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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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    城市污水净化对受纳河流水生态系统的改善—以丁山河流域为例

    史新明刘晓璇王欢郑效旭...
    228-237页
    查看更多>>摘要：以丁山河流域为研究对象,沿城市河流设计了3种旁路生态处理系统,用作污水处理厂或工业废水的附加净化措施,研究河流水质经旁路生态系统处理前后的变化情况,并采用高通量测序方法研究细菌和真菌多样性和群落结构变化,以更全面地反映城市污水经生态系统处理后对受纳河流的影响.结果表明,生态系统出水COD、NH4+-N和TP等营养盐指标明显低于湿地进水,水质明显提升,且污水对生态处理系统和受纳河流微生物影响显著,微生物多样性增加.对旁路生态系统水体理化指标进行统计分析,发现旁路生态系统对COD(55.7%～64.0%)、NH4+-N(63.1%～89.4%)和TP(27.6%～76.7%)的去除效果均较好,水质从地表水劣Ⅴ类提高到Ⅲ类,受纳河流的水质显著改善.对生态系统进出水和河道上下游水体微生物多样性进行统计分析,发现在门水平上,各生态处理系统主要的优势菌门基本相同;在纲水平上,各生态处理系统的真核微生物群落结构差异较大;受纳河流下游水体Chao1、Faith's PD和Shannon指数大于上游,物种丰富度和多样性显著提高.其中,变形菌门(Proteobacteria,77%～95%)、拟杆菌门(Bacteroidetes,1.0%～10%)、放线菌门(Actinobacteria,0.36%～12%)和厚壁菌门是旁路生态系统主要优势菌门;γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)、α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)和拟杆菌纲(Bacteroidia)是受纳河流主要优势菌纲.通过对微生物群落结构进行研究,能够更加全面地揭示尾水经过生态处理系统处理对受纳河流引起的复合生态效应,对城市河流生态系统保护具有重大意义.

    生态处理系统污水处理河流水质微生物群落结构丁山河

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    汉江上游水体沉积物中微塑料赋存特征与生态风险评价

    宋凤敏李巧云莫子龙赵航航...
    238-247页
    查看更多>>摘要：水体沉积物作为微塑料重要的汇,是微塑料的潜在受体和主要储存场所.为了解汉江上游水体沉积物中微塑料的污染状况,采用密度浮选-氧化消解分离提取、光学显微镜和扫描电子显微镜观察、显微红外光谱仪鉴定及风险表征比率评价等方法,揭示微塑料赋存特征并进行生态风险评价.结果表明:研究区域水体沉积物中微塑料丰度为56.67～2240 n·kg-1(以干重计),平均丰度为941.21 n·kg-1,各样点的微塑料丰度差异显著(p<0.05);纤维类为微塑料的主要形状,不同形状微塑料形貌各异,表面均存在摩擦、破损等痕迹;粒径0.1～0.5 mm的微塑料占50%以上,颜色以透明为主;聚合物成分主要为聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)和聚酰胺(PA);研究区域微塑料的污染负荷指数(PLI)和风险表征比率(RCR)值分别为1.19和79.69,表明该区域水体沉积物中微塑料污染程度为中度,属于中等生态风险.本研究可为汉江上游水体沉积物中微塑料污染状况及风险评估提供参考.

    汉江上游微塑料(MPs)沉积物赋存特征风险评估

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    大沽河感潮河段溶解有机质来源组成的潮汐变化及调控因素分析

    蒋森刘勇朱宇轩Taha F.Marhabar...
    248-261页
    查看更多>>摘要：感潮河段是受到人类活动和潮汐水动力影响的典型河口区域,深刻理解其溶解有机质(DOM)来源组成的动态变化对于研究河口有机质的迁移转化和碳循环至关重要.本研究于2022年干季(5月)和湿季(10月)在大沽河下游感潮河段采集了不同潮周期的水体样品,进行了盐度、叶绿素、溶解有机碳及DOM的紫外-可见吸收光谱和三维荧光光谱分析.结果显示,湿季陆地径流大,初级生产力高,但DOM以陆地径流输入的芳香性化合物和类腐殖质为主,并且落潮期养殖废水的排放增加了近海站位类腐殖质的含量;干季陆地径流小初级生产力低,在人类污水排放的影响下大沽河感潮河段DOM不仅富含陆源类腐殖质也富集了大量的类蛋白,并且在落潮期含量高.主成分和相关性分析表明,陆地径流量和初级生产力是干湿两季DOM含量及组成差异的重要调控因素;并且在干季潮汐水动力通过调控淡水团和海水团的混合影响陆地径流惰性物质(芳香性化合物和类腐殖质)和活性类蛋白的输入和输出,增加陆源有机质在感潮河段的生物地球化学转化周期,从而改变向海输送的有机碳通量.这些结果认识为研究河口有机质的来源和迁移转化提供了数据支撑和参考依据.

    溶解性有机质大沽河感潮河段潮汐动力紫外-可见吸收光谱三维荧光光谱

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    基于遥感信息的无监测资料流域氮磷非点源污染源污染通量估算研究

    李好杨胜天娄和震任霄玉...
    262-271页
    查看更多>>摘要：中国仍然存在许多面源污染严重但缺乏水文监测的流域,估算这些流域面源污染物入河通量十分困难.为了解决这一问题,本研究选择密云水库上游流域为典型实验区,利用EcoHAT模型以及遥感水文站技术,进行了2001-2022年月尺度氮磷面源污染过程模拟,并通过量化岸边带植被对污染物的过滤能力,对模拟结果进行修正,完成面源污染通量估算.结果表明:①所构建的修正模型具有良好的精度,R²在0.69以上,均方根误差(RMSE)在0.07以下;②模拟结果通过修正后精度提高较为显著,8个子流域总氮入河通量结果修正前NSE范围为0.61～0.72,修正后NSE范围提高到0.77～0.86.总磷入河通量结果修正前NSE范围为0.61～0.75,修正后NSE范围提升至0.76～0.82;③经过修正后密云水库上游流域2001-2022年总氮、总磷面源污染入河通量分别为25849.59、682.49 t,与修正前相比下降了35.19%和27.04%,总体来看流域总氮、总磷面源污染入河通量均呈下降趋势,其中总氮变化速率为-1.66 t·a-1;总磷变化速率为-0.07 t·a-1.

    缺水文数据流域遥感水文站EcoHAT模型面源污染通量估算

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    渭河流域地下水氮污染的来源示踪及其迁移转化过程识别

    杨楠张妍孙豪王超...
    272-282页
    查看更多>>摘要：地下水氮污染与人类健康息息相关,对氮污染来源的划分是有效控制地下水污染的关键.本研究采集了渭河流域地下水样品,结合水化学方法和环境稳定同位素技术,对冬夏两季地下水中氮污染的时空分布特征、迁移转化过程及来源进行了研究,并结合SIAR同位素混合模型定量分析了不同来源氮对地下水硝酸盐氮的贡献率.结果表明,硝酸盐氮是渭河流域地下水氮污染的主要形式.夏季和冬季硝酸盐氮与氨氮浓度无显著性差异(p>0.05),而亚硝酸盐氮浓度在冬季显著大于夏季(p<0.01).硝酸盐氮浓度在空间上无显著性差异,亚硝酸盐氮浓度下游大于上、中游(p<0.01),氨氮浓度表现为中游大于上游和下游(p<0.01).冬季宝鸡市、兴平市与夏季宝鸡市、眉县、兴平市附近采样点硝酸盐氮浓度超过生活饮用水卫生标准(GB 5749-2022)规定的10 mg·L-1,两季超标率分别为20%和30%,超标样品δ15N范围为+1.33%～+14.36%.地下水硝酸盐氮的主要来源是粪便及污废水、化肥以及土壤有机氮,以上来源对冬季地下水硝酸盐氮的贡献率分别为42.73%、22.99%和21.84%,对夏季的贡献率分别为40.34%、36.97%和18.02%,大气沉降在两季对地下水氮污染的贡献最小.冬季氮转化的主要过程是硝化作用与异化硝酸盐还原作用(DNRA),而夏季的主导过程为硝化作用,异化硝酸盐还原作用相对较弱.提高生活污废水收集效率,改善化粪池管理,推广有机肥料的施用,提高肥料与土壤中氮利用效率是减少渭河流域地下水硝酸盐氮的重要举措.

    地下水氮污染氮氧双同位素迁移转化季节性变化

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    基于地下水修复的过硫酸盐缓释剂释放和模拟研究

    陈华丽陈佳夷王挺叶家辉...
    283-291页
    查看更多>>摘要：为了研究基于地下水修复的过硫酸盐缓释剂的释放过程,本文制备了含有石英砂组分,以过硫酸盐为氧化剂和石蜡为粘合剂的缓释剂并进行了不同条件的释放实验,同时基于一阶动力学和菲克扩散定律提出了一种新的两相扩散模型来模拟缓释剂的释放过程.释放实验设计了不同蜡砂比、不同过硫酸盐含量的缓释剂释放,得到了15 d以上的释放数据,并用一阶动力学、扩散模型和本研究提出的两相扩散模型进行模拟计算.结果表明,两相扩散模型的决定系数R2均在0.96以上,准确度比单一的一阶动力学模型和扩散模型提高10%以上,能更高精度地模拟本研究的缓释剂释放过程.当石蜡占比和过硫酸钠含量逐渐变大时,模型中快速释放常数(k)与有效扩散系数(De)也线性增大.通过两相扩散模型的计算能够更为精准地计算缓释剂的释放过程,为缓释剂的制备和实际原位应用提供数据支撑.

    地下水修复过硫酸盐缓释剂释放模型

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    底栖动物添加及原位钝化对底泥疏浚强化效果研究

    全志道薛同站胡家良韩毅...
    292-301页
    查看更多>>摘要：以西巢湖为研究对象,通过室内模拟实验向已疏浚柱状样添加镧改性膨润土(LMB,商品名Phoslock®)、铜锈环棱螺、河蚬及螺蚬组合,研究钝化材料和底栖动物强化疏浚效果.采用平衡式间隙水技术(Peeper)测定间隙水NH4+-N和可溶性活性磷(SRP)浓度并计算沉积物-水界面交换通量,通过分级提取实验分析底泥磷形态.结果显示,在疏浚的基础上添加Phoslock,上覆水TP、SRP浓度及间隙水NH4+-N、SRP扩散通量显著下降,TN浓度上升为疏浚组的1.3倍.投加底栖动物相较于疏浚组上覆水氮、磷浓度及间隙水NH4+-N扩散通量均有不同程度的上升,SRP扩散通量下降了3.6%～53.6%.Phoslock和底栖动物均能进一步减少沉积物中TN、TP和OM的含量,削减范围分别为4.8%～12.3%、14.2%～39.2%和4.5%～20.1%.磷形态结果表明,Phoslock和河蚬可以削减沉积物中活性磷在总磷的占比,削减量分别为25.9%和22.4%,而加入铜锈环棱螺沉积物中活性磷占比为疏浚组的1.3倍.以上结果表明,Phoslock能够进一步强化疏浚对沉积物中氮、磷的控制效果;加入底栖动物降低了沉积物中污染物含量及间隙水中SRP扩散通量,但上覆水氮、磷浓度及界面NH4+-N扩散通量有所升高,强化疏浚效果并不理想.

    西巢湖内源污染疏浚钝化材料底栖动物

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    澳炉协同处置废弃电路板时二噁英全过程排放特性

    孙嘉万军李伟陈彤...
    302-312页
    查看更多>>摘要：电路板协同热处置能有效回收金属资源,但其二噁英排放问题需引起关注.为探究澳斯麦特炉协同处置电路板过程中二噁英的排放特性,对燃料、灰渣、烟气和电除雾废水中二噁英的浓度分布和指纹特征进行研究,分析热处置过程二噁英全过程质量平衡,并对炉渣、飞灰等进行SEM、XRD、XPS表征.结果表明:电除雾前端、制酸烟囱、环集烟囱等排气口的二噁英平均浓度均低于排放限值0.1 ng·Nm-3(以TEQ计,下同),废弃电路板替代少量的传统燃料不会增加二噁英排放;协同处置过程中二噁英的净排放量为-8.804 mg·d-1(-4.61 mg·d-1毒性当量),炉渣和烟尘所含二噁英占比最多,澳炉协同处置废弃电路板过程是二噁英减少的过程;炉渣、飞灰等的表征结果显示,协同处置过程中更多的铜、碳参与了铜的氧氯化循环,炉渣中矿物通过吸附作用捕获高氯代二噁英,细颗粒飞灰吸附的二噁英则同时发生脱附和降解.本研究结果可为澳炉协同处置废弃电路板过程二噁英排放控制提供理论基础.

    澳斯麦特炉废弃电路板协同处置二噁英质量平衡

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    鄱阳湖消落区湿地土壤磷形态分布特征及其影响因素

    陈红梅张华曾欢程莉瑶...
    313-323页
    查看更多>>摘要：消落区是水陆生态系统中物质、能量输移和转化的活跃地带.本文在鄱阳湖典型消落区湿地选择不同景观带(泥滩带、苔草带和南荻带),评价消落区不同景观带土壤磷形态与土壤理化性质的关系.结果表明,不同湿地土壤中各磷形态含量整体表现为C.HCl-Pi>NaOH-Pi>NaOH-Po>D.HCl-Pi>NaHCO3-Pi>NaHCO3-Po>C.HCl-Po>Residual-P>H2O-Pi.消落区泥滩带中有机磷形态显著低于植被带,而无机磷形态则相反,这可能与植被生长对无机磷(Pi)的吸收,以及凋落物输入导致有机磷(Po)的积累有关.除C.HCl-Pi外,消落区南荻带和苔草带土壤磷形态并未表现出显著的差异.RDA结果表明,植被带土壤磷形态主要受土壤pH影响,其中全氮、有机质和pH与NaHCO3-Po和NaOH-Po呈负相关关系;而泥滩带则主要受土壤全氮水平的影响,其中全氮、有机质与NaHCO3-Pi和D.HCl-Pi呈正相关关系.相关分析表明Fe、Mn金属元素含量与NaOH-Pi呈显著正相关.消落区湿地土壤磷形态含量变化是景观差异、金属元素含量和土壤理化性质共同作用的结果.此外,相较于泥滩带,植被带提高了湿地土壤中等活性磷的含量,降低了稳定性磷含量,这表明湿地植被的存在促进了湿地土壤磷的循环.研究结果有助于明晰干湿交替控制下淡水湿地土壤磷转化过程,为淡水湿地保护和水环境治理提供依据.

    鄱阳湖消落区磷形态分布驱动因子

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    外源砷在不同土壤类型形态分布及其影响因素

    韦美溜黄凤艳刘智博宋波...
    324-333页
    查看更多>>摘要：为探讨砷(As)在不同土壤类型的形态含量特征及其关键影响因素,选择未受污染的石灰(岩)土、红壤、黄壤、黄褐土、黄绵土和棕壤,采用BCR分级提取方法,研究了外源As(100 mg·kg-1)老化的第3、7、15、30、120和300 d土壤As的赋存形态特征.结果表明:①外源As进入土壤后有效态含量降低,发生形态再分配,黄壤与土壤的结合强度最大,黄绵土最小;②As在6种土壤的6个老化时间下形态差异显著,赋存形态与土壤类型密切相关,黄绵土的弱酸提取态占比最大,在第120 d时黄褐土中可还原态含量最高(29.43 mg·kg-1),可氧化态含量呈上升趋势,残渣态含量规律为:黄壤＞石灰(岩)土＞红壤＞棕壤＞黄绵土＞黄褐土;③土壤稳定化由多个反应机制共同控制,土壤理化性质与As形态相关性显著,石灰(岩)土、黄壤和黄褐土的低pH值促进了土壤对As的吸附,可通过调控理化性质对土壤安全利用.

    土壤类型外源砷(As)BCR分级提取形态分布

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