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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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    基于新型PVA/PA/Fe凝胶载体的PN/A工艺研究

    靳德源何浩宸田文清李小锋...
    1-9页
    查看更多>>摘要：部分硝化-厌氧氨氧化(PN/A)是低碳低耗的污水自养脱氮工艺.然而,如何在反应器内有效截留缓慢生长的厌氧氨氧化菌(AnAOB),并创建厌氧菌AnAOB与好氧氨氧化菌(AOB)的共生生境是构建PN/A稳定运行的关键.该研究拟采用负载铁的多孔生物载体PVA/PA/Fe促进AnAOB的截留及与AOB协同共生,实现PN/A的快速启动和高效运行.结果表明,相较于未添加载体和添加PVA/PA载体,PVA/PA/Fe显著促进了 AnAOB的截留及与AOB协同共生脱氮,AnAOB丰度相较对照组在Anammox阶段提高5.93％,在PN/A阶段提高7.81％;在Anammox阶段添加PVA/PA与PVA/PA/Fe载体的反应器表现出更良好的抗冲击负荷的性能,NLR可达1.01 kg-N/(m3·d),而对照组只能稳定在0.61 kg-N/(m3·d);加入PVA/PA/Fe载体的反应器在PN/A阶段启动7 d时就达到RETN＞85％,而对照组与添加PVA/PA载体的反应器在经过12 d时才达到此处理效果.上述结果为PN/A工艺的实际应用提供了理论和技术指导.

    PVA/PA/Fe凝胶载体AnammoxPN/A铁Candidatus_Kuenenia

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    Mn3O4/CTS的制备及对含钼废水的解吸研究

    晁雷张莉雪芦美翯
    10-17页
    查看更多>>摘要：因工业废水污染严重,该文研究制备了一种有效除钼吸附剂,探究对含钼废水的去除效果并找到最佳条件组合及最佳解吸方案.采用一步水解氧化法和交联法分别制备Mn3O4纳米粒子和Mn3O4/壳聚糖(Mn3O4/CTS)复合纳米粒子,使用正交法确定Mn3O4/CTS除钼的最佳组合,并将单因素控制变量法应用于解吸试验,分析不同解吸条件下的解吸性能.结果表明,无水乙醇12mL、NaOH110mL、温度40℃、反应1.5 h为最佳制备Mn3O4粒子条件,除钼率达70％以上;Mn3O4/CTS粒子在壳聚糖与Mn3O4质量比为3∶1、乙酸30mL、戊二醛2mL、150r/min转速下制备的除钼效果最佳,去除率为90.62％;影响除钼程度顺序为初始pH＞吸附剂量＞振荡速度＞温度;确定最佳解吸液为0.05 mol/L的NaOH,解吸时间30 min,解吸温度40℃,在5次解吸后仍能满足除钼率超80％.制备的Mn3O4/CTS复合纳米粒子除钼效果好,具有优良且稳定的再生效果.

    Mn3O4壳聚糖含钼废水吸附解吸

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    功能化MgFe-LDH吸附环丙沙星的研究

    萧珊滕月吴懂孔雯静...
    18-36页
    查看更多>>摘要：该文采用水热法将镁铁层状双金属氢氧化物(MgFe-LDH)负载到活性炭纤维(ACF)上,制得MgFe-LDH/ACF(MFLA),并将ACF和MFLA作为吸附剂用于考察溶液初始pH、吸附时间、反应温度等对环丙沙星(CIP)吸附效果的影响.结果表明,MgFe-LDH已被固定在ACF上,且在Mg2+和Fe3+摩尔比为3∶1时制备的最佳MFLA(3-MFLA)晶型更完整.当CIP的初始浓度为20mg/L时,ACF和3-MFLA分别在360、60 min时达到吸附平衡,其吸附量分别为3.00 mg/g和19.31 mg/g.拟二级动力学模型和Langmuir等温线模型均可准确地描述ACF和3-MFLA对CIP的吸附行为.CIP主要通过静电引力、氢键、离子交换、π-π相互作用和金属-碳π相互作用被3-MFLA吸附.此外,抗干扰实验、循环再生实验及固定床动态吸附实验结果均表明3-MFLA具有较高的实际应用潜力.

    活性炭纤维层状双金属氢氧化物吸附环丙沙星改性

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    Fe@Cu-Ni材料降解罗丹明B的机理与途径

    黄艳芳丁鑫杨淑珍蔡保刚...
    37-45页
    查看更多>>摘要：文章采用直接还原法制备了Fe@Cu-Ni微电解材料,并探究了其对罗丹明B(Rh B)的降解效果.采用SEM、XRD和XPS对Fe@Cu-Ni进行了表征,分析了Fe@Cu-Ni对Rh B的降解机理和降解路径.Fe@Cu-Ni的枝晶结构为电子传递和富集提供了发散路径,有利于电荷转移.电子转移通道末端的Cu2O和Fe与Ni掺杂对氧还原反应生成H2O2起着重要作用.由原位产生的H2O2催化生成的·OH是降解Rh B的关键活性物质.通过LC-MS/MS对Rh B的降解中间体进行了鉴定,结果表明,Rh B的降解主要来自于·H和·OH的协同作用.当pH=2、Fe@Cu-Ni催化剂用量为0.5g/L、Rh B初始浓度为20mg/L时,Rh B的降解效率可达98.7％.该研究强调了Fe@Cu-Ni复合材料在消除染料残留方面的潜力.

    微电解Fe@Cu-Ni罗丹明B降解路径

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    氢氧化钠对地质聚合物制备及高温力学性能影响

    李洁伊元荣刘伟李春辉...
    46-54页
    查看更多>>摘要：该研究旨在探索锂辉石尾矿与精炼渣的资源化利用新途径.通过单因素实验和正交实验,分析了氢氧化钠添加量、水玻璃添加量和锂辉石尾矿与精炼渣掺量比对地质聚合物力学性能的影响.在此基础上,重点分析了氢氧化钠添加量对锂辉石尾矿-精炼渣基地质聚合物制备力学性能的影响,采用XRD、SEM、FT-IR等表征手段分析了氢氧化钠对地质聚合物微观结构的影响.研究结果表明,锂辉石尾矿与精炼渣掺比量为7:3、水玻璃添加量为15 mL、氢氧化钠添加量为2 g的条件下,制备地质聚合物28 d抗压强度可达26.78MPa.氢氧化钠添加量对地质聚合物制备的影响最为显著,当锂辉石尾矿的碱度过高时,会减缓或抑制硅氧四面体和铝氧四面体的溶出,从而影响了 C—S—H凝胶和N—A—S—H凝胶的合成.XRD和SEM分析显示,随着氢氧化钠含量的增加,生成的凝胶先增多后减少,同时与蓝晶石等物质结合,提高了地质聚合物的致密程度.此外,在800 ℃下,锂辉石尾矿-精炼渣基地质聚合物的抗压强度损失较小,表明其具有良好的耐高温性能.

    锂辉石尾矿精炼渣氢氧化钠添加量凝胶物质地质聚合物

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    武汉东西湖区物流园柴油车NOx和PM2.5排放特征

    张锦丽张晓勇刘晓勇张朝...
    55-61页
    查看更多>>摘要：为探究物流园货运柴油机动车的污染排放情况,文章选取武汉市东西湖区A、B和C3家物流园为研究对象,基于现场调查和武汉市机动车监管平台获取的数据进行了柴油机动车活动水平分析,并在物流园出入口断面开展NOx与PM2.5实地监测.结果显示,进出物流园的货车均以重型柴油车为主,占比超78.1％;其中,国Ⅴ+国Ⅵ排放标准类型的柴油机动车占比均超50％,并且仍有少量国Ⅲ标准的柴油机动车.研究表明,相关物流园柴油机动车活动水平与物流园占地面积无直接相关性,工作日与非工作日车流量变化与城市道路交通量呈现不同的变化趋势;3家物流园8月期间NOx、PM2.5、PM10、CO和HC的排放总量分别为36.958、0.529、0.586、16.588和1.157t;8月和11月进出物流园断面的NO2和PM2.5监测浓度,分别是相邻街道空气质量监测站的1.24～2.41倍和2.70～2.82倍,显示出物流园柴油机动车尾气排放对周边区域大气环境质量有明显影响,物流园柴油机动车结构类型同样关联到物流园的绿色转型.

    物流园柴油机动车活动水平NOxPM2.5

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    县域碳排放特征及碳生态补偿分区分级研究

    秦耀伟闫语平玉荣东嘉琪...
    62-70页
    查看更多>>摘要：碳生态补偿是对碳汇区域付出碳汇成本和牺牲发展机会的经济补偿,差异化精准各县(市、区)之间碳生态补偿,对各省市在"双碳"目标下,促进碳减排,实现区域发展的均衡化、可持续化具有重要意义.该文基于石家庄市2010、2015、2020年土地利用分类结果,运用遥感解译和碳排放系数法测算各年份碳排放,并对2020年石家庄20个县(市、区)的碳生态补偿分区分级.结果表明:(1)研究区碳排放时间上先升后降,空间上在2010年呈南北低中心高分布,在2015、2020年呈中部高于南北,北部高于南部的特点.(2)2020年灵寿县、桥西区等中心城区为碳生态补偿支付区,且中心城区南部等级高于北部;平山县、井陉县等外围县区为碳生态补偿受偿区,且西部等级高于东部.(3)管理类型级别中严格管控区分布在东部平原县域及中心城区,西部山区县域多为轻松管控区.

    碳生态补偿分区分级碳源碳汇遥感土地利用

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    黄河包头段冻融期水体荧蒽残留及光降解行为

    张琦梅小乐南艳霞于淑玉...
    71-76页
    查看更多>>摘要：作者分别于流凌期、封河期及开河期,采集黄河包头段干流水体样品,分析该河段荧蒽(Fla)的残留水平及时空变异特性,通过光降解实验探究Fla的降解过程及光敏化剂对降解行为的影响.结果表明,冻融过程中8个采样断面均有Fla检出,且未超过标准值.大部分采样点Fla含量在稳定封河期及开河期较高,各个采样点Fla含量在0.05水平上具有显著性差异,S2、S5断面浓度相对较高,S4、S6和S7点浓度较低.水中Fla可以发生直接光降解,且符合一级反应动力学方程,72 h后降解率几乎达到90％.在避光进行暗反应时,Fla浓度基本不发生变化.添加丙酮、泥沙及低浓度H2O2均可抑制Fla的降解,反应仍符合一级反应动力学方程,而较高浓度的H2O2会促进Fla的光降解,且降解反应不再符合一级反应动力学方程.

    黄河包头段冻融过程荧蒽变异特性光降解

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    基于机器学习预测磷的吸附量和吸附容量

    蒋佰果李惠平周佰勤庞维海...
    77-89页
    查看更多>>摘要：利用机器学习对已发表文献中的数据进行训练,可以精确且迅速地预测特定吸附剂对水中磷的吸附,避免耗时的测试.文章采集吸附剂的8个物化特征以及4个环境因素,训练所得模型可以精确预测吸附量和吸附容量,R2最大分别为0.997和0.999,RMSE和MAE最小仅为0.001.吸附量主要受制于吸附剂的物理特性,环境因素次之.吸附容量主要受制于吸附剂的物化特性.与现有研究对比发现,将磷在多数吸附剂上的吸附归因于化学因素有待商榷.从模型解释的结果而言应是以物理吸附为主.提高磷的吸附量可从改变环境因素着手,而吸附容量的提升应对吸附剂物理特性的改善予以更多考虑.依据特征重要性排序简化特征输入对吸附量和吸附容量预测效果仍然优异,尤其是对低吸附量和吸附容量的预测精准,R2最大分别为0.970和0.974.该研究以机器学习方法创建和简化了特定吸附剂对磷的吸附量和吸附容量的预测,并解释了不同变量的重要性以及影响,对于快速预测磷的吸附提供了必要补充.

    磷吸附机器学习模型解释模型简化

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    石油污染土壤微生物群落结构及降污固碳潜力

    宋佳宇李昀照李兴春付爱民...
    90-102页
    查看更多>>摘要：为探究石油污染土壤中微生物群落结构特征及降污固碳潜力,该研究选取中国东部、中部、西北部、西南部4个典型油气田企业在役井场为研究区域,结合16S rRNA高通量测序及生物信息学技术,研究不同油田表层土壤(0～20 cm)潜在降污、固碳微生物群落结构变化规律及主要驱动环境因子,并针对降污、固碳相关代谢通路进行预测及功能注释.结果表明:(1)不同油田土壤全量养分及微生物生物量大致呈东部油田最高,西南部及西北部油田较为接近,中部油田最低的规律.(2)研究区土壤微生物优势菌为变形杆菌门、放线菌门、绿弯菌门、拟杆菌门,酸杆菌门.(3)基于VPA、RDA分析结果推测,微生物量碳、微生物量氮、RubisCO酶活性、总石油烃含量为影响污染土壤微生物群落结构变化的主要驱动环境因子,其中,TPH(r2=0.67、P=0.001)、MBC(r2=0.36、P=0.004 2)、MBN(r2=0.74、P=0.003)和RubisCO酶活性(r2=0.37、P=0.004 1)均与微生物群落结构具有显著相关性.(4)KEGG数据库功能注释结果表明,不同油田污染土壤中与微生物固碳过程相关的代谢通路相对丰度均显著高于与石油烃等有机物降解相关的代谢通路,且上述通路在不同油田间的相对丰度差异较小.研究结果为支撑新形势下石油石化行业减污增汇技术发展具有重要意义.

    石油污染降污固碳微生物微生物群落结构特征代谢功能

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