环境科学研究

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

郭雨萱, 魏帽, 田明月, 孙馨宇, 郑文霞, 马远帆, 郭福涛

2021, 34(10): 2295-2305. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.06.22

摘要(104) HTML (53) PDF(32)

摘要:
为探究乔木燃烧释放烟气及颗粒物特性，运用自主研发的可燃物燃烧烟气分析系统，对云南省主要乔木树种滇青冈（Cyclobalanopsis glaucoides）、光叶石栎（Lithocarpus mairei）、旱冬瓜（Alnus nepalensis）、华山松（Pinus armandii）、金合欢（Acacia farnesiana）、麻栎（Quercus acutissima）、栓皮栎（Quercus variabilis）、云南油杉（Keteleeria evelyniana）的不同器官（枝、叶、皮）分别进行模拟燃烧，实测其在不同燃烧状态（阴燃/明燃）下释放的CO、CO₂、C_xH_y、NO_x及PM_2.5的排放因子.结果表明：①乔木树种不同器官燃烧释放的烟气中颗粒物排放因子存在差异，其中，在不同燃烧状态下CO、PM_2.5、C_xH_y、NO_x的排放因子表现为叶 > 枝 > 皮，CO₂排放因子表现为叶 > 皮 > 枝.②8种乔木明燃下CO、CO₂、C_xH_y、NO_x、PM_2.5的排放因子平均值分别为（176.52±25.40）（1 250.32±168.04）（32.82±8.68）（2.53±0.71）（15.59±5.36）g/kg，阴燃下分别为（250.44±37.43）（1 062.11±145.95）（44.82±9.97）（1.92±0.57）（22.56±7.28）g/kg.CO、C_xH_y、PM_2.5的排放因子呈阴燃>明燃的排放特征，且大部分乔木树种的CO、C_xH_y、PM_2.5排放因子在不同燃烧状态下差异显著.③不同乔木树种燃烧烟气的颗粒物排放因子存在差异，其中CO、CO₂、C_xH_y、PM_2.5的排放因子均呈针叶树种>阔叶树种的特征，NO_x排放因子表现为阔叶树种>针叶树种的特征，但针、阔叶树种之间差异不显著.④不同燃烧状态下，叶燃烧产生的污染物浓度与其元素含量呈显著正相关，且阴燃状态下3种器官的CO排放因子均与自身碳元素含量呈显著正相关.研究显示，不同可燃物类型和燃烧状态对乔木燃烧释放烟气及颗粒物均有影响，不同器官之间燃烧排放特性存在一定差异，且乔木元素含量对其燃烧释放气体污染物的排放因子具有一定影响.

基于多源探测的南京市大气污染状况分析

张逸扬, 周红根, 乔贺, 徐进, 刘寅

2021, 34(10): 2306-2315. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.07.14

摘要(191) HTML (67) PDF(38)

摘要:
南京市作为长三角地区的核心城市之一，工业发达，大气污染状况较为严重.为深入研究南京市污染状况，利用MODIS以及CALIPSO的气溶胶产品对南京市2011-2019年气溶胶特性进行分析，并基于地基反应性气体分析仪数据分析了冬季南京市大气中4种常见反应性气体（SO₂、NO、NO₂、O₃）的体积分数时序状况.结果表明：①南京市2011-2019年气溶胶光学厚度（AOD）整体呈下降趋势，冬季AOD值可达0.7，污染程度为四季中最高，且气溶胶以粗粒子和吸收性粒子为主.②南京市近地层大气（2 km以内）以大粒子和不规则颗粒物为主，2~6 km高度层内细粒子与规则颗粒物的占比逐渐增多，且2~6 km高度层内粒子的体积大小变化不大.③冬季4种常见的反应性气体中，φ（NO）在大气中的变化最为显著，且最高值可达160×10^-9，φ（NO₂）与φ（O₃）在大气中的变化趋势相反.由于排放限制措施、工厂脱硫措施的推广以及光化学反应的影响，导致φ（SO₂）较低，仅在3×10^-9左右.结合OMI卫星观测数据发现，受新冠肺炎疫情下工厂停工的影响，2020年初南京市φ（NO_x）维持在较低水平.研究显示，近年来南京市颗粒物污染状况有所改善，但仍需注意粗颗粒物的排放，需严格控制工厂气态污染物，尤其是NO_x的排放.

广州市中心城区公交车站颗粒物污染暴露特征及影响因素分析

钟慧, 刘先哲, 杨召阳, 丁卉, 刘奎, 刘永红

2021, 34(10): 2316-2325. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.06.09

摘要(182) HTML (65) PDF(38)

摘要:
为探究超大城市居民在中心城区公交车站候车的颗粒物暴露情况，使用Grimm Aerosol 11-A型便携式气溶胶光学粒径谱仪对广州市越秀区和天河区共7个典型公交车站的颗粒物污染暴露进行平行监测.结果表明：①各公交车站的平均PM₁、PM_2.5和PM₁₀暴露浓度分别为（33.35±15.96）（46.97±22.94）和（89.70±67.07）μg/m³，休息日公交车站的暴露浓度约为工作日的2倍，高峰期颗粒物暴露浓度略高于平峰期.②候车乘客数、道路车流量和相对湿度是影响PM₁、PM_2.5暴露浓度的主要因素，纯电动公交车停靠次数虽对细颗粒物暴露浓度无明显贡献，但其制动、轮胎与路面摩擦以及扬尘产生的粗粒径排放成为PM₁₀污染的主要因素之一.③粗粒径模态（1~10 μm）颗粒物是颗粒物浓度的主要贡献源，其浓度占比高达63%，但数浓度占比不足1%；而积聚模态（0.25~1 μm）颗粒物数浓度占比在99%以上，部分车站积聚模态颗粒物质量浓度占比超过40%，说明细颗粒污染严重.④单位时间内公交车站候车乘客PM₁、PM_2.5和PM₁₀总暴露剂量分别为（241.80±82.85）（342.59±112.11）和（681.17±226.89）μg/h，表现出工作日高于休息日、工作日高峰期高于平峰期、休息日高峰期低于平峰期的特征，部分车站（如DF和LS站）老人总暴露剂量占比超过40%，成为公交车站主要暴露对象之一.研究显示，广州市中心城区公交车站颗粒物暴露特征时空差异明显，道路车流量、相对湿度、候车乘客数和公交车停靠次数是影响颗粒物暴露浓度的主要因素.

基于质子转移飞行时间质谱法对苏州市冬季大气VOCs的观测研究

周民锋, 刘华欣, 魏恒, 缪青, 徐亚清, 余心吾

2021, 34(10): 2326-2338. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.07.04

摘要(201) HTML (35) PDF(54)

摘要:
为分析苏州市城区冬季VOCs污染水平、变化特征及污染来源，采用质子转移飞行时间质谱仪（PTR-TOF-MS）进行走航和定点观测.结果表明：①城区中心走航期间总挥发性有机物（TVOC）平均浓度为95.00 μg/m³，环高架快速路走航期间TVOC平均浓度为131.48 μg/m³，定点观测期间TVOC平均浓度为72.85 μg/m³.对比其他城市城区，苏州市城区VOCs污染较轻，环境空气质量处于优良水平（浓度数据基于PTR-TOF-MS所能观测物种）.②走航及定点观测期间平均浓度最高的均为含氧挥发性有机物（OVOC），城区中心走航区域OVOC占比为35.83%，环高架快速路走航区域OVOC占比为43.33%，定点观测（处于闹市区）期间OVOC占比为33.36%.③观测期间对OFP贡献较大组分为OVOCs、烯烃、芳香烃.结合无机物种定点观测数据发现，VOCs和NO₂的浓度峰值与PM_2.5浓度峰值变化趋势一致.结合VOCs浓度呈早晚高峰的日变化规律，判断机动车尾气可能是VOCs、NO₂、PM_2.5的主要排放源之一.④特征比值法判断观测期间空气老化程度较高，苯系物主要来自交通源和燃料燃烧源.PMF（正矩阵因子分解法）源解析结果表明，VOCs污染源包括溶剂使用源、空气老化和二次形成源、植物源、交通源、工业源，结合非参数风回归模型（NWR）评估污染主要来自定点观测点北方的工业企业以及东南方向的环高架快速行驶的机动车，与走航观测高值点位一致.利用MIR系数法得出5类VOCs来源因子，其OFP贡献率依次为空气老化和二次形成源>溶剂使用源>植物源>交通源>工业源.研究显示，苏州市需加强管控溶剂使用行业的VOCs排放量，倡导在上下班高峰期、周末使用公共交通出行，减少机动车尾气排放，可以有效减少当地O₃生成.

邢台市典型行业VOCs排放特征研究

齐一谨, 倪经纬, 赵东旭, 张宁, 纪甜甜, 龚山陵

2021, 34(10): 2339-2349. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.06.23

摘要(365) HTML (147) PDF(63)

摘要:
为了解邢台市不同行业企业挥发性有机物（VOCs）污染特征，通过Summa罐采集样品，采用预浓缩-气质联用仪系统（GC-MS/FID）进行测定分析，探究不同行业VOCs特征组分变化，并分析了VOCs排放对OFP（臭氧生成潜势）贡献影响.结果表明：①光伏元件制造、木材深加工及印刷行业排放的VOCs中以OVOCs（含氧挥发性有机物）为主，其占比在52.7%以上，特征物种为异丙醇、丙酮及乙酸乙酯等；玻璃深加工、汽车表面喷涂及家具制造行业排放的VOCs中以芳香烃为主，占比为36.7%~93.8%，特征物种为间/对-二甲苯、邻-二甲苯和对-二乙基苯等.②玻璃深加工、汽车表面喷涂及家具制造行业排放的VOCs中对OFP贡献较大组分为芳香烃，占比为88.3%~98.2%，活性物种为间/对-二甲苯、甲苯及邻-二甲苯等C₇~C₉的苯系物；光伏元件制造和印刷行业排放的VOCs中对OFP贡献较大的组分为OVOCs，占比为92.8%~95.2%，活性物种为异丙醇、乙酸乙酯及甲基乙基酮等；木材深加工行业排放的VOCs中对OFP贡献较大的组分为OVOCs和烯烃，占比分别为39.0%~53.4%和23.0%~25.3%，活性物种主要为丙酮、甲基乙基酮及1-丁烯等.研究显示，邢台市玻璃深加工和汽车表面喷涂企业中芳香烃对OFP影响较大，其次是印刷企业，亟需优先加强管控.

基于APCS-MLR模型的沱河流域污染来源解析

后希康, 张凯, 段平洲, 王晓, 塔拉, 郭勇, 夏瑞

2021, 34(10): 2350-2357. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.05.30

摘要(623) HTML (70) PDF(73)

摘要:
水污染来源的精准识别一直是水环境管理的热点和难点问题，为了解沱河流域水质特征与污染来源，该研究基于16个监测点位月尺度水质数据，采用绝对主成分-多元线性回归（APCS-MLR）模型，解析污染来源及其主要贡献.结果表明：①COD是年度超标因子，总磷和氟化物在部分月份超标，水质从汛期至11月较差.②城镇生活与城市径流是影响沱河水质的主要驱动因子，其方差贡献率达24.7%，其次为环境背景值、农村生活源、畜禽养殖业+河道内源和种植业源，其方差贡献率分别为19.6%、9.9%、8.8%和7.6%.③从最主要的超标因子COD来看，城镇生活与城市径流是主要污染源，贡献率达60%；从总氮、总磷和氨氮指标来看，种植业、农村生活和畜禽养殖业为主要污染源，总计贡献率分别为56%、54%和57%.研究显示，加快污水管网的建设完善，控制城镇污染物的排放、收集和处理是沱河水质达标的当务之急，应重点加强对农田径流和畜禽养殖污染的有效管控.

洱海河口湿地沉积物对磷的吸附特征及影响因素

顾艳林, 宝冬润, 侯磊, 梁启斌

2021, 34(10): 2358-2368. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.05.37

摘要(196) HTML (82) PDF(31)

摘要:
为探明洱海入湖河口湿地沉积物对磷的截留效应，采集干、湿季罗时江湿地沉积物，通过吸附动力学、吸附等温线试验并结合吸附模型拟合，分析沉积物对磷吸附快慢和强弱的时空特征，结合沉积物基本理化指标讨论主导吸附机制和影响因素.结果表明：罗时江湿地表层沉积物对磷快吸附阶段的速率常数较慢吸附阶段高1个数量级，最大吸附速率[85.1 mg/（kg·h）]在30 min内达到，吸附速率及磷在颗粒物内部的扩散速率均表现为干季高于湿季；低磷起始浓度下测得沉积物吸附-解吸平衡浓度（EPC₀）为（0.037±0.010）mg/L，相比其他湖泊而言处于中等偏低水平；高磷起始浓度沉积物对磷的最大缓冲容量（MBC）呈干季高于湿季、底层高于表层、湿地内部采样点高于入口和出口的趋势；Dubinin-Radushkevich等温吸附模型计算得到吸附能范围为8.65~12.79 kJ/mol，吸附作用性质为离子交换；沉积物矿物元素Fe、Al的相对含量与吸附特征参数呈显著正相关.研究显示，罗时江湿地沉积物矿物元素Fe、Al的相对含量是该区域沉积物磷吸附动力学和热力学时空差异的主导因素.

北运河北京段水生态承载力研究及关键控制要素识别

杜芳, 彭剑峰, 王亚俊, 张旺

2021, 34(10): 2369-2379. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.05.31

摘要(197) HTML (70) PDF(30)

摘要:
北运河水系一直存在水资源缺乏、水环境污染、水生态功能不足等问题，未来北京市副中心高标准建设的加速还会增加流域的生态环境负担.因此需明确北运河北京段水生态承载力的时空变化特征，识别其关键控制要素，提升水生态承载力以满足区域发展需求.本文从水资源、水环境、水生态3个方面构建区域水生态承载力评价指标体系，收集1995-2018年北运河北京段的评价指标数据，运用熵权法确定指标权重，分析北运河北京段的水生态承载力状况及关键控制要素.结果表明：1995-2015年，北运河北京段整体处于超载或临界超载状态，2018年水生态承载力有所提升，达到安全承载状态；各子流域间水生态承载力差异显著，其中，位于北运河上游的沙河子流域在1995-2000年处于安全承载状态，在2005-2018年处于临界超载状态，水生态承载状态相对较好，但仍有改善的空间；1995-2018年，清河、温榆河和凉水河等子流域水生态承载状态处于超载状态，水生态承载状态相对较差，需加大水生态承载力提升力度；影响区域水生态承载力的关键要素为河岸带林草覆盖率，其次水环境质量也对水生态承载力具有重要影响.研究显示，北运河北京段水生态承载力的提升需在改善区域生态环境状况的同时加强对水资源的综合利用.

Mn-Ce/γ-Al₂O₃催化臭氧氧化深度处理石化废水中试研究

李敏, 付丽亚, 谭煜, 赵檬, 周岳溪, 吴昌永

2021, 34(10): 2380-2388. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.05.10

摘要(154) HTML (60) PDF(25)

摘要:
针对臭氧催化氧化深度处理石化废水时催化剂适配性不高和臭氧利用率低下的问题，以我国北方某典型石化废水为中试平台，采用课题组自主研发的催化臭氧催化剂Mn-Ce/γ-Al₂O₃，研究以臭氧催化氧化为核心的7种工艺深度处理石化废水的效果.结果表明：①单独臭氧氧化工艺对石化二级废水COD、TOC和UV₂₅₄（254 nm处的UV吸光度）的去除率分别为15.45%、9.04%和30.72%.与单独臭氧氧化工艺相比，Mn-Ce/γ-Al₂O₃催化臭氧氧化工艺下，COD、TOC和UV₂₅₄的去除率分别提高了26.18%、18.25%和5.81%，同时三维荧光光谱（3D-EEM）结合区域积分法（FRI）分析结果显示，对荧光类有机物中溶解性微生物代谢产物和类腐殖酸的去除率分别提高了21.13%和29.47%.②单独臭氧氧化工艺中，序批式和连续流出水处理效果影响不大.Mn-Ce/γ-Al₂O₃催化臭氧氧化工艺下，序批式优于连续流，但序批式需增加人力和运营成本，在实际应用中受限.③微絮凝+臭氧催化氧化+回流联合工艺中，COD、TOC和UV₂₅₄的去除率分别可达53.20%、37.56%和50.90%，去除效果显著高于仅臭氧催化氧化工艺（COD、TOC和UV₂₅₄的去除率分别为41.63%、27.29%和36.53%）时；同时，类富里酸、类溶解性微生物代谢产物和类腐殖酸的去除率分别达到79.49%、50.70%和75.12%；Mn-Ce/γ-Al₂O₃催化剂运用72 d后，COD去除率基本稳定在30%左右.研究显示，臭氧催化氧化工艺深度处理石化废水中，Mn-Ce/γ-Al₂O₃是一种高效稳定型催化剂，絮凝预处理、回流均可增强有机物的去除率，可为石化废水处理工程实现减排降耗提供技术支撑.

点源炼油废水处理系统微生物多样性及代谢功能研究

宋佳宇, 秦榕, 杜显元, 吴慧君, 梁立宝

2021, 34(10): 2389-2396. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.05.23

摘要(167) HTML (35) PDF(19)

摘要:
为了探明点源炼油废水处理系统（简称"系统"）沿程微生物多样性及其活动规律，采用高通量测序技术开展废水微生物群落结构及代谢功能研究.结果表明：①各单元出水Shannon-Wiener指数和Ace指数基本呈上升趋势，均表现为进水 < 涡凹气浮池 < 斜板气浮池 < 调节池 < A/O池.②微生物群落组成显示，各单元出水微生物群落结构差异显著（Bray-Curtis ANOSIM=0.388 1，P=0.008）；进水中变形菌门（Proteobacteria）相对丰度最高，为90.55%.沿程各单元出水优势菌组成发生变化，其中，调节池、涡凹气浮池、斜板气浮池出水中Proteobacteria相对丰度分别降至54.90%、62.59%、52.89%，Epsilonbacteraeota相对丰度分别增至17.03%、29.60%、41.53%，厚壁菌门（Firmicutes）相对丰度分别增至26.13%、6.02%、2.33%；A/O池出水中Proteobacteria相对丰度降至39.69%，髌骨细菌门（Patescibacteria）和拟杆菌门（Bacteroidetes）相对丰度分别增至23.95%、15.65%.③db-RDA分析表明，化学需氧量（COD，P < 0.05）、氨氮（NH₃-N，P < 0.05）显著影响微生物群落结构，其中，NH₃-N去除率与Bacteroidetes（r=0.588，P < 0.05）呈显著正相关，COD去除率与Patescibacteria（r=0.530，P < 0.05）、Bacteroidetes（r=0.706，P < 0.01）均呈显著正相关.④KEGG基因数据库分析可知，各单元出水代谢机制相关基因相对丰度最高，均高于60%，其中，能量代谢相关基因相对丰度大小表现为进水>涡凹气浮池>调节池>斜板气浮池>A/O池；外源化合物生物降解相关基因在一级处理过程中相对丰度波动较小，均在3.00%以下，而生物处理后相对丰度迅速增至15.38%.研究显示：系统沿程微生物多样性基本呈上升趋势，且影响废水中微生物群落变化的最显著因素为COD和NH₃-N；生物处理后外源化合物生物降解相关基因占比迅速增加，表明生物处理单元存在潜在冲击风险.

生物膜层DO浓度对MABR中异养硝化-好氧反硝化的影响

康宝文, 肖芃颖, 周靖, 袁港, 郭雷

2021, 34(10): 2397-2404. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.05.19

摘要(171) HTML (55) PDF(27)

摘要:
高浓度氨氮（NH₄⁺-N）废水的好氧生物处理是一个高氧需求过程.膜曝气生物膜反应器（membrane aerobic biofilm reactor，MABR）因其高氧利用率、低能耗优势在高氨氮废水处理中具有重要应用潜力.通过启动贯通式MABR接种异养硝化-好氧反硝化（heterotrophic nitrification and aerobic denitrification，HN-AD）脱氮混合菌液处理高氨氮模拟废水，调节进气量实现生物膜层不同溶解氧（DO）浓度，考察生物膜层DO浓度对MABR脱氮性能、HN-AD菌多样性及其脱氮功能基因的影响.结果表明：①MABR中仅生物膜内层DO浓度随进气量的增加而提升，生物膜外层DO浓度始终保持为0 mg/L；高DO浓度下反应器NH₄⁺-N、总氮（TN）去除率相比低DO浓度分别增加了28.15%和24.18%，提高生物膜内层DO浓度强化MABR脱氮性能.②高通量测序分析表明，HN-AD菌是MABR中的脱氮功能微生物，研究获得假黄褐藻属（Pseudofulvimonas）、脱氮副球菌属（Paracoccus）、鞘氨醇杆菌属（Sphingobacterium）和不动杆菌属（Acinetobacter）等共13种HN-AD菌属，其总相对丰度在低、中和高DO浓度下分别为12.97%、19.05%和22.01%，说明提高生物膜内层DO浓度促进了HN-AD菌属的富集.③PICRUSt1功能基因预测发现，MABR中HN-AD菌的好氧反硝化功能基因（napA、napB）总相对丰度在低、中和高DO浓度下分别为0.000 13‰、0.019‰和0.060‰，说明提高MABR生物膜内层DO浓度加快了HN-AD菌的好氧反硝化进程，促进了MABR中HN-AD过程的实现.研究显示，通过调节进气量实现生物膜内层不同DO浓度，可以强化MABR脱氮性能，提高HN-AD菌属富集程度，促进MABR中HN-AD过程的实现.

一株磺胺二甲嘧啶抗性菌的筛选及抗性机制研究

车琦, 王继华, 崔红, 黄涵

2021, 34(10): 2405-2411. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.06.13

摘要(157) HTML (53) PDF(17)

摘要:
为研究地下水中磺胺类抗性菌的抗性特征与抗性机制，在调研北京市东南发展区地下水受抗生素污染情况基础上，从中筛得一株磺胺二甲嘧啶（SMZ）抗性菌SMZ-R9，经形态学观察、生理生化试验及16S rRNA基因测序分析，鉴定为乳酸不动杆菌（Acinetobacter lactucae）.使用荧光定量PCR与普通PCR定量以及定性检测抗性基因（ARGs），发现菌株SMZ-R9同时携带3种磺胺ARGs（sul1、sul2、sul3）、1种甲氧苄啶ARGs（dfrA1）以及Int1基因；通过对基因序列进行同源性比对及KEGG功能注释，发现sul2、dfrA1基因为编码二氢蝶呤合成酶（DHPs）与二氢叶酸还原酶（DHFR）的核酸序列，表达产物分别催化叶酸合成的上游与下游途径，共同介导菌株SMZ-R9的SAs抗性.可见，通过对ARGs编码蛋白的功能注释与分析，可为微生物的抗生素抗性机制在基因水平的研究提供理论依据.

藻-菌颗粒污泥工艺在自然光昼夜交替条件下处理含复杂有机物生活污水的效能及机理研究

石钰婷, 季斌, 王初初, 苗璟仁, 孙冲, 杜志宇

2021, 34(10): 2412-2418. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.06.14

摘要(298) HTML (73) PDF(46)

摘要:
藻-菌颗粒污泥（MBGS）工艺是一种节能环保的新型污水处理工艺，当前关于该工艺的研究主要集中于连续光照、间歇式反应器及含简单有机物的模拟污水，对其在昼夜交替条件处理含复杂有机物污水的研究鲜有报道，从而极大地限制了MBGS工艺的进一步工程应用.该文采用连续流的管式光生物反应器（直径2.3 cm、管长50 cm、容积200 mL），探究了在自然光昼夜交替条件下MBGS工艺处理含复杂有机物（蛋白胨、酵母提取物、淀粉和尿素）的模拟市政污水的效能及机制.结果表明：①在白天平均进水ρ（COD）、ρ（NH₄⁺-N）、ρ（TN）和ρ（PO₄^3--P）分别为219.4、20.0、41.4和3.0 mg/L，晚上平均进水ρ（COD）、ρ（NH₄⁺-N）、ρ（TN）和ρ（PO₄^3--P）分别为237.0、21.2、43.7和3.0 mg/L的条件下，白天COD和PO₄^3--P的平均去除率分别为77.1%和87.2%，其相应的夜晚平均去除率分别为88.0%和42.7%；TN在昼夜间的平均去除率均低于30%.②进一步分析表明，MBGS可在昼夜交替条件下调节系统DO浓度，从而实现MBGS系统的自我维持和COD的高效去除，COD在白天和晚上的平均去除速率分别约为0.34和0.42 kg/（m³·d）.③Miseq测序结果表明，拟杆菌纲（Bacteroidia）、热带单胞菌属（Tropicimonas）和四膜虫属（Tetrahymena）丰度增高，可促进复杂有机物的降解.研究显示，MBGS工艺可以在自然光昼夜交替条件下实现有机物的高效去除，适用于碳氮比约为5的生活污水的处理.

基于遥感技术的青海省玛多县生物多样性监测与评估

李冠稳, 高晓奇, 肖能文, 吉晟男

2021, 34(10): 2419-2427. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.07.10

摘要(313) HTML (79) PDF(54)

摘要:
高效快速评价县域生物多样性空间分布格局对制定和实施生物多样性保护措施具有重要意义.以青海省玛多县为例，结合InVEST模型和遥感、GIS技术，以景观结构、物种多样性、生态系统质量三方面的6个指标构建生物多样性遥感监测和评估指标体系，实现县域生物多样性快速监测和评估，并为玛多县生物多样性保护与可持续利用提供理论支撑和决策依据.结果表明：玛多县生物多样性指数整体呈东南高、西北低的变化趋势，高值区域主要分布在南部沼泽草甸和高覆盖草地区，低值区域主要分布在西北山地、稀疏草地区.2000年、2010年和2015年玛多县生物多样性指数值域范围分别为0.113 8~0.805 8、0.141 6~0.807 3和0.154 6~0.793 9，值域最低值呈上升趋势、最高值有所下降.2000-2015年玛多县生物多样性降低区域占其陆域总面积的59.85%，增加区域占40.15%；明显增加区域主要分布在冬春牧场，明显降低区域主要分布在冬春牧场与夏秋牧场交界处及玛查理镇城区.实例分析表明，基于遥感技术构建的生物多样性评估指标体系能够监测玛多县生物多样性现状及其时空变异特征，相对于传统生物多样性调查方法，基于遥感技术的生物多样性评估具有时效性强、操作便捷高效等优势，可应用于县域生物多样性遥感监测与评估.

增施硅肥情况下化肥减施对水稻产量及镉吸收的影响

黄蕊, 林震, 田发祥, 柳赛花, 彭华, 谢运河, 纪雄辉

2021, 34(10): 2428-2437. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.05.28

摘要(303) HTML (103) PDF(24)

摘要:
镉（Cd）污染稻田土壤已经严重威胁到粮食安全，常规化肥的滥用不仅会使土壤理化性质发生改变，还会造成土壤重金属污染.因此，为缓解水稻Cd胁迫、促进常规化肥的合理施用，分别在化肥全施和减施化肥30%的基础上，研究增施不同浓度Si肥对湖南省平江县和临武县两试验点水稻产量、品质以及土壤有效态Cd、Si和水稻Cd、Si含量的影响.与各自对照相比，增施Si肥300~600 kg/hm²使得平江县和临武县两试验点：①水稻产量和品质显著提升，化肥全施条件下水稻分别增产917.8~1 643.1和1 003.3~1 503.4 kg/hm²；减肥30%条件下，水稻分别增产1 037.9~1 345.0和1 209.1~1 834.9 kg/hm².②化肥全施和减肥30%条件下水稻成熟期土壤有效态Cd分别显著下降10.5%~22.1%和14.1%~27.0%；有效态Si含量分别显著上升4.0%~7.0%和0.1%~27.2%，土壤有效态Cd含量和有效态Si含量呈显著负相关（P < 0.05）.③不同处理下水稻糙米和茎叶Cd含量显著降低，而水稻糙米和茎叶的Si含量显著提高；在化肥全施条件下，随着Si肥用量的增加，两试验点糙米Cd含量降低11.7%~39.2%，减肥30%条件下糙米Cd含量降低29.5%~57.2%.土壤有效态Cd含量的下降和Si在水稻各部位的聚集是阻碍Cd向水稻籽粒运输的主要原因.研究显示，在减肥30%条件下，增施Si肥对降低水稻籽粒Cd含量、提高水稻产量和品质的综合效益较高，这为实现科技部国家重点研究计划"化肥农药减施增效技术应用研究"提供了一条有效解决途径以及有力的技术支持.

危险物质泄漏场地污染应急响应与清理制度及关键技术

姜林, 张文毓, 钟茂生, 李晓宇, 王世杰, 周友亚, 赵莹

2021, 34(10): 2438-2445. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.07.09

摘要(373) HTML (52) PDF(53)

摘要:
危险物质泄漏是导致场地土壤和地下水污染的常见原因，泄漏场地的应急响应与清理制度是污染场地风险管理制度的重要组成部分，及时开展危险物质泄漏场地的土壤和地下水污染应急响应与清理工作，可降低污染导致的健康与环境危害以及后期土壤和地下水修复成本.目前，许多国家已构建了应急响应、紧急清理和非紧急清理等基于场地污染事件严重性和紧迫性的差异化应对机制，对泄漏场地土壤和地下水污染控制发挥了重要作用，但我国尚未建立泄漏场地土壤和地下水污染应急响应与清理技术体系.该文通过梳理国外场地土壤和地下水污染应急响应与清理体系框架及关键技术，分析总结了国外泄漏场地污染应急响应与清理体系中以现场协调员为核心的多层级多部门协同机制、工作程序、调查评估方法、应急响应与清理模式、措施选择与行动备忘录制定原则等，从技术层面探讨了泄漏场地中污染的移除清理、阻控、封闭隔离与应急修复等关键技术.结合国内外典型案例分析，提出以下建议：①建立涵盖多层级、多部门的泄漏场地污染应急响应与清理协同机制；②制定和完善污染场地应急响应与清理的决策机制和技术标准体系；③建立高素质专业化的应急响应与清理协调指挥队伍；④鼓励开展快速高效应急响应与清理关键技术研发.

基于UNMIX模型和莫兰指数的湖南省汝城县土壤重金属源解析

刘昭玥, 费杨, 师华定, 莫莉, 漆静娴, 王超

2021, 34(10): 2446-2458. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.05.25

摘要(211) HTML (82) PDF(31)

摘要:
工业化正在加剧我国的土壤重金属污染.湖南省汝城县矿产资源丰富，工矿企业密集，粗放的矿业生产给当地土壤环境带来了一系列问题，准确掌握其污染来源是土壤污染防治的关键和前提.采集汝城县233个土壤样本，对重金属含量进行模型分析后选择拟合效果较好的Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Ni七种重金属为研究对象，测定其含量，使用UNMIX模型解析其污染来源，并结合空间插值与莫兰指数方法，从空间关系的角度验证模型并补充说明研究区土壤重金属的来源.结果表明：①研究区土壤中Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Ni含量的平均值分别为0.29、0.18、19.91、44.17、66.31、28.67、25.16 mg/kg，除Cr、Ni外，Cd、Hg、As、Pb、Cu含量的平均值均高于当地背景值.除Hg外的其他6种重金属存在含量超出GB 15618-2018《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》筛选值的情况.②研究区土壤中7种重金属的含量主要受到自然源、大气沉降与工业直接排放混合源、污水源和工业直接排放源的影响，贡献率分别为41.87%、33.10%、13.27%和11.76%.其中，自然源对Cr和Ni的贡献率较大，大气沉降与工业直接排放主要影响Cd和Pb，污水源和工业直接排放源分别对Hg和As的贡献最大.③UNMIX模型与空间分析方法的结合，一方面验证了受体模型的解析结果，同时也对土壤重金属的来源起到了补充说明的作用.研究显示，汝城县土壤重金属含量与工业活动关系密切，工业排放除直接对附近土壤造成污染外，通过大气沉降、河流输送对远距离土壤环境的影响也尤为突出.

我国常规焦炉危险废物产生和利用处置现状及对策

郝雅琼, 黄启飞, 杨玉飞, 王宁, 刘宏博

2021, 34(10): 2459-2467. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.05.33

摘要(215) HTML (71) PDF(24)

摘要:
我国是世界上最大的焦炭生产国和供应商，以常规焦炉炼焦工艺为主，常规焦炉会排放气体、液体和固体污染物.常规焦炉危险废物的产生现状是种类多、产生工艺节点多样、产生量大、污染物种类繁杂、对生态环境和人体的潜在危害大.对高附加值的高温煤焦油采取深加工的方式生产多种化工原料，脱硫废液的利用方式是提取单品精盐和制酸，其他低附加值的常规焦炉危险废物回配煤单元炼焦.当前，我国常规焦炉危险废物利用处置存在3个问题：①部分高温煤焦油深加工技术不属于清洁生产技术；②脱硫废液提取的盐缺乏污染控制标准或技术规范，脱硫废液制酸设备稳定运行难度较大；③危险废物回配煤单元可能引起炼焦产品质量下降和环境风险增大.针对我国常规焦炉危险废物产生和利用处置存在的问题，建议从3个方面提高炼焦危险废物利用率和加强安全处置：①遵循《国家危险废物名录》中"危险废物豁免管理清单"利用环节豁免条件，采取先进的清洁生产技术，促进高温煤焦油利用；②制定以脱硫废液为原料提取盐的污染控制标准或技术规范，将小规模企业产生的脱硫废液"点对点"集中输送至专门利用脱硫废液制酸的企业生产硫酸，开发易于推广、平稳高效连续运行和自动化控制的提盐和制酸技术，提高脱硫废液利用水平；③常规焦炉危险废物返回配煤工序炼焦时应精准管控，确保炼焦产品质量，防范环境风险.

基于光谱色谱分析热解温度对沼渣生物炭DOM组成特性的影响

焦宇欣, 李东阳, 龚天成, 常燕青, 孙孟阳, 全文洁, 杨天学, 王铭

2021, 34(10): 2468-2476. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.05.32

摘要(317) HTML (121) PDF(24)

摘要:
为探究沼渣基生物炭溶解性有机质（DOM）的组成特性，以厌氧发酵沼渣为原料，在300、400、500、600和700℃热解温度下制备了生物炭，利用紫外-可见光谱、三维荧光光谱以及反相高效液相色谱等手段，研究了生物炭中DOM的组成特性.结果表明：热解温度影响生物炭DOM的组成，随着热解温度的升高，生物炭DOM中溶解性有机碳含量出现大幅降低，由300℃时的33.2 mg/g降至700℃时的0.7 mg/g.生物炭DOM的芳香性和分子量呈先增后减的变化趋势，400℃时其芳香性和分子量最大；在300~500℃热解范围内，生物炭DOM主要与类腐殖质有关，在600~700℃热解温度范围内，生物炭DOM主要是类色氨酸物质；液相色谱分析显示，在254 nm波长处洗脱出4种芳香物质，280 nm波长处洗脱出5种醌基物质，其中4种醌基结构物质赋存在芳香结构中.研究显示，沼渣生物炭DOM的组成与热解温度密切相关，不同的热解温度会影响DOM的芳香性、分子特性、腐殖化程度、亲水性及极性等特征，光谱和色谱分析法可有效表征DOM的不同结构性质.

蓝藻泥流变学性质与压滤脱水性能的关系

杨文杰, 郑志永, 余甜甜, 张业帆, 曹启浩, 符波, 刘和

2021, 34(10): 2477-2485. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.05.16

摘要(152) HTML (75) PDF(20)

摘要:
蓝藻泥由于富含荚膜多糖类有机质而导致其压滤脱水性能较差且后续处理成本居高不下.采用滤饼比阻（SRF）作为压滤脱水性能的评估指标，分析了不同絮凝剂种类、絮凝剂投加量、温度、pH下蓝藻泥的压滤脱水性能与流变学参数的关系，以期利用流变学性质指导蓝藻泥的压滤脱水过程.结果表明：蓝藻泥温度升至80℃且在不加絮凝剂的情况，可以使蓝藻的压滤脱水性能接近于常温絮凝（藻泥干物质质量分数3%的聚合氯化铝）后的压滤脱水性能.从流变学角度分析，蓝藻泥是一种拟塑性流体，降低含固率、降低pH、升高温度、加入絮凝剂都可以使蓝藻泥的弹性模量和黏性模量降低，从而改善其压滤脱水性能.蓝藻泥的滤饼比阻与其流变学参数[稠度系数（K）和复数模量（|G^*|）]具有显著线性相关关系，利用方程SRF=9.18×10¹¹×K+6.70×10¹²和SRF=8.43×10¹⁰×（|G^*|）+4.99×10¹²可描述蓝藻泥流变学性质与压滤脱水性能的关系.研究显示，利用流变学性质与滤饼比阻的关系方程指导实际压滤生产具有可行性，可为利用流变学性质指导实际压滤生产提供依据.

有机固废堆肥中产臭及除臭技术的微生物作用机制研究进展

吴伟霞, 席北斗, 黄彩红, 李艳红, 李伟, 马彩云, 郭威, 唐朱睿

2021, 34(10): 2486-2496. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.05.38

摘要(279) HTML (103) PDF(42)

摘要:
持续推进有机固废资源化安全处置是国家环境管理的重要任务，也是落实"无废城市"发展路线的重要一环.堆肥是通过生物转化实现有机固废资源化利用的重要技术手段.然而，堆肥过程中会产生大量组分复杂的恶臭气体，已成为适应国家发展需求的资源化技术瓶颈.对有机固废堆肥恶臭气体的主要组成、生成转化的途径及核心微生物、生物除臭技术进行综述，结果表明：①堆肥中以NH₃、H₂S等含氮、硫类化合物为主要恶臭物质.②氨化细菌、硝化细菌、反硝化细菌及硫酸盐还原菌在恶臭气体生成转化途径中发挥主导作用，由ureC、amoA、napA、nosZ及dsrA等多个功能基因驱动完成；pH、温度等环境条件会影响微生物的活性，并作用于物质转化过程，最终影响到恶臭气体的产生.③原位添加微生物菌剂和异位生物反应器处理中的微生物将恶臭物质作为营养组分进行吸收降解，是绿色减排的重要技术.

水体硬度对锌的水质基准及生态风险评估的影响

郭渊, 杨明儒, 何佳, 秦宁, 吴丰昌

2021, 34(10): 2497-2508. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.06.01

摘要(170) HTML (52) PDF(23)

摘要:
为了探究水体硬度对锌水质基准及生态风险的影响，筛选了锌对我国淡水水生生物的77种急性毒性数据和20种慢性毒性数据，以及相应的水体硬度数据，采用物种敏感度分布法分别推导硬度校正前后锌的长期和短期水质基准值，并使用概率密度重叠面积法及联合概率分布法评估锌在我国八大流域水体中的急性、慢性生态风险及HC₅（保护95%生物的污染物浓度）超标率.结果表明：①校正前长期和短期水质基准值分别为11.90和71.67 μg/L；在水体硬度分别校正为50、100、150、200、250和350 mg/L后，锌的短期水质基准值分别为53.39、82.29、105.98、126.81、145.76和179.82 μg/L，锌的长期水质基准值分别为10.25、12.52、14.07、15.29、16.30和17.19 μg/L.②当硬度校正为100~350 mg/L时，长期和短期水质基准值均高于硬度校正前的水质基准值，短期水质基准值校正前后最大相差近2.5倍.③在八大流域水体中，锌的急性和慢性生态风险以及HC₅超标率随着水体硬度的增加而降低.研究显示，水体硬度对水质基准和生态风险均具有显著性影响，建议在锌水质基准和标准制修订过程中充分考虑硬度影响，为流域精细化管理提供科技支撑，以实现合理有效地保护我国水生态系统安全.

武汉市某居民区典型场所微生物气溶胶调查及健康风险评价

夏宇翔, 孙霞, 陶瑞东, 张萌, 郑明明, 梅运军

2021, 34(10): 2509-2516. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.05.24

摘要(181) HTML (59) PDF(22)

摘要:
为了解武汉市新冠肺炎疫情后居民区微生物气溶胶分布特征及风险状况，以成熟社区——常青花园居民区为例对典型场所的微生物气溶胶分布及风险进行了评估.利用Andersen-6级空气微生物采样器于2020年10-12月对该居民区6处典型场所进行采样，通过平板菌落计数法监测微生物气溶胶浓度，采用《中国人群暴露参数手册（成人卷）》对采样点的暴露风险进行了评估.结果表明：①采样点微生物气溶胶浓度表现为生鲜市场>地下停车场>美食街>中心篮球场>中心广场>绿地亭.②不同场所细菌及真菌气溶胶浓度存在差异，细菌及真菌气溶胶最高浓度分别在生鲜市场[（1 525.32±1 311.31）CFU/m³]和美食街[（1 296.82±113.84）CFU/m³].③以典型场所空气微生物气溶胶浓度作为评价标准，中心篮球场、绿地亭和中心广场空气较为清洁，生鲜市场及地下停车场为轻微污染，美食街为轻度污染.④典型场所微生物气溶胶中值粒径均小于4.7 μm，表明微生物气溶胶容易进入人体下呼吸道，易引起居民下呼吸道感染.⑤10-12月，典型场所HQ（hazard quotient，危险系数）值均小于1，表明常青花园居民区受微生物气溶胶暴露的健康风险较小.研究显示，在新冠肺炎疫情防控常态化下，常青花园居民区空气状况良好，符合后疫情时代对卫生条件的要求.

空气质量健康指数构建及与现有评价体系的比较：以丽水市为例

郭云, 王建生, 留莹莹, 黄炳昭, 蒋玉丹, 韦正峥

2021, 34(10): 2517-2524. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.06.17

摘要(229) HTML (71) PDF(35)

摘要:
为了解大气污染物对人体健康的影响，采用时间序列广义可加模型分析2013-2018年丽水市大气污染物与健康效应的关系，构建丽水市不同人群空气质量健康指数（AQHI）及分级方法，比较AQHI、调整后的环境空气质量健康指数（AQHI_a）、空气质量指数（AQI）和环境空气质量综合指数对健康效应的预测能力.结果表明：①如以AQI和环境空气质量综合指数来评价，丽水市春夏季主要污染物为O₃，秋冬季为PM_2.5；如以AQHI来评价，则O₃为丽水市全年最主要的污染物，其次是NO₂.②在多种污染物同时存在的情况下，AQHI比AQI具有更高的敏感性，AQHI与环境空气质量综合指数的相关性比与AQI的相关性好.③4种指数在秋冬季对健康效应的预测准确度均高于春夏季，AQHI_a是4类指数中预测健康效应最好的，其次为环境空气质量综合指数.研究显示，需高度重视O₃污染问题，建议空气质量较好的地区构建AQHI或AQHI_a来反映空气质量.

大学校园室内环境PM_2.5中PAEs污染特征及暴露风险

吴倩兰, 雷景铮, 王利军

2021, 34(10): 2525-2535. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.06.24

摘要(141) HTML (51) PDF(22)

摘要:
为揭示大学校园室内环境中PM_2.5及其中PAEs（phthalate esters，邻苯二甲酸酯）的污染特征和师生暴露风险，以陕西师范大学长安校区为例，采集了校园秋冬季6个采样点52个室内PM_2.5样品，利用气相色谱质谱联用仪检测了其中22种PAEs的浓度，分析了其构成和时空分布，评估了师生暴露健康风险.结果表明：①不同采样点PM_2.5中22种PAEs的总浓度范围为237~413 μg/m³，其中6种优控PAEs的总浓度范围为4.81~7.47 μg/m³；室内PM_2.5中的PAEs主要为邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二环己酯和邻苯二甲酸二异壬酯，均为非优控PAEs，且这3种单体的浓度远高于6种优控PAEs单体的浓度.②各采样点检出的6种优控PAEs单体不同，图书馆和教室中6种优控PAEs均被检出，宿舍中检出4种，家属区中检出3种.③季节变化对室内PM_2.5浓度及其中的PAEs浓度均会产生影响，冬季室内PM_2.5平均浓度（58.3 μg/m³）高于秋季（55.4 μg/m³），12月6种优控PAEs单体浓度范围为0.250~3.86 μg/m³，明显高于其他月份.④来源解析表明，校园室内空气PM_2.5中的PAEs主要来自室内装饰材料的释放，学生油墨及化妆品和个人护肤品的使用，以及增塑剂的使用及涂层的释放.⑤6种优控PAEs对人体产生的非致癌风险均较低，邻苯二甲酸丁基苄基酯和邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯的致癌风险均低于标准限值（1×10^-6），二者的致癌风险均可忽略.研究显示，校园内不同室内环境中PM_2.5污染程度及其中的PAEs浓度和构成均存在一定差异，师生暴露于室内空气PM_2.5中6种优控PAEs的非致癌风险均较低，致癌风险可忽略，但环境中非优控PAEs的污染与风险应给予足够的关注.

黑碳气溶胶的研究现状：定义及对健康、气候等的影响

朱晓晶, 钱岩, 李晓倩, 李志刚, 郭辰, 王占山, 魏永杰

2021, 34(10): 2536-2546. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.05.34

摘要(565) HTML (118) PDF(148)

摘要:
空气污染造成的健康和环境影响日益严重.黑碳（black carbon，BC）作为环境空气细颗粒物的重要组成成分，会影响大气辐射强迫，造成气候变化，同时还会引发人体呼吸系统、心血管系统及神经系统疾病等，逐渐受到广泛关注.但在科学研究中，黑碳常易与其他碳质气溶胶名称相混淆.通过文献整理及内容对比等方式，厘清黑碳与炭黑、元素碳、碳烟等碳质气溶胶在定义、产生方式、组成成分、测定方法等方面的异同；明确黑碳在人体中诱导自由基反应、引起氧化应激等致病机理，以及对肺功能、呼吸功能、心血管功能、神经功能的短/长期健康效应的不良影响；梳理黑碳对气候变化的影响机制，如辐射强迫（直接效应、半直接效应、间接效应）和其他云效应影响等；发现黑碳会间接对人体产生健康影响，其与能见度、农作物产量、贫困地区经济水平均存在关联.研究显示：黑碳可吸附较多有毒物质，能作为载体进入人体产生各类不良健康影响；黑碳是颗粒物的重要成分之一，对太阳辐射有强吸收作用，但其辐射强迫值难以准确估算.

留言板

2021年第34卷第10期

期刊信息更多>

编辑部公告更多>

热搜词

学术动态更多>

友情链接更多>