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环境科学与技术
环境科学与技术

袁道先

月刊

1003-6504

hjkxyjs@126.com；bjb@hbepb.gov.cn

027-87643502

430072

武汉武昌珞珈山八一路338号

环境科学与技术/Journal Environmental Science & TechnologyCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是由湖北省环境保护局和湖北省环境科学研究院共同主办的学术和技术类刊物，中文核心期刊，中国科技论文统计源期刊，中国科学引文数据库来源期刊和中国学术期刊综合评价数据库来源期刊。刊登环境保护领域内基础研究和应用技术研究的科研成果。
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    闸坝上游河道沉积物铵态氮的吸附-解吸特征

    杨丽虎李政宋献方
    90-97页
    查看更多>>摘要：为评估闸控污染河道沉积物对铵态氮的吸附-解吸特性,选取沙颍河周口(ZK)和沈丘(SQ)闸坝上游河床断面,进行0～20 cm不同深度沉积物的铵态氮吸附-解吸批试验,采用动力学模型和等温热力学模型研究沉积物的吸附-解吸特征,并计算了吸附-解吸临界浓度,分析了沉积物环境因素对铵态氮最大吸附容量的影响.结果表明:(1)两断面沉积物的吸附动力学曲线,均可用准一阶方程拟合.(2)除ZK0～5 cm沉积物用Langmuir等温吸附模型模拟解吸过程较差外,其他深度沉积物均可用Langmuir和Freundlich等温模型模拟NH4+-N的吸附-解吸过程.垂向深度上,ZK在10～15cm吸附性能最强,在5～10cm的解吸性能最强,而SQ在0～5cm的吸附和解吸性能都最强.总体上,ZK断面的吸附能力要优于SQ,但解吸能力弱于SQ.(3)两断面沉积物吸附-解吸临界浓度大于其上覆水NH4+-N浓度,表明沉积物中铵态氮具有向上覆水中释放的风险.最大吸附容量与黏粒体积分数、pH、有机质含量均呈正相关,与TN浓度呈负相关.粒径是影响两断面沉积物吸附铵态氮的主要因素.

    沉积物铵态氮吸附-解吸闸坝沙颍河

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    凤眼莲和双氧水协同抑藻及改善水质效果研究

    孙维民张志勇秦红杰张迎颖...
    98-104页
    查看更多>>摘要：为了探明双氧水(H2O2)和凤眼莲协同作用下去除蓝藻水华以及净化水质的效果,该文通过室内模拟实验分别研究了双氧水、凤眼莲及其组合处理对纯培养铜绿微囊藻的抑制作用和去除水体氮、磷的效果与主要机制.结果表明,H2O2处理组、凤眼莲处理组、H2O2+凤眼莲处理组对铜绿微囊藻(FACHB-7806)的抑制及对水质的改善效果存在显著差异,其中H2O2(15 mg/L)处理组短期抑藻效果最佳,48 h后叶绿素a浓度下降了69％,铜绿微囊藻光合系统Ⅱ的最大光量子产量(Fv/Fm)显著降低,4h后Fv/Fm值趋于0,且48h内无明显恢复,此后因H2O2完全分解而不再有抑藻效果,导致7 d后铜绿微囊藻的光合活性缓慢恢复;凤眼莲处理组48 h内对铜绿微囊藻光合活性无显著抑制效果,但7 d后铜绿微囊藻的光合活性逐渐下降,实验结束时(28 d)叶绿素a浓度下降了 98％;H2O2(15 mg/L)+凤眼莲处理组4 h后对藻细胞Fv/Fm的抑制率达到最大为71％,实验结束时叶绿素a浓度下降了98％.H2O2+凤眼莲组对水柱中总氮、总磷的去除率分别达81.97％和73.63％,其中凤眼莲自身吸收的氮、磷量分别占去除总量的77.5％和69.8％,可见,本实验条件下植物吸收作用是系统内氮、磷去除的主要途径.而H2O2处理组的氮磷去除量分别为13.23％、20.29％,与对照相比无显著差异.因此,在铜绿微囊藻水华应急处理时可以适量投加H2O2,而后续在此基础上安全控养适量凤眼莲则有助于长效控藻和改善水质.

    铜绿微囊藻水华H2O2凤眼莲抑藻氮磷去除

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    不同pH条件下胶体对石油烃迁移转化的影响研究

    姜艳平李海明李梦娣章卫华...
    105-117页
    查看更多>>摘要：石油烃一旦穿透土壤非饱和带进入到地下含水层后,土壤和地下水污染的控制和治理将难以解决,直接威胁环境的生态安全和人类的身体健康.研究发现土壤胶体是影响污染物迁移的重要因素之一.为了揭示不同pH条件对胶体、石油烃和胶体共迁移的影响,选择天津滨海地区的含水介质,采用室内石英砂柱淋滤方法,研究了不同pH作用下胶体与石油烃共迁移转化规律.研究结果表明:不同pH条件和胶体的存在对石油烃迁移转化具有显著阻滞作用,有胶体时的阻滞作用大于无胶体时的阻滞作用.石油烃所处环境酸性或者碱性越大,对石油烃的迁移阻滞作用越强,pH在5～9之间,pH越高,石油烃易发生去质子化导致石油的表面电荷带更多负电荷,强静电排斥有效地抑制了石油附着在介质颗粒表面,石油烃迁移能力越强,pH=5时最大C/C0只达到了 0.35,pH=6时最大C/C0为0.56,pH=8时最大C/C0为0.84.当pH＞10时,石油烃乳化能力降低导致石油烃的迁移能力降低,pH=10和pH=12时,最大C/C0分别达到了0.40和0.39.同时,pH还会影响胶体的稳定性从而影响胶体对石油烃的吸附,pH越高,胶体稳定性越好,胶体对石油烃的迁移阻滞能力增强是由于堵塞作用,不同pH条件对胶体和石油烃迁移影响显著,pH=5时C/C0仅为0.45,pH=6时C/C0为0.36,pH=8时C/C0为0.34,pH=10 时 C/C0为 0.27,pH=12 时最小 C/C0为 0.22.

    地下水胶体石油烃pH

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    北部湾海洋鱼类微塑料的分离、鉴定及其特征分析

    李文菁黄月群庞荣聪黄亮亮...
    118-127页
    查看更多>>摘要：作者采集北部湾9个地区的23种鱼类,结合原位红外光谱技术和激光拉曼红外光谱技术,采用场发射扫描电镜-X射线能谱(FESEM-EDS)技术对鱼体内微塑料表面形貌特征和微量元素进行分析.结果表明:(1)15.3％的鱼类胃肠道和2.59％的鳃中发现微塑料,鱼类微塑料个数在0～1.11个/个体之间;(2)微塑料颜色主要为透明色,形状主要为纤维类和碎片类;(3)微塑料类型主要有聚丙烯、聚对苯聚碳酸酯和尼龙;(4)微塑料表面出现褶皱、凹槽、划痕等形态特征,并携带了微量的Fe、Al、Zr、Ti等金属元素和Ca、K、Mg等盐类化合物元素.以上结果确定了北部湾周边区域鱼类微塑料的丰度、类型及其表面特征,为北部湾区域微塑料的污染程度和分布特征提供了参考依据.

    微塑料丰度微塑料特征原位红外光谱技术激光拉曼光谱技术FESEM-EDS

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    Fe3O4负载填料强化生物滴滤器净化氯苯性能研究

    滕乐朱宁王丽萍
    128-138页
    查看更多>>摘要：文章采用共沉淀法制备负载Fe3O4的聚氨酯海绵填料,考察生物滴滤器(BTF)不同条件下净化氯苯废气的性能和微生物群落变化.结果表明,负载Fe3O4后,BTF系统第18天启动完成,比未负载的缩短7d;停留时间90、60、30s时,BTF系统最大去除负荷分别为28.39、38.20和57.87g/(m3·h),比未负载的相应提高了 25.68％、50.63％、73.63％;BTF停运7 d后系统性能在第5天完全恢复.负载Fe3O4后填料表面变得粗糙,微生物生长均匀;高通量测序表明,运行80 d后BTF中优势菌种占比上升明显,系统内优势菌门为变形菌门、拟杆菌门、放线菌门,优势菌属为罗河杆菌属、假单胞菌属;负载Fe3O4后,微生物群落中菌种组成向具有强降解能力的优势菌种转化,提高BTF净化性能.

    氯苯生物滴滤器Fe3O4微生物群落净化性能

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    坡缕石负载Mn-Cu催化剂催化燃烧甲苯研究

    刘金宝张芬
    139-146页
    查看更多>>摘要：作者采用浸渍法制备了一系列不同温度焙烧的Mn-Cu/Pal-T催化剂,用于甲苯催化燃烧反应.结合XRD、BET、SEM、H2-TPR、NH3-TPD、XPS多种测试手段来分析催化剂的表面结构和化学态.结果表明,焙烧温度对催化剂催化燃烧甲苯性能有重要影响,因为其会导致催化剂物化性质的变化.在400℃焙烧制得的催化剂拥有最佳的催化氧化甲苯活性,甲苯完全转化温度仅需335℃.Mn-Cu/Pal-400催化剂拥有相对大的比表面积,CuO和Mn2O3活性物种在其表面高度分散.同时,拥有最佳的氧化还原性、最高比例的路易斯酸、最多的氧空穴和活性氧物种,这些均有利于甲苯深度氧化.相比之下,700℃下焙烧的催化剂Mn-Cu/Pal-700呈现最小的比表面积和路易斯酸比例、最少的活性氧物种和最差的氧迁移性,这无疑会导致最差的甲苯氧化性能.

    催化氧化甲苯Mn-Cu催化剂焙烧温度

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    中国生活垃圾填埋场甲烷源碳排放量预测评估

    詹静芳王珊珊
    147-155页
    查看更多>>摘要：生活垃圾填埋场为全球第三大人为甲烷排放源.中国填埋垃圾体量巨大,生化降解持续产生含甲烷的填埋气,对中国碳达峰目标实现具有潜在影响,亟待预测评估.文章基于中国近40年生活垃圾产量和填埋量相关统计数据,建立了中国城市生活垃圾人均日产量与人均GDP的数学关系,预测了未来10年生活垃圾总产量和填埋量.通过对目前常用的3种填埋气产量计算模型比较分析与实测数据验证,筛选出了比较符合中国城市生活垃圾产气特点的双组分产气模型,利用该模型预测了中国未来10年填埋气总产量和甲烷排放量,评估了碳达峰前生活垃圾填埋场甲烷源碳减排潜力.预测结果表明:2021-2030年中国至少新增28.1亿t生活垃圾,其中8.5亿t仍以填埋方式处置;2021-2030年全国所有垃圾填埋场填埋气总产量达1399.9亿m3,其中约75％的填埋气由2021-2030年间新增填埋垃圾产生,剩余25％由1980-2020年累计填埋的33.1亿t垃圾产生.评估结果表明:全国垃圾填埋场甲烷排放量介于494.7～659.6亿m3,对应的甲烷源碳排放量估算为8.9～11.8亿t.相比于中国其他重点行业,垃圾填埋处置行业碳减排潜力显著,有望以较低经济成本、较少发展制约为碳达峰目标作出重要贡献.

    城市生活垃圾垃圾填埋场甲烷碳排放碳达峰

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    新型土壤固化剂对含重金属Pb、Cd膨胀土固化效果研究

    梅涛蓝际荣董祎挈张珊珊...
    156-164页
    查看更多>>摘要：针对重金属膨胀土现有技术浸水稳定性不足、重金属浸出率高、经济效益低等问题,文章采用武汉大学自主研发的SSH新型土壤固化剂对重金属Pb、Cd污染膨胀土进行改良,以满足膨胀土地区建筑技术规范及重金属浸出阈值.通过室内模拟实验研究了添加剂种类、养护龄期等因素对自由膨胀率、抗压强度、浸水稳定性和重金属固化效率的影响.通过XPS、SEM等方法对样品中物质存在形式和表面形貌变化进行表征,研究了重金属膨胀土改良的过程及机理.实验结果表明,当掺量配比为:膨胀土:SSH:石灰=92％:4％:4％时,自由膨胀率由62.87％降低至6.46％,抗压强度提高2.46倍,浸水稳定性明显提升,重金属固化效率均达到90％以上.表征结果显示,SSH通过离子交换、沉淀及包裹保护等作用进一步提高土粒聚集性和重金属固化效果,明显改善膨胀土基本物理性能,同时重金属Pb、Cd固化后主要以PbSiO3和CdSiO,等沉淀形式存在于体系中.研究结果可为解决重金属污染膨胀土的改良应用提供一定的理论参考.

    膨胀土重金属性能改良固化稳定化处理

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    载气对稻草秸秆固态发酵性能的影响特性

    李飞凤董亮刘自山姚明材...
    165-173页
    查看更多>>摘要：为探究载气对稻草秸秆固态发酵性能的影响特性,该文构建了一套新型气载乙醇同步酶解纤维素填充床发酵系统.在该系统中,将纤维素基质、纤维素酶及纤维二糖酶混合均匀,装填于反应器内形成基质填充床,酵母菌循环液流经床层将酶解发酵生成的葡萄糖转化为乙醇,利用载气将生成的产物及时载出反应器,乙醇被水吸收.结果表明:载气可及时将生成的产物载出反应器,提高发酵效率.载气类型对发酵过程影响较大,N2为载气时发酵效率最高,乙醇得率相对于无气提式发酵提高了 1.04倍,间歇时间为2h时乙醇得率最大,4h乙醇总量最多为1.912g;CO2为载气时乙醇得率提高了 0.94倍,间歇时间为4h时乙醇得率最大且积累量最多,为1.974g;然而空气为载气时对发酵效率提高不大,间歇时间为4h时发酵效果最好,乙醇总量最多为1.592g;最终结果表明载气为N2,间歇时间为2 h,乙醇得率最高.

    纤维素乙醇载气同步酶解发酵固态发酵

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    高级氧化工艺处理聚乙烯醇废水研究

    宋贤妮董家裕吴东雷
    174-186页
    查看更多>>摘要：聚乙烯醇(PVA)因其良好水溶性及环境友好特性已被广泛应用于工业生产中,但PVA属于典型的难降解有机物,且PVA废水化学需氧量值较高,必须进行处理才能达标排放.针对聚乙烯醇废水的处理主要包括生物、物理和化学方法.其中高级氧化工艺(AOPs)作为一种很有前途的处理含难降解有机污染物废水的技术已经被广泛用于处理PVA废水.根据引发自由基产生的物质,将AOPs分为以下3类:(1)高活性催化剂引发氧化类;(2)外加能源引发氧化类;(3)杂化引发氧化类.文章探讨了各方法氧化降解效率及优缺点,并介绍了各个方法的机理,提出了现有处理工艺中存在的问题,探讨了解决的思路,为PVA废水处理技术的发展提供参考.

    聚乙烯醇高级氧化工艺氧化降解废水处理

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