环境科学研究

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2020, 33(4): .

摘要(616) PDF(306)

摘要:

王晓元, 江飞, 徐圣辰, 田旭东, 姚德飞

2020, 33(4): 783-791. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.12.12

摘要(988) HTML (70) PDF(507)

摘要:
为评估长三角区域大气重污染应急减排方案的效果，依据上海市环境科学研究院编制的2015年长三角区域高分辨率大气污染源排放清单设计了3级减排方案，利用本地化的WRF-CMAQ模式对长三角区域一次重污染过程进行了模拟验证，并评估了各减排方案的效果.结果显示：①如各城市单独进行减排，在一级、二级和三级减排方案下ρ（PM_2.5）分别降低0~7.2、0~20.6和0.1~34.8 μg/m³，降幅分别为0~11.7%、0~19.5%和0.2%~28.0%，长三角区域空气质量优良率未见明显上升.②如进行区域协同减排，在一级、二级和三级减排方案下ρ（PM_2.5）分别降低0.5~10.0、2.7~30.2和4.3~51.8 μg/m³，降幅分别为1.8%~12.8%、9.3%~23.5%和14.7%~37.0%.对于多数城市，区域协同减排效果比单独减排效果显著，其中舟山市、连云港市和常州市的区域协同减排效果最突出.在三级减排方案下的区域协同减排会使空气质量优良率明显提升，空气质量优良的城市从6个升至10个，中度以上污染城市从12个降至2个.③工业源减排是应急减排的重点，其减排效果可占整体减排效果的50.0%~93.0%.研究显示，要在重污染期间达到较好的减排效果，需要进行区域协同减排，但针对不同城市需要协同进行污染控制的范围具有明显差异，因此，为实现精准管控，未来在开展重污染应急区域协同控制时，需根据实际情况进行协同控制关系的预测.

呼包鄂地区沙尘期间大气污染特征研究

李伊明, 彭杏, 皇甫延琦, 徐娇, 史国良, 冯银厂

2020, 33(4): 792-800. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.09.08

摘要(873) HTML (41) PDF(368)

摘要:
为研究沙尘天气下典型大气污染特征，选择呼和浩特市、包头市、鄂尔多斯市（简称"呼包鄂地区"）为研究对象，分析了呼包鄂地区2016年春季3月1日-5月31日的PM₁₀与PM_2.5数据，利用CMB（化学质量平衡）受体模型、后向轨迹模型研究了呼包鄂地区污染源的特征，通过富集因子法评估了人类活动对沙尘天气的影响，最终通过特征比值法对沙尘天气与非沙尘天气进行了区分.结果表明：①沙尘天气与非沙尘天气时，呼包鄂地区PM₁₀、PM_2.5中主要化学组分均为Si、Ca、Al、Fe、OC、SO₄^2-与NO₃^-.沙尘天气时，ρ（PM₁₀）与ρ（PM_2.5）的差值大于非沙尘天气，较高的ρ（Al）、ρ（Si）、ρ（Ca）说明呼包鄂地区受到较大的沙尘天气影响.②CMB受体模型源解析结果表明，沙尘天气时扬尘源对PM₁₀与PM_2.5的贡献率分别为59.3%、48.7%，说明PM₁₀和PM_2.5的主要污染源均为扬尘源.后向轨迹模式模拟表明，呼包鄂地区的沙尘主要来自其西北部地区.③元素Na、K、Mg的EF（富集因子）在PM₁₀与PM_2.5中均大于1.0，Si、Cu的EF在PM_2.5中均大于1.0，但在PM₁₀中小于或等于1.0；依据EF表征级别，自然因素对PM_2.5和PM₁₀的影响程度均较大，并且PM_2.5受人类活动影响的程度大于PM₁₀.通过特征比值发现，ρ（Si）/ρ（Al）大于1.7且ρ（Si）/ρ（Fe）大于2.2可作为呼包鄂地区典型沙尘天气的界定.研究显示，呼包鄂地区春季受到较大程度的沙尘影响，这些沙尘主要来自其西北部地区，通过特征比值法可以对呼包鄂地区沙尘天气进行界定.

河谷城市大气环境容量的研究

张稼轩, 李博, 王颖, 李雪超, 张晗

2020, 33(4): 801-808. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.12.13

摘要(679) HTML (44) PDF(387)

摘要:
科学核算大气环境容量，对于合理确定污染物总量控制指标，进而实施大气污染管控措施、治理区域大气污染问题有重要意义.以河谷城市兰州市中心城区为研究区域，利用WRF模式模拟了研究区域的边界层高度及混合层平均风速，并根据地形条件，从污染气象角度给出了扩散单元面积，利用A值法（A为地理区域性总量控制系数）计算兰州市中心城区SO₂、NO_x及VOCs的大气环境容量；同时，将兰州市中心城区2016年SO₂和NO_x的排放总量与SO₂和NO_x的环境容量进行对比，结合区域环境质量监测资料说明大气环境容量设置的合理性.结果表明：①兰州市中心城区的A值具有季节性变化特征，其在春、夏两季较大，在秋、冬两季较小，春、夏两季A值较大的主要原因是边界层高度及边界层内的平均风速较大，而冬季则相反.②兰州市中心城区SO₂、NO_x和VOCs的大气环境容量分别为4.05×10⁴、1.81×10⁴和5.44×10⁴ t/a.③2016年SO₂的实际年排放量（1.62×10⁴ t）未超过大气环境容量限值（4.05×10⁴ t），尚有余量（2.43×10⁴ t），这与兰州市2016年4个环境空气质量监测点ρ（SO₂）年均值均达到GB 3095-2012《环境空气质量标准》二级标准的现状一致；NO_x的实际年排放量（3.16×10⁴ t）已超过大气环境容量限值（1.81×10⁴ t），无环境容量（-1.35×10⁴ t），这与兰州市2016年4个环境空气质量监测点ρ（NO_x）年均值均超过GB 3095-2012二级标准值的现状一致.研究显示，采用A值法计算的兰州市大气环境容量符合区域污染扩散特征.

基于空间插值的西安市重空气污染期间主要污染物时空变化特征及相关性分析

白杨, 杨剑, 陈鹏, 温宥越, 邝红艳, 何煜然, 张亚青

2020, 33(4): 809-819. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.12.14

摘要(850) HTML (79) PDF(472)

摘要:
西安市是我国承东启西、连接南北的战略性枢纽城市，但其长期受到重空气污染的影响.基于2018年11月24日-12月3日西安市及其周边7个地级市共38个环境质量监测站点的逐时数据，利用空间插值、趋势分析和相关性分析方法，研究了西安市一次重空气污染期间六大污染物（PM_2.5、PM₁₀、CO、NO₂、SO₂和O₃）的质量浓度时空变化及彼此间的相关关系.结果表明：①IDW（inverse distance weighting，反距加权插值法）和OKri（ordinary Kriging，普通克里格插值法）均能较好地获得西安市空气污染物的时空变化情况，但IDW的插值精度优于OKri，距离指数为7的IDW可以满足西安市空气污染物时空变化模拟的要求.②研究期间，西安市首要污染物为PM_2.5和PM₁₀，二者分别是中度-重度污染及严重-"爆表"污染天气的首要贡献因子.③ρ（PM_2.5）、ρ（PM₁₀）、ρ（CO）、ρ（NO₂）和ρ（SO₂）均呈中部高、两边低，北部高、南部低的空间分布特点，而ρ（O₃）则相反；PM_2.5、PM₁₀、O₃污染程度日趋严重，NO₂污染程度逐渐缓解.④ρ（PM_2.5）、ρ（NO₂）、ρ（CO）之间呈中等正相关，三者在时空变化上具有较高的一致性；ρ（SO₂）与ρ（PM_2.5）、ρ（NO₂）、ρ（CO）均呈弱正相关；ρ（O₃）与ρ（NO₂）、ρ（CO）均呈弱负相关.受扬尘天气和特殊风向及地形共同影响，西安市PM₁₀出现"爆表"现象，导致ρ（PM₁₀）与其他污染物质量浓度之间的相关性不明显.研究显示，距离指数为7的IDW适合西安市空气污染情况时空变化的模拟，重污染天气条件下，西安市ρ（PM_2.5）、ρ（NO₂）、ρ（CO）之间具有较高的同源性，但各污染物间时空变化和相关性关系较复杂.

焦作市大气污染时空分布特征及来源分析

王刘铭, 王西岳, 王明仕, 喻国强, 刘晓咏, 王自发, 潘小乐

2020, 33(4): 820-830. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.04.22

摘要(1059) HTML (52) PDF(476)

摘要:
焦作市是京津冀地区"2+26"通道城市之一.为研究焦作市大气污染特征，于2016年1月-2018年2月使用3个国控站点（马村区生态环境局、焦作市生态环境局和高新区政府）大气环境监测数据，以及2018年1月焦作市边界站PM_2.5及其化学组分（水溶性离子和碳组分）监测数据进行分析.结果显示：焦作市大气污染以PM_2.5污染为主，2017年ρ（NO₂）、ρ（PM_2.5）、ρ（PM₁₀）、ρ（CO）和ρ（SO₂）平均值分别为42.4 μg/m³、79.0 μg/m³、136.5 μg/m³、1.42 mg/m³和38.3 μg/m³，较2016年分别下降了10.5%、10.6%、11.2%、20.7%和37.6%.在时间分布上，大气污染物质量浓度日变化具有明显的季节性特征，春、夏两季ρ（NO₂）日变化较秋、冬两季呈更宽的"U型"，ρ（SO₂）峰值出现在12：00左右，推测原因与夜间高架源排放有关；在空间分布上，本地一次污染排放可能主要来自市区工地扬尘、西南地区交通源和东部污染点源.观测期间，ρ（NO₃^-）、ρ（NH₄⁺）和ρ（SO₄^2-）较高，平均值分别为39.42、23.66和23.01 μg/m³，分别占水溶性离子质量浓度的41.8%、25.1%和24.4%，占ρ（PM_2.5）的27.4%、16.4%和16.0%.污染天的NOR（氮转化率）（0.35）和SOR（硫转化率）（0.43）明显高于清洁天的NOR（0.25）和SOR（0.18），表明污染天NO₂和SO₂二次转化程度更高.SOR和NOR随相对湿度的增加而增加，表明相对湿度较高时有利于NO₂和SO₂的二次转化.污染天和清洁天ρ（SOC）（SOC为二次有机碳）估算值分别为19.79和3.51 μg/m³，分别占ρ（OC）的79.4%和54.9%，占ρ（PM_2.5）的9.8%和10.4%，表明焦作市SOC对OC有较大的贡献.PSCF（潜在源贡献因子法）结果表明，本地源是影响焦作市秋、冬两季PM_2.5的主要潜在源，太行山南麓区域输送也对其有一定贡献.研究显示，焦作市大气污染较严重，本地一次排放、二次转化和区域输送是焦作市PM_2.5的主要来源.

菏泽市秋冬季PM_2.5水溶性离子化学特征分析

雷天阳, 藏雨, 高元官, 李刚, 王婉, 苗云阁, 任丽红

2020, 33(4): 831-840. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.10.09

摘要(770) HTML (43) PDF(332)

摘要:
为深入研究菏泽市秋冬季PM_2.5中水溶性离子污染特征，于2017年10月15日-2018年1月31日对菏泽市3个监测点同步进行PM_2.5的采集和分析，分析探讨了不同污染程度下ρ（PM_2.5）及水溶性离子化学特征.结果表明：①菏泽市秋冬季PM_2.5呈区域污染特征.②整个观测期间，ρ（PM_2.5）范围为26.72~284.10 μg/m³，平均值为103.27 μg/m³，其中水溶性离子对ρ（PM_2.5）贡献率较大，为44.65%~49.87%；SNA（NO₃^-、NH₄⁺、SO₄^2-的统称）的占比较高，SNA占总水溶性离子质量浓度的86.88%，说明二次气溶胶为菏泽市大气PM_2.5中的重要组成部分.③SNA三角图解和水溶性离子相关性结果表明，采样期间大气中NO₃^-、SO₄^2-可能以NH₄NO₃、（NH₄）₂SO₄形式存在；ρ（Cl^-）与ρ（K⁺）相关性较高（清洁天和污染天的相关系数分别为0.79和0.81），由此推测Cl^-与K⁺具有同源性，二者主要源于生物质燃烧.④重度及以上污染天的SOR（硫氧化率）和NOR（氮氧化率）分别为0.54和0.37，分别是清洁天的2.08和2.06倍；轻/中污染天的SOR和NOR分别为0.37和0.29，分别是清洁天的1.42和1.61倍.随着污染程度的加重，SO₂和NO₂向SO₄^2-和NO₃^-的二次转化增强.重污染日SOR、NOR和相对湿度均大于清洁天和轻/中度污染天，而温度则未表现出相似的变化趋势，说明非均相反应是菏泽市秋冬季SO₄^2-和NO₃^-形成的重要原因.研究显示，菏泽市污染呈区域性污染特征，二次气溶胶是菏泽市大气PM_2.5的重要组成部分，污染天ρ（NO₃^-）、ρ（SO₄^2-）、ρ（NH₄⁺）均与相对湿度呈显著正相关（P < 0.05），均与温度呈负相关，表明在污染天高湿低温对SO₂、NO₂转化为SO₄^2-、NO₃^-有推动作用.

我国燃煤电厂大气汞控制技术综合评估与对策探讨

任岩军, 张铮, 何京东, 郭凤艳, 赵思岚, 王鸣宇, 邓双

2020, 33(4): 841-848. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.09.23

摘要(768) HTML (49) PDF(344)

摘要:
采用模糊综合评价法与层次分析法或专家判定法相结合，对我国燃煤电厂非常规污染物大气汞控制技术进行了综合评估，以筛选出最佳控制技术.建立了环境、经济和技术为一级指标的三层指标体系，共22个评价指标；初步筛选出洗选煤+烟气净化协同脱除技术、烟气净化协同脱除技术、烟气净化协同脱除技术+活性炭吸附技术等七项技术及技术组合并对其开展评估.结果表明：强调环境因素的层次分析法综合评估结果表明，超低排放协同脱除技术+活性炭吸附技术得分最高（0.797 0），为最佳控制技术.而专家判定法与强调经济因素的层次分析法的综合评估结果一致，洗选煤+烟气净化协同脱除技术最具经济优势，是专家认可的最佳可用技术（BAT）和最佳环境实践（BEP）.研究显示，我国现阶段可采用洗选煤+超低排放协同脱除技术对燃煤电厂的大气汞污染进行控制，但为达到发达国家的严格排放标准，必须采用超低排放协同脱除技术+活性炭吸附技术.

钢铁行业典型烧结机污染物排放特征对比研究

刘飞, 薛志钢, 续鹏, 杜谨宏, 马京华, 张皓, 陈雯

2020, 33(4): 849-858. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2020.02.08

摘要(761) HTML (45) PDF(345)

摘要:
钢铁工业排放是引起空气污染的重要原因之一，烧结工序又是钢铁行业中的排放大户.鉴于此，选取了一台工艺相对落后但仍在我国中西部地区大量存在的90 m²小型步进式烧结机和一台工艺较为先进的450 m²大型带式烧结机，对两台烧结机不同点位的SO₂、NO_x、颗粒物以及烟气Hg等进行实测，并对颗粒物中的元素、水溶性离子、OC和EC进行分析，从而获取不同技术水平、不同污控措施下烧结机污染物排放特征以及与2019年生态环境部办公厅印发的《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》中的超低排放限值之间的差距.结果表明：①烧结机头SO₂、NO_x、CO、颗粒物和烟气Hg排放浓度分别为54.69~123.04 mg/m³、187.28~312.58 mg/m³、6 746.04~7 790.83 mg/m³、11.04~19.93 mg/m³和78.97~2 537.07 ng/m³，烧结机尾颗粒物排放浓度为0.76~16.22 mg/m³，机头颗粒物以PM_2.5为主，占比为81.02%~91.49%，机尾颗粒物主要为PM₁₀，占比为71.17%~73.01%.烧结机头SO₂、NO_x、颗粒物以及烧结机尾颗粒物还需分别减排36.00%~71.55%、73.30%~84.00%、9.40%~49.82%和0~38.35%才能满足超低排放限值.②烧结颗粒物主要成分为K、Ca、Na、Mg、Fe、Cl^-、SO₄^2-、NH₄⁺、OC和EC等，其占比与烧结机类型、烧结原辅料以及污染物控制措施等因素有关，石灰石-石膏法脱硫后SO₄^2-占比增加28.12%，活性炭移动床脱硫后EC占比增加2.15%.③布袋除尘器对烧结机不同粒径颗粒物和烟气Hg的脱除能力比双室五电场静电除尘器分别高出1.25%~5.06%和9.51%，活性炭移动床系统对烧结不同粒径颗粒物以及烟气Hg的去除效果分别比石灰石-石膏法脱硫系统高出9.40%~11.38%和4.31%.研究显示，不同工艺、不同污控措施烧结机大气污染物排放特征存在一定差异，SO₂、NO_x排放浓度与超低排放限值差距较大，烟尘排放浓度与超低排放限值差距较小.

家具板材排放VOCs成分谱及排放因子研究

李世杰, 殷宝辉, 赵雪艳, 王静, 许海亚, 耿春梅, 白志鹏

2020, 33(4): 859-867. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.12.16

摘要(772) HTML (52) PDF(407)

摘要:
随着目前人们对室内空气质量要求的不断提高，家具板材作为影响室内空气质量的VOCs（挥发性有机物）排放源，也逐渐受到重视.采用500 L静态箱，使用PTR-TOF-MS（质子转移反应-飞行时间质谱）对市售六类家具板材排放的VOCs进行测定，分别进行排放速率与排放平衡试验得到板材的排放特征与排放成分谱，并估算其排放因子.结果表明：①集成材、胶合板、细木工板、刨花板、密度板、实木地板8 h排放的ρ（TVOC）（TVOC为总挥发性有机物，total volatile organic compound）平均值分别为0.76、0.39、0.42、0.68、0.17、0.23 mg/m³，各类板材主要排放物种分别为甲苯、甲醛、甲醛、正壬烷、甲醇、甲醛，其质量浓度平均值分别为0.23、0.23、0.13、0.35、0.04、0.06 mg/m³.②排放平衡试验中焕城胶合板、吉林松木集成材、凯越密度板及时代刨花板TVOC的排放因子分别为3.63、10.63、0.51、2.07 g/m³.③板材排放VOCs成分谱中，焕城胶合板主要排放物种为丙烷、乙烷、甲醛、甲醇，其排放占比分别为18.57%、4.73%、19.74%、17.83%；吉林松木集成材主要排放物种为甲苯，其排放占比为43.27%；凯越密度板主要排放物种为乙烷与甲醛，其排放占比分别为26.44%、19.42%；时代刨花板主要排放物种为甲醛与甲醇，其排放占比分别为40.16%、31.55%.研究显示，各类板材VOCs排放特征、排放成分谱及排放因子均存在较大差异，部分板材VOCs排放量较大，需加强行业标准的规范化.

夏季有机生活垃圾堆肥过程恶臭排放特征及健康风险评估

李海青, 祁光霞, 刘欣艳, 任连海, 赵月龙, 孙宇

2020, 33(4): 868-875. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.12.07

摘要(871) HTML (79) PDF(351)

摘要:
为研究有机生活垃圾在夏季堆肥过程的恶臭污染物分布特征及对堆肥厂职业暴露人员的非致癌和致癌风险水平，以北方某有机生活垃圾堆肥厂为研究对象，利用冷阱富集-气质联用（GC/MS）技术对恶臭气体进行分析.结果表明：①堆肥过程中的恶臭物质以含氧有机物为主，其次是芳香烃，这两类物质分别占总恶臭污染物质量浓度的63.46%±2.65%和15.56%±0.67%.②各单元的主要恶臭贡献物质种类存在差异，卸料单元和粉碎单元主要为乙酸和甲硫醚，占这两个单元总异味活度值的83.07%和85.44%；发酵单元和腐熟单元恶臭贡献的主要物质是乙酸、乙醛、甲硫醚、α-蒎烯、二甲二硫醚、柠檬烯、b-蒎烯和乙醇，占两个单元总异味活度值的96.60%和92.51%.③从人群健康风险来看，腐熟单元HI（非致癌健康风险指数）最高（13.54），其次是发酵单元（7.95）和粉碎单元（5.36），卸料单元最低（4.94），而苯是主要的致癌风险物[LCR（终生致癌风险）>10^-4].研究显示，有机生活垃圾堆肥厂在夏季产生的恶臭污染物对人群可能产生较大影响，应加强堆肥过程中恶臭污染物的控制，另外加强对职业暴露人群的健康防护以及对恶臭物质的有效处理以减少对人群健康的不利影响.

云贵高原富营养化湖泊杞麓湖浮游生物群落的季节性演替及其驱动因子分析

杨鸿雁, 杨劭, 刘毅, 刘晓峰

2020, 33(4): 876-884. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.07.29

摘要(1317) HTML (195) PDF(396)

摘要:
杞麓湖是云贵高原典型的重富营养化湖泊，水生态系统已严重退化.为揭示杞麓湖浮游生物群落季节性演替规律，阐明浮游生物群落季节性演替的驱动因子，于2017-2018年对杞麓湖浮游生物及水质理化参数进行季节采样调查和浮游生物群落结构特征分析，并运用CCA（典范对应分析）方法分析浮游植物群落组成与环境因子的关系.结果表明：①杞麓湖夏季营养状态最高，达重度富营养水平，春秋冬三季均为中度富营养.水体SD（透明度）春季最高，夏季最低；ρ（Chla）、ρ（COD_Mn）均为夏季最高，冬季最低；ρ（TN）冬季最高，秋季最低；ρ（TP）春夏最高，冬季最低.②杞麓湖浮游植物共6门163种（其中包括8个变种）.浮游植物密度春季最低（0.66×10⁸ L^-1）而秋季最高（16.08×10⁸ L^-1），主要为蓝藻门、绿藻门和硅藻门.其中，春季优势种为微细转板藻（Mougeotia parvula）；夏季优势种为孟氏浮丝藻（Planktothrix mougeotii）；秋冬季的优势种均为阿氏浮丝藻（Planktothrix agardhii）.③杞麓湖浮游动物32种，浮游动物密度冬季最低（13.2 ind./L）而夏季最高（3 696.0 ind./L）.其中，春季优势种为曲腿龟甲轮虫（Keratella valga），夏季优势种为前节晶囊轮虫（Asplanchna priodonta），秋季优势种为螺形龟甲轮虫（Keratella cochlearis），而冬季优势种为桡足类幼体.研究显示，杞麓湖浮游动植物群落季节性演替明显，ρ（DTP）（DTP为溶解态磷）、ρ（TP）、ρ（NH₃-N）、ρ（COD_Mn）和WT（水温）是影响杞麓湖浮游植物群落季节性演替的主要驱动因子.

贵州草海湿地溶解性有机物的光谱特征及其与PFASs的相关性分析

彭洁, 王娅南, 林绍霞, 郭峰, 李军, 杨鸿波

2020, 33(4): 885-892. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.07.18

摘要(749) HTML (57) PDF(380)

摘要:
为描述草海湿地DOM（dissolved organic matter，溶解性有机物）荧光特征，探究其对PFASs（per-and polyfluoroalkyl substances，全氟及多氟化合物）环境行为造成的影响，利用超高效液相色谱-质谱联用技术和三维荧光光谱技术，结合平行因子分析，开展DOM光谱学特性研究，分析ρ（DOM）与ρ（PFASs）的相关关系.结果表明：①草海湿地中共解析出3类4种荧光组分，分别为类腐殖酸[λ_Ex（360 nm）/λ_Em（450 nm）]、长波段腐殖质[λ_Ex（400 nm）/λ_Em（510 nm）]、类富里酸[λ_Ex（330 nm）/λ_Em（400 nm）]和类色氨酸[λ_Ex（280 nm）/λ_Em（350 nm）]，贡献率分别为48.6%、23.6%、22.9%和4.9%，其中类腐殖质总贡献率高达72.2%.在农业生产和人类活动的影响下，总荧光强度大致呈现从入湖区向出湖区逐渐降低、湖心区略高的趋势.②在草海湿地表层水中共检出了12种PFASs，ρ（PFASs）为233.18 ng/L，每种平均值为19.43 ng/L，PFBA（perfluorobutanoic acid，全氟丁酸）是主要污染物；草海湿地入湖区点源影响特征明显，生活污水和农业生产用水是主要的潜在污染源.③相关性分析结果显示，各荧光组分含量均与ρ（PFBS）（potassium perfluorobutanesulfonate，全氟丁烷磺酸）负相关；类色氨酸含量与ρ（PFHpA）（perfluororoheptanoic acid，全氟庚酸）负相关，与ρ（PFTriDA）（perfluorotrideanoic acid，全氟十三酸）则显著正相关.研究显示，草海湿地水体腐殖化程度高，外源特征明显，共检出12种PFASs，初步揭示了草海湿地水环境中ρ（DOM）与ρ（PFASs）的相关关系，其受水体性质及化合物结构等差异的影响，有待进一步开展深入研究.

三峡支流大宁河库湾水质分布变化原因及其生态效应

韩超南, 秦延文, 马迎群, 赵艳民, 刘志超, 杨晨晨, 张乐

2020, 33(4): 893-900. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.09.03

摘要(814) HTML (70) PDF(348)

摘要:
为探讨三峡支流大宁河库湾水体水质分布变化的原因及其产生的生态效应，从大宁河库湾污染源、三峡干支流水体交换等视角，建立三峡干流与大宁河库湾交换水量的计算公式，监测大宁河库湾表层水样水质的逐月变化情况，重点分析不同调度期三峡干支流水体交换变化驱动下大宁河库湾水质时空分布的响应变化.结果表明：①三峡干流回水倒灌、大宁河上游来流是大宁河库湾水量、TN、TP等的主要来源，干流表层水体EC（电导率）、ρ（TP）和ρ（TN）均高于大宁河上游来流.②蓄水期至高水位期，在干流回水倒灌作用和库湾水量滞留作用的影响下，库湾表层水体EC、ρ（TP）和ρ（TN）高值分布向上延伸至距离入江口0~20 km及以上的库湾水域.泄水期至低水位期，干支流交换水量为负值，表示库湾流出水量高于干流回水倒灌水量.这两个时期库湾表层水体EC、ρ（TP）和ρ（TN）高值分布首先集中于距离入江口0~5 km的库湾水域，随后向库湾中游方向延伸，可能因泄水后期、低水位期仍有少量干流回水从中表层方向倒灌以及库湾中游藻密度高引起.③5-9月距离入江口0~20 km的库湾中游、下游水域藻密度明显高于其他时期其他水域，与水温适宜、非氮非磷限制的营养结构[TN/TP（摩尔比）为30~40]促进藻类生长繁殖有关.研究显示，不同调度期干支流水体交换是驱动大宁河库湾水质分布变化的重要因素，进而库湾水体氮、磷营养结构的时空变化一定程度上影响着浮游藻类生长分布.

松花江流域氮时空分布特征及源解析研究

叶匡旻, 孟凡生, 张铃松, 姚志鹏, 薛浩, 程佩瑄, 张道萍

2020, 33(4): 901-910. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2020.02.04

摘要(1283) HTML (65) PDF(376)

摘要:
松花江流域是我国氮污染较为严重的流域之一，为了研究松花江流域氮时空变化特征和主要来源，结合松花江流域2003-2018年国控断面NH₄⁺-N、TN及相关指标的监测数据和典型断面采样检测数据，采用季节性Kendall检验法分析了松花江流域ρ（NH₄⁺-N）、ρ（TN）和ρ（COD_Mn）的历史变化趋势，利用Origin 8.0软件绘制了ρ（NH₄⁺-N）、ρ（TN）和ρ（COD_Mn）的沿程分布图及水期规律图，并采用氮氧稳定同位素技术解析了水体中氮的主要来源.结果表明：①松花江流域城市污染排放对水体氮浓度具有较大影响，城市下游断面氮浓度远高于城市上游断面，并且松花江流域支流氮浓度高于干流.②时间维度上，松花江流域水体中不同水文期ρ（NH₄⁺-N）和ρ（TN）变化规律为枯水期>平水期>丰水期，ρ（COD_Mn）变化规律为枯水期 < 平水期 < 丰水期.③季节性Kendall检验法分析结果显示，松花江流域90.0%的断面ρ（NH₄⁺-N）呈下降趋势，62.5%的断面ρ（TN）呈上升趋势，且上升趋势断面主要集中在支流伊通河、阿什河上.④13个典型采样断面δ¹⁵N-NO₃（硝酸盐氮同位素）和δ¹⁸O-NO₃（硝酸盐氧同位素）值域范围分别为1.52‰~11.15‰、-13.82‰~1.32‰，水体氮主要来源于含氮肥料、土壤侵蚀造成的有机氮输入以及人畜排泄物和城市生活污水输入.研究显示，近15年来松花江流域干流水体氮污染情况呈好转趋势，但重要支流水体氮污染仍严重，城市污染排放是流域水体氮污染的重要影响因素之一，需要加强对城市生活污水及化肥和粪肥等农业面源输入的管控.

汉江下游河流型水华暴发的多影响要素特征识别

夏瑞, 张远, 王璐, 张永勇, 窦明, 乔云峰, 张孟衡

2020, 33(4): 911-920. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.07.17

摘要(739) HTML (56) PDF(342)

摘要:
水体富营养化通常发生于湖泊和水库等闭合水域，在大型流动性河流中通常较少发生.然而，随着近年来人类活动的干扰，汉江中下游水华事件频繁暴发，给沿岸居民的饮用水安全带来了严重隐患.科学辨识可能导致汉江下游水华暴发的多要素变化特征，是揭示河流水华成因和优化上游水利工程调度的重要依据.基于收集的汉江流域下游气象、水文、水环境和水生态长序列数据，系统检测了可能导致汉江河流型水华暴发的多要素特征和不同时期的变化差异.结果表明：①汉江中下游降雨量（1961-2015年）下降、气温（1961-2012年）显著上升，汉江流域近50年气候逐渐呈现暖干的变化趋势.②1992-2013年汉江中下游径流变化呈显著下降趋势，在水华严重暴发的2008-2011年，汉江干流中下游主要断面年均流量和水位均处于历史上相对较低的一段时期.③2004-2014年汉江下游主要水环境指标变化趋势不显著，但总体水质状况较差，水华年ρ（COD_Mn）和ρ（TP）明显高于非水华年.④汉江水华暴发季节时间自2008年后有明显前移趋势，每年春季的2月中下旬-3月中旬将是水华暴发的重点防控时段.研究显示，汉江下游藻密度的变化相对于营养盐和水文情势要素更加敏感，在不同水华暴发时期的差异也最为显著，是导致河流型水华暴发的主要驱动因素.

北沙河上游流域潜在非点源污染风险时空变化分析

时迪迪, 张守红, 王红

2020, 33(4): 921-931. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2020.01.01

摘要(750) HTML (48) PDF(315)

摘要:
非点源污染风险时空分布特征解析和等级分区是有效控制非点源污染的关键.为了弥补PNPI（potential non-point pollution index，潜在非点源污染指数）模型中专家评价法主观赋权的不足，引入均方差决策法，并采用改进后的PNPI模型分析1980-2017年北京市北沙河上游流域潜在非点源污染风险时空变化特征，划分潜在非点源污染风险等级.结果表明：①均方差决策法根据土地利用指标、径流指标和距离指标集的数值离散程度确定各指标权重，其结果可体现各指标权重随土地利用类型动态变化的特点.②1980-2017年土地利用指标、径流指标和距离指标的平均权重分别为0.49、0.18、0.33，说明土地利用类型对非点源污染风险相对影响较大.③受土地利用类型空间分布格局影响，北沙河上游流域潜在非点源污染风险呈西北部山区低、东南部平原区高的分布特征.④随着城镇化的推进，潜在非点源污染极高风险区主要土地利用类型由旱地和园地逐渐演变为城镇用地、农村居民地和建设用地.研究显示，非点源污染风险高低与土地利用类型密切相关，可通过土地利用类型的合理布局，降低流域非点源污染风险.

曝气技术对黑臭水体治理效果影响的研究进展

刘丽香, 韩永伟, 刘辉, 高馨婷, 侯春飞, 熊向艳, 阿彦

2020, 33(4): 932-939. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2020.01.02

摘要(925) HTML (70) PDF(349)

摘要:
城市水体黑臭已成为全球重要的水污染问题，对黑臭水体的治理已经刻不容缓.曝气技术在提高黑臭水体自净能力方面发挥着重要作用，为了深刻理解曝气技术对黑臭水体水质的提升效果及其对污染物去除效果的影响，综述了曝气对黑臭水体复氧效率以及对黑臭水体中污染物去除率的影响.结果表明：①不同曝气技术的复氧效率不同，纯氧曝气复氧效率最高，达70%.②单独曝气能有效地去除黑臭水体中的污染物，NH₄⁺-N、COD_Cr和BOD₅的去除率范围分别为3.2%~45.6%、19.5%~84.8%和56.4%~88.2%，同等条件下，曝气与其他技术结合使得污染物去除率显著增加，综合治理后水中污染物去除率在46.8%~98.7%之间，底泥曝气下污染物的去除率比水曝气下污染物的去除率高20%以上.③曝气深度、曝气时间和曝气强度都影响水中污染物的去除率，但对其影响程度不同，且都存在各自的边界条件；另外，曝气强度影响细菌的优势类群，曝气增加了氨氧化菌和反硝化菌的数量及组成.目前仍存在不同曝气技术的复氧效率、曝气边界条件优化、曝气对污染物迁移转化规律、曝气对微生物群落影响等方面研究不足的问题，建议未来我国曝气技术在以下几方面加强研究：①加强不同曝气技术复氧效率的研究；②加强曝气对污染物去除机理研究；③加强曝气边界条件的优化研究；④加强曝气对功能微生物的影响机理研究.

低剂量硝酸钙联合低氧曝气对黑臭底泥的修复探究

李卫平, 张少康, 李晓光, 王凡, 李国文, 郝禹, 张列宇

2020, 33(4): 940-948. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.10.10

摘要(656) HTML (34) PDF(306)

摘要:
底泥内源污染是导致黑臭水体"反弹"的主要因素.为防止水体黑臭现象反复，以低剂量硝酸钙为修复剂，联合低氧曝气技术修复底泥，降低因ρ（NO₃^--N）剧增而造成的生态风险，并对修复过程中菌群转化规律进行探究.结果表明：①当硝酸钙投加量为底泥质量的1.2%、低氧曝气量为0.05~0.10 m³/h时修复效果最佳，其上覆水中ρ（DO）和ORP分别升至4.08 mg/L和119.9 mV，NH₃-N、TOC（总有机氮）去除率平均值分别达42.5%和84.9%.②底泥中NH₃-N和AVS（酸挥发性硫化物）去除率平均值分别达76.8%和97.4%，投加低剂量硝酸钙不会造成NO₃^--N在底泥中长期累积.③高通量测序分析表明，底泥优势菌群在纲水平上由梭菌纲（Clostridia）转变为γ-变形菌纲（Gamma-proteobacteria），其相对丰度达60.0%，且厌氧菌群被有效抑制；在属水平上出现产黄杆菌属（Rhodanobacter）、硫杆菌属（Thiobacillus）和热单胞菌属（Thermomonas）等脱氮菌群.研究显示，低剂量硝酸钙+低氧曝气技术可有效改善底泥-上覆水体系DO条件，加快系统的脱氮速率，抑制AVS的生成，促进底泥优势菌群转化并降低生态风险.

闽江河口养虾塘养殖期和非养殖期CO₂通量变化特征

赵光辉, 杨平, 谭立山, 张逸飞, 吴玥, 仝川

2020, 33(4): 949-957. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.09.24

摘要(616) HTML (39) PDF(325)

摘要:
为揭示河口区陆基养虾塘从养殖期到非养殖期一年间的CO₂通量变化，以福建省闽江河口鳝鱼滩陆基养虾塘为研究对象，于2016年5月-2017年3月采用悬浮箱/静态箱-气相色谱法对养虾塘养殖期水-大气界面和非养殖期沉积物-大气界面白天CO₂垂直通量进行原位观测.结果表明：①养虾塘在整个研究期间CO₂通量变化范围为-62.87~162.81 mg/（m²·h），平均值为（42.66±18.12）mg/（m²·h），总体上表现为大气CO₂的释放源，且呈非养殖期CO₂通量平均值[（78.51±16.61）mg/（m²·h）]显著高于养殖期[（17.98±18.26）mg/（m²·h）]的特征.②养殖期间，养虾塘CO₂通量呈"排放-吸收"交替变化的特征，而非养殖期养虾塘一直是大气CO₂的净排放源.③养虾塘养殖期CO₂通量时间变化特征主要受到ρ（DOC）（DOC为总溶解有机碳）、ρ（SO₄^2-）、ρ（Cl^-）、盐度、pH、ρ（Chla）（Chla为叶绿素a）的影响，其中，pH和ρ（SO₄^2-）是其主要影响因子，而ρ（TDN）（TDN为总溶解氮）、ρ（TDP）（TDP为总溶解磷）、ρ（SO₄^2-）对非养殖期CO₂通量时间变化影响较大.研究显示，滨海陆基养殖塘是大气CO₂的重要来源，其排放通量多低于河流、水库等水生生态系统，但高于湖泊生态系统；养殖塘CO₂通量受人为影响明显，其较高的变异性与养殖生物、饲料投放以及浮游藻类有关.

生物强化方式对生物转盘处理养殖废水效果及生物多样性的影响

吴恒, 张千, 刘向阳, 李宸, 念海明, 赵天涛, 张丽杰

2020, 33(4): 958-968. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.08.25

摘要(746) HTML (55) PDF(344)

摘要:
畜禽养殖废水污染物浓度高、生物毒性大，导致传统生物处理工艺难以满足达标排放要求.为探究高效的畜禽养殖废水处理工艺，采用生物转盘作为主体工艺，利用异养硝化-好氧反硝化菌（简称"HN-AD菌"）为生物强化菌剂，对比了强化污泥挂膜和菌剂挂膜两种不同生物强化方式下该工艺在启动时间、碳耗、能耗、真实废水处理效果及微生物多样性方面的差异，以确定最佳生物强化方式.结果表明：①模拟废水试验中，菌剂挂膜反应器启动时间（19 d）明显短于强化污泥挂膜（33 d），参数优化后发现，在相同处理效果下，前者碳耗、能耗较后者分别低48.22%、33.33%.②真实废水处理试验中，菌剂挂膜反应器的COD_Cr、NH₄⁺-N、TN平均去除率较后者分别高7.11%、26.97%、29.14%.③在微生物多样性方面，菌剂挂膜体系中Comamonas（丛毛单胞菌属）相对丰度是强化污泥挂膜体系的10倍左右，推测Comamonas可能是在异养硝化好氧反硝化过程中发挥关键作用的菌属.④SEM观察发现菌剂挂膜生物转盘盘片上的生物膜更薄，但HN-AD优势菌富集程度更高.研究显示，菌剂挂膜反应器对模拟废水、真实废水的处理效果均优于强化污泥挂膜反应器，且效果更稳定.

AgCl/ZnO/GO光催化降解甲基橙的性能研究

朱秋蓉, 何世颖, 赵晓蕾, 唐婉莹, 宋小宝, 薛利红, 杨林章

2020, 33(4): 969-977. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.09.13

摘要(826) HTML (26) PDF(348)

摘要:
为了提高ZnO对偶氮染料污染物的光催化降解效率，以AgCl和GO（氧化石墨烯）作为改性剂，通过水热法和化学沉积法制备了AgCl/ZnO/GO光催化材料，采用XRD、SEM、XPS、UV-Vis方法对材料的物相组成、微观形貌及光学特性进行表征；以MO（甲基橙）为目标污染物，探究其在可见光下的催化降解性能，考察AgCl含量、催化剂投加量、pH对其可见光催化活性的影响.结果表明：①AgCl的沉积和GO的负载增强了ZnO对可见光的响应能力，提高了光生电子-空穴产生、分离效率，同时增加了材料的分散性及其对MO的吸附率，因此AgCl/ZnO/GO光催化材料对MO有良好的可见光催化降解效率.②AgCl/ZnO/GO对MO的催化降解效率随着AgCl含量的增加而增加，随着催化剂投加量的增加呈先增后降的趋势，溶液pH对其降解效果有一定影响，但不显著.③当AgCl/ZnO（二者物质的量的比）为2：1、AgCl/ZnO/GO投加量为70 mg、pH为7、室温下经过可见光照射50 min后，AgCl/ZnO/GO对质量浓度为10 mg/L的MO的降解率可达98.93%；此外，该催化剂重复使用4次对MO仍具有88%的去除率，显示出良好的稳定性.因此，AgCl/ZnO/GO是一种高效、稳定的可见光光催化剂，在废水净化方面具有良好的应用前景.

填埋场环境下HDPE膜老化特性及其对周边地下水污染风险的影响

向锐, 雷国元, 徐亚, 周荃, 刘玉强, 董路, 刘景财, 黄启飞

2020, 33(4): 978-986. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.05.25

摘要(776) HTML (89) PDF(334)

摘要:
为研究危险废物填埋场环境下防渗系统HDPE膜（高密度聚乙烯膜）材料老化规律及其对渗滤液产生、渗漏和区域地下水环境的影响，通过HDPE膜缺陷现场检测及室内老化性能测试，获取了HDPE膜初始缺陷特征参数（漏洞密度）和缺陷演化特征参数（老化起始时间和半衰期），并以上述参数作为输入，综合运用HELP模型（填埋场水文过程评估模型）与Landsim模型（填埋场地下水污染风险模拟模型）对HDPE膜老化条件下的渗滤液产生、渗漏和地下水污染过程进行模拟预测.结果表明：①现场条件下HDPE膜在第2年开始老化，第8年达到半衰期.②HDPE膜老化导致漏洞数量和渗透系数增加，进而导致渗滤液渗漏量增加，地下水污染风险逐渐增加.短期（0~5 a）内，地下水超标概率为0，污染风险较小；中期（5~10 a）内，距离填埋场200 m内污染超标概率污染≥ 80%，污染风险较大，但400 m外的污染概率为0，污染风险较小；就长期（>10 a）而言，距离填埋场1 000 m处，污染超标概率达100%，地下水污染风险极大.填埋场现场条件下，防渗材料劣化及老化过程较实验室条件更为迅速，导致渗滤液长期渗漏、地下水污染风险加剧，因此建议加强填埋场设计和运行中HDPE膜抗老化研究，保障危险废物填埋场长期安全运行.

海上突发环境事件生态系统服务损失评估进展

秦晓光, 龚婉卿, 谭赛章, 赵恒

2020, 33(4): 987-994. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.08.11

摘要(753) HTML (21) PDF(363)

摘要:
评估海上突发环境事件对生态系统服务造成的损失，对落实生态损害赔偿制度、保证生态系统服务与功能正常发挥具有重要意义.基于生态系统服务的定义，明确了生态系统服务损失的内涵，是除直接经济损失外，生态系统产生的供给、调节、文化和支持等公益服务的损失.阐述了国内外关于海洋生态系统服务损失评估的研究现状及实践，重点介绍了美国自然资源损害评估（NRDA）体系中生境等价分析法和资源等价分析法的基本假设与主要步骤，通过等价分析法确定生态恢复工程的规模，并结合生态系统服务价值评估的研究成果确定损失.我国学者借鉴NRDA体系等开展了大量研究，提出环境损害鉴定评估、溢油生态损害评估等方法，并在"塔斯曼海"号溢油、蓬莱19-3油田溢油等典型案例中进行应用及优化，比较了不同评估方法差异及影响因素.评估损失必须首先确定事件对海洋生态的影响范围与影响程度、受体类型及敏感度等关键因子，可采用现场监测、遥感及扩散模型等方法确定影响范围与程度，在实践中一般需要综合应用、互相补充.从管理和技术层面，分析了我国海上突发环境事件生态系统服务损失评估研究现状与应急管理需求的差距，在此基础上建议：①建立健全法律体系，细化生态损害评估的责任、内容和要求，明确将生态系统服务损失纳入生态损害赔偿；②构建技术评估体系，根据化学品性质、生态系统类别及特征等，分类出台一系列技术标准；③建议在遥感遥测技术、化学品泄漏数值模型等方面进一步开展研究，提高准确度和时效性.

福州主城区绿色空间不同演化模式对地表温度扰动的影响

陈燕红, 蔡芫镔, 仝川

2020, 33(4): 995-1004. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.10.04

摘要(682) HTML (53) PDF(356)

摘要:
为系统总结并量化城市绿色空间的演化模式及其与地表温度扰动的关系，以福州主城区为研究对象，基于Landsat系列遥感数据影像，综合运用遥感反演、空间分析、地统计学分析等方法，研究福州主城区绿色空间演化对地表温度扰动的影响.结果表明：①1993-2013年，福州主城区建设用地显著增加，绿色空间总面积减少了37.60 km²；绿色空间演化由慢转快，而后保持相对平稳.②大面积连片的绿色空间对周边环境具有显著的降温作用.不同类型绿色空间的单位面积变化对其内部地表温度扰动的影响不尽相同，变化幅度为湿地（-1.97℃/km²）>水体（-0.72℃/km²）>林/草地（-0.42℃/km²）.③不同绿色空间演化模式对地表温度扰动的影响大小表现为填充式>边缘式>飞地式.④绿色空间分布随着高程与坡度的变化而有所不同，导致地表温度也呈显著差异.高程为0~30 m和坡度为0~5°区域受人类活动干扰显著，绿色空间分布较少，平均地表温度相对较高.研究显示，城市绿色空间演化的不同模式对地表温度的扰动影响不尽相同，科学梳理城市绿色空间演化规律，合理规划其空间布局，有利于缓解城市热岛效应，使城市向健康、可持续方向发展.

成都平原核心区土壤砷空间变异特征及影响因素

余雪莲, 李启权, 彭月月, 李萌, 李艾雯, 王昌全

2020, 33(4): 1005-1012. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.08.01

摘要(692) HTML (41) PDF(357)

摘要:
掌握土壤污染物的空间变异特征及其影响因素是开展土壤污染防治的前提.基于189个表层（0~20 cm）土壤样品，运用经典统计学和地统计学方法分析了成都平原核心区土壤中w（As）的空间分布特征，并探讨了成土母质、水系和土地利用方式对土壤中w（As）的影响.结果表明：①研究区土壤中w（As）在3.74~35.32 mg/kg之间，平均值为14.64 mg/kg，其中超过GB 15618-2018《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》风险筛查值的采样点仅占总采样点的7.53%.②地累积指数分析结果表明，研究区土壤As处于无污染至轻度污染状态.③研究区土壤中w（As）总体呈西高东低的趋势，高值主要分布在都江堰市的南部、崇州市的东北部以及邛崃市与新津县接壤处.土壤As的块金系数为26.60%，属于中等程度变异，受结构性因素和随机性因素的共同影响.④由于人类活动的增强，成土母质对土壤中w（As）的影响已经不显著.距水系越近，土壤中w（As）越高.土地利用方式对土壤中w（As）空间变异的影响程度最大，不同土地利用方式下土壤中w（As）差异显著，表现为园林地>农林地>水稻-小麦轮作>水稻-油菜轮作>水稻-蔬菜轮作.研究显示，成都平原核心区土壤中w（As）总体偏低，高值区主要分布在都江堰市的南部、崇州市的东北部和邛崃市与新津县接壤一带；土地利用方式对土壤中As空间变异的影响超过水系和成土母质.

湘江子流域重点污染企业影响区土壤重金属镉污染源识别

于靖靖, 师华定, 王明浩, 刘孝阳

2020, 33(4): 1013-1020. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.10.02

摘要(1016) HTML (91) PDF(366)

摘要:
土壤重金属Cd（镉）是威胁人类健康最严重的重金属污染元素之一.土壤Cd污染来源复杂，明确土壤重金属分布特征，探索重点污染企业影响区土壤重金属源解析方法，对土壤Cd污染防治具有重要意义.2018年5-9月，以湘江流域头山、大河滩两个子流域为研究对象，采用系统布点法，借助2 km×2 km的网格在研究区内均匀布点共计2 638个，分析重点污染企业对土壤Cd污染的影响及w（Cd）的空间分布特征，并借助双变量局部莫兰指数方法（bivariate local Moran's I）、广义加性模型（GAM）量化土壤中w（Cd）与企业分布的空间相关性及不同行业源的贡献率.结果表明：①研究区土壤中w（Cd）为0.032~14.01 mg/kg，平均值（0.63 mg/kg）较高，高值区主要分布在研究区西部，低值区位于研究区东部.②研究区重点污染企业总体聚集程度不高（Moran's I=0.45），而分行业企业呈显著的高聚集分布（0.88 ≤ Moran's I ≤ 0.97）特征，尤其是冶炼与压延加工业的集聚性最为明显.③土壤中w（Cd）与不同行业的空间相关聚类分析发现，存在较大区域的H-H[土壤w（Cd）高值与企业高密度]聚类分布，说明土壤中w（Cd）受企业分布的影响较大，在企业集聚区存在较多的土壤w（Cd）高值区.④在企业影响区内，土壤w（Cd）分布受行业影响排序依次为采选业>化学品制造业>冶炼和压延加工业>其他行业，其方差解释率分别为51.2%、48.0%、46.2%、19.3%.研究显示，研究区土壤中w（Cd）分布受企业的影响明显，在污染源识别中采选业对土壤Cd污染影响最突出，研究结果可为湘江流域土壤重金属污染防治和企业污染源的管理提供依据.

海滨垃圾填埋场渗滤液污染土壤的复电阻率特性

王泽亚, 徐亚, 能昌信, 潘永泰, 董路, 刘玉强

2020, 33(4): 1021-1027. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.08.02

摘要(642) HTML (40) PDF(296)

摘要:
为了解渗滤液污染土壤的复电阻率特性及其与海水入侵所造成的电特性差异，指导海滨场地的污染探测，设计了黏土和砂土两种土壤，在水饱和情况下通入不同浓度的渗滤液，测量复电阻率的幅值和相位响应；在砂土中通入与渗滤液电阻率相同的模拟海水，对比海水入侵与渗滤液污染所造成的相位差异.结果表明：受渗滤液污染土壤的复电阻率变化明显，0.1 Hz下被2%渗滤液（渗滤液体积占溶液总体积比例为2%）污染的土壤中，与背景值相比，黏土的幅值和相位分别降低了78%和70%，砂土的幅值和相位分别降低了66%和33%，且渗滤液浓度越高，幅值和相位的值就越小；而对于电阻率背景值较低的土壤（如海水入侵场地或地下水-海水交错带区域），通入渗滤液后，其复电阻率参数没有明显变化.对比海水入侵与渗滤液污染，受渗滤液污染较轻的土壤的相位略高于海水入侵污染土壤，而当渗滤液浓度较高时，二者几乎没有区别.研究显示，正常条件下，复电阻率法对渗滤液污染的反映灵敏，有较好的指示意义，其参数变化主要与孔隙水中金属离子的含量和双电层极化有关；而在天然低电阻率背景条件下，渗滤液污染引起的电阻率变化很小，但相位变化较为明显，这种相位的变化有可能被识别出来.

石油烃在非均质包气带中的吸附作用及迁移规律

薛镇坤, 左锐, 王金生, 陈敏华, 孟利, 靳超

2020, 33(4): 1028-1036. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.09.05

摘要(1039) HTML (392) PDF(315)

摘要:
为深入分析强非均质性污染场地中石油烃的运移规律，探究石油烃类污染物在场地中的吸附、迁移及其影响因素，选取潮白河上游为典型研究区，受冲洪积扇条件控制，区域内包气带非均质性强，地下水埋深较大.采集污染场地包气带介质样品，分别装填原状土（0~20 mm）、细颗粒（< 2 mm）和粗颗粒（>4 mm）3种介质迁移柱，通过土柱淋滤试验表征石油烃在典型介质中的迁移特性；通过静态吸附试验和微生物降解试验识别石油烃迁移过程的关键影响因素，揭示多要素作用条件下的石油烃迁移规律.结果表明：原状土、细颗粒和粗颗粒这3种介质迁移柱出水中石油烃浓度均呈先下降、后波动上升、最终趋于稳定的趋势.3种介质对石油烃的吸附过程均呈现快吸附和慢吸附两个阶段，快吸附阶段发生在试验0~15 h内，完成了吸附的70%~80%；慢吸附阶段持续时间较长，吸附总量缓慢增加.固液比、温度和pH等要素对3种介质石油烃吸附性能的影响相对较小.微生物降解是慢吸附阶段石油烃浓度呈波动上升的主要原因，且在整个石油烃垂向迁移过程中，吸附作用对石油烃去除的贡献率为80%，微生物降解的贡献率为20%.研究显示，相对于微生物作用而言，强非均匀介质在石油烃类污染场地的污染物吸附和迁移过程中起关键控制作用.

生物炭复合青霉菌修复砷污染土壤对其微生物群落功能多样性的影响

段靖禹, 周长志, 曹柳, 吴志豪, 侯红, 马学文

2020, 33(4): 1037-1044. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.10.03

摘要(868) HTML (54) PDF(400)

摘要:
真菌修复砷污染土壤是一种能够有效吸附固化环境中砷的重要措施.生物炭作为目前修复重金属的热点，其多空疏松的结构、较高的离子交换量、丰富的有机碳含量等都说明了其在土壤修复中的地位.为了探究生物炭与青霉菌在修复砷污染土壤的同时对土壤中微生物活性及其多样性的影响，在室内孵育条件下，运用Biolog法研究了3×3随机区组试验（3个生物炭梯度分别为0%、2%、4%，3个青霉菌梯度分别为0%、10%、20%）下土壤微生物对不同类型碳源的利用能力以及多种功能性指数的影响.结果表明：①添加青霉菌与生物炭后，土壤中有效砷含量较对照组显著下降，从而影响其微生物群落功能多样性.②砷污染土壤中微生物群落功能多样性、碳源利用丰富度随生物炭浓度梯度的升高呈先升后降的趋势.③高接菌量（20%）与低接菌量（10%）对砷污染土壤中微生物群落功能多样性的影响没有显著性差异.④2%生物炭与10%青霉菌处理土壤中微生物群落功能多样性、碳源利用丰度最高.⑤青霉菌对胺类及少部分酸类碳源的利用能力较弱（AWCD < 0.5，AWCD为Biolog微平板孔中溶液吸光值平均颜色变化率），对氨基酸类中大部分碳源以及脂类碳源的代谢能力较强（AWCD>1.0），对糖类、酚酸类的代谢能力稍弱（AWCD为0.3~1.0），青霉菌对D-半乳糖醛酸、L-天冬酰胺酸、L-丝氨酸、L-精氨酸、r-羟基丁酸这5种碳源的利用率最高（AWCD>1.2）.研究显示，低浓度生物炭可增加砷污染土壤中微生物群落多样性，生物炭含量的继续增加会对微生物产生抑制作用；青霉菌添加到砷污染土壤后，会显著提升砷污染土壤中微生物的群落功能多样性，改善砷污染土壤中微生的物群落结构；青霉菌的优势碳源大多为植物根系分泌物，可为后续青霉菌与超积累植物复合修复砷污染土壤提供参考.

高铁酸钾破解剩余污泥的水解效能分析

张皖秋, 徐苏云, 孙洋洋, 张雨辰

2020, 33(4): 1045-1051. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.12.09

摘要(639) HTML (47) PDF(303)

摘要:
为了有效提高污泥水解效率、缩短厌氧消化时间，以K₂FeO₄为氧化剂破解剩余污泥，考察K₂FeO₄投加量（50~500 g/kg，以干质量计）对污泥破解率的影响，分析水解液各项特征指标并对其可生化性能进行预测，探究该方法作为污泥厌氧预处理的可行性.结果表明：污泥水解效率随着K₂FeO₄投加量的增加而升高，当搅拌速率为500 r/min、反应时间为2 h、K₂FeO₄投加量为500 g/kg的条件下，可实现最高的污泥破解率（34.6%）.污泥水解液中有机物以多糖、蛋白质为主，并有少量挥发性有机酸；污泥破解过程也伴随着P和NH₄⁺-N的释放，上清液中ρ（TP）最高可达496 mg/L，且以正磷酸盐为主（约310 mg/L），可对其进行回收.采用三维荧光体积积分的方法对污泥水解液的可生化性能进行预测，发现污泥经K₂FeO₄预处理后，水解液中RB（易降解有机质）和PB（难降解有机质）荧光强度均明显增加，当K₂FeO₄投加量为50 g/kg时，F_digestion（生物可降解性指数）达到最大值（4.75），预测此时污泥的可生化性能最佳.以K₂FeO₄为氧化剂预处理污泥可有效提升污泥水解效率，但若作为厌氧消化预处理，应综合考虑污泥破解率和可生化性能.研究显示，搅拌速率为500 r/min、反应时间为2 h、K₂FeO₄投加量为50 g/kg预处理条件下污泥的可生化性能最佳.

水葫芦/污泥共热解法制备生物炭粒及其对Cr³⁺的吸附特性

洪亚军, 徐祖信, 冯承莲, 徐大勇

2020, 33(4): 1052-1061. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.08.17

摘要(812) HTML (48) PDF(306)

摘要:
为了促进水葫芦和污泥的资源化利用，探究水葫芦/污泥生物炭粒的基本理化性质及其对水中Cr³⁺的吸附机制，以水葫芦、污泥为原料，在300~500℃热解温度下制得生物炭粒，通过产率分析、灰分分析、比表面积和孔径分析及SEM（扫描电镜）分析，同时利用吸附动力学模型和等温吸附模型对生物炭粒吸附水中Cr³⁺的内在机制进行研究，最后采用TCLP（毒性浸出法）测定了不同生物炭粒中重金属的浸出毒性.结果表明：随着热解温度从300℃升至500℃，生物炭粒的产率从14.93%降至11.75%，生物炭粒的灰分含量逐渐升高，比表面积增大.SEM结果显示，水葫芦与污泥质量比为1：10时，生物炭粒比表面积较大，孔隙结构明显.当水葫芦与污泥质量比为1：10、热解温度为500℃时生物炭粒对Cr³⁺的吸附量最大，为44.96 mg/g.热力学分析显示，生物炭粒对溶液中Cr³⁺的吸附以化学吸附为主，且为单层吸附.TCLP试验表明，水葫芦/污泥生物炭粒中各重金属（Cd、Zn、Cu、Pb、Ni、Cr）的浸出浓度均低于GB 5085.3-2007《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》的限值.研究显示，添加水葫芦能改善生物炭粒的理化性质，使得生物炭粒对Cr³⁺的吸附量增大，以化学吸附为主，且为单层吸附，水葫芦/污泥生物炭粒浸出毒性较低，可为生物炭类环境功能材料的研制提供选材依据.

我国一次性塑料污染管理对策研究

王燕萍, 邓义祥, 张承龙, 张嘉戌, 安立会, 刘瑞志

2020, 33(4): 1062-1068. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2019.12.02

摘要(1554) HTML (57) PDF(385)

摘要:
一次性塑料垃圾对生态环境和人体健康的危害已经引起国际社会的广泛关注，加强一次性塑料的管理正逐步成为人类的共识，也是我国塑料生产和使用过程中面临的重要现实问题.通过对世界各国和地区一次性塑料管理措施进行系统梳理，归纳出目前出台的相关政策措施主要有征税、自愿协议、全部或部分禁止、禁令和征税并行4类.对我国一次性塑料管理现状进行总结发现，我国当前针对一次性塑料的管理政策存在分散性以及滞后性等问题，尚未达到系统化.借鉴国际经验，在我国现存制度的基础上，针对一次性塑料制品的生产、使用和回收处理的全生命周期过程，提出完善我国一次性塑料污染的管理对策：①源头管理措施包括分阶段、分领域限制和禁止使用一次性塑料，使用税收等经济工具将一次性塑料垃圾外部成本内部化，探索替代品实现一次性塑料使用减量化；②使用过程的管理主要是通过提高一次性塑料的使用次数从而达到减量化使用的目的；③末端管理措施包括完善一次性塑料垃圾产生者责任制，提高垃圾回收中一次性塑料分拣效率和加快技术创新、促进再生利用等；④加强公众参与，提高公众减少使用一次性塑料制品的环境意识，这也是一次性塑料全生命周期管理体系的重要组成部分.

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2020年第33卷第4期

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