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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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    氧化石墨烯对活性污泥脱氮性能影响的机制

    殷牧辰李军吴耀东李东岳...
    3759-3766页
    查看更多>>摘要：本研究建立了 3 个不同浓度 GO(0.1 和 10mg/L)的序批式反应器(SBR)以明晰氧化石墨烯(GO)恶化活性污泥(AS)脱氮性能的内在机理.结果表明.1mg/L GO对AS性能无明显抑制作用.10mg/L GO使AS总氮(TN)去除效率降低17.63%.并且.GO暴露使AS中氧化应激水平分别提升198.51%和307.13%.而微生物通过分泌更多的胞外聚合物(EPS)以应对GO胁迫.16S rRNA gene测序结果表明.GO显著影响了具有脱氮功能的菌属丰度.常见的负责硝化过程的菌属(Nitrosomonas和Nitrospira)和反硝化过程的菌属(Candidatus_Accumulibacter、和Thauera等)丰度随着GO浓度升高而降低.功能基因预测显示.GO 降低了和脱氮有关的基因丰度.与 NH4+-N 氧化的相关的基因(amoA.amoB.amoC)和 NO2--N 还原的相关的基因(nirK.nirS)丰度均随着GO的累积而显著下降.本研究从功能基因的角度深入解析了GO恶化AS脱氮性能的内在机理.

    氧化石墨烯脱氮性能胞外聚合物微生物群落结构功能基因

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    水葫芦生物炭联合高碘酸盐高效去除水中磺胺嘧啶

    张悦袁玉龙晏彩霞姜一晗...
    3767-3779页
    查看更多>>摘要：以入侵植物水葫芦为原料,制备了水葫芦生物炭(EBC),发现 EBC 能够高效活化高碘酸盐(PI),促进磺胺嘧啶(SD)的降解,且效能优于喜旱莲子草BC和加拿大一枝黄花BC.相较于其他热解温度,500℃条件下制备的EBC(EBC500)可更好地活化PI,在较低剂量的PI(0.15mmol/L)条件下,20min内可将SD完全去除.随着EBC500和PI投加量的提升,SD的去除速率不断提高.猝灭实验和电子顺磁共振分析表明,碘自由基(⋅IO3,⋅IO4)、超氧自由基(O2·-)、单线态氧(1O2)是EBC500/PI体系降解SD的主要活性物种.同时,在EBC500和PI投加量分别为0.15g/L和0.15mmol/L的条件下,SD能够在较宽泛的初始pH值范围内(5～9)被完全去除.Cl-、SO42-和NO3-对SD的降解没有显著影响,但HCO3-和腐殖酸会抑制SD的去除.EBC500/PI体系可较好地应用于实际水体中SD的去除,对于其他典型磺胺类抗生素的降解也有良好的应用潜能,且EBC500具有良好的重复使用性.此外,根据6种中间产物,提出了SD的降解途径.通过生态毒性分析和植物种子萌发实验证明,EBC500/PI体系可显著降低SD溶液的生物毒性,说明该体系具有广阔的应用前景.

    高级氧化技术高碘酸盐生物炭磺胺嘧啶降解

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    铊短期暴露对SBR活性污泥性能的影响

    赵晓静罗远玲吴红辉丁雨葶...
    3780-3785页
    查看更多>>摘要：以序批式活性污泥(SBR)工艺为例,从脱氮除磷性能、微生物及酶活性等方面研究了Tl暴露浓度对活性污泥性能的短期扰动及其恢复行为.结果表明:活性污泥的脱氮除磷性能和COD去除均易受Tl的影响.当Tl为 500µg/L时,脱氮除磷被抑制,但Tl暴露消除后,性能可恢复.而当Tl为 1000µg/L时,尽管除磷效率可恢复至65%,但脱氮过程完全被抑制且不可逆.低浓度Tl提高了COD去除率且高浓度Tl对COD去除的影响是可逆的.此外,200µg/L的Tl提高了微生物活性,但1000µg/L的Tl会导致过氧化氢酶和超氧化物歧化酶相对产量分别降低至71.9%和30.8%,极大抑制了微生物活性;比耗氧速率对Tl的存在与消失均很敏感,可作为污水处理厂Tl暴露的指示指标.傅里叶红外光谱和X射线光电子能谱表征结果表明,Tl与游离态胞外聚合物的羟基结合或由Tl+氧化成Tl3+,可能是活性污泥降低Tl对其细胞毒性的作用机制.因此Tl短期暴露时,需增强活性污泥的脱氮除磷性能并强化其除Tl能力,以确保污水处理厂稳定运行.本研究揭示了Tl短期暴露对活性污泥系统的潜在影响并提出了应对措施.

    铊SBR脱氮除磷酶活性

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    载氧沸石对沉积物-水剖面氮去除的机制

    杨兵罗竣潇唐炳然邓联军...
    3786-3799页
    查看更多>>摘要：以 3 种粉煤灰为原材料,制备了粉煤灰基载氧沸石,通过构建原位沉积物柱试验体系,探究了覆盖厚度为 0.5,1.0 和 2.0cm的粉煤灰基载氧沸石对沉积物-水剖面氮的去除效果与机制.结果表明,粉煤灰基载氧沸石能通过吸附和释氧作用降低沉积物-水体系中的氮含量,并控制沉积物中氮的释放,改善效果与材料覆盖厚度正相关.覆盖 25d后,0.5,1.0,2.0cm覆盖厚度处理组中沉积物-水界面处的溶解氧浓度分别为 1.79,3.69,6.26mg/L,上覆水中总氮的去除率分别为22.77%､30.37%和39.10%,沉积物中氨氮释放通量相较于对照组分别削减了31.4%､47.00%和50.47%.此外,粉煤灰基载氧沸石提高了沉积物表层中参与硝化和反硝化作用的微生物丰度,并增加了硝化功能基因(amoA),反硝化功能基因(narG､napA､nirS和nirK)和好氧反硝化基因(napA)的丰度,表明在表面沉积物中发生了耦合的有氧-缺氧反硝化过程.研究结果有望为粉煤灰的资源化利用和水体内源污染治理提供新的视角.

    载氧沸石覆盖沉积物内源污染好氧反硝化

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    原水生物膜预处理工艺对有机碳源的响应特征——以脱氮性能与菌群结构为例

    叶丽慧刘欣灵林思慧石海洋...
    3800-3809页
    查看更多>>摘要：原水生物膜预处理系统运行性能受限于原水水质特征,试验以模拟污染原水为处理对象,以彗星式纤维填料和活性炭填料为生物膜载体构建了实验室规模的原水生物膜预处理系统,采用批次试验探究系统运行性能与菌群结构对不同有机碳源乙酸钠和腐殖酸的响应特征.试验结果表明,原水生物膜预处理系统能长时间稳定运行,系统平均氨氮去除率(ARE)为 90.1%.乙酸钠对两种填料生物膜的氨氮去除性能几乎无影响.以腐植酸为有机碳源具有更强的硝化能力,取得最高ARE值90.5%±5.6%.乙酸钠能够促进彗星式纤维填料生物膜胞外聚合物(EPS)的形成,腐殖酸会降低EPS中PN含量.以活性炭为载体明显增加了 EPS 的 PN/PS 值,且具有较高的菌群多样性,更有利于生物膜的形成.生物膜样品中,占据前三位的门是 Proteobacteria､Planctomycetes 和 Acidobacteria.彗星式纤维填料生物膜,乙酸钠和腐植酸分别强化了优势门 Proteobacteria(53.9%)细菌和优势属 Nitrospira(10.7%)的累积.以彗星式纤维填料与活性炭为载体生物膜样品优势属分别为Nitrospira和Aridibacter.腐殖酸更有利于Nitrospira和Bdellovibrio的富集,乙酸钠更有利于Aridibacter的富集.

    原水生物膜有机碳源运行性能菌群结构胞外聚合物

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    西北煤电集聚区不同水体水化学特征及氟成因

    韩萱黄磊刘廷玺侯泽明...
    3810-3822页
    查看更多>>摘要：为探明西北煤电集聚区不同水体水化学特征以及氟离子分布成因,以鄂尔多斯市补连塔矿区为研究对象,采用Piper三线图、主成分分析、相关性分析等方法,对采集的55个水样进行测试,结合非致癌健康评价模型对地下水中氟离子进行健康风险评估.结果表明:所有水样均呈现出弱碱性;Na+、SO42-是地表水以及深层地下水的优势离子,浅层地下水的优势离子为 Ca2+和 HCO3-;地表水的水化学类型主要以 SO4·Cl-Na 和 HCO3·SO4-Na 型为主,浅层地下水的化学类型较多,主要以SO4·Cl-Na·Ca、HCO3-Na·Mg、HCO3-Mg和SO4·Cl-Ca型为主,深层地下水则以HCO3·SO4-Ca和SO4-Na型为主;其水化学特征主要受硅酸盐风化溶解作用影响,同时采煤活动促进了不同水体之间水化学转化;地表水、浅层地下水与深层地下水中F-变化范围分别在0.16～4.82,0～0.69,0.08～6.26mg/L,地下水中F-有19.35%的风险指数超过HQ=1,推测该地区地下水的高氟现象对人类健康产生一定的影响.

    地下水地表水水化学特征主成分分析氟离子

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    典型引调水受水流域氮时空分布特征及硝酸盐来源解析——以汾河水库上游流域为例

    杨晓宇孙晖王岩张峰...
    3823-3831页
    查看更多>>摘要：对万家寨引黄水受水区汾河水库上游流域氮时空分布特征进行了考察,识别了其硝酸盐来源,并针对引黄水对本流域的影响进行了分析.结果表明:流域各县四季TN浓度均值为 3.67mg/L,TN中NO3--N平均占比>70%;空间上,宁武县TN浓度均值最高,沿程逐渐降低;时间上,秋、冬季TN浓度较高,夏季较低,调水期引黄水所携带的氮是流域内氮的最主要来源.定性分析发现各污染源的混合过程是影响氮迁移的主要因素.经MixSIAR模型定量计算,各类来源对 NO3--N 的平均贡献率由大到小依次是散排及点源污水(39.3%)>牲畜粪便(18.7%)>化学肥料(18.2%)>土壤有机氮(17.7%)>大气氮沉降(6.1%).引黄水中,秋季散排及点源污水、春季化学肥料的硝酸盐贡献率明显高于本地支流,引黄水对汇入口下游干流断面硝酸盐来源影响较大.

    硝酸盐汾河水库上游流域氮氧同位素引黄水MixSIAR模型来源解析

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    新疆玛纳斯河流域地下水砷氟碘分布及共富集成因

    康文辉周殷竹雷米韩双宝...
    3832-3842页
    查看更多>>摘要：为了更好地掌握新疆玛纳斯河流域地下水中As、F、I的分布及富集成因,通过相关性分析和地球化学模拟,分析了高As、高F、高I地下水的水化学特征及空间分布状况;结合地质条件和地下水赋存环境进一步阐明地下水 As、F 和 I 的来源、迁移与富集的水文地球化学过程.结果表明:地下水砷、氟、碘含量变化范围分别为1.13～41.35 µg/L、0.06～8.02mg/L、<0.025～0.249mg/L,地下水As、F、I超标分别为62.9%、45.7%、45.7%,有31.4%的地下水砷氟碘均超标.砷氟碘共富集的地下水主要分布在玛纳斯河流域东部靠近沙漠边缘的平原区,水化学类型主要为HCO3·SO4·Cl-Na型.自山前单一结构潜水区至平原承压水区,地下水As含量沿流向先增大后在沙漠边缘区减小,水平方向上,地下水的淋滤作用导致南部富As岩层中的As向平原承压水区富集,且碱性条件下SO42-的还原有助于As的解吸附;地下水F含量沿地下水流向逐渐增大,在古尔班通古特沙漠边缘达到 2.5mg/L.高HCO3-、高Na+、高pH值的地下水还原环境是F从含水层基质向地下水释放的重要原因;地下水I含量沿地下水流向整体呈上升趋势,在承压水区潜水中主要受蒸发浓缩作用的影响,在承压水中主要受岩石风化作用的影响.砷氟碘共富集地下水主要分布于 100～310m 的承压水中.在封闭的承压含水层,碱性还原环境下矿物溶解与沉淀和水岩相互作用是地下水砷氟碘共富集的主要机制.

    砷氟碘共富集成因水化学玛纳斯河流域

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    城市建筑垃圾填埋区地下水水质对比和溯源

    魏晓倩姜建芳冯肖嘉文许明明...
    3843-3857页
    查看更多>>摘要：从我国两个典型中小型城市各选取一处建筑垃圾填埋场,采用熵权指数法(EWQI)对两场地周边地区地下水水质进行综合评价分析,基于聚类分析等手段进行初步污染源识别,并在此基础上采用正定矩阵分解(PMF)模型进行源解析计算,定量解析和对比两处建筑垃圾填埋场地对周边区域地下水水质变化的贡献.结果表明,建筑垃圾的填埋处理可能会引起周边地下水水质恶化,其影响程度与场地性质、填埋历史、介质防污性能等因素有关.两处研究场地中,场地1周边地下水水质恶化情况更严重,有7种检测组分的浓度超过了地下水质量标准(GB/T 1448-2017)中的Ⅲ类标准限值,而场地2有1种组分超标.对地下水化学组分进行源解析的结果表明,两处场地均识别出岩土矿物溶解、溶质运移、农业、建筑垃圾和工业活动这5种自然和人为来源,场地 1 周边区域各来源贡献占比分别为 18.2%、18.0%、25.9%、19.5%、9.8%,场地 2 占比分别为 19.8%、23.5%、18.9%、12.6%和 15.1%.人类活动和建筑垃圾填埋污染对场地1周边地下水的影响大于对场地2的影响.

    源解析相关性分析EWQIPMF层次聚类

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    复合醇原位微乳液增溶含水层四氯乙烯性能研究

    孙日红董军张伟红莫言阳...
    3858-3866页
    查看更多>>摘要：利用绿色非离子表面活性剂月桂基葡糖苷(APG1214)制备了适用于修复地下水四氯乙烯(PCE)污染的复合醇原位微乳液,探究了环境因素对微乳液成相能力和增溶性能的影响,并模拟含水层考察其原位淋洗PCE性能.结果表明,1.0wt.%APG1214-5.6wt.%异丁醇/正丙醇(1:1)-0.8wt.%NaCl微乳液具有适宜的醇宽,对PCE增溶浓度约为 550g/L,在减轻含水层介质吸附、控制污染物垂向迁移、避免二次污染等方面表现出良好性能.环境因素对微乳液成相稳定性影响不显著,在强酸性和低温环境下增溶性能减弱.原位淋洗过程通过增流和增溶作用去除介质中的 PCE,淋洗后 PCE 的去除率达到99.4%.总之,该微乳液具有增溶能力强、醇宽大、表面活性剂用量低的优点,且环境适用范围广,原位淋洗PCE去除率高,适用于修复地下水PCE污染.

    微乳液四氯乙烯原位增溶

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