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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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    李家河库区及入库河流水化学组成和溶解性有机物荧光特征

    马语晗胡恩赵丹胡龙刚...
    106-117页
    查看更多>>摘要：水库作为重要供水水源地,可能面临富营养化、耗氧有机物污染等水质问题,对库区水体进行污染物源解析是实现精准治污、科学管理的重要依据.该研究通过水化学组成分析、三维荧光光谱结合平行因子分析法以及硝酸盐氮氧同位素指标等方法,并采用贝叶斯混合模型对溶解性有机物(DOM)和硝酸盐进行溯源分析.结果表明,枯水期水库水体荧光指数(FI)均高于丰水期,且枯水期水库上游河流DOM的腐殖化指数(HIX)更接近于壤中流;流域水体解析出DOM含有3种类腐殖酸类物质和一种类色氨酸类物质;结合稳定同位素混合(SIAR)模型,李家河水库水体污染物来源以土壤、肥料及凋落物为主,其对DOM及硝酸盐主要贡献率分别达到68％左右和77％左右.该研究对未来开展精准治污等水环境保护措施提供了参考依据.

    污染物溯源溶解性有机物硝酸盐SIAR模型李家河水库

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    洛河干流枯水期水化学空间分布特征

    原名扬郭晓明刘越禹洋...
    118-126页
    查看更多>>摘要：洛河是黄河(河南段)最大的一级支流,沿岸加剧的人类活动深刻影响着洛河的水化学特征,从而制约着流域经济社会的可持续健康发展.该文以洛河为研究对象,在洛河干流(洛阳-巩义段)设置11个采样点,于枯水期(2023年12月)采集河水样品,研究水中盐分(K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Cl-、SO42-和HCO3-)和营养元素(总溶解性氮、总溶解性磷和总溶解性碳)的空间分布特征.结果表明,水体呈弱碱性,总矿化度为282～448 mg/L,水化学类型为HCO3-SO4-Ca-Mg;层次聚类法分析表明盐分和营养元素含量从上游到下游可划分为3个分区,I区(洛宁县-宜阳县郊)含量相对较低,而Ⅱ区和Ⅲ区(宜阳县城-洛阳市区-巩义)含量相对较高;Gibbs模型等表明盐分离子主要受到硅酸盐岩风化的影响;总溶解性氮浓度(3.27mg/L)超过国家地表水环境质量的V类水标准,其组分以硝态氮为主(占比78.05％);流域内土地利用类型和相关性分析表明其主要受农业生产活动和城市生活污水影响.研究结果可为洛河流域的地表水环境质量保护提供理论依据.

    洛河流域水化学盐分营养元素总溶解性氮硝态氮

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    藏东昌都地区典型地热温泉水化学和同位素特征及其成因

    邵杰陈喜庆滕超杨欣杰...
    127-140页
    查看更多>>摘要：该文基于西藏昌都地区的地热地质背景,综合运用野外地质调查、水文地球化学、环境同位素方法,并结合泉华地球化学特征,探究了区内出露在怒江断裂带、澜沧江断裂带和金沙江断裂带内典型地热温泉的发育特征及其成因机制.结果表明:夏里温泉(约31.6 ℃)、恩达温泉(约12.7 ℃)、娘曲温泉(约10.8 ℃)、曲登温泉(约55.9 ℃)和阿旺温泉(约78.6℃)及其周边河流水化学常量组分变化趋势基本一致,且温泉泉水的水化学含量值基本都显示出大于河水的水化学含量值的特征.泉水阳离子以Ca2+、Mg2+和Na+为主,阴离子以HCO3-和SO42-为主,温泉水化学类型为HCOa-Ca·Mg型、HCO3·SO4-Ca·Mg型和HCO3-Na型,温泉水化学类型与周边地表冷水水化学类型呈现出一定差异性,5个温泉水-岩相互作用以岩石溶滤作用控制类型为主.通过5个典型温泉成因模式对比分析,共同特征是5个温泉成因均受到断裂带控制,不同之处在于夏里温泉、恩达温泉和娘曲温泉为岩溶泉类型,且温泉温度相对较低,曲登温泉和阿旺温泉为砂岩或砂砾岩泉类型,且温泉温度相对较高.

    地热温泉藏东水文地球化学氢氧稳定同位素泉华

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    UV/过碳酸钠高级氧化体系降解酸性橙7的反应机理研究

    李悦唐玉朝冯琪瑞王坤...
    141-151页
    查看更多>>摘要：该文探究了 UV与过碳酸钠(SPC)均相高级氧化体系去除酸性橙7(AO7)的反应机理.结果表明:当AO7初始浓度为20 mg/L、SPC投加量为0.5 mmol/L时,光解25 min时AO7去除率可达98.4％,反应过程符合一级反应动力学模型,R2＞0.990.当pH约为3.0时,25 min AO7去除率为74.2％,当pH值提高至10.0左右时,体系去除效率提升至99.8％.高浓度无机阴离子HCO3-和NO3-均会对体系产生抑制,低浓度Cl--轻微促进,而SO42-对反应速率几乎无影响.腐殖酸对AO7降解抑制相对较强,印染助剂柠檬酸钠对体系影响较小.自由基捕获实验和电子顺磁共振测试结果表明,UV/SPC体系中的活性物质为·OH、·CO3-、1O2和O2·-,·OH为主要活性自由基.TOC结果表明,60 min TOC去除率为41.8％,具有比UV/H2O2更好的矿化效果.UV-Vis吸收光谱分析表明,16 min左右时主特征峰接近完全消失.依据液相色谱-质谱联用仪实验结果提出了 AO7在UV/SPC高级氧化体系降解过程中的可能转化途径.

    过碳酸钠酸性橙7UV/SPC高级化学氧化

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    电石渣/铝酸盐水泥复合免烧填料的制备及除镉性能研究

    朱桐豆王国庆陈亚楠杨蕾...
    152-161页
    查看更多>>摘要：该研究以电石渣、铝酸盐水泥为主要材料,制备出一种人工湿地免烧填料(CSAC填料),并对其镉吸附能力进行了探究.结果表明,CSAC填料(电石渣80％,铝酸盐水泥20％)具有良好的镉吸附性能,初始Cd2+浓度为50mg/L时,镉吸附量可达299.8 mg/g,且吸附结果受多种因素(pH、初始浓度、反应时间、温度)影响.吸附动力学分析表明吸附过程更符合准二级动力学模型,非均相化学吸附过程是CSAC填料镉吸附的主要过程.吸附等温分析表明,吸附过程可以用Sips模型拟合,且根据Sips模型得出的理论最大吸附容量为341.33 mg/g(30 ℃).表征结果表明,ASAC填料对镉的吸附机理包括Cd2+与Ca(OH)2、CO2结合,形成CdCO3沉淀,Cd2+与水化产物发生晶间取代、络合反应.CSAC填料具有良好的力学性能和物理性能,指标均符合要求.研究结果可为人工湿地除镉填料的开发及电石渣的资源化利用提供参考.

    镉人工湿地吸附资源化利用

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    水中铁-砷-有机质体系中的胶体络合行为研究

    田青原王健康沈赣华刘鑫...
    162-169页
    查看更多>>摘要：类金属元素砷(As)具有致癌性及生物可累积性,故其在水环境中的危害备受关注.As在水环境迁移过程中的胶体络合行为是其形态变化的关键过程,然而基于铁-砷(Fe-As)或铁-砷-有机质(Fe-As-OM)的胶体络合行为对As的迁移研究鲜有报道.该文章研究了不同pH和铁初始浓度下的Fe-As胶体络合行为,并探讨不同有机质和阴离子对胶体络合行为及体系中Zeta电位的影响.结果表明:pH是Fe-As胶体络合物形成的关键,在弱酸性及碱性条件下均可形成胶体络合物,且随pH的上升,胶体络合物逐渐转化成絮体并形成沉淀.胶体络合物的生成量随着初始铁浓度的提高而增加,然而有机质(OM)的存在(草酸除外)会抑制这一过程.在Fe-As体系中,阴离子单独作用均会提升胶体络合物的生成速率,而在OA共存体系中,阴离子的加入均会降低该体系胶体络合物的生成量,其中SiO32-的影响最为显著.不同体系下胶体络合物的Zeta电位表现各异,Fe-As和Fe-As-OM体系整体呈正电性,而草酸体系下的胶体络合物呈负电性,且在体系中起主导作用.该文章探究As在水环境中胶体络合行为及其胶体带电性,可为水体中As的防控提供重要参考,特别是在饮用水水质安全保障方面具有重要的意义.

    胶体铁氧化物砷有机质

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    中低温条件下城市污水短程硝化控制方法研究

    邱晨潘凯玲魏钰轩郑志强...
    170-177页
    查看更多>>摘要：短程硝化对污水处理厂的节能增效有着重要意义,而低温条件下如何实现短程硝化的启动仍是亟待研究的难题.该文以实际生活污水为研究对象,开展了中低温(8～16℃)条件下短程硝化启动方法的研究.研究结果表明,在8～16℃条件下,投加50mg/L Fe2O3纳米颗粒可在10d内使反应器出水NO2--N积累率达到75％以上,而投加145 mg/g MLSS的FeCl3可使NO2--N积累率达到100％.分子生物学分析表明,含铁物质的投加导致反应器内活性污泥微生物群落结构发生变化,并形成以Nitrosomonas为优势氨氧化细菌(AOB)、Nitrospira为优势亚硝酸盐氧化菌(NOB)的微生物群落结构,与对照试验组相比,试验组中NOB的相对丰度平均下降68.48％.中低温条件下短程硝化形成源于含铁物质对NOB的选择抑制,PLS-PM分析结果进一步阐述了含铁物质对NO2--N积累的调控途径.由此可形成以含铁物质投加为手段的中低温条件下城市污水短程硝化控制方法.

    含铁物质SBR中低温短程硝化

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    响应曲面法优化酸热联合预处理改善污泥脱水性能的研究

    于晓艳李玉玉苏赛赛杜苏萌...
    178-184页
    查看更多>>摘要：该研究通过酸热联合预处理的方式破解污泥絮体结构以改善污泥的脱水性能,同时基于Box-Behnken响应曲面法对污泥脱水模型进行预测并进行参数优化.结果表明,酸热联合预处理可极大地改善污泥的脱水能力,且当pH为1.0、59.2 ℃加热34.1 min时,污泥的脱水能力最佳,此时泥饼脱水后的含水率为59.0％,污泥比阻SRF为7.48×1012m/kg.酸热联合预处理改善污泥的脱水性能,主要通过大量紧密型胞外聚合物(TB-EPS)转化为溶解型胞外聚合物(S-EPS)和松散型胞外聚合物(LB-EPS)以改变污泥表面的电荷,且TB-EPS蛋白质减少的量近似等于S-EPS和LB-EPS蛋白质增量之和.同时酸热联合作用下污泥颗粒粒径明显增大,而污泥游离氨基酸的种类和浓度对其脱水性能的影响较小.

    污泥脱水表面电荷酸热耦合响应曲面法氨基酸

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    铜铁矿冶炼区周边土壤镉的健康风险评价研究

    董淑容杨荣欣徐春燕程施文...
    185-194页
    查看更多>>摘要：为了更准确地评价铜铁矿冶炼区周边土壤中重金属镉(Cd)污染对人体的健康风险,该研究对冶炼区周边土壤中重金属Cd的总量、不同形态含量以及人体胃肠可给性进行了测定,并基于传统健康风险评价模型、生物有效性评价模型和生物可给性评价模型对土壤中重金属镉的健康风险进行了评价.结果表明,大冶铜铁矿冶炼区周围土壤重金属Cd总含量均值为4.94 mg/kg,Cd形态的分布情况为残渣态＞铁锰氧化物结合态＞有机结合态＞可交换态＞碳酸盐结合态,胃内阶段生物可给性均值为26.06％,肠内生物可给性均值为,43.12％,肠内阶段的可给性高于胃内阶段.单因子指数法评价结果表明,该研究区土壤中重金属Cd污染较为严重,污染区域主要分布在距冶炼区1 500 m范围内.健康风险评价结果表明,研究区域不同人群存在Cd暴露的风险,但3种评价模型下距研究区不同距离致癌风险均在可接受范围,尤其是2 000m左右范围对成人的致癌风险甚微或可忽略.

    重金属生物有效性生物可给性健康风险评价

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    基于蒙特卡洛模拟的甘曲湿地重金属风险评价

    李伟杨博熊健周海洋...
    195-205页
    查看更多>>摘要：甘曲湿地是拉萨河流域代表性的河谷湿地,为了解该湿地重金属分布特征和环境风险,作者共采集22个沉积物样品,对8种重金属(Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Ni和Zn)含量进行分析,采用地累积指数、Hakanson潜在生态风险指数法进行风险评价,并与蒙特卡洛模拟(Monte-Carlo)相耦合对研究区生态风险进行定量评估,进一步利用绝对主成分得分-多元线性回归模型(APCS-MLR)对重金属来源进行解析.结果表明:湿地沉积物中Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Ni和Zn元素含量分别为0.15、0.04、15.05、33.49、47.36、22.00、19.18和76.41mg/kg,其中As、Ni和Cr元素含量低于西藏背景值,而Cd、Hg、Pb、Cu和Zn元素分别是背景值的1.88、1.54、1.16、1.00、1.04倍;地累积指数显示,Cd(0.54)为轻度污染,其他元素均为无污染;综合生态风险指数为141.74,研究区整体为低生态危害,但潜在生态危害指数结果显示,Cd和Hg分别存在78.49％、67.64％的概率为中等生态危害,是引起生态风险的主要因子.APCS-MLR模型源解析可知,自然源对Cu、Cr、Ni、Zn和Pb的贡献率分别为86.09％、97.08％、86.36％、74.97％、75.42％,农业源对Cd、As和Hg的贡献率分别为72.07％、67.30％和50.34％,同时Hg还受到49.66％自然源贡献,表明Hg元素受到2个来源的共同影响.

    甘曲湿地沉积物重金属Monte-Carlo风险评价APCS-MLR

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