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期刊信息/Journal information
农业环境科学学报
农业部环境保护科研监测所 中国农业生态环境保护协会
农业环境科学学报

农业部环境保护科研监测所 中国农业生态环境保护协会

李文华

月刊

1672-2043

caep@vip.163.com

022-23674336

300191

天津市南开区复康路31号

农业环境科学学报/Journal Journal of Agro-Environment ScienceCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>《农业环境科学学报》是由农业部主管、农业部环境保护科研监测所和中国农业生态环境保护协会主办的国家级学术核心期刊。主要刊登农业生态环境科学领域内具有创新性的研究成果，包括新理论、新技术和新方法。报道领域包括农业污染控制与治理、生态农业、环境修复技术与原理、环境毒理与风险评价、环境监测与评价、废弃物综合利用等。
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    厌氧环境下黏土矿物结构Fe(Ⅲ)还原对Cd(Ⅱ)固持特性的影响

    范小妹董易坤吴聪王帅...
    1045-1055页
    查看更多>>摘要：黏土矿物结构Fe(Ⅲ)是土壤铁元素主要赋存形态之一，稻田淹水环境下矿物结构Fe(Ⅲ)易发生还原反应，改变矿物晶体微结构和表面化学性质，为研究这种变化对矿物固持Cd(Ⅱ)特性的影响，以合成含铁黏土矿物绿脱石为研究对象，通过化学还原，探讨了厌氧条件下绿脱石结构态Fe(Ⅲ)还原对Cd(Ⅱ)吸附性能的影响及作用机制。结果表明:合成绿脱石中总铁含量为31。3%，结构态Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)的含量占总铁的98。6%。还原处理后，矿物结构中Fe(Ⅱ)含量由还原前的3。9%显著提高至67。4%。XRD、SEM、BET和XPS分析表明，还原后绿脱石矿物层间距增大，分散程度更高，比表面积由151。6 m2·g-1增加至184。0 m2·g-1，矿物表面的羟基基团数量增加。结构Fe(Ⅲ)还原降低了矿物对Cd(Ⅱ)的吸附和固持性能，Langmuir模型拟合还原后矿物对Cd(Ⅱ)的最大吸附量为23。5 mg·g-1，明显低于还原前矿物对Cd(Ⅱ)的吸附量(33。4 mg·g-1)。还原前后矿物对Cd(Ⅱ)的吸附性能均随着离子强度增大而降低，但还原矿物吸附Cd(Ⅱ)的降幅明显低于未还原矿物。黏土矿物结构Fe(Ⅲ)还原后吸附Cd(Ⅱ)的性能降低主要是由于还原过程中结构Fe(Ⅱ)迁移进入层间，抑制了吸附过程中Cd(Ⅱ)进入矿物层间。研究表明，厌氧环境中黏土矿物结构Fe(Ⅲ)显著降低了矿物对Cd(Ⅱ)的固持特性。

    黏土矿物结构态铁还原镉吸附

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    绿脱石结构Fe(Ⅲ)还原程度对氧化过程·OH形成及有机质矿化的影响

    肖艳琦符俊宏刘细祥廖文娟...
    1056-1066页
    查看更多>>摘要：土壤和沉积物有氧-无氧界面黏土矿物结构Fe(Ⅱ)氧化产生的羟自由基(·OH)在有机物质转化过程中具有重要作用。土壤和沉积物黏土矿物结构Fe(Ⅲ)的还原程度会随环境条件变化而不同，然而，关于含铁黏土矿物还原程度[Fe(Ⅱ)/Fe总]对氧化过程中·OH的形成及有机质矿化的影响尚不明确。本研究以富铁绿脱石为黏土矿代表，研究了不同还原程度绿脱石[Fe(Ⅱ)/Fe总:15%、22%、39%和56%]有氧氧化产生·OH的机制及该过程对溶解性有机质(DOM)转化的差异。结果表明，当不同还原程度绿脱石的悬浊液体系中结构Fe(Ⅱ)浓度为2。2 mmol·L-1时，随着还原程度从15%增加到56%，其氧化120 min后·OH的累积浓度从13。6 μmol·L-1增加到27。1 μmol·L-1，单位O2转化为·OH的效率从3。3%提高到5。9%。傅里叶变换红外光谱(FTIR)、氮蓝四唑(NBT)猝灭实验和2，2'-联吡啶(BPY)钝化边缘反应位点的结果证明了还原程度为15%的绿脱石主要存在二八面体Fe(Ⅱ)[Al-Fe(Ⅱ)]，并在边缘位点活化O2产生·OH;而还原程度为56%的绿脱石除二八面体Fe(Ⅱ)外，还存在高活性三八面体[Fe(Ⅱ)-Fe(Ⅱ)-Fe(Ⅱ)]，底面位点和边缘位点均可活化O2产生·OH，并且O2在底面位点还原形成·OH效率更高。氧化过程中·OH矿化溶解性有机质(DOM)形成CO2的含量随绿脱石的还原程度的升高而升高。因此，与低还原程度绿脱石(15%)相比，高还原程度的绿脱石(56%)存在高活性三八面体并能从底面位点形成·OH从而提高了·OH生成的效率并进一步促进了DOM的矿化。

    绿脱石结构二价铁还原程度羟自由基(·OH)天然DOM转化

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    磁性炭基菌球降解土壤阿特拉津性能的研究

    魏书奇李梓玮吴志欢毕馥漩...
    1067-1076页
    查看更多>>摘要：本研究通过海藻酸钠包埋磁性生物炭与降解菌DNS32形成磁性炭基菌球(DMBC-P)，并将其用于阿特拉津(ATZ)污染土壤的修复，探讨其去除ATZ的效能及促进大豆幼苗生长的能力。研究表明，当海藻酸钠与氯化钙的浓度为2%时，DMBC-P对ATZ的去除能力最强。在DMBC-P投加量为2%、温度为30℃、pH=7。3时，其对水体中ATZ的去除率可达到99。99%;并且在pH为3。3～7。3、温度为10～50℃以及ATZ浓度为30～140 mg·L-1的环境中，DMBC-P对ATZ的去除性能仍然十分优异且其可以被有效回收。盆栽试验结果表明，施用DMBC-P进行修复后，该处理下大豆幼苗的生理指标显著高于空白对照处理，叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素和总叶绿素含量分别提高79。14%、45。48%、67。87%和110。78%。研究表明，DMBC-P施用于污染土壤中能够实现ATZ的高效去除和材料有效回收，是一种极具潜力的污染土壤修复材料。

    阿特拉津DNS32降解菌磁性生物炭固定化技术土壤修复

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    新疆和田高氟区土壤氟形态分布与风险评价

    时雯雯周金龙尹立河张鹏伟...
    1077-1091页
    查看更多>>摘要：为探明新疆和田高氟区小麦农田土壤氟的赋存形态特征及环境风险，采集该区小麦农田耕作层和剖面土壤样品，分析其总氟(TF)含量和氟形态分布，探讨其影响因素，并对比研究TF和氟形态的污染水平和潜在生态风险。结果表明:研究区耕作层土壤TF含量范围为552～761 mg·kg-1，平均值为629 mg·kg-1。各形态氟的分布规律为残余态氟(Res-F)≫有机束缚态氟(Or-F)>水溶态氟(Ws-F)>铁锰结合态氟(Fe/Mn-F)>可交换态氟(Ex-F)，其中Ws-F含量均值为4。35 mg·kg-1，具有较强的生物有效性。剖面土壤中，TF、Res-F和Or-F的含量最大值均出现在表层，Ws-F含量随土层深度的增加呈增加趋势，Ex-F和Fe/Mn-F含量的垂向变化不显著。土壤TF与Res-F呈极显著正相关关系，Ex-F与Ws-F和Or-F呈显著正相关关系，Fe/Mn-F与其他形态氟间不存在显著相关关系。Ws-F与Ex-F在一定条件下可以相互转化，处于动态平衡状态。综合分析结果表明，三氧化二铝(Al2O3)是影响TF和Res-F含量的主要因素，硼(B)是影响Ex-F含量的主要因素，有机碳(SOC)是影响Fe/Mn-F含量的主要因素，Ws-F和Or-F与土壤理化性质间无显著相关性。地累积指数和潜在生态风险指数评价结果表明，研究区污染程度总体较低，基于氟赋存形态的生态风险较低，而基于土壤TF含量评价的结果偏高。从生物可利用的角度来说，基于氟赋存形态的生态风险评价结果相较于传统的基于总量的评价结果更加准确。

    和田地区氟土壤赋存形态风险评价

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    富里酸对聚乙烯微塑料污染土壤水分入渗过程的影响

    杨明瑶吉恒莹李磐
    1092-1099页
    查看更多>>摘要：为研究富里酸对聚乙烯污染土壤水分入渗过程的影响，本研究通过土柱一维垂直入渗试验，分别在含有质量比为0。1%、1%和3%荧光染色聚乙烯污染的土壤中添加0。3%的富里酸进行探究。结果表明:与空白土壤相比，0。1%、1%聚乙烯均减少土壤表面孔状结构和粗糙度，抑制土壤水分入渗速率，减小土壤饱和导水率，3%聚乙烯增加土壤表面孔状结构和粗糙度，降低入渗速率和饱和导水率;施加0。3%富里酸后，0。1%、1%和3%聚乙烯污染土壤表面孔状结构增多，粗糙度增大，水分入渗速率降低，饱和导水率随聚乙烯含量增大而增大，但较不施加富里酸前的饱和导水率分别下降48。75%、32。01%和3。64%;添加0。3%富里酸，可使聚乙烯微塑料在土壤中垂直向下的迁移速度分别提高33。33%、37。50%和38。33%。研究表明，富里酸增加了聚乙烯污染土壤的孔状结构和粗糙度，降低了聚乙烯污染土壤的水分入渗速率和饱和导水率，同时提高了聚乙烯在土壤中垂直向下的迁移速度。

    富里酸微塑料聚乙烯土柱迁移

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    外源刺激剂强化芽孢杆菌高效修复Cr(Ⅵ)污染水体

    张亚珍向媛羚张庆明康茜琳...
    1100-1113页
    查看更多>>摘要：目前，利用微生物修复六价铬[Cr(Ⅵ)]污染的土壤和水体已经在实验室及场地大量应用，但由于土著微生物的竞争及场地的寡营养条件，导致外源铬(Cr)高效还原微生物定殖困难。鉴于此，本研究从成本低廉且无二次污染的氮源型/碳源型/矿物型/离子型的微生物刺激剂筛选出发，探讨了不同刺激剂添加方式(非包埋型和包埋型)对抗铬芽孢杆菌(Bacillus sp。)高效还原Cr(Ⅵ)的影响，并采用扫描电子显微镜-能谱(SEM-EDS)对芽孢杆菌表面进行表征。结果表明，甘蔗粉(碳源型)、豆粕粉(氮源型)、钙离子[Ca(Ⅱ)，离子型]、蒙脱石(矿物型)这四种刺激剂的添加显著增加了芽孢杆菌对Cr(Ⅵ)的还原效率，进一步利用单因素多水平试验确定了它们的最佳投加量分别为10 g·L-1、10 g·L-1、10 mmol·L-1、8 g·L-1，在第8天时与裸菌相比，分别添加这4种刺激剂的芽孢杆菌对Cr(Ⅵ)的还原率分别提高了17。48、15。56、11。70、18。84个百分点。在单因素试验的基础上，挑选2个效果最佳的刺激剂甘蔗粉和蒙脱石，利用响应曲面法建立了混合型刺激剂(甘蔗粉+蒙脱石)与菌的最佳投加量，结果显示甘蔗粉投加量为8 g·L-1、蒙脱石投加量为6 g·L-1、菌剂投加量为0。3%(V/V)时，培养8d后，与裸菌相比，添加混合刺激剂的芽孢杆菌对Cr(Ⅵ)还原率增加了32。53个百分点，显著高于单一非混合刺激组。考虑到刺激剂直接加入环境亦会被土著微生物利用，导致对外源铬还原微生物刺激作用的长效性差，本研究还探究了包埋型缓释刺激剂对芽孢杆菌还原Cr(Ⅵ)的长效刺激作用，结果发现，在包埋型刺激剂的辅助下，芽孢杆菌对Cr(Ⅵ)的还原能力随着时间延长而不断增加，其Cr(Ⅵ)还原率分别从86。08%(第2天)增加到97。09%(第28天)，添加了非包埋型混合刺激剂的菌从86。92%(第2天)下降到75。93%(第28天)。SEM观察修复28d的菌，发现未加任何刺激剂的裸菌出现严重皱缩，部分断裂，形态结构不完整;添加非包埋混合刺激剂的菌出现轻微皱缩，点状断裂，形态结构较为完整;而添加包埋型刺激剂的菌光滑，形态结构完整，表面有绒毛状产物，EDS显示绒毛状产物O和Cr含量相对于其他元素较多，包埋型刺激剂提升了菌细胞表面参与的铬固定，降低了铬对细菌细胞的毒性。研究表明，混合刺激剂还原效果优于单一非混合刺激组，确定最佳投加量分别为甘蔗粉(8 g·L-1)、蒙脱石(6 g·L-1)和菌剂(0。3%)。利用非包埋型刺激剂有利于短期内快速提升菌对Cr(Ⅵ)还原，而包埋型刺激剂使菌还原Cr(Ⅵ)具有长效性并有效地降低了Cr(Ⅵ)毒性。

    Cr(Ⅵ)污染非包埋型刺激剂包埋型刺激剂芽孢杆菌Cr(Ⅵ)还原效率

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    铜在狐尾藻中的积累及亚细胞分布和化学形态

    吴晓梅叶美锋吴飞龙徐庆贤...
    1114-1122页
    查看更多>>摘要：为探索狐尾藻对重金属铜的积累和耐性机制，本研究通过水培试验，研究不同浓度铜处理(0、20、50 mg·L-1)对狐尾藻(Myriophyllum spicatum L。)生长生理特性以及叶片表皮细胞形态的影响，分析各器官中铜吸收转运及铜在各组织器官亚细胞中的分布和化学形态。结果表明:各浓度铜处理下狐尾藻均能存活，但铜浓度高于50 mg·L-1时，狐尾藻根、茎、叶生物量相比对照(铜0 mg·L-1)处理降低53。48%、36。99%和32。22%。铜处理后，狐尾藻根、茎和叶铜含量分别为11。81～186。34、1。32～7。89、2。11～11。99 mg·kg-1，根系中铜含量均高于叶片和茎部。铜在狐尾藻中的亚细胞分布主要位于根、茎、叶的细胞壁部分(36。49%～49。61%、45。44%～49。92%、41。45%～55。92%)，其次是可溶性组分(21。65%～25。99%、23。03%～27。65%、18。01%～34。63%)。狐尾藻中铜的赋存化学形态以盐酸提取态、醋酸提取态和乙醇提取态为主，所占比例为76。34%～86。67%，均是活性较低的形态。因此，狐尾藻是铜富集较好的植物，其根部的耐性大于茎、叶。铜以吸附态或蛋白质、果胶酸盐等低活性形态赋存于细胞壁或可溶性组分(液泡)中是狐尾藻积累和耐受铜的重要机制。

    狐尾藻铜亚细胞分布化学形态耐性机制

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    资水下游某石煤矿区沉积物重金属污染评价和来源解析

    代馨悦申志成胡华玲师华定...
    1123-1130页
    查看更多>>摘要：以资水下游某石煤矿区为研究区域，分析该矿区河流沉积物中重金属的空间分布、污染程度和来源。研究共采集了28个表层沉积物样本，并对其中8种重金属的含量进行了测定，包括镉(Cd)、铬(Cr)、汞(Hg)、砷(As)、铅(Pb)、铜(Cu)、镍(Ni)和锌(Zn)。采用地累积指数和潜在生态风险指数进行重金属污染评价，运用主成分分析(PCA)、正定矩阵因子(PMF)等方法识别重金属污染来源。结果表明，除Cr外，Cd、Hg、As、Pb、Cu、Zn、Ni含量的中值均高于洞庭湖水系沉积物背景值。其中，Cd、As含量超标问题较为严重，超过《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618-2018)风险筛选值的样点比率分别为96。55%、58。62%。地累积指数和潜在生态风险指数分析表明，沉积物中Cd、Hg污染最为严重，Cr污染程度最低。沉积物重金属主要来源为石煤开采源、交通和农业混合源、自然源以及大气沉降源，贡献率分别为33。8%、20。4%、17。7%和28。1%。研究表明，研究区沉积物受到石煤开采影响，重金属Cd超标严重，应加强管控。

    重金属资水沉积物石煤来源解析污染评价

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    热解温度对玉米芯生物炭碳结构、灰分与吸附四环素的影响

    邓玉佘艾伦张莹倪福全...
    1131-1142页
    查看更多>>摘要：生物炭灰分和碳结构在抗生素吸附过程中的影响尚不明确。本文以玉米芯为原料，在300～800℃下热解制备生物炭(CBCs)及除灰分生物炭(CBCs_AW)，研究热解温度对生物炭灰分和碳结构的影响，探究灰分和碳形态与四环素(TC)吸附行为之间的关系。结果表明，随着热解温度升高，生物炭的碳结构由未完全碳化有机质(300℃)逐渐转化为石墨碳结构(800℃)，吸附实验结果显示CBC800_AW的吸附量最大，证实石墨碳结构是促进TC吸附量增加的重要因素。CBCs_AW对TC吸附量高于CBCs，说明灰分对TC吸附有一定抑制作用。分析TC吸附性能与生物炭理化性质的相关性，结果显示吸附量与生物炭比表面积、孔体积、芳香性和石墨化程度相关性较高，推测TC的主要吸附机理为孔隙填充作用和π-π电子供体-受体相互作用。研究结果可为生物质资源化利用和抗生素污染修复提供科学依据。

    玉米芯生物炭碳结构四环素吸附性能

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    2种海水鱼工厂化循环水养殖中微细颗粒物的赋存特征

    卢洋朱弦一郭悦谷晶...
    1143-1150页
    查看更多>>摘要：为了明晰工厂化循环水处理系统对水中微细颗粒物的去除效果，对红鳍东方鲀(Takifugu rubripes)和半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)工厂化循环水养殖过程中微细颗粒物的质量、组成和粒径分布的动态变化进行研究。结果表明，基于弧形筛、泡沫分离器和生物滤池的工厂化循环水处理工艺，红鳍东方鲀和半滑舌鳎养殖池水中微细颗粒物浓度均稳定在20 mg·L-1左右，且投喂后水中微细颗粒物含量明显增高，微细颗粒物中有机物所占比例均达到90%以上，表明水中微细颗粒物增多是投喂所致。红鳍东方鲀养殖池水中微细颗粒物的粒径主要分布在60～170 nm，半滑舌鳎养殖池水中微细颗粒物的粒径为95～420 nm。养殖池出水经水处理系统处理后，水中留存的微细颗粒物的粒径主要介于95～110 nm之间，表明该循环水养殖系统中粒径在60～95 nm之间和粒径大于110 nm的微细颗粒物可以被有效去除。

    循环水养殖系统微细颗粒物红鳍东方鲀半滑舌鳎

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