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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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    基于响应面法的微咸水反渗透脱盐工艺优化

    王辛铜高峰吴友兵杨宇...
    3151-3159页
    查看更多>>摘要：为应对淡水资源短缺,提高微咸水反渗透工艺的处理效果,设计了一种单级多通道低压反渗透(RO)中试装置,采用Box-Behnken响应面分析法(RSM)建立了微咸水RO淡化过程的模拟和优化模型.在不同的进料浓度,进水流量和浓淡水比例等工艺参数条件下,考察了系统的盐截留率和膜通量,分析和计算了系统的评价系数和单位能耗(SEC).结果表明,进料浓度和浓淡水比例是影响盐截留率的显著因素.低进料浓度、较高进水流量并不能显著提高盐截留率,反而会增加设备的单位能耗.在5000mg/L进料浓度的条件下,控制进水流量258.02L/h,浓淡水比例1.39时,脱盐效果最佳,评价系数达到10.58L/(m2·h),单位能耗相对最低为5.15(kW·h)/m3.所建的RSM模型能够较好地模拟微咸水反渗透脱盐的过程,SEC预测精度良好,R2值达到0.9925,盐截留率模型误差RMSE仅为0.36.RSM模型可以用于优化不同进料浓度下的操作条件,指导反渗透脱盐工艺的长期高效运行.

    微咸水反渗透脱盐响应面法优化

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    好氧颗粒污泥中硫酸化多糖的生成、提取及表征

    魏子涵卢毅鹏高品
    3160-3166页
    查看更多>>摘要：以厌氧颗粒污泥作为接种污泥,在序批式活性污泥反应器(SBR)中驯化培养好氧颗粒污泥,通过好氧颗粒污泥胞外聚合物(EPS)提取和硫酸化多糖纯化方法的优化,探究好氧颗粒污泥SBR反应器中硫酸化多糖的生成变化.结果表明,好氧颗粒污泥SBR反应器运行效果稳定,对污水COD、NH4+-N、TN和TP的去除效果分别可达90％、97％、70％和93％以上.采用超声、水浴和碱处理的组合方法可有效地提取好氧颗粒污泥EPS和硫酸化多糖,经脱蛋白纯化后,硫酸化多糖可达56.6mg/g EPS,约为接种厌氧颗粒污泥中硫酸化多糖含量的1.4倍,表明好氧颗粒污泥有助于生成硫酸化多糖,为污水污泥有机质的高值转化和资源化提供了一种有效途径.

    好氧颗粒污泥硫酸化多糖胞外聚合物污水资源化

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    Cu(Ⅱ)催化NaOCl氧化碘帕醇的效果和过程解析

    魏红滕锐杰郑佳欣高美娟...
    3167-3178页
    查看更多>>摘要：本文研究Cu(Ⅱ)催化NaOCl氧化非离子型碘代X射线造影剂—碘帕醇(IPM),对IPM降解过程中Cu的回收和形态进行解析,考察Cu(Ⅱ)、NaOCl浓度和卤素离子对IPM降解效果及碘代消毒副产物-碘仿的生成影响;采用XRD、XPS分析Cu(Ⅱ)反应后的产物晶型和形态变化,结合循环伏安曲线和计时电流表征Cu(Ⅲ)的生成,推测Cu(Ⅱ)催化NaOCl氧化IPM的机理.利用HPLC/MS/MS分析中间产物,推测IPM的降解路径.结果表明,与Co(Ⅱ)、Fe(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)相比,Cu(Ⅱ)显著提高了 NaOCl的分解率和IPM的氧化效果,25℃、pH=6.71,500r/min,NaOCl和Cu(Ⅱ)浓度分别为0.5和0.05mmol/L,60min,8.0mg/L IPM的降解率达到77.51％;HO·、活性氯自由基和Cu(Ⅲ)都有助于Cu(Ⅱ)/NaOCl氧化IPM,且Cu(Ⅲ)的贡献随pH值升高而增大.NaOCl浓度在0.1～2.5mmol/L范围增加,IPM降解率增加;Cu(Ⅱ)浓度在0.005～0.5mmol/L存在适宜值.HPLC/MS/MS共检测出13种产物,IPM的降解途径主要包括:侧链酰胺键水解和氧化,碘取代、羟基加成.Cl-、Br-和I-(1～5mmol/L)在影响IPM氧化效果的同时,Br-显著促进了 CHI3的生成,生成量达到48.28pg/L.

    碘帕醇Cu(Ⅱ)/NaOClCu(Ⅲ)碘仿

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    H2O2辅助污泥水热过程水DOM的光化学行为研究

    张闯王冰玉谢慧芳冯彦房...
    3179-3188页
    查看更多>>摘要：采用水热炭化和添加4％H2O2辅助水热炭化两种工艺处理脱水污泥,在测定两种过程水DOM基本理化性质的基础上,重点比较了两种DOM的光漂白行为和光生活性物种的产生情况.结果表明,与水热炭化工艺相比,H2O2辅助水热炭化工艺中伴生的过程水DOM的pH值较低,电导率、TOC、腐殖质类物质含量、芳香性官能团、分子量及腐殖化程度均较高,并表现出更强的光敏感性.在模拟自然光照射条件下,其芳香性和腐殖化程度随光照时间延长而降低,荧光组分含量显著下降,其中腐殖质类组分降低最为明显.光照过程中产生更多的单线态氧(1O2)和三重激发态(3DOM*),可显著促进四环素的光降解(93.22％),且3DOM*起主导作用.本研究明确了 H2O2辅助水热炭化过程水DOM的光化学行为,可为水热炭化处理污泥产生的过程水的进一步处理及利用提供理论依据.

    辅助水热炭化溶解性有机质(DOM)光漂白光降解四环素

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    焦化污泥炭重金属风险及其处理焦化废水研究

    余丽宇晓虹朱嘉讯药钰...
    3189-3196页
    查看更多>>摘要：以焦化污泥制备焦化污泥炭,研究在炭化和硝酸改性过程中重金属形态变化和风险评价,并探索改性焦化污泥炭用于焦化废水处理的效能.焦化污泥(CWS)中Cr和Ni重金属含量远高于其他几种重金属,通过炭化得到焦化污泥炭(CWS-C),再活化后得到改性焦化污泥炭(CWS-N),生态风险因子(RI)从122.79(CWS)降低至33.70(CWS-N),说明CWS-N重金属污染风险很低.与CWS-C相比,CWS-N具有多种铁物相(FeO、Fe2Al2O4、Fe3O4和Fe0.95C0.005),有利于Fe(Ⅱ)/Fe(Ⅲ)循环,能有效催化H2O2产生·OH,对焦化废水TOC的去除率高达66.3％.CWS-N上的活性组分铁的流失率低于0.5％,具有良好的催化稳定性.焦化废水中溶解性有机物主要为木质素类、脂质类和稠环化合物类,含N、S化合物占81.1％,经CWS-N催化降解后可去除大部分有机物.

    焦化废水污泥炭重金属催化降解

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    微纳米气泡表征及其抑制膜污染研究

    樊凯王方正管楠周国清...
    3197-3205页
    查看更多>>摘要：将微纳米气泡发生装置与膜性能检测设备联合,设计了一种微纳米气泡(MNBs)抑制膜污染的测试方法,系统研究了通入MNBs前后,MNBs对聚偏氟乙烯(PVDF)膜渗透、过滤和抗污染性的影响效果.研究结果表明,MNBs的通入使得PVDF膜的通量衰减速率降低约63.4％,截留率也提升了约21.3％.通过分析污染前后的膜表面微观形貌的扫描电子显微镜(SEM)图片可得,MNBs能有效抑制污染物滤饼层的形成和对膜孔的堵塞,有效抑制了污染物对膜的直接粘附.纳米颗粒追踪(NTA)的结果显示,通入MNBs后污染物颗粒粒径增大,这可能是MNBs对污染物的吸附作用使得污染物在MNBs表面聚集所导致.因此,MNBs抑制膜污染的机理在于,MNBs表面吸附聚集污染物,导致粒径增大,并以"汽桥"(gas-bridge)形式隔绝污染物与膜表面相互作用.

    微纳米气泡膜分离抗污染形貌表征机理

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    机器学习驱动的辉光放电等离子体降解碱性紫16性能研究

    方野王玉如曾静懿王亚欣...
    3206-3216页
    查看更多>>摘要：为了量化研究辉光放电等离子体(GDEP)降解碱性紫16(BV16)的效率影响因素以进一步提升其降解性能,共收集462条降解实验数据建立数据集,训练并评价了 9种回归模型.结果表明,基于梯度提升树(GBDT)的集成学习模型预测性能优异,且以类别型特征提升(CatBoost)算法训练的模型性能最佳(R2=0.988,MAE=2.050％).此外,沙普利加和解释方法(SHAP)对最佳模型的参数影响程度定量解析结果显示,反应时间(43.74％)、初始污染物浓度(23.00％)、氯化钾浓度(15.65％)和平均电流(12.63％)是影响BV16降解效率的关键因素.同时,基于部分依赖图(PDP)提出了参数交互影响优化方案.所建立的CatBoost-SHAP-PDP模型不仅能实现GDEP对BV16降解效果的模拟预测,而且是优化GDEP降解过程变量的有效方法,为GDEP降解染料废水复杂体系领域的建模与应用提供科学依据和技术支持.

    辉光放电等离子体染料废水SHAP解释方法机器学习

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    我国地表水中多氯联苯的时空演变及管控策略

    高云泽杨超许梓尧Gedion Tsegay Hailu...
    3217-3225页
    查看更多>>摘要：基于文献调研和现场调查,系统探讨我国地表水体中多氯联苯(PCBs)的历史变化规律,分析典型湖泊(滇池和太湖)中PCBs的赋存特征及潜在来源,并剖析PCBs管控政策的有效性.结果表明,我国地表水环境PCBs污染水平呈现"M"形演变特征,分别在1930s和2000s达到峰值.全国地表水历史检出浓度最大值达到3110ng/L.目前环境浓度普遍较低但部分区域存在点源释放.潜在的PCBs污染来自于颜料/油漆行业、电子废物及医疗垃圾焚烧等.生态系统风险评价显示太湖水体中PCBs对水生生物健康存在负面效应,需要进一步强化PCBs的源头管控,从混合毒性当量角度制定水环境标准,提升水生生物多样性保护水平.

    多氯联苯历史趋势污染现状生态风险管控策略

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    222Rn示踪岩溶湿地地下水排泄及氮磷营养盐输入

    张启元赵雨晴李远俊李鑫鹏...
    3226-3239页
    查看更多>>摘要：以会仙湿地八仙湖为研究对象,通过2021年12月(枯水期)和2022年5月(丰水期)的湖水,地下水,沉积物,空气等样品采集,经原位理化性质,氡测量,营养盐等指标的检测,并建立222Rn质量平衡模型,估算八仙湖地下水排泄通量及其营养盐输入.八仙湖222Rn模型的输入项主要为母体226Ra衰变,地下水排泄通量和沉积物扩散量;输出项主要为河流流出通量,湖泊222Rn库衰变量和大气扩散量.通过222Rn质量平衡模型计算得枯水期八仙湖地下水排泄速率约为(110.60±23.75)mm/d,丰水期湖中地下水排泄速率为(238.04±46.58)mm/d.然后通过八仙湖周边地下水平均营养盐浓度,估算枯水期地下水排泄营养盐输入为 NH4+-N(2.24±0.52)× 10-3mol/(m2·d),NO3--N(1.93±0.42)× 10-2mol/(m2·d),TN(1.20±0.26)× 10-1mol/(m2·d),TP(1.97±0.42)× 10-4mol/(m2·d);丰水期地下水排泄营养盐输入为 NH4+-N(1.30±0.25)×10-2mol/(m2·d),NO3--N(2.71±0.53)×10-2mol/(m2·d),TN(2.18±0.43)×10-1mol/(m2·d),TP(4.51±0.89)× 104mol/(m2·d).本研究结果揭示地下水排泄给八仙湖环境带来的影响是不能忽略的,因此在治理会仙湿地环境时应重视地下水排泄对湿地水环境污染的贡献,以期为湿地水资源评价提供基础数据.

    会仙岩溶湿地氡同位素地下水排泄营养盐输入

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    永定河门头沟段抗生素污染特征及风险评估

    蒋宝凌文翠王亚玲荆降龙...
    3240-3246页
    查看更多>>摘要：采用高效液相色谱-串联三重四极杆质谱对永定河门头沟辖区段(包括官厅水库下游、斋堂水库支流汇入后的干流和城区段)内水体中的抗生素污染特征及风险进行评估.研究结果表明,氟苯尼考、奥索利酸、磺胺甲噁唑在3段流域内均有检出,平均浓度分别为4.95,2.56,13.96ng/L.磺胺吡啶从支流汇入,检出率为54％,浓度自2.36ng/L上升至4.06ng/L.城区段受生活污水排放等影响,氧氟沙星含量显著增加,浓度达到7.93ng/L.永定河门头沟辖区段内水体整体无健康风险,但在进入城区段后,其生态风险与抗性风险有所上升,可能是由于人类活动水平上升所致,需要进一步关注.

    地表水抗生素生态风险健康风险抗性风险

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