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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。
正式出版
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    基于蒙特卡罗模拟的庐江县土壤汞健康风险评估

    王飞方凤满谭华荣马康...
    3103-3113页
    查看更多>>摘要：汞(Hg)是我国优先控制的环境污染物之一.本文选择安徽省庐江县作为研究区域,采集202个土壤样品,分析研究土壤Hg的分布特征及其成因,并采用蒙特卡罗(Monte Carlo)方法评估土壤Hg对人群的概率健康风险.结果表明,研究区土壤Hg的平均含量(0.055 mg·kg-1)超出原巢湖地区当地土壤环境背景值(0.033 mg·kg-1),与全国其他地区相比,仍处于较低水平.表层土壤Hg含量空间分布不均,呈现出东南高西北低的特点.在中部县城区和东南部的矿区,土壤Hg含量较高,高含量区在局部区域呈点状分布.概率健康风险表明,庐江县土壤Hg导致的非致癌风险在可接受的范围内(HI＜1).然而,相比之下,6岁以下儿童由于其自身的生理发育特点和活动模式,比6-12岁、12-18岁儿童及18岁以上成人更容易面临健康受损的风险(2.30×10-2＞1.06× 10-2＞6.96× 10-3＞6.35×10-3).土壤Hg蒸气摄入是普通人群暴露于Hg的主要途径.

    土壤汞蒙特卡罗健康风险不确定性庐江县

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    昆明市大气微塑料的沉降特性及呼吸暴露风险

    乐永宣史正涛罗淘源高琴芳...
    3114-3127页
    查看更多>>摘要：大气沉降是微塑料非主动陆地输入的重要途径.为了了解昆明市大气微塑料的沉降特性及呼吸暴露风险,在2021-2022年干季和雨季,采集昆明市5个城市功能分区的大气微塑料样品,结合显微镜下观测、拉曼光谱分析和激光红外光谱分析等方法对其进行鉴定分析.昆明市大气微塑料的平均沉降通量范围为468-2238 n·m-2·d-1,平均值为(1211±498)n·m 2·d-1,形状以纤维(88.2％)、微珠(5.58％)、颗粒(4.86％)为主;颜色以透明(74.88％)和蓝色(10.16％)、不透明(3.56％)、红色(2.38％)等为主;约78.59％的大气微塑料粒径为10-1000 μm;聚合物类型以PET、纤维素、PMMA、PE、PVC、PA、PP为主.时空分布上,不同功能区大气微塑料的沉降通量依次为:商业交通稠密区＞旅游消费聚集区＞综合产业园区＞住宅区＞文教区;雨季微塑料的沉降通量更大((1475±350)n·m-2 d-1),约是干季的1.5倍.根据人体呼吸暴露风险初步评估结果,昆明市成人平均每天微塑料呼吸摄入量(Daily respiratory intake of atmospheric microplastics,EDI)约为 4.830×105 ng·kg-1,儿童平均 EDI 约 2.328×105 ng·kg-1.不同功能区的EDI从高到低为:商业交通稠密区＞综合产业园区＞住宅区＞文教区＞旅游消费区.本研究结果丰富了大气微塑料研究监测数据,为昆明市大气微塑料的环境污染评价和城市空气污染防治提供了参考.

    大气微塑料沉降通量时空分布呼吸暴露风险

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    COVID-19疫情期间呼和浩特市大气污染特征及其影响因素

    陈晓琪周海军张萌萌王正中...
    3128-3137页
    查看更多>>摘要：为阻止新冠肺炎(COVID-19)疫情迅速蔓延,我国采取了严格的管控措施,在全国大部分城市PM2.5浓度显著下降的背景下,呼和浩特市PM2.5浓度不降反升,仍出现多次重污染过程,其成因尚不明确.基于环境空气质量自动监测数据(PM2.5、PM10、SO2、NO2、CO和O3),结合风速、风向、温度、相对湿度等气象数据,研究疫情期间大气污染特征及其影响因素,利用潜在源区贡献函数(PSCF)和浓度权重轨迹分析(CWT)识别污染物潜在源区,为呼和浩特市大气污染治理提供理论依据.研究结果表明:疫情期间呼和浩特市发生重度以上污染天6 d,占监测总天数的19.3％.与历史同期比较,疫情期间呼和浩特市PM2.5、PM10、CO和O3浓度均有不同程度上升,SO2和NO2呈降低趋势.与疫情前相比,疫情期间 PM2.5、PM10、SO2、NO2 和 CO 分别下降 38.6％、31.7％、46.1％、35.8％和 37.0％,O3上升109.4％.高相对湿度和低风速是呼和浩特市"疫情霾"形成的主要原因.疫情期间呼和浩特市大气PM2.5主要受本地源或近距离传输的影响.

    COVID-19管控措施大气污染影响因素潜在源区

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    长三角中部城市PM2.5中棕碳特性及潜在源区分析

    胡彦钧刘敬琰叶招莲赵竹子...
    3138-3151页
    查看更多>>摘要：棕碳(brown carbon,BrC)气溶胶可通过吸收太阳光影响地球辐射平衡.为了认识棕碳的气候与环境效应,制定有针对性的控制对策,需要了解其光学特性和来源.目前较多研究以PM2.5中水溶性组分(WSOC)和甲醇溶组分(MSOC)作为棕碳代表物质,但不足之处在于大部分研究未考虑颗粒物中WSOC和MSOC的萃取效率.常州是长三角中部典型的工业城市,是长三角地区空气污染较为严重的城市.因此,本研究选择常州市区作为观测点,通过对不同浓度PM2.5滤膜,加入不同量的去离子水/甲醇,通过光学测定数据的对比及加标回收率的测定,确定了不同载荷的样品使用量范围、保证了样品的萃取效率.在此基础上,选择2017年3月到5月间采集的PM2.5样品,对WSOC和MSOC质量浓度、光学吸收系数(absorption coefficient,Abs)、Angstrom 指数(AAE)、单位质量吸收效率(mass absorption efficiency,MAE)进行分析,初步获取了常州地区春季棕碳气溶胶的光学特性,并通过潜在源贡献因子分析法分析了研究区域及周边城市对棕碳气溶胶的贡献.结果表明,采样期间,PM2.5的质量浓度平均值(101.8±34.7)g·m-3,WSOC 浓度范围为 2.2-17.0 μg·m-3,平均质量浓度(7.6±2.9)μg·m-3,MSOC 浓度范围为3.6-22.7 μg·m-3,平均质量浓度(12.1±4.6)μg·m-3,WSOC和MSOC大约占PM2.5质量浓度的7.8％±2.3％和12.3％±3.6％,说明两者是PM2.5中的重要化学组分之一;从光学数据上看,WSOC和MSOC在波长 365 nm光下的光学吸收系数(Abs365,WSOC,Abs365,MSOC)分别为(6.12±2.63)×10-6m-1与(8.95±3.93)×10-6m-1,虽低于我国北京、西安地区的观测数值,但在长三角属高值区,说明常州市颗粒物中BrC对大气中光学吸收所造成的影响不可忽视;365-550 nm波长范围下,WSOC和MSOC的AAE指数分别为(6.04±0.59)和(6.40±0.64),根据后向轨迹聚类分析,当气团轨迹途径常州西部(我国内陆区域),会导致较高的Abs和AAE值,而当气团路过较为洁净的东部海洋区域时,棕碳的Abs和AAE值显著降低.通过火点图对比对以及相关化学组分的相关性分析,常州市颗粒物中的棕碳光学受到了包括生物质燃烧、一次燃烧源、二次气溶胶生成等排放源的共同影响.本研究基于BrC的水和甲醇萃取液的性质分析,为长三角区域的大气颗粒物光学性质研究、模式模拟工作提供了基础数据.

    细颗粒物棕碳水溶性有机碳甲醇溶有机碳光学特性

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    济南城区冬季PM2.5中硝基苯酚类化合物昼夜变化特征及生成机理

    范晶刘晨苑金鹏张桂芹...
    3152-3164页
    查看更多>>摘要：硝基苯酚类化合物(Nitrophenols,NPs)是细颗粒物中含氮有机物的重要组成部分,来自于污染源的一次排放或由前体物经过二次反应生成.采集了济南城区2021年12月17日—2022年1月19日冬季大气昼夜PM2.5样品,利用超高效液相色谱-质谱联用仪定量分析了样品中的7种硝基苯酚类化合物.结果表明,济南市区冬季大气PM2.5中ρ(ΣNPs)范围为13.22-72.42 ng·m-3,平均值为(45.56±13.22)ng·m-3.单个硝基苯酚类化合物中,4-硝基苯酚(4NP)占比最大,与国内其他城市监测结果一致.清洁天和污染天对比分析发现硝基苯酚类化合物在污染天的浓度更高,除4-硝基愈创木酚和5-硝基邻甲氧基苯酚外,其余硝基苯酚类化合物均是污染天浓度高.昼夜浓度对比发现ρ(∑NPs)在白天和夜间时段分别为(41.5±16.35)ng·m-3和(49.08±20.18)ng·m-3,大部分硝基苯酚类化合物的昼夜浓度呈现夜间浓度高于白天,但PM2.5污染加重时,白天时段的硝基苯酚类化合物浓度明显升高,甚至高于夜间浓度.利用量子化学高斯程序计算发现夜间硝基苯酚生成更容易,这跟晚上时段观测的硝基苯酚浓度高的现象相一致.当苯酚邻位和对位的取代基是给电子基团可以减小O—H解离焓,有利于苯氧自由基的生成.化学反应动力学给出了2-硝基苯酚(2NP)和4NP的生成路径,其反应活化能分别为49.6 kcal·mol-1和84.2 kcal·mol-1,生成速率常数分别为7.93×10-37 cm3·molecules-1·s-1和5.75×10-60 cm3·molecules-1·s-1,可知在清洁干燥天气的时候,硝基苯酚化合物的生成是非常困难的.但当有水分子和氨气等催化剂的协助后,2NP和4NP生成的活化能明显减小,其生成反应速率常数显著增大,说明重污染过程中,湿度增加和有氨气存在时会促进硝基苯酚的生成和积累.研究结果为城市氮氧化物削减和含氮有机物的二次生成提供一定的科学支撑.

    硝基苯酚超高效液相色谱-质谱联用仪PM2.5生成机制

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    基于二价钴催化氧化脱色酸性橙7的分光光度法快速测定水中过氧乙酸浓度

    许冬梅陈思颖董冬吟杨仕毅...
    3165-3173页
    查看更多>>摘要：文章开发建立了一种快速、简便、准确测定水中过氧乙酸浓度的分光光度方法.该方法基于催化氧化脱色原理,利用Co(Ⅱ)选择性催化过氧乙酸氧化脱色酸性橙7.研究结果表明,酸性橙7脱色程度随过氧乙酸浓度的提高而增加,且酸性橙7在其特征吸收波长484 nm处的吸光度变化值与过氧乙酸浓度具有良好的线性关系.该方法的检测时间仅为1min、最低检测限为0.48 μmol·L-1且线性范围为0-60 μmol·L-1.共存的过氧化氢以及实际水体水质背景中存在的硫酸根离子、氯离子、碳酸氢根离子、硝酸根离子、腐殖酸和三价铁离子对该方法的测定结果均没有显著影响.该方法还成功运用于监测过氧乙酸活化体系降解双氯芬酸过程中过氧乙酸的浓度变化.

    过氧乙酸测定方法过氧化氢酸性橙7二价钴

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    基于碳量子点共振能量转移荧光猝灭法检测苦味酸

    邓祥黄小梅邓子禾龚安界...
    3174-3182页
    查看更多>>摘要：苦味酸(PA)作为一种高爆物和环境污染物,近年来引起了广泛的关注.本研究提出了一种新型荧光碳量子点(C-dots)探针,可用于快速、高选择性和高灵敏度的PA检测.探针采用中药材川木香为碳源,通过水热法一步合成.在荧光碳量子点溶液中加入PA,通过荧光共振能量转移机理,碳量子点的荧光被有效猝灭.结果表明,碳量子点最大激发波长为360 nm,最大荧光发射波长为415 nm,荧光量子产率为28.4％.方法检测PA响应时间2 min,线性范围0.2-800 μmol·L-1,检测限(LOD)63 nmol·L-1,实际水样中加标回收实验,回收率为98.8％—101.7％,相对标准偏差(RSD)为1.2％—2.7％.

    中药材川木香荧光共振能量转移(FRET)碳量子点(C-dots)苦味酸(PA)

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    磺胺嘧啶和磺胺二甲基嘧啶在纳米Fe3O4-nZVI类Fenton体系中的降解效果

    钟金魁谢亚瑞李闻青谢欣卓...
    3183-3193页
    查看更多>>摘要：用Fe3O4负载纳米零价铁(Fe3O4-nZVI)作为非均相催化剂,与H2O2耦合构建类Fenton体系,以降解水中磺胺嘧啶(SDZ)和磺胺二甲基嘧啶(SMT).通过SEM、EDS、XRD和XPS对Fe3O4-nZVI材料进行了表征,并考察了Fe3O4-nZVI类Fenton体系中H2O2浓度、Fe3O4-nZVI投加量、初始pH及Fe3O4-nZVI循环使用次数对SDZ和SMT降解效果的影响.结果表明,在25 ℃,SDZ和SMT初始浓度均为10mg·L-1,H2O2 浓度分别为 10 mmol·L-1(SDZ)和 15 mmol·L-1(SMT),Fe3O4-nZVI投加量为 0.8g·L-1,初始pH为3的优化条件下,在180 min时,Fe3O4-nZVI类Fenton体系对水中SDZ和SMT的降解率分别为97.45％和95.51％,Fe3O4-nZVI重复利用4次后,对SDZ和SMT的降解率仍保持在87％以上,表明该材料具有良好的磁回收利用性能.拟一级动力学拟合参数R2均在0.93以上,表明Fe3O4-nZVI类Fenton法对SDZ和SMT的降解过程均符合拟一级动力学方程.且在各因素最优条件下,SDZ的反应速率常数均大于SMT的反应速率常数,这可能与二者的理化性质及分子结构有关,即磺胺类抗生素(SAs)的pKa值和水溶解度越小,疏水性越强,杂环基团上的甲基取代基数目越少,SAs越容易被降解.

    Fe3O4-nZVI类Fenton法磺胺嘧啶磺胺二甲基嘧啶抗生素

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    单宁酸强化固液分离液态组分对土壤NH3和温室气体排放的影响

    王珊珊崔迎新王文静白贻超...
    3194-3203页
    查看更多>>摘要：固液分离技术是当前规模化养殖场液态粪便主要处理技术之一,提高分离效率是推动液态粪便循环利用的有效途径.为探明不同固液分离技术下液态粪肥对土壤温室气体排放的影响,本文以牛粪为试验材料,将固液分离后的液态粪肥进行室内土柱培养试验.试验设置4个处理,分别为不施肥(CK)处理、未分离(RM)处理、常规螺旋挤压(LF)处理、添加单宁酸絮凝后螺旋挤压(LFT)处理.运用静态箱法监测培养期内土壤N2O、CO2和CH4的排放情况,同时采用动态箱法监测土壤NH3的排放情况.结果表明:整个监测期内各处理NH3排放量表现为RM＞LF＞LFT＞CK;N2O排放顺序为LF＞RM＞LFT＞CK.各处理氮素气态损失均表现为NH3-N＞N2O-N,LF和LFT处理(NH3+N2O)-N损失分别占施氮量10.81％和6.84％,且后者显著降低了(NH3+N2O)-N损失.与RM处理相比,LF和LFT处理均显著降低了土壤CH4和CO2排放.与RM处理相比,LF处理显著增加了土壤CO2当量(CO2-e)排放,而LFT处理的土壤CO2-e排放与LF处理相比显著降低了30.00％.常规机械固液分离技术可能有增加液态粪肥农田施用阶段氮素损失和温室气体排放的风险,而添加絮凝剂单宁酸的强化分离技术可以在一定程度上避免该风险,但仍需要深入研究揭示其减排机制并验证田间应用效果.

    液态粪肥固液分离技术单宁酸氨气温室气体

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    气相色谱—质谱法测定聚氨酯塑胶跑道中间苯二甲基异氰酸酯(XDI)含量

    王妍力王凤尹戈林黛琴...
    3204-3206页
    查看更多>>摘要：本文建立了气相色谱-质谱联用技术测定聚氨酯塑胶跑道中间苯二甲基异氰酸酯(XDI)残留量的分析方法.样品用乙酸乙酯超声提取,提取液过滤后经(5％苯基)—甲基聚硅氧烷的毛细管柱分离,进入气相色谱-质谱仪测定,以外标法定量,得到了较宽的线性范围和较低的定量检出限.在优化萃取溶剂、色谱柱等检测条件下,间苯二甲基异氰酸酯的系列浓度为250-5000 μg·L-1,相关系数(R2)在0.9999,检出限可达到0.02mg·kg-1,定量限0.06 mg·kg-1,加标回收率在89.3％—93.4％之间,相对标准偏差范围在1.9％-2.8％(n=6).该方法简单、快捷、准确,满足了聚氨酯塑胶跑道中间苯二甲基异氰酸酯的残留量日常检验的要求.

    间苯二甲基异氰酸酯(XDI)聚氨酯塑胶跑道气相色谱-质谱法

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