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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。
正式出版
收录年代

    硫酸化钛铈氧化物催化剂的抗重金属中毒

    郭帅蒋偲ISAH Abdulrasheed Gambo刘宏菊...
    830-838页
    查看更多>>摘要：工业烟气中氮氧化物高稳定净化催化剂的开发是实现烟气超低排放的重要需求。目前工业上应用最广的SCR商业V2O5-WO3/TiO2催化剂往往面临重金属中毒失活的难题。采用浸渍法改性CeO2载体，开发了具有优异抗重金属(Pb、Zn、Cd)中毒性能的硫酸化钛铈氧化物催化剂。在气体小时空速(GHSV)360 000 h-1、温度300 ℃条件下，硫酸化钛铈氧化物催化剂Pb、Zn、Cd中毒后NO转化率分别为75％、73％、63％，比商用V2O5-WO3/TiO2催化剂Pb、Zn、Cd中毒后NO转化率分别增加了 28％、36％、43％。Raman表征结果显示，硫酸化钛铈氧化物催化剂Pb中毒后仍然保持了较高的氧空位浓度。XPS和H2-TPR表征结果显示，Pb与SO42-发生相互作用，保护了催化剂表面的Ce活性位点，从而抑制Pb对脱硝活性的影响。NH3-TPD表征结果显示，SO42-的掺杂能使催化剂表面酸量显著增加，且催化剂在Pb中毒后表面酸量基本不变，从而表现出高稳定的脱硝活性。本研究可为抗重金属中毒SCR催化剂的设计提供支撑。

    氮氧化物NH3-SCR铈基催化剂重金属抗中毒

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    热水解厌氧消化工艺中污泥胞外聚合物对流变和脱水的影响

    曹秀芹刘溢文付兴民刘丰...
    839-847页
    查看更多>>摘要：为阐明热水解厌氧消化工艺中污泥胞外聚合物对脱水和流变的影响，选取北京市某再生水厂中热水解厌氧消化工艺的污泥为对象，通过测量污泥粒径、三维荧光及各层EPS含量研究了 EPS去除对污泥流变和含固率的影响。结果表明，经过热水解预处理后的污泥，粒径相较混合污泥下降66。79％;混合污泥荧光波峰集中出现在酪氨酸类蛋白质区和色氨酸类蛋白质区，经过热水解后可溶性微生物代谢产物的荧光响应值升高，再经过厌氧消化后提升了腐殖酸区域荧光响应值;EPS的去除对于污泥流动性有重要影响。热水解污泥和热水解厌氧消化污泥去除EPS后表观黏度下降幅度较大;此外，不同的脱水方法对污泥含固率的影响也不同。混合污泥和热水解厌氧消化污泥去除S-EPS层后含固率提升366。67％和148。92％，而热水解污泥去除S-EPS层后提升效果不明显。研究结果从污泥组分和流变学角度为污泥脱水提供思路和依据。

    热水解胞外聚合物(EPS)流变规律污泥脱水

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    澳门废弃电器电子产品产生特性及资源回收潜力评估

    何希曾现来盛妮蔡铠涵...
    848-856页
    查看更多>>摘要：废弃电器电子产品(waste electrical and electronic equipment，WEEE)是重要的"城市矿产"之一，识别WEEE资源回收潜力及经济价值，可为澳门特区制定高效管理及循环处理政策提供基础数据及科学支撑。运用消费使用模型、市场供给模型，定量分析了 2000-2050年澳门特区EEE(electrical and electronic equipment)的存量、废弃回收潜力及经济价值，结合澳门特区的WEEE回收及管理现状提出了相应的改善建议。研究表明，①随着澳门特区的发展，EEE的保有量不断增长，由2000年的325。2×104台增长到2050年的874。8×104台，年平均增长率为3％左右，增长高峰期出现在2011-2015年(15。6％～16。5％)。②澳门特区WEEE的产生量在2000-2014年呈超6％快速增长趋势，2015-2020增势减缓到约为4％，预计未来2021-2050年增长趋势趋向平稳，年产生总量维持在120×104台以上。废弃通讯和信息设备在所有WEEE中增速最快，2050年的报废量相比2000年增加了 14。5倍。③澳门特区WEEE资源潜力自2014年起增势稳定，年产生量超过8 000t。其中，铁，铝，铜等基础金属贡献了总可回收资源量的70％以上。④WEEE可回收资源总经济价值超过4×107美元，大型家电、信息和通讯设备、多媒体设备占总回收价值的约99％;金和铜的可回收价值最高，占回收价值总量超过66％。⑤当前，澳门特区仅有10％的WEEE进入政府主导的正规回收企业，未来仍需要进一步改善回收现状。澳门特区WEEE进入快速报废阶段，但本地回收率及处理能力有待提升。识别澳门特区WEEE产生情况、加大WEEE回收力度、健全资源循环利用体系，有望缓解澳门特区废物处置压力，促进澳门特区绿色循环性社会建设。

    废弃电器电子产品产生特性回收潜力澳门特别行政区

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    工业废渣和膨润土协同固化污泥的性能与微观特征

    王安辉张艳芳倪娇娇荣辉...
    857-865页
    查看更多>>摘要：为探究工业废渣和膨润土协同处置市政污泥的应用效果，利用工业废渣(高炉矿渣和脱硫石膏)等量取代部分水泥，设计制备了低水泥掺量的工业废渣基复合固化剂(简称复合固化剂)，开展了复合固化剂和膨润土协同固化污泥的无侧限抗压强度、浸出液重金属浓度及COD测试，评价了复合固化剂和膨润土对固化污泥力学特性和环境安全性能的影响。通过XRD、TG/DTG、BET、SEM等微观测试手段，明确了复合固化剂协同膨润土固化稳定污泥的微观结构特征。结果表明:采用高炉矿渣和脱硫石膏等量取代部分水泥可大幅度提升固化污泥的强度，复合固化剂的最优质量配合比为高炉矿渣∶脱硫石膏∶水泥=6∶1∶3;在复合固化剂固化污泥基础上，掺加膨润土可明显提升固化污泥的强度以及环境安全性，膨润土的最优掺量为10％;采用10％膨润土等量取代部分复合固化剂，固化污泥强度可提升17％～23％，浸出液中重金属离子浓度和COD值可降低40％～60％;相比水泥固化污泥体系，复合固化剂和膨润土协同固化污泥可生成更多的C-S-H凝胶、钙矾石晶体等水化产物，且膨润土具有较好的细化孔隙效应，二者协同作用共同提升了固化污泥的密实度和强度，而胶凝物质的物理包裹以及膨润土的物理吸附、离子交换等作用显著改善了固化污泥中重金属离子和有机质的稳定效果。本研究成果可为市政污泥的低碳固化和资源化利用提供参考。

    污泥工业废渣膨润土强度重金属浸出微观特征

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    报废风机叶片热处理特性及动力学分析

    刘奇奇董莉徐同宽刘景洋...
    866-875页
    查看更多>>摘要：为研究退役风机叶片热处理特性，开展风机叶片的玻璃纤维/环氧树脂风机叶片材料4个不同升温速率(5、10、20、40℃·min-1)及2种载气氛围(氮气、空气)的热重实验，结合动力学方法对各个反应过程进行研究。热重分析表明玻璃纤维/环氧树脂风机叶片在氮气氛围下存在2个失重阶段，500 ℃以后质量基本稳定;在空气氛围下存在3个失重阶段，600 ℃以后质量基本稳定，说明氧气的参与影响了玻璃纤维/环氧树脂的热分解特性。对比不同升温速率下的TG/DTG曲线，随升温速率的提高，TG曲线逐渐向高温方向移动，DTG曲线最大失重率逐渐降低，整个反应过程的质量损失也发生小幅下降。使用Kissinger-Akahira-Sunose(KAS)和Flynn-Wall-Ozawa(FWO)方法研究其动力学过程，结果表明在热解和氧化反应条件下用2种动力学模型求解的活化能取值范围分别为135。14～207。24、137。64～207。58kJ·mol-1 和 117。95～172。19、119。31～173。22kJ·mol-1，平均值分别为 179。30、180。44kJ·mol-1 和 141。18、143。15kJ·mol-1，同一反应下KAS和FWO法求得的数据具有一致性。使用Coats-Redfern(CR)法对反应过程的机理模型进行研究，结果表明热解过程符合随机成核随后生长机理(A1/2)模型，氧化过程符合反应级数为3级的反应机理(F3)模型。本研究可为大规模周期性报废的风机叶片高效处置和资源化回收利用提供重要理论和方法借鉴。

    报废风机叶片玻璃纤维/环氧树脂复合材料TG/DTG曲线热处理特性动力学模型

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    预处理飞灰重金属的固定化效果及环境影响评估

    杨延梅郭明坤王菲慕宗宇...
    876-885页
    查看更多>>摘要：针对垃圾焚烧飞灰广泛存在重金属超标的问题，采用哌嗪螯合剂、二甲基二硫代氨基甲酸盐及水泥对飞灰进行预处理，以降低填埋风险。通过《固体废物浸出毒性方法醋酸缓冲溶液法》(HJ/T300-2007)探讨预处理对飞灰中重金属的固定效果，并采用X射线衍射、扫描电镜和BCR形态提取分析各飞灰的物相组成、微观形貌和重金属形态分布，使用RAC和STI模型对各飞灰进行环境风险评估。结果表明，原灰中重金属Ni、Pb、Cd的浸出毒性超标，重金属含量呈Zn＞Pb＞Cu＞Cd＞Cr＞Ni顺序分布。预处理作用后，飞灰中重金属Ni、Cd、Pb的浸出毒性满足标准限值，固定率达99％以上，未超标重金属Cr、Zn、Cu的固定率高于96％。同等添加量下，SDD的稳定效果优于TS300，但TS300协同水泥固定重金属的作用优于SDD。稳定化对Cr的处理效果优于固化/稳定化，单一水泥固化对Zn、Pb、Ni的固定作用最佳，但40％的水泥用量及高增容比限制了水泥固化的应用。ANC测试表明，水泥固化的ANC最强。XRD和SEM分结果表明，稳定化形成的新矿物对重金属的固定起重要作用，水泥水化生成的Ca(OH)2和C-S-H通过物理吸附等作用将重金属包裹固定。BCR形态提取结果表明，预处理降低了重金属不稳定态的比重。RAC与STI模型评估结果表明，重金属Zn、Pb、Cd是环境风险的主要贡献者，相较于RAC指数法，STI模型的评估结果更符合预期。

    垃圾焚烧飞灰稳定化固化/稳定化浸出毒性固定效果环境风险评估

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    土壤电场和机械组成对土壤磷迁移的影响

    谢佩玲谭立李航刘新敏...
    886-896页
    查看更多>>摘要：土壤磷随水迁移是土壤侵蚀和农田面源污染发生的重要因素之一。本研究通过电解质浓度和类型(Na+和K+)调节土壤电场，通过加入直径为2～3 mm的石英砂颗粒来调节土壤的机械组成，探究土壤电场和机械组成对土壤磷迁移的影响。结果表明:1)土壤磷迁移主要以颗粒态磷为主，例如，在浓度为0。01 mol·L-1的Na+体系中，颗粒态磷迁移量是溶解态磷迁移量的31倍;2)与Na+相比，K+能显著降低土壤电场，减少土壤颗粒态磷而增加溶解态磷的迁移;3)土壤颗粒态磷和溶解态磷的迁移量均随电解质浓度增加而降低，电解质浓度增加降低土壤电场强度和作用力程，土壤团聚体稳定性增强，从而有利于土壤磷的保持;4)添加石英砂后改变了土壤机械组成，能够显著改变土壤磷的迁移规律，且与离子类型有关;5)土壤电场和机械组成共同作用控制着土壤磷的迁移。本研究可为土壤磷迁移以及农田面源污染防控提供一定理论参考。

    土壤颗粒相互作用土壤电场机械组成磷迁移

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    用于水环境Cu2+检测的微生物电化学传感器运行模式探索及微生物菌落分析

    刘晓晓连璞玉栗勇田滕晋儒...
    897-904页
    查看更多>>摘要：探索不同运行模式下的微生物电化学传感器检测重金属离子时，在灵敏度、响应时间等方面的差异。考察MFC电化学传感器在恒定外电阻、开路和恒定外加偏压这3种模式下不同浓度的Cu2+对传感器的电压抑制率或电流下降量。结果表明，Cu2+浓度检测范围为0～10 mg·L-1时，恒定外电阻模式下的Cu2+对传感器的电压抑制率范围46。98％～80。12％，线性相关系数R2为0。979 4;开路模式下的Cu2+对传感器的电压抑制率范围为63。15％～89。12％，线性相关系数R2为0。972 6;恒定外加偏压模式下，加入Cu2+，传感器的电流下降量范围1。214 4～3。730 mA，线性相关系数R2为0。947 6。开路模式下的MFC电化学传感器对Cu2+的检测性能更优秀。这为利用微生物电化学传感器实时监测水质中的重金属含量提供了理论和试验基础，同时也为进一步研究利用微生物电化学传感器实现水中各种污染物的实时监测奠定了基础。

    MFC电化学传感器Cu2+检测恒定外电阻模式开路模式恒定外偏压模式

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    燕山地球关键带多环境介质中多环芳烃分布特征

    张娜维朱鹏锟刘菲安兆渤...
    905-914页
    查看更多>>摘要：多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons，PAHs)作为环境中常见的持久性有机污染物，因其致癌、致突变、致畸和难降解的特性备受关注。地球关键带是维系地球生态系统功能和人类生存的关键区域，选取燕山地球关键带的雁栖湖站点，对地表水、表层土壤(0～10cm)和地下水3种环境介质进行调查研究，旨在探索16种PAHs的分布情况。结果表明:1)地表水、土壤、地下水中的16种PAHs含量范围分别为9。78～2 221。3 ng·L-1、76。21～285。03 μg·kg-1、21。45～1521。13 ng·L-1，均值分别为 548。42 ng·L-1、195。77 μg·kg-1、492。54 ng·L-1，地表水中的平均浓度高于地下水;2)3种环境介质中PAHs分子质量分布呈现大体相似特征，具体表现为单体PAH中萘(Nap)占主导地位，2～3环低分子量PAHs占比大于4环，5～6环最低;3)地表水和地下水的PAHs质量分数占比基本相同，土壤与水体相比低分子质量PAHs占比略低，中高分子质量占比略高;4)利用主成分分析法对多环境介质中的PAHs进行源解析，发现环境中的PAHs主要来源于煤、石油、生物质的燃烧和交通污染，而大气沉降是主要的污染途径。总体来说，燕山地球关键带不同介质中存在不同程度的PAHs污染。

    多环芳烃燕山地球关键带分布特征源解析

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