环境科学研究

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2021, 34(6): .

摘要(267) PDF(116)

摘要:

秦思达, 王帆, 王堃, 郎咸明, 吴萱, 夏广峰, 王莹, 李梅

2021, 34(6): 1277-1286. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.03.09

摘要(821) HTML (328) PDF(191)

摘要:
为了探究北方寒冷地区城市PM_2.5化学组分特征，采用WRF-CMAQ模型对辽宁中部城市群2019年1月、4月、7月、10月及一次重污染过程（2019年1月11—14日）的PM_2.5化学组分展开模拟分析.结果表明：WRF-CMAQ模型分析下SO₂、NO₂、PM₁₀、PM_2.5浓度模拟值与监测值的相关系数（R）在0.63~0.82之间，PM_2.5组分中SO₄^2-、NO₃^-、NH₄⁺、EC、OC浓度的相关系数（R）在0.59~0.88之间，WRF-CMAQ模型对大气污染物及PM_2.5主要化学组分的模拟效果较好，可以反映PM_2.5及其组分的时空变化特征.通过对模拟结果的进一步分析发现，辽宁中部城市群PM_2.5中SNA（SO₄^2-、NO₃^-、NH₄⁺三者的合称）的占比为37%，与成渝城市群、长三角地区、京津冀地区城市相比，PM_2.5二次污染程度较低，一次污染仍是PM_2.5的主要来源.1月、4月、7月、10月PM_2.5中[NO₃^-]/[SO₄^2-]（质量浓度比）分别为0.62、0.44、0.15、0.50，表明该区域的燃煤污染对PM_2.5的贡献大于机动车尾气的贡献，该现象在秋冬季尤为明显；硫氧化率（SOR）普遍处于较高水平，分别为0.34、0.54、0.61、0.58，表明该区域燃煤排放的SO₂更易对PM_2.5产生贡献.同时，全年OC/EC（质量浓度比）的平均值为3.6，说明碳气溶胶的贡献主要来自机动车尾气的排放与化石燃料燃烧.通过分析2019年1月11—14日重污染过程PM_2.5组分浓度的逐小时变化发现，该时段中SOR与NOR分别是1月平均值的1.2与2.0倍，NOR的提升导致PM_2.5中NO₃^-浓度占比上升了8%，超过SO₄^2-的占比，这表明该重污染过程中机动车尾气对PM_2.5的贡献超过平常时段.研究显示，辽宁中部城市群的大气污染呈燃煤与机动车尾气为主的复合型污染特征，尤其在重污染天气下，实施工业限产的同时，加强机动车限行尤为重要.

北京市电子工业VOCs排放特征及行业排放强度对比

崔阳阳, 周震, 闫静, 李家毅, 全京, 曹西子, 丁淮剑, 薛亦峰

2021, 34(6): 1287-1294. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.01.20

摘要(577) HTML (85) PDF(179)

摘要:
为更好地掌握北京市电子工业挥发性有机物（VOCs）排放特征及其与其他溶剂使用行业的排放差异，为工业结构调整提供启发和建议，通过实际监测，识别电子工业有组织和无组织VOCs排放水平，采用产污系数法并结合集气效率和去除效率，核算得到2019年北京市电子工业VOCs排放量及各子行业的排放贡献，并与其他典型溶剂使用行业的VOCs排放强度进行了对比.结果表明：电子工业VOCs产生主要集中在光刻、清洗、剥离、显影等环节，使用的有机溶剂主要包括光刻胶、稀释剂、清洗剂和去除剂，分别约占3%、81%、6%和10%，其中约16%以废气形式排入大气.核算得到2019年北京市电子工业VOCs排放量为1 542 t，主要来自显示器件和集成电路行业，分别贡献了71%和18%，与其产量和有机溶剂使用量较大有关，电子专用材料制造和其他行业则分别贡献了3.2%和7.8%.通过与其他典型溶剂使用行业排放强度对比发现，电子工业单位产值VOCs排放强度较低，是家具制造、印刷等传统溶剂使用行业的1/2 750和1/3 250，说明北京市工业结构调整和优化对于减少污染排放具有重要作用.研究显示，可综合城市发展及经济水平，逐步限制发展高排放工业类别，鼓励发展如电子工业等技术密集型和附加值高的行业类别，从而促进城市空气质量的改善.

上海西南区域春季一次典型光化学污染过程分析

方方

2021, 34(6): 1295-1305. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.01.09

摘要(492) HTML (67) PDF(137)

摘要:
为研究上海西南区域O₃的污染形成机制，对该区域2020年4月10—20日近地面O₃、NO₂、VOCs和气象数据进行分析.结果表明：①研究期间，日最高温度仅18.3℃，但O₃日最大8 h滑动平均体积分数达91.6×10^-9，φ（O₃）小时增长率最大为1 950%；东风风速较大时O₃污染频发，说明该区域φ（O₃）的高值主要受到来自东部输送的污染源驱动.②O_x主要组分为O₃，平均占比为74.6%；当φ（O₃）/φ（O_x）在0.65~0.85之间时，φ（O₃）增长速率较快.③烯烃类VOCs排放增多是导致φ（O₃）增大的主要原因.④PMF源解析得到5个排放源，分别为石化源与机动车尾气、LPG（液化石油气）和NG（天然气）燃烧源、制药排放源、精细化工排放源以及石化烯烃源，其中对OFP贡献较大的为烯烃和芳香烃类，二者占比分别为21.3%和34.6%，主要物种分别为乙烯和间/对-二甲苯.研究显示，春季低温下上海西南区域O₃污染频发，主因是污染源驱动，φ（O₃）高值受远距离前体物输送的影响较大.

不同季节肇庆市PM_2.5和O₃污染特征及潜在源区分析

翁佳烽, 梁晓媛, 邓开强, 周华娣, 梁倩敏, 彭端

2021, 34(6): 1306-1317. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.03.05

摘要(584) HTML (89) PDF(184)

摘要:
为定量化评估不同地区对肇庆市污染物输送影响，分析了2014—2018年肇庆市ρ（PM_2.5）和ρ（O_{3-8 h}）（O_{3-8 h}为O₃日最大8 h滑动平均值）的变化特征，并基于HYSPLIT模式计算不同季节后向气流轨迹，通过聚类分析、潜在源贡献因子和浓度权重轨迹方法对肇庆市外来污染物的输送路径和潜在源区进行分析.结果表明：①2014—2018年肇庆市ρ（PM_2.5）年均下降3.3 μg/m³，2016年开始ρ（PM_2.5）最大值逐年增大.ρ（PM_2.5）日变化呈双峰型，峰值分别出现在上、下班高峰期后.2016年起ρ（O_{3-8 h}）年均增加4.4 μg/m³，成为肇庆市首要空气污染物.ρ（O₃）日变化呈单峰型，于15：00—16：00达到峰值.②PM_2.5和O₃污染分别在冬季和秋季较严重，超标日分别达20.6和15.0 d.ρ（PM_2.5）与风速相关性最高，ρ（O_{3-8 h}）与日照时数和相对湿度相关系数均较高.③春、夏两季影响肇庆市的气流近80%来自南部海面和东北方向，秋、冬两季85%以上气流源自偏东和偏北方向，肇庆市PM_2.5和O₃污染除受本地排放影响外，还有来自珠三角、广东省北部及其东部沿海、江西省等地区的输送贡献.研究表明，肇庆市PM_2.5和O₃污染均较严重，区域联防联控需重点关注广东省中东部城市的外来输送影响.

2018年夏季某石化工业区VOCs浓度特征及活性物种

张博韬, 景宽, 王琴, 安欣欣, 刘保献

2021, 34(6): 1318-1327. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.03.07

摘要(479) HTML (72) PDF(170)

摘要:
为明确某石化工业区VOCs浓度特征及活性物种，利用法国Chromatotec公司生产的airmo VOC expert C₂-C₆和airmo VOC expert C₆-C₁₂分析仪联用系统在2018年夏季对该工业区VOCs进行连续监测.结果表明：①研究期间，石化工业区φ（TVOCs）（57种VOCs物种体积分数之和）为93.7×10^-9±87.5×10^-9，其中烯烃占比最高，达44.9%，当φ（TVOCs）日均值越高时烯烃占比越高.体积分数较高的物种主要为低碳烯烃、低碳烷烃、正己烷、甲苯和苯.②石化工业区φ（TVOCs）呈显著的夜高昼低变化特征，且各组分变化趋势相近，其中烯烃变幅高于其他组分.③各排放物质中对O₃生成贡献较大的主要是乙烯、丙烯、顺-2-丁烯、甲苯等物质，而对二次有机气溶胶生成贡献较大的主要是甲苯、异丙苯、间/对二甲苯等物质.④通过PMF解析发现，石化工业区内催化裂化及裂解、催化重整及废水废液处理、油储设施溢散的贡献率分别为51.7%、34.8%、13.5%.⑤降低石化工业区VOCs活性可以明显降低O₃超标率，若同时降低VOCs活性与φ（NO_x）可更有效地降低O₃超标率.研究显示，石化工业区VOCs排放强度较大，应对催化裂化及裂解等重点排放单元，以及乙烯、丙烯和甲苯等活性物质的排放进行控制，降低VOCs整体活性，并协同控制区域内NO_x排放，从而减少O₃污染.

全球饮用水标准中消毒副产物管控指标对比与启示

肖融, 楚文海

2021, 34(6): 1328-1337. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2020.10.26

摘要(496) HTML (79) PDF(155)

摘要:
饮用水水质安全是关乎千家万户的重大民生问题，其中消毒工艺是保障饮用水微生物安全不可或缺的重要措施，然而由消毒剂与前体物反应生成的DBPs（消毒副产物）被发现具有潜在的健康风险，如致癌及引起发育副作用等.随着对饮用水中DBPs的重视程度不断提高，世界上多个国家、地区或组织将DBPs指标纳入标准.为对我国饮用水水质标准中DBPs指标的制定和修订提出可参考的建议，比较了国内外饮用水和再生水饮用回用水质标准中的DBPs指标，包括DBPs种类、对应的浓度限值和监测要求等.结果表明：①我国饮用水水质标准中涵盖的DBPs种类较多，其中地方标准相较于国标而言对DBPs指标的要求更为严格，但较少考虑综合性指标（如总有机卤素）和高毒性含氮DBPs（如卤乙腈）；②国外多部饮用水水质标准或准则中包含一些无浓度限值规定但已知具有较高健康风险的DBPs，此举可指导有关部门进一步开展浓度调研和毒性试验，为未来水质标准的制定提供参考依据.研究显示，我国饮用水标准中DBPs指标需要考虑综合性指标的选取与管控以及高风险指标的甄别和筛查，另外还需因地制宜加强地方性标准的建设工作.

美国溶解氧基准标准及其对我国的启示

黄炜惠, 李文攀, 霍守亮, 马春子, 陈艳卿, 何卓识, 郑佳琦

2021, 34(6): 1338-1346. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.04.18

摘要(488) HTML (101) PDF(149)

摘要:
近年来我国水质量整体改善，但全国采用统一的溶解氧标准易导致不同地区水体欠保护或过保护.美国拥有相对完善的溶解氧标准体系，在综述了美国溶解氧基准标准制定体系的基础上，初步分析了我国溶解氧标准现存的不足及美国溶解氧标准制定对我国的启示.美国国家环境保护局通过分析不同溶解氧暴露情况对水生生物的影响，针对淡水和海水2种栖息地环境，对冷水和温水物种及其不同生活史阶段分别制定溶解氧基准值.美国各州参照溶解氧基准，考虑社会经济、反降级政策等因素，在不同时间和地点分别制定了保护指定水体功能的溶解氧标准值.我国现行的溶解氧标准值，主要参考国外发达国家标准制定，缺少对我国溶解氧背景浓度和水生生物溶解氧敏感性的基础研究.为制定符合我国国情的溶解氧基准标准，需在综合考虑我国气候、地理条件等自然因素对溶解氧影响基础上，开展水生生物对溶解氧敏感性、栖息地环境对物种及溶解氧浓度影响的相关研究工作，并综合考虑反降级政策，防止水质进一步恶化.

海河70年治理历程梳理分析

于紫萍, 宋永会, 魏健, 胡术刚, 许秋瑾

2021, 34(6): 1347-1358. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.01.08

摘要(586) HTML (326) PDF(148)

摘要:
海河是中国华北地区最大的水系，承载着京津冀城市群经济社会的发展.为总结海河水生态环境的变化趋势，梳理海河水污染防治与保护的经验，采用文献调研等方法系统整理分析了新中国成立以来海河流域旱涝灾害、水污染事件以及治理和管理措施，将海河治理分为4个阶段：第一阶段（1949—1971年）旱涝灾害频繁发生，遵循“上蓄、中疏、下排、适当滞”思路，进行抗旱防洪等水利工程建设；第二阶段（1972—1995年）流域经济快速发展，水质急剧恶化，以提升防洪标准和强力治理污染源为思路，进行旱涝灾害和水体污染的共同治理；第三阶段（1996—2005年）水体污染趋势得到遏制，以“关、停、并、转”为主要手段进行污染物的源头削减；第四阶段（2006年至今）海河被列入水体污染控制与治理科技重大专项（简称“水专项”）重点示范流域，在“控源减排、减负修复、综合调控”思路指导下，以水专项科技成果为支持，推动流域水体污染的系统治理.与20世纪90年代相比，2019年海河水质明显改善，GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅰ~Ⅲ类水质断面比例从1998年的25.3%升至2019年的51.9%，劣Ⅴ类水质断面比例从59.6%降至7.5%.但是海河水污染形势仍然严峻，依然存在水资源短缺、水污染压力大、水生态受损等问题，海河治理应遵循流域水质目标管理的思路，统筹好水资源、水环境、水生态，保障海河生态基流，改善水环境质量，恢复和维护健康河流生态系统功能.

羟基氧化铁对太湖底泥中多氯联苯微生物厌氧脱氯的影响

韩雪欣, 林娜娜, 刘莎, 许妍

2021, 34(6): 1359-1369. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.02.16

摘要(445) HTML (51) PDF(96)

摘要:
多氯联苯（PCBs）的微生物厌氧脱氯过程与底泥的理化性质密切相关.三价铁是底泥中常见的竞争性电子受体，在太湖底泥微环境中添加羟基氧化铁（FeOOH），探究其对PCBs厌氧脱氯的影响.结果表明：①两种微环境（未添加FeOOH的对照组和添加了FeOOH的试验组）中的脱氯启动均存在滞后期，对照组的脱氯滞后期为21~42 d，而添加了40 mmol/kg（以泥浆计）FeOOH的试验组中，脱氯于42~63 d启动.脱氯启动后，对照组和FeOOH试验组的脱氯速率分别为0.035和0.014 mg/（kg·d）.第210天时，对照组内54.09%的PCBs母体被降解，而FeOOH试验组中仅去除了20.81%.因此，FeOOH对PCBs的还原脱氯具有显著的抑制作用，不仅延长了脱氯滞后期，还降低了脱氯程度和脱氯速率.②FeOOH显著抑制了间位（meta-）和对位（para-）氯的脱除（P < 0.05）.第210天时，对照组和FeOOH试验组中间位（meta-）氯原子的降解率分别为27.2%和8.9%，对位（para-）氯原子的降解率分别为17.9%和4.9%.但无论在三价铁〔Fe（Ⅲ）〕还原条件下还是无FeOOH添加的对照条件下，脱氯偏好均显示为间位（meta-）>对位（para-）>邻位（ortho-）.邻位脱氯路径仅存在于对照组中，说明FeOOH还原完全抑制了邻位脱氯进程.③脱氯过程中，对照组和FeOOH试验组的生物多样性（Shannon-Wiener指数和Simpson指数）从0天到210天逐渐降低，且Fe（Ⅲ）还原条件下的生物多样性低于对照组.随着脱氯反应的进行，厚壁菌门（Firmicutes）在两个体系中占比最高，而变形菌门（Proteobacteria）的优势地位下降，绿弯菌门（Chloroflexi）的占比有一定程度的提高.对照组和FeOOH试验组中脱氯菌Dehalococcoides均出现富集，Dehalococcoides可能对太湖底泥微环境中PCBs的厌氧脱氯具有重要作用.研究显示，FeOOH对太湖底泥中PCBs的厌氧脱氯具有抑制作用，并使微环境中的微生物群落发生了一定变化.

湖滨带不同植物群落对水体氮磷净化效果的研究

张旭, 付子轼, 陈桂发, 蔡敏, 崔娜欣, 周丽, 邹国燕

2021, 34(6): 1370-1377. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2020.11.29

摘要(401) HTML (60) PDF(155)

摘要:
为了研究湖滨带不同植物群落对水体氮磷的净化效果，选取芦苇（Phragmites australis）、荇菜（Nymphoides peltatum）、苦草（Vallisneria natans）、黑藻（Hydrilla verticillata）、马来眼子菜（Potamogeton wrightii Morong）、金鱼藻（Ceratophyllum demersum）和狐尾藻（Myriophyllum verticillatum）7种常见植物作为研究对象，构建自然式（NSC）、逆序式（RSC）和芦苇（PAC）3种不同植物群落以及空白对照（CK），通过野外模拟试验进行水质净化研究，观测不同植物群落对水体总氮（total nitrogen，TN）、总磷（total phosphorus，TP）和氨氮（ammonia，NH₄⁺-N）的净化效果.结果表明：①湖滨带植物群落对水体氮磷的净化能力存在明显的周期性，净化能力与其自身的生长周期及温度密切相关.②RSC去除水体TN速率较快的时间是6—7月和11—12月，NSC是6—7月、8—9月和11—12月，PAC是8—9月和11—12月；NSC、RSC和PAC去除水体NH₄⁺-N和TP速率较快的时间基本一致，均是6—7月.③植物群落能有效提升湖滨带对水体氮磷的净化效果，至试验结束，3种植物群落处理对水体TN、NH₄⁺-N和TP的去除率分别为53.37%~61.13%、71.36%~77.67%、70.45%~74.60%，去除贡献率分别为7.47%~15.23%、12.42%~18.73%、4.90%~9.05%；不同植物群落处理去除氮磷能力依次为RSC>NSC>PAC.④RSC对水体TN、NH₄⁺-N、TP的去除率显著高于（P < 0.05）空白对照（CK）.研究显示，多种植物群落（RSC、NSC）较单一植物（PAC）具有更强的净化能力，相同植物不同的排序方式（RSC、NSC）对水体氮磷的净化效果存在差异，因此在实际水体修复过程中可以考虑对不同类型植物搭配组合以及调整排序方式以提升对污染水体的修复效果.

危险废物填埋场地下水污染风险评价中指标权重计算方法优化比选

韩旭, 生贺, 夏甫, 徐祥健, 尚长健, 杨昱, 姜永海

2021, 34(6): 1378-1386. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2020.11.04

摘要(416) HTML (33) PDF(117)

摘要:
为了探究适用于危险废物填埋场地下水污染风险评价的指标权重计算方法，选用层次分析法、熵权法、层次分析-熵权法进行计算，并通过我国37家危险废物填埋场地下水污染风险评价结果与地下水中苯浓度的拟合验证对权重计算方法进行分析比选.结果表明：①3组权重计算结果中，含水层渗透系数和包气带渗透系数均为最重要的指标，危险废物填埋场所处地层介质类型是影响地下水污染风险最显著的因素.在建设危险废物填埋场时，选址需优先关注含水层及包气带介质类型，必要时应采取更高性能的防渗技术手段；②3组场地风险指数（R）和污染指数（C）线性拟合R²值排序为层次分析-熵权法（R²=0.84）>层次分析法（R²=0.75）>熵权法（R²=0.51），因此采用层次分析-熵权法得出的危险废物填埋场地下水污染风险评价结果与实际污染状况匹配度更高，构建的风险评价方法更能准确预测地下水污染风险；③当各指标权重由大到小依次加和至总权重为0.96时，层次分析-熵权法可包含12项指标，且权重分配更为均衡，不易受到单个指标缺失的影响，由此建立的综合指数计算方法更加可靠.研究显示，层次分析-熵权法是更适用于危险废物填埋场地下水污染风险评价的指标权重计算方法，构建的污染风险评价方法结果准确、易操作，在一定程度上可为危险废物填埋场地下水污染的风险评价及运行管理提供支持.

锰氧化物对水体中铊的去除机制研究进展

张良静, 尚长健, 韩旭, 徐祥健, 夏甫, 邓圣, 杨昱, 姜永海

2021, 34(6): 1387-1396. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.01.22

摘要(452) HTML (171) PDF(144)

摘要:
铊（Tl）是国际公认的优先控制的13种金属污染物之一，近些年频繁发生的水体Tl污染事件推动了Tl去除研究工作的进展，作为去除Tl的高效吸附剂、催化剂和氧化剂，锰氧化物是研究热点之一.该研究综述了Tl在合成锰氧化物、矿物锰氧化物、改性锰氧化物及锰氧化物复合材料上的吸附特征，总结了pH、共存离子和有机质对锰氧化物去除Tl的影响，深入探讨了Tl在锰氧化物上的吸附机制.前人的研究成果表明：经过科学改性的锰氧化物及锰氧化物复合材料在吸附选择性、可重复利用及易分离方面表现出更好的Tl去除效果.pH主要通过静电作用和氧化还原作用影响锰氧化物对Tl的去除机制，是影响锰氧化物去除Tl效率的最关键因素；共存离子和有机质分别通过竞争吸附位点和络合作用的方式抑制锰氧化物对Tl的吸附；锰氧化物去除Tl的主要机制为络合作用、氧化沉淀和静电引力，矿物锰氧化物还可以依靠离子交换和同位素分馏作用去除Tl.锰氧化物对Tl去除机制的定性和定量研究，以及不同晶型结构锰氧化物及锰氧化物与微生物的结合对地下水中Tl的去除技术是未来的研究方向.

国内外生态产品价值实现的实践模式与路径

张林波, 虞慧怡, 郝超志, 王昊

2021, 34(6): 1407-1416. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.01.01

摘要(1222) HTML (268) PDF(261)

摘要:
生态产品价值实现理念是我国生态文明建设思想的重大变革，是贯穿习近平生态文明思想的核心主线，是实现“绿水青山就是金山银山”理论的物质载体和实践抓手.从生态产品使用价值的交换主体、交换载体、交换机制等角度分类总结国内外生态产品价值实现实践案例，归纳形成8大类、22小类生态产品价值实现的模式.各种生态产品价值实现的实践模式相互之间既存在关联性和相似性，又各具特点，对应不同的生态产品类型.公共性生态产品对应政府主导路径，如生态保护补偿、区域协同发展、资源产权流转、生态载体溢价、生态资本收益等；经营性生态产品对应市场机制，如生态产业开发；而准公共生态产品则对应政府市场混合路径，如生态权益交易、资源配额交易等.生态产品价值实现是一项涉及诸多领域的复杂工程，我国应将其上升为国家战略，鼓励地方通过积极探索生态产品价值实现的创新实践，汇聚形成生态产品价值实现的“中国经验”，再由“中国经验”打造形成生态产品价值实现的“中国模式”.

哈尔滨丁香公园4种典型人工绿地群落碳密度研究

顾韩, 施芋宇, 刁洁, 刘畅

2021, 34(6): 1417-1424. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.03.11

摘要(355) HTML (96) PDF(89)

摘要:
城市公园绿地在降低城市碳浓度方面备受关注，采用标准木解析法与剖面调查法，研究哈尔滨丁香公园4种典型人工绿地群落（落叶松林群落、白桦林群落、丁香群落与草地群落）的植被、土壤、生态系统的碳密度及分布格局，揭示寒地公园绿地植物群落碳密度差异，并定量评价4种典型人工绿地群落的碳储量与固碳能力.结果表明：①丁香公园4种人工绿地群落生物量差异显著，落叶松林群落植被生物量最大，白桦林群落次之，草地群落最低.针叶类群落生物总量高于阔叶类植物群落，不同层次植被生物量差异受群落结构影响明显.②4种人工绿地群落的植被碳密度分布在（0.50±0.03）~（9.15±0.08）kg/m²之间，呈现出由单一结构向复合结构绿地递增的趋势.③土壤有机碳密度分布在（19.11±6.26）~（28.28±4.55）kg/m²之间，公园绿地群落土壤高碳层均分布在10~20 cm土层，10~50 cm空间随土壤深度的增加，碳密度呈递减分布趋势.有机碳分布差异主要由0~30 cm各土壤层中碳密度决定.④不同类型绿地生态系统碳密度相近，群落层次越复杂，植被碳密度在生态系统中的占比越高，碳密度在（28.78±4.55）~（31.49±3.31）kg/m²之间，土壤碳密度占比（82.77%）高于植被碳密度占比（17.23%）.研究显示，适度增加阔叶林与针叶林群落比例，降低草地面积，可有效提高哈尔滨公园绿地碳汇潜力.

地下滴灌对番茄根际微区氮循环微生物量及土壤N₂O排放的调控机制

王京伟, 李元, 牛文全

2021, 34(6): 1425-1433. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.03.06

摘要(318) HTML (63) PDF(81)

摘要:
为探明地下滴灌对番茄根际微区氮循环微生物及土壤N₂O排放的影响，采用静态暗箱原位采集法，研究了不同滴灌管埋深（0、10、20、30 cm，依次记为CK、S10、S20、S30处理）对番茄根区土壤水分、养分、根系形态、微生物及N₂O排放的影响.结果表明：S10处理可提高10~20 cm土壤含水率，其土壤NO₃^--N含量、DOC（溶解性有机碳）含量、根系分叉数、开花坐果期反硝化菌数量、果实成熟期亚硝化菌和反硝化菌数量分别为CK处理的2.02、1.49、1.85、3.81、2.11和3.75倍（P < 0.05），且0~20 cm土壤孔隙度较CK处理增加了10.72%（P < 0.05），N₂O排放量为CK处理的1.99倍（P < 0.05）.S20处理显著提高了20~30 cm土壤含水率，其土壤NO₃^--N含量、DOC含量、根系分叉数、开花坐果期反硝化菌数量、果实成熟期亚硝化菌和反硝化菌数量分别为CK处理的2.66、1.38、2.77、6.0、5.56和12.50倍（P < 0.05），且0~20 cm土壤孔隙度较CK处理增加了22.32%（P < 0.05），N₂O排放量为CK处理的2.24倍.S30处理形成0~20 cm土壤“干层”和20~40 cm土壤“湿层”，土壤NO₃^--N含量、根系分叉数、开花坐果期亚硝化细菌和反硝化细菌数量分别为CK处理的1.66、2.22、2.00和1.80倍（P < 0.05），但DOC含量、0~20 cm土壤孔隙度、反硝化细菌数量等显著低于S20处理（P < 0.05），N₂O排放量与CK处理无显著差异（P < 0.05）.地下滴灌方式下土壤N₂O排放主要为反硝化作用，不同滴灌管埋深形成的土壤水分分布会影响根系分叉数和0~20 cm土壤孔隙度，调节NO₃^--N和DOC含量、亚硝化细菌和反硝化细菌生物量，影响“根系-土壤-微生物”的交互作用和N₂O排放量.S10、S20处理下根区环境利于增强“根系-土壤-微生物”的交互作用、促进反硝化作用和N₂O排放，S30处理相对会减弱“根系-土壤-微生物”的交互作用、抑制N₂O排放.研究显示，地下滴灌管埋深（土壤供水位置）通过调节根际微区土壤环境，改变氮循环微生物组成，进而影响“根系-土壤-微生物”的交互作用效应和土壤N₂O排放量.

微塑料对城市污水中胞内和胞外抗性基因的富集特征研究

吴文斌, 付树森, 毛步云, 程远, 黄雅梦, 袁青彬

2021, 34(6): 1434-1440. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.02.15

摘要(475) HTML (54) PDF(113)

摘要:
作为近年来国内外关注的焦点问题，微塑料不仅本身具有生物毒性，还能携带多种污染物构成复合污染.然而目前对于微塑料携带抗性基因的污染特征尚鲜有研究.考察了聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙烯及再生聚乙烯4种微塑料对城市污水中胞内与胞外抗性基因的富集特征与影响因素.结果表明：4种微塑料对胞外抗性基因的富集倍数在3.12×10²~4.07×10³之间，显著高于胞内（4.44×10¹~2.14×10³），且对于同种污水类型，最高能达胞内的13.1倍.微塑料对二沉池出水中抗性基因的富集倍数（2.14×10³~4.07×10³）显著高于污水厂进水（3.12×10²~7.61×10²）和活性污泥（4.44×10¹~5.84×10²）.微塑料类型对抗性基因的富集有显著影响，其中聚丙烯的富集能力最强，最高达3.03×10¹⁴ copies/g（胞内抗性基因）和6.27×10¹³ copies/g（胞外抗性基因）；聚苯乙烯对胞外基因的富集倍数高于聚乙烯，而对于胞内基因的富集倍数低于后者；再生聚乙烯与聚乙烯的富集能力无显著差异.微塑料对抗性基因的富集量与微塑料的粒径、浓度均成反比，富集过程遵循准二级动力学模型.研究显示，微塑料能大量富集污水中的抗性基因，特别是胞外抗性基因，从而显著提高抗性基因的迁移能力，增大后续公共健康风险.

污染场地调查中离散采样的局限性分析

朱凯旋, 张飞杰, 周燕, 杨敏, 郭观林

2021, 34(6): 1441-1448. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2020.11.30

摘要(334) HTML (56) PDF(106)

摘要:
采样误差是污染场地调查不确定性的主要来源.对污染场地调查采样方法进行研究，是提升调查数据精度和风险管控决策水平的重要手段.该研究结合污染场地的调查目标、污染物在土壤中分布的空间异质性特征，重点对离散采样方法和增量采样方法的应用现状及局限性进行了分析阐述.结果表明：①采样目标的设定取决于决策尺度.基于地块尺度决策的采样目标是表征污染物的空间分布，基于网格尺度决策的采样目标是获取更小尺度决策单元内污染物的平均浓度水平；②利用离散点表征污染物空间分布时，由于本身空间自相关性不强，表征结果不确定性大；③通过采用大样本量、高覆盖率的增量采样方法，能增强样本的代表性，更加精确地表征污染物在决策单元内的平均浓度，弥补离散采样的不足.但增量采样在挥发性有机物场地、深层土壤调查等情景下存在局限性.因此，污染场地调查应充分考虑污染物分布的空间异质性特征、采样方法应用条件、决策尺度等因素，选择合适的采样方法才能有效提升污染场地风险管控决策的科学性.

决策单元-多点增量采样(DUMIS)在镍污染地块基坑清挖效果评估中的应用

赵晓峰, 宋静, 李娟, 唐伟, 龙健, 毛娟, 吕品洁, 潘云雨

2021, 34(6): 1449-1455. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.02.01

摘要(445) HTML (45) PDF(107)

摘要:
为评估现行采样方法在土壤清挖效果评估中的不确定性，以某Ni污染地块土壤清挖后遗留的基坑坑底为研究对象，用现行采样方法和决策单元-多点增量采样方法（Decision unit multi increment sampling，DUMIS）分别采集基坑坑底土壤，分析土壤中w（Ni）的变化情况，并评估DUMIS方法现场采样和室内制样的误差.结果表明：①现行采样方式下，7个坑底采样单元（每个采样单元9点混合）中土壤w（Ni）的变异系数为71.7%，属强变异；现场平行双样w（Ni）的相对偏差为42.6%，不符合平行双样最大允许误差要求；所有样品的w（Ni）均未超过土壤清理目标值（90.5 mg/kg），但个别采样单元的土壤w（Ni）较接近清理目标值.②DUMIS方式下，将基坑底部划分为一个决策单元，均匀布设50个分样采样点位，并在现场采样和实验室制样过程均进行3次重复采样；实验室制样三重复w（Ni）的相对标准偏差（Relative standard deviation，RSD）分别为1.3%、1.5%和1.7%，现场采样三重复w（Ni）的RSD为4.0%，数据精度较高；基坑坑底土壤w（Ni）的平均值为36.6 mg/kg，远低于土壤清理目标值.研究显示，DUMIS方法样本代表性强，数据重现性好，决策可靠，适合用于基坑清挖效果评估.

渝东南山区乡镇尺度土壤合理采样数估算及重金属污染评价

王锐, 邓海, 贾中民, 严明书, 周皎

2021, 34(6): 1456-1463. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.02.06

摘要(329) HTML (56) PDF(98)

摘要:
为了研究乡镇尺度土壤重金属污染状况及土壤合理采样数的确定方法，选择在重庆市黔江区舟白镇采集表层（0~20 cm）土壤样品320件，分析了土壤中各重金属元素（Cd、Cr、Pb、Hg、As、Cu、Zn、Ni）含量和pH，基于经典统计学方法和地统计法研究不同土壤指标的空间变异特征及土壤合理采样数，利用内梅罗指数法进行土壤重金属污染评价.结果表明：研究区土壤中Cd、Cr、Pb、Ni含量及pH的空间分布主要受到成土母质的影响，土壤中Hg、As、Cu、Zn含量同时受到地质背景和人为活动的影响.对于研究区土壤各重金属含量和pH而言，250个土壤样点即可反映其基本信息.研究区中部土壤污染程度较低，北部和南部污染程度较高，中度和重度污染区主要分布在研究区南部.原始土壤点位和合理土壤点位重金属污染评价结果差别较小，说明所得的合理采样数结果较可靠.与地层分布对比发现，土壤中度、重度污染主要与二叠系地层有关.

VOCs相间非平衡态迁移对土壤修复效果的影响

戚圣琦, 侯德义, 王轶冬, 曹潇元

2021, 34(6): 1464-1472. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.01.14

摘要(316) HTML (50) PDF(121)

摘要:
挥发性有机物（volatile organic compounds，VOCs）普遍存在于工业污染场地，因其易迁移和难降解的特性而受到广泛关注.修复VOCs污染场地时通常存在拖尾、反弹和二次污染物释放的现象，限制了对VOCs的修复效率，这些现象均与修复过程中VOCs在相间的非平衡态迁移有关，但目前仍缺乏定量化的研究.基于此，选择四氯化碳为典型的VOCs，采用沙箱试验，探究了VOCs的相间非平衡态迁移在表面通风、土壤挖掘以及热脱附和气相抽提联用技术应用过程中对土壤修复的影响.结果表明：在表面通风和土壤挖掘过程中能产生较为显著的二次污染物释放现象；在热脱附和气相抽提联用技术的修复过程中能产生拖尾现象，而在修复结束后则会产生反弹现象，这些现象均为相间非平衡态迁移的表现形式.其中，在表面通风、土壤挖掘以及热脱附和气相抽提联用技术修复过程中，四氯化碳释放通量的最大反弹幅度分别为0.69、2.80和64.00倍，表明相间非平衡态迁移对热脱附和气相抽提联用技术产生的影响最大.研究显示，相间非平衡态迁移在不同的土壤修复工艺中均有体现，严重限制了土壤修复的效率，需要引起土壤修复工作者的高度重视.

污染场地修复药剂安全利用问题及对策

可欣, 周燕, 张飞杰, 朱凯旋, 杨敏, 袁溶潇, 郭观林

2021, 34(6): 1473-1481. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2020.12.02

摘要(361) HTML (45) PDF(108)

摘要:
我国污染场地修复过程中常采用固化/稳定化、淋洗或化学氧化/还原等修复技术，通过改变污染物赋存形态、降低污染物浓度或消除污染物的方式控制环境风险.在这些技术应用过程中，修复药剂对土壤和地下水环境的潜在风险已经引起关注.目前我国《土壤污染防治法》明确提出：相关部门应筛选评估并公布土壤中重点控制的有毒有害物质名录、禁止在土壤中使用重金属超标的降阻产品、修复活动不得造成新的危害、加强肥料等产品的登记并组织开展安全性评价、修复方案中应包括地下水污染防治等内容.但目前还没有制定针对修复药剂安全性的相应标准或技术规范.修复药剂可能会造成土壤理化性质、土壤微生物活性及数量的改变，破坏土壤生态系统或二次污染土壤，还会迁移进入地下水，造成水质恶化并引发风险；本文阐述了污染场地修复中常用修复药剂的修复机理及存在的问题，梳理了现有修复药剂评价和管控方法，提出了基于土壤性质、微生物和地下水安全的修复药剂安全评价及管控建议，为场地修复中修复药剂安全利用及风险管控提供参考.

典型进口废铜废铝初级加工原料模拟熔炼烟气中重金属产生特性研究

周凯, 高红, 岳波, 孟棒棒, 孟聪, 吴海霞, 贺自帅

2021, 34(6): 1482-1488. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.02.17

摘要(318) HTML (55) PDF(98)

摘要:
随着我国全面禁止固体废物入境，如何从传统的进口废铜废铝中甄别高品质再生铜再生铝原料，是精准打击固体废物入境、确保行业急需高品质原料进口的关键.选取典型进口废铜废铝初级加工原料样品，采用高温管式炉模拟不同原料类型、熔炼温度、夹杂物和熔炼剂等因素对于熔炼过程烟气中重金属产生特性的影响.结果表明：①当进口铜加工材原料熔炼温度从900℃升至1 300℃时，烟气中Cr、Ni、Zn、Pb浓度随温度升高而增加，且进口铜加工材原料熔炼过程烟气中整体上重金属的产生量比铜米、漆包线多，当夹杂物含量从0增至1.0%时烟气中重金属浓度呈增长趋势，熔炼入炉的进口铜加工材原料的夹杂物含量控制在0.5%以内，可有效减少烟气中Pb和Zn等重金属的产生.②当进口汽车铝切片原料熔炼温度从500℃升至900℃时，烟气中Cr、Ni、Zn、Pb、Cu浓度均随温度升高而增加，熔炼剂中添加C₂Cl₆比添加NaCl、KCl和NH₄Cl等更利于重金属的产生，夹杂物含量从0增至1.0%时，烟气中Cr、Ni、Pb浓度均不断增加，Zn和Cu浓度则逐渐减少.研究结果为我国制定高品质再生铜再生铝原料标准、精准打击固体废物入境提供了数据支持.

基于呼吸量实测的儿童呼吸量估算方法比较研究

乔飞杨, 王丹璐, 陈昱, 雷利民, 赵秀阁, 陶燕, 杜伟, 张婷

2021, 34(6): 1489-1498. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.03.12

摘要(315) HTML (52) PDF(89)

摘要:
呼吸量是人与空气相关暴露评价和健康风险评估的重要参数之一，也是暴露评价和健康风险评估结果科学性、准确性的主要决定性因素.为评估儿童呼吸量估算模型，该研究以甘肃省某县儿童为调查对象，采用问卷调查和现场实测相结合的方式获得了调查地区儿童及其家庭的社会经济状况，以及身高、体重、心率和呼吸量等生理参数，基于7种呼吸量估算模型估算了该县儿童的呼吸量，利用Bland-Altman模型的一致性进行分析，通过实测值对模型的准确性进行了评估，并利用推荐模型基于蒙特卡洛模拟估算了调查区县儿童呼吸量.结果表明：①各估算模型计算出的呼吸量差异显著，基于能量代谢法的呼吸量估算模型计算结果符合儿童生长发育规律，心率回归法不适合儿童呼吸量估算，其估算的6~ < 9岁儿童呼吸量大于其他年龄段.②Bland-Altman模型分析结果表明，Shizgal-Rosa法与心率回归法的一致性较差，各模型落在95%一致性界限外的样本数均小于5%.③与实测值相比，基于Shizgal-Rosa法的能量代谢模型准确性最好，其平均偏差和标准化分数误差分别为0.08 L/min和14%.④基于Shizgal-Rosa法获得调查地区6~ < 9岁、9~ < 12岁和12~ < 15岁男童长期呼吸量分别为9.52、12.35和14.54 m³/d，均略低于推荐值（10.50、13.50和14.60 m³/d）；女童为10.04、12.46和11.99 m³/d，均略高于推荐值（9.30、12.20和11.20 m³/d）.研究显示，相较于目前我国能量代谢法使用的基础代谢率计算公式，采用Shizgal-Rosa法估算调查县儿童呼吸量更为准确，我国亟需开展儿童呼吸量估算模型的更新.

贵州省典型铅锌矿区居民血液总汞和甲基汞暴露及健康风险模型预测评估

孔林, 刘杰民, 韦艳, 许志东, 安仕刚, 吴梅, 刘刚, 徐晓航, 仇广乐

2021, 34(6): 1499-1508. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.03.08

摘要(361) HTML (63) PDF(115)

摘要:
汞是铅锌矿石的常见伴生元素，铅锌冶炼活动会给当地居民带来潜在汞暴露风险.为了解铅锌矿区居民血液汞暴露及健康风险，选择贵州省赫章县为研究区域，以贵阳市为对照区，分别采集居民血液样品418和118份，利用冷原子荧光法测定其总汞和甲基汞含量，结合年龄和性别分析血液总汞与甲基汞含量特征，估算育龄期妇女头发甲基汞含量并进行甲基汞暴露致新生儿IQ（智商）损失评估，利用单区室PBPK（生理药代动力学）模型预测居民甲基汞ADI（日均摄入量）.结果表明：①铅锌矿区（赫章县）和对照区居民血液总汞含量几何均值分别为（3.11±5.05）和（1.83±1.19）μg/L，范围分别为0.63~54.26和0.46~11.88 μg/L，分别有21.5%和0.85%的血液样本总汞含量超过人体血液总汞安全限值（5.8 μg/L）.②铅锌矿区成年居民和0~6岁儿童血液总汞含量分别为（2.80±3.85）和（2.49±2.08）μg/L，分别有77和7人血液总汞含量超过5.8 μg/L，超标率分别为24.37%和10.61%，存在潜在总汞暴露风险.③斯皮尔曼相关性分析显示，铅锌矿区居民血液总汞和甲基汞含量分别与年龄（R=0.108，P < 0.05）和性别（R=-0.185，P < 0.05）相关，老年人较其他年龄段人群总汞暴露的风险更高，其血液总汞含量达（5.29±5.03）μg/L；男性血液甲基汞含量〔（0.24±0.32）μg/L〕高于女性〔（0.18±0.22）μg/L〕.④蒙特卡洛模型模拟结果显示，铅锌矿区和对照区育龄妇女头发甲基汞平均含量分别为（0.07±0.11）和（0.11±0.13）mg/kg，范围分别为0~11.81和0~5.74 mg/kg，其中铅锌矿区2.27%的育龄期妇女头发甲基汞含量超过发汞临界值（0.58 mg/kg），导致IQ评分为70~70.18分范围内的约0.05%的婴儿从IQ正常转变为MMR（轻度智力低下）.⑤单区室PBPK模型预测表明，铅锌矿区和对照区居民甲基汞日均摄入量分别为（0.005±0.006）和（0.007±0.008）μg/kg，分别有0.082%和0.013%的居民甲基汞日均摄入量超过RfD（参考剂量值，0.1 μg/kg）.研究显示：铅锌矿区成年居民和0~6岁儿童血液总汞含量高于国内其他地区，男性血液甲基汞含量明显高于女性；铅锌矿区约2.27%的育龄期妇女头发甲基汞含量超过发汞临界值，可致IQ评分在70~70.18分范围内的约0.05%的婴儿从智力正常转变为MMR；铅锌矿区居民甲基汞非致癌风险高于对照区.

中国能源消费、经济增长与碳排放之间的动态关系

赵明轩, 吕连宏, 张保留, 罗宏

2021, 34(6): 1509-1522. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2020.12.20

摘要(835) HTML (82) PDF(255)

摘要:
在新冠肺炎疫情的冲击下，如何实现区域经济增长、能源消费和CO₂排放的动态协调发展，是中国持续推进生态文明建设、实现绿色可持续发展的关键问题.选取2000—2017年我国各省份能源消费、经济增长、CO₂排放量和固定资产投资指标（不包含西藏自治区和港澳台地区数据），按东部、中部、西部和东北部四大经济区域，建立面板向量自回归模型（PVAR），并利用系统广义矩估计法对模型系数进行估计，通过格兰杰因果关系检验，脉冲响应分析和方差分解得到能源消费、经济增长和CO₂排放三者之间的动态关系.结果表明：①能源消费与经济增长在东部、西部均呈双向因果关系，在中部、东北部均呈单向因果关系；除东部外，CO₂排放与经济增长均呈双向因果关系.②能源消费与经济增长在东部、中部、西部和东北部中均呈双向正向脉冲响应，经济增长对CO₂排放均产生正向冲击；除东部地区外，CO₂排放对经济增长均产生正向冲击.③能源消费与经济增长互为重要影响因素；除东北部地区外，经济增长均为CO₂排放的重要影响因素.④固定资产投资能有效降低中部和东北部CO₂排放.最后根据模型分析结果，分别从技术研发、政府投资、政策引导等方面提出以下建议：加大对可再生能源的基础设施投资，积极运用PPP等模式，鼓励社会资本参与；加强区域之间的交流合作，实现四大经济区域之间资本和先进技术的深入融合.

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2021年第34卷第6期

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