环境科学研究

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李宇, 程和发

2022, 35(6): 1323-1333. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2022.03.08

摘要(619) HTML (96) PDF(190)

摘要:
高铁酸盐〔Fe(Ⅵ)〕是一种环境友好型水处理剂，可以有效氧化具有不饱和官能团的有机污染物，但Fe(Ⅵ)直接氧化法具有诸多缺点亟待改善，如Fe(Ⅵ)在酸性条件下易于自分解、在碱性条件下反应速率低等. 开发Fe(Ⅵ)氧化的强化技术可以通过生成高活性的高价铁氧中间体〔Fe(Ⅳ)/Fe(Ⅴ)〕或活性自由基，提高有机污染物的去除效能. 本文系统介绍了多种Fe(Ⅵ)氧化的强化技术去除有机污染物的效能、活性物种和机理. Fe(Ⅵ)可以被酸、还原剂等均相活化剂和二氧化硅、过氧化钙、碳质材料等异相活化剂活化为Fe(Ⅳ)/Fe(Ⅴ)以促进有机污染物的降解，也可以与氧化剂、含硫还原剂、紫外光、光催化体系联用，通过产生活性自由基等活性物种〔如羟基自由基(^•OH)、硫酸根自由基(SO₄^•−)、超氧自由基(O₂^•−)等〕协同降解有机污染物. 由于活性物种发生变化，Fe(Ⅵ)氧化的强化技术可以影响有机污染物降解产物的种类、分布及毒性. 目前的研究仍存在一些不足，如多种Fe(Ⅵ)氧化的强化技术机理尚不明确或存在争议，Fe(Ⅵ)氧化的强化技术导致的有机污染物降解产物变化相关研究较少，对Fe(Ⅵ)氧化的强化技术在实际水体中的降解效能也兹待研究. 此外，有必要进一步开发高效环保的Fe(Ⅵ)氧化的强化技术.

海洋塑料垃圾污染国际治理进程与对策

安立会, 李欢, 王菲菲, 邓义祥, 许秋瑾

2022, 35(6): 1334-1340. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2022.02.21

摘要(764) HTML (130) PDF(174)

摘要:
海洋塑料垃圾污染是当前国际社会关注的热点，也是近期国际政府间谈判的重点. 本文梳理了全球塑料垃圾产生和泄漏进入海洋的研究进展，回顾了海洋塑料垃圾国际治理进程，提出了我国应对海洋塑料垃圾污染的对策建议. 研究显示，截止到2020年全球塑料累积生产量高达96×10⁸ t，但由于各国不完善的废弃物回收和处理体系，每年有5.7×10⁴~26.5×10⁴ t的陆源塑料垃圾通过河流进入海洋，严重危害海洋生物健康. 为解决全球海洋塑料垃圾污染问题，各国政府和国际/区域组织积极推进海洋塑料垃圾治理进程. 联合国环境大会连续四届通过海洋塑料垃圾治理相关决议，建立一个新的具有法律约束性的塑料污染全球公约已成为可能. 为积极应对国际公约和未来履约谈判，提出我国应坚持预防原则、三方共治原则(政府、企业和消费者)和共同但有区别的责任原则积极参与全球海洋塑料垃圾污染治理进程，共建海洋命运共同体.

我国夏季不同类型植被BVOCs排放观测与模拟研究

王楚迪, 节龙飞, 李苗苗, 王添文, 高阔, 李玲玉

2022, 35(6): 1341-1350. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2022.03.06

摘要(504) HTML (122) PDF(173)

摘要:
植物排放的挥发性有机物(天然源VOCs，BVOCs)对大气二次污染的形成有重要作用，为了解我国不同植被类型BVOCs排放特征，应用动态封闭式采样法和热脱附-气相色谱质谱联用(TD-GC-MS)技术对不同植被类型植物的单萜烯排放进行定量观测，应用MEGAN 2.1排放模式建立2018年夏季我国高时空分辨率BVOCs排放清单. 结果表明：针叶树具有较高的单萜烯排放速率，其中以排放异松油烯、顺式-β-罗勒烯、柠檬烯、香桧烯为主；阔叶树种排放的单萜烯以α-蒎烯为主；农作物、草地、灌木中排放速率最高的化合物分别为异松油烯、反式-β-罗勒烯和柠檬烯. 2018年夏季我国BVOCs排放总量为33.6×10¹² g，异戊二烯、单萜烯、倍半萜烯和其他VOCs分别占64.13%、9.63%、2.11%和24.31%，其中阔叶树排放贡献率最高，为56.01%，灌木排放贡献率为14.16%. 我国夏季BVOCs排放主要分布在东北、华东和华中地区，6种植被类型的排放受植被分布的影响呈现出不同的空间分布特征. 研究显示：各类型植被单萜烯排放速率大小呈针叶树>阔叶树>草地>农作物>灌木的特征，各植物排放的单萜烯组成不同；各植被类型的BVOCs排放量大小呈阔叶树>灌木>草地>农作物>针叶树>针叶阔叶混交林的特征，且化合物组成不同，其空间分布特征与各植被类型分布相关.

黄河三角洲典型城市夏季臭氧污染特征与敏感性分析

赵敏, 申恒青, 陈天舒, 李吉东, 孙忠泉, 纪元元, 薛丽坤, 李红, 王文兴, 尚凡一

2022, 35(6): 1351-1361. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2022.02.25

摘要(719) HTML (134) PDF(251)

摘要:
为探究黄河三角洲代表性城市东营市夏季环境空气臭氧(O₃)污染成因，利用2021年6月东营市大气超级站监测数据与基于观测的化学盒子模型(OBM)，较为全面地分析了O₃污染特征与O₃生成敏感性机制，并开展了前体物减排效果评估. 结果表明：①2021年6月东营市O₃污染较严重，O₃污染天〔日最大8 h平均O₃浓度值(MDA8-O₃)≥160 μg/m³〕占比达50.0%，MDA8-O₃、挥发性有机物(VOCs)和氮氧化物(NO_x)浓度平均值较非污染天分别升高70.0%、10.4%和7.6%. ②O₃污染天呈高温、低湿的特点，O₃浓度与温度的相关性在污染天显著增强. ③基于本地化的O₃生成潜势计算表明，与非污染天相比，污染天异戊二烯、乙烯和甲苯对O₃生成潜势的贡献分别增加了114.3%、68.6%和38.2%. ④污染天O₃本地净生成速率明显升高. O₃生成处于VOCs-NO_x协同控制区，减少VOCs和NO_x排放均可有效降低O₃生成. 研究显示，现阶段东营市应实施VOCs/NO_x协同减排比例大于或等于1∶1的减排策略，污染天(尤其是夜间)应加大NO_x及VOCs减排力度，减轻污染天温度升高及植物源排放增加等不可控因素对O₃污染的影响.

华南背景山区云中草酸的形成机制及影响因素

蔡晓銮, 孙伟, 张国华, 胡晓东, 郭子雍, 毕新慧, 王新明

2022, 35(6): 1362-1370. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2022.03.23

摘要(216) HTML (62) PDF(48)

摘要:
草酸(C₂)是大气颗粒物中有机物的重要组成部分，现有研究推测草酸主要来源于云中液相反应，然而，关于其云中形成机制的研究较少. 本文系统分析对比了华南背景山区的云水和云间隙颗粒物中二羧酸类物质，包括直链饱和二羧酸(C₂~C₉)、支链饱和二羧酸(iC₄~iC₆)、不饱和二羧酸〔马来酸(M)、富马酸(F)、柠康酸(mM)〕以及多官能团羧酸〔苹果酸(hC₄)、丙酮酸(Pyr)和乙醛酸(ωC₂)〕的浓度分布. 利用随机森林和多元线性回归方法进一步定量评估了草酸前体物、温度及云水性质(云水中液态水含量、pH、化学组成)对云水中草酸形成的影响. 结果表明：①云水和云间隙颗粒物中草酸的平均浓度分别为431 μg/L和27.28 ng/m³，分别占直链饱和二羧酸浓度的78.9%和70.0%，占水溶性有机碳浓度的2.4%和1.1%. ②云水中C₂/总二羧酸类物质(浓度比)与二羧酸类物质浓度比〔如C₂/(C₃~C₉)、C₂/(iC₄~iC₆)、C₂/(hC₄+Pyr+ωC₂)和C₂/(M+F+mM)〕均呈显著正相关(R²为0.47~0.76, P均小于0.01)，表明C₃~C₉、iC₄~iC₆、hC₄+Pyr+ωC₂和M+F+mM可能是云水中草酸形成的重要前体物. ③前体物对云水中草酸浓度变化贡献最大，贡献率为79%，其中hC₄+Pyr+ωC₂是最重要的前体物；其次是云水性质，贡献率为20%；温度的贡献率为1%. 研究显示，云中过程是草酸形成的重要途径，其形成过程受前体物、云水性质和温度等因素的影响.

基于连续排放监测数据的水泥工业NO_x达标判定方法研究

周舟, 张孟琪, 王宗爽, 周羽化, 郭敏, 雷晶, 谭玉菲, 武雪芳

2022, 35(6): 1371-1377. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2022.04.12

摘要(246) HTML (72) PDF(81)

摘要:
现行大气污染物排放标准中的达标判定多以手工监测数据为基础，为研究制定基于连续排放监测系统(Continuous Emissions Monitoring System，CEMS)监测数据的达标判定方法，以我国水泥工业2017年957条生产线排放NO_x的CEMS监测数据为基础，根据数据有效性原则筛选出553条生产线的CEMS监测数据作为研究对象，分析研究我国水泥工业排放NO_x的小时浓度(CEMS监测数据)、日均浓度的统计特点，通过变化因子比值法和曲线拟合法建立小时浓度与日均浓度限值之间的关系. 结果表明：①筛选出的553条水泥生产线的NO_x小时浓度对数值与累积频率正态值的相关系数均大于等于0.6. ②NO_x小时浓度与日均浓度限值之间存在关联，曲线拟合法和变化因子比值法得出二者之间的倍数关系无显著差异. ③当要求90%的生产线达标时，NO_x小时浓度限值为日均浓度限值的1.5倍；当要求95%的生产线达标时，NO_x小时浓度限值为日均浓度限值的1.6倍；当要求99%的生产线达标时，NO_x小时浓度限值为日均浓度限值的1.7倍. 研究显示，基于水泥生产线排放的NO_x小时浓度(CEMS监测数据)的统计分析，通过变化因子比值法和曲线拟合法可以确定小时浓度、日均浓度定量比例关系，建立基于CEMS监测数据的达标判定方法.

基于无人飞机-吸附管采样技术研究化工园区大气VOCs垂直廓线

施康丽, 庞小兵, 李晶晶, 陈浪, 袁锴彬, 戴上, 王帅奇, 陈建孟

2022, 35(6): 1378-1387. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2022.02.11

摘要(254) HTML (68) PDF(94)

摘要:
基于无人飞机和吸附管采样技术建立了一种大气边界层VOCs的采样方法，并将该方法应用于上虞化工园区(杭州湾上虞经济技术开发区)大气VOCs垂直廓线观测研究. 使用该方法采集高空VOCs样品后，基于PAMS和TO-15混合VOCs标气，利用TD-GCMS (热脱附-气相色谱质谱联用)检测富集在吸附管上的VOCs，获得了上虞化工园区大气VOCs垂直廓线. 结果表明：①该方法测定的97种VOCs体积分数在3×10⁻⁹~30×10⁻⁹范围内线性良好，检出限范围为0.14×10⁻⁹~0.96×10⁻⁹，回收率在93.6%~124.0%之间. ②上虞化工园区大气中φ(卤代烃)、φ(芳香烃)和φ(烷烃)较高，主要污染物有十二烷、十一烷、二氯甲烷、1，2，4-三氯苯和1，4-二乙苯；不同VOCs组分具有不同的垂直廓线特征，φ(芳香烃)、φ(卤代烃)、φ(烯烃)和φ(含氧化合物)随高度的上升呈先增后降的趋势，而φ(烷烃)随高度上升不断降低. ③大部分污染物体积分数峰值出现在100 m高空，这可能与大气逆温现象有关；14：00 的φ(TVOCs)(TVOCs为总挥发性有机物)高于17:00，可能是午后高温导致有机溶剂挥发量增大所致；白天φ(VOCs)在100~300 m高空范围内下降较快，说明在该范围内可能存在较强的光化学反应，夜晚φ(VOCs)可能来自区域水平输送. ④观测期间，对大气OFP (臭氧生成潜势)贡献较大的组分为芳香烃和烯烃，主要包括1，2，3-三甲苯、1，4-二乙苯、顺式-2-丁烯和1，2，4-三甲苯. 研究显示，高浓度卤代烃及OFP贡献较高的芳香烃是上虞化工园区需首要减排的VOCs组分.

大豆油加工行业VOCs排放特征及管控对策

姚震, 吴宇峰, 杜展霞, 王效国, 安小栓, 聂磊

2022, 35(6): 1388-1397. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2022.03.04

摘要(404) HTML (156) PDF(118)

摘要:
国外对挥发性有机物(volatile organic compounds，VOCs)的减排经验表明，食用植物油加工行业作为主要溶剂使用源，需要对其排放的VOCs进行管控，为研究国内该行业的VOCs排放特征及管控对策，依据第二次全国污染源普查数据，选择了大豆油加工行业中的两家典型企业，对主要排放环节的排放强度及组分构成进行采样分析，结合最大增量反应活性法(maximum incremental reactivity，MIR)核算了行业的臭氧生成潜势(ozone formation potential，OFP). 结果表明：所选两家大豆油加工企业浸出工艺段、精炼工艺段及其配套污水处理厂均存在高浓度VOCs排放节点，各采样点位VOCs浓度范围为42.3~5 134.3 mg/m³，两家企业VOCs浓度最高的采样点位均出现在浸出工艺段的石蜡油吸收塔排气筒；浸出工艺段各采样点位的检出组分主要为正己烷、3-甲基戊烷、甲基环戊烷、2-丁烯醛，精炼工艺段检出组分中己烷及其同分异构体和2-丁烯醛同样占比较高，同时还检出了戊烷、乙烷、乙烯、1-丁烯、丙烯醛、苯和甲苯等组分；浸出工艺段和“浸出+精炼”企业精炼工艺段的OFP值分别为2.64和4.31 g/g，2-丁烯醛是首要活性组分. 目前国内食用植物油加工行业具有较大的VOCs减排潜力，建议根据行业排放特征明确行业污染防治的技术路线，出台大气排放标准，引导企业加强对自身VOCs排放的控制.

磷限制条件下单胞藻胞内磷储量差异机理研究

魏晓雪, 田晨, 冯剑丰, 朱琳

2022, 35(6): 1398-1406. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2022.02.19

摘要(291) HTML (80) PDF(66)

摘要:
不同微藻细胞内磷含量的差异，在有害藻华的形成及优势种演替过程中具有重要作用，但对于不同微藻细胞内磷含量的差异的原因仍缺乏了解. 本文采用磷限制培养试验考察了4株典型海洋藻华单胞藻〔三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)、多列拟菱形藻(Pseudo-nitzschia multiseries)、球等鞭金藻(Isochrysis galbana)、海洋原甲藻(Prorocentrum micans)〕的细胞内磷含量随时间的变化，并利用Droop模型计算了微藻的最大比生长速率(μ_max)与细胞内磷的最小配额(Q_min)，分析了Q_min与藻类性状的响应关系. 结果表明：①4种海洋微藻的细胞内磷含量随时间呈先增后减的趋势，并且细胞内磷含量变化的响应时间和响应程度存在种间差异；②4种海洋微藻的Q_min存在差异，其范围为0.71～1.68 μg/g，4种海洋微藻的比生长速率(μ)与其细胞内磷含量(Q)呈正相关；③Q_min与细胞体积呈显著正相关，Q_min与μ_max可能存在一定的相关关系，即μ_max较大的微藻其Q_min较小. 研究显示，与藻体积、μ_max相比，门水平上的差异可能对Q_min影响较小，而Q_min的较大差异可能是藻类对磷具有不同竞争能力的表现，因而在有害藻华形成过程中出现不同微藻优势种演替的现象.

河流氮磷和水量输入对太湖富营养化的影响机理研究

胡晓燕, 朱元荣, 孙福红, 陶艳茹, 高可伟, 马蕙蕙, 蒋娟, 邴小杰

2022, 35(6): 1407-1418. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.12.28

摘要(345) HTML (57) PDF(83)

摘要:
针对河湖氮磷控制标准不衔接问题，以大型浅水湖泊太湖为例，基于2013—2018年环太湖主要入湖河流和湖体总氮浓度〔ρ(TN)〕、总磷浓度〔ρ(TP)〕、叶绿素a浓度〔ρ(Chla)〕、水量等监测数据资料，采用湖盆模型(Bathtub模型)，构建太湖主要入湖河流与湖体ρ(TN)、ρ(TP)和ρ(Chla)的响应关系，分析了主要入湖河流ρ(TN)、ρ(TP)和水量对湖体富营养化的影响，探讨了太湖主要入湖河流水量及其与湖体氮磷协同控制限值. 结果表明：①太湖主要入湖河流氮磷的输入仍显著影响湖体ρ(TN)、ρ(TP)，尤其是对西北部湖区的富营养化水平产生了显著影响；②在入湖水量方面，湖西区入湖水量增加可导致太湖富营养化程度增加，而“引江济太”水量输入在一定程度上改善了太湖水质. 建议分区域控制直接入湖河流水量，其中，湖西区直接入湖水量控制在60×10⁸~70×10⁸ m³之间，望虞河“引江济太”水量控制在15×10⁸~20×10⁸ m³之间；③针对太湖流域而言，现行《地表水质量标准》(GB 3838—2002)在协同控制河、湖氮磷方面存在一定的不足，仅通过控制入湖河流ρ(TN)、ρ(TP)，太湖ρ(TN)、ρ(TP)难以达到Ⅲ类水质标准；④与全湖平均值相比，湖西区要达到同一标准限值，入湖河流协同控制限值要更为严格. 在河湖氮磷衔接目标制定上，建议湖西区单独设定协同控制目标浓度值. 另外，建议结合《地表水质量标准》(GB 3838—2002)，开展太湖流域水质、水量协同控制，有效约束入湖通量，达到河湖氮磷协同控制目的.

密云水库周边小流域大气氮磷沉降特征研究

陈海涛, 王晓燕, 黄静宇, 黄洁钰, 南哲, 任佳雪

2022, 35(6): 1419-1431. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.11.29

摘要(252) HTML (52) PDF(45)

摘要:
大气沉降是氮磷元素进入水体的重要途径之一，为了解密云水库水源地周边大气氮磷沉降特征，选取土门西沟小流域为研究区域，设置降水、降尘自动采样器进行为期一年(2019年9月—2020年8月)的大气沉降收集，分析大气干、湿沉降中不同形态氮磷通量逐月和季节变化及其影响因素，估算大气氮磷沉降对小流域及密云库区氮磷输入的贡献. 结果表明：①土门西沟小流域大气氮、磷年沉降通量分别为38.393和1.952 kg/(hm²·a)，氮磷干湿沉降通量季节性变化显著. ②湿沉降受气象(降雨量、温度、降雨时间间隔)等因素影响，氮磷沉降通量表现为夏季>春季>秋季>冬季，温度升高、降雨时间间隔变长均会使氮磷湿沉降浓度增大，而降雨量大小与大气湿沉降通量直接相关. ③干沉降受物质来源及气象等因素影响，氮磷沉降通量呈夏冬季高、春秋季低的特点，其中风向、风速是影响大气氮磷干沉降的重要因子. ④经计算，土门西沟小流域大气氮、磷沉降贡献分别为1 339.90和1.50 kg/a，分别占其氮、磷输出贡献的28.57%和0.39%，若不考虑空间差异性，预计大气沉降直接落入密云水库总氮(TN)和总磷(TP)的沉降量分别为551.18和28.02 t. 研究显示，大气沉降是密云库区周边面源污染综合管理的重要一环，未来应引起足够关注.

光激发下硝酸纤维素膜降解对乙酰氨基酚的光解影响

武俐, 刘兴勇, 李啸林, 赵同谦, 代志峰

2022, 35(6): 1432-1439. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2022.02.31

摘要(184) HTML (56) PDF(27)

摘要:
硝酸纤维素膜(NCM)作为一种新型环保材料，在光激发下可产生强氧化性的羟基自由基，促进污染物降解. 为研究NCM对对乙酰氨基酚(APAP)的光解效果及影响因素，采用模拟太阳光源，考察了3种反应体系、光谱区间、APAP浓度、光照强度、温度、溶液pH以及水体成分等因素对光解效果的影响. 结果表明：APAP在纯水中几乎不发生光解，而在NCM体系中其光解速率常数为2.85×10⁻³ min⁻¹；模拟太阳光源的UVA、UVB和可见光(Vis)波段均能促进APAP的光解，其中UVA波段对APAP光解的贡献最大. APAP的光解速率与其浓度呈负相关，低浓度APAP的光解效果更好. 在一定范围内，APAP光解速率与光照强度呈正相关，且随反应温度的增加而增大. 弱碱性环境更有利于APAP的光解，当pH=8.0时，APAP降解率为73.72%，降解效果最佳. 水体中NO₃⁻、Cl⁻、SO₄²⁻、CO₃²⁻、Mg²⁺、Ca²⁺和可溶性有机质(DOM)浓度的增加可以促进NCM对APAP的光解. 研究显示，光激发下利用NCM降解APAP反应迅速且效果显著，可为APAP的去除提供一种新方法.

C-N共掺杂固废衍生沸石的制备及其活化过一硫酸盐降解水中四环素的研究

刘锐, 胡婷婷, 冯文巍, 赵董萍, 谢汝桢

2022, 35(6): 1440-1449. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.12.19

摘要(243) HTML (44) PDF(42)

摘要:
碳基催化剂因其具有优异的催化活性、可控的表面活性特性和无二次污染的优点，在活化过硫酸盐去除水中有机污染物方面极具潜力. 然而，碳基材料存在制备成本高、重复使用催化活性大幅度降低等问题，限制了其实际应用. 以固废酒糟、粉煤灰为原料利用水热法制备新型掺碳沸石，通过进一步原位负载N得到具有高稳定性的C-N共掺杂沸石催化剂，并用于活化过一硫酸盐(PMS)降解四环素(TC). 结果表明：①制备的C-N共掺杂沸石催化剂具有一定吸附TC的效果及优异的活化PMS的性能，在一定范围内，TC的去除率随沸石、PMS投加量的增加而提高. ②对于初始浓度为10 mg/L的TC，沸石投加量为0.4 g/L、PMS投加量为3.25 mmol/L时，30 min对TC的去除率可达89.07%. ③该反应体系有较强的pH适应性，在pH为2~10范围内，体系对四环素的去除率保持在82.61%以上. ④无机阴离子Cl⁻对该体系降解TC有显著的促进作用，在Cl⁻浓度为0.2 mol/L时，20 min对TC的去除率可达100.00%. ⑤自由基淬灭试验表明，该降解反应中的非自由基(¹O₂)发挥了主要作用. ⑥紫外可见吸收光谱分析的结果表明，反应过程中TC的苯环结构被破坏. ⑦催化剂重复利用3次后对TC的去除率仍达76.01%，高于含碳沸石对TC的去除率. 研究显示，C-N共掺杂沸石催化剂+PMS体系对TC具有较强的去除能力、适用范围广、重复利用率高.

聚合氯化铝-镧改性膨润土的制备及除磷除藻研究

慕利梅, 王图锦, 曹琳, 许国静

2022, 35(6): 1450-1457. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.11.30

摘要(203) HTML (79) PDF(52)

摘要:
为快速去除富营养化水体中的磷和藻类，采用PAC(聚合氯化铝)和镧对膨润土进行复合改性，制备PLMB(聚合氯化铝-镧改性膨润土)吸附剂，并采用BET(全自动比表面及孔隙度分析仪)、SEM(扫描电镜)、FTIR(傅里叶红外光谱仪)、XRD(X射线衍射仪)、ICP-OES(电感耦合等离子发射光谱仪)和zeta电位分析仪对材料进行表征，使用吸附动力学和吸附等温线描述PLMB对磷的吸附机理，考察吸附剂用量、pH和腐殖酸对PLMB同步除磷除藻的影响. 结果表明：①PLMB表面具有很多层状结构，能够提供更多吸附位点，聚合氯化铝和镧成功负载于膨润土上，镧含量达到5.02%. ②PLMB能高效吸附水中的磷，吸附量达到57.629 mg/g，吸附等温线符合Langmuir等温吸附模型，吸附动力学符合颗粒内扩散模型和准二级动力学模型. ③当PLMB投加量为300 mg/L时，富营养化水样中浊度、SRP(可溶性活性磷)、TP(总磷)和Chla(叶绿素a)的去除率分别为98.7%、96.2%、94.1%和72.7%. ④水样pH为5~10时，pH增大对PLMB的除磷除藻性能具有促进作用. ⑤腐殖酸对SRP的去除无显著影响，对浊度、TP和Chla的去除有负面作用. 研究显示，PLMB表现出优异的磷吸附性能，能够同步去除水体中的磷和藻类，在富营养化水体的生态修复中具有较大应用价值.

海水入侵区含水层中原核微生物多样性和群落结构特征及其意义

桑石磊, 黄柏强, 王永智, 刘华雪, 许莉佳, 张晋

2022, 35(6): 1458-1466. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2022.03.28

摘要(175) HTML (69) PDF(46)

摘要:
海水入侵引起的地下水咸化是沿海地区面临的主要自然灾害之一，并由此产生了强烈的物理化学梯度变化，严重影响了原生态环境. 为研究海水入侵影响下含水层微生物的多样性和群落结构，揭示海水入侵对原位微生物群落的环境影响，采用基于高通量测序的微生物群落分析方法，对珠江三角洲含水层中微生物群落多样性和结构组成进行表征和比较，并探讨微生物群落对环境变化的响应. 结果表明：研究区地下水中微生物群落主要分属于47个原核微生物门类，其中最丰富的门是变形菌门(Proteobacteria)，其次是厚壁菌门(Firmicutes)、放线菌门(Actinobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)，而古菌的群落结构以奇古菌(Thaumarchaeota)和广古菌(Euryarchaeota)为主，且Thaumarchaeota和Euryarchaeota在高浓度咸水中丰富度更高. 不同盐度梯度下微生物群落之间共有的OTUs占比为59%，在一些高浓度咸水样品中存在大量的脱硫弧菌属和甲烷球菌厌氧微生物. 虽然微生物群落的多样性并不完全与盐度梯度一致，但在溶解性总固体(TDS)浓度大于1 g/L的含盐地下水中，微生物群落的多样性随盐度的增加而增加. 典范对应分析(CCA)表明，TDS和总氮(TN)是影响微生物群落分布最显著的环境因子. 研究结果为进一步揭示海水侵蚀下的地下水中微生物群落的结构及其环境相互作用奠定了基础.

生物炭对紫色土中氟苯尼考吸附与迁移的影响

李嘉慧, 欧阳峰, 郑世界, 刘欣雨, 何杨, 任帅帆

2022, 35(6): 1467-1474. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2022.03.20

摘要(199) HTML (45) PDF(33)

摘要:
氟苯尼考作为我国常用的兽用抗生素在土壤中被广泛检出，在有机质含量低(约<2%)、吸附性能差的紫色土中具有高迁移性，而具有多孔结构的生物炭对其具有较强的阻控能力. 本文采用批量平衡吸附试验与填装土柱淋溶试验，探究生物炭对氟苯尼考在紫色土中吸附与迁移的影响. 结果表明：Freundlich等温吸附模型可较好地刻画氟苯尼考在供试土壤上的吸附行为，其中，紫色土对氟苯尼考的吸附过程更接近于线性吸附(1/n=0.99±0.07)，而生物炭施用使得紫色土对氟苯尼考的吸附容量常数(K_f)提高了9.69倍，且非线性增强；两点化学非平衡模型可较好地刻画供试土柱中Br⁻示踪剂与氟苯尼考的穿透曲线(R²≥0.964，RMSE≤0.09)，生物炭施用分别提高了水动力弥散系数、瞬时吸附常数、瞬时吸附交换所占分数及一阶动力学速率系数，但因水土接触时间受限，瞬时吸附常数(K_d-c)远小于分配系数(K_d)和吸附容量常数(K_f)；生物炭的施用使得紫色土中氟苯尼考的残留率增加了38%. 研究显示，紫色土中施用生物炭虽然促进了水分运动，但仍可通过提高吸附能力阻控氟苯尼考的迁移.

基于Fe³⁺/EDTA-2Na的类芬顿对剩余污泥脱水性能的影响

徐文迪, 何茜, 常沙, 张东, 明铁山, 张艳丽, 朱洪岐

2022, 35(6): 1475-1481. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2022.02.27

摘要(255) HTML (52) PDF(38)

摘要:
剩余污泥的高含水率限制了对其后续处理以及资源化利用. 为了改善污泥脱水性能，利用Fe³⁺/EDTA-2Na类芬顿试剂作为调理剂强化污泥脱水，通过粒径分析、差示扫描量热仪(DSC)、傅里叶红外光谱(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)等方法对剩余污泥进行表征，探究其强化脱水机理. 结果表明：经过氧化调理后的污泥泥饼含水率降至67.8%，并有62.32%的结合水得以释放. 污泥胞外聚合物(EPS)结构被氧化破解，紧密结合的胞外聚合物(TB-EPS)中的多糖和蛋白质浓度显著减少；污泥絮体减小，但从SEM图可以看出絮体结构变得规整、平滑，且出现不规则孔洞，增加了污泥水分的输送通道，改善了污泥的脱水性能. FTIR分析表明，氧化处理后的污泥清液中水的吸收峰变小，多糖和蛋白质对应的吸收峰增强，而富里酸对应的峰消失. 研究显示，基于Fe³⁺/EDTA-2Na类芬顿的污泥调理可以高效氧化破解污泥，提高污泥脱水性能.

典型农药污染地块土壤中异味物质的筛查与分布特征研究

马妍, 郑红光, 史怡, 张帆, 姚珏君, 赵威光, 杜晓明

2022, 35(6): 1482-1489. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2022.02.05

摘要(452) HTML (75) PDF(88)

摘要:
针对我国农药污染地块修复过程中异味扰民的突出环境问题，开展地块土壤中异味物质的筛查，明确异味物质在土壤中的分布至关重要. 本文以某典型农药污染地块土壤为研究对象，通过对土壤气样品全扫描分析、异味清单比对、异味活度值计算、累计异味贡献率分析等方法，筛查确定土壤中主要的异味物质；基于筛查结果，通过土壤样品采集，应用GC-MS分析，查明土壤中主要异味物质的污染程度和空间分布. 结果表明：①该典型农药污染地块土壤中涉及二甲基硫醚、二甲基二硫醚、甲苯、三氯乙烯、二硫化碳、氯仿、邻-二甲苯、间/对-二甲苯、苯、噻吩、甲基环己烷、正己烷、四氯乙烯、乙苯和四氯化碳15种异味物质，异味活度值分别为7 287.5、2 755.6、714.8、676.7、438.5、294.5、229.4、74.7、55.4、50.0、49.6、18.9、3.1、1.7和0.6. ②累计异味贡献率超过90%的主要异味物质为二甲基硫醚、二甲基二硫醚、甲苯和三氯乙烯，四者最高含量分别为10.9、48.5、797.7和33 000.0 mg/kg，主要分布在除草剂车间、菊酯车间、敌敌畏车间、氧化制氯车间、百草枯车间和氧乐果车间等生产区域. ③异味物质含量普遍随土壤埋深的增加表现为先增后降，主要分布在1.8~6.8 m的粉质黏土和6.8~10.6 m的粉土中. 研究显示，农药污染地块土壤中异味物质种类复杂，可采用累计异味贡献率分析法进行筛查；地块土壤中异味物质的空间分布主要与生产过程、土壤埋深和土壤性质有关.

膜浓缩液淋滤飞灰重金属迁移特性及化学形态变化特征

黄楠楠, 吴昊, 田书磊, 王庆旭, 李娜, 周秀艳

2022, 35(6): 1490-1498. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2022.02.04

摘要(288) HTML (85) PDF(28)

摘要:
为解决膜浓缩液和生活垃圾焚烧飞灰难以处理处置的问题，以淋滤柱为试验装置，以膜浓缩液淋滤3种不同填充高度(25.50、16.60、12.70 cm)的生活垃圾焚烧飞灰为研究对象，通过X射线衍射(XRD)、XRF(X射线荧光光谱分析)和重金属化学形态分析等手段，分析淋滤过程对飞灰中重金属Cd、Cu、Zn、Pb的去除效果及转化机理. 结果表明：①通过膜浓缩液淋滤飞灰实现了飞灰脱氯的效果，填充高度H3(12.7 cm)对氯的去除率达到88%. ②填充高度H3 (12.7 cm)对重金属的脱除效果最好，对Pb、Cu、Cd和Zn的去除率分别为41.83%、0.23%、0.21%和0.57%. ③淋出液中重金属离子主要来自飞灰中弱酸可提取态的重金属，其中淋滤过程对残渣态、可氧化态重金属等影响较小. ④3种填充高度均使飞灰中重金属的浸出浓度有所降低，其中H3 (12.7 cm)填充高度的淋滤灰渣相比于飞灰的浸出浓度减少了90%. 研究显示，膜浓缩液淋滤飞灰可脱除飞灰中的氯盐和部分重金属，降低重金属浸出浓度，为飞灰资源化利用提供了新思路.

海滨危废填埋场与水源缓冲距离要求及调控

吉栋梁, 张鲁玉, 黄兆琴, 杜布云, 徐亚, 杨枫

2022, 35(6): 1499-1508. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2022.03.29

摘要(175) HTML (41) PDF(36)

摘要:
针对海滨地区特殊水文地质条件下危废填埋场(HWL)缓冲距离需求不明的问题，建立了污染物释放、渗漏及其在地下介质中迁移转化的多过程模拟模型以预测渗漏条件下污染物的稀释衰减，同时结合基于风险的安全用水限值的确定，构建了缓冲距离计算框架模型，并选择某海滨场地开展案例研究. 结果表明：①不同类型污染物所需要的稀释衰减倍数(RDAF)不同，由于渗滤液中2,4-二氯苯酚(2,4-D)初始浓度大、毒性强，需稀释衰减2 250倍，而重金属镍(Ni)和锌(Zn)，只需分别稀释衰减34和135倍. ②不同污染物的稀释衰减对距离的依赖程度不同，导致实现相同的RDAF需要的缓冲距离也不同，有机物的稀释衰减倍数对距离更为敏感，因此，尽管2,4-D的RDAF最大，但缓冲距离仅为92 m；反之，Ni的缓冲距离达755 m，而由于Zn的RDAF更大，其缓冲距离高达2 070 m. ③综合考虑所有污染物，案例危废填埋场的缓冲距离需要达到2 070 m，若进一步考虑参数不确定性并保障95%置信水平下的安全用水要求，缓冲距离需在3 000 m以上. 最后，针对敏感水源与危废填埋场实际距离不能满足所需缓冲距离的情景，提出了通过固化稳定化等预处理手段优化调控缓冲距离的方法，以Zn为例，通过预处理将废物中Zn的浸出浓度从120 mg/L分别降至108、72、49、31、19 mg/L时，可将缓冲距离从2 070 m分别调控至2 000、1 600、1 200、800、400 m. 研究显示，海滨地区危废填埋场对缓冲距离的需求远高于内陆平原型场地，但可通过调控废物入场的浸出浓度实现对缓冲距离的调控.

高效氟吡甲禾灵对海洋生物的急性毒性与水质基准推导

秦璐, 宋秀凯, 刘丽娟, 马元庆, 姜向阳, 王宁, 汝少国, 王军

2022, 35(6): 1509-1518. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.12.08

摘要(313) HTML (83) PDF(50)

摘要:
高效氟吡甲禾灵(haloxyfop-P-methyl, HPME)是我国农业上大量使用的一种除草剂，因对入侵植物互花米草有明显的杀害作用，被推荐用于互花米草的化学防治. 为了预防HPME在施用过程中带来的生态风险，本文在开展HPME对海洋生物的毒性测试与搜集现有毒性数据的基础上，推导了HPME的生态安全阈值. 首先，选取8门13科本地海洋生物进行急性毒性试验，并通过查找现有毒性数据库与文献获得HPME对3门5科7种淡水生物的毒性数据. 随后，采用物种敏感性分布(species sensitivity distribution, SSD)模型与物种敏感性排序法(species sensitivity rank, SSR)分别推导HPME的水质基准. 结果表明：①HPME对安氏伪镖水蚤的96 h半数致死浓度(median lethal concentration, LC₅₀)值最小，为0.107 mg/L；对牡蛎的96 h-LC₅₀值最大，为47.111 mg/L. ②采用SSD模型，基于13种海水生物以及7种淡水生物+13种海水生物两组急性毒性数据推导出HPME的水质基准分别为37.05和44.75 μg/L. ③利用SSR法基于两组数据推导出HPME的水质基准分别为39.43和41.65 μg/L. 该文构建了HPME的水生生物毒性数据库，推导了HPME的水质基准值，可为我国互花米草治理过程中HPME的安全使用限量提供科学依据.

生态环境损害鉴定评估启动的驱动因素与机制完善：基于949个案例的实证研究

丁霖, 余文梦, 竺效

2022, 35(6): 1519-1526. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2022.01.17

摘要(257) HTML (64) PDF(69)

摘要:
生态环境损害鉴定评估有助于生态环境损害的价值化评价与损害产生的因果关系分析，是损害修复与赔偿的重要依据. 然而，现有法律与政策尚未形成完善的生态环境损害鉴定评估启动机制. 为厘清生态环境损害鉴定评估启动的驱动因素，以完善启动机制，在梳理现行的生态环境损害鉴定评估法律政策的基础上，利用Probit模型分析949个环境民事司法案例数据，探讨启动生态环境损害鉴定评估的驱动因素，继而对启动机制的完善进行定性分析. 结果表明：目前生态损害鉴定评估启动主体较广泛，原告方主体类型、被告方主体类型、生态环境损害类型、审理法院级别等因素对损害鉴定评估启动具有显著影响；国家公权机关启动的鉴定结果认可度高于社会组织和私人主体，诉前鉴定的诉讼成本较低. 基于此，提出通过明确诉前以生态环境行政机关启动为主、诉中由法院决定是否启动的顺位规则，完善生态环境损害鉴定评估的启动机制.

碳中和下水泥行业低碳发展技术路径及预测研究

罗雷, 郭旸旸, 李寅明, 张增寿, 朱廷钰

2022, 35(6): 1527-1537. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.12.20

摘要(515) HTML (78) PDF(131)

摘要:
为探究水泥行业的碳中和实现路径，从我国的国情出发，结合水泥行业生产特点，对水泥行业未来低碳发展进行了预测. 结果表明：①在碳中和背景下，水泥行业仍会存在约2×10⁸~3×10⁸ t的CO₂排放，产能减量是主要的CO₂减排手段，结合现阶段我国较低的水泥集约化程度和较短的熟料生产线服役年限，产能减量政策的推荐和实施应在合理的规划和政策下推进，低碳技术的发展仍是实现碳中和的关键. ②通过能效提升节能技术可实现CO₂减排约1.19×10⁸ t/a. ③未来在替代原燃料来源、种类及替代率得到全面提升的情况下，原燃料替代技术可基本实现行业10%的CO₂减排量. ④目前，低碳水泥每年产量不足水泥总产量的5%，未来仍需通过产品技术创新，提高其生产及使用占比. ⑤CCUS (CO₂捕集、利用与封存)技术是水泥行业实现碳中和的必要路径，混凝土固碳、钙循环等在水泥行业具有典型行业优势的技术可与生产工艺紧密结合，成为未来水泥行业CCUS技术的重要发力点. 研究显示：结合水泥行业CO₂减排预测及技术路径分析，短期内我国水泥行业降碳主要思路为控制源头排放，包括流程智能化、余热利用、原燃料替代和产业结构调整等路径，实现碳达峰及CO₂减排；中期随着生产线服役年限临近及低碳水泥制备技术的发展，支撑行业碳的大幅削减；后期通过CCUS、富氧燃烧、可再生能源利用等技术来实现水泥行业碳中和的目标.

钢铁企业低碳技术评价选择与应用

李庄, 许友静, 易文杰, 黄懿, 刘兴旺, 李翔

2022, 35(6): 1538-1546. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2022.04.17

摘要(260) HTML (48) PDF(66)

摘要:
钢铁行业作为最大的工业CO₂排放源之一，已成为我国实现“双碳”目标的重要领域，而低碳技术在其中起基础性和导向性作用. 本文在综合国内外低碳技术的基础上，先梳理并形成初步的钢铁行业低碳技术清单，然后通过参考相关技术评价文献、温室气体排放核算方法与报告指南，经过实地调研及Delphi法咨询专家意见构建钢铁企业低碳技术评价指标体系，并采用层次分析法确定各项指标权重，评价了湖南省钢铁企业已应用的13项低碳技术，从多角度揭示了低碳技术选择的优先排序，为钢铁企业低碳技术选择提供参考. 结果表明：若只评价碳减排效果，焦炉上升管荒煤气余热利用技术、废钢循环利用技术、富含一氧化碳的气态二次能源综合利用技术、加热炉黑体强化辐射节能技术得分较高；若只评价技术投资成本、成熟度和普适性，得分较高的是余热余压利用等节能技术. 从综合评价来看，高炉煤气余压透平发电装置、废钢循环利用技术得分较高，分别为83.129、82.982分，智能化炼钢技术、富含一氧化碳的气态二次能源综合利用得分较低，分别为74.040、72.991分，处于中等水平的技术属于余热余压利用等节能技术.

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2022年第35卷第6期

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