDF自清洁催化膜制备及性能
采用共混相转化法构建了一种集成了CBM(gC3N4/BiOBr/MXene)光催化剂和聚偏氟乙烯(PVDF)超滤(UF)膜的光催化膜反应系统.通过调整相转化过程中的CBM添加量优化了膜表面结构与性质, 提高了复合膜的亲水性和渗透性.以典型的抗生素类药物盐酸四环素(TC-HCl)作为目标污染物, 在死端系统中评估了膜的分离和抗污染性能.最优掺杂的PVDF/CBM-0.6膜实现了对TC-HCl高达92%的高效降解,其中活性物种·O2-和h+发挥了主导作用.5次重复使用降解效率仍高于85%,证明其良好的循环稳定性.提出了TC-HCl的13种降解中间体和可能的降解路径,包括羟基化、脱甲基、脱氨、苯开环、和脱酰胺反应.牛血清白蛋白(BSA)的连续运行证实了该系统通过防止膜孔堵塞和污染物粘附展现出对不可逆污染的显著缓解能力,实现了膜的高效自清洁.本研究提出的CBM/PVDF光催化膜具有增强光催化膜反应系统实际应用的潜力.
2025 Vol. 45 (1): 103-112 [摘要] ( 96 ) [HTML 1KB] [ PDF 1784KB] ( 531 )
113 朱勤燕, 李新冬, 包罗, 郏江辉, 于思伟, 钟招煌, 蔡勐
聚酰胺膜耐氯改性及氯化修复研究进展
介绍了间苯二胺-均苯三甲酰氯和哌嗪-均苯三甲酰氯两种典型的PA膜,深入剖析其最新的氯化破坏机理.在此基础上,进一步探讨了针对这两种膜的耐氯改性方法,包括改变单体结构、本体掺杂技术、物理涂覆方法以及化学接枝手段等.对PA膜氯化修复领域的最新研究进展进行了简要论述,包括初期氯化后的还原法修复和氯化降解后的修补剂修复.分析表明,耐氯PA膜的研制仍面临巨大挑战,PA膜的耐氯改性研究应在不牺牲其分离性能的前提下,综合考虑膜的其他各项性能,灵活运用各种改性方法.
2025 Vol. 45 (1): 113-123 [摘要] ( 82 ) [HTML 1KB] [ PDF 963KB] ( 569 )
124 王龙, 张卉, 张珊, 苗梓怡, 刘卓, 范明洲, 贾培馨, 冯永嘉
流速、pH值、硫酸根和碱度耦合变化对管网铁释放的影响
当饮用水水质和水力条件发生变化时,给水管网中管垢和水相之间的固液平衡会被破坏,引起铁释放,造成饮用水的二次污染.本文通过建立动态模拟系统,重点分析了流速(v)、pH值、硫酸根(SO42-)和碱度(Alk)耦合变化影响下的给水管网铁释放过程,并运用主成分回归法构建了铁释放预测模型.结果表明,在v=0.12m/s、pH=6.5、 CSO42-=250mg/L、Alk=100mg/L CaCO3的条件下,钢管和铸铁管总铁浓度达到最大,分别为1.423mg/L和0.184mg/L;2种管道腐蚀产物中均存在大量片状和散射球状结构,主要成分均为α-FeOOH,且实验后钢管和铸铁管管垢中α-FeOOH、γ-FeOOH和Fe2O3含量增加,Fe3O4含量减少;预测模型表明,总铁浓度与pH值和Alk呈负相关关系,与SO42-和v呈正相关关系,四种因素的影响程度排序为v>pH>Alk>SO42-.
2025 Vol. 45 (1): 124-131 [摘要] ( 79 ) [HTML 1KB] [ PDF 1511KB] ( 434 )
132 谭小波, 蒋君怡, 孙漫梨, 张占梅, 李宏, 郑怀礼, 丁魏
基于絮凝和杀菌双重功能的新型壳聚糖基絮凝剂制备及其性能
为控制饮用水消毒技术中氯消毒剂的投加,同时将絮凝和消毒两单元进行合并,降低能耗,制备了一种具有絮凝除浊和杀菌双重功能的季铵化壳聚糖基絮凝剂(CTS-g-CHPTAC),可用于去除废水中的高岭土和大肠杆菌.材料表征结果显示,CTS-g-CHPTAC具有更高的阳离子度(29.51%)和更好的水溶性.絮凝性能测试表明,CTS-g-CHPTAC在投加量分别为0.2mg/L和2mg/L时,除浊率和除菌率分别高达98.5%和99%.同时,CTS-g-CHPTAC在高岭土-大肠杆菌混合模拟废水中投加量仅为1~1.6mg/L时,去除率高达97%;在pH=5~11内,对混合污染物的去除率高达95%.推测是因为CTS-g-CHPTAC含有更多阳离子单元和更粗糙的表面形貌,增强了其电荷中和、吸附架桥和网捕卷扫作用,使得絮凝效果更加显著.此外,CTS-g-CHPTAC还具有杀菌功能,可通过CHPTAC上的季铵基团和壳聚糖上的氨基与大肠杆菌细胞壁和细胞膜发生相互作用并杀灭大肠杆菌.
2025 Vol. 45 (1): 132-143 [摘要] ( 86 ) [HTML 1KB] [ PDF 4766KB] ( 391 )
144 郝熔江, 顾翔宇, 李松庚
基于生物质基碳纳米片的水污染物氧化脱除
通过在熔融盐辅助热解法中加入含氧酸盐(K2CO3或KNO3),并以葡萄糖为碳源成功合成了高石墨化和多缺陷位点的多孔二维碳纳米片M-C和M-N.含氧酸盐显著提高了纳米片的比表面积,特别是KNO3还促进氮掺杂,使M-N对酸性橙7(AO7)的最大吸附容量达到480.77mg/g,远高于直接热解生物炭BC和无含氧酸盐的熔融盐热解炭M-BC.碳材料对AO7去除的吸附和催化降解过程具有协同效应,M-N活化过一硫酸盐(PMS)的活性分别为M-BC的22.64倍和BC的33.48倍.此外,通过密度泛函理论(DFT)初步计算了氮掺杂和不同缺陷对非自由基主导的催化过程的影响.本研究发现含氧酸盐可以明显降低碳纳米片制备过程中熔融盐添加量,也为开发有机污染物高效吸附和PMS高效活化的生物质基双功能碳材料提供了理论指导.
2025 Vol. 45 (1): 144-157 [摘要] ( 74 ) [HTML 1KB] [ PDF 2834KB] ( 382 )
158 杨俊锋, 陈振国, 郑旭文, 章裕, 李嘉懿, 周松伟, 汪晓军
厌氧氨氧化工艺处理氧化铁红废水的工程研究
本研究针对物化预处理后的氧化铁红高氨氮废水,构建了工程尺度的厌氧氨氧化系统(CANON).在为期165d的连续运行过程中,CANON系统展现出良好的稳定性和抗冲击能力,其氨氮去除率和总氮去除率(TNRE)分别达90%和80%.Spearman分析和SHAP特征重要性分析揭示了水质参数及环境参数对TNRE的影响.微生物群落分析揭示了系统中微生物种群结构的显著变化,优势厌氧氨氧化菌从Candidatus Anammoxoglobus过渡到Candidatus Kuenenia(相对丰度13.22%),优势氨氧化细菌为Nitrosomonas(相对丰度1.27%).此外,本研究建立的机器学习模型(XGBoost)对TNRE的预测准确率超过了99.9%,并在实际应用中对新数据点的预测准确度达到98%.本研究为厌氧氨氧化工艺的工程化应用和智能化发展提供了宝贵的实践经验.
2025 Vol. 45 (1): 158-166 [摘要] ( 89 ) [HTML 1KB] [ PDF 2179KB] ( 372 )
167 孙浩然, 殷明明, 唐海亮, 王立章
基于ClO-—HO2-平衡机制的氯介导电催生1O2机理探究
鉴于单线态氧(1O2)氧化能力强、对环境友好等特点,进一步揭示电化学过程中氯介导产1O2的反应机理不仅能够提高废水处理效果,还可以减少活性氯带来的副作用.因此,采用电化学测试、罗丹明B(RhB)模拟废水处理等手段评估Ir-Ta/Ti和Pt/Ti电极的性能,并探讨不同条件(Cl-浓度、电极析氯活性、外加H2O2、通入O2)对电化学产1O2的影响.结果表明,以1O2为主导的电化学体系能够去除超过96%的RhB且可缩短降解路径.高效生成1O2的基础是维持体系中产生的次氯酸根(ClO-)与过氧氢根(HO2-)之间的平衡,任何一方过量都会抑制1O2的产生.本次研究以期为促进不同环境情况下1O2的生成和电极的定向制备与改性提供理论依据.
2025 Vol. 45 (1): 167-174 [摘要] ( 86 ) [HTML 1KB] [ PDF 2217KB] ( 390 )
175 周航, 周佳佳, 熊家晴, 徐艳玮
环氧树脂改性黄土作为生物滞留池填料净化径流污染物
选用环氧树脂改良黄土材料作为生物滞留池主要填料,试验设计了48种不同参数的原料配比,以有效改善湿陷性黄土的低渗透性为基准(大于2mm/min)筛选出满足要求的4种环氧树脂与黄土的配比方案,分别是环氧树脂含量5%(b5)、环氧树脂含量10%(b10)、5%环氧树脂+1%造孔剂(b5d1)和10%环氧树脂+1%造孔剂(b10d1).相比传统填料,4种改良材料均对NH4+-N和磷酸盐展现出了更强的吸附能力.其中b5d1用于生物滞留池填料后对NH4+-N和COD的平均去除效果最好,分别达到了93.97%和77.5%,b5能更有效的去除NO3--N(76.6%)、TN(62.4%)和TP(98%).通过微生物分析可知b5含较多参与脱氮过程的菌群如Chloroflexi和Steroidobacter.改良黄土填料生物滞留池可以有效去除NH4+-N、NO3--N、TN、TP和COD.研究表明,环氧树脂改良黄土可以用作生物滞留池填料,能够有效净化径流雨水中的污染物,具有广泛的推广价值.
2025 Vol. 45 (1): 175-184 [摘要] ( 83 ) [HTML 1KB] [ PDF 3108KB] ( 340 )
185 李世尧, 余静, 徐冬莹
磁性MZF@PDA-PAC活化过一硫酸盐降解水中双氯芬酸钠的机制
为制备易固液分离和稳定性好的高效非均相碳基磁性催化剂活化过一硫酸钾(PMS),本文以Mn0.6Zn0.4Fe2O4(MZF)磁性纳米颗粒(MNPs)为磁核,利用多巴胺(DA)和活性炭(PAC),通过分步沉积法制备得到磁性纳米复合物MZF@PDA-PAC,采用扫描电镜、透射电镜和振动样品磁强计等对MZF@PDA-PAC进行了表征,研究了MZF@PDA-PAC活化PMS降解双氯芬酸钠(DS)的效能,探究了DS的去除机理及MZF@PDA-PAC活化PMS的机制.结果表明,MZF@PDA-PAC具有“核-壳”结构,在水中具有优异的分散性能和固液分离性能;MZF@PDA-PAC+PMS体系能通过自由基途径(SO4·-、HO·和O2·-)和非自由基途径(电子转移)去除DS,DS去除率和TOC去除率分别为99.50%和66.32%,MZF@PDA-PAC具有较好的稳定性与循环使用性能,在难降解有机污染物去除方面具有广阔的应用前景.
2025 Vol. 45 (1): 185-197 [摘要] ( 88 ) [HTML 1KB] [ PDF 3028KB] ( 458 )
198 李鸿鹄, 鲁华英, 彭喜燕, 沈振华, 安淼, 揭翠, 杨娇羽
氢化石墨炔对甲基汞的去除性能及机制研究
以三乙炔基苯为前驱体通过原位交叉偶联反应合成了氢化石墨炔(HsGDY),对比研究了新型sp杂化碳材料HsGDY与代表性传统sp2杂化碳材料石墨烯(GE)的CH3Hg+吸附性能,探究了溶液pH值、投加量、离子强度、共存Hg2+等条件对HsGDY的CH3Hg+吸附性能的影响规律,揭示了HsGDY对CH3Hg+的吸附脱除机制.HsGDY对CH3Hg+具有优良的吸附去除能力,明显优于GE.当HsGDY投加量为30mg,溶液pH=7,1.25 μg/L CH3Hg+浓度条件下,HsGDY对CH3Hg+的最终去除效率可以接近100%.由于竞争吸附,离子强度增加,pH降低及共存Hg2+会一定程度上抑制HsGDY对CH3Hg+的吸附.HsGDY具有良好的再生及重复利用性能,经过5次再生其CH3Hg+吸附去除效率仍可达到80%以上.结合拉曼光谱(Raman)、红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)等表征方法以及密度泛函理论(DFT)计算,深入研究了HsGDY对CH3Hg+的吸附脱除机制.结果表明,HsGDY对CH3Hg+的吸附为表面化学吸附,主要源自其炔键官能团与CH3Hg+间的相互作用.
2025 Vol. 45 (1): 198-207 [摘要] ( 75 ) [HTML 1KB] [ PDF 2610KB] ( 365 )
208 王鸿洋, 尤佳, 晏再生, 江和龙, 叶华香
磁铁矿介导沉积物中菲的微生物降解机制
制备两种不同形态的磁铁矿(纳米Fe3O4和微米Fe3O4),对不同形态磁铁矿介导下沉积物中PAHs的生物降解影响进行了探究. 在有氧条件下,纳米Fe3O4和微米Fe3O4未明显降低沉积物PAHs总含量. 为进一步探究在不同氧化还原条件下磁铁矿对PAHs的厌氧生物降解影响,以菲为目标污染物,通过富集和培养沉积物中的相关降解菌群落,在不同氧化还原条件下投加两种形态的磁铁矿进行培养实验,发现投加Fe3O4在一定程度上促进了菲的厌氧生物降解. 在没有外加电子受体的条件下微米Fe3O4能显著促进菲的降解,而在硫酸盐或硝酸盐处理组中纳米Fe3O4对菲降解的促进效果更显著,菲降解速率常数是对照组的1.39倍. 电子传递体系(ETS)活性结果表明,投加Fe3O4可以显著提高微生物呼吸活性.纳米Fe3O4处理组和微米Fe3O4处理组的ETS活性较对照组分别提高了441.7%~511.2%和113.8%~141.1%.微生物群落结构表明,投加Fe3O4增加了芳香化合物降解菌Hydrogenophaga及Ignavibacterium的丰度;相对于微米Fe3O4,纳米Fe3O4提高了PAHs降解菌Achromobacter和Ensifer的丰度.另外,纳米Fe3O4可能通过释放更多的Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)来介导微生物间的电子转移. 这些结果有助于深入理解磁铁矿在有机污染物生物降解过程中的重要作用,为污染沉积物修复提供了一种潜在的应用方法.
2025 Vol. 45 (1): 208-222 [摘要] ( 115 ) [HTML 1KB] [ PDF 3515KB] ( 491 )
固体废物
223 陈佳新, 延一鸣, 刘诗漫, 冯怡卓, 费强, 马英群
超声波联合酶预处理强化餐厨垃圾厌氧消化
以餐厨垃圾为唯一底物原位制备了菌基复合酶,探究了超声波联合菌基复合酶预处理对餐厨垃圾产甲烷效能的影响,并解析了其作用机制.研究发现,超声波联合菌基复合酶预处理可强化餐厨垃圾产甲烷效能,其甲烷产量高于单一的超声波预处理和酶预处理,且增加酶投加量可进一步提升甲烷产量,最大甲烷产量为(369.86±14.06)mL/g VS,较未预处理提高了57.21%.对联合预处理强化餐厨垃圾产甲烷作用机制的解析发现,联合预处理促进了餐厨垃圾中大分子有机物的分解,并使其由固相向液相转移,提升了发酵底物的生物可降解性.同时,联合预处理改变了餐厨垃圾中蛋白质二级结构,破坏了餐厨垃圾的表面形态,且餐厨垃圾中主要组分的动态降解顺序为:蛋白质→油脂→淀粉.此外,联合预处理因改变了餐厨垃圾的特性进而重塑了厌氧消化过程中微生物的群落结构,乙酸型产甲烷古菌Methanosaeta的富集进一步强化了餐厨垃圾的产甲烷效能.
2025 Vol. 45 (1): 223-233 [摘要] ( 68 ) [HTML 1KB] [ PDF 3001KB] ( 550 )
234 刘畅, 魏桃员, 邱傲雪, 廖武斌, 洪辉, 邓丹妮, 谢世伟
以高纯度蓝铁矿回收剩余污泥中磷——基于酸浸-纯化-铁电絮凝三步法
提出了一种从剩余污泥焚烧灰中回收磷并合成高纯度蓝铁矿的新方法,该方法包括硫酸酸浸、树脂吸附除杂和铁电絮凝结晶3个步骤.本文采用响应曲面法研究了硫酸浸提焚烧污泥灰中磷酸盐(PO43-)的最优条件,并使用Box-Behnken法优化了铁电絮凝工艺参数.结果表明,在液固比37.60mL/g、硫酸浓度0.125mol/L、酸浸时间90.0min的条件下,酸浸法可提取焚烧污泥灰中92.80%的磷;732阳离子交换树脂在去除Ca2+、Mg2+、Al3+、Fe2+/3+等干扰磷酸盐沉淀的金属阳离子方面表现出显著效果;在溶液初始pH值为2.00、电流2.00A、反应时间30.0min的条件下,铁电絮凝过程能够去除溶液中所有的磷,并以纯度为97.37%的蓝铁矿形式回收.综上所述,本文提出的三步法可以从剩余污泥焚烧灰中回收磷,其中61.44%的磷可以作为高纯度蓝铁矿回收,且回收成本为14.66元/kg,而利润为30.68元/kg.
2025 Vol. 45 (1): 234-242 [摘要] ( 81 ) [HTML 1KB] [ PDF 1731KB] ( 664 )
土壤污染与控制
243 刘汉强, 李睿, 菅乐, 胡文友, 谢恩泽, 黄标, 赵永存
东北黑土区旱地土壤剖面除草剂残留及其影响因素
为探究除草剂在农田土壤中的纵向残留状况,以东北黑土区14个典型旱地土壤剖面(0~100cm)为研究对象,对不同深度土壤中57种除草剂残留进行测定,分析除草剂垂直分布特征及其影响因素.结果表明: 不同土地利用方式的除草剂施用策略主导了其残留特征.玉米地常用的烟嘧磺隆在0~60cm土层中的残留水平明显高于其他除草剂; 除草剂辛醇~水分配系数与其在表层土壤(0~20cm)中的分布比例负相关(P<0.001),除草剂降解周期与其在深层土壤(80~100cm)中的分布比例呈正相关(P<0.05); 在表层土壤中,土壤pH值与除草剂分布比例呈负相关(P<0.05).深层土壤中,土壤容重与除草剂分布比例呈负相关(P<0.05);夏季降雨促进了土壤剖面中除草剂的纵向迁移.研究结果可为我国黑土地农田土壤除草剂残留阻控与风险管理提供数据支撑和科学依据.
2025 Vol. 45 (1): 243-252 [摘要] ( 101 ) [HTML 1KB] [ PDF 897KB] ( 365 )
253 史婉阳, 王学东, 卞建林, 李梦佳, 马义兵
土壤中金属元素生态安全阈值预测模型的构建
通过文献收集了31种中国土壤中8个元素对5个物种和3个微生物过程的616个毒理学数据,尝试构建土壤中数据有限元素毒性预测的新模型—定量离子特征活性关系(s-QICAR)模型.首先基于土壤性质归一化方法获得酸性、中性、碱性3种土壤情景下8个元素对5个物种和3个微生物的毒性值(logEC10;1.42~3.35),在此基础上分析了元素23个结构特征参数与对应生物毒性值的关系,并利用元素共价半径(CR)建立了24个s-QICAR模型(R2=0.70~0.98; P=0.001~0.023).进一步利用s-QICAR预测了V、As、Se和Sn对8个物种的logEC10(1.44~3.20),结合物种敏感性分布曲线计算了3种情景下这4种元素保护95%生物的HC5值.经过校正,4种元素在酸性、中性、碱性土壤情景下的预测无效应浓度分别为V:13,16,17mg/kg;As:10,13, 15mg/kg;Se:4.9,7.2,8.4mg/kg;Sn:42,44,45mg/kg,进而绘制了这4种元素的生态风险阈值地图.本研究建立了一种适用于中国土壤元素生态风险的新方法,为土壤环境风险评估和管理提供科学依据.
2025 Vol. 45 (1): 253-264 [摘要] ( 105 ) [HTML 1KB] [ PDF 1780KB] ( 390 )
新污染物
265 曹力玮, 谌昱含, 高玮峥, 李德鸿, 李小龙, 李昇
交汇区的交汇角和汇流比对微塑料运移的影响
本文建立了适用于交汇区的三维水动力-微塑料运动耦合模型,基于CFD-DEM耦合方法模拟,探究了不同交汇角、不同汇流比条件下微塑料的水动力输运机制与赋存特性.结果表明:干支流交汇区中的低流速区(分离区、停滞区、分离区下游)将发展为微塑料的富集区域;微塑料主要受位于流动分离区中漩涡的影响,从主流右岸进入漩涡区,逐渐形成椭圆形富集带;流动分离区中心微塑料丰度与交汇角呈线性正相关关系;流动分离区中心微塑料丰度与干支流汇流比呈线性负相关关系,R2=0.9007.研究结果将丰富干支流交汇区微塑料运动的基础理论,为精确化防治微塑料污染提供理论依据.
2025 Vol. 45 (1): 265-277 [摘要] ( 80 ) [HTML 1KB] [ PDF 5109KB] ( 547 )
278 王志超, 马钰, 杨丽文, 殷震育, 白龙, 李卫平
PE和PLA微塑料对水体氮代谢相关功能微生物的影响
为探究MPs赋存对水体氮代谢功能的影响机理,从微生物角度开展室内模拟实验,探究不同浓度(0,1,5,10mg/L)和不同类型(不可生物降解微塑料聚乙烯PE-MPs、可生物降解微塑料聚乳酸PLA-MPs)MPs颗粒对水体氮浓度(TN、NH4+-N、NO2--N和NO3--N)、氮代谢相关功能微生物群落结构和氮代谢功能基因等的影响.研究发现PE-MPs和PLA-MPs可能会导致水体氮积累,与CK相比在PE的影响下水中TN浓度增加了53.77%~94.76%,在PLA的影响下水中TN浓度增加了24.04%~48.74%,且不同浓度和类型的MPs对不同形态氮存在差异性影响;通过分析水体氮代谢相关功能微生物发现,PE-MPs与固氮菌蓝细菌门之间的负相关作用更大,PLA-MPs与无机氮功能菌浮霉菌门的正相关性更大.分析水体中氮代谢功能菌属发现,PE-MPs与水体中硝化和反硝化功能菌群之间的作用影响更大,PLA-MPs与栖湖菌属呈显著正相关(P<0.05),说明PLA-MPs会通过促进栖湖菌属的生长而影响氮代谢硝化过程.筛选水体微生物的功能基因发现PE-MPs和PLA-MPs对水体固氮功能基因、异化硝酸盐还原和反硝化功能基因的影响更大,说明MPs在水体中可能会通过影响氮代谢功能基因的合成而影响水体氮代谢过程,在相同粒径不同浓度和类型MPs赋存对水体氮代谢功能的影响存在差异性.
2025 Vol. 45 (1): 278-291 [摘要] ( 113 ) [HTML 1KB] [ PDF 4320KB] ( 636 )
292 赵培培, 熊俊武, 张超, 杨秀雯, 秦超杰, 钱喆, 赵亚辉, 张学明, 刘伟, 祁士华, 陈伟
潮水洞岩溶系统中有机氯农药的时空分布特征,来源与迁移
为研究岩溶地下水易受地表污染物影响的问题,选取了湖北宜昌一典型岩溶泉域——潮水洞为研究对象,采集了一年四季的水体.土壤和沉积物样品,分析了有机氯农药(OCPs)在岩溶泉系统中的污染特征,来源及迁移过程.结果表明,潮水洞地表水和泉水中OCPs的平均浓度为8.25ng/L和5.11ng/L,土壤及沉积物中OCPs的平均浓度分别为15.9ng/g和12.6ng/g.与其他地区相比,潮水洞岩溶泉域中OCPs的污染处于较低水平,其季节性变化特点与当地水文地质条件及OCPs迁移过程密切相关.HCHs和DDTs的特征比值溯源结果显示,水体和沉积物中的HCHs主要来源于林丹(γ-HCH)的输入,土壤中的HCHs则主要来源于工业HCHs的输入;DDTs在水体,土壤和沉积物3种介质中都是属于混合来源,即来源于工业DDT和三氯杀螨醇.研究表明,补给区土壤中OCPs对上游地表水中OCPs的贡献率为87.8%,对泉水的贡献率为58.3%,排泄区泉水中OCPs对泉沉积物中OCPs的贡献率为64.2%.OCPs可通过地表迁移和地下迁移两种方式从补给区迁移至排泄区污染水体.
2025 Vol. 45 (1): 292-301 [摘要] ( 83 ) [HTML 1KB] [ PDF 2207KB] ( 388 )
302 邱琪, 郑瑞彬, 周伟伟, 孙绍芳, 高明昌, 邱立平, 李红兰
磁性生物炭催化高铁酸盐降解新污染物探究
通过水热-煅烧法制备了磁性生物炭(M-BC),探究其催化高铁酸钾(Fe(VI))降解新污染物的效能;阐明了反应体系中主要的活性组分,并考察了M-BC,Fe(VI)投加量,反应溶液pH值和天然有机物对磺胺甲恶唑(SMX)降解效能的影响.结果表明,反应20min后单独M-BC(50mg/L)和单独Fe(VI)(50μmol/L)对SMX去除率分别为3.5%和54.1%,而M-BC/Fe(VI)体系对SMX降解率达到89.6%.探针化合物和抑制剂等实验证实体系中主要的活性组分为中间价态铁(Fe(V)/Fe(IV)).傅里叶红外光谱分析表明,M-BC的主要活性位点为表面酚羟基.在pH值为8条件下,Fe(VI)和M-BC投加量的增大都会使M-BC/Fe(VI)体系对SMX的去除率提升.相比单独Fe(VI)体系, 在pH 7,8,9和10时M-BC/Fe(VI)体系对SMX的降解率分别提高了114%,63.6%,300%和350%.低浓度天然有机物(1mg/L)会促进M-BC/Fe(VI)体系对SMX的降解,但是高浓度天然有机物(5-10mg/L)竞争消耗Fe(VI)与Fe(V)/Fe(IV),导致M-BC/Fe(VI)体系对SMX的降解效能降低.此外, M-BC/Fe(VI)体系对泉水和黄河水中SMX的降解率也达到100%和83.7%,具有很好的应用潜力.
2025 Vol. 45 (1): 302-309 [摘要] ( 96 ) [HTML 1KB] [ PDF 1107KB] ( 396 )
310 于瀚博, 陈凝露, 李奥祥, 胡炜, 李业旺, 冀雪婷, 陈艾昕, 赵宇, 熊婷
生物炭与氧空位共修饰溴氧化铋光催化降解四环素
通过水热法开发了一种负载生物炭的富氧空位溴氧化铋复合光催化剂(BC/OV-BiOBr, BOVB),以四环素(TC)为目标污染物考察其光催化性能,同时以染料类污染物对催化效果进行验证分析.结果表明,最佳配比的BOVB复合物在可见光下60min内对TC的去除率达到99.8%,40min内即可实现对罗丹明B(RhB)的完全降解,降解速率分别是纯BiOBr的8.92倍和9.82倍.污染物降解过程对酸碱度变化和低浓度共存离子具有较强的抗性.物相表征和光电化学性能测试结果表明,添加生物炭使材料形貌由片状向花状转变,并提高氧空位浓度,有利于提高光响应能力、加速电荷转移.活性物种捕获及产量实验证明,生物炭与氧空位在驱动自由基链式反应方面具有协同作用,提高体系中超氧自由基(·O2-)浓度的同时,将其进一步转化为羟基自由基(·OH),为污染物降解提供丰富的强氧化活性物种.此外,所得催化剂在连续5次降解实验中表现出良好的循环稳定性.
2025 Vol. 45 (1): 310-321 [摘要] ( 90 ) [HTML 1KB] [ PDF 3797KB] ( 389 )
环境毒理与健康
322 冯雨, 浦少威, 陈祝梅, 朱俊亮, 蔡伟杰, 刘红波
PFAS混合暴露与高尿酸血症关联性研究
为评估全氟和多氟烷基物质(PFAS)及其混合物对高尿酸血症(HUA)的关联及综合效应并识别其中的关键组分,基于美国国家健康和营养检查调查(NHANES)数据,使用Logistic回归、加权分位数和回归、贝叶斯核机器回归对2013~2016年2564名研究对象进行分析.当PFAS作为单一污染源暴露时,较高水平的全氟烷基壬酸(PFNA)、直链全氟烷基辛酸(n-PFOA)和单甲基支链全氟辛烷磺酸异构体(Sm-PFOS)与HUA存在正向关联(P<0.05).将其视为混合物暴露时,PFAS混合物与HUA总体呈正相关,PFAS混合物(WQS指数)每增加一个四分位数,HUA患病风险增加39.6%(OR=1.396, 95%CI:1.180~1.651,P<0.001),且这种关联仅存在于女性人群中.n-PFOA和Sm-PFOS是其中的关键组分,直链全氟辛烷磺酸(n-PFOS)和全氟己烷磺酸(PFHxS)在混合物中可能与HUA呈负相关,多种PFAS之间可能存在潜在的交互作用.研究结果可为PFAS与高尿酸血症患病风险研究提供最新流行病学证据,为重点人群筛查提供依据.
2025 Vol. 45 (1): 322-330 [摘要] ( 85 ) [HTML 1KB] [ PDF 767KB] ( 319 )
331 郭春燕, 郝玉珠, 王佳
气传花粉与环境条件及变应性鼻炎关系研究
花粉过敏是全球性的健康问题,在我国也备受关注,特别是中国北方地区,发病率呈增加趋势.以内蒙古自治区呼和浩特市为研究区域,基于2017~2022年逐日气传花粉浓度、同期气象条件、植被长势和过敏患者数据分析,得出呼和浩特市一年有两次花粉播散高峰期,第一次在4月上旬,以木本植物花粉为主,持续时间短;第二高峰期在8月至9月,持续时间长,致敏影响大,以菊科蒿属等草本植物为主.研究表明1~6月≥5℃有效积温与花粉播散高峰期开始日序呈显著负相关,3月至开花同期累积降水量和累积日照时数则与结束日序呈显著正相关.积温高,花粉播散高峰期进入时间早,降水充沛,光照充足,则会导致高峰期延后结束,且花粉播散总量增大.各气象要素累积值以及植被指数也均与月平均花粉浓度表现为极显著或显著正相关关系,光热水条件好,植被生长旺盛,会促进花粉播散,表现为浓度升高.变应性鼻炎(Allergic Rhinitis, AR)就诊人数与花粉浓度变化规律相一致,在8月达到峰值.当花粉浓度超过100粒/1000mm2时,就诊高峰的出现存在0~4d的滞后时间段,其中以2d后增量效应最为明显,在一旬时间范围内患者人数与花粉浓度呈指数对应关系.以上研究结果为花粉浓度气象预报服务以及花粉过敏导致的AR预防和诊疗提供参考依据.
2025 Vol. 45 (1): 331-342 [摘要] ( 102 ) [HTML 1KB] [ PDF 1427KB] ( 372 )
环境生态
343 李涛宇, 许秀春, 杨轩, 崔斌, 陈恒爱, 赵晓莹, 袁宁, 孟凡乔
利用机器学习预测华北地区冬小麦农田氮淋失
为明确华北地区冬小麦生产中的氮淋失特征及影响因素,整合了2000~2023年发表的、在华北地区进行的冬小麦氮淋失试验研究,分别构建了单因素和多因素回归模型,以及基于机器学习的随机森林和XGBoost模型,对农田氮淋失进行定量分析.研究表明,氮肥和水分投入量、土壤性质(pH值、粘粒和砂粒含量)是影响华北地区冬小麦生产中氮淋失的主要因素,秸秆还田能够有效抑制氮淋失.利用随机森林方法,基于全部预测变量和逐步回归筛选后预测变量构建的模型拟合优度分别为0.628和0.708,而经过贝叶斯搜参和早停法优化后构建的XGBoost模型拟合优度分别为0.745和0.722.机器学习模型构建过程中充分考虑了多因素对冬小麦生产中氮淋失的影响,采用经验统计筛选的预测指标构建的模型拟合优度高,适用性好,对于华北地区冬小麦农田氮淋失的阻控具有重要技术支撑.
2025 Vol. 45 (1): 343-354 [摘要] ( 104 ) [HTML 1KB] [ PDF 1393KB] ( 465 )
355 郭玉静, 王云琦, 周小舟, 张建聪, 程金花, 王震, 张晓明, 李鹏
人类活动净磷输入来源特征影响着区域磷输出
为探究三峡库区磷输入对磷输出的影响,基于人类活动净磷输入(NAPI)模型和改进的输出系数模型(ECM),分析了2006~2021年库区磷输入输出的时空特征及其响应关系.结果表明,年际NAPI值呈先升高后降低的趋势(峰值为2015年),各区县NAPI值高低呈聚集分布,磷肥对NAPI的贡献率最大,年均达64.42%;磷输出量(TP)在2500t/a上下波动呈缓慢增加趋势,TP高值区域由库区东北部向西南部转移,旱地对TP的贡献率最大,年均41.25%.TP与NAPI呈正相关,磷输入来源中人类食品和动物饲料磷输入(Pim)对TP的总作用最大,其次为非食品磷输入(Pnf)和化肥磷输入(Pfer),单位Pim较Pnf和Pfer能产生更多的TP;磷输出率在1.18%~2.26%之间,年均1.78%,Pim比例对磷输出率的作用最大,其次为Pnf比例,磷输出率随Pim和Pnf比例增大而增大,Pfer比例与磷输出率呈负相关,Pim对区域潜在磷污染风险威胁最大.本研究可为三峡库区水环境管理提供科学参考.
2025 Vol. 45 (1): 355-368 [摘要] ( 84 ) [HTML 1KB] [ PDF 4755KB] ( 407 )
369 鲁铁定, 章园, 曾思婷, 陶蕊, 腾月
江西省NPP估算及其与气候因子的关联分析-基于改进CASA模型
通过改进太阳辐射参数和水分子胁迫系数计算方法提高了CASA(Carnegie-Ames-Stanford Approach)模型估算净初级生产力(NPP)的精度,并在此基础上对NPP和气象因子进行相关性和趋势分析.结果表明,基于改进后模型,NPP与实地观测数据的相关性达0.62;2001~2022年,江西省年均NPP整体呈上升趋势,年均值超过1000gC/(m2·a);NPP月均值为秋季>夏季>冬季>春季,月均值最大值出现在7月;NPP年均值上最大值、最小值出现在2018年、2010年;趋势变化和相关性分析的结果表明,2001~2022年江西省太阳辐射量呈现下降趋势,但NPP的变化未受显著影响;最小二乘法回归模型结果表明,温度每增加一个单位,NPP平均随温度的增加而增加,随太阳辐射的减少而减少;NPP在近几年(2019~2022年)极端事件增加的情况下,NPP未出现显著下降.
2025 Vol. 45 (1): 369-378 [摘要] ( 92 ) [HTML 1KB] [ PDF 3024KB] ( 368 )
379 杨志辉, 张利兰, 杨锐
全球海洋表层水体中多环芳烃的分布特征
本文采用文献调研(Meta-analysis)方法,探讨全球海洋表层水中3种多环芳烃(Phe,Pyr和BbF)的分布特征及其影响因素.研究结果显示, Phe,Pyr和BbF在太平洋浓度(16.885,15.787和0.642ng/L)显著高于其他大洋,且与离岸距离、纬度、叶绿素、温度和盐度等因素显著相关.数据表明,海洋PAHs与能源消耗量显著正相关(P<0.05).本研究揭示了PAHs在全球海洋中的分布规律,为制定有效的海洋污染防控策略提供了科学依据.
2025 Vol. 45 (1): 379-389 [摘要] ( 81 ) [HTML 1KB] [ PDF 2495KB] ( 409 )
390 蔡启佳, 马千里, 苟婷, 梁荣昌, 陈思莉, 黄大伟, 赵瑞, 冯雁辉, 姚玲爱
湖库型水源地蓝藻水华应急处置技术研究进展
湖库型水源地不同水域 (取水口、湖/库区、湾区) 对蓝藻水华灾害的容忍度以及对生态安全的需求具有空间异质性, 对应急处置技术的过程选择与实际应用提出更为精准的技术要求.当前蓝藻水华应急处置技术种类繁多, 面对湖库型水源地蓝藻水华暴发的特殊情景, 如何针对不同水域选择高效且安全的应急处置技术是应急主体所面临的技术难题.本文首先从藻水快速分离、环境因素调节与生理生长抑制三个主要方面详细阐述当前蓝藻水华应急处置技术的理论基础, 为技术筛选与应用选择提供理论依据;其次, 按照空间异质性对湖库水源地不同处置区域进行划分, 为高敏感取水口水域推荐拦截、打捞、过滤与引清调度等处置技术, 为湖/库区梳理曝气推流、加压控藻、超声波、气浮与磁分离等处置技术, 为湾区总结絮凝、改性粘土、化学氧化、光催化氧化、植物化感与微生物控藻等处置技术;最后, 综合比选各项技术在不同水域施用的技术要求、技术优点、作用时间与应用成本等, 为湖库型水源地蓝藻水华应急处置技术筛选与应用发展提供参考依据.
2025 Vol. 45 (1): 390-405 [摘要] ( 83 ) [HTML 1KB] [ PDF 991KB] ( 677 )
406 仇菲, 张昭阳, 陈丽, 朱俊宇, 龚雪, 郑昕, 张涛, 李天丽, 赵帅营, 陈光杰
上行效应和浮游动物的下行效应对异龙湖浮游植物群落的影响
于2020年夏季至2021年春季对异龙湖的浮游植物和环境因子进行季节性采样调查,分析浮游植物群落结构和生物量的季节变化模式,并进一步通过多变量统计分析识别上行效应和下行效应(浮游动物)对浮游植物群落变化的驱动作用.调查结果显示异龙湖浮游植物总生物量在7.12~66.07mg/L之间,9月最高,12月最低.蓝藻门是浮游植物生物量构成的主要门类(42.91%~95.67%),拟柱孢藻(Raphidiopsis raciborskii)全年占优(23.43%~84.30%),反映了其在异龙湖中具有较强的竞争优势.ANOSIM和Kruskal-Wallis分析表明异龙湖浮游植物群落结构和总生物量均在时间上差异显著(P<0.05).Spearman相关分析显示浮游植物总生物量、蓝藻生物量和拟柱孢藻生物量均与总磷、总氮和水温显著正相关(P<0.05),与透明度、氨氮显著负相关(P<0.05),与浮游动物总生物量没有显著的相关性(P>0.05).RDA结果显示总磷、总氮、硅酸盐、水温和水深是影响异龙湖浮游植物群落结构的显著因子.方差分解进一步显示浮游植物的上行效应(水温、营养盐和水深)单独解释了浮游植物变化的20.30%,而下行效应(浮游动物群落)仅单独解释了0.20%,上行效应和下行效应共同解释了群落变化的5.80%.因此在以丝状蓝藻为全年优势种的异龙湖中,上行效应对浮游植物的影响大于浮游动物的下行效应,这可能与异龙湖浮游动物个体小(ZB/ZA:0.0019±0.0018)且生物量(0.56±0.39mg/L)相对较低,对浮游植物的牧食作用弱(ZB/PB:0.0303±0.0271)有关.研究结果可为异龙湖的生态评价和流域综合管理提供数据支撑.
2025 Vol. 45 (1): 406-415 [摘要] ( 107 ) [HTML 1KB] [ PDF 1011KB] ( 513 )
416 祁小丽, 栾博, 周文君, 罗珈柠, 俞露
基于STIRPAT模型的海岸带生态韧性影响因素研究——以深圳市为例
本研究以深圳市为案例,建立海岸带生态韧性评估框架,开展了海岸带生态韧性分区评价,运用了STIRPAT模型对影响海岸带生态韧性的社会经济因素进行量化分析并识别关键影响因素及影响程度,提出了海岸带保护修复建议.结果表明,2021年深圳市海岸带生态韧性综合评价得分在8.97~92.12之间,具有明显的东西部空间分异特征,东部海岸带生态韧性较高而西部较低,海岸带生态韧性水平与本底地理特征、城市开发程度具有密切关联.区域富裕度是影响深圳市海岸带生态韧性的主要负面因素,填海面积、环境污染、人口密度等因素对海岸带生态韧性也具有负面的影响;万元GDP水耗的降低对海岸带生态韧性有正向影响,表明技术创新和高质量经济发展会促进海岸带生态韧性提升.本研究成果可为高密度城市海岸带生态韧性研究提供新方法,为海岸带管理提供科学依据.
2025 Vol. 45 (1): 416-429 [摘要] ( 91 ) [HTML 1KB] [ PDF 2018KB] ( 1396 )
430 杨文焕, 彭耀华, 徐岩, 姚植, 王乐乐, 李卫平
植物+微生物联合生态沟渠在盐度胁迫下的营养盐去除效果
为实现高效去除高盐湖体营养盐,以岱海湖为研究对象,本文基于混合植物生态沟渠技术,探究了植物+微生物联合生态沟渠在不同盐度梯度下对营养盐的去除效率、植物生长情况和微生物群落变化.研究发现,盐度胁迫下利用聚氨酯海绵将解淀粉芽孢杆菌固定在沟渠,能有效的强化系统中植物的耐盐性能,主要体现在促进植物生长、提高植物的抗氧化应激功能酶活性,加强植物对营养盐的同化吸收等.虽然向沟渠中投加解淀粉芽孢杆菌并未使其成为系统中的绝对优势菌属,但其能够改善系统中微生物群落结构,提高系统中脱氮除磷相关功能微生物的丰度进而提高沟渠的水质净化能力.结果表明,植物+微生物组沟渠在不同盐度下对水质的净化效果均显著高于单一植物/微生物生态沟渠,且在15g/L盐度下对营养盐去除效率最高,总氮(TN)、氨氮(NH4+-N)、总磷(TP)和化学需氧量(CODCr)平均去除率均达到70%以上.相较于植物沟渠,植物+微生物沟渠的3种抗氧化应激酶:超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)在15g/L盐度条件下分别提高了33.70%、43.64%、38.68%.
2025 Vol. 45 (1): 430-439 [摘要] ( 88 ) [HTML 1KB] [ PDF 1853KB] ( 485 )
440 叶玢妤, 俞跃, 何沛益, 谢启晓, 杨瑞滢, 吴嘉睿, 刘怡琳, 林子然, 赖威宇, 许凌祎, 刘鹏, 洪华嫦
丛枝菌根真菌-枯草芽孢杆菌组合体系对盐碱土壤微生态的修复作用
为缓解盐碱化对土壤微生态环境造成的危害,探究双菌组合体系对盐碱土壤微生态的修复作用,本文以中蔬四号番茄(Lycopersicon esculentum L.)品种为试验材料,丛枝菌根真菌(AMF)和枯草芽孢杆菌为试验菌剂,分别采用盆栽培养法和灌根法接种菌剂,通过盆栽实验,设置15(SA1),75(SA2),150mmol/L(SA3)盐碱溶液浓度,探明外施AMF与枯草芽孢杆菌对盐碱胁迫下供试番茄土壤微生态环境的影响.AMF+枯草芽孢杆菌灭菌液(Gm)、AMF灭菌物+枯草芽孢杆菌(B)组对盐碱土壤具有一定改善作用,而双菌处理(Gm+B)组具有更强的治理效果.双菌处理下,株高较空白对照组(CK1)增长最为显著,提高了57.52%,较添加灭活菌液对照组(CK2)提高了58.04%.Gm+B组与对应浓度盐胁迫下CK1相比,土壤有机质最高上升47.15%,大于Gm、B组增幅,同时全氮(N),速效磷(P)和速效钾(K)含量显著提高,分别提升38.85%(SA2+Gm+B)、465.20%(SA1+Gm+B)、和157.75%(SA3+Gm+B).土壤脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性均于双菌处理下得到显著增强,分别提高了63.64%(SA2+Gm+B)、209.63%(SA3+Gm+B)和45.26%(SA3+Gm+B).土壤中细菌、真菌、放线菌数目最大增长幅度为CK1的1.93倍(SA2+Gm+B)、1.25倍(SA2+Gm+B)和4.37倍(SA3+Gm+B),根际微生物群落结构得到一定的改善.接种的两种生态功能菌群协同互作使盐碱土pH值和电导率降低,含水量显著增加.N、P、K含量呈上升趋势,提高丛枝菌根真菌侵染率,削弱盐碱土壤对酶活性的损害程度,促进植物根茎发育.因此,丛枝菌根真菌-枯草芽孢杆菌组合体系具有对盐碱土壤微环境进行有效生态恢复的潜力.
2025 Vol. 45 (1): 440-449 [摘要] ( 106 ) [HTML 1KB] [ PDF 1156KB] ( 516 )
450 黄木易, 汤玉茹, 郭芹, 吴雪
基于权衡协同效应的安徽省生态功能区识别及情景模拟
基于生态系统服务及其权衡/协同效应的时空分布特征进行生态功能区划,能有效满足特定区域在协调多种生态系统服务方面存在的现实需求,根据不同生态系统服务的特定生态属性,制订相应的管理策略,有助于研究区的可持续发展.基于生态系统服务权衡/协同效应识别生态功能区可为生态功能修复与治理提供精准和差异化调控依据.以安徽省为例,应用InVEST模型评估和分析2000~2020年间安徽省典型生态系统服务时空演变及权衡/协同效应,基于SOM(自组织映射)模型提取的生态系统服务簇,划分生态功能区,最后运用PLUS模型模拟2050年综合生态系统服务演变趋势并提出调控思路.结果表明:①安徽省2000~2020年期间,产水服务、土壤保持不断增加,而固碳服务、生境质量及粮食供给则呈降低趋势.安徽省综合生态系统服务指数空间格局为“南高北低”.研究区能提供两类生态系统服务的区域约占50%,能提供全部生态服务的区域仅约占11%,不能提供生态系统服务的区域分别由2000年的0.07%上升到2020年的4.85%.②产水服务、固碳服务、生境质量和土壤保持这4种生态系统服务间存在密切的协同效应,而产水服务和粮食生产存在明显的权衡效应.③据此为研究区提取了4种生态系统服务簇,分别为粮食供给簇、生态保育簇、人居环境簇和森林防护簇.最终将安徽省域划分为农业生态区、生态涵养区、城镇发展区和森林生态防护区,并提出差异化调控对策.④多情景模拟分析显示,生态保护情景下的生境质量和固碳服务最优,粮食生产在耕地保护情景下最高,在生态保护情景下,综合生态系统服务呈现出显著提升的态势.研究结果可为安徽省可持续发展和生态环境优化提供科学依据.
2025 Vol. 45 (1): 450-464 [摘要] ( 83 ) [HTML 1KB] [ PDF 5088KB] ( 458 )
465 屈志光, 杨伯元, 胡李丹, 李飞, 汪金卓
长江经济带土地利用模拟与扩绿增长协同发展
基于“SD-PLUS-InVEST”模型演化模拟结果,构建了扩绿与增长的协同评估模型,并开展了经济带及省级尺度评估,以“经济带—省市”协同视角解析、讨论了长江经济带实现生态扩绿与经济增长协同发展的未来特征与潜在困境,并提出了长江经济带协同发展的提质路径.结果显示,长江经济带土地利用类型以林地为主,2000~2030年碳储量整体呈下降趋势,生态保护情景的碳服务价值共减少了58.8亿元,高质量发展情景的碳服务价值降低了176.64亿元,高速发展情景的碳服务价值下降了383.03亿元.基于生态扩绿和经济增长的协同评估,高质量发展情景的协同发展水平最优.空间上,各省市扩绿增长协同发展水平存在较明显差异,根据差异特征分析为经济带协同扩绿增长提出了提质发展对策.
2025 Vol. 45 (1): 465-476 [摘要] ( 118 ) [HTML 1KB] [ PDF 2176KB] ( 450 )
环境微生物
477 王卓群, 陈扣平, 吴吉春, 王保战, 柳旭
太湖周边地下水中高硝酸盐负荷促进反硝化功能菌群富集
反硝化功能菌群在降解硝态氮污染中发挥着重要作用,目前对其内部种间关系与硝酸盐负荷的联系仍了解有限.太湖周边地区地下水资源是重要的储备水源,但部分区域的地下水硝酸盐负荷超出了范围.本文以太湖周边地区14个不同硝酸盐浓度的地下水样品作为研究对象,运用微生物测序技术探究了地下水细菌群落多样性并识别出反硝化功能菌群,通过共现网络分析探究了反硝化功能菌群内部种间关系对硝酸盐负荷的响应.结果表明:高硝态氮组与低硝态氮组间细菌群落组成存在显著差异;细菌群落α多样性、β多样性受到硝酸盐负荷的显著影响;高硝态氮组地下水反硝化功能菌群内部种间关系较低硝态氮组更为密切.本研究表明地下水硝酸盐负荷对反硝化功能菌群内部种间关系具有显著影响,为太湖周边地区地下水反硝化功能菌群与硝态氮的互作机制研究提供了新的见解.
2025 Vol. 45 (1): 477-486 [摘要] ( 84 ) [HTML 1KB] [ PDF 2915KB] ( 428 )
487 武宇辉, 杨悦锁, 路莹, 闫子晗, 王茜丹, 石敏
雨洪水回灌不同渗流状态下微生物迁移沉积特征
针对雨洪水人工回灌特有的水动力和水环境条件,通过系列一维渗流模拟试验,系统分析不同饱和度、酸碱环境、离子强度和回灌速度等渗流状态下堵塞模式微生物在多孔介质内的迁移沉积特征,进而明确不同渗流状态下多孔介质内部微生物堵塞发展状况,同时通过DLVO理论计算揭示不同酸碱环境和离子强度下微生物运移过程中主控作用力.结果显示,当介质饱和度降低、介质内pH值下降、回灌水离子强度增加或回灌流速降低时,堵塞微生物迁移均会变慢,在介质上的沉积增加且层间沉积非均匀程度降低,导致介质内部更易形成生物堵塞.饱和度介于60%~80%、pH值介于7.5~8.5或离子强度介于1~5mmol/ L范围内时,分别改变饱和度、pH值或者离子强度,对微生物迁移的影响较弱.渗流速度在0.5~1mL/min范围内,非饱和条件会削弱流速变化对菌体迁移沉积的影响.不同酸碱环境和离子强度下,饱和与非饱和介质中微生物运移主控作用力分别为静电作用力和毛细管作用力.
2025 Vol. 45 (1): 487-499 [摘要] ( 93 ) [HTML 1KB] [ PDF 1895KB] ( 320 )
500 汪诺, 刀禹, 覃星雨, 孙德智, 刘新颖
一株耐高氨氮异养硝化-好氧反硝化菌的筛选及降解动力学分析
从处理含高碳、氮浓度废水的反应器中筛选出一株耐高氨氮的异养硝化-好氧反硝化菌WN1,通过菌落形态以及16S rDNA分析鉴定为谷氨酸棒杆菌Corynebacterium glutamicum.对该菌在初始氨氮浓度分别为500,1000,1500,2000,2500,3000mg/L的生长及代谢特性进行研究.结果表明,菌株WN1在氨氮浓度高达3000mg/L,对应游离氨浓度为590.2mg/L时仍能较好生长(48h, OD600=3.264).随着初始氨氮浓度由500提升至3000mg/L,菌株WN1的最大氨氮转化速率Rm由15.93增加至43.29mg/(L·h).同时,反应过程中氨氮和COD的平均转化速率分别为7.06~9.36mg/(L·h)和95.63~ 199.13mg/(L·h).进一步,采用Haldane模型拟合不同初始氨氮浓度下菌株的生长及基质降解特性(R2=0.99),菌株WN1的最大比生长速率、最大氨氮比降解速率和最大COD比降解速率分别为0.36h-1、6.45gN/(gDCW·d),122.85gCOD/(gDCW·d).菌株WN1的氨氮抑制常数Ki为3749.49mg/L,比其它自养或异养的氨氧化菌对高浓度氨氮具有更强的抗抑制能力,结果表明,菌株WN1在处理高浓度含氮有机废水中具有很好的应用前景.
2025 Vol. 45 (1): 500-507 [摘要] ( 127 ) [HTML 1KB] [ PDF 1169KB] ( 335 )
508 田瑞, 寇谨, 胡啸, 张鹏, 雷俊, 王鹤龄, 吕晓东
增温和降水变化对旱作农田土壤细菌群落结构和功能的影响
设置对照(CK),增温(W),降水量增加(+P30),降水量减少(-P30),增温和降水量增加(W+P30)和增温和降水量减少(W-P30)6个处理,开展了增温和降水变化对旱作农田土壤细菌群落结构和功能影响的田间试验.采用宏基因组测序研究不同处理下土壤细菌群落的组成、多样性、网络结构和代谢功能特征.结果表明,W和W+P30处理显著增加了α变形菌纲的相对丰度,W+P30处理显著增加了绿弯菌门未定名属的相对丰度,W、+P30、W+P30和W-P30处理显著降低了放线菌门未定名属的相对丰度.+P30处理显著提高了Shannon指数、Simpson指数和Pielou指数,但W-P30处理显著降低了细菌的α多样性指数.增温、降水变化及其交互对细菌群落β多样性的影响存在显著差异.W、+P30、W+P30和W-P30处理的复杂性和连接性高于CK,但-P30处理的相关参数低于CK.W、-P30和W+P30处理增加了连接节点的数量,但+P30和W-P30处理没有增加连接节点的数量.W处理显著增加了循环系统的相对丰度,+P30处理显著降低了外源物质降解和代谢的相对丰度,-P30处理显著降低了排泄系统的相对丰度,W+P30处理显著降低了核苷酸代谢的相对丰度.增温、降水变化(降水量增加或减少)及其交互作用对小麦田土壤细菌群落结构和代谢功能有显著影响.
2025 Vol. 45 (1): 508-518 [摘要] ( 96 ) [HTML 1KB] [ PDF 1752KB] ( 397 )
碳排放控制
519 李彤, 丁立飞, 魏文欣, 樊施明, 刘成, 钟继承, 张雷
太湖沉积物产甲烷速率时空变化与影响因素
选取我国太湖作为研究对象,采集沉积物样品进行室内培养试验,研究太湖沉积物产甲烷速率(MPR)的时空变化特征,并分析主导差异产生的水体或沉积物环境因素.结果表明,太湖沉积物MPR为0.007~176.03μmol/(L·d),其中西北湖湾区与东太湖区MPR相对较高,而湖心开阔区MPR相对较低;MPR季节变化显著,夏季最高,平均为(42.85 ± 40.45)μmol/(L·d),冬季最低、平均为(5.26 ± 17.29)μmol/(L·d).MPR与水温、沉积物的含水率、孔隙度、总氮和有机碳等指标呈显著正相关.各点位MPR的温度敏感性(Q10)存在差异,Q10与MPR呈显著对数负相关.微生物群落分析显示太湖夏季沉积物中产甲烷菌属整体以氢营养型为主,mcrA基因拷贝数与MPR呈显著性正相关.本研究可为太湖CH4产生、排放、碳循环研究以及其他湖泊沉积物MPR的研究提供重要参考.
2025 Vol. 45 (1): 519-527 [摘要] ( 88 ) [HTML 1KB] [ PDF 1397KB] ( 400 )
528 王巧玲, 李双成
云南省碳排放时空演变特征及影响因素分析
运用莫兰指数分析和冷热点分析方法,明晰了云南省2000-2021年碳排放的时空演变规律;采用随机森林模型,识别了云南省16个州市的关键社会经济影响因素.研究发现,云南省没有明显的碳排放低值区域,排放值普遍接近平均值,在空间分布上较为均匀.在研究时段内,热点区域较为稳定,呈现明显的空间聚集效应.进一步分析发现,工业增加值、能源消费、人口数量和GDP是影响碳排放的主要因素.研究结果可为制定区域碳中和路线图和实施差异化碳减排决策以及低碳绿色发展提供依据.
2025 Vol. 45 (1): 528-537 [摘要] ( 95 ) [HTML 1KB] [ PDF 2328KB] ( 659 )
538 贾海洋, 高美平, 聂磊, 刘文文, 魏巍
我国汽车制造行业活性有机碳(ROC)排放研究
以汽车制造行业为对象,选取8家典型企业,采集109个涂料、胶粘剂等原辅料样品,检测其活性有机碳(ROC),建立汽车制造行业ROC源成分谱.通过最大增量反应活性法和二次产物的参数化产率法,量化样品中ROC对臭氧(O3)和SOA的生成贡献.结果表明:①不同类型原辅料中VOCs含量差异较大,水性和溶剂型汽车涂料平均ρ(VOCs)为289.92和490.32g/L;水性、本体型及溶剂型胶粘剂平均ρ(VOCs)为27.00,27.50和196.67g/L;水性和溶剂型清洗剂平均ρ(VOCs)为116.60和831.20g/L.②水性涂料的主要组分为醇醚及醚酯类、酯类和醇类,溶剂型涂料的主要组分为芳香烃、酯类和醇类,本体型胶粘剂和溶剂型胶粘剂的主要组分均为烷烃.③水性涂料中,各种类型有机物质量占比依次为SVOCs(36.03%)、IVOCs(37.77%)和VOCs(26.21%);溶剂型涂料中,主要为VOCs(95.41%),仅含少量IVOCs(4.59%),未检出SVOCs;本体型胶粘剂中仅检测出VOCs;溶剂型胶粘剂中,主要为VOCs(97.36%),含少量IVOCs(2.64%),未检出SVOCs.④水性涂料、溶剂型涂料、本体型胶粘剂和溶剂型胶粘剂中ROC的OFP值分别为93.67,2679.27,25.82和41.82g O3/(L原辅料),首要贡献物种分别为二乙二醇丁醚(42.03%)、1,2,3-三甲苯(28.29%)、2,2,4,6,6-五甲基庚烷(52.20%)和2,2,4,6,6-五甲基庚烷(78.63%).⑤水性涂料、溶剂型涂料、本体型胶粘剂和溶剂型胶粘剂中ROC的SOA值分别为18.49,16.70,4.82和4.28g SOA/(L原辅料),水性涂料中IVOCs和SVOCs物种对SOA生成贡献率最高;溶剂型涂料及胶粘剂中VOCs物种对SOA生成贡献率最高.⑥本研究加入IVOCs和SVOCs物种对SOA生成贡献的评估后,发现单位体积水性涂料所生成的SOA值高于溶剂型涂料和胶粘剂,应在污染防治政策制定中重视水性涂料中SVOCs和IVOCs对大气环境的影响.
2025 Vol. 45 (1): 538-556 [摘要] ( 80 ) [HTML 1KB] [ PDF 1764KB] ( 386 )
557 赵庆, 许光清
中国跨区域能源系统优化及碳中和情景分析
通过构建跨区域能源系统优化模型NEMO-China-MR,基于各区域经济发展和能源需求差异性以及区域资源禀赋和新能源发展异质性,设计了稳妥推进“双碳”目标的参考情景S0,供需协同的综合情景S1和区域均衡发展情景S2,不同情景均能在达成“双碳”目标的同时实现能源需求转型与新型电力系统构建.情景对比的结果表明:供需协同影响电力系统最优发展路径,储能设施和跨区域输电克服了能源资源的时空错配,S1情景需要考虑未来电网的不确定性,S2情景在区域均衡发展促进经济健康发展的同时减少了电网传输的压力,是未来最理想的发展情景.未来需要以经济高质量发展引领能源系统转型,以电气化与电力低碳化协同构建新型电力系统,推进区域均衡发展的同时构建跨区域传输通道.
2025 Vol. 45 (1): 557-570 [摘要] ( 116 ) [HTML 1KB] [ PDF 4820KB] ( 540 )
571 邵志国, 李可心, 李梦笛
“双碳”背景下中国交通运输业碳排放驱动因素及脱钩效应
基于LMDI分解模型量化交通碳排放驱动因素的贡献情况,利用Tapio脱钩模型对行业碳排放与经济增长之间的关系进行分析,并定量分析各因素为达到脱钩状态所做的努力.结果表明:经济产出是导致交通碳排放增加的决定性因素,对碳排放的贡献率高达115.93%;产业结构对碳排放的抑制作用最显著.全国、东部、中部和西部地区的交通碳排放脱钩指数均处于下降态势,展现了从扩张负脱钩→弱脱钩→强脱钩的变化趋势.各地区交通碳排放驱动因素总体上均呈现“无脱钩努力→弱脱钩努力→强脱钩努力”的阶段性特点.产业结构对30个省份做出不同程度的脱钩努力,运输强度和人口规模成为阻碍绝大多数省份碳脱钩的关键因素.
2025 Vol. 45 (1): 571-582 [摘要] ( 102 ) [HTML 1KB] [ PDF 1328KB] ( 483 )
583 宋晓聪, 杜帅, 邓陈宁, 沈鹏, 朱芳, 谢明辉
污泥陶粒与粉煤灰陶粒碳足迹对比研究
污泥陶粒与粉煤灰陶粒是最为常见的两种固废陶粒,为对比分析两种固废陶粒产品碳足迹特征及量化评估产品碳减排效益,从碳足迹角度构建污泥陶粒与粉煤灰陶粒产品碳足迹核算模型,基于敏感性分析判识关键减排因素,通过情景分析预测评估污泥陶粒与粉煤灰陶粒的碳减排潜力,同时,使用误差传播方程进行不确定性分析保证碳足迹结果的可靠有效.结果表明,生产1kg污泥陶粒和1kg粉煤灰陶粒CO2eq排放量分别为1.00和0.58kg,污泥陶粒和粉煤灰陶粒碳足迹特征相似,陶粒生产阶段是两种陶粒产品碳排放的主要环节,分别占各自碳足迹(除原料获取阶段)的93.71%和89.12%.原料结构是影响污泥陶粒与粉煤灰陶粒碳足迹最敏感的因素,其次就是运输结构,相比于污泥陶粒,粉煤灰陶粒碳足迹受原料结构调整影响更大.协同优化情景中,同时优化运输和原料结构的碳减排潜力(31%~78%)远高于同时优化运输和电力结构(2%~5%),此外,3种因素同时作用的减排潜力最高,达到33%~79%.
2025 Vol. 45 (1): 583-592 [摘要] ( 91 ) [HTML 1KB] [ PDF 1066KB] ( 418 )
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