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环境科学
环境科学

欧阳自远

月刊

0250-3301

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010-62941102

100085

海淀区双清路18号（北京市2871信箱）

环境科学/Journal Environmental ScienceCSCDCSSCI北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊是由中国科学院主管，中国科学院生态环境研究中心主办，是我国环境科学领域最早创刊的学术性期刊。《环境科学》创刊于1976年，现为月刊，国内外公开发行。《环境科学》入选中共中央宣传部、新闻出版总署和科学技术部的“中国期刊方阵”，并得到中国科学院科学出版基金的资助。 《环境科学》在国内外科技界的影响较大，被国内外的一些重要检索系统收录，如美国的《EI》，《BA》，《CA》，日本的《科学技术文献速报》，俄罗斯的《文摘杂志》等。国内的检索系统有《环境科学文摘》，《中国生物学文摘》，《中国地理科学文摘》，《中国地质文摘》，《中国科学引文数据库》和《中国科学论文统计与分析数据库》等。 《环境科学》自创刊以来，无论学术质量还是编辑质量，都在不断提高。稿源较多，所发表论文报道内容代表了我国环境科学研究和技术的最高水平。编辑排版规范化，印刷装订质量较高，曾两次荣获中国科学院优秀期刊一等奖，曾在全国第一届和第二届自然科学优秀期刊评比中分别荣获一等奖和三等奖。根据中国科学技术信息研究所的最新统计（2004年度），《环境科学》在环境科学类期刊中，被引频次和影响因子均名列前茅。在《中文核心期刊要目总览》中，《环境科学》为环境科学和土壤学的核心期刊，并在环境科学学科期刊中排名第一。 《环境科学》自创刊以来，始终坚持“防治污染，改善生态，促进发展，造福人民”的宗旨，报道我国环境科学领域具有创新性高水平，有重要意义的基础研究和应用研究成果，以及反映控制污染，清洁生产和生态环境建设等可持续发展的战略思想，理论和实用技术等。 作为环境科学领域创刊最早的学术期刊，经过30余年的努力，《环境科学》已成为环境科学领域的权威期刊。《环境科学》编辑委员会热诚地欢迎广大作者投稿，编辑部将尽最大努力为您服务，让我们携手共同办好《环境科学》，为促进国内外环境科学发展做贡献。
正式出版
收录年代

    基于光谱和色谱特征数据融合的化工园区地表水污染源识别技术

    赵远殷新育刘小凤金梦...
    216-226页
    查看更多>>摘要：化工园区内工业企业多,且各企业排水组分复杂,很多企业之间排水组成具有相似性.因此,当园区内地表水发生污染时,快速识别污染源的难度很大.为此,以嘉兴市某国家级化工园区为研究对象,收集该园区内7家重点企业10个批次的排水样本,并对其进行三维荧光光谱(EEMS)和气相色谱-质谱(GC-MS)分析.利用平行因子法从同一企业不同批次排水的EEMS图谱中提取共有组分,并构建EEMS特征数据矩阵.同时,从企业排水的GC-MS数据中筛选出具有高检出率或能够有效区分不同企业排水的特征物质,并构建GC-MS特征数据矩阵.比较研究基于不同数据矩阵以及不同模型的污染源识别效果.结果表明,无论是基于EEMS原始数据矩阵、EEMS特征数据矩阵还是GC-MS特征数据矩阵,BP神经网络模型对污染源的识别准确率都不高,分别仅为71.43％、76.19％和71.43％,略高于支持向量机模型(76.19％、76.19％和57.14％).当使用EEMS与GC-MS特征数据融合矩阵时,污染源识别性能显著提升.支持向量机模型对7家企业排水的识别准确率、宏精确率、宏召回率以及宏调和平均值分别为95.24％、96.43％、95.24％和95.10％,而BP神经网络模型的识别性能更佳,4项指标均接近100％.研究结果为化工园区等地表水污染源识别提供了一种有效方法.

    化工园区三维荧光光谱(EEMS)气相色谱-质谱(GC-MS)BP神经网络(BPNN)支持向量机(SVM)污染源识别

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    吐鲁番市高昌区南部绿洲区低水位期地下水化学变化规律及来源解析

    任乐丁启振周殷竹周金龙...
    227-238页
    查看更多>>摘要：为探明地下水超采治理前后吐鲁番市高昌区南部绿洲区低水位期地下水水化学变化规律及来源影响,基于2016年12组水样(潜水3组、承压水9组)和2023年18组水样(潜水5组、承压水13组),综合运用数理统计法、水化学图解法、氢氧同位素手段和APCS-MLR(绝对主成分-多元线性回归)模型,分析地下水水化学变化规律和来源.结果表明,受地下水动力条件影响,研究期内潜水优势阳离子由Na+变化为Ca2+,阴离子由HCO3-变化为SO42-;承压水优势阳离子由Ca2+变化为Na+,优势阴离子为SO42-不变.潜水和承压水的主要补给源均为大气降水,同时受到蒸发作用影响,潜水蒸发作用影响大于承压水.地下水化学组分主要受岩石风化作用和阳离子交换作用控制;Na+、Ca2+和Mg2+主要来源于蒸发盐岩和硅酸盐岩的溶解;NO3-主要来源于农用化肥、人畜粪便和生活污水.溶滤-富集作用(F1)、农业活动-原生地质作用(F2)和工业活动作用(F3)是影响研究区地下水化学的主要因素,贡献率分别为58.41％、18.12％和9.12％.

    地下水来源解析水化学特征绝对主成分-多元线性回归(APCS-MLR)模型氢氧同位素高昌区

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    大同盆地西南区地下水重金属来源解析及健康风险评价

    葛勤张瀚月米振华邵政...
    239-252页
    查看更多>>摘要：干旱-半干旱地区地下水重金属污染受到广泛关注,但是地下水中重金属分布特征、污染来源及潜在人体健康风险尚未完全清楚.对采集的46组地下水进行测试分析,运用水文地球化学模拟和多元统计分析的方法,揭示大同盆地地下水中11种重金属(As、B、Pb、Sb、Tl、Mn、Ba、Cd、Co、Cr和Al)的污染特征和形态分布,结合绝对主成分-多元线性回归模型和健康风险评估模型,厘定地下水中重金属的来源和健康风险水平.结果表明:①地下水中As、B、Pb、Sb和Tl超过地下水质量标准Ⅲ类水标准限值,属于重度污染,Mn为轻度污染,重金属平均浓度总体呈现中部＞南部＞东部＞西部的分布规律;②As、B、Pb、Sb和Tl主要存在形态分别为 HAsO42-(91.71％)、H3BO3(97.61％)、PbCO3(88.08％)、Sb(OH)6-(99.81％)和 Tl+(94.84％),pH是影响重金属形态分布的关键因素之一;③重金属污染来源主要为土壤迁移源(Co、Cd和Cr)、工业来源(Al、Pb、Sb和B)、矿区来源(Tl和Mn)及自然来源(Ba和As),其中工业来源占比最大(34％),其次为自然来源(29％)、矿区来源(20％)和土壤迁移来源(18％);④重金属特定来源健康风险评价结果表明,工业活动和自然来源分别是成人(54.68％)和儿童(67.51％)致癌风险的主要来源,As的致癌风险最高.矿区活动是非致癌风险的主要贡献者(成人贡献率56.69％,儿童贡献率56.97％),Tl和As的非致癌风险较高.研究成果对于指导干旱-半干旱地区水环境重金属污染防治具有积极的意义.

    大同盆地地下水重金属来源解析健康风险

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    十堰城区地表水-地下水水化学特征及硝酸盐来源

    党秀宁刘亚磊张子燕王宁涛...
    253-262页
    查看更多>>摘要：水体硝酸盐污染是世界性的环境问题,识别硝酸盐来源对保障水资源可持续利用具有重要意义.利用多种水化学指标与硝酸盐氮氧同位素(δ15N-NO3-和δ18O-NO3-)对十堰水体水化学特征进行分析,识别水体中硝酸盐来源,并利用SIMMR模型计算水体硝酸盐不同污染来源的贡献率.结果表明,研究区地表水及地下水的水化学类型以HCO3-Ca·Mg型为主,水体中硝酸盐的形成主要受硝化作用影响,反硝化作用不明显.水体中硝酸盐的主要来源为大气沉降、化肥、土壤氮、粪便和污水.SIMMR模型输出结果显示,粪便和污水、大气沉降、化肥和土壤氮对研究区地表水硝酸盐的贡献率分别为43.1％、2.2％、43.3％和11.4％,对地下水硝酸盐的贡献率分别为37.2％、9.4％、28.3％和25.1％,地表水硝酸盐的主要污染源是化肥、粪便和污水,地下水硝酸盐的主要污染源是粪便和污水.

    水化学特征硝酸盐氮氧同位素贝叶斯稳定同位素混合模型(SIMMR)源解析

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    生物炭在人工湿地中的应用进展

    王少坡白龙啸刘灵婕钟远...
    263-271页
    查看更多>>摘要：人工湿地作为一种人工模拟的天然湿地水处理系统,是实现污水生态处理的有效技术.生物炭是一种由生物质废弃物经热解得到的碳材料,具有比表面积大、官能团丰富和稳定性强等特点,可以强化人工湿地对污染物的去除效果.通过综述人工湿地技术中应用的生物炭类型及对污染物的去除效果,总结了应用于人工湿地中生物炭的改性方法.此外,总结了生物炭在人工湿地中去除污染物的机制,并对生物炭在人工湿地未来的研究提出展望,可为生物炭在人工湿地中的研究和工程应用提供理论指导.

    生物炭人工湿地脱氮除磷新兴污染物温室气体

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    工业化生产生物质炭对复合污染水体中四环素的吸附性能

    雷可刘莉莉张佳宏方婧...
    272-281页
    查看更多>>摘要：相比于实验室制备生物质炭,工业化生产生物质炭对水体中抗生素吸附性能的研究较少.选取3种工业化批量生产的生物质炭(花生壳炭、污泥炭和易腐垃圾炭),较系统地研究了其对复合污染水体中四环素的吸附性能.结果表明,Freundlich方程能较好地拟合3种生物质炭对四环素的吸附等温线,在较高四环素浓度(＞10mg·L-1)时,生物质炭对四环素的吸附能力顺序为:易腐垃圾炭＞污泥炭＞花生壳炭.花生壳炭的芳香性、疏水性和比表面积对其吸附四环素具有重要影响,可能的主要吸附机制是π—π作用、疏水性作用和孔填充作用.污泥炭的比表面积和孔隙体积对其吸附四环素具有重要影响,可能的主要吸附机制是孔填充作用、表面络合作用和氢键作用.易腐垃圾炭的可溶性有机碳组分和灰分对其吸附四环素具有主导作用,分配作用是主要的吸附机制,其次可能是阳离子—π作用和表面络合作用.共存污染物对生物质炭吸附四环素的影响因生物质炭的种类而异.随着水体中离子强度和氨氮浓度的增加,花生壳炭对四环素的吸附量总体呈小幅上升趋势,而污泥炭则呈小幅降低趋势.易腐垃圾炭对四环素的吸附过程基本不受离子强度和氨氮的影响.共存磷酸盐显著降低了 3种生物质炭对四环素的吸附效率.共存好氧有机物对3种生物质炭吸附四环素均没有明显影响.污泥炭和易腐垃圾炭对水体中四环素的吸附具有很好的可循环再生能力.研究结果为生物质炭去除水体中抗生素的工程应用提供了可靠的科学依据和理论支撑.

    生物质炭工业化生产四环素共存污染物吸附

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    富硅磁改性生物质炭的制备及其对Cd(Ⅱ)和As(Ⅲ)复合污染水体的吸附机制

    田欣孙淇陈瑶王佳豪...
    282-295页
    查看更多>>摘要：镉(Cd)和砷(As)往往共存于矿区周边的水体及农田土壤中,由于二者化学行为相反,难以同时对其进行去除.因此,通过制备得到了一种新型富硅磁改性生物质炭(SMB)材料,用于同时吸附水体中的镉(Cd)和砷(As).试验首先通过共沉淀法制备得到磁铁矿与生物质的混合物,将其与3种不同类型的硅酸盐(Na2SiO3、CaSiO3和SiO2)混合,而后在不同温度下(300、500和700℃)进行热解得到复合材料,通过复合吸附试验确定最佳制备条件.最后通过单吸附质及复合吸附质体系吸附试验,系统研究初始pH、吸附时间、初始浓度和添加顺序对SMB吸附Cd(Ⅱ)和As(Ⅲ)的影响,并结合SEM、FT-IR和XRD等表征分析阐明吸附机制.结果表明,在700 ℃下热解含5％CaSiO3的生物质-磁铁矿混合物制备得到的材料对Cd(Ⅱ)和As(Ⅲ)的吸附效果最佳,在初始浓度分别为30 mg·L-1和10 mg·L-1的Cd(Ⅱ)和As(Ⅲ)溶液中,去除率分别达到了 92.04％和60.59％.SEM、FT-IR、XRD和BET等表征结果证实,SMB不仅具有较大的比表面积和丰富的官能团结构,还具有一定磁力特性;在单元素吸附试验中,Cd(Ⅱ)和As(Ⅲ)的最佳吸附pH均为6,分别在1h和8 h达到吸附平衡,准二级动力学模型更好地拟合了 SMB对Cd(Ⅱ)和As(Ⅲ)的吸附过程.复合吸附体系中,Cd(Ⅱ)和As(Ⅲ)的最佳吸附pH为7.复合体系等温吸附试验结果表明,Freundlich模型更好地拟合了材料对Cd(Ⅱ)和As(Ⅲ)的等温吸附过程,且元素之间存在协同和拮抗效应.SMB对As(Ⅲ)与Cd(Ⅱ)吸附的过程中能在铁氧化物表面形成A型与B型三元表面络合物,其中A型三元表面络合物的形成能大幅提高材料对As(Ⅲ)的吸附能力,但由于共存体系下材料优先吸附了 As(Ⅲ),因此,As(Ⅲ)与Cd(Ⅱ)同时存在时协同作用主要由静电作用、共沉淀以及B型三元表面络合物的形成所控制.拮抗效应则是由于两种重金属元素竞争羟基结合位点所致.综上所述,SMB材料对水体中的Cd(Ⅱ)和As(Ⅲ)均具有较好的吸附效果,可用于高效修复Cd(Ⅱ)和As(Ⅲ)复合污染水体.

    改性生物质炭水体修复重金属吸附机制协同作用

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    乡镇生活污水处理厂抗生素污染水平及生态风险评价

    唐涛涛赵志勇王胤乔晓娟...
    296-304页
    查看更多>>摘要：抗生素的滥用使得大量抗生素进入污水处理厂中,但乡镇污水处理厂中抗生素的污染尚未引起重视.为了解乡镇污水处理厂中抗生素的污染水平及去除特性,考察了 15座乡镇污水处理厂进出水中15种抗生素的污染水平和去除效率,并评估了其对水生生物和人体健康构成的风险.结果表明,进出水中四环素类抗生素(TCs)检出浓度最高,四环素(TC)和土霉素(OTC)最高检出浓度可达(4 943.69±4.31)ng·L-1和(3 907.81±52.04)ng·L-1.在乡镇污水处理厂中,A/O和A2/O工艺对抗生素的去除能力强于MBR工艺.生态风险评估表明,TCs和喹诺酮类抗生素(FQs)具有较大的风险商值,会对水生生物造成中高风险;而磺胺类抗生素(SAs)对水生生物造成低风险.虽然抗生素会对水生生物造成风险,但对人体健康的风险可忽略不计.研究结果可为今后乡镇污水处理厂工艺的升级改造和地区抗生素排放标准的制定提供支撑.

    抗生素污水处理厂(WWTPs)污染水平去除效率生态风险评估

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    石墨烯包覆氮化碳掺杂铁酸铜活化PMS同步去除水中抗生素抗性菌、抗性基因并抑制其水平转移的机制

    周见卓孙秋楠李澳王学江...
    305-317页
    查看更多>>摘要：抗生素抗性菌(ARB)和抗性基因(ARGs)作为新兴污染物,严重威胁着人类健康和生态安全.通过冷冻干燥法制备了还原性氧化石墨烯(rGO)包覆的g-C3N4掺杂铁酸铜催化材料(rGO-CNCF),通过XRD、FTIR、XPS、SEM-EDS、TEM和DRS等分析手段对复合材料进行了表征,并构建了可见光助rGO-CNCF活化PMS系统,用于水中ARB和ARGs的去除.结果表明,在催化剂投加量为0.2g·L-1,PMS投加量为0.3 g·L-1,溶液初始pH值为7.0时,30 min内Vis-rGO-CNCF/PMS高级氧化系统可实现对8.01 log SA-ARB的完全灭活.该系统能够有效降低SA-ARGs的水平转移能力,对于胞内和胞外游离态的SA-ARGs具有良好的破坏能力.同时,该高级氧化体系可以实现对水体中磺胺类抗生素及其ARB和ARGs的协同处理.该系统可以破坏ARB的细胞膜结构,使细胞破碎,淬灭实验表明,起主要作用的活性物质是单线态氧(1O2).研究结果可以为处理水中的ARB和ARGs污染及控制ARGs的水平转移提供一种有前景的方法.

    过硫酸盐活化铁酸铜复合材料单线态氧抗生素抗性基因(ARGs)基因水平转移

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    基于跨时间尺度迁移学习的污水处理模型漂移校正方法

    申渝廖万山李慧敏冯东...
    318-326页
    查看更多>>摘要：数据是智能运维的核心基础,但当前污水厂数据普遍不足,且污水处理系统状态随内外部环境动态演化.污水厂的智能运维面临着建模难度大,及因系统演化而导致的模型漂移问题.针对该问题,选取水温、水质和微生物状态等都有显著差异的夏冬两季作为典型对比场景,将机制模型与神经网络结合,建立了基于跨时间尺度迁移学习的污水处理模型漂移校正方法.首先,针对数据不足问题,建立并校准活性污泥模型(ASM),以夏季工况数据作为输入,模拟计算运行参数和出水数据,生成模拟运行数据集,实现数据增广和质量提升,用于训练多层感知机神经网络(MLP)模型.结果显示,MLP模型对夏季出水COD、氨氮和总磷等的平均模拟准确率在95％以上;然后,针对模型在冬季工况中出现模拟准确率大幅下降等模型漂移问题,将冬季实测数据作为目标域数据集,以MLP模型作为预训练模型进行迁移学习.结果表明,迁移学习后模型性能显著提升,出水COD、氨氮、总氮和总磷的平均模拟准确率分别提高了 21.49％、60.79％、58.14％和46.74％.研究提出的跨时间尺度迁移学习方法,能有效解决模型漂移问题,实现模型对污水处理系统动态演化的跟随响应.

    多层感知机神经网络(MLP)模型机制模型迁移学习模型漂移系统适应性知识迁移

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