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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

    我国土壤重金属污染的多暴露途径健康风险评估

    陈科彤陈思宇薛劲凯何嘉琦...
    1964-1976页
    查看更多>>摘要:土壤重金属(SHMs)污染因其高毒性、隐蔽性、持久性和生物累积性而受到广泛关注,因此,精准量化SHMs的人体输入途径及其危害风险对于保障人民生命健康至关重要.通过多样本实测和文献检索相结合,选取856篇参考文献和收集的563个实测样本,从全国尺度重构了多类别土壤混合的SHMs(Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、As、Ni和Hg)含量融合数据集,基于本土化和精细化构建的土壤—膳食食物链富集模式,改进了健康风险评估模型,通过食物摄入、皮肤接触和吸入3种通道,肉类、蛋类、谷类、蔬菜、水果、鱼类6种精细食物链,精准量化了 SHMs的非致癌和致癌健康风险,并对主要人体输入途径进行识别.结果表明:中国南方SHMs的平均含量通常高于北方,土壤中Zn的平均含量(84.35 mg·kg-1)比Hg(0.12 mg·kg-1)高702倍,Cd是中国土壤中最常见的污染物,约90%采样点的Cd含量超过了最新的风险筛查值;食物摄入是SHMs输入人体最多的途径,其次是皮肤接触,其中食物摄入对人体暴露的非致癌风险指数(HI)和致癌风险指数(CRI)的贡献分别达到了 88%和86%;值得注意的是,除As在湖南有一定非致癌风险外,Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Ni和Hg的HI均不超过1,Cd、Cr、As和Ni的CRI介于10-4至10-6之间,对人体的致癌危害在可以接受范围内;研究的六条精细食物链中,肉类和谷类分别是造成SHMs污染人体膳食暴露最多的动物型和植物性食物链.总体而言,SHMs污染对人体造成的健康风险影响在可接受范围内.本研究将对制定精准的SHMs健康风险管理策略和保护环境有一定的价值.

    土壤重金属精细途径人体输入健康危害风险评估

    磁性纳米S-ZnFe2O4作用下土壤Cd(Ⅱ)的淋溶释放

    肖鑫霍婷婷张伟黄强...
    1977-1986页
    查看更多>>摘要:通过土柱淋溶实验探究了 S-ZnFe2O4磁性纳米材料作用下,镉污染土壤中Cd(Ⅱ)的转化及淋溶释放行为.结果表明:S-ZnFe2O4对土壤镉有较好的钝化效果;在淋溶液pH为5,S-ZnFe2O4用量为1.5%(wt)的条件下,镉含量为5.69 mg·kg-1的污染土壤中Cd(Ⅱ)的淋溶释放量较空白组减少96.02%,S-ZnFe2O4的平均磁选回收率可达77.94%;S-ZnFe2O4主要通过表面络合、离子交换及静电吸引等作用实现土壤Cd(Ⅱ)的吸附,土壤中大量高活性镉转变为铁锰氧化态及有机结合态,可交换态和碳酸盐结合态镉占比分别降低34.13%和22.65%.共存Pb(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)、Cr(Ⅲ)、Ni(Ⅱ)离子促进材料对Cd(Ⅱ)的滞固作用,而Cu(Ⅱ)使Cd(Ⅱ)的淋溶量增加了 12.92%.所制备的S-ZnFe2O4磁性纳米材料具有高吸附性、可磁选回收性及制备方法简单的优点,可大大降低土壤Cd(Ⅱ)的活性,降低土壤镉释放污染地下水的风险,研究可为镉污染土壤的修复提供参考.

    土柱淋溶镉污染土壤S-ZnFe2O4钝化

    光卤石修饰生物炭活化过硫酸盐修复有机污染土壤

    李嘉鑫申龙飞任更波马小东...
    1987-1996页
    查看更多>>摘要:过硫酸盐(PS)氧化技术被广泛应用于有机污染物土壤的修复,其中高效、环境友好型非均相催化剂的研发一直是PS氧化技术研究的热点和难点.天然矿物光卤石(CA)本身无法有效活化PS,但将其负载在生物炭上制备的复合催化剂CA-CS能够大幅提高生物炭的催化性能.研究结果表明,CA-CS的最佳添加量为土壤质量的0.5%,最佳PS浓度以及反应时间分别为10mmol·L-1和12 h,该条件下对土壤中苯酚的降解率为94.1%.猝灭实验和电化学表征表明,苯酚、CA-CS、PS构成一个电子供体-电子介导体-电子受体的三元络合体系,在CA-CS催化作用下,PS可以更快地从苯酚提取电子,通过电子转移路径对苯酚进行降解.此外,氧化后土壤的粒径显著降低,且土壤的化学组成未发生明显变化.本研究旨在为实际工程应用中修复有机污染土壤提供一种高效、绿色的非均相催化剂.

    有机污染土壤土柱实验过硫酸盐生物炭电子转移

    河北省农业有机废料沼气化潜力及碳减排效益研究

    周彪张铁坚刘俊良
    1997-2009页
    查看更多>>摘要:在国家持续推动双碳目标落地和乡村振兴的大背景下,针对河北省有机废料低碳、高效资源化利用问题,构建了农业有机废料沼气化综合评价模型,开展了沼气量潜力核算、收集运输碳排放、沼气工程项目建设远景适宜性等方面的细分量化评估.结果表明:2021年河北省农业有机废料理论沼气产量巨大,约为2.64×10 10m3,可折算标准煤1 887.69×10 4t或天然气155.37×10 8m3,但分布趋势总体不均,地市差异较大,邯郸、保定、石家庄处于第一梯队,秦皇岛、廊坊、承德沼气潜力较差;理论沼气产量替代标准煤使用可减少CO2排放量4.10×107t,同时产生的沼液沼渣用于农用可替代化肥43.18×10 5t;结合经济指标、农牧业发展指标分析发现衡水、石家庄、邯郸三地的农业有机废料沼气化工程项目建设远期综合适宜性最佳.本项研究可为河北省农业有机废料处理处置、农村能源结构优化配置、农业绿色低碳发展转型、农村地区碳排放核算等工作提供参考.

    农业有机废料沼气化利用农业碳减排区域量化特征

    海藻酸钠-壳聚糖-碳酸氢钠复合膜优化制备及性能表征

    郭婕付佳慧刘爱荣周涛...
    2010-2018页
    查看更多>>摘要:填埋场垃圾在挖掘和运输过程中常释放大量恶臭气体,持续时间长、影响范围广,其中硫化氢(H2S)和氨气(NH3)两种气体刺激性较大,产生较为严重的负面影响.开发了适用于垃圾填埋场H2S和NH3阻隔的喷涂薄膜,配方中选择海藻酸钠、壳聚糖作为高分子成膜基材,添加化学除臭剂碳酸氢钠制备薄膜,并添加增塑剂丙三醇、表面活性剂吐温80、防蝇除臭剂肉桂醛、香料添加剂茶树精油、防腐苯甲酸钠剂,对海藻酸钠-壳聚糖-碳酸氢钠复合膜进行性能优化.研究发现,质量分数为2.0%的海藻酸钠与壳聚糖配比为8:2,碳酸氢钠质量分数1.0%、甘油1.5%、1.0%表面活性剂吐温80、2.0%肉桂醛、0.5%茶树精油香料、苯甲酸钠1.0%,多种成份复配制制备的复合膜对H2S和NH3的气体截留率(质量浓度为70 mg·m-3)在30 min均可达95%.水溶液中多糖海藻酸钠带负电荷,壳聚糖带正电荷,两者能够发生交联形成海藻酸钠-壳聚糖聚电解质复合凝胶,添加化学除臭剂、增塑剂、防腐剂等成分对复合膜进行优化,使其满足垃圾中途转运机械性能要求的,维持高效的气体阻隔性能,实现填埋场垃圾中途转运中恶臭气体的高效阻隔,满足存余垃圾资源化工程项目需求.

    除臭复合膜海藻酸钠壳聚糖聚电解质气体截留率

    聚丙烯酰胺强化餐厨垃圾水解液固液分离效能及机理分析

    韩武杰郝紫晶宗雨曦吴士民...
    2019-2026页
    查看更多>>摘要:餐厨垃圾水解液具有高COD、高C/N比的特点,可作为外加碳源应用到污水处理厂生化处理单元.然而,其富含的大颗粒有机物不易被微生物利用,可能会导致污水处理厂出水悬浮物和COD浓度增高,阻碍了餐厨垃圾水解液的资源化利用.针对该难题,采用阴-阳离子型聚丙烯酰胺(PAM)配合使用的方法,用以强化去除餐厨垃圾水解液中的大颗粒有机物.实验结果表明:在pH=5时,依次投加3.2 mg·gTSS-1的阴离子型PAM(APAM)与4.0 mg·gTSS-1的阳离子型PAM(CPAM),餐厨垃圾水解液的归一化毛细吸水时间(CSTn)可从19.12 s·L·gTSS-1降至0.61 s·L·gTSS-1,实现了较好的固液分离;在该条件下餐厨垃圾水解液上清液中溶解性COD(SCOD)的去除率达52.81%,而BOD5基本保持不变,BOD5/SCOD由0.12升高至0.26,大幅提升了可生化性.此外通过对水解液二维红外相关光谱图的分析可知,处理系统对蛋白质的高效去除是促进水解液固液分离的主要原因.该研究结果对餐厨垃圾水解液的资源化利用有一定的指导作用.

    聚丙烯酰胺餐厨垃圾水解液固液分离响应面曲线二维红外相关光谱

    手机用钴酸锂电池循环再生的生命周期评价

    彭喆龚先政杜世伟
    2027-2037页
    查看更多>>摘要:为评估手机用钴酸锂(LCO)电池回收工艺(火法和湿法)和不同分配方法(EoL方法和CFF方法)的环境影响,考虑废电池回收阶段的环境效益,并设定功能单位为钴酸锂电池供电量1 kWh,采用生命周期评价(LCA)方法,对LCO电池开展了从摇篮到坟墓的生命周期评价研究,对EoL和CFF分配方法应用下湿法冶金回收场景的生命周期评价结果进行比较.结果表明,湿法冶金回收工艺的环境效益远大于火法冶金回收工艺,约为火法冶金回收工艺环境效益的2.89倍;对于GWP和FFP以及3种终点法环境损害指标而言,EoL分配的环境效益明显低于CFF分配;主要原因在于EoL分配方法将全部的回收效益计算到首次生命周期之中相比,而CFF分配方法根据市场情况将回收的环境效益在生产可回收材料的生命周期和使用再生材料的生命周期进行合理划分,能够更有效避免环境影响的凭空消失和环境效益的多重计数,影响包括碳排放核算在内的环境影响的科学量化的准确性.同时建议参照欧盟PEF中的锂电池相关标准(CFF)建立国内本土化政策指南,以保证相关锂电池研究的可比性.

    钴酸锂电池湿法冶金火法冶金环境影响评价分配方法

    碳点复合材料光催化降解腐殖酸的机制

    王彤黄可徐期勇王前...
    2038-2047页
    查看更多>>摘要:腐殖酸分子结构复杂、活性基团丰富,可通过离子交换或络合引发环境安全隐患.针对腐殖酸难以有效彻底去除的问题,采用碳点复合材料(CDs/P25)光催化技术实现了高效降解.通过模拟太阳光光催化实验研究了水热合成条件、腐殖酸浓度对复合材料降解腐殖酸性能的影响.实验结果表明,当碳点负载量为0.2mol·L-1、pH为6,水热合成温度160 ℃、水热合成4 h时,复合材料光催化活性较好.通过红外光谱和能谱分析,验证碳点已成功负载于二氧化钛表面.光电化学测试结果表明,引入碳点后可提升二氧化钛光生载流子转移能力.同时探究了不同腐殖酸浓度下复合材料的光催化活性,在碳点复合材料投加量为0.5 g·L-1时、浓度为100mg·L-1时腐殖酸去除率可达97%;机理分析表明碳点复合材料通过生成·OH、·O2-及1O2活性氧物种,将腐殖酸以开环断键的方式比二氧化钛更快生成己内酰胺等更多的小分子物质.该研究结果可为新型高效光催化体系的开发及其在环境污染控制领域的应用提供参考.

    碳点光催化腐殖酸二氧化钛活性氧

    市政污水曝气沉砂池定点吸砂方式同步除砂和除臭性能研究

    赵珊彭浩袁星常江...
    2048-2054页
    查看更多>>摘要:市政污水曝气沉砂池排砂机(行车)的往复运行可引起出砂量少和臭气释放两方面问题,急需解决方案.开展定点气提吸砂代替排砂机(行车)、固定除臭封闭罩代替随动封闭罩的研究,先利用数学模拟方法开展气提吸砂设备间隔距离和封闭罩密封性研究,得出最优的模拟结果为气提吸砂设备间隔距离3 m、密封罩缝隙率小于1%.然后在华北地区某市政污水处理厂开展验证实验.结果表明,沉砂池出砂量提升至0.0313L·m-3(提升67%),达到给水排水设计标准要求;沉砂池所在室内臭气浓度为16.5(降低99.5%),氨质量浓度为0.059 mg·m-3(降低69.6%),硫化氢质量浓度低于检出限(降低100%),达到《DB11/2007-2022》要求,实现同步除砂除臭目标.本研究为市政污水处理厂曝气沉砂池优化改造提供有益的借鉴.

    市政污水曝气沉砂池定点吸砂恶臭

    中国医疗核磁共振设备资源化评估

    秦晋川陈姝媛周松山黄银...
    2055-2062页
    查看更多>>摘要:随着我国医疗器械行业市场不断扩大,医疗设备更新换代,导致医疗电子设备报废量逐年增加,但对其报废量及资源回收潜力尚不清晰.因此,以核磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)设备为例,通过Logistic模型、灰色预测模型、Weibull分布+市场供给A模型对MRI设备的百万人均保有量、销售量和报废量进行预测,并对报废的MRI设备进行可资源化评估.据预测,我国MRI销售量将从2023年的2 251台增长到2032年的5 160台,复合年均增长率达8.6%,MRI百万人均保有量将达到32台.2023-2033年,我国MRI设备的年报废量将从1 476台增长至3 240台,累计报废总量可达287 200t.其中,钕铁硼磁铁累计可回收量为9 606t,铌钛合金累计可回收量为125 700t;铝、铁、线路板及导线、玻璃纤维增强环氧树脂、铜、低碳钢以及不锈钢的可回收量依次递减,分别为40 400、36 200、29 800、17 700、9 700、9 500以及9 100 t.研究结果可为报废医疗电子设备回收政策的制定及其产业发展提供参考.

    报废医疗电子设备核磁共振成像灰色预测模型市场供给A模型资源化利用