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环境化学
环境化学

江桂斌

月刊

0254-6108

hjhx@rcees.ac.cn

010-62923569

100085

北京海淀区双清路18号（北京2871信箱）

环境化学/Journal Environmental ChemistryCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>> 《环境化学》（双月刊）是中国科学院生态环境研究中心主办的学术性刊物，中文核心期刊。自1982年创刊以来，为推动我国环境化学学科的发展，促进国际学术交流，发挥了重要作用。 迄今为止，《环境化学》是我国环境化学学科的惟一科技期刊。 《环境化学》主要刊登报道我国环境化学领域具有创新性的研究和技术成果以及国外环境化学研究趋势。范围涉及大气、水体、土壤、生态、工程技术和环境与健康等各个层面，包括大气、水和土壤的环境化学、环境分析化学、污染生态化学、环境与健康、污染控制和绿色化学等方面。
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    秸秆粉煤灰基颗粒填料激发水化与除磷耦合机理研究

    马海涛代鸿刚吴军郭小境...
    2988-2997页
    查看更多>>摘要：粉煤灰添加水泥、生石灰和秸秆等辅料利用团粒、喷水养护并结合煅烧成孔的方式制备弱碱激发颗粒填料.颗粒填料在间歇循环流态化完全混合反应器中进行除磷实验,通过比较除磷组和对照组(超纯水)中颗粒填料的抗压强度、结合水含量以及粉煤灰反应程度研究除磷过程对粉煤灰水化进程的影响,反应产物(凝胶态)Al含量、未反应粉煤灰(残余态)Al含量以及磷形态及含量研究粉煤灰玻璃体中Al的激发规律以及激发水化与除磷过程耦合机理.研究结果表明,粉煤灰激发水化和除磷反应同步进行,难溶磷酸钙的形成有利于Ca(OH)2溶解释放OH-,促进粉煤灰玻璃体解构释放活性Al2O3和SiO2等除磷和水化活性物质,所释放的活性物质可以在Ca(OH)2存在的情况下发生火山灰反应,生成水化硅酸钙和水化铝酸钙等水化产物,进而实现长期有效除磷.同时活性Al2O3可以发挥较大的除磷作用,Al-P含量占填料内总磷含量的比例可达40％左右.

    粉煤灰水化反应除磷耦合机理

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    不同碳源的生物质炭-磷化铁/零价铁的制备及对水中3,4,5,6-四氯吡啶-2-羧酸的去除

    靳惠文张小乐牛红云蔡亚岐...
    2998-3008页
    查看更多>>摘要：改性生物炭材料在环境污染物去除中的应用越来越广泛.本文以鸡粪(CM)、咖啡渣(CG)、活性污泥(SL)等3种废弃生物质为碳源,制备了3种生物质炭-磷化铁/零价铁复合材料(BC-FexP/Fe).这些材料主要由生物质炭、磷酸铁、磷化铁、零价铁或碳化铁及氧化铁组成.用于降解水中的3,4,5,6-四氯吡啶-2-羧酸(TCPA)时,以活性污泥为碳源的SL-FexP/Fe材料对TCPA的去除效果明显优于以鸡粪为碳源的CM-FexP/Fe和以咖啡为碳源的CG-FexP/Fe材料,而且SL-FexP/Fe对TCPA的降解受pH影响较小.在中性 pH 反应 6 h 后,CM-FexP/Fe、CG-FexP/Fe 和 SL-FexP/Fe 对 10 mg·L-1 的 TCPA 的降解率分别为 90.1％、71.1％和100％,矿化率分别为33.25％、22.61％和64.27％.掩蔽实验和电子自旋共振(ESR)结果表明,SL-FexP/Fe体系存在多种活性氧物质.使用前后材料的X射线晶体衍射和X射线光电子能谱分析,材料中的FexP、Fe3C、Fe和氮掺杂生物质炭均在有机污染物的降解过程中发挥了作用.

    废弃生物质改性生物炭复合材料3,4,5,6-四氯吡啶-2-羧酸

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    制备方法对Pt-Ir/CeO2催化氧化甲苯性能的影响

    朱正煊詹宇张悦王鑫...
    3009-3020页
    查看更多>>摘要：负载型贵金属催化剂由于其优异的催化性能而在挥发性有机污染物催化燃烧中被广泛研究.其中,催化剂制备方法是影响催化剂性能的重要因素.本文分别采用浸渍法、沉积沉淀法、乙二醇还原法,将等量贵金属Pt和Ir负载于CeO2上,探究不同制备方法对催化剂催化氧化甲苯性能的影响.活性测试结果显示,相较于浸渍法和沉积沉淀法,乙二醇还原法制备的Pt-Ir/CeO2催化剂具有最佳的催化反应活性,当Pt、Ir载量为0.25％wt时,在180℃下就能将甲苯完全氧化.各项表征分析结果表明,乙二醇还原法制备的Pt-Ir/CeO2-EG样品由于其CeO2表面上具有更多均匀分散的金属态Pt0和Ir0,具有更强的氧活化能力,因此具有更优异的甲苯催化氧化活性.

    甲苯催化燃烧制备方法铂铱双金属催化剂

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    三水铝石矿物颗粒表面吸附芳香族污染物的计算模拟与预测

    刘治山马芳芳徐倩谢宏彬...
    3021-3031页
    查看更多>>摘要：了解芳香族污染物在矿物颗粒表面的吸附行为对于评估其大气归趋及影响具有重要意义.吸附能(Eads)是描述芳香族污染物在矿物颗粒表面吸附行为的重要参数,然而,目前该数据十分匮乏.考虑到大气中存在大量的芳香族污染物,逐个揭示芳香族污染物在矿物颗粒表面的Eads值需要巨大的计算资源和工作量.因此,亟需建立一种能够快速预测芳香族污染物在矿物颗粒表面Eads值的预测模型.本研究采取第一性原理的方法,探究了21个芳香族污染物在矿物颗粒三水铝石(001)面上的吸附机制.结果发现,21个芳香族污染物与三水铝石(001)面主要形成氢键、O—H…兀键以及O—H…X(X=Cl/Br)相互作用,其Eads值的范围在-12kcal·mol-1至-30kcal·mol-1之间.基于计算得到的21个Eas值,采用多元线性回归分析方法,建立了预测芳香族污染物在三水铝石(001)面上Eds值的定量结构-活性关系模型.该模型具有很好的拟合优度、稳健性和预测能力,能够用来预测含有—CH3、—OH、—COOH、—NO2、—NH2、—CHO、—F、—Cl、—Br官能团的芳香族污染物.本研究结果对于提高目前对芳香族污染物在矿物颗粒表面上吸附行为的理解具有重要意义,并且为进一步揭示芳香族污染物在三水铝石(001)面上的大气转化奠定了基础.

    芳香族污染物三水铝石吸附能第一性原理计算定量结构-活性关系

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    烷烃胁迫下土壤微生物类群的应激响应及其降解特性

    欧娅雯陈龙李丹洁吴蔓莉...
    3032-3042页
    查看更多>>摘要：污染物胁迫条件下土壤微生物会发生应激响应,然而目前对于烷烃污染土壤中微生物类群应激响应的时效性尚不清楚.论文以人工配制的十六烷污染黄绵土为对象,利用磷脂脂肪酸-稳定同位素技术(phospholipid fatty acid technology-stable isotope probing,PLFA-SIP)探究了烷烃污染对黄绵土中生物群落组成和结构影响的时效性及烷烃降解情况.结果表明,土壤土著微生物对十六烷有一定的降解作用,培养30d时,十六烷含量由5000 mg·kg-1降低至4693 mg·kg-1,降解率为6.14％.土壤中各微生物类群活性在受到十六烷污染3d时无明显变化,随污染时长的增加,各微生物类群表现出"毒性响应(污染7d)—毒性适应(污染15d)—生长代谢(污染30d)"的应激过程.在污染前期(污染7 d时),G-细菌的13C-PLFA含量为14.52 ng·kg-1,占总细菌13C-PLFA总量的43.40％,说明在污染前期G-细菌是土壤中存在的可利用十六烷的主要优势类群;污染中后期(污染15-30 d),G+细菌和真菌的13C-PLFA含量分别占13C总量的33.81％和22.95％,说明污染后期G+细菌和真菌对十六烷的降解代谢起到主要作用.研究表明土壤中十六烷的降解需要各微生物类群的协同代谢作用,污染前期主要由r—策略微生物(G-细菌)降解十六烷,污染后期则主要由k—策略微生物(G+细菌和真菌)执行降解功能.研究可为探明土壤微生物类群对烷烃污染响应的时效性及不同微生物类群对污染物的利用特征提供科学依据.

    烷烃污染土壤PLFA-SIP微生物群落应激响应生物降解

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    成都市典型湿地公园全氟化合物的污染特征及风险评估

    雷梦真何锦秋张洪利刘伟...
    3043-3053页
    查看更多>>摘要：全氟化合物(PFASs)因其潜在的危害性而引起社会的广泛关注,但国内鲜有关于湿地公园中PFASs的研究报道.本文以青龙湖湿地公园水体、沉积物和水生植物(芦苇、美人蕉和香蒲)为研究对象,设置18个采样点位,对12种典型PFASs的污染特征和潜在生态风险进行分析.结果表明,水样中全氟丁烷羧酸(perfluorobutanoic acid,PFBA)、全氟己烷羧酸(perfluorohexanoic acid,PFHxA)和全氟辛酸(perfluorooctanoic acid,PFOA)的检出率较高,分别为100％、100％和94.4％,其中PFOA含量最高(47.9 ng·L-1),为青龙湖湿地水相中的主要PFASs.S4和S8点位PFASs浓度最高,分别为455 ng·L-1和467ng L-1,且存在餐饮旅游设施和建筑施工,说明人类活动对青龙湖PFASs的分布起到重要影响.沉积物中PFASs长碳链物质检出率较高如全氟壬烷羧酸(perfluorononanoic acid,PFNA)为100％,PFOA 为 94.4％,全氟癸烷羧酸(perfluorodecanoic acid,PFDA)为 83.3％,全氟辛烷磺酸(perfluorooctane sulfonic acid,PFOS)的总检出浓度最高,为19.5 ng·g-1,占∑12PFASs的26.9％.PFOA和PFBA是植物中主要PFASs,含量分别为58.7ng·g-1和15.5ng·g-1.芦苇对PFASs吸收能力最强,PFASs总含量为45.7ng`g 1,富集系数为3.13,可作为青龙湖湿地全氟化合物生态修复的备选植物.青龙湖水相中PFOA和PFOS的风险熵(RQ)均小于0.01,处于低风险状态,但沉积物中PFOS的RQ值最高达0.184,属于中等风险,需引起重视.

    全氟化合物湿地公园污染特征植物富集风险评估

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    大兴安岭西南山麓河流水体多环芳烃污染特征与风险评价

    秦宇龚雄虎韦皓元桂智凡...
    3054-3069页
    查看更多>>摘要：选取我国寒温带大兴安岭西南山麓地区典型河流哈拉哈河和洮儿河中上游及其部分支流为研究区域,考察水体多环芳烃(PAHs)的空间分布规律、来源及风险,丰富我国北方高纬度地表水环境中PAHs污染基础数据库.结果表明,哈拉哈河水体中16种优先控制PAHs化合物总量浓度为16.91-201.14 ng·L-1(平均值为91.32 ng·L-1),洮儿河水体PAHs检出浓度为48.10-244.57 ng·L-1(平均值为106.77 ng·L-1).河流PAHs赋存水平与水体综合污染指数水质评价结果较为一致,即轻度污染状态的洮儿河水体PAHs赋存浓度略高于清洁状态的哈拉哈河.与国内不同温度带典型河流水体中PAHs赋存量相比,大兴安岭西南山麓地区河流水体PAHs污染程度整体处于较低水平,主要与区域人类活动强度较低有关.以不同环数计,哈拉哈河和洮儿河水体PAHs组成均以低分子量(2环和3环)化合物为主,分别占 PAHs 检出总量的 91％和 87％.PAHs单体化合物特征比值(Ant/(Ant+Phe)、Fla/(Fla+Pyr)、BaA/(BaA+Chr))溯源分析显示,哈拉哈河和洮儿河水体PAHs主要来自于石油源、煤炭和木材等生物质的燃烧.综合运用风险熵值法、致癌和非致癌风险评价模型评估哈拉哈河与洮儿河水体PAHs生态风险和人群暴露健康风险,显示Ant是主要的生态风险因子,其次为Flt、Pyr、BaA、Chr,其余单体化合物生态风险较低,河流水体PAHs赋存不存在健康风险.

    大兴安岭温度带哈拉哈河洮儿河多环芳烃(PAHs)风险评价

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    几种典型纳米材料对土壤-植物体系中砷镉积累的阻控效应

    王瑶瑶顾雪元
    3070-3079页
    查看更多>>摘要：纳米材料(NPs)已成为近年来农业领域对污染控制具有较好前景的新兴技术.本研究针对农田蔬菜中砷(As)和镉(Cd)复合污染问题,比较了4种代表性NPs(ZnO、CeO2、SiO2、S)在As/Cd单一和复合污染场景下对小白菜中重金属的富集和毒性效应的抑制效应和机制.结果表明,在Cd环境中,ZnONPs通过提高土壤pH和Zn2+抑制了植物对Cd的吸收;在As环境中,溶解性有机碳增加导致孔隙水和植物体中As含量下降.此外,ZnO NPs还可以显著促进植物生长,增强地上部SOD、POD抗氧化酶活性,降低MDA水平,提高了植物对重金属的抗性.CeO2NPs同样可以促进植物生长,降低了根部MDA水平,但对植物对As和Cd吸收的抑制能力程度不如ZnO NPs,主要降低了植物根中金属的积累量.SiO2NPs虽然一定程度上抑制了植物根对Cd的吸收,但显著促进了复合污染中地上部分As累积.而SNPs导致土壤明显酸化,抑制了植物地上部的生长,并导致小白菜根中Cd含量显著升高.综合来看,ZnO和CeO2具有较好的阻控效果,SiO2和S纳米材料则需要谨慎使用,结果可以为As-Cd复合污染提供"因土配方"的纳米技术参考.

    土壤修复纳米材料砷镉蔬菜

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    岩溶地区典型铅锌尾砂重金属赋存特性及生态风险

    刘博肖涵韩志伟欧阳及第...
    3080-3091页
    查看更多>>摘要：岩溶发育导致喀斯特生态环境具有脆弱性,矿业开发造成尾砂大量堆存,当前尾砂重金属对岩溶生态系统的影响尚不清晰.为探讨岩溶地区铅锌矿尾砂重金属分布特征及潜在生态风险.以黔南牛角塘1-10号铅锌尾矿库作为研究区域采集尾砂样品,对重金属总量和赋存形态进行分析;利用内梅罗污染指数(NPI)、潜在生态风险指数(RI)、风险评估指数(RAC)、次生相原生相分布比值法(RSP)评价尾砂重金属环境效应,揭示铅锌矿尾砂重金属的污染风险.结果表明,Cd在1-10号全部点位、Zn在70％点位、Cr在50％点位处存在显著高值,Cd、Zn和Cr含量均值为58.09、4640、2747mg·kg-1,分别是贵州省土壤背景值的88.15、46.63、28.64倍;Cd和Zn有效态含量分别占4种形态总和的50.75％、44.20％,Cr主要以残渣态为主,在尾砂中性质较稳定;NPI与RI评价显示,Cd、Zn、Cr、Cu在1-10号全部点位处呈现严重生态污染风险;RAC与RSP评估显示,Cd与Zn在50％点位处呈现极高风险的环境污染,存在Zn和Cd单项和复合污染情况,Cd的活动性与生物可利用性更强,尾砂重金属所产生的环境生态风险主要来源于Cd的高含量.本研究为岩溶地区同类型尾矿区重金属污染分析、风险评价及防治提供了基础数据支撑.

    铅锌矿重金属赋存特征风险评价喀斯特

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    石灰与生物炭对污染土壤理化性质、万寿菊生长与镉铅含量的影响

    孙进博胡玲燕李博陈建军...
    3092-3102页
    查看更多>>摘要：土壤镉铅污染已成为我国主要的环境问题,严重威胁着农业的可持续发展.因此,亟需探索经济、有效的土壤修复技术.采用云南兰坪铅锌矿周边重金属污染的农田土壤开展盆栽试验,研究石灰(2.0 g·kg-1)与生物炭(20.0 g·kg-1)对土壤理化性质、万寿菊(Tagetes erecta L.)生长与镉铅累积的影响.结果表明:(1)石灰和生物炭均显著增加土壤pH、碱解氮含量、株高与生物量,单施生物炭还显著增加土壤速效钾含量,导致植株氮磷钾养分含量降低;(2)石灰和生物炭会降低土壤弱酸提取态镉、可还原态铅的含量,增加残渣态镉铅含量,有效态镉含量分别降低23.4％和17.6％,有效态铅含量分别降低32.4％和21.8％;(3)石灰和生物炭降低万寿菊植株镉铅含量与累积量,植株水溶态镉、氯化钠提取态铅含量降低,残渣态镉、铅含量增加,并显著降低万寿菊镉铅富集系数;(4)石灰和生物炭增加万寿菊菊花产量与叶黄素含量,导致叶黄素提取液的铅含量分别降低37.6％和30.3％;单施石灰导致叶黄素提取液的镉含量降低49.3％.可见,石灰和生物炭能改善污染土壤理化性质,降低土壤镉铅有效性与万寿菊植株镉铅含量,促进万寿菊生长,增加菊花产量,促进重金属污染农田的安全利用.

    万寿菊铅锌矿区替代种植碱性材料叶黄素

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