环境科学研究

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2019, 32(2).

摘要(226) PDF(60)

摘要:

张伊丹, 葛察忠, 段显明, 龙凤

2019, 32(2): 183-189. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.08.06

摘要(1254) HTML (36) PDF(890)

摘要:
税负水平是税收调节作用的重要因素，各地区需要科学地制定符合本地区发展水平的环境保护税税率来平衡环境保护与经济发展.基于2016年东北某省14个市的钢铁、电力、化工、水泥行业的排污及治理成本数据，建立污染削减费用函数模型，计算该省大气、水中主要污染物的边际治理成本，并设置不同环境保护税税率的情景方案，以探究环境保护税税率对该省经济发展的影响.结果表明：①SO₂、NO_x、COD、NH₃-N的边际治理成本分别为3.44、5.03、3.81、8.15元/污染当量. ②重点行业主要污染物的边际治理成本不同，钢铁行业主要污染物的边际治理成本较高，其COD、NH₃-N的边际治理成本均高于总体边际治理成本；化工行业的COD边际治理成本高于总体边际治理成本；电力行业的大气主要污染物边际治理成本高于总体边际治理成本；水泥行业的大气主要污染物边际治理成本则相对较低. ③适当提高环境保护税税率对经济发展总体影响不大.研究显示：该省的边际治理成本远高于目前的环境保护税征收标准，若以边际治理成本作为环境保护税税率，不但会增加企业负担，而且会导致不同行业的边际治理成本相差较大，因此，建议提高该省的环境保护税税率标准，即大气污染物征收标准为2.4元/污染当量，水污染物征收标准为2.8元/污染当量，并设置环境保护税税率的行业差异化，将有利于政策功能的发挥.

水泥-电力行业的产业共生网络构建及区域案例研究

赵步, 李杨, 孙明星, 朱俊明, 石磊

2019, 32(2): 190-196. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.05.15

摘要(1122) HTML (37) PDF(818)

摘要:
水泥工业作为工业生态系统的汇，能够多样化地利用其他行业的副产物，这种典型的产业共生模式可以通过减少资源和能源的消耗带来显著的CO₂减排效果.由于产业共生在水泥行业具有一定的普遍性及巨大的CO₂减排潜力，所以对水泥工业产业共生现状的了解与分析就显得尤为重要；而通过对产业共生现状的全面了解，才能对现有水泥行业产业共生的程度进行分析，并以此为参照，对未来不同政策与情景下的CO₂减排潜力进行量化与评估.为实现对产业共生实际情况的模拟，以水泥-电力行业的产业共生为例，采用最优化的方法，提出了一套基于一般统计数据来模拟产业共生实际情况的系统方法，将技术、经济与政策3类不同的决策变量影响纳入模型，以模拟出最接近真实情景的产业共生情况.为验证模型的有效性，对新乡市水泥-电力行业实际的产业共生情况进行分析.结果表明：新乡市水泥-电力行业间存在普遍的产业共生现象，实地调查中有77.8%（21家）的水泥制造企业利用粉煤灰作为水泥制造的原材料.将一般统计数据与实地调查数据对比发现，一般统计数据能较好地反映企业实际物质投入产出情况；利用一般统计数据，模型对新乡市产业共生网络结构模拟的准确率高达92.6%，显示该模型能较为有效地对产业共生的实际情况进行模拟.

海洋微塑料污染状况及其应对措施建议

李道季

2019, 32(2): 197-202. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.11.25

摘要(4609) HTML (137) PDF(2270)

摘要:
海洋塑料垃圾污染是人类面临的最为急迫的全球海洋环境问题之一，已引起各国政府、公众、科学界、媒体及非政府组织等的广泛关注，并成为当前海洋生态与环境研究的热点问题之一，亟待应对和解决.从水体、沉积物及生物体内海洋塑料垃圾及微塑料污染特征、来源及归趋角度，阐述了海洋微塑料垃圾的分布特征、潜在生态风险和应对措施，以及国内外应对海洋塑料及微塑料污染所采取的管控措施，介绍了各国政府和非政府组织所提出的法律法规和公约倡议.鉴于当前鲜见典型区域塑料污染管控和生态风险评估体系研究，从科学研究和管理控制两个方面，进一步指出现阶段在海洋塑料垃圾及微塑料研究和管控方面存在的诸多问题，如方法学（采集、预处理和分析）的差异性，来源、输运与归趋尚不明确，生态风险评估体系未建立及相关管控的法律法规待健全等.在此基础上对我国海洋塑料和微塑料研究提出建议：①深入研究与国际接轨的标准化塑料及微塑料研究方法学（样本采集、预处理和分析）问题、准确估算入海通量、环境归趋及环境浓度下潜在的生态风险等；②支持开展海洋塑料垃圾和微塑料研究专题的大洋航次（太平洋和印度洋等），系统地开展河流系统-深海海盆-极地等的海洋微塑料综合研究；③研发水环境中塑料和微塑料垃圾的拦截和处理技术，制定和强化塑料及微塑料管控的法律法规和政策措施；④建立完善的海洋塑料垃圾污染公共环境意识教育体系，以唤起公众对海洋污染的关注.

2018年春节期间京津冀及周边地区烟花禁放效果评估

胡丙鑫, 段菁春, 刘世杰, 胡京南, 张咪, 康盼茹, 王成

2019, 32(2): 203-211. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.12.03

摘要(1619) HTML (58) PDF(705)

摘要:
为了评估2018年春节期间（2月15—16日）京津冀及周边地区“2+26”城市烟花禁限放措施的效果，采用浓度特征对比、ρ（PM_2.5）/ρ（CO）等方法，对“2+26”城市的ρ（PM_2.5）、ρ（PM₁₀）、ρ（SO₂）、ρ（NO₂）进行分析，并定量估算了除夕夜烟花燃放对ρ（PM_2.5）和ρ（SO₂）的贡献率.结果表明：“2+26”城市烟花的集中燃放会导致ρ（PM_2.5）、ρ（SO₂）显著增长，出现以PM_2.5为首要污染物的重污染时段，2018年12月16日03：00区域内14个城市ρ（PM_2.5）达到重度及以上污染水平，呈区域性污染特征；与2017年同期（1月27—28日）相比，2018年春节期间（2月15—16日）14个城市烟花燃放对ρ（PM_2.5）平均贡献量呈下降趋势，其中，淄博市、济南市、北京市降幅最大，分别下降了85.2%、74.6%和65.2%，表明烟花禁限放措施起到了显著的污染削峰作用；与城区相比，周边郊县ρ（PM_2.5）显著高于城区，呈“农村包围城市”的现象，说明城区监测点位受到郊县等周边地区烟花燃放的传输影响.研究显示，虽然城区烟花禁限放措施起到了显著的削峰作用，但城区监测点位空气质量仍受到郊县等周边地区烟花燃放的传输影响，导致大气重污染的发生.

洱海流域生态塘湿地氮截留特征及其影响因素

李丹, 储昭升, 刘琰, 黄民生, 杜北, 郑丙辉

2019, 32(2): 212-218. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.08.11

摘要(1122) HTML (61) PDF(787)

摘要:
为考察生态塘湿地对农村面源污染水体氮截留效果及其影响因素，以洱海子流域生态塘湿地为例，对其基本设计参数和水质进行调查分析，评估生态塘湿地对氮的截留效果，识别不同形态氮在湿地中的迁移转化特征，剖析生态塘湿地中氮截留的主控因子.结果表明：①污水经生态塘湿地净化处理后，出水水质显著改善.出水氮达GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅲ类标准的比例为37.5%. ②Spearman相关分析表明，湿地净化效率与湿地氮输入密切相关，生态塘湿地可以有效实现氮的截留，η（TN）（η为去除率）分别与ρ（NH₄⁺-N）（R=0.226，n=84）、ρ（TN）（R=0.215，n=84）呈显著正相关，与ρ（NO₃^--N）（R=-0.201，n=84）相关性不强，硝酸盐氮截留是其效率提高的主要制约因素. ③丰水期、枯水期高低水位交替运行有助于氮截留效率的稳定，枯水期生态塘几乎可以截蓄汇水分区内全部农村面源污水，实现污水的收集消纳及净化.丰水期和枯水期平均η（NH₄⁺-N）分别为57.72%和55.30%；平均η（NO₃^--N）分别为49.45%和46.73%；平均η（TN）分别为54.41%和54.20%. ④单因素分析法有助于识别影响湿地氮净化效率的主控因子.研究显示，当生态塘湿地面积（< 8 000 m²）、库容（< 15 000 m³）、水深（< 2.0 m）在一定范围内时，氮净化效率与面积、库容、水深响应关系不显著，但合适的水深（< 0.4 m和>1.5 m）有利于氮的截留.

太湖流域工业园区水风险评估体系的建立与实例研究

唐登勇, 张聪, 杨爱辉, 郑宁捷, 刘凤玲, 余观林

2019, 32(2): 219-226. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.11.01

摘要(1346) HTML (60) PDF(588)

摘要:
太湖流域是我国经济最发达地区之一，但其流域水环境污染较为严重，而正确评价工业园区水风险可以有效帮助园区实现水风险管理.在WWF（世界自然基金会）和DEG（德国投资与开发有限公司）开发的全球水风险评估体系的基础上，根据太湖流域的水环境状况、工业园区的管理模式及相关标准法规，确定了太湖流域工业园区水风险评估指标，包括9项物理风险指标、6项监管风险指标和9项声誉风险指标.指标权重的确定采用层次分析法，指标的分级采用5级5分制，风险综合评分值计算采用综合指数加权求和法，建立了太湖流域工业园区水风险评估体系.结果显示，准则层物理风险、监管风险和声誉风险的权重分别为0.443 4、0.169 2和0.387 4，其中，“万元工业增加值新鲜水耗”（权重为0.214 0）、“工业园区废水排放达标率”（权重为0.270 7）和“媒体对工业园区企业的负面报道”（权重为0.251 6）指标分别在物理风险、监管风险和声誉风险中所占权重最大.在太湖流域选取了一个纺织工业园区进行实例分析，评估结果表明，2015年该工业园区物理风险值为3.622 5，监管风险值为2.980 8，声誉风险值为3.203 4，综合水风险值3.351 5，风险等级为Ⅳ级，属高风险，原因与该园区万元工业增加值新鲜水耗高、附近河流水质较差、公众满意度低和废水排放达标率相对不高有关.

派河水体中DOM的光谱分析及其来源解析

张欢, 崔康平, 张强, 藕翔, 董献彬, 吴晨光

2019, 32(2): 227-234. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.08.04

摘要(1684) HTML (117) PDF(561)

摘要:
派河是环巢湖流域重要入湖河流，为加强该流域环境综合治理，改善水环境质量，采集派河入河口水样，通过三维荧光光谱和紫外-可见吸收光谱，结合平行因子分析模型及相关性分析，进行DOM（dissolred organic matter，溶解性有机物）光谱学特性研究，分析派河水体DOM荧光组分来源及特征.结果表明：①水体中DOM含2类4种荧光组分，其中，类蛋白物质荧光组分（类色氨酸和类酪氨酸）占总组分荧光强度的68.1%，类富里酸物质（紫外类富里酸和可见类富里酸）占总组分荧光强度的31.9%；②采样点FI（荧光指数）大于1.9，BIX（生物源指数）大于1.0，派河上游HIX（腐殖化指数）小于1.5，下游HIX范围为1.5~3，表明派河DOM具有明显的生物源特征，水体腐殖化程度较低，上覆水体浮游动植物和生物细菌分布均匀且对水体环境有明显影响；③紫外-可见光吸收系数〔a（280）和a（355）〕可很好地表征派河水体中DOM相对含量，紫外-可见吸收光谱测定结果显示，水体中含大量性质相对稳定的有机物；④紫外类富里酸和类酪氨酸的荧光强度均与a（280）、a（355）呈显著正相关，表明水体DOM中紫外类富里酸和类酪氨酸组分的产生及来源具有一致性或相伴发生.研究显示，光谱分析法可有效表征派河水体中DOM兼具陆源和生物来源的双重特性.

草海湖沉积物中重金属污染现状及生态风险评价

赵斌, 朱四喜, 杨秀琴, 王铭, 苏春花, 徐铖

2019, 32(2): 235-245. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.09.04

摘要(1179) HTML (74) PDF(1199)

摘要:
贵州草海湖是典型的高原天然淡水湖泊，属于长江上游金沙江支流的上源湖泊，研究其沉积物中重金属分布特征及生态风险评价对该区域及下游的水质监控与污染防治具有重要意义. 2017年7月采集贵州草海湖柱状沉积物，采用电感耦合等离子发射光谱仪法和双道原子荧光光度计法分析沉积物中Zn、Cd、Ni、Fe、V、Cr、Pb、Cu、As等9种重金属元素的质量分数，并利用地累积指数法、富集系数法和潜在生态风险指数法进行重金属污染评价.结果表明：草海湖表层沉积物各重金属质量分数平均值表现为w（Fe）（31 400.00 mg/kg）> w（Zn）（219.18 mg/kg）> w（V）（59.76 mg/kg）> w（Cr）（56.16 mg/kg）> w（Pb）（54.01 mg/kg）> w（Ni）（33.58 mg/kg）> w（Cu）（20.35 mg/kg）> w（As）（15.41 mg/kg）> w（Cd）（0.84 mg/kg）.表层（0~10 cm）沉积物中w（Fe）、w（Cr）、w（V）、w（As）、w（Cu）、w（Ni）分布较均匀，其元素主要来源于岩石风化、土壤侵蚀等自然源；w（Zn）、w（Cd）、w（Pb）分布相对离散，主要来源于农业、炼锌业和交通运输等人为源；在垂直（0~25 cm）方向上，w（Pb）、w（Cu）、w（V）、w（Ni）以波动型为主，w（Zn）、w（Cd）、w（As）主要为稳定型，w（Cr）和w（Fe）为富集型.重金属污染评价结果显示，草海湖沉积物中元素Zn、Pb均为偏中度污染、Cd为中度污染，其潜在生态风险高低表现为下游 > 上游 > 中游.研究显示，草海湖下游区域为中等潜在生态风险，Cd为主要的潜在生态风险因子，重金属的质量分数主要受土法炼锌和农业施肥等人为活动的影响.

本溪市PM_2.5中水溶性离子季节性变化特征及来源分析

张敬巧, 王涵, 胡君, 张萌, 柴发合, 段菁春, 王淑兰

2019, 32(2): 246-252. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.06.16

摘要(1164) HTML (71) PDF(629)

摘要:
为研究本溪市大气PM_2.5中水溶性离子污染特征，于2016年1—10月在本溪市开展PM_2.5样品采集，使用离子色谱法分析了其中8种水溶性离子（Cl^-、NO₃^-、SO₄^2-、NH₄⁺、Ca²⁺、Na⁺、Mg²⁺、K⁺），并采用PMF（positive matrix factorization，正矩阵因子分解法）模型对水溶性离子的来源进行分析.结果表明：观测期间，本溪市ρ（PM_2.5）平均值为（57.6±21.9）μg/m³，ρ（PM_2.5）季节性变化特征明显，呈冬季 > 秋季 > 春季 > 夏季趋势；水溶性离子平均质量浓度为19.3 μg/m³，占ρ（PM_2.5）的33.6%，各离子质量浓度高低顺序为SO₄^2- > NO₃^- > NH₄⁺ > Cl^- > Ca²⁺ > K⁺ > Na⁺ > Mg²⁺；SNA（SO₄^2-、NO₃^-和NH₄⁺）是PM_2.5中主要的3种离子，在春季、夏季、秋季和冬季分别占水溶性离子的73.2%、88.2%、82.5%和73.6%，表明夏季的二次污染较为严重.阴、阳离子电荷平衡分析结果显示，阴离子相对亏损，本溪市PM_2.5整体呈弱碱性，NO₃^-、SO₄^2-与NH₄⁺相关性较高，其在PM_2.5中主要以NH₄NO₃和NH₄HSO₄的形式存在. PMF分析结果表明，本溪市PM_2.5中水溶性离子的来源主要包括二次转化源、燃煤源和扬尘源.研究显示，本溪市PM_2.5中水溶性离子季节性变化特征明显，二次转化源、燃煤源和扬尘源是其主要来源.

西安人为源VOCs排放特征及其对O₃和SOA生成潜势的影响

李琦, 桂丽, 刘明, 宋进喜, 李双江, 王玮婕, 张逸博

2019, 32(2): 253-262. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.12.18

摘要(1203) HTML (109) PDF(736)

摘要:
为研究西安市人为源VOCs（挥发性有机物）对OFP（O₃生成潜势）和SOAFP（二次有机气溶胶生成潜势）的影响，基于西安市环境统计数据和相关统计资料，结合排放因子法和已有的源成分谱，建立西安市人为源VOCs排放清单，并利用最大增量反应活性（MIR）和气溶胶生成系数（FAC）估算各类人为源排放VOCs对O₃和SOA（二次有机气溶胶）的生成贡献.结果表明：①2016年西安市人为源VOCs排放总量为119.187×10³ t，其中，溶剂使用源、移动源和工艺过程源是主要的排放源，排放量分别为50.676×10³、29.414×10³、24.430×10³ t. ②2016年西安市各区县VOCs排放总量较大的依次为长安区、雁塔区、未央区和碑林区，排放量分别为15.28×10³、12.34×10³、11.81×10³和10.14×10³ t，莲湖区、新城区和灞桥区VOCs排放量大于5×10³ t，而阎良区排放量最小. ③2016年西安市总OFP为222.087×10³ t，间/对-二甲苯、甲苯、邻-二甲苯等对总OFP的贡献率为72.40%；溶剂使用源对总OFP的贡献率最大，其次是生物质燃烧源，并且生物质燃烧源单位质量VOCs的OFP最强. ④2016年西安市总SOAFP为318.347 t，间/对-二甲苯、甲苯、邻-二甲苯、乙苯等对总SOAFP的贡献率为88.65%；溶剂使用源对总SOAFP的贡献率最大，其次是生物质燃烧源，而且溶剂使用源单位质量VOCs的SOAFP强于其他排放源.研究显示，与其他地区VOCs单位面积排放清单相比，西安市VOCs单位面积排放强度处于中等水平.

乐山市2016年冬季颗粒物重污染过程与输送路径及潜在源区

龙启超, 陈军辉, 廖婷婷, 桂柯, 何敏, 冯小琼, 刘思宇

2019, 32(2): 263-272. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.08.07

摘要(1449) HTML (146) PDF(602)

摘要:
对乐山市2016年12月—2017年2月的大气污染特征及气象条件进行研究分析，并结合HYSPLIT（后向轨迹模式），用聚类方法、PSCF（潜在源贡献因子法）、CWT（浓度权重轨迹分析法）分别模拟了研究期间PM_2.5的主要潜在源区.结果表明：研究期间，乐山市以PM_2.5污染为主.因风速低、无降水、相对湿度高、边界层高度降低等原因，使乐山市发生了一次持续时间较长的重污染过程（2017年1月1—7日），该过程二次污染物累积特征较为明显；春节期间，因烟花爆竹集中燃放产生的大量污染物使乐山市出现了一次严重污染（2017年1月28日），ρ（PM_2.5）日均值达358 μg/m³.乐山市复杂的地形引起的热力差异有利于局地环流的生成与发展，山谷风的存在可能是造成夜间乐山市郊区站点ρ（PM_2.5）高于城区站点的主要原因.结合后向轨迹与ρ（PM_2.5）日均值分析发现，来自盆地内部的气流（占比为28.57%）对乐山市空气质量产生的影响最大.乐山市东部边界附近、宜宾市西北部、自贡市南部等地对乐山市PM_2.5的潜在源贡献（WPSCF）在0.96以上，说明这些地区是研究期间影响乐山市ρ（PM_2.5）的重要潜在源区，模型的模拟结果与风向、风速、ρ（PM_2.5）监测值插值结果相符.研究显示，乐山市大气污染过程除了与在不利气象条件下污染物的累积有关外，区域污染物的输送贡献也不容忽视.

江淮地区湿沉降对颗粒物清除能力的影响

耿天召, 童欢欢, 赵旭辉, 朱余

2019, 32(2): 273-283. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.11.04

摘要(1081) HTML (57) PDF(463)

摘要:
为了解单次降水总量、降水时长、降水前颗粒物质量浓度对颗粒物清除能力的影响，对江淮地区2017年气象资料与颗粒物质量浓度资料展开分析.分析江淮地区2017年ρ（PM_2.5）、ρ（PM₁₀）及降水特征，综合对比各季节不同单次降水总量对颗粒物的清除能力，对比不同季节、不同降水时段对颗粒物清除能力的变化特征，以及不同季节降水前颗粒物质量浓度与清除率对应阈值关系.研究表明：江淮地区北部颗粒物质量浓度高于南部，南部单次降水总量和降水总时长较北部高.单次降水总量越大对颗粒物的清除率越高.当单次降水总量大于1.5 mm时，清除率提升最明显，并且秋、冬两季清除率高于春、夏两季；当单次降水总量低于1.5 mm时，春、夏两季清除率高于秋、冬两季.总体上，降水对PM₁₀的清除率高于对PM_2.5.降水时长对颗粒物的清除率具有明显的季节性变化特征.春、秋两季存在降水时长阈值，分别为10和20 h.春季低于该阈值（10 h）清除率为正清除率，高于该阈值清除率为负清除率；秋季低于该阈值（20 h）清除率为负清除率，高于该阈值为正清除率.夏、冬两季总体表现为正清除率.分析降水前颗粒物质量浓度对清除率的影响得知，降水对PM_2.5清除率由负转正的阈值较PM₁₀低，并且冬、春两季清除率阈值较夏、秋两季高，春季、夏季、秋季、冬季的ρ（PM_2.5）清除率阈值分别为35、15、25、30 μg/m³，ρ（PM₁₀）清除率阈值分别为60、50、60、60 μg/m³.单次降水过程中颗粒物所处高度由2 200 m降至1 000 m，并且此次降水对非球形粒子清除效果明显，粒径在2.5 μm以下粒子质量浓度显著下降，其中，粒径在0.7~1.2和1.5~2.5 μm粒子数浓度下降明显；另外，降水对颗粒物中NO₃^-和NH₄⁺去除明显，并且降水后光学EC、光学OC及金属元素质量浓度和占比显著增长.研究显示，当冬季单次降水总量大于1.5 mm，降水前ρ（PM_2.5）大于30 μg/m³、ρ（PM₁₀）大于60 μg/m³时颗粒物的清除率最佳.

基于大型底栖动物多度量指数的河流多尺度评价

王硕, 张建云, 林育青, 陈求稳, 陈凯, 李卫明

2019, 32(2): 284-292. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.07.16

摘要(1125) HTML (91) PDF(641)

摘要:
研究大型底栖动物群落特征并构建适当的环境生物指数是评估河流生态系统健康状况的重要途经. 2017年1月对漓江上中下游3个区域41个采样点的大型底栖动物和水体理化指标进行了监测调查，采用主成分分析、分布范围检验、敏感性检验和冗余检验等方法，分析大型底栖动物对流域主要环境压迫的响应关系，筛选出最适宜的生物参数构建多度量指数进行环境评估.主成分分析结果表明，影响漓江流域环境的主要因子为pH、电导率和浊度，结合底栖动物的PMA（百分比模式相似性指数）确定了7个环境相对较好的参照点和34个受损点；分布范围检验、敏感性检验和冗余检验表明，总分类单元数、Shannon-Wiener多样性指数、敏感类群数量百分比和刮食者分类单元数能够有效反映环境差异；采用比值法统一量纲后构建了MRMI（major reaches multi-metric index，MRMI），并采用四分法确定了评价标准，即MRMI>3.02为健康，MRMI>2.27~3.02为良好，MRMI>1.51~2.27为一般，MRMI>0.76~1.51为差，MRMI≤0.76为极差.通过构建的MRMI对漓江3个河段进行河流健康评价：上游14个采样点中有12个健康级别在良好以上；中游14个采样点中有8个健康级别在良好以上，有1个采样点的健康级别为差，健康状况较上游相比略有下降；下游13个采样点中仅有4个健康级别达到良好以上，在3个采样区域中健康状况最差.研究显示，在流域尺度上河流健康总体呈现从上游至下游逐渐变差状况，在河段尺度上同一河段内的健康评价结果存在较大差异.总体看来，大型底栖动物多度量指数在流域尺度与河段尺度均能较好地反映河流健康状况.

模拟SO₄^2-沉降对闽江河口潮汐淡水湿地温室气体排放通量的影响

程寅瑞, 仝川, 黄佳芳, 刘小慧, 饶清华

2019, 32(2): 293-300. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.07.12

摘要(1126) HTML (32) PDF(562)

摘要:
为了探究SO₄^2-沉降对潮汐淡水湿地温室气体排放通量的影响，在闽江河口短叶茳芏（Cyperus malaccensis）潮汐淡水湿地模拟SO₄^2-沉降，采用静态箱法测定样地环境因子与3种温室气体（CH₄、CO₂、N₂O）通量随SO₄^2-添加量和不同月份的变化，采用多元逐步回归分析影响温室气体通量的关键因子.结果表明：①各环境因子和3种温室气体通量均具有显著的月际变化. ②添加SO₄^2-显著增加了短叶茳芏种群密度和间隙水ρ（SO₄^2-）、ρ（NH₄⁺-N），但对其他环境因子无显著影响. ③添加SO₄^2-显著抑制了CH₄排放，当SO₄^2-添加量（以SO₄^2--S计，下同）为40和120 kg/（hm²·a）时，CH₄通量分别减少了33.8%、69.9%；CO₂和N₂O通量随SO₄^2-添加量的变化不显著，但分别趋于减小和增加，其中，SO₄^2-添加量为40和120 kg/（hm²·a）时，CO₂通量分别减少了5.2%、11.8%，N₂O通量则分别增加了98.0%、103.0%. ④相关分析和多元逐步回归分析结果显示，沉积物温度及间隙水ρ（SO₄^2-）、ρ（NH₄⁺-N）、ρ（NO_x^--N）（NO_x^--N主要包括NO₃^--N和NO₂^--N）是影响样地3种湿地温室气体排放通量的关键因子. ⑤当SO₄^2-添加量为40和120 kg/（hm²·a）时，3种温室气体排放产生的综合温室效应呈减小趋势，分别降低了5.5%和13.5%.研究推断，SO₄^2-沉降速率的升高有助于缓解潮汐淡水湿地对全球气候变暖的贡献.

应用多元统计研究蘑菇湖水体DOM紫外光谱特征

张广彩, 王雅南, 常昕, 韩美, 高红杰, 于会彬

2019, 32(2): 301-308. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.11.03

摘要(1329) HTML (86) PDF(654)

摘要:
为了探究蘑菇湖水体中DOM（溶解性有机物）的组成和结构特征、识别来源及表征腐殖化程度，采用UV-Vis（紫外-可见吸收光谱）和紫外吸收光谱指数、多元统计分析方法对蘑菇湖水体DOM进行表征.结果表明：①蘑菇湖水体DOM腐殖化程度由滨湖区向深湖区递减，DOM主要以脂肪链和酯类等非极性官能团及相对分子质量较大的外源胡敏酸为主. ②皮尔逊相关性分析发现，A_{250 nm}/A_{365 nm}、A_{240 nm}/A_{420 nm}与A₃/A₂（600~700 nm与460~480 nm波段下的积分面积之比）之间呈显著正相关，A_{465 nm}/A_{665 nm}、S_R〔光谱斜率比，S_g（275~295 nm）/S_g（350~400 nm）〕、A₂/A₁（460~480 nm与260~280 nm波段下的积分面积之比）与A₃/A₁（600~700 nm与260~280 nm波段下的积分面积之比）之间也均呈显著正相关，而二者之间呈负相关，表明蘑菇湖水体中DOM的腐殖化水平与有机质的相对分子质量、芳香度以及苯环碳骨架的聚合程度等密切相关. ③CCA（canonical correspond analysis，典范对应分析）结果发现，蘑菇湖水体采样点与DOM的芳香度、腐殖化程度存在一定的相关性，与皮尔逊相关性分析结果相似.研究显示，UV-Vis、紫外吸收光谱指数、多元统计分析能够在一定程度上表征蘑菇湖水体DOM的分子量、芳香度以及腐殖化程度.

基于全极化SAR影像的双台河口湿地分类及其变化分析

赵泉华, 胡广臣, 李晓丽, 李玉

2019, 32(2): 309-316. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.10.05

摘要(1298) HTML (59) PDF(506)

摘要:
为了研究辽东湾双台河口湿地变化原因，对该地区全极化SAR影像进行湿地分类.引入Freeman分解建模全极化SAR影像，得到二面角散射、体散射、表面散射的散射功率，利用SVM分类法对散射机制假彩色影像进行分类，进而确定该地区的湿地分布情况.通过对比分析2007年与2016年的湿地分布情况，同时考虑区域特性和数据的可获取性，选取盘锦市年降水量、年均气温、年径流量、海平面高度、城市建成面积、原油年产量、水产品年产量和逐年GDP等8个驱动因子，研究双台河口湿地变化的驱动机制.结果表明：①全极化SAR影像分类结果总精度达到80.25%，较光学影像的分类精度提升7.43%，并且可将芦苇湿地进一步细分为芦苇池塘和芦苇草甸；②2016年双台河口各湿地面积占比依次为草本沼泽（28.54%）>浅海水域（22.44%）>灌丛沼泽（16.88%）>水产养殖厂（9.54%）>河流（8.91%）>稻田（7.58%）>淤泥质沙滩（6.11%）；③不同湿地的变化原因有所差异，驱动因子也不尽相同，如水产品年产量增加是水产养殖厂转化为淤泥质沙滩的直接驱动因子，而气温上升等自然因素和城市建成区面积增长等社会因素是草本沼泽退化和变化的主要驱动因子.研究显示，全极化SAR影像较光学影像更适合湿地分类，而双台河口湿地自然湿地减少和人工湿地增加是自然和社会因素共同作用的结果.

植茶年限对土壤酸度及其团聚体交换性酸分布的影响

何淑勤, 吴雯, 郑子成, 李廷轩

2019, 32(2): 317-323. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.10.15

摘要(977) HTML (89) PDF(630)

摘要:
为明晰土壤酸度与团聚体交换性酸对植茶年限的响应特征，采用野外实地调查和室内分析相结合的方法，以植茶16、23、31和53 a的土壤为研究对象，开展不同植茶年限对土壤酸度及其团聚体交换性酸分布的影响.结果表明：①随着植茶年限的延长，土壤pH逐渐降低，交换性氢、交换性铝和交换性酸含量均呈升高的趋势.各植茶年限土壤0~20 cm土层pH均低于>20~40 cm土层，而交换性氢、交换性铝和交换性酸含量则表现出相反的变化趋势，且交换性氢含量在植茶23 a后的增幅可达21.29%. ②土壤交换性氢、交换性铝和交换性酸含量均随团聚体粒径的减小而升高，各粒径团聚体交换性氢、交换性铝和交换性酸含量随植茶年限的延长而逐渐升高. ③各植茶年限土壤团聚体交换性氢的分配比例均远低于交换性铝.随团聚体粒径的减小，各植茶年限交换性氢的分配比例均呈升高的趋势，而交换性铝的分配比例则呈降低趋势. 0~20 cm土层各粒径团聚体交换性氢的分配比例均以植茶53 a时较高，为17.97%~19.69%；>20~40 cm土层各粒径团聚体交换性氢的分配比例以植茶16 a时较高，为19.51%~22.77%，而各粒径团聚体交换性铝的分配比例则呈相反的趋势.研究显示，长期植茶会导致土壤酸化，随着植茶年限的延长，土壤pH逐渐降低，交换性氢、交换性铝和交换性酸含量均升高，不同粒径团聚体对交换性酸的保持能力存在明显差异.

LED3A土柱淋洗Pb与Zn污染砂土的效果

乔洪涛, 赵保卫, 于雄胜

2019, 32(2): 324-331. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.05.07

摘要(846) HTML (39) PDF(703)

摘要:
为探究不同淋洗方式下螯合型表面活性剂LED3A（N-十二酰基乙二胺三乙酸钠盐）对重金属污染土壤的淋洗效果，采用室内土柱淋洗法研究了LED3A在不同流速条件下对Pb、Zn单一污染砂土的淋洗效果，并通过优化的BCR法分析了淋洗前、后土柱中不同深度处Pb、Zn的形态变化特征.结果表明：LED3A对Pb、Zn单一污染砂土的淋洗规律基本类似，淋出液中ρ（Pb）、ρ（Zn）随淋洗液累积孔隙体积数目的增加呈现急剧增大、达到峰值后逐渐降低的趋势；Pb、Zn的淋洗曲线中均存在不同程度的拖尾现象，且对称性较差；淋出液中ρ（Pb）、ρ（Zn）峰值和Pb、Zn最大累积去除率均随流速的增大而减小.随着淋洗深度和流速的增加，各形态Pb、Zn的去除率均呈现减小的趋势，LED3A对酸可提取态Pb、Zn的去除效果最为显著，去除率均大于50%；对氧化物结合态、有机结合态和残渣态Pb、Zn的去除率大小顺序与淋洗深度和流速有关；对比淋洗前、后土柱中重金属的形态分布可知，最易释放和被生物利用的酸可提取态的占比明显减少，不易或不能被生物利用的氧化物结合态、有机结合态和残渣态的占比明显增加.研究显示，LED3A低流速淋洗不仅能够去除一定量的土壤重金属，同时可有效降低残留重金属对环境的潜在风险.

微生物菌剂对枸杞枝条粉发酵堆体腐熟效果的影响

曲继松, 张丽娟, 朱倩楠, 田永强, 高丽红

2019, 32(2): 332-339. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.08.19

摘要(977) HTML (62) PDF(462)

摘要:
为探讨外源微生物对枸杞枝条粉基质化发酵堆体腐熟进程的影响，采用随机区组设计〔T1（CK），枸杞枝条粉150 kg；T2，枸杞枝条粉150 kg+尿素4.15 kg；T3，T2+粗纤维降解菌Ⅰ 75 g；T4，T2+粗纤维降解菌Ⅱ 75 g；T5，T2+锯末专用复合益菌75 g；T6，T2+EM菌液75 g；T7，T2+纤维素酶制剂75 g〕，以尿素为氮源，研究添加外源微生物对枸杞枝条粉基质化发酵过程中发酵指标参数的影响.结果表明：堆腐发酵至第6天时，各处理组的温度均达到最高值，其中，T3的温度达到68.2 ℃，T2~T7内部温度超过50 ℃的时间依次为6、9、9、7、8、7 d.外源微生物菌剂的施用增加了枸杞枝条粉腐熟发酵后的湿容重、干容重、总孔隙度、通气孔隙、持水孔隙.至发酵结束后，各处理组的湿容重在0.43~0.47 g/cm³之间，T6的增幅最大.堆腐发酵过程中w（NH₄⁺-N）变化呈先增后减的变化规律，发酵至第21天时，T4达784.81 mg/kg；w（NO₃^--N）呈逐渐增加的趋势，在发酵14~49 d之间的增幅最大，其中，T3的平均日增加值最大，为16.02 mg/（kg·d），而发酵70 d后各处理组w（NO₃^--N）逐渐趋于平稳.发酵前21 d w（TOC）呈近直线下降，发酵前14 d w（TN）呈直线上升；堆腐发酵至第49天时，T2~T7的GI（germination index，发芽指数）均高于50%，其中，T7为73.92%，较T1（CK）高出26.52%；发酵至第91天时，T1~T7的GI均超过85%.研究显示，枸杞枝条发酵堆体基质化过程中添加尿素+粗纤维降解菌Ⅰ（Ⅱ）、尿素+EM菌液、尿素+锯末专用复合益菌等更有助于加快基质化进程、缩短发酵时间、提高发酵效率，可为枸杞枝条基质化工厂利用提供理论支撑.

Fe (Ⅲ)/Fe (Ⅱ)铁氧体工艺原位处理PVA废水及其沉淀物回收利用

郝昊天, 韩昆, 石宝友, 王毅力

2019, 32(2): 340-346. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.07.26

摘要(984) HTML (81) PDF(668)

摘要:
为了评价Fe（Ⅲ）/Fe（Ⅱ）铁氧体工艺对PVA（聚乙烯醇）废水处理的可行性，采用Fe（Ⅲ）/Fe（Ⅱ）铁氧体工艺原位处理PVA模拟废水，考察不同作用时间、总铁投加量、初始ρ（PVA）和废水硬度对该工艺处理效果的影响.利用XRD（X射线衍射）、FT-IR（傅里叶转换红外光谱）、BET比表面积、VSM（磁滞回线测试）对沉淀物进行表征，解析该工艺原位处理PVA模拟废水的主要机理，并以该工艺沉淀物为吸附剂，通过锑吸附试验，探讨该工艺沉淀物的回用性.结果表明：①Fe（Ⅲ）/Fe（Ⅱ）铁氧体工艺对PVA模拟废水具有良好的处理能力，初始ρ（PVA）为1 000 mg/L时，该工艺在20 min以内即可达到80%以上的去除率，并且基本没有金属铁的残余，该工艺对PVA的去除率随总铁投加量的增加而提高且基本不受水体硬度影响. ②在Fe（Ⅲ）/Fe（Ⅱ）铁氧体工艺对PVA的原位去除过程中，PVA作为一种反应物参与沉淀物Fe₃O₄的生成，并促进纳米Fe₃O₄比表面积增大，最终形成一种类似于凝胶的Fe₃O₄聚合物. ③Fe（Ⅲ）/Fe（Ⅱ）铁氧体工艺可高效处理模拟PVA-MB（亚甲基蓝）染料废水.对于含有100 mg/L MB（亚甲基蓝三水）和500 mg/L PVA的混合溶液，MB和COD_Cr去除率在1 min时分别达到97.37%和89.47%.沉淀物通过磁分离、乙醇和水清洗后，在水中浸出的ρ（TOC）和ρ（COD_Cr）很低，分别为0.86和2 mg/L，可作为吸附剂直接使用，得益于其具有较高的比表面积，对金属锑的拟合吸附量可达71.94 mg/g. ④Fe（Ⅲ）/Fe（Ⅱ）铁氧体工艺具有一定的实际应用价值.对东莞某实际印染废水处理5 min，COD_Cr和染料的去除率分别为85.71%和98.98%.研究显示，Fe（Ⅲ）/Fe（Ⅱ）铁氧体工艺可高效去除PVA，沉淀物为易回收的磁性Fe₃O₄，可作为吸附剂直接使用.

氨基修饰稻壳生物炭对水溶液中铀的吸附动力学特性

王淑娟, 郭伟, 史江红, 王云楷, 施胜利, 张笑晴, 张涛

2019, 32(2): 347-355. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.11.02

摘要(1272) HTML (75) PDF(510)

摘要:
为了探究NBC（氨基修饰生物炭）对U（Ⅵ）的吸附性能，通过在BC（未修饰生物炭）上负载氨基的方法得到氨基修饰生物炭，研究BC、NBC对水溶液中U（Ⅵ）的吸附特征，分析生物炭添加量、溶液pH、溶液中阴离子、初始ρ〔U（Ⅵ）〕、吸附时间和吸附体系温度等因素对U（Ⅵ）吸附的影响，筛选最优的吸附条件，并利用SEM（扫描电镜）、FT-IR（傅里叶红外光谱）、XRD（X-射线衍射）、XPS（X-射线能谱）、BET比表面积、元素分析、零点电位（Zeta电势）测定等手段表征BC、NBC的结构特征，并进一步探讨其对U（Ⅵ）的吸附机理.结果表明：①NBC的比表面积和吸附位点显著增加，对U（Ⅵ）的吸附速率和吸附量明显增加，NBC的最大吸附量（69.63 mg/g）大于BC（53.95 mg/g）. ②NBC对U（Ⅵ）吸附的最佳条件为生物炭添加量0.4 g/L、pH 6、初始ρ〔U（Ⅵ）〕20 mg/L、吸附时间1 h、吸附体系温度328 K. ③BC、NBC对U（Ⅵ）的吸附动力学均符合伪二级动力学方程，R²均为0.999；等温吸附过程均符合Sips等温吸附模型，R²均大于0.914.研究显示，NBC的吸附能力强、环境耐受性好，具有很好的应用潜力.

两种天然矿物改性材料对模拟废水中Cd²⁺的吸附特性

江湛如, 黄放, 张攀, 汤媛媛, 邓思涵, 谭迪, 雷鸣

2019, 32(2): 356-364. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.10.01

摘要(1070) HTML (25) PDF(482)

摘要:
为了提升天然非金属矿物对Cd²⁺的吸附性能，采用MT（蒙脱石）和HP（海泡石）为前驱材料，依次通过酸纯化和SDS（十二烷基磺酸钠）改性后合成了有机非金属矿物材料，利用扫描电镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、X射线荧光光谱分析（XRF）等手段对2种改性材料〔SDS-MT（十二烷基磺酸钠改性蒙脱石）和SDS-HP（十二烷基磺酸钠改性海泡石）〕吸附Cd²⁺的机制进行探究，并对吸附过程分别进行了动力学拟合和等温吸附方程拟合.结果表明：①SDS-MT和SDS-HP吸附模拟废水中Cd²⁺的效果分别比未改性的MT和HP平均提升约40%和19.5%. ②改性过程没有改变2种前驱材料的基本结构，但引起其元素质量分数、阳离子交换量和比表面积的改变. ③SDS-MT、SDS-HP对模拟废水中Cd²⁺的吸附量受溶液的pH影响较大，最大吸附量分别达16.54、9.24 mg/g，2种改性材料对模拟废水中Cd²⁺的吸附过程能较好地满足准二级动力学方程，并且其平衡传质时间较短. ④SDS-MT对模拟废水Cd²⁺的吸附模型较满足于Freundlich吸附等温模型，推测SDS-MT是一种有限吸附位点的吸附剂，吸附过程为单分子层吸附，而SDS-HP则较好的满足Langmuir吸附等温模型.研究显示，对2种天然非金属矿物材料的有机改性能够有效提升材料对Cd²⁺的吸附容量，发挥材料的实际运用价值.

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2019年第32卷第2期

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