环境科学研究

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2020, 33(3): .

摘要(489) PDF(270)

摘要:

邱昀, 安欣欣, 刘保献, 鹿海峰, 王新辉, 王琴, 罗霄旭, 李令军

2020, 33(3): 519-525. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.09.16

摘要(1223) HTML (54) PDF(440)

摘要:
为研究北京市气溶胶垂直方向上的分布特征，利用微脉冲激光雷达（MPL）对北京市2015年12月-2016年11月的气溶胶光学特征进行分析，讨论了气溶胶消光系数的季节性特点以及不同污染等级下的垂直分布，并对其影响因素进行了探讨.结果表明：①北京市气溶胶消光系数垂直特征在季节上存在异质性.秋、冬两季近地面1.0 km以下气溶胶消光系数显著增大，最大气溶胶消光系数大于1.0 km^-1；春、夏两季污染日较少，气溶胶消光系数在垂直方向上变化较为平缓.②不同污染等级下气溶胶消光系数的垂直特征差异明显.空气质量为优-良水平时，气溶胶消光系数较低，基本不高于0.7 km^-1；轻-中度污染时，气溶胶消光系数在不同季节差异较大，冬、春两季气溶胶消光系数不超过0.8 km^-1，夏、秋两季在1.0 km^-1左右，部分监测站甚至在1.4 km^-1左右；重度及以上污染时，气溶胶消光系数基本在1.0 km^-1以上，最高可达1.7 km^-1.③105 m处气溶胶消光系数与ρ（PM_2.5）相关性较好.气溶胶消光系数除受ρ（PM_2.5）影响外，还受相对湿度影响较大.夏、秋两季对流层底层大气相对湿度偏高，致使气溶胶消光系数显著高于春季和冬季.研究显示，利用激光雷达可对北京市气溶胶垂直方向分布特征进行有效分析，气溶胶的垂直分布受污染水平和相对湿度的影响呈季节性变化.

北京市城区春季大气挥发性有机物污染特征

张利慧, 毋振海, 李斌, 刘侃侃, 岳婷婷, 张玉洁

2020, 33(3): 526-535. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.12.15

摘要(816) HTML (59) PDF(428)

摘要:
"2+26"城市联防联控措施的实施及北京市产业结构的调整，使得北京市大气中VOCs（volatile organic compounds，挥发性有机物）质量浓度、组成特征及来源发生了变化.运用AirmoVOC（GC-866）在线自动监测仪对2017年3-5月北京市城区大气中的VOCs进行观测.结果表明：①北京市城区春季大气中ρ（TVOCs）（TVOCs为总挥发性有机物）为34.36 μg/m³，ρ（烷烃）、ρ（芳香烃）、ρ（烯烃）、ρ（炔烃）分别占ρ（TVOCs）的57.13%、33.18%、7.54%、2.15%.质量浓度最高的前3位VOCs物种分别为苯、丙烷和乙烷，其质量浓度分别为5.97、3.51、2.63 μg/m³.②ρ（TVOCs）的日变化有3个较明显的峰值，分别出现在05：00、11：00和23：00，ρ（TVOCs）最低值出现在18：00，并且夜间ρ（TVOCs）高于白天.VOCs日变化特征表明，北京市VOCs污染受凌晨时段柴油车尾气排放和早晚交通高峰期汽油车尾气排放的影响较为明显.③春季VOCs的OFP（ozone formation potential，臭氧生成潜势）分析表明，芳香烃对OFP的贡献率（44.22%）最大，其次是烯烃（31.06%），最后是烷烃（23.86%）；北京市VOCs污染的关键活性组分是丙烯、正丁烷、环戊烷、苯、甲苯、二甲苯.④PMF（正矩阵因子分析法）分析表明，溶剂使用源是北京市春季大气中VOCs最主要的排放源，对TVOCs的贡献率为39.06%，其次是移动源（33.79%）和油气挥发源（17.85%），燃烧源的贡献率（9.30%）最低.研究显示，控制移动源、溶剂使用源和燃烧源的排放是控制北京市环境空气中VOCs污染的关键.

杭州湾北岸36种挥发性有机物污染特征及来源解析

闫磊, 黄银芝, 高松, 修光利

2020, 33(3): 536-546. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.05.26

摘要(850) HTML (38) PDF(379)

摘要:
为研究杭州湾北岸VOCs（挥发性有机物）的浓度水平、组成特征、反应活性和潜在来源，采用GC-FID在线监测系统对杭州湾北岸环境大气中的36种VOCs开展了为期1 a（2017年12月-2018年11月）的连续观测，采用L^OH（VOCs的·OH消耗速率）和OFP（O₃生成潜势）2种方法估算了大气VOCs的反应活性，并利用PMF（正定矩阵因子分解）和CPF（条件概率函数）模型分析其来源.结果表明：①φ（VOCs）小时平均值在冬季（26.47×10^-9）最高，夏季（9.76×10^-9）最低；全年φ（VOCs）小时平均值为21.24×10^-9，其中烷烃、烯烃+炔烃、芳香烃、卤代烃的贡献率分别为33.24%、34.13%、15.63%、17.00%；φ（烷烃）、φ（芳香烃）和φ（卤代烃）呈较明显的昼夜变化特征，φ（烯烃）和φ（炔烃）无明显昼夜变化趋势.②大气VOCs的总L^OH和OFP分别为9.39 s^-1和220.57 μg/m³，K^OH（·OH反应速率常数）和MIR（最大增量反应活性）系数的平均值分别为17.34×10^-12 cm³/（molecule·s）和3.31；K^OH和MIR系数的平均值分别与间/对-二甲苯的K^OH和乙苯的MIR系数接近，表明大气VOCs的化学反应活性较强；VOCs关键活性物种为异戊二烯、乙烯、丙烯、甲苯、二甲苯和顺-2-丁烯.③特征物种相关性分析表明，杭州湾北岸大气存在老化现象，异戊烷和正戊烷受煤燃烧源影响较大，二甲苯和乙苯受溶剂排放源影响较大，甲苯和苯除受机动车尾气影响外，还受其他排放源影响.④PMF和CPF模型来源分析表明，大气VOCs主要来自石化工业源、燃料挥发源、生物质燃烧和煤燃烧源、机动车排放源和溶剂使用源，其中，机动车排放源主要来自西北方向，其他源主要来自西北、西和西南方向.研究显示，杭州湾北岸大气VOCs来源复杂，受周边工业区的影响较大.

石家庄市冬季一次重污染过程分析与反馈效应研究

朱芳, 周颖, 程水源, 张晗宇, 王晓琦

2020, 33(3): 547-554. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.08.12

摘要(907) HTML (62) PDF(330)

摘要:
为深入探究高ρ（PM_2.5）地区重污染过程的发展变化规律，以石家庄市一次重污染过程（2017年1月13-20日）为例，结合空气质量监测数据、PM_2.5组分测试数据、气象观测资料，从重污染发展阶段（简称"P1阶段"）、维持阶段（简称"P2阶段"）和清除阶段（简称"P3阶段"）分析PM_2.5及其化学组分的变化特征、气象条件和高低空天气形势演变特征，并利用WRF-Chem模型定量研究重污染过程气溶胶反馈效应对典型气象要素的影响.结果表明：①此次重污染过程属于逐步累积增长、快速清除型，在P2阶段ρ（PM_2.5）平均值为241.0 μg/m³，最大值为367.5 μg/m³.②P1和P2阶段高低空大气环流配置稳定，大气边界层高度范围为620.6~712.2 m，风速范围为1.3~2.5 m/s，相对湿度范围为60%~80%.③P2阶段SOR（硫氧化率）和NOR（氮氧化率）均为0.3，ρ（SNA）（SNA为SO₄^2-、NO₃^-和NH₄⁺的统称）为128.8 μg/m³，占ρ（PM_2.5）的56.2%；OM[有机质，ρ（OM）=ρ（POA）+ρ（SOA），其中，POA为一次有机气溶胶，SOA为二次有机气溶胶]是除SNA以外的第二大组分，在P1和P3阶段ρ（POA）大于ρ（SOA），而在P2阶段ρ（SOA）与ρ（POA）相等，均为28.0 μg/m³，表明在重污染过程中二次污染严重；整个污染过程ρ（NO₃^-）/ρ（SO₄^2-）为1.0，表明石家庄市移动源和固定源对ρ（PM_2.5）贡献相当.④WRF-Chem模型模拟结果表明，太阳辐射量、温度和大气边界层高度受气溶胶反馈效应的影响在P2阶段的下降量分别为75.1 W/m²、2.7℃和109.9 m，比P1阶段分别高33.6%、91.4%和18.6%，比P3阶段分别高147.0%、305.3%和24.1%.研究显示，此次静稳天气下的重污染过程二次污染严重，气溶胶反馈效应整体使得太阳辐射量、温度和大气边界层高度均向不利于污染扩散的趋势发展，造成石家庄市的ρ（PM_2.5）进一步增加.

银川市冬季两次典型持续大气污染过程对比分析

王建英, 崔洋, 史霖, 杨亚丽, 邓敏君

2020, 33(3): 555-562. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.08.10

摘要(835) HTML (41) PDF(369)

摘要:
为了探究边界层气象要素时空分布及其变化对银川市冬季持续污染天气过程污染物质量浓度变化的影响机制，利用2016年12月1日-2017年1月31日逐时空气质量以及地面和逐日定时探空气象观测数据，根据大气污染级别和过程持续时间，选取2016年12月9-21日（简称"1211过程"）和2016年12月29日-2017年1月9日（简称"1231过程"）为研究对象，采用统计和天气诊断相结合的方法，在分析比较银川市冬季两次典型持续污染过程演变特征及其与地面气象要素关系的基础上，探讨了大气环流、边界层要素变化对银川市冬季典型污染过程的可能影响机制.结果表明：①银川市冬季两次大气污染过程持续阶段，地面均以偏东或偏南风为主，风速较小，相对湿度较大，能见度较低；在污染清除阶段，地面风向转为西北或偏北风，风速较大，相对湿度较小，能见度较高.②当冬季欧亚大陆中纬度区域500 hPa高空盛行纬向气流，850 hPa高度上银川市受反气旋环流和暖温度脊控制，并且有弱暖平流从西南部向北输送时，银川市易出现静稳型持续污染天气.③冬季银川市持续大气污染过程中，ρ（PM_2.5）与风速呈负相关（R平均值为-0.326），与相对湿度呈正相关（R平均值为0.688），与能见度呈显著负相关（R平均值为-0.905），与边界层高度呈较显著负相关（R平均值为-0.575）.④银川市冬季静稳型持续污染天气主要分为弱西北和平直西风气流型两种，弱西北气流型具有近地面层逆温弱，污染物积累慢，清除快的特征；平直西风气流型具有近地面层逆温强，污染物积累快，清除慢的特征.研究显示，冬季银川市上空500 hPa高度盛行纬向气流，地面主导风向为偏东或偏南风时，随着地面相对湿度增大、近地层风速减小、大气垂直上升运动减弱、边界层高度降低，大气中ρ（PM_2.5）将迅速升高，银川市易出现以PM_2.5为首要污染物的静稳型持续污染天气.

基于2012—2018年内江市PM_2.5化学组分变化对《大气污染防治行动计划》实施效果的评估

周杨, 罗彬, 杨文文, 郝宇放, 麦麦提·斯马义, 谢绍东

2020, 33(3): 563-571. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.06.11

摘要(795) HTML (60) PDF(418)

摘要:
2013年9月国务院发布了《大气污染防治行动计划》（简称"《气十条》"）.基于《气十条》实施前期（2012年5月-2013年5月）和实施后期（2015年9月-2016年9月）在四川省内江市采集的PM_2.5及其化学组分，以及2013-2018年空气自动监测站在线监测数据，通过比较分析PM_2.5中WSIIs（water-soluble inorganic ions，水溶性离子）和6项常规污染物质量浓度的变化来评估《气十条》实施效果，同时应用PMF（positive matrix factorization，正矩阵因子分析法）模型解析WSIIs源变化以探究空气污染源的改变.结果表明：①2018年内江市ρ（SO₂）、ρ（NO₂）、ρ（PM₁₀）、ρ（PM_2.5）、ρ（O₃）和ρ（CO）年均值分别为9.4 μg/m³、23.9 μg/m³、53.1 μg/m³、34.9 μg/m³、140.0 μg/m³和1.1 mg/m³，6项污染物首次全部达到GB 3095-2012《环境空气质量标准》二级标准.②《气十条》实施后期ρ（PM₁₀）和ρ（PM_2.5）分别为（74.5±55.1）（63.0±47.0）μg/m³，较实施前期分别下降了36%和20%，说明《气十条》的实施明显改善了空气质量.PM_2.5中ρ（SO₄^2-）和ρ（NO₃^-）分别下降了47%和25%，表明SO₂和NO_x的排放均得到有效控制；PM_2.5中ρ（K⁺）和ρ（Mg²⁺）分别增加了66%和92%，这与春节期间燃放烟花爆竹和生物质燃烧有关，因此应加强对重点时段特殊事件的管控.③相较《气十条》实施前期，实施后期ρ（PM_2.5）/ρ（PM₁₀）由0.69升至0.84，SOR（sulfate oxidation ratio，硫氧化率）由0.22增至0.25，说明PM_2.5和二次污染占比增加.④PMF模型解析结果发现，与《气十条》实施前期相比，实施后期的燃煤-工业源、二次硫酸盐、二次硝酸盐和扬尘源对ρ（PM_2.5）的贡献量下降，生物质燃烧源对ρ（PM_2.5）的贡献量增加；燃煤-工业源和二次硫酸盐对ρ（PM_2.5）的贡献率之和大幅下降，二次硝酸盐和生物质燃烧的贡献率均升高.研究显示，《气十条》的实施使内江市燃煤和工业排放得到显著控制，但机动车和生物质燃烧尚需严控.

洞庭湖表层沉积物重金属赋存形态及生态风险评价

赵艳民, 秦延文, 曹伟, 温泉, 时瑶, 马迎群

2020, 33(3): 572-580. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.07.28

摘要(754) HTML (53) PDF(317)

摘要:
为深入了解洞庭湖沉积物重金属污染现状及生态风险，采用欧共体物质标准局提出的BCR提取法分析29个表层沉积物中Cd、Cr、Cu、Pb和Zn的赋存形态，并应用基于重金属形态的RSP（ratio of secondary phase and primary phase，次生相与原生相分布比值法）和RAC（风险评价指数法）评价了沉积物重金属的污染程度与生态风险.结果表明：全湖范围内，Cd主要以弱酸溶解态为主，Cr主要以残渣态和可还原态为主，Cu以残渣态和可氧化态为主，Pb以可还原态和残渣态为主，Zn以残渣态和弱酸溶解态为主；RSP评价结果显示，Cd在全湖范围表现为重度污染，Pb总体表现为中度污染，但在湘、资、沅、澧"四水"入湖口以及东洞庭湖几个采样点表现为重度污染，Cr、Cu和Zn处于轻度污染和清洁水平；RAC评价结果表明，全湖范围内5种重金属生态风险排序依次为Cd > Zn > Pb > Cu > Cr，Cd表现为高等风险，Cu、Pb和Zn表现为中等风险，而Cr表现为低等风险.研究显示，在研究沉积物重金属总量基础上进行重金属形态分析，有助于深入了解重金属对环境的危害.

太湖双酚A的水质基准研究及风险评价

艾舜豪, 李霁, 王晓南, 高祥云, 刘征涛, 黄云

2020, 33(3): 581-588. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.07.09

摘要(791) HTML (30) PDF(307)

摘要:
水质基准是制定水质标准的重要科学依据，制定符合我国实际情况的水质基准已成为当前的迫切需求.BPA（bisphenol A，双酚A）是一种典型的内分泌干扰物，基于太湖流域的人群暴露参数和生物累积系数，采用HJ 837-2017《人体健康水质基准制定技术指南》推荐方法，推导出太湖BPA的人体健康水质基准为0.738 μg/L，通过太湖儿童暴露参数得到保护儿童BPA的人体健康基准为0.628 μg/L（6~ < 9岁）、0.821 μg/L（9~ < 12岁）、0.620 μg/L（12~ < 15岁），与成人基准差异不大.基于太湖流域水生生物的毒性数据，采用SSD（species sensitivity distribution，物种敏感度分布）法得到水生生物慢性基准为0.189 μg/L.使用RQ（risk quotient，风险商值）法评价太湖水体中BPA暴露所造成的健康与生态风险，结果表明，太湖中有0.03%区域面积水体存在较高健康风险，有2.03%区域面积水体存在较高的生态风险.另外，采用联合概率曲线法进一步分析生态风险发现，太湖水体中BPA对1%与5%的水生生物造成危害的概率分别为0.71%和0.33%.研究显示，我国太湖水体中BPA暴露造成的健康与生态风险处于可接受水平.

生态调控后贵州花溪水库浮游植物群落结构的变化特征及影响因素

马欣洋, 李秋华, 陈倩, 何应, 袁振辉, 李红梅, 张华俊

2020, 33(3): 589-598. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.09.02

摘要(911) HTML (75) PDF(340)

摘要:
为了解生态调控后花溪水库浮游植物功能群变化特征与环境因子的关系，基于浮游植物功能群、NMDS（非度量多维尺度分析）、RDA（冗余分析）、Pearson相关性分析方法，于2017年3月-2018年3月逐月对浮游植物群落结构与水环境指标进行采样分析.结果表明：①生态调控前，花溪水库共鉴定浮游植物4门18种，共归类出10个功能群，且功能群H1占绝对优势，其代表藻种为水华束丝藻（Aphanizomenon flosaquae）；生态调控后，共鉴定浮游植物6门66种，共归类出20个功能群，主要优势功能群为B/Lo，其代表藻种为小环藻（Cyclotella sp.）和多甲藻（Peridinium sp.）.②生态调控后，花溪水库优势功能群结构发生了变化，其变化特征为B/Lo（春季）→D/B/Lo/X2/N/P（夏季）→D/B/Lo/N（秋季）→D/MP/B/Lo/W1/W2（冬季）.功能群B的生物量在春季达到峰值（3 056.3 μg/L），与其对低营养环境有良好的耐受性有关；功能群Lo的生物量在秋季达到峰值（2 900.9 μg/L），与组成功能群Lo的甲藻特性有关.③RDA结果表明，生态调控前影响浮游植物生长的环境因子为SD（透明度）、ρ（DIN）（DIN为无机氮）；生态调控后影响浮游植物生长的环境因子为WT（水温）、ρ（DO）、ρ（DIN）.研究显示，生态调控后花溪水库功能群结构发生了明显变化，影响功能群变化的主要环境因子为WT和ρ（DO）.

潮白河中游沉积物中重金属分布、来源及生态风险评估

温泉, 赵艳民, 曹伟, 杨晨晨, 张雷, 张国宇, 冯军坡

2020, 33(3): 599-607. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.07.27

摘要(699) HTML (40) PDF(298)

摘要:
潮白河是海河五大支流之一，其中游位于河北省，地处北京市下游和天津市上游，非汛期来水主要为北京市工业废水和生活污水.为了解潮白河中游沉积物重金属污染分布特征、来源、生态风险及可能受北京市来水的影响，于2018年6月采集9个表层沉积物样品和2个柱状沉积物样品，使用电感耦合等离子质谱仪（ICP-MS）测定Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd和Pb等7种重金属的质量分数.结果表明：①潮白河中游表层沉积物中w（Cr）、w（Ni）、w（Cu）、w（Zn）、w（As）、w（Cd）、w（Pb）的平均值分别为31.47、14.74、14.73、44.80、4.91、0.23、17.98 mg/kg，7种重金属质量分数除在5号采样点突然增加外，均沿河流方向呈先降后升的趋势.在垂直方向上，7种重金属在5号采样点出现富集，在9号采样点其质量分数则呈减轻趋势.②通过相关性分析和主成分分析可知，潮白河中游沉积物中Cr、Ni、Cu、As、Pb主要来源于工业和交通污染；Zn和Cd则主要来源于农业面源和生活污染.③地累积指数评价和潜在生态风险指数显示，潮白河中游表层沉积物重金属污染主要以Cd、Pb、Cu和As为主，其中Cd的潜在危害最高，各采样点综合潜在生态风险指数大小依次为5号> 2号> 3号> 9号> 1号> 8号> 4号> 7号> 6号.研究显示，潮白河中游沉积物重金属污染在5号采样点最严重，其中Cd污染程度最高，其来源主要为区域农业生产和居民生活等人类活动，应加强区域内农业和生活污染防治.

有色可溶性有机物在线荧光技术在水质监测中的应用

李元鹏, 张柳青, 石玉, 刘明亮, 施坤, 张运林, 姚昕, 肖菲, 段崇森

2020, 33(3): 608-616. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.07.16

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摘要:
FDOM（荧光有机物）在线荧光探头是采用激发波长370 nm和发射波长460 nm下荧光强度来计算水体CDOM（有色可溶性有机物）丰度的传感器，为探究该传感器在内陆水体水质监测中的应用和适用性，以水源供给水库千岛湖为案例，通过FDOM荧光探头监测该湖泊不同季节CDOM丰度，结合CDOM光谱吸收、ρ（DOC）（DOC表示溶解性有机碳）、ρ（TN）、ρ（TP）、ρ（COD_Mn）、ρ（DTN）（DTN表示溶解性总氮）、ρ（DTP）（DTP表示溶解性总磷）和ρ（Chla）等水质参数数据，揭示FDOM荧光强度与其他水质参数的耦合关系，检验FDOM荧光探头对有机物的监测能力.结果表明：①2014年5月千岛湖TLI平均值（38.4±4.4）显著高于2018年10月TLI平均值34.9±3.0（t-test，P < 0.001），根据TLI及各水质参数平均值判定该湖处于中贫营养状态.②大部分水质参数呈现出由西北入湖河口向下游大坝出水口方向递减的趋势，表明上游新安江对该湖有机物具有较大的贡献.③FDOM荧光强度与CDOM吸收系数a（254）（R²=0.91，P < 0.01）、a（350）（R²=0.90，P < 0.01）均呈极显著正相关且具有较高的线性拟合优度，这意味着FDOM荧光强度可以很好地表征CDOM丰度.④FDOM荧光强度与ρ（DOC）（R²=0.49，P < 0.01）、ρ（TN）（R²=0.61，P < 0.01）、ρ（TP）（R²=0.75，P < 0.01）、ρ（COD_Mn）（R²=0.35，P < 0.01）、ρ（DTN）（R²=0.59，P < 0.01）、ρ（DTP）（R²=0.56，P < 0.01）、ρ（Chla）（R²=0.68，P < 0.01）均呈极显著正相关且与大多数水质参数具有相似的分布特征，并且能很好地识别潜在污染物高值区.研究显示，荧光探头在可见波长下所得陆源类腐殖酸FDOM荧光强度能很好地成为潜在污染物替代指标，并能有效呈现有机物分布特征，因而该技术在饮用水湖泊水质监测中具有潜在广阔的应用前景.

硅藻指数在嫩江支流甘河的适用性评估

薛浩, 孟凡生, 郑丙辉, 王业耀, 姚志鹏, 张铃松

2020, 33(3): 617-625. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.12.04

摘要(656) HTML (51) PDF(239)

摘要:
为了筛选出适用于甘河水生态评价的硅藻指数，合理评价甘河水生态健康状况，2018年8月在嫩江支流甘河调查了19个点位的着生硅藻群落结构和水环境特征.应用21种硅藻指数对甘河水生态健康状况进行评价，采用箱体图法分析了所选硅藻指数的适用性，使用Spearman相关分析研究了硅藻指数与环境因子的相关性，最后应用多元线性回归方法分析了不同因素对硅藻指数在甘河评价正确率的影响.结果表明：①所选硅藻指数中，IBD（biological diatom index，硅藻生物指数）、EPI-D（diatom eutrophication pollution index，富营养污染硅藻指数）和IPS（specific pollution sensitivity index，特定污染敏感指数）的评价结果区分度最好，最适用于甘河水生态健康状况评价.②甘河丰水期水生态健康状况总体较好，约70%的点位水生态健康状况为健康、较好和一般，约30%的点位水生态健康状况为较差和极差，极差的点位全部位于甘河下游区域.③硅藻指数与COD_Cr的相关性对硅藻指数评价正确率有显著影响（P < 0.01），硅藻指数与COD_Cr相关性越强，评价的正确率越高；物种覆盖度对硅藻指数评价的正确率也有影响，但不显著，各点位最小物种覆盖度高于65%时，物种覆盖度对藻指数评价的正确率影响较为明显.研究表明，硅藻指数可以有效地评价水生态健康状况，但硅藻指数与环境因子之间的相关性等因素会影响评价的正确率，因此选择合适的硅藻指数进行研究区域的水生态健康状况评价尤为重要.

不同生长阶段斑马鱼对Cu²⁺的毒性响应差异

廖伟, 刘大庆, 冯承莲, 金小伟, 刘娜, 白英臣, 吴代赦

2020, 33(3): 626-633. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.06.25

摘要(728) HTML (35) PDF(364)

摘要:
为探究鱼类不同生长阶段对污染物的毒性响应差异，以斑马鱼为试验生物，初步建立了一套实验室分阶段培养方法，通过培养时间确定斑马鱼的不同生长阶段，研究了标准稀释水和模拟自来水条件下不同生长阶段斑马鱼对Cu²⁺的毒性响应差异，并利用物种敏感度分布法表达不同生长阶段斑马鱼对Cu²⁺的敏感性差异.结果表明：斑马鱼体长、体质量的变化均符合logistic增长方程（R²>0.97），斑马鱼全生命周期按日龄可细分为卵黄囊仔鱼期（1 d）、晚期仔鱼期（10 d）、稚鱼期（17 d）、早幼期（24 d）、幼鱼期（31 d）、发育期（60 d）、成熟期（90 d）、成鱼期（120 d）等8个不同生长阶段.标准稀释水条件下，Cu²⁺对不同生长阶段斑马鱼的96 h-LC₅₀（96 h半致死浓度）分别为0.425 mg/L（1 d）、0.768 mg/L（10 d）、0.550 mg/L（17 d）、0.309 mg/L（24 d）、0.334 mg/L（31 d）、0.327 mg/L（60 d）、0.230 mg/L（90 d）和0.180 mg/L（120 d），随着鱼龄的增加，Cu²⁺对斑马鱼的毒性逐渐增大；模拟自来水条件下，Cu²⁺对不同生长阶段斑马鱼的96 h-LC₅₀分别为0.377 mg/L（1 d）、0.438 mg/L（10 d）、0.366 mg/L（17 d）、0.201 mg/L（24 d）、0.206 mg/L（31 d）、0.189 mg/L（60 d）、0.167 mg/L（90 d）和0.144 mg/L（120 d），随着鱼龄的增加，Cu²⁺对斑马鱼的毒性逐渐增大.根据96 h-LC₅₀得出不同生长阶段斑马鱼对Cu²⁺的敏感性顺序为120 d > 90 d > 24 d > 60 d > 31 d > 1 d > 17 d > 10 d，可见，斑马鱼成鱼期阶段对Cu²⁺较敏感，而成熟期和早幼期的敏感性次之，晚期仔鱼期最不敏感.研究显示，鉴于斑马鱼对Cu的物种敏感度的阶段性差异，采用24 d早幼期斑马鱼研究金属水质基准时既敏感又节约受试生物的培养成本，此外水环境参数也是水质基准研究需考虑的重要影响因素之一.

基于TMVOC的地下水位波动带苯系物迁移转化模拟

王颖, 陈雷, 杨洋, 李娟, 唐军, 白顺果, 冯玉娟

2020, 33(3): 634-642. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.09.22

摘要(863) HTML (66) PDF(333)

摘要:
为探究水位波动情况下苯系物的迁移转化规律，提高石油污染场地地下水污染治理精度，以西北某傍河石化场地为研究对象，基于TMVOC模型对特征污染物苯系物开展泄漏模拟，通过情景模拟比较水位波动对苯系物迁移转化的影响，并从污染分布、相间转化等方面，解析地下水位稳定和波动状态下苯系物迁移转化过程差异.结果表明：①TMVOC模型较好地模拟了水位波动状态下苯系物迁移转化过程.②相较于水位稳定状态下，水位波动作用下苯系物污染深度增加0.5 m，污染面积增加25%，总质量增加12 kg.③水位稳定和波动状态下苯系物"气-液-NAPL（Non-Aqueous Phase Liquids）相"占比分别为0.17%、2.03%、97.8%和0.04%、3.69%、96.27%.④NAPL相苯系物饱和度分布与苯系物质量分布呈正相关，水位波动造成NAPL相初始饱和度降低，且初始水位面以下NAPL相饱和度升高.⑤对于苯而言，水位波动状态下非饱和带中苯在液相中的质量是水位稳定状态下的1.11倍，饱和带为10.15倍.研究显示，水位波动显著地影响了苯系物的迁移转化过程，促进了苯系物的溶解，并使更多的苯系物残留在地下介质中.

基于敏感性分析的危险废物填埋场工程和地质屏障参数优化

向锐, 徐亚, 刘景财, 刘玉强, 董路, 雷国元, 黄启飞

2020, 33(3): 643-651. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.00.00

摘要(533) HTML (44) PDF(310)

摘要:
为优化危险废物填埋场地下水污染风险控制的工程/地质屏障参数，基于过程模型模拟-参数敏感性分析-参数优选的系统框架和方法，分析关键参数对于地下水中渗滤液所携带污染物浓度的影响和敏感性，基于分析结果推荐技术参数的取值区间和最低的技术参数要求.结果表明：①各参数对地下水污染风险的敏感性排序依次为导排支管间距>含水层厚度>导排层坡度>天然衬层渗透系数>导排层渗透系数>地下水流速.②当导排支管间距>25 m、导排层坡度 < 2%、导排层渗透系数 < 0.000 1 cm/s、天然衬层渗透系数>1×10^-6 cm/s时，地下水污染风险急剧增大；反之，当导排支管间距 < 10 m、导排层坡度>3%、导排层渗透系数>0.01 cm/s、天然衬层渗透系数 < 5×10^-7 cm/s时，对地下水污染风险的管控并无明显影响.③导排支管间距最低为25 m，但不宜 < 10 m，导排层坡度最低为2%，但不宜>3%，导排层渗透系数最低为0.01 cm/s，天然衬层渗透系数最低为1.0×10^-6 cm/s.研究显示，现有标准中给出的参数取值具有合理性，但范围较广，应结合水文地质参数与填埋场参数确定.

双层包覆型缓释材料中过硫酸盐释放性能研究

杨昱, 徐祥健, 韩旭, 夏甫, 廉新颖, 贾永锋, 郇环, 姜永海

2020, 33(3): 652-658. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.06.24

摘要(641) HTML (49) PDF(258)

摘要:
为了使修复材料在地下水原位修复技术中更持久、稳定的发挥作用，制备双层包覆型缓释材料并研究其释放性能.采用水泥、砂和水作为包覆材料制备不同规格的材料，通过周期性浸出试验方法研究外包覆层组分配比及厚度对其释放性能的影响，建立各影响因素与其释放性能的响应关系.结果表明：①双层包覆型缓释材料释放规律符合零级动力学特征，与单一包覆型缓释材料相比，稳定释放速率由初期释放速率的10%~15%升至60%~80%.②外包覆层厚度相同时，稳定释放速率随包覆材料渗透性的增加而逐渐增加，最小值为10 mg/d，最大值约为380 mg/d.③外包覆层组分配比相同时，材料稳定释放速率随其厚度的增加呈幂函数降低，使用寿命随外包覆层厚度的增加呈指数上升，采用自然临近点插值法预测材料最短使用寿命约为100 d，最长的可达10~15 a.外包覆层厚度导致渗透性能的改变是造成其释放特性发生变化的主要原因.④相同外包覆层厚度下，双层包覆型缓释材料稳定释放速率随包覆层渗透性的增加均呈现增加的趋势，并且外包覆层厚度越大，其稳定释放速率随渗透性能变幅越小.研究显示，双层包覆型缓释材料能够在长时间保持稳定的释放速率，构建的外包覆层组分配比与其释放特性之间的定量关系可指导实际地下水修复工程中修复材料的制备.

精神活性物质在北京市某污水处理厂中的污染特征与生态风险

谷得明, 郭昌胜, 冯启言, 张远, 徐建

2020, 33(3): 659-667. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.06.23

摘要(724) HTML (50) PDF(305)

摘要:
为了解污水处理厂对精神活性物质的去除特征及总出水对受纳水体的生态风险，采用固相萃取-高效液相色谱-串联质谱法调查了北京市某污水处理厂中13种精神活性物质的浓度水平与负荷量变化，并运用RQ（risk quotient，风险熵）对总出水中精神活性物质进行风险评估.结果表明：①13种精神活性物质在总进水与总出水中均能检出，总质量浓度平均值分别为2 395.10和63.59 ng/L，其中ρ（EPH）（EPH表示麻黄碱）占比分别为93.9%和67.9%，其次为COD（可待因）与METH（甲基苯丙胺）.污水处理厂上游地表水中ρ（EPH）、ρ（METH）与ρ（KET）（KET为氯胺酮）均高于总出水及其下游地表水，说明上游沿河可能有新的污染源输入.②污水处理厂对NK（去甲氯胺酮）、BE（苯甲酰爱康宁）和MTD（美沙酮）均呈负去除，其他精神活性物质的去除主要发生在二级生物处理与三级处理（超滤膜与UV消毒）阶段.③污水处理厂服务区域内精神活性物质的周内负荷量存在一定波动，AMP（苯丙胺）、METH、MDA（3，4-亚甲二氧基苯丙胺）、MDMA（3，4-亚甲二氧基甲基苯丙胺）、KET与HER（海洛因）的负荷量均在周末升高.④污水处理厂总出水中精神活性物质的生态风险均较低（RQ < 0.10）.研究显示，污水处理厂不能完全去除污水中的精神活性物质，总出水中残留精神活性物质对受纳河流生态系统产生的长期混合效应不容忽视.

生物脱氮技术中好氧反硝化细菌的代谢及应用研究进展

闫苗苗, 张海涵, 钊珍芳, 李苏霖, 黄廷林, 杨尚业

2020, 33(3): 668-676. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.09.04

摘要(971) HTML (96) PDF(338)

摘要:
微生物脱氮是水体氮素去除最常用的有效方式，具有高效、经济和二次污染小等特点.好氧反硝化细菌的发现是微生物脱氮技术的重要里程碑，为新型生物脱氮领域的研发提供了新出路.当前，探究好氧反硝化细菌的脱氮特性及各环境因子（如碳源种类、C/N、温度、pH、DO、盐度、重金属含量等）在好氧条件下对反硝化过程的影响已成为污染水体氮素逸出的研究热点.通过总结好氧反硝化细菌的脱氮机制、筛选来源和种类、鉴定、脱氮特性与环境影响因素及其在实际含氮污染水体中的应用，结果表明，好氧反硝化细菌种类丰富、存在环境广泛，脱氮效率一般在50%以上；目前，好氧反硝化细菌脱氮机理的研究主要停留在氮的转化方面，对其中心碳的代谢研究以及碳氮比对反应机理的具体影响尚未明确，需要进一步探究；有关好氧反硝化细菌的脱氮特性研究尚处于实验室小试或中试阶段.建议进一步筛选高效菌群，进行碳氮代谢途径研究，优化好氧反硝化细菌固定化技术，并将其应用于实际工程中，减少水体中的氮素污染，对于实现高效、经济的脱氮具有重要社会价值.

响应面法优化TiO₂纳米管光电极制备及光电催化性能研究

左金龙, 李宜雯, 李俊生, 夏至, 谭冲, 姜黎明, 孙宇琪, 田书磊

2020, 33(3): 677-684. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.06.22

摘要(600) HTML (35) PDF(213)

摘要:
为了探究采用阳极氧化法制备的TiO₂-NTs（TiO₂纳米管）光电极的光电催化性能，以单因素法考察了φ（H₂O）、w（氟化铵）、氧化温度和氧化时间4个因素对其光电催化性能的影响，并采用Box-Behnken模型的PSM（响应面法）对TiO₂-NTs的制备条件进行优化，进一步通过SEM（扫描电子显微镜）、XRD（X射线衍射）对TiO₂-NTs进行表征，研究了其在紫外光下对亚甲基蓝的光电催化效果.结果表明：①应用Box-Behnken模型可知，TiO₂-NTs最佳制备条件为φ（H₂O）43%、w（氟化铵）0.5%、氧化温度38℃、氧化时间1.72 h.此条件下制备的TiO₂纳米管光电极2 h处理亚甲基蓝的降解效率预测值为73.53%，对其光电催化能力进行验证，实际处理效率为73.2%，误差率仅为0.4%.②φ（H₂O）和w（氟化铵）对TiO₂-NTs光电极催化活性有显著影响.③SEM、XRD分析显示，TiO₂具有管状结构且分布均匀，经测量纳米管管径约为61.30~118.00 nm，平均值为83.99 nm，管壁为19.08 nm，同时部分锐钛矿相转变成金红石相.研究显示，TiO₂-NTs对亚甲基蓝有良好的光电催化效果.

生态产品价值实现的国内外实践经验与启示

虞慧怡, 张林波, 李岱青, 杨春艳, 高艳妮, 宋婷, 吴丰昌

2020, 33(3): 685-690. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.08.13

摘要(1115) HTML (74) PDF(404)

摘要:
破解生态产品价值实现难题，贵在创新、重在实践.在生态产品价值实现相关方面，国内外相继开展了生动实践，形成了一批典型案例，积累了丰富经验，为我国生态产品价值实现提供了诸多启示.国内外实践经验表明，实现生态产品价值应充分依托生态资源实现生态产业化，找准自身特点定位促进产业生态化，建立政府主导下的市场化公共性生态产品补偿机制，通过优化国土空间带动土地溢价.借鉴国内外经验，结合我国生态产品价值实现存在的认识误区，提出了推动生态产品价值实现的建议：①充分认识生态资源是经济发展的优质资源，发挥人的主观能动性，通过生态产业化和产业生态化创造并实现生态产品价值.②改变原有补贴式、被动式和义务式的生态补偿方式，将市场机制融入公共性生态产品价值实现过程，以充分调动各方积极性.③转变传统城市建设和产业发展路径，探索生态产品价值实现载体，使生态产品与载体整合一体化实现"共生增值"，让价值转移到载体中并通过载体交易实现其价值.

国外生态阈值研究进展及启示

范小杉, 何萍, 侯利萍, 孟晓杰

2020, 33(3): 691-699. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.10.13

摘要(795) HTML (51) PDF(314)

摘要:
生态阈值是促使生态系统属性发生突变的环境变量的值，20世纪70年代以来在国外生态学界掀起研究热潮.通过详细总结国外生态阈值研究内容、研究方法与成果实践应用状况，反映出生态阈值研究对于理解生态系统转变过程、制定生态标准以及实施环境管理决策具有重要支撑意义；强调生态阈值研究应以正确把握时间和空间尺度、理解系统要素相互作用机制及阈值检测数学模型的生态学意义为前提；由于背景干扰和人为压力增加了物种及其生态系统的敏感性，迄今只有少量的带有阈值的标准和制度尝试性应用于国外资源环境管理实践领域.结合当前国内生态环境管理标准制定的科技支撑需求，建议谨慎将国内外阈值研究成果应用于国内管理实践，同时针对国内重点地区突出的生态环境问题开展生态阈值研究，以夯实"三线一单"资源环境管理制度科学基石，提升生态学研究实践应用价值.

基于边介数的省域生态廊道构建方法优化

卢卓, 吴冰, 刘晓光, 邵明琦

2020, 33(3): 700-708. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.05.04

摘要(763) HTML (55) PDF(315)

摘要:
我国城市建设和生态保护工作均对土地资源有大量需求，二者之间的矛盾在经济优先发展区表现尤为明显.为了有效地改善生态环境，管控土地利用并引导其变化发展，需要建设具备不可替代特征的省域生态廊道.最小累积阻力模型（minimum cumulative resistance，MCR）是识别生态廊道最常用、有效的模型，但在应用于省域尺度时，MCR模型识别的潜在廊道路由存在冗余的问题.因此，通过引入网络科学中的边介数指数（edge-betweenness）对MCR模型进行优化，计算潜在廊道路由的边介数指数值，选取出其中最为重要和简明的结构来连通生态源地，即提取潜在路由中的骨干路由（backbone route）和关键战略点（key strategic point）作为不可替代的结构来指导省域生态廊道建设.将优化后的MCR模型应用于广东省，构建了全长5 493 km的省域生态廊道，其中包含生态源地20处，关键战略点11个，骨干生态廊道29条.骨干路由与关键战略点构成的不可替代省域生态廊道（irreplaceable provincial corridor）能够实现"廊道数量和占地面积最少、连通性基本不变"的目标.研究显示，边介数能够对潜在路由进行优化筛选，识别出维护省域生态安全的关键结构；不可替代生态廊道能够指导省域生态规划和土地空间的发展利用，并为更高水平的生态安全环境提供了演进的基础；同时也为土地资源紧张的地区提供了建设生态廊道的参考与依据.

长江经济带国家级自然保护区管理状况评价

冯春婷, 罗建武, 刘方正, 周越, 张立博, 杜金鸿, 王伟

2020, 33(3): 709-717. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.10.08

摘要(884) HTML (28) PDF(365)

摘要:
为切实做好长江经济带生态环境保护工作，基于HJ 913-2017《自然保护区管理评估规范》对长江经济带120处国家级自然保护区的管理状况进行评分.以评估结果为基础，评价了自然保护区管理状况的影响因素，并提出了提升自然保护区管理质量的建议.结果表明：①长江经济带国家级自然保护区的管理状况总体较好，平均得分为81.41分.从分布地区来看，经济较发达的地区，国家级自然保护区的管理状况相对较好；从建立时间看，评估总得分与国家级自然保护区的建立时长呈正相关；从规模看，评估总得分与国家级自然保护区的面积大小呈负相关；从自然保护区类型看，野生植物类型保护区的管理状况要优于野生动物类型.②从管理基础、管理措施、管理保障、管理成效、负面影响5项评估内容来看，管理基础得分相对较高，管理保障得分相对较低.③从全部指标的评分情况来看，保护对象变化和资源调查2项指标的得分相对较高；开发建设活动影响、专业技术能力、机构设置与人员配置、动态监测4项指标的得分相对较低.④Spearman相关分析表明，与评估总得分显著相关的指标为巡护执法、日常管护、专业技术能力、管护设施.研究显示，当前国家级自然保护区的机构设置、专业人才队伍建设、监测体系和开发建设活动影响是制约其管理质量提升的主要因素.

中美土壤元素背景值调查研究中数理统计方法运用及影响

田嘉禹, 刘俐, 汪群慧, 黎宁, 邓超冰

2020, 33(3): 718-727. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.07.11

摘要(1134) HTML (123) PDF(324)

摘要:
土壤元素背景值是统计性的范围值，是评价土壤环境质量和制定土壤环境质量标准的重要参考依据，其因土壤母质、成因以及各种地球化学作用的影响而不同.通过分析20世纪60年代至90年代中美土壤元素背景值调查研究中数理统计方法的运用，发现当时受国内外学者对土壤元素含量及统计分析方法认识的局限，中美在土壤元素背景值研究中存在一些偏态分布被当作正态分布、对称剔除偏态分布的异常值和用平均值计算偏态分布背景值等问题，可能导致所得土壤元素背景值不能很好地代表区域背景情况.2007-2013年美国再次开展全国土壤调查和土壤元素背景值研究，对数理统计方法做出了改进和优化，主要包括：①用箱式图法分析距离中间50%数值较远的异常值；②针对对数分布形态也进行了分析；③用中位数和绝对中位偏差计算偏态分布的土壤元素背景值.在研究方法有了新的认识和发展的今天，建议中国优化土壤元素背景值数理统计研究方法，再次开展全国土壤元素背景含量调查工作，并从以下两个方面加以改进：①采用箱式图剔除异常值；②针对不同的频数分布形态计算相应的统计量作为土壤元素背景值.

基于土壤汞形态归趋的健康风险评估方法

雷国龙, 付全凯, 姜林, 郑瑞, 张瑞环, 钟茂生, 张丽娜

2020, 33(3): 728-735. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.06.21

摘要(832) HTML (36) PDF(330)

摘要:
土壤汞污染是一个全球性关注问题，矿产资源开采、化工生产和燃煤发电等均造成了不同程度的土壤汞污染，合理评估汞污染场地的健康风险是场地开发再利用的关键.对土壤中汞的形态归趋研究总结表明，由于汞的特殊物理化学性质，并受土壤等环境因素的影响，导致其在土壤中具有复杂的化学形态和变化过程.汞在土壤中的不同化学形态归趋对其毒性效应、生物有效性和暴露途径产生显著影响.基于土壤汞总量的风险评估方法忽略了土壤中不同化学形态汞对毒性、生物有效性和暴露途径的影响，导致高估土壤汞污染的健康风险.针对基于土壤汞总量的风险评估存在的问题，提出了基于土壤汞形态归趋的土壤汞污染健康风险评估理论，并构建基于土壤汞形态归趋-有效剂量-健康效应的土壤汞污染的精细化风险评估技术体系框架：①土壤不同形态汞的测定与表征方法；②汞形态归趋预测模型；③暴露分析与暴露量计算；④有效剂量（生物可给性或生物有效性）测定；⑤风险表征；⑥基于不同形态汞的场地土壤污染风险筛选值和修复目标制定.该方法体系从理论上解决了传统基于土壤汞总量的风险评估方法存在的问题，实际应用中面临的主要问题和今后重点发展方向：①研发可商业化的土壤汞化学物组分分析仪及土壤汞蒸气的原位测定方法；②结合中国场地土壤特点，开展土壤中汞的形态归趋模拟的模型研究，弥补现阶段土壤汞化合物形态分析方法的欠缺；③研发和建立土壤汞的生物可给性和有效性的标准测试方法技术；④本土化的土壤汞筛选值的确定.

土壤化学反硝化及N₂O产生机理研究进展

颜青, 赖睿特, 张克强, 杨涵博, 王风

2020, 33(3): 736-743. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.08.16

摘要(729) HTML (117) PDF(304)

摘要:
传统观点认为土壤氮素转化要有微生物的参与，但越来越多的研究发现，非生物转化在一些特定条件下同样发挥着不可忽略的作用，该途径下N₂O产生量甚至超过生物学过程而占主导作用.作为一种重要的非生物土壤氮素转化方式，化学反硝化产生途径虽然已经被发现近一个世纪，但在现代生态学研究中通常因研究分散而往往被忽视.鉴于此，对土壤化学反硝化及N₂O产生机制、影响因素的研究进展进行总结，并对化学反硝化的不足和薄弱环节提出展望.结果表明：土壤化学反硝化及N₂O产生的机制主要包括高价氮还原和羟胺分解两种作用；影响土壤化学反硝化的因素主要包括pH、温度、反应底物浓度、有机质、固相界面及金属离子，如高pH、固相界面和Cu²⁺的存在均会促进化学反硝化过程；不同形态Fe直接参与化学反硝化生成N₂O的途径不同，主要包括Fe²⁺还原NO₂^-和NO₃^-，Fe³⁺氧化NH₂OH.然而，现有研究对于化学反硝化机理的边界划分等问题仍不明确，因此，建议强化羟胺在土壤化学反硝化途径中作用机理的基础性研究，以及多因素综合影响下化学反硝化强度和N₂O产生特征方面的应用性研究.

我国典型土壤中铜对白符跳(Folsomia candida)的毒性阈值及其预测模型

李星, 林祥龙, 孙在金, 赵龙, 何飞, 韩颖, 侯红

2020, 33(3): 744-750. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.04.03

摘要(745) HTML (82) PDF(302)

摘要:
为确定我国土壤中Cu对白符跳的毒性阈值并建立其预测模型，以外源添加的方式研究了我国9种典型土壤（江西红壤、安徽黄棕壤、重庆紫色土、云南黄红壤、湖南水稻土、山东潮土、黑龙江黑土、新疆灰漠土、陕西垆土）中Cu对模式生物——白符跳（Folsomia candida）存活率与繁殖率的影响.结果表明：白符跳存活率对Cu毒害的敏感性远低于繁殖率.9种土壤中基于w（TCu）实测值推导的土壤Cu对白符跳繁殖率的EC₅₀（半数效应浓度）变化范围为65~668 mg/kg，表明不同土壤中Cu的毒性阈值差异显著，但基于w（Cu_Ca）（Cu_Ca为CaCl₂溶液提取的Cu）推导的不同土壤中EC₅₀的差异有所减小.相关性分析表明，基于w（TCu）实测值推导的EC₅₀值与土壤pH、w（CaCO₃）均呈显著正相关，相关系数分别为0.801和0.670.进一步利用回归分析建立了基于pH和w（OM）的土壤Cu对白符跳繁殖的EC₅₀预测模型——lg（EC₅₀）=0.213+0.288pH+0.016 w（OM），基于该模型预测与推导的EC₅₀值之间相关性较好.研究显示，氯化钙提取态Cu的存在能在一定程度上解释不同土壤中Cu对白符跳繁殖的EC₅₀值的差异，pH和w（OM）可较好地预测不同土壤中Cu对白符跳繁殖的EC₅₀值.

水分调控下旱地土壤中毒死蜱的消解研究

丛鑫, 王冬琦, 邓艳玲, 刘寒冰, 薛南冬

2020, 33(3): 751-760. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.06.05

摘要(583) HTML (27) PDF(232)

摘要:
为探讨水分调控下旱地土壤中毒死蜱的消解特性，通过盆栽试验及通径分析方法，研究了不同水分条件下旱地土壤中毒死蜱消解速率及其与土壤性质之间的关系.结果表明：①土壤中毒死蜱的消解速率随时间的延长而逐渐减缓，并且不同水分条件下土壤中毒死蜱的消解速率不同，施药45 d后，5个水分处理（20% FC、40% FC、60% FC、80% FC和100% FC，表示田间持水量依次为20%、40%、60%、80%和100%）下毒死蜱的消解率分别为65.58%~85.56%、70.71%~89.64%、76.30%~95.33%、72.53%~97.60%和70.57%~90.80%，其中以80% FC下的消解速率最快，60% FC下次之.②一级动力学方程能较好地描述土壤中毒死蜱的消解过程（R²>0.88），消解速率常数（k）最大为0.099 0 d^-1.③土壤中毒死蜱的消解速率与w（有机碳）、w（DOC）（DOC为可溶性有机碳）和w（MBC）（MBC为微生物量碳）均呈显著相关.通径分析结果显示，水分条件的改变致使土壤中w（有机碳）、w（DOC）和w（MBC）发生变化，进而对土壤中毒死蜱的消解速率产生较大影响.④大豆、玉米和小麦根际土壤中毒死蜱消解速率均快于非根际土壤，根际土壤中毒死蜱消解速率表现为大豆土壤（0.099 0 d^-1）>玉米土壤（0.080 6 d^-1）>小麦土壤（0.069 6 d^-1）.研究显示，改变土壤水分含量可有效调节土壤中毒死蜱的消解，并为农业生产中毒死蜱的安全施用提供参考依据.

不同浓度锌处理下水稻幼苗对镉的累积效应

张云慧, 杜平, 秦晓鹏, 何赢, 徐刚, 吴明红

2020, 33(3): 761-768. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.04.19

摘要(700) HTML (35) PDF(255)

摘要:
为探究锌（Zn）对水稻镉（Cd）累积的影响及其根表铁膜所发挥的作用，选取Cd高累积型水稻品种中9优547（简称"Z547"）和Cd低累积型水稻品种金优402（简称"J402"），采用温室水培试验，研究0、2、5、10、15和20 μmol/L等6个Zn浓度下水稻幼苗对Cd的累积效应，以及不同浓度Zn处理对根表铁膜生成量的影响.结果表明：①随着c（Zn）的增加，Z547和J402水稻幼苗生物量均呈先增后减的趋势，分别在c（Zn）为2和10 μmol/L时达到最大值.②Z547和J402水稻幼苗中w（Cd）均呈先降后增的趋势，分别在c（Zn）为5和2 μmol/L时达到最小值；当水稻幼苗中w（Cd）达到最小值时，Z547根和地上部中w（Cd）分别为31.65和11.47 mg/kg，J402根和地上部中w（Cd）分别为22.58和14.36 mg/kg.③不同浓度Zn处理下水稻幼苗各部位中w（Cd）均与根表铁膜中w（Mn）、w（Fe）、w（Fe+Mn）呈显著正相关，高铁膜处理水稻幼苗中w（Cd）显著高于低铁膜处理，表明根表铁膜生成量的增加会促进Cd在水稻幼苗中的累积.研究显示，当c（Zn）较低时，c（Zn）的增加会抑制水稻幼苗对Cd的累积；当c（Zn）较高时，c（Zn）的增加会促进水稻幼苗对Cd的累积，而Zn可通过控制根表铁膜的生成来影响水稻幼苗对Cd的累积.

过硫酸钠缓释材料的释放性能及其对2, 4-二硝基甲苯的降解效果

杨苑, 张倩, 彭昌盛, 伍斌, 徐靖文, 马福俊, 谷庆宝

2020, 33(3): 769-776. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.03.26

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摘要:
针对原位化学氧化技术修复土壤和地下水时氧化剂因释放过快而导致的利用率低等问题，通过熔化成型法制备过硫酸钠缓释材料，分析石蜡、硅砂和过硫酸钠不同配比对材料成型度和释放性能的影响，研究缓释过程中溶液pH的变化，探讨其在水溶液中的缓释行为及其对2，4-二硝基甲苯（2，4-DNT）的降解效果.结果表明：当固定过硫酸钠质量为6 g、硅砂质量为18 g、蜡砂比（石蜡、硅砂质量之比）为1：4~1：8时，过硫酸钠缓释材料成型度适中，且过硫酸钠的累积缓释量随着时间的延长而逐渐增大，第31天时过硫酸钠累积释放百分比为74.67%~88.40%，可实现过硫酸钠的持续可控释放.当硅砂质量为18 g、蜡砂比为1：1~1：6时，过硫酸钠累积释放百分比随着过硫酸钠质量的增加而增大，且溶液中的pH呈先降低后上升的变化规律.缓释材料缓释前后实物图和显微镜分析结果显示，过硫酸钠缓释材料的释放是一个由外到内、速率由快变慢最终趋于平稳的过程.过硫酸钠质量为12 g、硅砂质量为18 g、蜡砂比为1：4的缓释材料对2，4-DNT具有较好的降解效果，第16次置换浓度为0.2 mg/L的2，4-DNT水溶液时，2，4-DNT的降解率为56.38%.研究显示，改变制备材料的配比可有效实现缓释材料中过硫酸钠的缓慢释放及对污染物的有效降解，可为原位化学氧化修复土壤和地下水提供理论支撑.

不同处理工艺页岩气钻井岩屑的污染特性

黄慧, 聂志强, 孟棒棒, 岳波, 王敦球, 吴娜, 黄启飞

2020, 33(3): 777-782. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.07.08

摘要(901) HTML (71) PDF(277)

摘要:
为探究不同处理工艺对页岩气钻井岩屑的处理效果，对重庆市某区域典型页岩气钻井岩屑处理后产生的水基残渣和油基残渣进行采样，系统分析钻井岩屑经不同处理工艺处理前后其特征污染物（重金属、PAHs及石油烃）的残留水平及变化规律.结果表明：热解析与回转窑焚烧结合工艺对油基钻井岩屑中重金属的去除效果较优，热解析与回转窑焚烧结合工艺、单一热解析工艺、热解析与电解结合工艺均可有效去除油基钻井岩屑中的2~4环PAHs以及石油烃中的轻质组分，3种工艺对钻井岩屑中PAHs的去除率分别为72.5%、95.3%、93.0%，对石油烃的去除率分别为90.0%、93.9%、93.2%.采用固液分离+压滤脱水的方式处理水基钻井岩屑，会导致重金属（Cr、Ni、Cu、Zn、Pb、As）和2~4环PAHs在水基残渣中的累积.处理后水基残渣和油基残渣中重金属、PAHs和石油烃含量均未超过GB 5085.6-2007《危险废物鉴别标准毒性物质含量鉴别》标准限值，重金属和PAHs含量均满足GB 36600-2018《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准（试行）》要求.研究显示，经热解析为主体的工艺处理后，钻井岩屑中的特征污染物可得到有效去除，具有较好的资源化利用潜力.

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2020年第33卷第3期

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