环境科学研究

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2020, 33(12): .

摘要(496) PDF(220)

摘要:

王赫婧, 吴琼, 白璐, 郑国峰, 王夏娇, 赵学涛

2020, 33(12): 2647-2656. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2020.10.30

摘要(1318) HTML (100) PDF(317)

摘要:
工业炉窑是大气污染物的重要排放源之一，针对除钢铁、水泥、焦化、石化等行业外的非重点行业炉窑，研究二氧化硫、氮氧化物、颗粒物的排放量及其在2025年的削减潜力，以期对“十四五”时期炉窑污染治理提出建议.非重点行业炉窑具有行业和区域分布广、底数不清、治理水平差、对环境质量影响大等特点，基于第二次全国污染源普查结果，二氧化硫、氮氧化物、颗粒物排放量分别占工业源排放总量的34.0%、21.2%、9.9%.研究充分考虑“十四五”经济社会发展特征和生态环境保护需要，建立了淘汰小型燃煤炉窑、清洁能源替代、提高末端治理设施去除率等减排方案，设定了两种减排情景（其中，情景1为小型燃煤炉窑淘汰+部分燃煤炉窑实施煤改气+治理效率提高至炉窑平均去除率，情景2为小型燃煤炉窑淘汰+部分燃煤炉窑实施煤改气+治理效率提高至工业源平均去除率），估算了2025年不同情景下非重点行业炉窑二氧化硫、氮氧化物、颗粒物的削减潜力及其排放量.结果表明：维持2017年管控水平下，2025年二氧化硫、氮氧化物、颗粒物排放量较2017年分别增加42.32%、40.11%、45.82%；情景1下，2025年二氧化硫、氮氧化物、颗粒物排放量分别较2017年减少0.84%、增加20.86%、减少71.49%；情景2下，2025年二氧化硫、氮氧化物、颗粒物排放量分别较2017年减少63.30%、16.67%、68.51%.根据情景分析结果，结合典型大气污染物“十四五”减排策略，明确了增设末端治理设施的行业，以及开展小型燃煤炉窑清理整顿和清洁能源替代的区域等.

基于二污普数据果菜茶畜禽粪污氮承载评估

刘晨峰, 汪志锋, 赵兴征, 沈忱, 李松

2020, 33(12): 2657-2664. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2020.10.22

摘要(1130) HTML (74) PDF(273)

摘要:
为评估我国各省份果菜茶种植对当地畜禽粪污承载消纳能力，基于各省份果菜茶产量数据与第二次全国污染源普查结果分别核算了畜禽粪肥氮需求量和供给量，以粪肥替代化肥比率为0.4和0.5两种情景评估了各省份果菜茶种植粪肥氮承载消纳情况.结果表明：①全国果菜茶种植氮素平均需求量为358.7 kg/hm²，畜禽养殖业粪肥氮素产生量为463.3×10⁴ t，供给量为277.97×10⁴ t.果菜茶单位种植面积粪肥氮素供给量全国平均值为126.37 kg/hm².②粪肥替代化肥比率为0.4时，全国果菜茶单位种植面积粪肥氮养分需求量为143.5 kg/hm²，各省份粪肥氮养分承载压力系数在0.21~2.99之间，平均值为0.78.③粪肥替代化肥比率为0.5时，全国果菜茶单位种植面积粪肥氮养分需求量为179 kg/hm²，各省份粪肥氮养分承载压力系数在0.17~2.39之间，平均值为0.63.研究显示，粪肥替代化肥比率在0.4和0.5条件下，全国大部分省份畜禽粪肥氮养分提供量未超过本区域果菜茶种植的肥料所需.各省份畜禽养殖业可提供的粪污全部用于区域内果菜茶作物施肥，全国有22个省份粪肥替代化肥的比率在0.4之内.

我国农村生活污水污染排放及环境治理效率

王俊能, 赵学涛, 蔡楠, 陈敏敏, 汪浩

2020, 33(12): 2665-2674. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2020.11.08

摘要(1510) HTML (385) PDF(391)

摘要:
当前我国农村生活污水治理形势依然严峻.利用第二次全国污染源普查成果，分析了我国2017年农村生活污水排放情况，并基于熵值法和数据包络分析（DEA）模型从技术效率、经济效率两个角度对治理效率进行评价.结果表明：①我国农村生活污水中COD排放量约占生活源排放总量的50.8%，NH₃-N、TN和TP排放量分别占生活源排放总量的35.0%、30.5%、38.7%，污水及污染物排放去向以直排入水体、直排入农田和其他途径为主，三者占80%以上.②我国沿海用水量较大地区的水冲式厕所比例超过80%，且农村生活污水有效治理比例仅为11.0%，导致我国农村生活污水治理的技术效率仅为8.6%，且区域差异较大，其中有23个省份小于10%，技术效率普遍较低.③相比浙江省、上海市、山西省、内蒙古自治区、青海省、西藏自治区等地（经济效率均为1），我国其他省份农村生活污水治理的经济效率有很大改善空间.农村生活污水中人均COD排放强度、人均NH₃-N排放强度与农村居民人均可支配收入之间的环境库兹涅茨曲线（EKC）均呈一定的倒“U”型关系，人均TN排放强度、人均TP排放强度与农村居民人均可支配收入之间的EKC则均呈“N”型特征，有波动上升趋势.研究显示，我国农村生活污水治理效率存在较大的提升空间，与城镇相比，农村的环境保护基础设施建设还比较落后，应以源头减量、分类处理、循环利用为导向，加强统筹规划，梯次推进，加快提升我国农村污水治理水平.

我国城镇污水处理厂环境绩效评价研究

陈敏敏, 吴琼, 张震, 邢瑜, 赵学涛

2020, 33(12): 2675-2682. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2020.11.12

摘要(1477) HTML (87) PDF(311)

摘要:
城镇污水处理厂的运行效果直接影响工业和生活污染源的污染物排放削减控制水平，根据《城镇污水处理厂运营质量评价标准》，从污水处理厂运行、污染物削减、能源消耗和资源利用情况4个方面探讨了全国城镇污水处理厂环境绩效评价方法，并结合第二次全国污染源普查结果，对全国城镇污水处理厂环境绩效进行了评价.结果表明：2017年全国8 550家城镇污水处理厂环境绩效平均得分为60.6分，有45.4%的城镇污水处理厂等级评价为较差，有50.9%在一般和较好等级范围内，仅有3.6%的城镇污水处理厂为良好和优秀等级.采用活性污泥法处理工艺、设计处理规模大以及位于华北、东北地区的城镇污水处理厂的环境绩效总体表现较好.59.3%、60.8%的城镇污水处理厂分别在污水处理厂运行和污染物削减情况的得分高于全国平均值，52.4%、81.6%的城镇污水处理厂在污水处理能耗和资源再生利用情况的得分均低于全国平均值.研究显示，相较于污水处理厂运行情况、污染物削减情况，全国城镇污水处理厂的环境绩效水平受能源消耗和资源利用情况的影响较大，建议从提高化学需氧量的进水浓度、实施工艺升级改造、加强再生水利用等方面入手，以提升城镇污水处理厂的环境绩效.

黄河流域水污染排放特征及污染集聚格局分析

白璐, 孙园园, 赵学涛, 乔琦, 李雪迎, 周潇云

2020, 33(12): 2683-2694. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2020.10.23

摘要(1411) HTML (125) PDF(341)

摘要:
掌握污染源排放特征及其空间差异，是在流域尺度提升水污染治理水平的重要基础.该研究分别从污染源的活动水平（简称“活动水平”）、污染物产生、污染物去除和污染物排放4个方面选取了28个指标，对黄河流域60个市州主要水污染物排放特征开展了现状评价和聚类分析.采用污染分布的地理集中度指数表征各市州污染集聚格局，并利用空间分析模型Global Moran's I和G_i^*指数判断污染排放的空间集聚趋势与冷热点地区.结果表明：按照水污染排放特征的差异，黄河流域不同地区在水污染格局上可划分为高排放强度区、高排放绩效区、污染集聚区和低排放绩效区；水污染物排放与经济发展格局分布一致，上游、中游到下游地区呈现明显的阶梯型分布，上游地区单位水资源利用效率和排放绩效低，下游地区区域性污染集聚效应明显；山西省、河南省和山东省沿黄城市在空间上表现为区域性连片污染集聚，集中分布在晋中城市群和中原城市群.针对当前黄河流域水污染排放特征和空间集聚格局，建议制定统一的生态环境保护与治理策略，加强中下游城市群的污染协同控制.

滇池宝象河流域氮磷流失空间格局解析

严长安, 杜展鹏, 姚波, 雷英, 王凯, 陈静敏, 蒋洪强

2020, 33(12): 2695-2704. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2020.11.07

摘要(1010) HTML (117) PDF(217)

摘要:
有效控制氮磷流失量是水质持续改善的关键因素，定量解析流域氮磷流失量对于氮磷污染精准控制至关重要.宝象河作为滇池流域最主要的入湖河流之一，对滇池水质的影响极为重要.该研究基于第二次全国污染源普查数据，建立了宝象河流域高分辨率的氮磷排放清单，通过构建宝象河LODEST模型估算流域氮磷非点源污染入河系数，并对宝象河流域的氮磷流失量及其空间格局进行解析.结果表明：①2018年宝象河流域TN和TP的排放量分别为1 456.92、191.16 t，流域内种植业非点源是最大的污染源，其次是城镇生活点源和未收集点源.②2018年宝象河干海子断面TN和TP的径流通量分别为270.49和11.19 t，非点源入河系数分别为0.297和0.048.③2018年宝象河流域TN和TP流失量分别为432.28和18.57 t，氮磷流失空间格局呈显著的空间异质性，流域内TN和TP流失强度总体呈外高内低的分布，农业污染为主的子流域氮磷流失最为严重.该研究提出的氮磷流失量估算方法较好地揭示了流域氮磷流失空间分布规律，论证了降雨和地形的不均匀性是造成流域氮磷流失量呈显著空间异质性的重要因素.研究成果可为滇池流域入湖污染负荷控制与削减工程提供重要的科学依据，同时能够为宝象河流域水环境的精准控污和精细管理提供有效的决策支撑.

基于地形位置指数的赤水河流域植被时空变化研究

马伟波, 赵立君, 田佳榕, 王楠, 高媛赟, 李海东

2020, 33(12): 2705-2712. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2020.10.19

摘要(1204) HTML (90) PDF(232)

摘要:
地形因子和植被覆盖是区域灾害评价的关键指标，也是山区型村镇建设生态安全评估的重要内容.为探析山区型村镇建设的生态约束条件，以赤水河流域为研究对象，基于1998—2018年SPOT_VGT NDVI数据，利用地形位置指数（Topographic Position Index，TPI）和坡度位置指数方法，研究了赤水河流域植被生长季NDVI时空变化及地形分异特征.结果表明：①赤水河流域内，1998—2018年植被生长季平均NDVI呈缓慢上升趋势，斜率为0.004 7；NDVI>0.60的集中连片区域主要分布在古蔺县北部、赤水市大部和习水县西北部，占赤水河流域总面积的8.42%；Sen's slope在0.009~0.015区间时，赤水河流域植被生长增强趋势最明显，主要集中分布在赤水河中上游、二道河以及下游的大同河干流地区.②TPI在-39.4~34.3区间的面积最多，为6 221.63 km²，占赤水河流域总面积的34.05%；将赤水河流域坡度类型划分为山脊、上坡、中坡、平坡、下坡、山谷6个坡度位置类型，其中，中坡面积（7 792.02 km²）最大，占流域总面积的42.64%，表明TPI数值较小且坡度大于5°的区域是赤水河流域地形主体.③赤水河流域植被在山脊的平均NDVI最高，为0.747，且山脊平均Sen's slope最高，为0.007 2；山谷平均NDVI最低，为0.709.研究显示，赤水河流域植被分布在118.5~486.9的TPI区间或分布在山脊处时整体生长较好，且生长增强趋势最明显.

乡镇尺度大娄山区生态系统服务价值时空变化研究

姜栋栋, 马伟波, 邹凤丽, 李海东, 张龙江, 刘桂建

2020, 33(12): 2713-2723. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2020.11.10

摘要(1155) HTML (156) PDF(175)

摘要:
乡镇尺度生态系统服务价值(Ecosystem Service Value，ESV)核算对于制定乡镇差异化发展调控政策具有重要参考价值.以大娄山区水源涵养与生物多样性保护功能区(简称“大娄山区”)为研究对象，基于2000年和2018年2期土地利用数据，通过单位面积价值当量核算、地貌、地表粗糙度、空间统计等方法，研究了乡镇域ESV，并分析其地形效应和空间关联特征.结果表明：①2000—2018年大娄山区ESV整体呈稳定且微弱增长趋势，由1 891.44×10⁸元增至1 895.73×10⁸元；有28个乡镇ESV呈下降趋势，其中22个分布在贵州省.②在大娄山区4种地貌类型中，以缓坡区域的ESV最高(2018年)，为811.69×10⁸元；而区域单位面积ESV由高到低依次为峡谷底(0.21×10⁸元/km²) >山脊(0.07×10⁸元/km²) >缓坡(0.06×10⁸元/km²) >陡坡(0.01×10⁸元/km²).③2000年和2018年大娄山区ESV全局Moran's I值分别为0.111和0.109，且P值均小于0.05，表明研究区有显著的空间自相关性和空间聚集效应.2000—2018年，乡镇尺度ESV变化主要有5个空间热点聚集区和2个冷点聚集区.研究显示，建议对大娄山区28个ESV下降的乡镇、ESV冷点聚集区所涉及的乡镇、Ⅲ级地表粗糙度和缓坡重叠区域应优先开展“三生”空间优化.

基于微地貌约束的山区型特色小镇“三生”空间布局优化

马伟波, 赵立君, 邹凤丽, 李辉, 王楠, 李海东, 张龙江

2020, 33(12): 2724-2733. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2020.11.09

摘要(1080) HTML (80) PDF(191)

摘要:
优化国土空间开发格局是生态文明建设的重要内容，在村镇尺度下生态-生产-生活(简称“‘三生’”)空间结构与布局，对于特色小镇绿色发展具有重要意义.为优化山区以工业和旅游融合为优势的特色小镇“三生”空间布局，以茅台镇为研究对象，基于“产业兴旺、生态宜居”乡村振兴战略要求，通过10 m分辨率DEM、土地利用等数据，以主导生态功能和山区微地貌为约束条件，通过GeoSOS-FLUS模型开展了生态优先情景下茅台镇“三生”空间布局优化研究，并与无地貌约束的自然演变和经济优先2种情景做了对比.结果表明：①茅台镇生态空间和农业生产空间在峡谷底、陡坡和山脊区域均有大量分布且面积数量差异较小，而生活空间和工业生产空间多分布在峡谷底部.②自然演变情景模拟下，河谷地带的缓坡和部分陡坡位置均被转换为建设用地；经济优先情景模拟下，缓坡位置的耕地较易转化为建设用地；而生态优先情景模拟下，林地实现了空间上的连通和聚集，建设用地主要在茅台镇中南部河谷地带以及缓坡地区适度扩张.③生态优先情景下，峡谷底区域“三生”空间布局得到优化，生态空间面积从41.29 km²增至43.80 km²，工业生产空间面积由6.86 km²增至7.89 km²，农业生产空间由24.29 km²降至20.00 km².研究显示，对于山区型村镇，微地貌约束土地利用模拟使得工业生产空间和生活空间集中分布在峡谷底区域，而生态空间则较多分布在缓坡和陡坡区域.

黑河中下游防风固沙功能时空变化及影响因子分析

彭婉月, 王兆云, 李海东, 柳本立

2020, 33(12): 2734-2744. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2020.10.28

摘要(1130) HTML (147) PDF(166)

摘要:
黑河中下游是我国重要的防风固沙生态功能区，分析该区域的防风固沙功能时空变化，明确其主要的影响因子贡献，对于指导荒漠化防治、维护流域生态安全十分重要.该研究基于修正风蚀方程(revised wind erosion equation，RWEQ)、一元线性回归斜率分析、灰色关联分析和GIS技术，分析了2000—2017年黑河中下游防风固沙功能动态变化及其影响因子.结果表明：①2000—2017年，黑河中下游年均防风固沙量为3.2×10⁹ t，年均防风固沙功能约为2.44×10⁴ t/km²；防风固沙量总体呈增强趋势，年均增加6.67×10⁷ t，年均变化率为1.85%.②区域防风固沙功能呈现中游较强，向下游递减的空间分布特征，防风固沙功能较高区约占研究区面积的31.54%，一般区占20.77%，较低区(北部荒漠区)占47.69%；甘肃省张掖市和嘉峪关市防风固沙功能呈增加趋势，回归方程系数(slope)为0~26.29%，占总面积的12.51%；额济纳旗东北部和甘肃省高台县中部防风固沙功能呈下降趋势，回归方程系数为-17.17%~0，占总面积的23.30%.③防风固沙功能主要影响因子中，风力因子最主要，贡献率为30.04%，其次为积雪覆盖、土壤湿度、植被覆盖，贡献率分别为24.57%、24.26%和21.13%.研究显示，防风固沙工程应综合考虑气候变化、植被覆盖、土壤特性及人类活动的复合影响，实行具有空间差异化的方案.

基于RS和GIS的峨眉山风景区生态风险评价

黄诗曼, 胡庆武, 李海东, 王少华

2020, 33(12): 2745-2751. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2020.10.21

摘要(1147) HTML (68) PDF(216)

摘要:
风景区的生态风险评价有助于指导其村镇建设、产业发展和实现绿色生态可持续发展.为探究峨眉山风景区生态风险分布和主要影响因素，在RS(Remote Sensing，遥感)和GIS(Geographic Information System，地理信息系统)技术支持下，以2015年土地覆盖数据为基础，结合DEM、遥感影像数据，从自然灾害和人类干扰两方面分析生态风险，依据生态风险度量原理，通过计算风险发生概率和生态易损性求得生态风险值，利用克里金插值法求得峨眉山风景区生态风险空间分布.结果表明：①峨眉山风景区综合生态风险值较小，主要受自然灾害影响，其贡献率高达89.9%；人类干扰带来的影响也不可忽视，贡献率为10.1%.自然灾害中，干旱、地质灾害对风景区的影响较大，贡献率分别为40.9%、49.3%.②峨眉山风景区综合生态风险呈条带状分布，越往东综合生态风险值越大，自然灾害风险空间分布与其基本一致.综合生态风险高风险区聚集在万年寺、清音阁、神水阁景区，景区东部黄湾乡旅游镇属于人文风险高风险区.研究显示，峨眉山风景区综合生态风险主要受到自然灾害影响，存在带状分异的空间规律.

基于能值生态足迹分析的宁海县可持续发展潜力评价

纪荣婷, 陈梅, 刘溪, 苏良湖, 刘臣炜, 陈苏娟, 张龙江

2020, 33(12): 2752-2760. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2020.11.05

摘要(1047) HTML (81) PDF(216)

摘要:
应用能值生态足迹模型开展区域可持续发展研究可有效避免传统生态足迹评估方法的不足，更准确地反映地区生态安全状态及可持续发展潜力.以国家“两山”基地——浙江省宁海县为例，利用能值生态足迹模型和生态安全评价模型，通过测算2003—2017年宁海县不同账户/用地类型生态足迹、人均生态足迹盈余/赤字、生态压力指数和生态可持续指数的变化及演变趋势来研究可持续发展潜力变化，旨在为国家“两山”基地生态安全评估和可持续发展提供指导.结果表明：2003—2017年宁海县能源账户人均能值生态足迹变化幅度远大于生物资源账户，各用地类型人均生态足迹占比大小表现为化石能源用地>水域>建设用地>草地>耕地>林地.2003—2017年宁海县人均生态承载力介于2.293~3.571 hm²之间；人均生态足迹介于1.148~4.070 hm²之间，并呈逐渐下降趋势；除2007—2010年外，研究期间其余年份均处于生态盈余状态.生态压力指数和生态可持续指数评估和预测结果表明，宁海县生态系统处于轻度不安全至较安全状态和弱可持续状态，表明近年来宁海县生态状况总体处于安全水平，经济社会发展给当地资源发展带来了一定压力，但生态可持续发展水平不断提升.因此，下一步应坚持生态优先不动摇，建立统一的生态价值核算方法和绿色生态价值考核指标体系；推进地区生态经济政策，促进生态价值的市场化；拓宽“两山”转化路径，提高产业化绿色水平，切实提升宁海县等国家“两山”基地生态环境承载力和可持续发展水平.

生态环保扶贫减损增益和“绿水青山就是金山银山”转化研究

李海东, 马伟波, 高媛赟, 张孝飞, 赵立君, 王楠, 燕守广

2020, 33(12): 2761-2770. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2020.11.01

摘要(1370) HTML (132) PDF(514)

摘要:
打通“绿水青山就是金山银山”转化路径是生态经济研究的重要内容，也是衔接脱贫攻坚和乡村振兴的有效途径.结合扶贫领域生态环境保护项目实施情况，从生态保护修复效益、环境污染治理效益、“绿水青山就是金山银山”转化效益方面构建了生态环境损益与“绿水青山就是金山银山”转化效益评估指标体系，并选择江西省崇义县进行案例研究.结果表明：①构建的生态环境损益与“绿水青山就是金山银山”转化效益评估指标体系包括生态保护修复实现的增值量、环境污染治理产生的减损量和“绿水青山就是金山银山”转化的经济收入.②崇义县良好生态环境实现的“绿水青山就是金山银山”转化效益初步显现，2018年崇义县“绿水青山就是金山银山”转化的经济收入为22.77×10⁸元，是2013年的3.77倍，通过“绿水青山”向“金山银山”转化的经济收入得到逐步释放.③生态环保扶贫不仅可以提高区域生态环境质量，而且可以防止产生新的生态破坏与环境污染事件，通过发展生态经济，促进贫困地区县域经济绿色转型发展，巩固脱贫攻坚成果和支撑乡村振兴.研究显示，着眼于生态环保扶贫促绿色转型发展和生态产品价值实现，保护修复生态环境获得合理回报，“绿水青山就是金山银山”转化效益评估包括绿色有机农产品产值、生态旅游和生态补偿类收入，指标简单、可操作性强，可为生态环保扶贫政策优化和贫困地区可持续发展管理提供参考.

沈阳市郊区环境空气中醛酮类化合物的污染特征与来源分析

王楚涵, 张鑫, 吴鸣, 高健, 高锐, 毕方, 毋振海, 赵帝, 惠宇, 柴发合, 李红

2020, 33(12): 2771-2784. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2020.03.39

摘要(1226) HTML (84) PDF(302)

摘要:
为探究沈阳市郊区环境空气中醛酮类化合物的污染特征，于2017年8月24日—9月2日采用2，4-二硝基苯肼固相吸附/高效液相色谱方法对沈阳市郊区醛酮类化合物进行观测分析，利用美国环境保护局推荐的人体健康风险评价方法对部分有毒有害醛酮类化合物的人体健康风险进行了评价，并利用比值法对醛酮类化合物的来源进行了初步分析.结果表明：醛酮类化合物质量浓度日均值范围为23.16~38.38 μg/m³；质量浓度最高的4种醛酮类化合物依次是丙酮、甲醛、正丁醛和乙醛，其质量浓度日均值的平均值分别为8.71、5.90、5.48和2.95 μg/m³.对·OH消耗速率(L_OH)贡献较大的醛酮类化合物物种是正丁醛、甲醛和乙醛，臭氧生成潜势贡献(OFP)较大的醛酮类化合物物种是甲醛、正丁醛和乙醛，在研究区影响醛酮类化合物光化学反应活性的物种主要是甲醛、乙醛和正丁醛.研究区观测期间，环境空气中甲醛和乙醛的致癌性风险值分别为1.18×10^-5和5.91×10^-6，对暴露人群存在潜在的致癌风险；乙醛的非致癌风险值为0.05，对暴露人群不存在非致癌风险.在研究区的一次臭氧轻度污染过程期间，环境空气中的甲醛和乙醛受天然源排放的挥发性有机物二次转化的影响减弱，甲醛、乙醛和丙酮受到炼焦工业和机动车等人为源排放的影响增强，而正丁醛主要受当地精细化工产业排放的影响.研究显示，沈阳市应加大对炼焦工业、精细化工和机动车来源排放醛酮类化合物的管制，以降低环境空气中活性醛酮类化合物及有毒有害醛酮类化合物的浓度.

曹妃甸采暖期和非采暖期PM_2.5中不同重金属元素污染特征及健康风险评价

方波, 曾豪, 张磊, 郝珂璐, 王雅慧, 郝玉兰, 王学生, 王茜, 曹向可

2020, 33(12): 2785-2793. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2020.08.02

摘要(1042) HTML (57) PDF(286)

摘要:
为探讨曹妃甸采暖期和非采暖期PM_2.5中Cr、Pb、As和Cd元素的污染特征、来源及健康风险，以华北理工大学曹妃甸校区为研究地点，于2017年12月—2018年10月采集98份PM_2.5样品.利用重量法测定空气中PM_2.5浓度，使用电感耦合等离子体质谱仪分析PM_2.5中4种重金属元素(Cr、Pb、As和Cd)的浓度；采用Wilcoxon Mann-Whitney U检验比较采暖期与非采暖期，以及PM_2.5超标日与非超标日各元素含量的差异，利用Kruskal-Wallis H检验法比较不同PM_2.5浓度分级下4种金属元素浓度差异，用PMF(正定矩阵因子分解)模型对4种重金属元素的来源及贡献率进行解析，并用美国环境保护局推荐的人体暴露健康风险评价模型进行健康风险评估.结果表明：①曹妃甸采暖期PM_2.5及Pb、As和Cd浓度均高于非采暖期，而Cr浓度略低于非采暖期.②PM_2.5超标日Pb、As和Cd浓度均高于非超标日，不同PM_2.5浓度级别下Pb、As和Cd浓度有所差异，且Pb、As和Cd浓度随PM_2.5浓度的增加而增加.③PMF模型源解析表明，燃煤源及交通源是曹妃甸采暖期PM_2.5金属元素主要来源，二者贡献率分别为50.4%和31.7%；工业源及交通源是非采暖期PM_2.5金属元素的主要来源，二者贡献率分别为47.4%和37.0%.④健康风险评价结果表明，采暖期和非采暖期4种重金属元素的非致癌风险值均小于1.采暖期3种致癌性重金属(Cr、As和Cd)对成年男性、成年女性和儿童青少年的致癌风险均高于人类可接受风险水平(1×10^-6)；非采暖期Cr和As对成年男性、成年女性和儿童青少年的致癌风险均高于人类可接受风险水平；重金属非致癌风险(Cr、Pb、As和Cd)和致癌风险(Cr、As和Cd)指数高低均呈成年男性>成年女性>儿童青少年的特征.研究显示，在采暖期和非采暖期曹妃甸PM_2.5中Pb、As和Cd浓度随PM_2.5浓度的增加而增加，燃煤源和工业源是其主要来源，Cr、As和Cd对人群存在一定的致癌风险.

低Pd负载量结构化邻二甲苯燃烧催化剂的设计

詹金姣, 张琪, 孙诗白, 赵龙, 侯红

2020, 33(12): 2794-2801. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2020.06.04

摘要(982) HTML (52) PDF(155)

摘要:
为了在极短的时间内制备具有超低贵金属含量的结构化催化剂，并将其应用于邻二甲苯的催化燃烧体系，在阴极极化技术的基础上采用电解法制备具有不同载体的Pd基结构化催化剂，通过SEM（扫描电子显微镜）、EDS（能谱仪）、XRD（X射线衍射）、CO-Pulse（一氧化碳脉冲化学吸附）等表征手段分析不同催化剂上Pd的分散行为对催化活性的影响，并利用交流阻抗试验解释Pd在不同载体上的负载机理.结果表明：①阴极极化技术有效地减薄了AAO/Al（CP-AAO/Al、CP-AlOOH/Al和CP-γ-Al₂O₃/Al 3种载体的前驱体）的阻挡层，从而提高了载体的导电性，2.5 min内AAO/Al的表面电阻从7.23×10⁸ Ω降至1.21×10⁸ Ω.②当w（Pd）为0.1%时，采用电解法在3种载体上负载Pd的时间在5 min以内.③3种载体中CP-γ-Al₂O₃/Al（阴极极化后的γ-Al₂O₃载体）的阻抗最小，其电荷转移能力最好，更有利于Pd的负载及分散.④Pd/CP-AAO/Al、Pd/CP-AlOOH/Al和Pd/CP-γ-Al₂O₃/Al催化剂上Pd的分散度分别为11.24%、10.90%、17.42%，对应的T₅₀（转化率为50%时的温度）分别为170、172、160℃.研究显示，电解法可有效地将催化剂制备时间由传统的数十小时缩短为数分钟，同时邻二甲苯催化活性结果表明，催化剂活性与Pd的分散度呈正相关，即Pd的分散度越高，催化剂的催化活性越好.

于桥水库藻类群落演替过程及影响因素

张含笑, 白雪, 霍守亮, 张靖天, 何卓识, 马春子, 李小闯, 卢艳敏

2020, 33(12): 2802-2809. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2020.05.06

摘要(1071) HTML (46) PDF(270)

摘要:
解析湖库藻类群落演替过程及影响因素对于湖库富营养化控制具有重要作用，而当前我国大部分湖库缺乏历史藻类群落监测数据.为研究典型水库藻类群落演替过程及主要驱动因素，在于桥水库采集沉积物柱芯，采用¹³⁷Cs定年和藻类色素反演的方法，重建了于桥水库藻类群落近80年历史演替过程，揭示了气候变化和人类活动对藻类群落演替的影响规律.结果表明：①于桥水库历史主要藻类为绿藻、蓝藻、隐藻、甲藻、硅藻和裸藻，藻类群落演替经历了3个阶段，第Ⅰ阶段为1938—1958年，藻类生物量较低；第Ⅱ阶段为1958—1983年，藻类生物量逐渐升高；第Ⅲ阶段为1983—2019年，藻类生物量显著增长，主要以蓝藻和绿藻为优势种.②1959年建库后水动力条件改变导致藻类群落显著变化，藻类生物量和多样性增加；20世纪80年代开始流域营养物负荷提高导致藻类生物量显著升高.③1951年以来气象资料时段的相关分析显示，TP含量、气温与藻类色素含量具有显著相关性（P < 0.05），表明TP负荷增加和气候变暖对藻类群落演替和生物量增加起到显著促进作用.

光照水库溶解无机碳变化及其来源解析

赵宗权, 莫跃爽, 焦树林, 张洁, 刘炜, 李银久

2020, 33(12): 2810-2819. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2020.08.10

摘要(1035) HTML (61) PDF(288)

摘要:
河流拦截筑坝形成蓄水河流，逐渐向“湖泊型”生态系统演化，加强了生物地球化学循环并进一步影响水体碳循环.为了更准确地进行全球碳循环的预算并预测碳循环变化，必须确定对河流系统产生影响的碳来源.因此，通过测定库区水体c（DIC）（DIC为溶解性无机碳）及其δ¹³C（稳定碳同位素），分析了DIC的主要来源及其影响因素.结果表明：①水体c（DIC）为1.80~5.02 mmol/L，而δ¹³C_DIC（溶解性无机碳的稳定碳同位素）为-7.45‰~-1.26‰.c（DIC）与EC（电导率）、TA（总碱度）均呈正相关，与水温呈负相关.表水层δ¹³C_DIC与c（DIC）、TA均呈正相关，与EC在入库河流处呈负相关；而滞水层δ¹³C_DIC与EC、pCO₂（二氧化碳分压）、TA、c（DIC）均呈正相关.②水平方向上，表水层各指标变化明显，TA、EC、SIc（方解石饱和指数）和c（DIC）整体上呈降低趋势，δ¹³C_DIC从上游至下游逐渐偏正，受碳酸盐矿物溶解影响显著；垂直方向上，热分层和化学分层现象对水的碳循环产生了显著影响.有机质分解在深水层释放大量CO₂致使c（DIC）、pCO₂逐渐升高及δ¹³C_DIC逐渐降低，c（DIC）及其δ¹³C在整个水柱上存在显著的空间异质性.研究显示，光照水库DIC的来源主要有两种，即生物源的土壤CO₂和有机物呼吸产生的溶解CO₂形式的DIC源、碳酸盐矿物风化所产生的碳酸氢盐形式的DIC源.

河道硬化对傍河地下水源补给结构及范围的影响

刘昶, 郑明霞, 孙源媛, 苏婧, 傅雪梅, 丁鸿羽, 席北斗

2020, 33(12): 2820-2828. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2020.04.29

摘要(1148) HTML (61) PDF(189)

摘要:
为研究傍河地下水的水均衡状况，以及傍河水源井群补给范围受河道硬化的影响，选取张家口盆地的Y傍河地下水源地为研究对象.采用数值模拟法建立研究区地下水数值模型，通过水均衡分析探究河道硬化对傍河地下水水均衡状况造成的影响；利用MODPATH对水源井群进行质点反向示踪模拟，获得井口质点向前追踪1 000 d的补给范围，对比水源井群补给范围并结合历史与近期水质数据分析河道硬化造成的影响.结果表明：①傍河地下水水均衡情况显示，主要的补给项为边界流入和降雨入渗，二者补给量分别为208.04×10³与35.91×10³ m³/d，占比分别为82.88%与14.31%；主要的排泄项为边界流出与地下水开采，二者排泄量分别为152.12×10³与95.40×10³ m³/d，占比分别为60.60%与38.01%.②河道硬化对傍河地下水水均衡的影响表现为河水对地下水的入渗量减少了46.79×10³ m³/d，入渗量减幅为86.91%，且地下水停止了对河水的排泄，补给范围地下水水位下降了2~6 m.③河道硬化对傍河水源井群补给范围的影响表现为井群1 000 d的补给范围沿河流方向上减少了271 m，垂直河流的最宽距离增加了210 m，面积增加了0.77 km²，补给区域向远离河岸的方向发生偏移.④河道硬化对傍河地下水水质影响表现为河道硬化后傍河地下水pH、总硬度、氨氮浓度等均下降，有效减少了地表水污染物的入渗，但地下水的化学环境发生改变，潜在风险增加.研究显示，河道硬化极大地阻碍了河流与地下水之间的相互作用，严重影响了傍河地下水源的补给量和补给范围，使水源井群的补给区域发生偏移，给傍河地下水水源安全带来新的潜在风险.

城镇污水厂剩余污泥厌氧发酵产酸工程示范研究

王率率, 陆小游, 姜谦, 刘和, 郑志永, 刘宏波

2020, 33(12): 2829-2837. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2020.03.13

摘要(1062) HTML (145) PDF(330)

摘要:
鉴于污泥厌氧发酵产酸技术的生产规模性研究较少，为深入了解城镇剩余污泥厌氧发酵产挥发性脂肪酸（VFAs）工程的长期运行特征，基于0.3 t/d规模的生产线平台进行了为期240 d的稳定运行研究，考察了长期运行条件下的污泥预处理效果、产酸水平、VFAs回收和经济可行性.结果表明：污泥经热-混碱预处理后溶解性有机物浓度〔ρ（SCOD），以溶解性COD计〕比原污泥提高了29倍，水解率达到56%.当ρ（TSS）（TSS为总悬浮固体）分别为30和70 g/L时，污泥预处理水解率分别为56%和59%；厌氧发酵产酸率〔以每g污泥有机物生产多少mg VFAs计，R_VFAs〕分别为277和256 mg/g；ρ（TVFAs）（TVFAs为总挥发性脂肪酸）最高可达9.1 g/L，其中乙酸占61.6%.采用聚合氯化铝（PAC）和聚丙烯酰胺（PAM）联合调理能够有效提高发酵污泥的脱水性能，与对照组相比，泥饼的含水率由84.8%降至64.0%，发酵液的回收率由33.7%升至75.7%.经济效益分析表明，设置处理规模为100 t/d时，运行成本为346.6元/t，收益为451.4元/t.研究显示，城镇污水厂剩余污泥厌氧发酵产酸生产线运行稳定，能够实现较好的有机物生物转化与资源化效果，经济可行，具有显著的应用前景.

氮添加和地下水位交互作用对通江湖泊湿生植物陌上菅生长的影响

远勇帅, 皇甫超河

2020, 33(12): 2838-2847. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2020.04.13

摘要(944) HTML (31) PDF(238)

摘要:
研究地下水位变化和氮沉降对植物功能性状的影响，有助于揭示植物对环境变化的响应和适应规律.采用原位试验的方法，选择不同地下水位梯度〔低水位（-75 cm）、中水位（-69 cm）、高水位（-39 cm）〕和氮添加〔缺氮处理（430 g/m²）、空白对照（0 g/m²）、低氮（4.32 g/m²）、中氮（8.64 g/m²）、高氮（17.28 g/m²）〕（其中缺氮处理添加量以碳元素含量计，其余处理以氮元素含量计），研究升金湖消落带湿地物种丰富度、陌上菅（Carex thunbergii）地上生物量和根系形态学指标对地下水位和氮添加的响应.结果表明：①双因素方差分析显示，地下水位主要影响物种丰富度、陌上菅地上生物量和根系形态学指标；氮添加主要影响土壤养分含量和陌上菅比根长、根比表面积及根组织密度；地下水位和氮添加的交互作用对陌上菅比根长和根平均直径影响显著（P < 0.05）；相对而言，水位对陌上菅的影响大于氮添加.②地下水位对陌上菅地上生物量和根系形态学指标有显著影响.地下水位升高会降低陌上菅地上生物量、根系比根长和根组织密度，同时增加其根平均直径和根比表面积，且不同处理间差异显著（P < 0.05）.在空白对照处理下，相比于低水位，高水位下陌上菅地上生物量、比根长和根组织密度分别降低了97.6%、46.1%、86.1%，根平均直径和根比表面积分别增加了326.1%、198.5%.③氮添加主要影响陌上菅根系形态学指标.随着施氮水平的增加，陌上菅比根长和根比表面积呈现先减后增的趋势，根组织密度呈现先增后减的趋势.在高水位条件下，相比于空白对照，低氮处理下陌上菅比根长和根比表面积分别减少了36.1%、41.8%，陌上菅根组织密度增加了182.4%，且差异显著（P < 0.05）.研究显示，地下水位升高与氮添加对陌上菅地上生物量和陌上菅比根长的影响呈相互抵消的态势，这体现了土壤水分增加对陌上菅生长的胁迫作用；水位升高和氮添加对根比表面积和根组织密度的影响表现为协同效应，揭示了在水位胁迫条件下陌上菅对养分获取策略的变化.

不同替代修复年限对飞机草种群和本土植物群落结构的影响

朱金方, 赵彩云, 李飞飞, 柳晓燕, 李俊生

2020, 33(12): 2848-2855. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2020.06.24

摘要(1016) HTML (56) PDF(477)

摘要:
为研究替代修复对飞机草的治理效果以及对本地植物群落结构的修复效应，选择修复3、5、10 a和未修复（CK）的飞机草入侵生境为研究对象，调查飞机草密度、盖度、生物量、基径和本土植物群落的物种多样性、盖度等指标，采用“空间代替时间”的方法，分析不同修复年限飞机草种群特征和本地植物群落结构的变化.结果表明：①随着修复年限的增加，飞机草密度、盖度、基径、生物量等指标均呈显著降低趋势；修复10 a后，飞机草的盖度、密度、生物量、基径相比对照分别降低了97.3%、96.5%、98.6%、85.7%，飞机草入侵得到明显控制.②在植被替代修复过程中，飞机草入侵生境的群落结构得到明显改善，草本层物种多样性呈先升后降再升的趋势，草本层盖度在修复3 a后显著升高随后又显著降低，灌木层和乔木层物种多样性和盖度均呈显著增加趋势.研究显示，替代修复能有效治理飞机草入侵，促进植物群落的正向演替，提高本地植物群落结构的稳定性，增强生态系统对外来物种入侵的抵抗力.

基于UNMIX模型的北京城区公园土壤重金属源解析

刘玲玲, 安燕飞, 马瑾, 陈义祥, 吴颐杭, 李家莹, 黄健欣

2020, 33(12): 2856-2863. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2020.03.40

摘要(1208) HTML (155) PDF(381)

摘要:
城市公园是城市环境中重要的生态功能区和人们的主要公共娱乐休闲场所.为了分析北京城区公园的土壤环境质量，采集了北京城区121个公园土壤样本，分析了5种重金属（Cr、Cu、Pb、Zn、Cd）的含量水平，并采用UNMIX模型对上述重金属进行源解析.结果表明：①北京城区公园土壤中w（Cr）、w（Cu）、w（Pb）、w（Zn）、w（Cd）的平均值分别为63.57、35.49、36.43、145.68、0.49 mg/kg.除w（Cr）外，w（Cu）、w（Pb）、w（Zn）、w（Cd）的平均值均高于区域背景值.5种重金属含量均未超过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）》中的筛选值，说明北京城区公园土壤环境质量整体状况良好.②城市化时间和公园存续时间是影响重金属累积的重要因素.城市中心区重金属积累是历史和高负荷交通共同影响的结果.③源解析分析显示，北京城区公园土壤重金属存在三大污染源，其中，源1对w（Cr）的贡献占主导作用，为土壤母质和特殊工业源，贡献率为21.38%；源2对w（Cd）的贡献高于其他重金属，为工农业混合源，贡献率为35.43%；源3对w（Cu）、w（Zn）、w（Pb）的贡献较高，为交通源，贡献率为43.19%.研究显示，历史上的工农业活动是北京城市公园土壤重金属的重要来源.

基于BP神经网络的北京城区公园土壤PAHs含量预测

屈雅静, 魏海英, 马瑾

2020, 33(12): 2864-2871. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2020.03.35

摘要(1063) HTML (68) PDF(513)

摘要:
城市公园是城市生态环境的重要组成部分，其环境质量与人类健康息息相关.选择北京市121个城区公园，采集公园土壤样品并分析其中7种多环芳烃（PAHs）含量，评价城区公园土壤中PAHs的含量水平，并基于BP神经网络预测了2020年和2023年土壤PAHs含量.结果表明：北京城区公园土壤中w（PAHs）（7种PAHs总含量）范围为0.033~4.182 mg/kg，低于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）》土壤污染风险筛选值，且7种PAHs的毒性当量浓度（TEQ）均低于世界卫生组织标准值（1 mg/kg），对人体健康的毒性风险较小.将14个影响指标（8个社会经济因子与6个公园特征因子）作为输入层、土壤w（PAHs）作为输出层，建立BP神经网络的拟合优度达0.845.预测结果显示，2020年和2023年北京城区公园土壤中w（PAHs）范围分别为0.008~0.969 mg/kg和0.022~1.988 mg/kg，整体均低于GB 36600—2018土壤污染风险筛选值，但随时间推移呈上升趋势，尤其朝阳区和海淀区将有大幅增长.研究显示：城市化发展因素对土壤w（PAHs）的增加有明显影响，城市发展进程影响不容忽视；至2023年，北京城区公园土壤若不加管理，其w（PAHs）将持续增长.

五氯苯酚对污泥性能和功能基因表达水平的影响

李玉, 李刚强, 赵建国, 张珂, 金宝丹, 陈秀荣

2020, 33(12): 2872-2878. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2020.03.05

摘要(1004) HTML (66) PDF(211)

摘要:
氯酚废水是一类广泛存在于环境的典型工业废水，具有显著的生态毒性，为探讨废水中氯酚类化合物对污泥性能和功能基因表达水平的影响，采用HRT（水力停留时间）为8 h、SBR（间歇曝气的序批式生物反应器）处理进水浓度为2 mg/L的PCP（五氯苯酚）废水，并与处理不含PCP的废水作对比分析，探讨PCP对污染物去除和微生物菌群的影响，并分析PCP诱导下污泥中Pseudomonas功能基因的表达水平.结果表明：①1~90 d，进水浓度为2 mg/L的PCP严重抑制污泥活性，出水ρ（COD_Cr）超过100 mg/L，PCP降解去除缓慢，而对照组出水ρ（COD_Cr）在31.6 mg/L左右波动.90 d后，降解PCP的优势菌群富集，水相、泥相PCP被降解去除，但PCP的毒性作用使其出水ρ（COD_Cr）仍高于对照组.②经PCP长期驯化污泥富集的优势菌属为Chondromyces、Ignavibacterium、Thauera、Pseudoxanthomonas、Bosea、Achromobacter、Comamonas和Salimesophilobacter，均归属于变形菌门和厚壁菌门，在降解氯酚类污染物方面起着重要作用.③当处理PCP的SBR处于稳定运行阶段时，SBR运行周期末污泥中降解PCP的菌属Pseudomonas调控ATP水解酶（ATPase）、过氧化氢酶（CAT）和细胞色素p450（CYP450）的功能基因表达被激活，而调控超氧化物歧化酶（SODb）、氨单加氧酶（AM）、脱氯水解酶（HDLH）和甘油三磷酸脱氢酶（GAPDH）的功能基因表达被抑制，即活性污泥中微生物调控不同基因的表达受进水PCP的抑制或激活.研究显示：进水PCP诱导SBR富集的优势菌属可实现废水中PCP的去除，起到削减废水毒性的作用；通过分析不同优势菌属的相关功能基因表达，可加强对不同微生物降解污染物机理的认识.

氧化石墨烯改性污泥基生物炭对培氟沙星的去除机理研究

郑永昕, 魏东宁, 余学, 黄刘辉, 胡辉美, 黄红丽

2020, 33(12): 2879-2887. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2020.06.19

摘要(1006) HTML (54) PDF(165)

摘要:
为获得培氟沙星废水高效去除的环境友好型吸附剂，以城市剩余污泥为原料制备了SBC（污泥基生物炭），并采用氧化石墨烯（GO）对其改性得到GO-SBC（氧化石墨烯改性生物炭），利用SEM和FTIR对其进行表征，通过静态吸附试验探讨了生物炭对培氟沙星的去除效果，并通过吸附模型和FTIR、XPS表征技术进一步探究了GO-SBC对培氟沙星的吸附机理.结果表明：①改性后的GO-SBC表面更加粗糙，生物炭表面含氧官能团数量增加.②动力学吸附研究表明，GO-SBC对培氟沙星的最大吸附容量为137.51 mg/g，比SBC对培氟沙星的吸附容量提高了40.32%，且GO-SBC对培氟沙星的吸附更符合伪二级动力学模型，表明吸附过程主要以化学吸附为主.③GO-SBC对培氟沙星的吸附符合Freundlich等温吸附模型，表明该吸附过程为多层吸附.④热力学研究表明，吸附过程为自发吸热反应.⑤GO-SBC对培氟沙星的吸附机制主要有两种作用，一种是π-π相互作用，另一种是GO-SBC的N—H与培氟沙星的C—H相互作用.研究显示，GO-SBC是一种高效去除培氟沙星的吸附剂，这为城市剩余污泥的资源化利用提供了出路，也为抗生素废水治理提供了方法.

响应曲面法优化Fe(Ⅲ)改性卡氏变形杆菌吸附去除Sb(Ⅴ)及其机理

邓仁健, 唐智娥, 任伯帜, 周赛军, HURSTHOUSEAndrew

2020, 33(12): 2888-2897. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2020.03.14

摘要(1051) HTML (46) PDF(275)

摘要:
水环境中过量Sb（Ⅴ）所引起的环境危害受到越来越多的关注.为了考察工艺参数对铁盐改性生物吸附剂吸附Sb（Ⅴ）效果影响、交互作用及其机理，以Fe（Ⅲ）改性卡氏变形杆菌吸附剂（简称“FMPAs”）为研究对象，采用Box-Behnken响应曲面法对FMPAs吸附处理合成含Sb（Ⅴ）废水的吸附时间、FMPAs投加量、pH、温度及Sb（Ⅴ）初始浓度等因素进行优化，确定了最优吸附条件，并对吸附过程的等温模型、动力学模型及吸附机理进行了研究.结果表明：①FMPAs吸附Sb（Ⅴ）的最优条件为吸附时间3.0 h、FMPAs投加量1 910.04 mg/L、pH 2.31、温度45.0℃、Sb（Ⅴ）初始浓度24.80 mg/L，且最优条件下Sb（Ⅴ）的去除率高达97.03%.②FMPAs对Sb（Ⅴ）的吸附符合Langmuir等温吸附模型，其最大吸附容量（q_max）为60.506 mg/g，其吸附动力学过程可采用准一级动力学模型拟合，属于单层吸附和化学吸附.③FMPAs吸附Sb的机理主要为Fe（Ⅲ）改性卡氏变形杆菌生成了Fe—O—OH、Polyose—Fe、Polyose—O—Fe（OH）₂等化合物，这些物质中羟基被Sb（Ⅴ）取代生成新的配合物Fe—O—Sb，使Sb（Ⅴ）得到吸附去除.研究显示，FMPAs对Sb（Ⅴ）具有较高的吸附容量，是一种极具潜在应用价值的绿色生物质吸附剂，可用于处理含Sb（Ⅴ）废水.

锑对甘蓝的毒性阈值研究

何飞, 赵龙, 孙在金, 林祥龙, 侯红, 张乃明

2020, 33(12): 2898-2905. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2020.05.13

摘要(1071) HTML (45) PDF(250)

摘要:
为丰富完善我国土壤中Sb（锑）对植物的毒理学数据并为土壤Sb生态基准的制定提供依据，参照国际标准化组织颁布的植物毒性试验的标准方法（ISO 11269-2：2013），以外源添加的方式研究了我国17种典型土壤中Sb对甘蓝早期生长生物量的影响.结果表明：①基于全量Sb推导的甘蓝的毒性阈值EC₁₀（10%抑制效应浓度）变化范围为100.55~656.65 mg/kg，表明不同土壤中Sb的毒性差异显著，但基于有效态Sb（Na₂HPO₄溶液提取）推导的不同土壤中EC₁₀的变化范围为8.28~24.05 mg/kg，其EC₁₀差异有所减小；②相关性分析表明，基于土壤全量Sb推导的EC₁₀与w（OM）（OM为有机质）、w（TN）（TN为全氮）和CEC（阳离子交换量）均呈显著正相关（相关系数为0.746~0.779），而基于有效态Sb推导的EC₁₀与w（Fe）和w（Mn）呈显著正相关（相关系数为0.479~0.615）；③多元回归分析进一步表明，土壤pH、w（OM）和CEC可以解释基于全量Sb推导的EC₁₀值74.6%的变异，w（OM）和w（Mn）可以解释基于有效态Sb推导的EC₁₀值62.6%的变异.研究显示，Sb的Na₂HPO₄提取态能在一定程度上解释不同土壤中Sb对甘蓝的毒性差异，pH、w（OM）、CEC和w（Mn）是影响Sb对植物毒性的土壤主控因子，可以较好地预测Sb的毒性阈值.

微塑料对黑麦草吸收和累积水体中环丙沙星的影响

单宁, 祖木热提·艾比布, 米丽班·霍加艾合买提, 努扎艾提·艾比布

2020, 33(12): 2906-2912. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2020.10.12

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摘要:
微塑料（microplastics，MPs）和抗生素作为新型环境污染物，引起了国内外学者对其生态风险的关注.以黑麦草（Lolium perenne L.）为供试植物，以聚苯乙烯微塑料和环丙沙星（ciprofloxacin，CIP）为研究对象，探讨微塑料对水培黑麦草吸收和富集抗生素的影响及MPs-CIP复合污染对植物生长的毒性作用.结果表明：黑麦草对单一CIP和MPs-CIP复合污染中的CIP均有吸收去除能力，底物中微塑料的存在会促进黑麦草对低浓度CIP的吸收去除，去除率最高可达100%，但对高浓度（1.0、2.0 mg/L）CIP吸收的影响不显著（P>0.05）.同时，微塑料可促进黑麦草根部积累的CIP向地上部转运，当CIP浓度分别为0.1、2.0 mg/L时，投加微塑料后根部积累的CIP含量与单一CIP处理组相比分别降低了44.0%、21.2%，叶片中CIP的积累量分别增加了2.9、3.0倍.微塑料的加入显著加重了CIP对黑麦草生长和叶绿素含量的抑制作用.与2.0 mg/L CIP处理组相比，50.0 mg/L MPs-2.0 mg/L CIP复合污染处理组对黑麦草根长和鲜质量的抑制率分别增加了53.7%和79.6%，而叶绿素a、b含量则分别降低了38.5%和44.4%.研究显示，水体中微塑料与CIP的共存会影响黑麦草吸收和体内积累CIP，并加重CIP对植物生长的毒性作用.

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2020年第33卷第12期

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