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环境工程学报
中国科学院生态环境研究中心
环境工程学报

中国科学院生态环境研究中心

曲久辉

月刊

1673-9108

cjee@rcees.ac.cn

010-62941074

100085

北京市2871信箱

环境工程学报/Journal Chinese Journal of Environmental EngineeringCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊的办刊宗旨为：“积极促进国内环境污染治理技术与设备的研究、开发与应用”。本刊正在成为连接国内外环境污染治理技术与设备领域科研人员、技术开发与推广人员以及广大用户的信息纽带与桥梁。
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收录年代

    膜强化污水病毒去除效能:厌氧和好氧膜生物反应器的对比

    张杰张金帆陈荣
    309-316页
    查看更多>>摘要：城市污水处理系统作为人类生活排水的主要收纳者，是人类肠道病毒的重要储存库，也是肠道病毒进入水环境的重要途径。膜生物反应器在保证出水水质稳定的前提下，同时强化了污水中病毒的削减。但是，目前对好氧(aerobic membrane bioreactors，AeMBR)和厌氧(anaerobic membrane bioreactors，AnMBR)膜生物反应器在削减病毒效能和机制方面的差异了解较少。基于此，本研究对比了 AeMBR和AnMBR在同一工况下对城市污水中病毒的去除效能，并探究了污泥吸附病毒，病毒在污泥混合液中的灭活及膜污染对病毒截留的差异。结果表明，AeMBR和AnMBR对城市污水中的病毒去除效率均能达到3 log，但在去除机制上存在差异。AeMBR对病毒的去除率在反应器运行初期迅速上升至2 log，而AnMBR对病毒的去除率随着膜污染的加剧而提高，且和TMP有显著相关性(r=0。81，P＜0。05)。厌氧污泥的病毒吸附能力高于好氧污泥，而好氧污泥混合液中病毒的灭活速率高于厌氧污泥混合液。泥饼层是膜生物反应器的膜污染组分中截留病毒的主要贡献者。以单位膜阻力对病毒截留效率为计算依据，AeMBR的膜污染各组分中不可逆污染和原始膜的单位膜阻力对病毒截留效率最大，AnMBR的膜污染的孔道有机污堵物的单位膜阻力对病毒截留效率最大。

    病毒去除膜生物反应器模式病毒MS2

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    土著反硝化菌对巢湖流域稻田泥土脱氮效果的影响

    蒋双阳万小琼赵建伟华玉妹...
    317-334页
    查看更多>>摘要：生物修复技术削减途经土壤中的硝态氮是一种环境友好且生态效益高的方法。构建了含不同填料的A(土壤)、B(土壤+木屑)、C(土壤+木屑+蜡样芽孢杆菌)、D(土壤+木屑+土著反硝化菌)4种渗透反应柱，将从土壤填料中筛选出单株具有良好反硝化性能的土著反硝化菌(Pseudomonas sp。P10)和来源于湖泊底泥的反硝化菌蜡样芽孢杆菌分别接种至渗透反应柱，探究土著反硝化菌对巢湖流域同源水稻田土壤填充渗透反应柱脱氮效果的影响。结果表明，向反应柱中接种土著反硝化菌Pseudomonas sp。P10可缩短反应柱去除NO3--N的启动时间，填料为土壤与木屑的B柱对NO3--N去除率可达96。05％。接种土著反硝化菌的D柱出现了 NH4+-N积累现象，B、C、D柱中积累的[NO2--N]均低于2。4mg·L-1。在30 mg·L-1和50 mg·L-1的NO3--N进水条件下，各反应柱对TN去除率为50％～70％。各反应柱出水TOC符合水质标准。接种土著反硝化菌的D柱中优势菌种为Pseudomonas属细菌，C柱中接种的蜡样芽孢杆菌并没能成功地与原有微生物群落竞争。接种土著反硝化菌对土壤反硝化能力有一定强化作用，但随着时间的延长，在充足可利用碳源条件下，没有接种微生物的反应柱更具有反硝化脱氮优势。该研究结果可为提升土壤对外源氮素的削减和湖泊氮素污染的控制提供参考，也为湖库淤积物的资源化利用及治污情况下生态系统的稳态维持和可持续的系统动力学提供依据。

    硝酸盐反硝化菌稻田泥土生物强化脱氮

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    BAP/O3复合氧化体系对SMP的降解性能

    王兵孙越商佳俭陶建...
    335-342页
    查看更多>>摘要：研究了碳酸氢钠活化过氧化氢法(BAP)、芬顿高级氧化技术(Fenton)、臭氧氧化技术(O3)及其复合工艺对三磺钻井液中的主要成分磺化酚醛树脂(SMP)的降解效能。遴选出BAP/O3复合体系作为降解磺化酚醛树脂的最佳工艺，并探究了复合氧化相互作用机理。结果表明，复合配方去除SMP效果优劣顺序为(BAP/O3)＞(BAP/Fenton/O3)＞(BAP/Fenton)＞(Fenton/O3);除BAP和Fenton分段复合取得更佳效果外，其他3种复合配方均在同时添加时取得更佳的降解效果;BAP/O3复合对SMP取得了最佳的降解和矿化作用，最大SMP去除率为95。92％。淬灭剂实验表明，BAP/O3复合氧化体系中的主要活性氧化剂为碳酸根自由基(·CO3-)、超氧自由基(O2-·)和羟基自由基(·OH)，其中·CO3-及其诱发的次生反应起到了关键作用。

    高级氧化法复合磺化酚醛树脂自由基

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    华北农村水环境污染评价及源解析

    邢美楠周滨刘红磊秦龙...
    343-351页
    查看更多>>摘要：近年来，国家相继发布多项重要文件要求整治农村人居环境、建设美丽乡村，但当前针对农村水环境问题研究相对较少，制约了农村环境治理工作开展。选取华北某镇农村河道坑塘，评价农村水环境污染水平、生态风险并进行污染溯源。结果表明，57处调查点位中有1处水体黑臭，但有多处调查点位水体溶解氧在2～3 mg·L-1、透明度在25～35 cm、氨氮在8～15mg·L-1，接近黑臭阈值。仅有约9％的水体全部水质指标均能满足地表水V类要求(检测指标为18项)，超标指标主要为pH、CODMn、BOD、氨氮、总磷、总氮、粪大肠菌群等8项。底泥总磷、总氮标准指数分别处于中度、重度污染状态，营养盐综合指数属于重度污染状态。底泥存在不同程度的重金属富集，铜、锌、汞、镉、铬、铅、砷、镍等8项重金属的平均浓度是天津土壤背景值的0。45～2。73倍。汞的地累积指数平均值为0。64，为轻度污染;铜、锌、镉、铬、铅、砷、镍等其他7项重金属为清洁状态。汞的潜在生态风险指数约110，为较高生态危害;其他7项重金属生态风险指数均小于80，为轻微生态危害。综合Pearson相关性、主成分及PMF分析，研究区重金属最主要的污染来源是交通源和大气沉降，其次是工业源，最后是农业源。总体来看，研究区水体水质较差，沉积物有重金属轻度富集，其中汞是沉积物生态风险的主要贡献元素。

    底泥重金属生态风险污染溯源

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    赤铁矿的硫化改性及硫化产物对水中六价铬的还原固定化

    薛轲歆赵亮张旭升何雅莉...
    352-358页
    查看更多>>摘要：以赤铁矿为原料、硫化钠为硫化试剂，对赤铁矿进行了硫化改性，考察了硫化赤铁矿(SH)对水中六价铬Cr(Ⅵ)的还原固定化性能。Langmuir等温吸附模型拟合结果表明，该材料在pH=7时对Cr(Ⅵ)的最大吸附量为66。7 mg·g-1，约为原始赤铁矿的39倍。SH对Cr(Ⅵ)的去除过程符合准二级动力学模型，表明该过程可能受化学吸附控制。进一步采用TEM、XRD等手段对SH进行了表征，并结合材料吸附前后的XPS图谱变化，对SH去除水中Cr(Ⅵ)的机制进行了分析。结果表明，与未改性的赤铁矿相比，硫化改性赤铁矿对Cr(Ⅵ)去除性能显著提高的原因可能源于赤铁矿表面形成的铁-硫化合物层。在SH还原固定化Cr(Ⅵ)的过程中，表面硫化层中的还原性物质FeS、吸附态Fe(Ⅱ)和S(-Ⅱ)将Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ)，从而实现对Cr(Ⅵ)的稳定化。

    赤铁矿硫化钠硫化改性硫化赤铁矿Cr(Ⅵ)还原固定化

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    汾河流域水资源承载力评估及生态敏感性分析

    李静文李振涵吴海滨朱宗强...
    359-370页
    查看更多>>摘要：汾河流域是山西省重要的水资源供给区，是促进山西省区域协调发展的重要区域，汾河流域高质量发展的关键在于汾河生态环境保护与社会经济协调发展。利用DPSIR-TOPSIS模型对汾河流域水资源承载力进行分析，结果表明，2012-2021年汾河流域的水资源承载力水平实现了阶段性增长，高质量经济发展水平和高水平水资源保护的协同推进促成了水资源承载力的整体平稳上升。基于层次分析法和空间分析法的生态敏感性分析结果表明，轻、中、高敏感区占汾河流域的79。51％，极敏感区占区域的14。45％，植被覆盖度是影响区域生态敏感性的重要考量。本研究对汾河流域水资源承载力和生态敏感性的时空变化进行了综合评估，为汾河流域高质量发展路径设计提供科学依据。

    汾河流域水资源承载力生态敏感性

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    铁碳填料预处理硝基苯废水及其抗板结稳定性

    房乐乐王杰詹欣源岳正波...
    371-379页
    查看更多>>摘要：为了探究铁碳微电解技术对硝基苯废水预处理的稳定性，基于市售的3种铁碳微电解填料构建硝基苯模拟废水的连续处理装置，结合材料表征结果探究了铁碳微电解填料的板结机制，并提出了抗板结功能的结构特征。结果表明:1号、3号填料为烧结型填料，2号填料为免烧型填料。3种铁碳填料对硝基苯的去除率为20％～40％，其中2号填料具有最高的去除率和最好的稳定性。1号和3号填料在长时间运行过程中产生大量堆积的含铁化合物，影响铁碳微电解的反应界面，从而导致硝基苯的去除率降低。填料抗板结的构型主要受到非铁碳组分骨架的影响，防止剥落的铁碳颗粒堵塞铁碳填料的反应界面，同时铁碳元素空间分布均匀，可为抗板结铁碳填料的制备提供参考。

    铁碳填料硝基苯板结机制抗板结特征

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    长/短HRT交替运行的农村污水AAO工艺溶解氧调控策略

    吴琪解雅东张吉宇张琼华...
    380-386页
    查看更多>>摘要：农村污水瞬时排水的水量波动会引起处理过程水力停留时间变化，直接导致系统污水处理效能不佳等问题。选取农村污水AAO污水处理系统，探明了长/短HRT交替运行下最优DO条件，以及HRT与DO的响应关系，并提出了适宜农村地区的污水处理最佳DO调控策略。结果表明，好氧区DO维持约在1 mg·L-1，系统的污染物去除效能较好，出水COD、TN分别为14。88、10。15 mg·L-1，对应去除率为92％、64％。HRT改变直接影响系统好氧区DO变化，通过调控不同HRT下的DO，在保证出水水质的前提下，可实曝气量降低73％，能耗降低67％。该研究结果对农村污水AAO污水处理系统优化运行和提质增效提供参考。

    农村污水水力停留时间(HRT)AAO溶解氧节能降耗

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    电增强活性炭滤芯吸附去除水中微污染物

    蔡正军李晓娜张海光陈硕...
    387-397页
    查看更多>>摘要：选取了 10种市售活性炭滤芯并测试其相关理化性质，筛选出比表面积高、导电性好的滤芯用于电增强吸附二氯乙酸(DCAA)、左氧氟沙星(LVFX)和环丙沙星(CIP)3种典型饮用水中的微污染物。3种污染物的电增强吸附符合二级动力学模型，电增强活性炭滤芯吸附DCAA、LVFX和CIP的最佳初始吸附速率v0分别达到12。4 mg·(g·h)-1(2V)、45。3 mg·(g·h)-1(-2 V)和 93。1 mg·(g·h)-1(-2 V)，相比不加电情况下提高了 1。2～1。7倍;3种污染物的电增强吸附等温线符合Langmuir模型，电辅助下DCAA、LVFX和CIP的最大吸附容量qm可达到26。3 mg·g-1(2 V)、207。9 mg·g-1(-2 V)和106。1 mg·g-1(-2 V)，相比于不加电时提升了 1。2～3。2倍。在流动态吸附实验中，活性炭滤芯在电增强吸附下的出水的DCAA质量浓度比不加电时更低，出水水质更佳。电增强吸附下的处理水量达到1 300床体积，比不加电条件下提升了 2。2倍。以上研究结果表明活性炭滤芯的电增强吸附在饮用水深度处理中有着较好的应用前景。

    活性炭滤芯电辅助吸附微污染物

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    基于XGBoost的内陆河湖浊度反演与长时序分析

    李媛媛沈芳陈嵩钰魏小岛...
    398-408页
    查看更多>>摘要：浊度是影响水下光场及营养盐循环的关键要素之一，浊度监测可以为河湖水质的污染防控和预警提供科学依据。以长三角示范区的典型河湖为研究区，使用实测数据构建浊度反演模型，并利用1984-2022年Landsat卫星数据分析了研究区河湖浊度的长时序动态变化。对比传统经验模型、半经验模型和机器学习模型，XGBoost机器学习模型精度最高(R2为0。68，RMSE为4。78 NTU)。浊度反演结果表明，近40年河流航道和淀山湖北部非渔场区域浊度上升了 10％和12％，而元荡湖和大莲湖浊度下降了 19％和27％，并且浊度随着建设用地面积的增加而增大;研究区浊度季节性变化显著，秋冬季平均浊度比春夏季高6NTU，月平均浊度与月平均降水量负相关，相关系数为-0。61(p＜0。05)，但与月平均风速没有显著的相关性。基于XGBoost的Landsat长时序浊度反演能够把握研究区浊度的时空变化趋势，明确水污染管理与治理方向，最终助力长三角一体化发展。

    浊度XGBoostLandsat长时序长三角示范区

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