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中国环境科学
中国环境科学

王文兴

月刊

1000-6923

zghj@chinajournal.net.cn;zghjkx1981@126.com

010-62215145

100082

北京市海淀区红联南村54号

中国环境科学/Journal China Environmental ScienceCSSCICSCDCHSSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊是中国环境科学学会主办的学报级综合性学术刊物。本刊的宗旨是紧密围绕我国重大的环境问题开展学术研究与讨论，包括环境自然科学基础理论、环境战略思想、环境管理的理论与方法、区域性环境污染综合整治等。《中国环境科学》近年来对环境科学研究领域中的诸多学科如环境地学、环境化学、环境生态学、环境医学、环境工程等基础理论研究；对各种环境污染物的监测、分析及其防治；对区域环境的综合整治与规划；以及对全球环境问题等多方面的研究进行了全面综合报道，反映了中国环境科学的发展方向、研究水平、最新成就与突破性进展。《中国环境科学》2002年荣获第二届国家期刊奖提名奖；并荣获第三届中国科协优秀科技期刊奖一等奖。目前《中国环境科学》在国内外环境界都具有很大的影响，对我国环境保护事业和国民经济的可持续发展起到了积极推动作用。
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    蚯蚓堆肥过程中重金属的迁移转化及影响因素

    章强郭晓明原名扬周雷强...
    2166-2183页
    查看更多>>摘要：为了研究蚯蚓堆肥过程中重金属的迁移转化特征，利用不同质量的牛粪(350～400g)、秸秆(150～200g)和过磷酸钙(25～75g)混合配比成6组基质，探索分析添加蚯蚓(50～150g)堆肥过程中基质重金属(Cu、V、Mn、As、Zn和Cr)总量和形态的变化特征及其影响因素。结果表明:与添加蚯蚓质量为50g与100g相比，添加蚯蚓质量为150g时，Cu(总量27。00mg/kg，可氧化态22。03mg/kg)、Zn(总量288。89mg/kg，可还原态22。03mg/kg)、V(总量15。22mg/kg，残渣态8。87mg/kg)和Cr(总量26。79mg/kg)是显著较低的(P＜0。05);4周的蚯蚓堆肥降低了 Mn、As的总量和Cu、V的生物有效性，但增加了 Cu、V、Zn的总量和Mn、Zn的生物有效性;基质pH值和有机质含量是影响堆肥过程中重金属总量及其形态明显变化的关键因素;基于潜在风险指数和风险评价编码法发现基质还田对土壤重金属污染的潜在风险较小。

    畜禽粪便蚯蚓堆肥重金属迁移转化生物有效性

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    富里酸改性FeMnNi-LDH对砷镉污染土壤的钝化修复

    何雅馨魏世强蒋珍茂
    2184-2197页
    查看更多>>摘要：选用腐殖质活性组分富里酸(FA)作为铁锰镍层状双氢氧化物(FeMnNi-LDH)的修饰物，采用共沉淀法制备出稳定层状FA@FeMnNi-LDH复合材料，并运用于As(Ⅲ)和Cd(Ⅱ)复合污染土壤的钝化修复。通过小白菜盆栽实验研究了在不同砷镉复合污染水平及不同初始土壤pH值条件下，复合材料对土壤As(Ⅲ)和Cd(Ⅱ)的钝化效果、各形态含量变化及对小白菜根部和地上部As(Ⅲ)和Cd(Ⅱ)转运、富集系数的影响，并进行相关性分析。结果表明，FA@FeMnNi-LDH复合材料对As和Cd具有显著的同步钝化效果。当复合材料添加量由0％增加到1。0％，促进了土壤非专性吸附态和结晶铁铝氧化物结合态As向专性吸附态、无定型铁铝氧化物结合态和残渣态As转化，土壤可交换态Cd主要向残渣态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态和有机结合态Cd转化;土壤初始pH对As和Cd的钝化效果影响明显，酸性和中性土壤的pH分别增加了 1。65和0。64个pH单位，土壤有效态As的降低率分别达到69。74％和63。31％，有效态Cd的降低率分别为60。25％和61。78％;小白菜的鲜重和株高随复合材料添加量的增加而提高，并且复合材料添加量的增加降低了小白菜各部位对As和Cd的转运和富集系数，使小白菜地上部As、Cd的浓度均低于国家食品安全标准限值。相关性分析显示，非专性吸附态As、可交换态Cd与土壤pH值呈极显著负相关性，残渣态As和Cd与土壤pH呈现极显著正相关，小白菜地上部分和根部中As和Cd的含量与土壤残渣态As和Cd呈极显著负相关关系。FA@FeMnNi-LDH复合材料能提高土壤pH值，促进土壤As和Cd向残渣态的转化，从而降低土壤As和Cd生物有效性和在小白菜植株中的累积，为土壤中As(Ⅲ)和Cd(Ⅱ)复合污染的同步修复提供了新的参考。

    层状双金属氢氧化物(LDH)富里酸(FA)改性砷镉复合污染土壤钝化修复

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    青藏高原地表土壤重金属元素组成分布特征及其影响因素研究

    刘小莉高文华魏婷董志文...
    2198-2207页
    查看更多>>摘要：由于青藏高原生态系统的脆弱性和对人类活动的敏感性，近年来高原环境中与人类活动相关的重金属污染研究受到越来越多的关注。本文通过2021～2022年间采集的青藏高原表土样品，结合同时期采集的周边高海拔冰川区雪冰样品，分析测定了 As、Cr、Co、Ni、Cu、Mo、Cd、Pb和Sb共9种重金属元素的含量和组成特征。结果表明，青藏高原表土中重金属的含量(均值为256。5μg/g)远高于雪冰中重金属(均值为14。6μg/L)的含量。其中As的Igeo平均值为1。32，总体处于中度污染水平，而土壤中其他重金属以无污染特征为主。表土中重金属的组成和空间分布与周边冰川区雪冰中表现出明显不同特征，而且不同区域表土重金属的空间分布、组成和富集系数(EFs)没有明显差别。结合相关性、主成分分析和APCS-MLR等方法，发现表土中重金属有3个主要来源，分别为居民生活和工业用煤有关的煤燃烧源(42。3％)、局地地表自生土壤来源(20。6％)和交通排放源(14。2％)。高海拔雪冰和表土中重金属的组成、分布存在差异，可能是由于地表样品中重金属受到自然风化、和人类活动影响导致远距离输入源的贡献被掩盖，而雪冰中重金属则更多受到大气环流远距离输入污染源的影响。本研究较为全面的展示了目前青藏高原大范围区域表土中重金属组成状况，反映出部分元素的明显富集(例如As)和整体上重金属元素含量仍然表现为清洁的自然状况。

    重金属元素地表土壤青藏高原组成特征源解析

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    干旱区绿洲农田土壤重金属含量高光谱反演

    买买提·沙吾提阿不都艾尼·阿不里胡昕
    2208-2216页
    查看更多>>摘要：对新疆渭库绿洲土壤样本的As、Hg、Pb、Cr、Zn和Cu共6种重金属含量与高光谱关系进行分析，基于逐步回归方法筛选出特征波段，采用地理加权回归(GWR)和普通最小二乘法回归(OLS)构建土壤重金属的高光谱反演模型。结果显示:1)研究区的6种重金属元素含量存在一定的差异，土壤中的平均重金属含量依次为Zn＞Pb＞Cr＞Cu＞As＞Hg，均未超过国家土壤背景值。研究区的Pb平均含量高于当地(新疆)土壤背景值，即研究区表土层中的Pb元素明显富集;2)不同的光谱变换使土壤重金属的光谱特征均得到了增强，但强度有所差异，经过二阶微分变换(SD)和一阶立方根微分变换(CRFD)的土壤光谱相对于原始光谱增强最显著;3)从模型验证来看，在反演6个土壤重金属元素含量时，GWR的R2高于OLS，其中Zn的R2接近0。8，Cu的R2接近0。6，表明模型有一定预测能力，而As、Hg、Pb和Cr的R2均依然低于0。5，模型预测能力并不理想;4)两种模型预测的6种土壤重金属含量的空间分布表现出一定的空间差异性。其中，As元素空间分布差异在这两种预测模型中最大，而其余5种重金属元素Hg、Pb、Cr、Zn和Cu的分布则较为均匀。通过高光谱反射率估算土壤重金属元素含量，实现了干旱区绿洲农田土壤重金属元素含量的高效快速反演，为干旱区绿洲农田土壤重金属元素含量动态监测提供了可靠的技术支撑。

    GWR及OLS模型土壤重金属含量高光谱空间分布特征渭干河-库车河绿洲

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    东海近岸持久性有机污染物分布及其影响因素

    赵婧嫄杨群慧季福武曾婷...
    2217-2246页
    查看更多>>摘要：收集分析近10a东海近岸海水和沉积物中全氟烷基物(PFASs)、多氯联苯(PCBs)、多溴联苯醚(PBDEs)、有机氯农药(OCPs)、邻苯二甲酸酯(PAEs)和多环芳烃(PAHs)等六种典型持久性有机污染物(POPs)的分布及其影响因素的研究数据。结果表明，基于半数效应浓度(EC50)或海洋沉积物质量标准对海水和沉积物中POPs的生态风险评估，表明东海近岸大部分海域的PCBs、PBDEs和OCPs生态风险较低，但在杭州湾附近海域处于轻微至中等生态风险水平。PAHs整体上处于中等偏低及以下风险，PAEs处于中等偏高风险。PFASs处于中等及以下风险，但其中的全氟辛烷磺酸(PFOS)在长江口附近的生态风险较高。来自陆源输入的POPs在东海近岸海水和沉积物中的分布主要受到长江冲淡水、大气干湿沉降、沿岸流和潮汐作用的影响，呈现出绝大多数污染物含量在长江口和杭州湾附近较高，且向外海和南部沿岸总体降低的趋势。在浙闽沿岸泥质区、东海陆架泥质区，沉积物中部分污染物含量明显较高，与泥质区细颗粒泥沙对POPs的结合能力较强密切相关。长江冲淡水与东海海水交汇过程中温盐差异形成的"大陆边缘过滤器"效应，使得沉积物中部分POPs含量在盐度1～5的海域较高。东海的季节性低氧使得DDTs和PCBs等POPs普遍发生还原降解作用。除生物降解作用之外，生物泵和生物扰动等也会影响POPs在东海的分布。虽然我国已加强了对POPs的管控，但目前东海近岸的局部海域的POPs污染仍然存在，有待未来进一步完善POPs的监测手段和风险评价标准，并继续加强对新污染物的监测和环境行为研究。

    东海长江口持久性有机污染物(POPs)时空分布风险评估

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    衡水湖湿地水生植物生长对水质的影响

    张冰烨谢培孙明东刘振杰...
    2247-2255页
    查看更多>>摘要：为探究衡水湖水生植物生长腐解对湿地水动力水质影响，调查研究衡水湖大型水生植物优势种芦苇(Phragmites australis)、香蒲(Typha latifolia)的生长腐解动力学参数，基于EFDC(Environmental Fluid Dynamics Code)模型构建了衡水湖水动力-水质-水生植物模型，模拟了 2018～2022年衡水湖水生植物生长过程和水质变化，定量分析了植物生长对水体水质变化的时空影响及影响机制，并提出适应植物生长过程的衡水湖水质精细化管理保障措施。结果表明，利用植物生长积累量(以C计)表征植物生长腐解动力学相关参数，植物生长期生长系数和腐解期代谢系数分为0。01d 1，0。05d 1，用于建立衡水湖生态水质模块实现系统模拟研究;有植物生长区较无植物大湖心区在植物生长期对氨氮、总磷浓度降低可达40％～60％，腐解期增加可达60％～80％，11植物对原位及周边500～1000m范围内作用显著;在成熟期(10月)对植物70％茎叶量进行收割，氨氮浓度峰值最大由1。833mg/L降至1。095mg/L，下降率达到40。25％，总磷浓度由0。172mg/L降至0。119mg/L，下降率达到30。78％，年均下降率为25。41％和21。28％，大湖西部滩区氨氮、总磷改善效果明显，且无植物生长的大湖心区域水质也有一定提升。同时，在植物生长期(5～9月)，考虑植物生长对水深的要求(芦苇保持-0。3～0。7m、香蒲保持0。24～0。96m)，加强水量水位的控制，保障植物生长条件。

    衡水湖EFDC模型水生植物植物生长腐解植物收割湿地管理

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    河流系统生态完整性评估的回顾与展望

    李欣桐王远铭梁瑞峰冯镜洁...
    2256-2272页
    查看更多>>摘要：为明确定义河流生态系统的完整性内涵，研究影响河流生态完整性退化的主要因素，以及选择科学、合理、可行的指标对其进行定量刻画等，运用文献计量方法梳理国内外河流生态系统的完整性的广义内涵，将河流的生态完整性具象为水文过程完整性、生境过程完整性和生物过程完整性。系统总结了河流生态完整性评价的研究进展与应用，统计了各类评价指标的使用情况，提出了现有河流生态完整性评估在评价指标和参照状态选取等方面存在的问题。以小水电开发河流的生态完整性评价为例构建了评估框架，分析了河流生态完整性研究面临的挑战与未来发展趋势。

    河流生态完整性指标评估

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    基于格局-质量-功能的高寒草甸区生态脆弱性分析——以云南迪庆为例

    李子辉苏湘媛田甜张亚...
    2273-2285页
    查看更多>>摘要：以滇西北高寒草甸区为研究对象，通过建立格局-质量-功能框架开展其生态系统脆弱性时空特征评价，并利用地理加权回归模型分析各因子对生态系统脆弱性变化的空间异质性影响。结果表明:滇西北高寒草甸区生态系统脆弱性指数(EVI)格局由北向南递减。2000～2020年迪庆北部地区的生态系统脆弱性指数呈增加趋势，生态脆弱性性指数最高增加了 0。30，中南部绝大部分地区呈下降趋势。影响因子对生态系统脆弱性敏感性显著，气候因子对迪庆北部和南部地区的生态系统脆弱性敏感，经济(GDP)、人口(POP)等因子是导致区域生态系统脆弱性指数增加的主要因素。

    格局-质量-功能生态系统脆弱性驱动分析高寒草甸区云南迪庆

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    一株异养硝化-好氧反硝化-积累磷的细菌 Klebsiella pneumoniae A15的筛出及其特性研究

    刘妍袁林江陈希周旭红...
    2286-2296页
    查看更多>>摘要：利用以淀粉为唯一碳源的缺氧/好氧序批式系统从污水处理厂活性污泥中分离得到一株肺炎克雷伯氏杆菌A15(KlebsiellapneumoniaeA15)，该菌具有异养硝化-好氧反硝化和积聚磷能力。它的最佳生长条件:碳源为柠檬酸钠，C/N为30，P/N为0。2，pH为7。在最佳条件下，氨氮、亚硝酸盐和硝酸盐的最高去除率分别为96。27％、99。22％和100％;相应的去除速率分别为1。77、2。08和1。86mg/(L·h)。该菌株对浓度为8mg/L的磷酸盐和1300mg/L的COD最高去除率分别为100％和95％。氮平衡分析发现该菌可以利用氨氮、硝氮以及亚硝氮产生气态氮，表现出优异的异养硝化和好氧反硝化活性。对菌株胞内磷和EPS中磷的分析结合DAPI染色发现有82％的磷储存在菌株细胞内并且以多聚磷酸盐形式储存，其余磷在EPS中。对该菌株的napA、nirS、nosZ和ppk基因的成功扩增也表明其好氧反硝化和积聚磷能力。本研究展示了一株在脱氮除磷系统中具有特定功能的细菌。

    异养硝化除磷菌DAPI染色聚磷颗粒

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    铁锰改性生物炭对水稻镉吸收和土壤微生物群落的影响

    王德正谭文韬曾鹏马兰心...
    2297-2308页
    查看更多>>摘要：通过盆栽试验，研究铁锰改性生物炭(BCFM)对水稻Cd吸收和土壤微生物群落结构的影响。结果表明，BCFM可有效降低水稻对Cd的吸收，改变土壤微生物群落结构。与对照相比，添加0。5～2g/kg BCFM后土壤有机质、土壤阳离子交换量、土壤总Fe和总Mn无显著变化;而添加4g/kg BCFM后，土壤有机质、土壤阳离子交换量、土壤总Fe和Mn含量分别显著(P＜0。05)提高了 13。6％、13。58％、5。0％和12。1％，同时土壤中有效态Cd含量显著(P＜0。05)降低67。9％，且水稻茎、叶和糙米中Cd含量分别显著(P＜0。05)降低74。3％、44。9％和84。9％。添加BCFM后，水稻根际土壤Firmicutes、Proteobacteria等门水平物种的相对丰度提高，而Bacteroidota、Patescibacteria、Desulfobacterota和Nitrospirae等门水平物种的相对丰度降低。热图分析结果表明，BCFM可提高水稻根际土壤中Bacillus、Citrifermentans、Geobacter、Desulfovibrio等参与铁锰氧化还原和硫酸盐还原细菌的相对丰度。RDA和网络分析表明，BCFM可通过影响土壤总Fe、有机质含量和Cd的生物有效性来改变土壤微生物群落结构，促进土壤细菌间的正交互作用。因此，BCFM可作为一种有效的、生态安全的钝化剂用于Cd污染农田土壤修复。

    铁锰改性生物炭水稻Cd吸收微生物群落结构铁锰氧化还原菌

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