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环境工程技术学报
环境工程技术学报

孟伟

双月刊

1674-991X

hjgcjsxb@vip.163.com

010-84915126

100012

北京安外大羊坊8号 中国环境科学研究院1号楼617室

环境工程技术学报/Journal Journal of Environmental Engineering TechnologyCSCD北大核心CSTPCD
正式出版
收录年代

    优化施肥下种植绿肥对青花椒生产增效减排的影响

    卢明王帅王洋李志琦...
    1494-1503页
    查看更多>>摘要：发展现代绿肥可有效引导我国农业绿色发展,探究优化施肥下种植绿肥对重庆青花椒高产高效、绿色低碳生产意义重大.2021-2022年在重庆市江津区开展田间试验,以九叶青花椒为试材,对比研究椒农常规管理和优化施肥下种植绿肥对青花椒产量、年生长干物质累积量及品质、绿肥生物量及养分累积量、椒园土壤化学性质、经济效益和生态效益的影响.结果表明:较常规管理,优化施肥下种植绿肥显著提高椒园土壤有机质、碱解氮、有效磷含量,种植光叶苕子、箭筈豌豆、白三叶和紫云英分别显著提高青花椒产量51.2％、17.3％、4.52％和4.03％,并可提高青花椒麻味物质浓度10.7％～24.6％、挥发性芳香油含量10.7％～22.7％,其中光叶苕子和箭筈豌豆处理下椒园实现增收3 871～21 968元/hm2;环境效应评价结果显示,种植绿肥明显降低椒园年生产周期活性氮损失13.8％(氮足迹17.0％～42.9％)和温室气体排放量12.7％(碳足迹16.2％～42.2％).基于青花椒产量、品质综合效应、经济效益和生态效益等多指标综合分析,优化施肥下种植光叶苕子或箭筈豌豆是保障重庆青花椒优质高产高效、绿色低碳生产的适宜模式.

    九叶青花椒绿肥优化施肥高产优质增效减排

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    种植模式协同秸秆管理对稻田温室气体排放的影响

    余婷翟壮高镜清蔡文倩...
    1504-1512页
    查看更多>>摘要：在浙江省嘉善县选取1.3 hm2稻田,设置节水旱管+秸秆还田/不还田与普通淹灌+秸秆还田/不还田2种种植模式4个处理组(以下简称节水还田、节水不还田、普通还田、普通不还田),采用静态箱-气相色谱法获取28批次336个稻田甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)排放数据,同时结合土壤颗粒有机碳(POC)等6个环境因子12个样品分析结果,探究种植模式协同秸秆管理对稻田温室气体排放特征的影响.结果显示:1)CH4累计排放量依次为普通还田＞普通不还田＞节水还田＞节水不还田,N2O累计排放量为普通还田＞节水不还田＞节水还田＞普通不还田.全球增温潜势(GWP)与温室气体排放强度(GHGI),普通还田最高,分别为7 696.03 kg/hm2(以CO2计,全文同)、0.97 kg/kg;节水不还田最低,分别为2 110.12 kg/hm2、0.21 kg/kg.2)最小显著差异法分析结果表明,各处理组之间CH4累计排放量存在显著差异.据Pearson相关性分析结果,CH4累计排放量与POC含量呈极显著正相关(P＜0.01),与微生物碳含量呈显著正相关(P＜0.05);N2O累计排放量则与硝态氮(NO3--N)含量呈显著正相关(P＜0.05),GWP、GHGI与POC含量呈极显著正相关(P＜0.01).3)种植模式与秸秆管理均对CH4累计排放量有极显著影响(P＜0.01),二者交互作用对CH4累计排放量、N2O累计排放量有显著影响(P＜0.05).研究表明,水稻节水旱管种植协同秸秆还田措施是一种气候友好型的高产经济种植模式,既可保证粮食安全,降低秸秆离田成本,对于减缓全球温室效应也具有积极作用.

    节水旱管秸秆还田稻田温室气体全球增温潜势(GWP)温室气体排放强度(GHGI)

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    湖北省农作物碳汇的阶段性特征、空间差异与动态演进——基于1997-2022年湖北省农作物数据

    张金鑫彭雄张金华刘军彤...
    1513-1522页
    查看更多>>摘要：湖北省是我国农业大省,科学测算湖北省农作物碳汇,摸清本底,对碳汇交易和农业低碳发展具有重要意义.对湖北省1997-2022年的农作物碳汇量进行测算,运用Dagum基尼系数、Kernel密度估计和Markov链,探讨湖北省农作物碳汇量的地区差异和动态演进特征.结果表明:1997-2022年,湖北省农作物碳汇量呈现"W"形波动上升的态势,平均值为12 085.30万t,其中粮食作物为湖北省农作物碳汇的主要贡献来源."双碳"背景下对湖北省的三大地区及各市(州、林区)展开分析,发现1997-2022年鄂东地区农作物碳汇量位于湖北省三大地区的第一位.Dagum基尼系数分析显示湖北省农作物碳汇存在一定的地区差异,其差异主要来自于超变密度,平均贡献率为53.58％,湖北省农作物碳汇总量具有较强的稳定性,具有一定的俱乐部趋同特征.最后提出相关对策建议,如开发农作物碳汇核算方法学和标准,制定差异化的农业碳汇增汇政策,探索农业碳汇交易机制及价值实现.

    农作物碳汇Dagum基尼系数Kemal密度Markov链湖北省

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    水稻甲烷排放遥感监测研究综述

    刘勇丽赵晨尧刘希平王众...
    1523-1531页
    查看更多>>摘要：水稻甲烷排放是农业甲烷排放的重要来源,及时准确地估算水稻甲烷排放可为政策制定提供参考.通过概念辨析和文献调研的方法,综述了水稻甲烷排放遥感监测的数据来源、方法、不确定性,论述了水稻甲烷遥感监测技术的发展现状和未来展望.结果表明,遥感技术在水稻甲烷排放监测方面具有较大潜力,不仅能够通过自上而下的方法直接监测水稻甲烷排放情况,也能结合自下而上的方法实现水稻甲烷排放的间接估算.但如何提高自上而下和自下而上方法的准确性,缩小2类方法间的差异是亟需解决的关键问题.未来,新的遥感技术和性能更优越的传感器可为准确估算水稻甲烷排放提供更多保障;多源遥感数据融合以及自上而下和自下而上方法之间的结合是定量水稻甲烷排放遥感监测不确定性的重要研究方向.

    水稻甲烷遥感不确定性全球变暖

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    农业有机废物还田利用促进土壤健康和应对气候变化的路径及研究建议

    蔡文倩周丽余婷王谦...
    1532-1540页
    查看更多>>摘要：作为实现"城乡无废"目标的重要组成部分,农业有机废物还田利用是一种资源节约、环境友好的利用路径,对于提升农村污染控制水平、促进农业可持续发展、助力我国实现碳达峰及碳中和目标具有重要的意义.在系统总结农业有机废物还田利用的主要路径以及研究现状基础上,分析农业有机废物还田对土壤健康状况改善、农田温室气体排放方面的影响,并对当前存在的问题提出解决措施.研究发现,还田利用解决了大部分农业有机废物消纳的问题,有利于土壤肥力和固碳效果提升,但也带来了农田病虫害增加、稻田甲烷排放量居高不下、土地消纳粪污量超载等新的问题.同时,还田利用的市场要素不健全,短时间难以形成有效的市场闭环.应从还田利用长期系统定位监测网络构建、完善还田利用效果监测评估标准体系、补齐市场要素等方面,加快推动农业废物还田利用研究工作和制度建设,为促进农业生态系统的可持续发展、确保粮食安全和应对全球气候变化提供理论支撑.

    农业有机废物还田利用土壤健康温室气体排放

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    农林废物对畜粪堆肥有机质转化和酶活性的影响

    戴启鹏向明灯常兆峰郭浩博...
    1541-1549页
    查看更多>>摘要：通过好氧堆肥技术利用农林废物对畜禽粪便进行堆肥,是实现农林废物资源化利用且减轻其对环境污染的有效途径.采用新鲜牛粪辅以农林废物进行堆肥中试试验,通过表征堆肥过程中堆体理化性质差异、有机质与腐殖质的物质结构演化和酶活性的变化,探究不同农林废物对牛粪堆肥过程的影响.结果显示:在堆肥初期,堆体中易降解的有机质被微生物降解,导致堆体温度上升,且铵态氮、腐殖酸和富里酸含量逐渐下降;随着高温期的持续,微生物开始加速降解堆体中较难降解的大分子有机物,导致纤维素、半纤维素含量减少,木质素含量迅速上升;当温度下降后,硝化细菌活性逐渐增大,大量铵态氮转化成硝态氮,且堆体中有机物含量的减少,降低了脲酶活性;在堆肥后期,难降解的木质素占比较高,有机质利用变慢,多酚氧化酶和过氧化氢酶活性下降.研究结果可为优化堆肥过程、提高堆肥质量提供科学依据.

    农林废物好氧堆肥理化性质有机质酶活性

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    不同施肥处理添加生物炭对设施农业土壤不同形态氮的影响

    李婧睿任凤玲李亚林魏雪勤...
    1550-1559页
    查看更多>>摘要：生物炭在设施农业土壤中施用,对土壤氮形态具有显著影响.探明不同施肥处理添加生物炭对设施农业土壤不同形态氮的影响,可为设施农业施用生物炭减排提供科学依据.以设施菜地土壤(褐潮土)为研究对象,设置不施肥(CK)、施用有机肥(M)、化肥(F)、有机无机混施(M+F)4种处理下投入2％和4％(生物炭与土壤干质量比)生物炭处理,采用室内恒温好氧培养-气相色谱测定方法监测土壤N2O释放量,测定土壤中可溶性有机氮(DON)和无机氮(Nmin)的含量,并分析DON、Nmin含量变化及其与土壤N2O释放量变化之间的关系.研究表明,生物炭的施用在不同条件下对土壤N2O的释放速率和累积释放量产生不同影响.在CK和M处理下,生物炭在施用初期(第0～1.5天)显著促进了土壤中N2O的释放,但随后(第2～60天),在CK处理下,生物炭的添加对N2O的释放速率和累积释放量没有产生显著影响.同样地,在M处理下,生物炭的添加也未对N20的释放速率产生显著作用.然而,在培养结束时,添加4％的生物炭显著提高了土壤中N2O的累积释放量.值得注意的是,在F和M+F的处理中,生物炭的加入在初期阶段(第0～2天)有效地降低了土壤N2O的释放速率,这种降低效果随着生物炭施用量的增加而变得更加显著.在F和M+F处理下,添加生物炭在不同时间段内(第2～25天和第3～14天)显著增加了土壤N2O释放速率,但对该速率的影响在后续阶段并不显著.培养结束后,F处理下,添加2％和4％生物炭的土壤N2O累积释放量分别显著提高78％和90％;M+F处理下,添加2％和4％生物炭的土壤N2O累积释放量分别显著提高80％和67％.相关性分析结果显示,在施用生物炭的土壤中,DON和Nmin的含量与N2O的排放量之间存在明显的正相关关系.表明生物炭的添加通过调整土壤中DON和Nmin的含量,对N2O的排放产生了直接影响.将生物炭投入到不同的施肥土壤中,土壤N2O的释放速率和累积释放量出现不同的变化趋势,但是由于生物炭自身特性的多样性、配施化肥和有机肥种类的差异、施肥方式和时间的差异等,因此分析生物炭添加后对土壤N2O累积释放量影响时,需要根据研究时的具体条件做合理分析.

    生物炭施肥处理N2O土壤溶解性有机氮土壤无机氮

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    花生壳复合水凝胶的制备及其吸附铅、镉性能

    杨志林唐成波易筱筠郝鑫瑞...
    1560-1571页
    查看更多>>摘要：以花生壳(PS)、丙烯酸(AA)为聚合单体,过硫酸钾(APS)为引发剂,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,β-环糊精(β-CD)作为增强材料,通过自由基聚合反应合成花生壳木质纤维素/β-环糊精/丙烯酸复合水凝胶[PS(H)/β-CD/PAA)];研究了PS(H)/β-CD/PAA的表面性质和微观形貌,考察了在不同环境因子条件下PS(H)/β-CD/PAA对Cd2+、Pb2+的吸附行为和吸附机理.结果表明:PS(H)/β-CD/PAA具有多孔网络结构,加入β-CD后制备的复合水凝胶有更好的机械性能;PS(H)/β-CD/PAA合成成本低,并且可以循环使用;PS(H)/β-CD/PAA对Cd2+、Pb2+可在60 min内达到吸附平衡,最大吸附容量分别为115.67、181.71 mg/g,在pH为3～8的较宽范围有良好的效果;PS(H)/β-CD/PAA对Cd2+、Pb2+的吸附过程主要通过离子交换、络合作用或配位作用来进行;此外,PS(H)/β-CD/PAA在处理实际废水时,对Pb2+、Cd2+、Cu2+、Zn2+的去除率分别达76.4％、88.6％、72.9％、31.6％.PS(H)/β-CD/PAA处理水体重金属效果良好,能够充分利用资源、节约成本,可作为一种重金属废水处理的潜在新材料.

    复合水凝胶花生壳β-环糊精铅镉废水处理

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    基于建筑废物的人工湿地除磷滤料的制备及其性能

    张震宇王泉龙发编沈琳珠...
    1572-1579页
    查看更多>>摘要：高效、高容量的吸附滤料是提高人工湿地除磷效率的重要手段.以建筑废物(废混凝土和废泡沫砖)为主要原料制备多孔除磷滤料,采用X射线衍射和扫描电子显微镜对滤料主要化学组分和形貌特征进行表征,利用吸附动力学和吸附等温线试验、静态对比试验和动态试验评估了滤料对水中磷的吸附性能.结果表明:该滤料比表面积大、孔隙发达,内部微观结构为片层孔隙结构,比表面积为22.7 m2/g;其吸附过程满足拟二级吸附动力学模型和Langmuir吸附等温模型,吸附机理以单分子层物理和化学复合吸附为主,最大吸附容量达到693.21 mg/g.在总磷浓度为0.4 mg/L的静态吸附试验中,多孔滤料在4 h内对磷的平均去除率为65.38％,分别是废混凝土、废泡沫砖、陶粒、硅藻土和活性炭的4.10、1.98、3.52、2.29和1.59倍.在模拟水平流潜流湿地动态试验中,在进水总磷浓度为0.40 mg/L,水力负荷为0.48、0.96、1.20、2.40 m3/(m2·d)的条件下,多孔滤料对总磷的平均去除率分别为95.74％、93.56％、80.42％、55.34％;在水力负荷为0.96 m3/(m2·d)、进水平均总磷浓度为0.52 mg/L、连续进水45 d条件下,多孔滤料对总磷的平均去除率为92.65％.该滤料制备方法简单,除磷性能优异,还实现了对建筑废物的有效利用,作为人工湿地填料具有应用潜力.

    建筑废物人工湿地除磷多孔滤料

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    多重视角下工业固体废物资源化利用路径优化——以铜冶炼渣为例

    黄文博杨桂蓉韩雪萌王军强...
    1580-1588页
    查看更多>>摘要：为降低工业固体废物处理处置过程对环境和气候变化影响,提高资源利用率,基于环境资源交互属性、生命周期评价和有价资源价值评估3项指标,建立多维度工业固体废物资源化利用路径优化方法.结果表明:通过升级回收和降级回收的资源化途径,工业固体废物的生态毒性和人体健康毒性较填埋途径分别降低96.86％和98.53％,能够减少土壤污染,维护土壤生态安全.预计2035年铜冶炼渣升级回收、降级回收和原级回收的比例分别达到30％、50％和10％时,可以实现最优目标,但升级回收占比的提高会导致碳排放升高和综合效益下降.研究结果表明,短期内降级回收能够大规模消纳工业固体废物,但受到建筑行业和产品质量管理制约.因此,远期规划需合理分配工业固体废物资源化途径占比,以获得最大化环境效益和经济效益.

    工业固体废物资源化碳排放土壤污染路径优化

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