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环境科学学报
环境科学学报

汤鸿宵

月刊

0253-2468

hjkxxb@rcees.ac.cn

010-62941073

100085

北京2871信箱

环境科学学报/Journal Acta Scientiae CircumstantiaeCSSCICSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>《环境科学学报》是国内环境科学领域最有影响的学报级学术期刊，1981年创刊。现为月刊，由中国科学院生态环境研究中心主办，科学出版社出版。本刊宗旨：及时报道国内环境科学与工程领域新近取得的创新性研究成果，跟踪最新学术进展，推动中国和世界环境科学事业的发展。报道领域：主要为环境化学、环境地学、环境毒理与风险评价、环境修复技术与原理、环境污染治理技术原理与工艺、环境经济与环境管理等。读者对象：主要包括环境科学与工程领域科研或管理机构的科学家、工程师，以及高等院校相关专业的教师、研究生。
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    原位生长MoS2@CF助催化芬顿降解左氧氟沙星与反应器研究

    王尧肖纯时悦悦刘敬妤...
    111-122页
    查看更多>>摘要：采用一步水热法原位生长将MoS2附着碳毡纤维上,制备了MoS2@CF复合助催化剂并用于助催化芬顿反应.通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)等表征方法对复合催化剂的结构、形貌和元素价态进行表征.以左氧氟沙星(LFX)为降解对象,研究了MoS2@CF/Fenton体系中pH、亚铁投加量、助催化剂投加量、H2O2浓度以及初始污染物浓度等因素对LFX的降解影响.在最佳条件下,反应30 min后,LFX的降解率高达91.8%.碳毡的引入,使得复合催化剂避免了传统粉末催化剂实际使用中的流失.以MoS2@CF特性为基础构建了外循环悬挂式填料反应器,经过15 d的连续反应,对模拟废水中的LFX(累计100 mg·L-1)的降解率维持在90%.

    二硫化钼碳毡助催化芬顿反应器左氧氟沙星

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    PhC2Cu/SrO异质结光催化降解双氯芬酸的机制研究

    陈灵容王奕舜张筱昱刘德柱...
    123-134页
    查看更多>>摘要：药品和个人护理产品(PPCPs)因其对生态系统和人类健康的潜在威胁而广受关注.本研究提出一种新型的异质结改性思路,开发了苯乙炔铜/氧化锶(PhC2Cu/SrO)异质结光催化剂并用于处理含双氯芬酸(DCF)污染废水.本研究构建的PhC2Cu/SrO异质结中,SrO无需被光源激发,仅利用其强大的电子转移能力,便实现了PhC2Cu光生电子的高效离域,进而能更高效地活化水体中的分子氧,这是高效去除废水中DCF的关键.同时,采用SEM、TEM、XRD、XPS及UV-vis DRS等方法对复合材料的形貌结构、元素分布及光学性质进行了表征.研究结果表明,构建的PhC2Cu/SrO异质结具有拓宽的光响应范围和增强的载流子分离能力,掺杂比为10%的PhC2Cu/SrO展现出高效的DCF光催化降解速率(0.0207 min-1),达到了PhC2Cu的2.62倍,表现出较好的光催化性能.此外,体系对环境中绝大多数典型的PPCPs均表现出较好的光催化活性.结合电子自旋共振测试、自由基捕获实验证实了·O2-和h+是该体系的主要活性物种.研究显示,PhC2Cu/SrO复合材料在水处理方面的应用具有一定的潜在优势.

    PhC2CuDCF电荷转移分子氧活化

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    磁性纳米ZnFe2O4/Ag3PO4复合材料的合成及光催化降解性能

    颜秀花房娟唐兰勤
    135-142页
    查看更多>>摘要：磁性纳米复合材料作为一种具有回收再利用特性的新型催化剂,在环境科学领域受到了广泛的关注.本研究用水热法合成了磁性纳米ZnFe2O4/Ag3PO4复合材料.X射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)和扫描电子显微镜(SEM)对合成的纳米复合材料进行了表征.同时,研究了ZnFe2O4/Ag3PO4复合材料在可见光下降解亚甲基蓝的催化性能.光催化降解结果表明,复合材料对亚甲基蓝的降解能力受ZnFe2O4与Ag3PO4的物质的量的比影响较大,当ZnFe2O4与Ag3PO4的物质的量的比为0.1∶1时,所得复合材料的光催化活性最高.与纯Ag3PO4相比,ZnFe2O4/Ag3PO4具有优异的结构稳定性和循环利用性能.循环4次后,ZnFe2O4/Ag3PO4的回收率为93.1%,光照60 min对亚甲基蓝的降解率为54.5%,回收率下降了5.1%,亚甲基蓝降解率下降了8.1%,而纯的Ag3PO4样品经过4次循环使用后,回收率下降了50.2%,亚甲基蓝的降解率下降了28.7%,说明ZnFe2O4的加入,提高了复合材料的稳定性和磁回收特性.自由基捕获实验表明空穴(h+)和超氧自由基(·O2-)是亚甲基蓝降解反应中的主要活性物质.

    ZnFe2O4/Ag3PO4复合材料光催化降解稳定性磁性

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    Ni、C共掺杂ZnO复合物合成及其光催化性能研究

    孙巧萍毛晨昕涂燕红张帆帆...
    143-151页
    查看更多>>摘要：以酸性红14(AR14)为碳源,Zn(NO3)2·6H2O和Ni(NO3)2·6H2O为半导体原料,通过共沉淀-吸附法合成Ni、C共掺杂ZnO复合物前驱体,并在N2中煅烧前驱体获得目标产物.同时,利用正交实验法考察影响产物光催化效率的主要因素,并采用XRD、PL、FT-IR、UV-Vis、XPS等技术对样品结构性能进行表征.结果表明,在ZnO中引入适量的Ni和C可以提高氧空位浓度,形成数量较多的碳键,利于光生电子与空穴分离.以罗丹明B(RhB)为探针分子考察了合成产物的光催化活性,结果表明,NiO/C/ZnO-5的光催化效率高于ZnO、NiO、ZnO/C、NiO/C、ZnO/NiO,也高于其他NiO/C/ZnO.

    ZnO基复合物Ni,C共掺杂酸性染料光催化降解电子-空穴对

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    微球状Co3O4/BiOBr光催化材料制备以及在可见光下高效去除RhB染料的研究

    巫衡赵丹陈勇号孙天奇...
    152-165页
    查看更多>>摘要：为提高铋半导体BiOX(X=Cl、Br)光催化剂的可见光利用率,采用水热法制备了Co3O4/BiOBr异质结复合材料,并通过XRD、FT-IR、SEM对其进行了形貌表征,XPS、SEM、XPS、UV-vis DRS和EPR用于分析晶体结构、形貌、元素状态和光吸收特性.同时,研究了Co3O4/BiOBr在可见光下对罗丹明B(RhB)染料的降解作用.结果表明,CO3O4和BiOBr的结合可以扩大光吸收范围,微球形的Co3O4可以大大增加Co3O4/BiOBr异质结的比表面积.多重正交实验表明,当Co3O4与BiOBr的物质的量比为1∶10时,Co3O4/BiOBr对罗丹明B(RhB)染料的降解效率分别是BiOBr和Co3O4的1.89倍和45.45倍.RhB染料可在30 min内完全降解.催化剂的光催化效率在5次循环后仍保持在83%以上.研究表明该催化剂在光催化降解有机污染物方面具有潜在的应用前景.

    溴化铋四氧化三钴光催化废水净化罗丹明B

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    磷酸盐对镉在纤铁矿上吸附行为的影响机制研究

    梁恒尧郭楚玲李晓飞任美慧...
    166-176页
    查看更多>>摘要：铁氧化物对有毒金属的吸附广泛存在于自然环境中.众所周知,氧阴离子可以通过协同或者竞争效应改变微量金属元素的吸附行为.然而,具体的共同吸附机制尚不完全清楚.本研究通过宏观吸附实验、原位衰减全反射傅立叶变换红外光谱(ATR-FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)等方法,研究了磷酸盐存在下,镉(Cd(Ⅱ))在合成纤铁矿(Lep)上的吸附行为.等温吸附实验结果表明,在不存在磷酸盐且Cd(Ⅱ)初始浓度为1 mmol·L-1的体系中,Lep对Cd(Ⅱ)的吸附量为1.91 mg·g-1.当体系中磷酸盐与Cd(Ⅱ)的物质的量比分别为1:1和2:1时,Lep对Cd(Ⅱ)的吸附量较不存在磷酸盐时分别提高了3.67倍和16.62倍;当磷酸盐与Cd(Ⅱ)的物质的量比为5:1时,Lep对Cd(Ⅱ)的吸附量较不存在磷酸盐时却只提高了12.93倍.吸附边结果表明,pH对磷酸盐介导的Lep对Cd(Ⅱ)的吸附行为影响较小,这可能是因为磷酸盐具有很强的配位作用.XPS和ATR-FTIR分析表明,Cd(Ⅱ)可以和Lep表面的磷酸盐络合形成三元络合物(Cd(Ⅱ)-磷酸盐-Lep),并且磷酸盐主要通过内圈络合与Lep表面结合.此外,2D-COS分析表明,在Lep表面形成了多种构型的磷酸盐-Cd(Ⅱ)-Lep三元络合物,其中包括双齿双核和单齿双核络合物.这些络合物构型是磷酸盐与Cd(Ⅱ)在Lep表面通过形成三元络合物协同吸附的典型模式.

    镉磷酸盐纤铁矿表面络合结构界面反应

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    部分饱和垂直流人工湿地抗生素去除性能及规律研究

    隋雪晴左尚武周磊张雪琦...
    177-187页
    查看更多>>摘要：为实现生活污水中抗生素的绿色高效去除,选取4种抗生素(磺胺甲噁唑(SMX)、甲氧苄啶(TMP)、土霉素(OTC)和环丙沙星(CIP))为对象,构建垂直流人工湿地小试装置,比较研究在低浓度(3.77～11.5 μg·L-1)、高浓度(185～350 μg·L-1)两种抗生素污染水平下,完全饱和和部分饱和人工湿地的水质净化效果,并探究抗生素的去除规律.结果表明,与饱和人工湿地相比,部分饱和人工湿地内部溶解氧与氧化还原电位跨度增大,其化学需氧量和总氮的去除率分别为77.9%～88.4%和66.1%～80.3%,分别是饱和人工湿地去除率的2.31～3.40倍和1.44～1.73倍.各组人工湿地对于抗生素的去除效果良好,去除率在72.8%～99.5%之间.高浓度抗生素条件下,部分饱和人工湿地相对于饱和人工湿地优势显著,其出水中SMX、TMP和OTC的平均浓度分别为20.8、3.73和3.96 μg·L-1,分别比饱和人工湿地降低了32.5%、71.1%和33.0%.人工湿地沿程抗生素浓度分析表明,抗生素的去除主要发生在不饱和层及饱和层上部20 cm的空间内,在部分饱和人工湿地中,这两个区域分别占总去除贡献的41.4%～78.1%和22.5%～51.1%.偏最小二乘路径分析显示,氧化还原条件是影响该人工湿地净化效果的首要因素.

    抗生素垂直流人工湿地水位调控污水处理

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    藻华生消过程对海水铜络合容量的影响

    姜翰林周立敏陈静张天姿...
    188-200页
    查看更多>>摘要：以我国近海藻华优势种中肋骨条藻(Skeletonema costatum)、东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)和浒苔(Ulva prolifera)为研究对象,通过室内培养实验、近岸绿潮区的围隔培养和现场调查,利用阳极溶出伏安法和分子光谱学技术分析了藻华生消过程中重金属有机配体的释放规律和组成变化特征.结果表明,中肋骨条藻和东海原甲藻生消过程中有机配体的大量释放发生在生长初期和消亡期,在指数生长期释放较慢;浒苔暴发期产生的有机配体促使围隔内铜络合容量平均值为围隔外的2.82倍,现场数据显示浒苔的聚积腐烂导致近岸绿潮区铜络合容量相较浒苔靠岸前提高37.81%.藻华生长阶段铜络合容量的增长与浮游植物直接分泌的类蛋白质等不稳定溶解有机质组分有关,在生长期结束则归因于腐殖质类物质等大分子惰性副产物.亚致死量的铜胁迫加快了浒苔藻体降解和有机配体的释放,铜胁迫下浒苔络合容量为对照组的2.78倍,体系中的游离铜离子被有效络合,至培养结束仅为初始的6.27%,显著降低了其生物毒性.

    络合容量海洋藻类藻源有机质重金属伏安法

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    典型热带近海河流微生物群落结构特征及其碳氮磷循环特征与机制

    吴喆余春瑰刘美璇李翀...
    201-215页
    查看更多>>摘要：近海河流是研究陆地和海洋的物理、化学、生物、地质过程及其相互作用,以及全球环境变化与人类活动影响的重要载体.本研究以典型热带近海河流三亚西河为研究对象,采用eDNA宏条形码和qPCR功能基因芯片技术,对典型热带近海河流三亚西河上、中、下游共13个样点表层水体中浮游细菌群落多样性、结构组成、相互作用关系和组装过程以及碳(C)、氮(N)、磷(P)、硫(S)循环中71个相关功能基因丰度进行了特征分析和调控机制研究.结果表明:三亚西河的浮游细菌群落多样性、结构组成、相互作用关系和组装过程在不同河段均存在显著差异.下游入海口地区浮游细菌群落多样性降低,不同河段间的环境异质性增强,群落结构差异显著.在淡咸水交汇的中游,环境异质性增强,浮游细菌群落共现网络更为复杂,确定性过程在其群落扩散中占据主导地位.此外,对浮游细菌的功能分析表明,多数微生物介导的C、N、P循环相关功能基因的表达在下游受到抑制.随机森林分析表明,Verrucomicrobia和Tenericutes可能是参与C、N、P循环中最重要的功能菌门.冗余分析(RDA)、层次分割(HP)及Mantel检验表明,咸潮上溯导致的盐度差异是调控浮游细菌群落和C、N、P循环功能的重要机制之一.研究结果有利于加强对近海河流浮游细菌群落组成特征的认识,明晰其参与的河流和海洋生物地球化学循环过程,为监督、评估和改善水质、水环境和水生态健康与安全提供理论基础.

    浮游细菌三亚西河生物地球化学循环功能基因淡水盐碱化

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    持续自然混合期水体微生物特性变化及对水质改善影响研究

    宋云霞黄廷林张轩寇莉青...
    216-227页
    查看更多>>摘要：近年来,大中型水库逐渐成为城市主要的饮用水来源,其水质安全逐渐成为全球关注的问题.原位实验证明,扬水曝气系统可以破坏水库水体分层,人为诱导水体提前进入自然混合时期,比未经人为干预的水体提前了2.5个月.然而,对于持续自然混合期的水体生物特性(碳代谢活性、群落结构及多样性)变化与水质改善之间的关系仍缺乏深入研究.为此,本文系统研究了持续自然混合期李家河水库水质参数、污染物浓度、细菌碳代谢活性、物种组成和微生物群落共生模式的时空变化.持续自然混合初期水体菌群具有较高的丰度及碳代谢活性,随着持续混合的进行,均呈现逐渐下降的趋势.整个持续自然混合期水体细菌群落结构以放线菌门和变形菌门为主,优势属为CL500-29_marine_group(26.65%)和hgcI_clade(18.21%).共生网络分析表明持续自然混合初期细菌群落间相互作用更复杂紧密.冗余分析则表明微生物种群结构受环境因子和水质因子的共同调控.相关性分析表明功能微生物与水质间具有显著相关性,对水质改善起到积极作用.总体而言,该研究结果将为饮用水水源水质改善原位生物修复提供科学依据.

    饮用水水库持续自然混合生物改善共生网络分析污染物去除

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