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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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    氮掺杂生物炭负载CuS活化过硫酸盐去除橙黄G

    陈思良孙雯洪耀良
    2483-2494页
    查看更多>>摘要：以小麦秸秆和尿素为原料,通过热解-共沉淀法制备氮掺杂生物炭负载CuS的复合材料(CuS@NBC),采用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、全自动比表面及孔隙率分析仪(BET)等手段对CuS@NBC的理化性质进行分析,并将其用于活化过二硫酸盐(PDS)以降解水中的偶氮染料橙黄G(OG),探究PDS浓度、CuS@NBC浓度和初始pH值等反应条件对OG去除效果的影响,以及CuS@NBC的循环利用性能.结果表明,在OG浓度为50mg/L,CuS@NBC浓度为0.2g/L,PDS浓度为4mmol/L时,OG的去除率和矿化率分别为99.16％和 36.79％;在初始pH值为5～9范围内OG具有良好的去除效果;CuS@NBC在循环使用5次后,OG的去除率仍有75.92％.通过自由基淬灭实验和电子顺磁共振(EPR)光谱测试结果表明CuS@NBC/PDS体系中主要活性氧为O2·-和1O2.X射线光电子能谱仪(XPS)分析结果表明,CuS@NBC表面的Cu+、C=O、-COOH和石墨氮是活化PDS的主要活性位点.离子共存实验表明,Cl-对 OG的去除具有促进作用,NO3-对 OG的去除几乎没有影响,而HCO3-和 HA对OG的去除具有显著的抑制作用.此外,结合实验结果提出 CuS@NBC/PDS体系可能的活化机制.

    生物炭氮掺杂CuS橙黄G过二硫酸盐

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    在UV365和太阳光辐照下EfOM生成DBPs及其毒性的变化

    徐瑜霄安亚丽陈文凤李晨...
    2495-2503页
    查看更多>>摘要：为了探究污水厂出水中溶解性有机物(EfOM)经氯化消毒处理后生成的消毒副产物(DBPs)暴露在太阳光下的变化规律,探究了单一及混合DBPs在UV365和太阳光辐照下的光解和水解特性,从而揭示氯化EfOM过程生成的DBPs的增衰规律以及伴随的两种生物毒性的变化.结果表明,氯化EfOM生成的6种DBPs中,一氯二溴甲烷和1,1,1-三氯丙酮在UV365和太阳光辐照下均可降解,在UV365辐照下的光解速率分别为0.0072和0.0523h-1,而在太阳光下光解速率分别为0.0293和0.1551h-1,其在太阳光下的光解速率大于UV365.混合DBPs体系中,在UV365或者太阳光的辐照下,共存的DBPs之间可产生促进/抑制降解现象.在UV365辐照下,EfOM生成的DBPs(除了三氯甲烷)基本随着时间的延长而增加了 16.5％～231.1％,并且氯化EfOM溶液的急性毒性和遗传毒性分别升高了 17.0％和降低了 5.6％.但是,在太阳光辐照下,三氯乙酸和1,1,1-三氯丙酮则下降了 36.2％和82.2％,其它DBPs基本保持稳定,且氯化EfOM溶液的急性毒性和遗传毒性降低了 35.8％和37.7％.这将为污水厂尾水排放到开放性水体受太阳光辐照后的生态安全保障提供了一定的依据.

    溶解性有机物氯化太阳光UV365消毒副产物生物毒性

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    g-C3N4/Pd/Bi2WO6光催化剂协同降解苯扎贝特机理研究

    尹泽高博熠刘愿强高爱舫...
    2504-2513页
    查看更多>>摘要：利用贵金属Pd的等离子体共振效应和形貌可控Bi2WO6的光催化协同作用,通过低温水热法设计合成具有高效可见光活性的花状g-C3N4/Pd/Bi2WO6异质结复合催化剂.在可见光照射下,异质结复合催化剂光催化降解BZF的去除率均高于g-C3N4,g-C3N4/Bi2WO6,Pd/g-C3N4和Bi2WO6,其中,50％g-C3N4/Pd/Bi2WO6对 BZF 的去除率为 96％,是 Pd/g-C3N4 的 1.8 倍,g-C3N4和 Bi2WO6 的 2.7 倍.基于表征分析可知,g-C3N4/Pd/Bi2WO6复合催化剂中Bi2WO6呈现中心辐射花状纳米结构,并与层状Pd/g-C3N4连接;贵金属Pd可作为电子传输的介质,促进g-C3N4和Bi2WO6Z型异质结构的形成,有利于协同提升可见光催化活性.淬灭实验和EPR表征证实了·OH是g-C3N4/Pd/Bi2WO6催化降解BZF的主要活性物质,LC-MS/MS分结果表明羟基化作用取代贝特链是BZF降解的主要路径.

    苯扎贝特Pdg-C3N4Bi2WO6异质结

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    生物炭添加对人工湿地氨气排放的影响研究——基于微生物群落组装机制分析

    苗雅琴朱卫红沈昱廷祝惠...
    2514-2525页
    查看更多>>摘要：基于中宇宙模拟实验,探究了不同生物炭添加比例对表流人工湿地脱氮性能及氨气减排效果的影响及作用机理,并通过机器学习和基于系统发育分箱的零模型(iCAMP)进一步探讨了其中的微生物学机制.结果表明,与未添加生物炭的对照组相比,添加50％的生物炭显著促进了人工湿地中氨氧化菌(如Chloroflexi、Rhodocyclaceae)的生长,增强了系统内氨氮的转化,减少了 32％的氨气排放量.随机森林模型筛选得到的敏感微生物物种(如Planctomycetes、Parcubacteria)可作为指示氨挥发排放通量的初步指标.人工湿地基质中生物炭的比例与群落结构的变化存在密切联系.生物炭添加比例的升高导致物种系统发育结构聚集并促进了与碳、氮循环相关的特定功能细菌群落(如Gammaproteobacteria、Deltaproteobacteria)的生长和建立.本研究为揭示控制人工湿地微生物群落的驱动因素提供了新的视角,对生物炭在人工湿地中的实际应用具有指导意义.

    人工湿地生物炭氨挥发iCAMP

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    黄河上游兰州段SCCPs污染特征及来源解析

    程景隆贾柠屹胡柏丞郭雨轩...
    2526-2533页
    查看更多>>摘要：对黄河上游兰州段2023年枯水期和丰水期水环境中短链氯化石蜡(SCCPs)的污染特征、来源和生态风险展开调查.研究区水相、悬浮颗粒相和沉积物中SCCPs浓度水平分别为116.04～1057.74ng/L、1.89～68.93 μg/g(干重)和121.65～428.97ng/g(干重).水相中SCCPs浓度丰水期高于枯水期,而悬浮颗粒相中 SCCPs浓度枯水期则要高于丰水期,沉积物中SCCPs浓度在主要排污口下游以及河流较缓处枯水期高于丰水期,研究区可能存在丰水期排污量增加的情况;SCCPs同系物以C10、C11组分和Cl5-7组分占比最高.研究区SCCPs污染可能主要源于CPs产品的生产和使用以及大气迁移传输,其污染贡献率分别为67.21％和32.79％.根据加拿大环境部的风险判定标准,研究区河水和沉积物中SCCPs污染暂未构成显著的生态风险,但悬浮颗粒相中SCCPs较高的浓度需得到应有的重视.

    黄河短链氯化石蜡来源解析生态风险

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    硫酸根、氯离子和碱度对管网金属释放的影响

    张卉张珊杨敏王龙...
    2534-2542页
    查看更多>>摘要：针对给水管网水质变化引发的重金属释放、管网水变色以及潜在的健康风险等问题,利用静态模拟实验系统,研究了硫酸根(So42-)、氯离子(Cl-)和碱度含量变化对给水管网铁(Fe)、锰(Mn)、砷(As)和铜(Cu)释放的影响.结果表明.随着SO42-和 Cl-浓度的增加,钢管和铸铁管中的溶解氧(DO)含量不断降低,浊度不断升高;而随着碱度的增大,两种管道中的DO含量和浊度均逐渐降低.SO42-和Cl-浓度的增加能够促进Fe、Mn、As和Cu的释放.当SO42-浓度为100mg/L时,钢管四种金属最大浓度分别为2.20mg/L,45.15,0.74和5.41μg/L;铸铁管内最大浓度分别为1.06mg/L,9.31,0.76和5.43μg/L.同样的.当Cl-浓度达到100mg/L时.Fe、Mn、As和Cu的浓度达到最大值.而碱度的增加则对金属释放起抑制作用.静置48h后.碱度从70mg/LCaCO3提高到200mg/LCaCO3时.钢管内四种金属释放量分别减少了 0.38mg/L,7.60,0.09和2.30μg/L;同样条件下,铸铁管分别减少了 0.44mg/L,3.73,0.12和1.29μg/L.Fe和Mn释放受管材差异影响较大.而As和 Cu的释放在钢管和铸铁管中差异较小.本研究可为给水管网水质二次污染控制提供理论基础和技术支持.

    给水管网氯离子硫酸根碱度重金属

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    Bi-SnO2电催化膜的制备及对饮用水中卡马西平的强化去除

    魏永郭子寅袁学锋李克英...
    2543-2553页
    查看更多>>摘要：以家用净水器活性炭滤芯为支撑体(Carbon membrane,CM),通过电沉积法制备Bi-SnO2电催化膜(Bi-SnO2/CM),通过电催化强化降解饮用水中的PPCPs.采用SEM、EDS、XRD分别对CM、SnO2/CM和Bi-SnO2/CM进行了结构表征,并利用Tafel、CV、EIS方法对3种膜的析氧电势、比电容和电化学阻抗等电化学特性进行表征,并选取卡马西平(Carbamazepine,CBZ)作为PPCPs代表物进行电催化效能试验研究.结果表明:采用电沉积-水热方法制备的Bi-SnO2纳米颗粒的粒径尺寸约为27.2nm,可以很好地负载到活性炭滤芯表面,并制备出电化学性能优异的电催化膜,相比基膜其Tafel斜率由31.09mV/dec增至80.22mV/dec,电化学阻抗由1.03 Ωcm2降低为0.37 Ωcm2,比电容也由0.689F/g增至2.635F/g.最终通过实验验证了其对卡马西平的降解效果,在静态循环实验中,Bi-SnO2/CM对CBZ的去除率30min可达到97.3％,在运行1h后矿化率为59.2％,耗能为123.87kW·h/kg TOC,ΔTMP为0.177kPa.在连续运行时,Bi-SnO2/CM对CBZ的去除率达93.7％,在运行1h后矿化率为35.2％,耗能为208.33kW·h/kg TOC,ΔTMP为0.613kPa.说明Bi-SnO2/CM电催化膜具有良好的导电性、电催化活性和稳定性,同时对CBZ具有较好的去除效果.

    电沉积SnO2Bi-SnO2电催化膜卡马西平

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    电场辅助对厨余垃圾好氧堆肥的影响机制研究

    何莹莹闵柏林向远昆李惠平...
    2554-2561页
    查看更多>>摘要：以厨余垃圾为原料,在小型反应器中进行32d的高温堆肥,探究电场辅助好氧堆肥中胞外聚合物的变化.结果表明,电场显著加快有机质的生物转化,在堆肥初期增加23.1％的挥发性脂肪酸和40.8％的还原糖含量.与对照组相比,电场组的类富里酸和类胡敏酸物质分别提高了 91.4％和 82.7％.此外,相关性分析表明堆肥期间胞外聚合物变化和有机物转化有显著相关性.首先胞外聚合物的蛋白质成分可能加速电子和氧气的接触,促进有机物的降解,同时其多糖和蛋白质成分可以作为腐殖质前体参与腐殖化过程.而电场促进了堆肥过程中胞外聚合物的分泌,因此胞外聚合物变化可能是电场强化好氧堆肥有机物降解的潜在机制.本文为电场辅助好氧堆肥调控腐殖化过程提供新思路.

    厨余垃圾电场堆肥腐殖化胞外聚合物

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    离子液体强化剩余污泥厌氧发酵产酸效能研究

    马心阳蒋心远贺金岭邰俊...
    2562-2567页
    查看更多>>摘要：针对污水处理厂剩余污泥厌氧发酵过程中有机质水解慢和酸化率低的问题,本文采用离子液体预处理促进污泥增溶破胞,并考察其对污泥厌氧发酵过程中有机质水解速率和短链脂肪酸(short-chain fatty acids,SCFAs)产量的影响.结果表明:投加离子液体[Emim]OTF能显著促进污泥溶胞,提高污泥水解速率及SCFAs产量,抑制污泥发酵产气;当离子液体投加量为0.1g/g VSS时,最大SCFAs产量可达226.4mg COD/(g TS),是未经预处理污泥的3.75倍;通过微生物多样性分析发现,投加离子液体[Emim]OTF富集了水解产酸菌,强化了污泥水解和酸化过程,从而导致SCFAs产量提高.

    离子液体剩余活性污泥污泥厌氧发酵短链脂肪酸

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    生物电化学厌氧消化的应用现状与研究进展

    李蕾罗思晗叶文杰孙惠...
    2568-2579页
    查看更多>>摘要：调研了近年来报道的生物电化学厌氧消化经典案例,梳理了该系统的构型及工作原理;讨论了其解抑增效潜能及机理;分析了外加电压、电极材料及布置间距等对系统强化效果的影响.目前,生物电化学厌氧消化系统通常可将厌氧消化甲烷产率产量提高0.15～8.6倍,提升沼气中的甲烷含量至原来的1.2～1.6倍.外加电极及电压造成的功能微生物富集和电子高效传递是系统性能强化的主要原 因.有鉴于此,电压和电极材料是系统效能的主要影响因素.该系统的规模化运行受到经济性制约,后期探索间歇供电、新能源供电、峰谷电等用电策略或形式;研发利于微生物富集但不易结垢的电极材料,创新电极组件摆放或嵌入型式等可能对该系统的工程化应用具有重要促进作用.

    生物电化学厌氧消化技术原理系统效能强化机理影响因素

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