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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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    场地土壤镉污染排放清单与溯源——以铜冶炼厂为例

    盛溢薛玮真应迪文吴骏...
    4462-4474页
    查看更多>>摘要：以华东地区某铜冶炼厂为例，采用"四大排放途径"函数定量描述Cd通过"废气沉降、废水排放、固废淋滤、跑冒滴漏"进入土壤的通量。结合AERMOD废气沉降模型，计算废气携带的Cd沉降于场地边界内部和外部的分布，明确各途径对场地内土壤Cd污染的贡献。结果表明，企业在2000～2002年在产期间主要通过废气(1411kg，50。05％)和固废淋滤(1327kg，47。05％)排放Cd，而废水及跑冒滴漏途径影响很小(共81。74kg，2。90％)。但所排废气中的Cd沉降于场地内的仅0。68kg(0。05％)，场地内土壤Cd主要由固废淋滤途径贡献。空间排放清单显示其主要分布于堆料区和废气处理区等生产区域。研究结果对加强冶炼行业的精细化源头管控有重要指导作用，且本文提出的方法可拓展至其他行业和多种污染物的排放量溯源。

    土壤镉污染废气沉降模型固废淋滤空间排放清单源头管控

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    秸秆还田对黑土中磷素吸附特性及释放风险研究

    温芳悦张羽陈尚才王玉军...
    4475-4483页
    查看更多>>摘要：通过分析秸秆离田免耕(MG)、秸秆覆盖还田(FG)、秸秆深翻还田(SF)对土壤理化性质及土壤磷素的吸附特性的影响，研究由于土壤理化性质的改变对于磷吸附特性的影响，并进一步分析磷素在土壤中的释放风险。结果表明，秸秆还田后，土壤有机质、有效磷含量增大，土壤容重降低。与秸秆离田免耕相比，秸秆覆盖还田后土壤磷的吸附量减少20。1％，秸秆深翻还田后的土壤磷的吸附量减少35。0％。3种不同耕作模式下黑土中DPS(磷饱和度)分别为MG:0。3％，FG:4。0％，SF:10。2％，PSI(磷吸持指数)分别为 MG:41。14，FG:40。04，SF:36。09(mg P/(100g))/(μmol/L)，ERI(磷释放风险指数)分别为 MG:0。7％，FG:9。9％，SF:28。3％。综上所述，秸秆覆盖还田及秸秆深翻还田均可显著增加土壤有机质，降低土壤对磷的吸附能力，提高土壤磷的有效性，但同时也提高了土壤磷吸附饱和度，易引起磷素流失的风险。

    黑土秸秆还田磷吸附释放风险

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    纤铁矿与重金属的相互作用——从界面过程到环境行为的研究进展

    范聪方君然李晓飞郭楚玲...
    4484-4495页
    查看更多>>摘要：铁的生物地球化学循环在土壤物质迁移转化过程尤其是重金属环境行为影响方面扮演着关键角色。纤铁矿是一种常见的亚稳态铁(羟基)氧化物，通常存在于季节性氧化还原交替的土壤环境中，具有较大的比表面积和高表面活性，驱动着土壤物质循环等重要过程。本文以纤铁矿稳定性为纽带，阐述了纤铁矿在不同晶相重组路径中作为起始物种、前驱体(中间产物)和最终产物三种不同定位角色的演化规律。从生物地球化学循环角度对纤铁矿形成和晶相重组过程与重金属的相互作用机制进行了系统论述。重点讨论了典型环境因子(如pH值、含氧阴离子、有机质和微生物等)对纤铁矿稳定性及重金属赋存形态的影响。展望了未来研究发展趋势，包括多过程耦合下铁氧化物相转化机制、重金属在矿物-水界面的微观反应机制、以及重金属归趋的环境因子调控等，以期为基于铁循环调控重金属赋存状态的污染修复及铁矿物作用下重金属环境行为预测等提供参考。

    纤铁矿稳定性环境因子重金属环境行为

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    银川市浅层表土重金属污染特征及源解析

    赖涓涓杨德钰刘亮马璠...
    4496-4506页
    查看更多>>摘要：为全面掌握我国西北地区城市表土重金属污染状况，以银川市浅层表土(0～2cm)为研究对象，通过测定常见土壤重金属含量(Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn)，对表土重金属的污染状况进行评价与污染溯源。首先采用单因子污染指数法、内梅罗综合指数法及潜在生态风险指数法对土壤重金属污染状况及其潜在生态风险进行评价。应用反距离加权插值法分析土壤重金属空间分布特征。通过相关性分析和主成分分析确定重金属污染源。在此基础上，结合西北地区多个重点城市表土重金属污染的相关文献分析，探讨西北地区城市表土重金属污染状况。结果表明，银川市浅层表土中Ni和Cr含量低，Cu、Pb和Zn存在不同程度累积趋势，Cd存在明显富集。Cr、Ni的平均含量低于宁夏土壤背景值，分别为背景值的0。95倍和0。73倍。Cd、Cu、Pb和Zn元素的平均含量均高于宁夏土壤背景值，分别为背景值的1。70倍、1。00倍、1。08倍、1。09倍。单因子污染程度为Cd＞Zn＞Pb＞Cu＞Cr＞Ni，平均内梅罗综合污染指数评价结果为轻度污染水平。单项生态风险指数结果表明Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn具有轻微生态风险，综合潜在生态风险指数结果为轻微生态风险。银川市浅层表土中Cr、Ni多为自然来源，Cd、Cu、Pb、Zn主要为交通和农业污染，此外Cd同时受工业污染影响。中国西北地区城市土壤重金属均存在一定的富集，但累积程度整体不高，交通源、工业源和自然源为主要来源。我国西北地区土壤中Cd污染严重，在工、农、交通发展中值得进一步关注。

    土壤重金属污染评价空间分布源解析中国西北地区银川市

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    酸热水解制备蓝藻基植物激励素条件优化及产物特征

    李羽志黄凯文朱葛许燕娟...
    4507-4519页
    查看更多>>摘要：以蓝藻作为原材料，对蓝藻进行酸热水解，分析蓝藻酸热水解最优条件，并通过内梅罗指数、地累积指数法、潜在生态指数法和人体暴露健康风险评价验证各条件制备的蓝藻基植物激励素施用于土壤的安全性。结果显示，采用2％草酸进行水解可利用草酸对重金属的络合作用以降低蓝藻基植物激励素的环境风险，同时为保证蓝藻的水解效果，耦合硫酸调节pH值至0。8，水解时间保持24h是最优酸热水解条件。各条件制备的蓝藻基植物激励素内梅罗指数、地累积指数、潜在生态指数分别处于无风险、无污染和低风险水平，对人体致癌风险和非致癌风险均低于安全阈值10-6和1。利用半连续流酸热水解体系可提升蓝藻基植物激励素中有益物质的浓度，发现经过3～4个周期的水解富集，植物激励素中N、P、K等营养物质稳定在3942、290。45和421。7mg/kg。2-(5H)-呋喃酮和吡咯类物质等生物刺激素类物质在植物激励素中不断富集后达到29。5646和11。261mg/kg，均可发挥促进植物生长和抑制病菌的作用。同时，生物碱类、酚类物质等化感物质在水解过程中被破坏，有效减轻了其对植物生长的抑制作用。

    蓝藻酸热水解生态风险评价植物激励素生物刺激素

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    土壤有机质垂直分布特征及其对短期植被更替的响应

    沈亚婷张巍何霄嘉
    4520-4529页
    查看更多>>摘要：采集我国北京和云南地区约10a植被更替的0～110cm典型土壤剖面样品，分析土壤中有机碳稳定碳同位素比值(δ13Corg)、有机碳含量、有机碳碳密度、土壤有机质O/C和土壤有机质C/N等指标的垂向分布特征，探究了不同深度土壤对植被更替的响应，以揭示土壤有机质的垂直分布特征和稳定性规律。研究结果表明:土壤中δ13Corg在不同地区和深度之间存在差异，北京和云南的深层土壤剖面中的土壤δ13Corg随深度的变化规律相反，植被更替影响不同深度土壤的δ13Corg改变率，北京地区土壤剖面在发生植被更替后，随着土壤深度增加，δ13Corg改变率逐渐减小;土壤中有机碳含量、有机碳碳密度、土壤有机质极性和土壤有机质C/N的垂直分布的特征及其对植被更替的响应存在明显差异;部分典型剖面表现出植被更替可增加深层有机碳含量和土壤有机质极性的特征。表明在我国不同纬度、不同覆盖植被、不同土壤理化性质影响下，土壤有机质特性呈现出与分布深度和短期植被更替密切相关的规律性，或可为揭示植被更替与碳循环间的动态变化模型提供重要依据。

    植被更替土壤有机质稳定碳同位素比值土壤剖面碳循环

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    基于微流控技术的重质非水相液体氧化修复机理

    王泽君杨志兵胡冉陈益峰...
    4530-4538页
    查看更多>>摘要：为揭示重非水相污染物(DNAPL)氧化修复中多相渗流-化学反应-相演变耦合过程的物理化学机理，利用新兴的微流控技术开展了高锰酸钾(KMnO4)氧化修复三氯乙烯(TCE)的实验。结果表明:当浓度3g/L以上的KMnO4氧化TCE时，二氧化锰(MnO2)固相产物会在流道深度方向上产生"固体墙"，后续MnO4-只能缓慢渗入墙内对TCE进行氧化，此时MnO4-成为限制性因素并转化为Mn2+，而Mn2+扩散出墙外后再次被氧化为MnO2固相，形成一个负反馈系统并造成修复效率急剧降低。当3g/L以下的KMnO4氧化TCE时，MnO2固相产物附着在流道壁面上，后续MnO4—可以和TCE持续反应并生成MnO2，KMnO4溶液-DNAPL界面不断后退且修复效率较高。当加入磷酸氢盐后，MnO2固相产物被显著抑制从而提高了修复效率，且1～2g/L是孔隙尺度TCE修复的理想KMnO4浓度。

    非水相液体氧化修复多相渗流三氯乙烯微流控

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    茅埏岛红树林沉积物有机碳埋藏特征解析

    于洋水柏年吕聪聪李滨...
    4539-4546页
    查看更多>>摘要：以茅埏岛北部红树林湿地为研究区域，旨在探究红树林湿地沉积物有机碳埋藏特征和来源。基于放射性同位素(210Pb)采用恒定沉积速率模式分析沉积速率(SAR)、有机碳密度、埋藏速率(OCAR)、有机碳潜在来源及贡献率。茅埏岛红树林湿地的沉积速率约为1。8cm/a。沉积物以粉砂和黏土为主，粒径随深度变化基本保持稳定，且过剩210Pb活度与深度之间具有较好的相关性，表明沉积环境较为稳定。沉积物有机碳密度平均值为0。66g/cm3，埋藏速率为120。01g/(m2·a)。通过碳氮稳定同位素分布特征结合多线性混合模型(IsoSource)可知，沉积物有机碳来源总体以海陆混合来源为主，其中海源占比50。3％，陆源占比33。4％，树源贡献占比16。3％;表层沉积物以陆源和树源输入为主，树源贡献率最高达46。4％。红树林植被组成、成林时间等是影响沉积物有机碳埋藏重要因素。

    红树林湿地有机碳沉积物埋藏速率

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    基于cDC-GAN替代模型的物理-化学非均质矿层CO2+O2地浸采铀过程模拟

    刘殿广杨蕴章勇邱文杰...
    4547-4556页
    查看更多>>摘要：基于物理过程的CO2+O2地浸采铀反应性溶质运移模型需要采用高分辨率网格来捕获介质物理-化学参数空间变异性和对流-弥散-化学反应多过程耦合特征，往往面临巨大的模型计算挑战。传统的替代模型处理高维数据空间分布预测时面临精度和维数诅咒问题，基于条件深度卷积生成对抗网络(conditional Deep Convolutional Generative Adversarial Network，cDC-GAN)，本文提出了一种多重输入图像到输出图像回归的 cDC-GAN 替代建模组件，建立了高维物理-化学非均质场(渗透率场和铀矿物品位场)和铀浸出浓度分布场之间的映射关系，训练集和测试集样品中结构相似性指数的中值达0。98以上，可以作为砂岩型铀矿CO2+O2溶浸过程数值模型的替代方案。cDC-GAN替代建模不受底层物理模型的限制，进而可为复杂反应性溶质运移模型的参数识别、不确定性分析、全局敏感性分析和模拟优化方案设计等提供通用框架。

    CO2+O2地浸采铀深度学习图像预测不确定性分析

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    忻州市生态系统服务时空变化及城镇化响应

    解铭威冉藜贾文贞周慧荻...
    4557-4566页
    查看更多>>摘要：为探究忻州市生态系统服务(ESs)的时空变化情况，分析ESs对城镇化的响应，以1995～2020年6期土地利用数据为基础，选取3项城镇化指标和4项ESs指标，借助InVEST模型和修正通用土壤流失方程(RUSLE)等评估ESs，并使用K-均值聚类识别生态系统服务簇，采用皮尔逊相关性分析ESs间权衡协同关系及其对城镇化的响应。结果表明:忻州市土地利用类型以草地、耕地和林地为主，1995～2020年建设用地扩张280。7km2，林地增加1201。4km2，草地增加511。4km2，耕地和水域面积减少。有较多耕地向草地、草地向林地转移。建设用地、GDP和人口持续增长，2005～2015年是城镇化较快的时期。1995～2020年食物供给能力稳步提升，碳储量在2015年以后明显提升，生境质量先升后降，水土保持量先降后升。以草地为主的功能复合型服务簇面积占比达51。4％，各ESs间主要呈协同关系，生境质量、土壤保持与城镇化指标间存在负相关。研究结果为忻州市土地管理与生态保护提供决策依据。

    生态系统服务城镇化土地利用变化生态系统服务簇忻州市

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