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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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    基于数学模型对胞外聚合物吸附Cu2+、Cd2+的研究

    费维繁杨英王娣陈玉...
    1-8页
    查看更多>>摘要：文章利用三维模型构建出吸附曲面对活性污泥中胞外聚合物(EPS)对Cu2+、Cd2+吸附行为进行研究预测,并讨论离子竞争吸附机理.在单一金属体系中EPS对Cu2+(534.72 mg/g)的吸附量要高于Cd2+(504.71 mg/g).通过三维模型模拟出三维吸附曲面可以看出Cu2+的存在明显抑制了 EPS对Cd2+的吸附,但Cd2+对Cu2+的吸附干扰很小,EPS与Cu2+的亲和力要高于Cd2+,其吸附过程更适用于Langmuir等温线,吸附质与吸附位点一一对应.结合红外光谱、三维荧光光谱和SEM-EDX分析表明,EPS在吸附前后材料形貌发生了明显变化,该现象出现的原因可能是金属离子的吸附是通过羧基、羟基、酰胺等活性官能团与金属离子成键及络合作用;同时离子交换也是EPS吸附金属离子的一个重要机制.该研究为进一步发掘利用胞外聚合物及后续应用提供理论依据和技术支持.

    生物吸附剂竞争吸附三维吸附曲面SEM-EDX分析三维荧光分析

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    人工回灌水-岩接触面微生物膜效应研究

    夏璐高晓兵孙振洲李彬...
    9-16页
    查看更多>>摘要：人工回灌是解决地下水超采问题的有效措施之一.在回灌过程中,由于回灌水源和目标含水层存在明显的物理、化学和生物梯度,导致水-岩接触面上发生强烈且复杂的生物地球化学反应,进而在回灌过程中引起含水层的堵塞.目前,学界对含水层微生物堵塞的研究主要集中在介质内部,而对回灌水和介质(水-岩)接触面上微生物膜的形成规律及其对介质渗透性影响的定量研究则相对缺乏.文章选取山东省青岛市大沽河下游地下水源地为研究区,开展回灌模拟试验.分析水-岩接触面上细菌的生长规律及其分泌胞外聚合物特征,解析微生物膜效应下含水介质渗透性的时空变化规律,揭示人工回灌过程中水-岩接触面微生物膜对含水层堵塞的影响机制.研究表明,膜效应是导致含水层微生物堵塞的关键,破坏已形成的生物膜可以迅速恢复介质透水性.水-岩接触面上微生物堵塞的演变可以分为3个阶段:缓慢堵塞期、快速堵塞期以及稳定堵塞期.该研究可为人工回灌含水层堵塞的防治和地下水资源的可持续利用提供重要科学依据和理论支撑.

    人工回灌微生物堵塞微生物膜细菌胞外聚合物

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    可降解微塑料对磺胺嘧啶的吸附行为研究

    贺艳王晶赵曼邢越越...
    17-26页
    查看更多>>摘要：微塑料作为载体可吸附水中抗生素,对其环境行为和毒性效应产生影响,但目前研究主要集中于不可降解微塑料,不同类型可降解微塑料对抗生素吸附行为的研究较少.文章选取目前广泛使用的聚乳酸(PLA)和聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)为可降解微塑料的代表,以磺胺嘧啶为目标抗生素,系统研究其在不同微塑料表面的吸附特性及作用机理.结果表明,PLA和PBAT对磺胺嘧啶的吸附在24h达到平衡,其平衡吸附量分别为0.746 mg/g和0.716mg/g,吸附动力学符合准二级动力学模型,表明吸附过程受多种因素影响,其中液膜扩散为主要限速步骤.Freundlich模型对等温吸附过程拟合效果较好,表明2种微塑料对磺胺嘧啶的吸附过程均为非均相多层吸附,且D-R模型进一步表明以物理吸附为主.不同pH值对2种微塑料吸附磺胺嘧啶的影响趋势一致,在pH4～9范围内,吸附量均随着pH值的增大而降低.2种微塑料的分子结构、比表面积和官能团对其吸附能力及机理影响较大,PLA主要通过范德华力和氢键吸附磺胺嘧啶,而PBAT则通过范德华力、氢键和π-π相互作用与磺胺嘧啶结合.该研究结果有助于深入理解水环境中可降解微塑料与共存抗生素间的相互作用,揭示可降解微塑料作为抗生素载体的能力,为更好地评估这2种污染物的环境风险提供理论基础.

    可降解微塑料磺胺嘧啶吸附机理

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    巴伊盆地地下水优先控制污染物筛选

    刘晴晴曾妍妍周金龙
    27-34页
    查看更多>>摘要：为确定巴里坤-伊吾盆地地下水优先控制污染物,文章采用盒须图法和累积频率法对地下水中无机指标的背景值进行厘定,使用以分类组合为基础的改进内梅罗指数法筛选地下水无机优先控制污染物;采用基于检出率、检出浓度和污染物毒理学性质构建的有机优先控制污染物识别方法对有机污染物进行筛选;采用绝对主成分分析-多元线性回归模型和土地利用类型分析优先控制污染物来源.结果表明:无机优先控制污染物有TH、TDS、Na+、Cl-、SO42-、NO3-、Fe和F,其中,TH、TDS、Na+、SO42-和Cl-主要受到与水-岩相互作用有关的自然影响因素,F和NO3-主要来源于农业生产活动,Fe主要来源于矿业、工业活动;有机优先控制污染物为1,2-二氯苯,来源于农业生产中化肥农药的使用.

    地下水优先控制污染物污染评价法权重分析法来源解析

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    宁夏第三排水沟底泥氮循环细菌群落结构特征

    郑兰香赵靖黄凌霄
    35-44页
    查看更多>>摘要：底泥是水体氮循环过程的重要场所.为揭示宁夏第三排水沟底泥氮循环细菌群落结构特征,该文在5个采样点底泥理化性质分析基础上,采用荧光定量PCR法测定硝化和反硝化功能基因丰度,并对细菌群落与环境因子进行相关性分析.研究结果表明:除三排起点底泥中pH值为6.96以外,其余点均呈弱碱性.有机碳、铵态氮、硝态氮、全氮和全磷沿沟的空间分布均呈先降低后增高趋势.在硝化菌群落中,AOB amoA基因丰度(3.16×106～7.95×107 copies/g)远高于 AOA amoA(5.62×103～3.76×105 copies/g);反硝化菌群落中,nirS基因丰度(6.87×107～9.16×108 copies/g)高于nirK(2.40×107～3.42×108 copies/g).泉古菌门是AOA主要优势菌门,变形菌门为AOB、nirK和nirS共有的主要优势菌门.底泥中的氮循环微生物群落结构与环境因素的Spearman相关性分析表明,AOA与铵态氮呈显著正相关(P＜0.05),与TOC呈极显著负相关(P＜0.001);AOB与pH呈显著正相关;nirS型反硝化菌与pH呈显著负相关;nirK型反硝化菌与TOC呈极显著负相关,三排底泥氮循环功能微生物群落差别较大且受理化因子影响显著.

    底泥氮循环群落结构AOAAOBnirKnirS

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    蔗渣纤维素基Zn3In2S6光催化降解2,4-二氯苯酚的研究

    颜寒晖梁吟娜熊建华郭士光...
    45-52页
    查看更多>>摘要：文章研究采用蔗渣纤维素和Zn3In2S6为原料,通过化学交联法成功制备了蔗渣纤维素基Zn3In2S6(SBC@ZIS)光催化剂,并利用SBC@ZIS光催化降解2,4-二氯苯酚(2,4-DCP).运用FT-IR、紫外可见漫反射、SEM-EDS、XPS和XRD对SBC@ZIS物理特性进行表征,并运用高效液相色谱和TOC分析SBC@ZIS降解2,4-DCP的性能.FT-IR和XRD结果证实了 SBC与ZIS的结合未显著改变ZIS的结构.通过SEM-EDS表征发现,SBC载体上具有O、C、Zn、In和S元素,在XPS表征中,SBC@ZIS表现出与ZIS同样的衍射峰,两者表征均证明了 ZIS很好地负载在SBC上.紫外可见漫反射表明ZIS固定于SBC后,其光吸收范围发生了红移,即从524 nm红移至600 nm,表明SBC@ZIS有利于提高ZIS在可见光下的吸收范围.通过单因素实验可知,在最优条件下,SBC@ZIS对2,4-DCP(50mg/L)的降解率可达87％,相较于单独ZIS光催化提高了 10个百分点.并且总有机碳的去除率达到了 71％,相较于ZIS提高了17个百分点.将Zn3In2S6负载于蔗渣纤维素上,有利于提高回收利用性和光催化性能,为2,4-DCP的高效降解提供一种新的思路.

    Zn3In2S6蔗渣纤维素基SBC2,4-二氯苯酚光催化降解

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    沉积物异化铁还原耦合植酸去磷酸化

    乐静全江伟欣潘伟杰钱毅光...
    53-59页
    查看更多>>摘要：研究沉积物中微生物驱动的异化铁还原与有机磷降解转化的耦合作用,对深入阐明水体富营养化发生机制、控制环境磷污染和应对潜在的全球性磷危机具有重要的现实意义.该研究以沉积物异化铁还原与有机磷降解转化耦合的环境效应为切入点,探究了异化铁还原促进植酸有机磷去磷酸化的可行性.首先通过对武汉东湖自然沉积物中有机磷与亚铁含量的监测,以及两者之间的相关性分析,发现在以有机质降解为驱动力的早期成岩过程中,三价铁逐渐被还原为亚铁,同时伴随着有机磷含量的降低,揭示沉积物中铁的异化还原可能促进有机磷的降解转化;接着利用富集的沉积物内源微生物群落在实验室构建"异化铁还原微生物群落+水铁矿+植酸"微宇宙模拟系统,开展了铁还原微生物群落驱动异化铁还原对植酸有机磷降解转化作用的研究,进一步证实铁的异化还原能促进植酸有机磷的去磷酸化并生成PO43-,很可能是诱导水体富营养化的潜在新机制.

    异化铁还原植酸去磷酸化沉积物内源有机磷

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    金矿尾渣固结体重金属浸出规律和水质评价

    龙声雨王中美李鑫王亮亮...
    60-67页
    查看更多>>摘要：以贵州某金矿尾渣固结体为研究对象,通过静态浸泡实验,分析尾砂直接浸泡以及固结养护不同时期(7、14、28 d)后浸出的重金属浓度变化情况.研究结果表明:(1)尾渣固结后浸出的重金属Ni、Cd、Sb的浓度比固结前更小,并且养护龄期越长,其浸出量越小;(2)尾渣直接浸泡所测的重金属浸出浓度值与浸泡时间进行函数拟合发现,离子的浸出最大浓度在达到平衡后分别为Ni2.45μg/L、Cd 0.14µg/L、Sb 360.46 µg/L,而Cu离子在此静态浸泡的过程中易饱和沉淀及再浸出,难以达到一个平衡量;(3)固结后尾渣浸出重金属Ni、Cd、Cu、Sb的浓度会最终达到一个平衡量,且随着固结养护龄期越长,各重金属离子浸出的最大浓度越小;(4)尾渣固结前后浸出的重金属浓度均使得水质为V类水,但是尾砂固结后,水质整体得到了很大的改善,且养护龄期越长,对地下水水质改善的效果越明显.

    金矿尾渣固结养护重金属浸出规律水质

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    油库周缘区地下水烃类污染物示踪研究

    王永庆李洪波赵红静王霆...
    68-79页
    查看更多>>摘要：油库周缘区地下水中烃类溯源分析对于查明地下水中烃类污染物来源与保障油库安全具有重要现实意义.文章采用色谱与色谱-质谱方法对油库内外地下水浮油与水样中烃类特征组分进行分析,筛选出全烃色谱指纹、饱和烃二环倍半萜指纹和芳烃萘菲系列指纹特征比值,结合不同结构化合物的分子指纹特征比值对油库内外地下水烃类污染来源进行解析研究.结果表明,油库内外地下水浮油的色谱指纹特征、二环倍半萜系列与芳烃萘菲系列化合物特征比值都具有明显相似性,呈现同一来源特征;星图对比油库内外浮油及地下水中的烃类,上述特征比值也呈现相似性,揭示油库周缘区地下水中烃类污染物与库内浮油及地下水中烃类具有较强的亲缘性.目前对于地下水中油烃污染来源鉴别还缺乏一套明确的对比方法,二环倍半萜与芳烃萘菲系列化合物可以作为可靠的油源鉴别指标,为研究地下水油烃污染来源提供一种分析技术手段.

    地下水油烃污染色谱指纹污染物示踪油库

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    eDNA揭示调水对棘洪滩水库浮游植物的影响

    陈立国万年新刘本文刘国祥...
    80-88页
    查看更多>>摘要：引水已被广泛用于解决水资源短缺和安全问题.然而,由于传统浮游植物监测的局限性,热点区域水体的浮游植物多样性及群落结构变化规律并未得到很好的掌握.该研究以胶东调水工程重要的调蓄水库棘洪滩水库为例,利用环境DNA(eDNA)方法分析调水对其浮游植物的影响.对棘洪滩水库全年22个浮游植物样品的16S rDNA V3-V4和18S rDNA V4区域进行扩增子测序.共检测出浮游植物182属种,其中蓝藻40属种,真核浮游植物142属种.与形态学方法相比,eDNA方法在检测纳米/微型浮游植物(尺寸＜20 μm)方面显示出明显优势.调水显著影响了棘洪滩水库浮游植物物种组成和群落结构的稳定性.调水导致棘洪滩水库蓝藻的相对丰度及多样性升高,真核藻类多样性降低,加之理化因子剧烈变化,为引入的藻类提供了更多的生态位,多种藻类尤其是蓝藻具有较强利用不同资源的能力,共同成为棘洪滩水库的优势种.管理部门要警惕这些粒径较小的优势浮游植物对水库水质可能造成的影响.该研究为调水管理和水质安全预警提供技术支撑.

    浮游植物调水环境DNA多样性棘洪滩水库

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