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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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    基于在线观测的重庆冬季棕碳吸光特性、来源及辐射效应研究:二次转化影响

    邓竞成彭超卢培利李振亮...
    3553-3562页
    查看更多>>摘要：2023 年 1 月 20～2 月 21 日在重庆典型城区开展棕碳气溶胶(BrC)多波段吸光系数的在线观测,分析污染天和清洁天BrC的吸光特性及其环境效应.结果显示,污染天和清洁天PM2.5的AAE值分别为 1.58 和 1.55,表明城区PM2.5中明显存在BrC.观测期间,黑碳(BC)和BrC在 370～660nm对PM2.5的吸光贡献分别为58%～90%和10%～42%,表明PM2.5吸光系数主要受BC影响,但BrC的贡献也不容忽视.污染天BrC在370nm的吸光系数σ_BrC(370)[(35.30±8.21)Mm-1]为清洁天[(14.28±7.10)Mm-1]的2.47倍,且其对PM2.5的吸光贡献(10%～42%)也高于清洁天(8%～41%).值得注意的是,污染天AAEBrC值范围为3.2～4.7,整体低于清洁天(3.6～4.9),这可能与不同时段BrC的组分差异有关.基于最小相关系数法(MRS)获取一次棕碳(BrCpri)和二次棕碳(BrCsec)的吸光系数.污染天和清洁天BrCpri对BrC吸光系数的贡献(74%～80%和 57%～74%)均高于BrCsec(20%～26%和 26%～43%),但BrCpri的AAE值(3.42 和3.08)明显低于相应的AAE(BrCsec)(4.22 和 5.15),这与BrCsec吸光具有较强的波长依赖性有关.此外,σ_BrCsec(370)日变化表明BrCsec生成可能主要受夜间高湿条件下液相反应的影响.BrC相对BC的辐射吸收贡献在短波段较为显著,随着波长范围增加明显减少.污染天BrCpri和BrCsec在370～950nm的辐射吸收贡献分别为 24.8%和 10.2%,清洁天分别为 18.4%和 9.8%.潜在源分析(PSCF)结果表明,污染天BrC主要来源于重庆本地排放,清洁天BrC受来自湖南省和贵州省的区域传输影响.

    次棕碳污染天吸光特性辐射吸收重庆

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    新冠疫情期间杭州市CO2浓度变化及成因分析

    陈啸鸣刘硕臧昆鹏林溢...
    3563-3572页
    查看更多>>摘要：以长三角地区典型城市监测站(杭州)为研究对象,对2020年9月～2022年12月的大气CO2数据进行分析,并进行疫情前后对比.结果表明,受新冠疫情影响,杭州城区2021年CO2年平均浓度明显降低,与2019年相比下降了12.7×10-6(2.8%),并且在2022年实现"零增长".疫情后的游客等人为活动减少是导致杭州城区夏秋季(5～10 月)CO2 浓度大幅降低的关键因素.与疫情前相比,疫情后工作日和周末 CO2 浓度没有明显差异,并且在工作日出行高峰时段 CO2 浓度没有出现明显上升,这表明疫情后,人为活动和交通排放对杭州大气 CO2 浓度的贡献大幅降低.72h 后向轨迹的聚类分析显示,杭州城区CO2浓度不仅受到本地人为排放的影响,同时也受到人口密集､工业发达地区的污染气团传输的影响.

    二氧化碳新冠疫情城市监测站趋势变化潜在源

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    华中背景地区大气颗粒物中水溶性离子特征与来源解析

    邓萌杰雷雨果成海容
    3573-3580页
    查看更多>>摘要：为探究华中背景地区大气PM2.5中水溶性无机离子(WSIIs)的特征、形成机制及来源,本研究在金沙国家大气本底站进行了为期一年的采样观测.结果表明:PM2.5年均质量浓度为(31.40±2.05)µg/m3,季节变化明显,冬季最高,夏季最低.二次无机气溶胶(SNA,即SO42-、NO3-和 NH4+)是WSIIs的重要组成部分,春季、夏季、秋季和冬季SNA在WSIIs所占比例分别为84.0%、77.6%、79.8%和84.5%.研究期间阴阳离子物质的量当量比值(AE/CE)的平均值为 0.91,PM2.5 呈现弱碱性.(NH4)2SO4、NH4NO3 和NH4Cl是夏季离子形态的主要形式,而(NH4)2SO4 是春、秋、冬季的主要离子形态.硫氧化率(SOR)和氮氧化率(NOR)分别为 0.48 和 0.14,与PM2.5呈显著正相关,表明SO42-和NO3-主要来自二次生成,二次转化是PM2.5浓度上升重要原因.WSIIs的潜在来源和传输路径具有明显的季节特征,近距离输送气流的 SOR 和 NOR 均较大,污染物从源区向背景地区迁移过程中二次转化明显,来自西北或者正北方的远距离气团携带的污染物浓度较大,受到明显的区域传输影响.

    背景地区PM2.5水溶性离子来源解析

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    2019～2022年华北平原典型地区不同污染等级和污染持续时间下的O3污染规律及来源

    钱昱先王刚孟庆晓刘赛...
    3581-3591页
    查看更多>>摘要：选取地势复杂的日照市莒县为研究区域,基于 2019～2022 年莒县省控站点的O3监测数据,按照不同O3污染等级与不同O3污染持续时间对莒县的O3污染天进行分类,探究其污染规律,并采用后向轨迹模型(HYSPLIT)、潜在源分析(PSCF)和浓度权重轨迹分析法(CWT)识别不同O3污染事件下的O3来源.结果显示:2019～2021 年莒县O3轻度污染天数由 72d下降到 38d,2022 年反弹,而中度污染天数变化不大;轻微污染天在轻度污染天中占比较高(21.4%～39.5%),表明轻度污染天的改善空间很大,强化轻微污染天管控措施,将有利于将轻度污染天转化为优良天,提高当地空气质量优良率.O3污染过程持续时间越长(如≥3d),污染发生的频率越低,而O3浓度随污染持续时间的增加而升高.HYSPLIT模拟结果显示不同O3污染等级和不同O3污染持续时间的气团轨迹均以莒县东南方向为主,且以中、短距离传输为主,其中中度污染期间来自东南地区的 O3-8h-90%浓度最高[(250.0±65.9)µg/m3].PSCF和CWT结果显示,O3潜在源区主要分布在莒县东南方向,长江三角洲地区是莒县O3污染的主要的潜在源区.研究结果对于指导莒县及周边区域的大气污染联防联控具有重要意义.

    臭氧污染等级污染持续时间后向轨迹潜在源区

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    基于OLI和TROPOMI卫星数据的北京市臭氧前体物研究

    蒲东川王大康朱雷杨现坤...
    3592-3600页
    查看更多>>摘要：甲醛(HCHO)和二氧化氮(NO2)是重要的臭氧前体物,其比值(FNR)可用于指示臭氧生成敏感性,是臭氧污染防控的主要参考.本研究基于过采样算法提高TROPOMI HCHO和NO2空间分辨率并降低原始数据的不确定性,揭示北京市 2021 年夏季HCHO和NO2空间分布特征,基于FNR诊断北京地区臭氧生成敏感性.根据Landsat8 OLI数据计算北京地区环境指数及不透水面占比,并分析与HCHO、NO2及FNR的关系,揭示北京城市化程度与O3、VOCs和NOx排放的关系.研究发现,北京市NO2高值主要分布在城市中心区域,非城区NO2柱浓度显著减少.NO2柱浓度均值随着不透水面占比的升高明显增大,但标准差逐渐变小,表明随着北京主城区城市化程度越来越高,城区内部NO2排放差异越来越小.北京市城市中心区域HCHO柱浓度总体上高于非城区,但由于植被排放的异戊二烯的贡献从一定程度上弱化了城市化程度差异造成的VOCs排放差距.北京市主城区及东部廊坊一带的O3 表现为受VOCs控制,而北京市北部郊区的O3主要受NOx控制.FNR均值随着不透水面占比的升高,明显减小,表明随着北京地区城市化程度的提高,臭氧生成敏感性逐渐向VOCs控制机制转变.

    TROPOMILandsat8OLI甲醛VOCs二氧化氮

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    多尺度视角下广东臭氧时空分异特征及驱动因素

    余锐步巧利陈辰麦博儒...
    3601-3614页
    查看更多>>摘要：鉴于近地面臭氧(O3)浓度具有多尺度和复杂非线性的时空变化特征,本研究基于2015～2022年广东地区O3监测数据和同期气象资料,利用围绕中心点分割(PAM)聚类、Kolmogorov-Zurbenko(KZ)滤波和广义加性模型(GAM)等手段,探讨了不同区域多时间尺度O3浓度的变化特征及驱动因素.结果表明:广东地区近地面O3存在跨行政区划的区域性特征,通过对O3数据聚类分析可以划分出8个子区域;O3浓度时间序列经尺度分离后,短期分量对总方差贡献最大,其次为季节分量;气象因子与O3浓度变化的关系受到时间尺度和区域差异的影响;经气象调整后的O3峰值浓度序列大多在 2016 年或者2017 年后呈现下降的态势,珠三角地区是 O3 污染的突出区域,由不利气象条件和人为排放共同引起;O3 浓度时间序列的长期分量大多呈现波动上升的趋势,人为排放虽然是 O3 浓度的主要贡献,但气象条件才是驱动 O3 浓度变化的主导因素.本研究结果进一步提示 O3 污染防控工作需要因时因地制宜,建立基于气象状况变化的前体物减排预案对O3污染防控具有重要意义.

    臭氧多尺度气象调整聚类分析时空分异特征

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    低温等离子体灭活细菌气溶胶的效能及机制

    焦阳吉硕于欣王赫...
    3615-3624页
    查看更多>>摘要：针对室内细菌气溶胶传播导致的空气生物安全性问题,以大肠杆菌和枯草芽孢杆菌为模式菌种,低温等离子体作为灭菌手段,对细菌气溶胶进行灭活实验研究.探究了输入电压、载气流速和初始浓度对灭活效率的影响,发射光谱、电子顺磁共振波谱及生物表征结果揭示了低温等离子体产生的活性物种(主要包括 1O2、O2-和·OH),在灭活过程中破坏了细菌的细胞膜,导致其蛋白质泄露,脂质和核酸被分解,最终导致细菌完全失活.而增加输入电压和减小流速可提高灭活效率,较高的初始浓度也有利于细菌气溶胶的灭活.两类细菌对低温等离子体的抗性为:枯草芽孢杆菌>大肠杆菌,而枯草芽孢杆菌和大肠杆菌的灭活速率常数(k)为0.0038和0.0043L/J,能量效率为0.027和0.021(kW·h)/m3,结果证明低温等离子体灭杀革兰氏阴性菌更具优势.

    低温等离子体细菌生物气溶胶灭活机制活性物种

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    基于时空优化模型的PM2.5遥感估测研究

    张娜陈文倩白雪松曹肖奕...
    3625-3636页
    查看更多>>摘要：为了获得连续的PM2.5浓度时空分布并提高估算精度,提出了一种新的基于时空因子优化的PM2.5估测模型(SFRF).SFRF模型是时空因子通过卷积特征融合到随机森林算法(RF)体系中,通过集成高分辨率(1km)卫星反演的气溶胶光学厚度(AOD)产品以及气象数据、夜间灯光数据和植被数据构建SFRF模型来进行对2019年的山东省地区PM2.5浓度的准确预测,生成山东省高空间分辨率(1km)的PM2.5浓度.采用十折交叉验证法,评估了SFRF模型的性能,并与BPNN、SVM、XGBoost、RF、PCA-RF模型进行对比.结果表明:SFRF模型验证的决定系数和均方根误差(RMSE)值分别为0.85和8.10 µg/m3,优于其他模型.SFRF模型可以在日、季、年尺度上以较高的空间分辨率来估测山东省PM2.5浓度.

    PM2.5时空优化模型AOD山东省地区

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    制备方法对碳烟催化中Ag-Cs协同体系影响研究

    阮宏程张雪妮黄丹杨俊...
    3637-3645页
    查看更多>>摘要：采用离子交换法和浸渍法分别合成了Ag-Cs/ZSM-5(E)和Ag-Cs/ZSM-5(D)双金属催化剂.利用X射线衍射光谱(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电镜(TEM)等手段表征材料的物理、化学状态.通过程序升温氧化(TPO)测试催化剂活性,发现在氧气气氛下,Ag-Cs/ZSM-5(E)和Ag-Cs/ZSM-5(D)双金属催化剂催化活性较Ag/ZSM-5有着非常明显的提升,T50从Ag/ZSM-5的546℃分别降低至Ag-Cs/ZSM-5(E)的430℃和Ag-Cs/ZSM-5(D)的464℃.同时,Ag-Cs/ZSM-5(E)比Ag-Cs/ZSM-5(D)表现出更佳的催化活性和稳定性.研究结果证实了Ag-Cs双金属的协同作用,以及ZSM-5载体上路易斯酸性位点Cs在双金属协同中的关键作用.

    碳烟颗粒银基催化剂双金属协同制备方法

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    铜富集菖蒲生物炭对烟气汞去除性能及机制

    李鸿鹄安淼彭喜燕张敬东...
    3646-3654页
    查看更多>>摘要：以铜(Cu)污染修复植物石菖蒲生物质为原料,采用一步热解法制备了含铜位点的石菖蒲衍生生物碳(Cu-BC),用于去除烟气中的元素汞(Hg0).结果表明,500℃下热解的Cu-BC(Cu-BC500)在100℃反应温度下表现出良好的Hg0去除性能(约99%).通过比表面积测试法(BET)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X 射线光谱(XPS)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等表征分析表明,Cu-BC500 具有相对较高的比表面积,丰富的含氧官能团和高度分散的Cu物种.XPS和汞程序升温脱附(Hg-TPD)分析表明,Cu-BC500 所吸附的汞在生物炭样品的表面活性位点形成弱结合态汞Cu-O-Hg或铜汞合金.最后通过生命周期成本分析推算Cu-BC500 的成本为 3.50 元/kg.与其他材料相比,Cu-BC500 制备简单、成本较低,研究结果将为促进水体修复植物的资源化再利用以及燃煤电厂的汞减排提供新思路.

    铜富集菖蒲废物利用生物炭烟气元素汞(Hg0)

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