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2020年  第10卷  第1期

封面+目次
封面+中英文目录
2020, 10(1): .
摘要:
湿地与关键生物栖息地生态修复技术专题
湿地受损遥感识别方法及其在天津滨海新区的应用
吕金霞, 蒋卫国, 王文杰, 荔琢, 陈征, 陈坤
2020, 10(1): 1-8. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20190092
摘要:
城市化进程的加快及对湿地资源的不合理开发利用造成湿地严重受损,开展湿地资源的时空变化监测对于湿地的合理开发和可持续发展具有重要作用。基于多时期土地利用数据和长时间序列的Landsat影像数据,利用马尔科夫转移矩阵和GIS空间分析法分析湿地类型受损状况,利用趋势分析法分析长时间序列和不同阶段的湿地植被、水体和土壤湿度要素受损状况,构建了湿地受损遥感识别方法,综合湿地类型和湿地要素受损状况,分析湿地受损模式,并在天津滨海新区进行案例研究。结果显示:滨海新区湿地类型受损主要分为3个时期(1980s—2000年、2000—2009年、2009—2015年),期间湿地经历了从受损到恢复的过程,1980s—2015年滨海新区湿地面积增加了41.40 km 2;1984—2015年湿地要素均呈退化趋势,植被、水体和土壤显著退化的面积分别为364.66、221.28和253.94 km 2。在不同时间段内,影响湿地面积受损的主导因素不同,3个时期滨海新区湿地受损分别是植被、水体和植被占主要地位。
湿地可恢复性评价方法及其应用——以天津滨海新区为例
吕金霞, 王文杰, 蒋卫国, 陈征, 荔琢, 邓雅文
2020, 10(1): 9-16. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20190091
摘要:
通过湿地可恢复性评价可获知湿地恢复的难易程度,为湿地修复的选址与实施提供理论支撑。基于湿地类型和生态要素数据,利用湿地类型丧失区和湿地要素受损区构建了受损湿地可恢复性评价方法,定量评价湿地受损区尺度的可恢复性;借助区域内地形条件、城镇化影响和生态重要性指标,利用源-汇理论和最小累积阻力模型构建了湿地所在区域可恢复性评价方法,定量评价区域尺度的湿地可恢复性;从湿地受损区和湿地所在区域2个尺度,构建湿地自然可恢复性评价方法,并对天津滨海新区湿地可恢复性进行评价和分析。结果表明:在湿地受损区尺度,滨海新区稳定湿地区面积为640.30 km 2,在整个恢复区面积中占比最大;其次是最难恢复区,面积为381.85 km 2,占比为22.15%;最难恢复区和较难恢复区面积约占整个恢复区的42.36%。在湿地所在区域尺度,滨海新区湿地可恢复性在中等和高等安全水平下,较易恢复区面积均为1 695.65 km 2,占比为82.02%,难恢复区面积分别为67.55和129.05 km 2,占比为3.27%和6.24%。
湿地退化风险评估方法及其应用——以天津市为例
荔琢, 蒋卫国, 王文杰, 吕金霞, 陈征
2020, 10(1): 17-24. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20190100
摘要:
气候变化和人类活动的加剧,使地球上重要的生态系统——湿地被不断侵占与破坏,当前建立湿地退化的科学评估方法十分迫切且必要。基于区域生态风险理论,从胁迫度和退化度2个角度建立了包含22项指标的湿地退化多指标评估体系,并对天津市1990—2015年湿地退化风险进行评估。结果表明:由于胁迫度的波动变化和湿地自身退化度的上升,天津市1990—2015年湿地退化风险呈先下降后上升的趋势,2015年的退化风险较1990年增加了10.08%,且原本湿地退化风险较低的区域呈现风险快速上升的现象。亟待出台更严格的相关政策和建立更完善的管理制度,以加强天津市湿地的保护与恢复。
基于景观生态学的湿地公园空间优化配置方案——以北京琉璃河湿地公园为例
李冰伦, 王文杰, 胡远满, 刘淼, 布仁仓, 史思雪, 熊在平
2020, 10(1): 25-31. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20190122
摘要:
空间分布格局是影响城市湿地公园生态功能的重要因素。以北京琉璃河湿地公园为例,依据格局—过程—功能完整性的优化理念,通过景观结构优化、景观过程调控、景观空间配置,获得研究区空间优化配置方案,促使研究区功能的提升。结果表明:研究区可划分成2个一级功能区和9个二级功能单元;通过水文流通过程、水文循环过程优化调控,使研究区水面面积增加0.68 km 2;综合空间格局优化及水文过程调控结果,提出包含斑块配置、廊道配置的空间优化配置方案,优化配置后使研究区斑块数增加924块,湿地面积增加146.51%,水质净化、物种保育及观赏与教育功能均得到较大的提升。
城市湿地公园生态要素重构研究——以北京琉璃河湿地公园为例
李冰伦, 王文杰, 胡远满, 刘淼, 布仁仓, 史思雪, 熊在平
2020, 10(1): 32-38. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20190164
摘要:
湿地植被是评价湿地空间结构、功能和过程的重要指标之一。以北京琉璃河湿地公园为例,针对该湿地公园西侧区域植被种类少、河流水质差、景观多样性不高、观赏效果不佳等问题,以实现湿地水质净化功能、物种保育及观赏科普功能为目标,对琉璃河主河道进行优化并营建湿地。基于研究区土地利用现状及修复目标,提出湿地修复的三大功能区(水质净化功能区、物种保育功能区及观赏科普功能区)及其总体布局;对不同功能区,分别从基底修复及植被配置方面提出湿地生态要素重构方案。方案优化及营建湿地1.13 km 2,配置植物群落28种,在兼顾了水质净化及物种保育功能的同时提升了观赏功能。
大气污染治理
天津市夏季重污染天气过程PM2.5输送特征
孟丽红, 郝天依, 李培彦, 吴彬贵, 王雪莲
2020, 10(1): 39-46. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20190058
摘要:
利用环境监测、气象常规观测、美国国家环境预报中心(NCEP)再分析等资料,采用气溶胶激光雷达和HYSPLIT模式对2018年8月1—2日发生在天津市夏季的一次重污染天气过程进行分析。结果表明:地面弱气压场、低空逆温和偏东暖湿气流的输送为此次重污染形成提供了有利条件;气溶胶激光雷达分析表明,此次污染过程存在明显的水平输送和垂直分布特征,市区PM2.5浓度升高除与水平输送有关,还与本地低空逆温造成的PM2.5积累密切相关;HYSPLIT模式后向轨迹追踪研究表明,PM2.5前期积累爬升阶段,气团主要来自偏南气流,200、500、1 000 m高度气团均有明显沉降,后期气团来向转变为较清洁的偏东暖湿气流,但同时带来大量水汽,造成天津市相对湿度的增加。此次污染过程前期是由于静稳天气形势导致PM2.5积累,后期主要是天津市各区县之间PM2.5的输送以及偏东暖湿气流输送水汽导致相对湿度的增加,污染进一步加重。
新型生物抑尘剂γ-聚谷氨酸的抑尘性能及安全性评价
袁丹丹, 陈勉, 刘俊香, 高亮, 刘飞, 张晓元, 郝荣华, 陈磊, 张艳艳
2020, 10(1): 47-55. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20190084
摘要:
研究了γ-聚谷氨酸(γ-PGA)的抑尘性能并对其安全性进行评价。采用滤纸负尘、定期模拟风蚀的方法,考察了不同分子量、不同浓度及与多糖复配γ-PGA的抑尘作用;以烟雾模拟扬尘,测试γ-PGA的抑尘效果;考察了γ-PGA对草地早熟禾种子萌发的影响及对碳钢的腐蚀情况。结果表明:高分子量γ-PGA抑尘率较高,12 d内抑尘率仅下降了10.6%;0.100%γ-PGA在第1、3、7、12天抑尘率高于其他组;γ-PGA与透明质酸(HA)、黄原胶(XG)均在复配比为2:1(质量比)下,抑尘率优于单独使用γ-PGA;喷施0.100%γ-PGA后颗粒物沉降速度比自然沉降速度明显加快,尤其对粒径较小的颗粒物效果较好;γ-PGA可促进草地早熟禾种子萌发;高浓度γ-PGA处理的碳钢片腐蚀率最低。
流域污染治理
黑臭水体组合生物净化技术研究进展
王海珊, 邹平, 付先萍, 戴犇, 朱芳芳, 王籽潼
2020, 10(1): 56-62. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20190038
摘要:
目前我国许多城镇水体出现黑臭现象,加强对城镇黑臭水体的治理是当前的迫切任务。介绍了黑臭水体的定义、形成过程、特点及我国黑臭水体治理的现状;概述了黑臭水体治理常用方法,提出生物技术的优点与重要性;阐述了组合生物净化技术治理黑臭水体的技术思路,即通过人工曝气+投加菌剂+投加促生剂+投加填料+栽种水生植物进行净化;综述了组合生物净化技术不同环节的净化原理、主要技术措施及研究进展;总结了组合生物净化技术综合应用与效果,并对组合生物净化技术未来的研究方向进行了展望,旨在为利用组合生物技术净化黑臭水体提供多样化视角及合理的治理框架。
疏浚技术及其对污染水体治理效果的影响
刘丽香, 韩永伟, 刘辉, 孟晓杰, 高馨婷, 侯春飞, 熊向艳, 阿彦
2020, 10(1): 63-71. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20190045
摘要:
疏浚技术是控制水体内源污染的有效措施之一。为深入了解疏浚技术应用及治理效果,通过文献研究,综合比较分析了疏浚技术的应用情况、治理效果及其对污染水体生态系统的影响,结果表明:环保疏浚效率高于抓斗式,其他疏浚技术治理效率的报道较少;疏浚技术应用广泛,但工程应用后,污染水体水质改善效果具有显著和不显著的两面性;疏浚效果分为长期、短期和瞬时效应,目前疏浚效果的瞬时效应比较常见;影响疏浚效果的因素有疏浚时机械扰动和疏浚深度,扰动造成底泥颗粒物悬浮和污染物释放,目前疏浚深度为0~90 cm,每项疏浚工程都有特定的去除营养元素效果最好的疏浚深度;疏浚对生物群落的影响分为短期和长期,短期影响生物多样性和生物量,长期影响表现在生物群落的重建。专业疏浚设备的研制、精准疏浚技术和疏浚对内源营养盐的影响等方面还有待进一步研究和深化。
超声波控藻技术现状及研究进展
陈贺林, 李芸, 储昭升, 叶碧碧, 李国宏
2020, 10(1): 72-78. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20190032
摘要:
超声波控藻技术具有设备简单、经济性好、无二次污染及管理方便等优点,具有很大的发展潜力和广阔的应用前景。综述了超声波控藻技术的基本原理、控藻效果影响因素、超声波对水生态的影响及超声波与其他技术联用的控藻效果。采用超声波技术控藻时,超声波强度越大,耗能就越高,经济性也越差,且超声波强度过高会抑制水生生物的生长;从控藻效果、安全性和经济性等方面综合考虑,低强度超声波更适用于蓝藻水华控制。超声波与其他控藻技术联用可以提高控藻效率,低强度超声波与其他技术联用将是今后超声波控藻技术发展的方向。
水污染治理
氨化酒糟吸附剂去除电镀废水中六价铬研究
党伟, 王莉莉, 张婷婷
2020, 10(1): 79-84. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20190083
摘要:
以酿酒过程中产生的酒糟为原料,制备得到氨化酒糟吸附剂,用于去除电镀废水中的六价铬〔Cr(Ⅵ)〕,利用FTIR、EDS、BET和SEM等对吸附剂组成和结构进行分析和表征,在不同的pH及吸附剂投加量条件下研究其对Cr(Ⅵ)吸附性能的影响。结果表明:氨化酒糟吸附剂表面引入了大量的氨基,氮元素占比达到4.40%,其比表面积增至25.67 m 2/g;当平衡pH为2.7时,Cr(Ⅵ)的饱和吸附量达到150.45 mg/g,平均吸附速率达到1 791.90 mg/(g·h);经过5次再生循环后,氨化酒糟吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附量达到98.44 mg/g,吸附性能损失率仅为19.60%。
蚯蚓粪对城镇污泥降解的影响
巩正, 王惠, 陈学民, 田维平, 伏小勇
2020, 10(1): 85-90. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20190036
摘要:
以城镇污泥快速稳定化为目的,将污泥与蚯蚓粪以质量比2:1混合作为处理组(WF),以不添加蚯蚓粪的污泥作为对照组(W),在(20±1)℃条件下进行对比试验,试验共进行50 d,研究蚯蚓粪对城镇污泥降解过程的影响。结果表明:与对照组相比,处理组污泥中有机质(OM)浓度降低了4.2%,电导率(EC)提高了79.0%,N H 4 + -N浓度提高了110.0%,N O 3 - -N浓度降低了83.5%;试验过程中,处理组pH变化幅度低于对照组,蚯蚓粪能促进污泥氨化,稳定污泥pH;添加蚯蚓粪使城镇污泥中有机质降解程度更高,矿化速度更快,促使城镇污泥快速稳定。蚯蚓粪可用作加速城镇污泥生物降解的添加剂。
镧改性凹凸棒土再生效果研究
房凯, 商卫纯, 姚俊琪, 钟天意, 冯骞, 葛冉
2020, 10(1): 91-96. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20190078
摘要:
以吸附磷酸盐的镧改性凹凸棒土为研究对象,通过试验研究了pH、再生时间、再生温度及再生次数对镧改性凹凸棒土再生效果的影响。结果表明:碱性条件有利于改性凹凸棒土的再生,pH为8时,再生效果最佳;再生时间为30 min时,再生率超过90%,继续增加再生时间,再生率增长缓慢;再生温度升高会增加改性凹凸棒土的再生率及损失率,30 ℃时再生率较高、损失率较低;再生6次后改性凹凸棒土的性能破坏严重。综合考虑,改性凹凸棒土的最佳再生条件是pH为8,再生温度为30 ℃,再生时间为30 min,再生次数为6次。
土壤及固体废物污染治理
化学氧化后深层土壤中多环芳烃的缺氧微生物降解
麻俊胜, 苟雅玲, 王兴润, 杨苏才, 程言君, 宋云
2020, 10(1): 97-104. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20190067
摘要:
土壤中多环芳烃(PAHs)的化学氧化与微生物联合降解备受关注,但已有的研究主要集中在化学氧化与好氧微生物联用方面,与缺氧微生物联用研究较少。通过对过氧化氢氧化后的土壤进行接种和缺氧培养,考察化学氧化后深层土壤中PAHs缺氧微生物降解的可行性。结果表明:过氧化氢氧化后,16种PAHs降解了33.3%~95.9%,但土壤中细菌数量也明显减少,细菌数量的基因拷贝数减少了3.5个数量级;缺氧培养180 d后,添加营养盐可使微生物数量明显恢复,在同时添加营养盐和电子受体(硫酸盐)时微生物数量恢复程度更高;单独添加营养盐或电子受体不能明显促进PAHs降解,同时添加营养盐和电子受体能够促进PAHs降解,且同时添加营养盐和电子受体时,接种土壤中3环和部分4环PAHs(荧蒽和芘)的降解率显著高于未接种土壤。总体上,缺氧微生物降解可使PAHs去除率在化学氧化的基础上提高15%左右。
全生物降解地膜对南疆甜菜产量及土壤理化性质的影响
王斌, 万艳芳, 王金鑫, 孙九胜, 槐国龙, 崔磊, 孙晨
2020, 10(1): 105-111. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20190048
摘要:
为研究全生物降解地膜对南疆农业生产中甜菜产量及土壤理化性质的影响,采用聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)型聚酯全生物降解地膜(简称降解膜)为处理、普通聚乙烯(PE)地膜为对照,分析降解膜对甜菜试验区土壤温度、含水率、养分以及甜菜产量等的影响。结果显示:降解膜的破损率随甜菜生育进程表现为甜菜生长期(6—8月)较小(4.5%~12.8%),收获期(10月)显著增大(45.8%);降解膜处理的甜菜出苗率、生育进程、生物量(包括地下部分、地上部分及整株)、糖分含量及产量与PE地膜均无显著差异;甜菜生育期(6—10月),降解膜处理与PE地膜在膜下5、15和25 cm土壤的平均温度与含水率变化趋势基本一致,其中膜下5、15和25 cm土壤平均温度差异不显著,而土壤平均含水率均为降解膜处理小于PE地膜,其中15 cm处降解膜处理土壤的平均含水率显著小于PE地膜;甜菜生育期,降解膜处理和PE地膜的0~20和20~40 cm土壤速效氮、速效磷、速效钾和总盐浓度、土壤pH间差异均不显著 。
不同萃取剂对花生粕饼中重金属的去除效果
葛一陈, 杨洋, 黎红亮, 曾红远, 曾清如
2020, 10(1): 112-117. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20190053
摘要:
比较了柠檬酸钾、酒石酸钾和盐酸萃取对花生粕饼中重金属的去除效果,并对萃取前后花生粕饼中营养元素和粗蛋白浓度的变化进行了研究。结果表明:随着萃取时间和萃取剂浓度的增加,花生粕饼中Pb、Zn、Cu和Cd的去除率也逐渐增加;采用0.50%和1.00%的盐酸萃取后,粕饼中的Cd浓度为0.42和0.34 mg/kg;3种萃取剂连续萃取3次后,Zn和Cu的去除率均有较大提升,30 mmol/L酒石酸钾第3次萃取和0.25%盐酸第2次萃取后粕饼中Cd浓度为0.36和0.21 mg/kg,均满足GB 13078—2017《饲料卫生标准》的要求;柠檬酸钾和酒石酸钾在去除重金属的同时,营养元素流失较小,低浓度的盐酸萃取使部分营养元素流失量大,对粗蛋白流失的影响小。综合考虑,低浓度的盐酸可作为花生粕饼中重金属的萃取剂。
含油污泥联合处理技术的应用现状与展望
梁宏宝, 张全娟, 陈洪涛, 陈博, 宋旸
2020, 10(1): 118-125. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20190065
摘要:
含油污泥来源广泛、成分复杂,其处理技术和设备也呈多元化趋势。通过实际调研和文献分析对国内外常用的含油污泥处理方法的原理、适用范围、特点以及发展进行了概述,着重介绍了我国石化企业几种新型的含油污泥联合处理技术的应用现状,其中包括筛分流化-调质-机械脱水技术、电化学生物耦合深度处理技术、污泥离心脱水-超热蒸汽喷射处理技术、热洗耦合处理技术和微生物-植物联合处理技术,总结了现有处理方法处理后残渣的含油率能否达到HJ 607—2011《废矿物油回收利用污染控制技术规范》的标准要求以及残渣的资源化利用去向等。综合含油污泥处理技术在应用中存在的问题和处理效果发现,需要使用含油污泥联合技术处理使其达到资源化利用和无害化处理的技术要求。
生态修复技术及环境风险评估
三亚市“山海河城”模式的生态文明建设实践探索
刘丹, 田翠翠, 徐婷婷, 赵建成, 陈龙
2020, 10(1): 126-132. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20190034
摘要:
三亚市是我国唯一的国际性热带滨海旅游城市,也是我国21世纪海上丝绸之路的重要节点城市,其生态文明建设备受关注。针对三亚市区域特征,分别从制度、环境、经济等层面识别其生态文明建设中存在的主要问题,包括生态文明制度体系尚不健全,绿色经济发展任务艰巨,局部生态环境质量下降,旅游业发展水平不高等;在明确区域功能定位的基础上,根据生态优先、绿色发展的理念,结合三亚市独特的地理区位和优越的生态资源,提出“山海河城”模式的生态文明建设总体布局;在此基础上,提出制度革新、生态修复、绿色发展、环境改善、理念宣传、特色构建六大方面的具体任务措施。“山海河域”模式的生态文明建设各项任务顺利实施并取得实效,为将三亚市打造成为世界级滨海旅游城市奠定了坚实基础。
基于改进参数的长三角城市群生态足迹时空动态及驱动因子分析
闻熠, 高峻, 姚扬, 林章林
2020, 10(1): 133-141. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20190061
摘要:
以长三角城市群为研究区域,基于国家公顷对生态足迹模型参数进行修正,然后对研究区域26个城市2006—2016年人均生态足迹时间序列变化和空间分布情况进行分析,最后选取3个典型城市(上海市、苏州市和马鞍山市)从环境、经济等方面对生态足迹变化的主要驱动因子进行探讨。结果表明:2006—2016年长三角城市群26个城市人均生态足迹在时间序列上均呈上升趋势,空间分布格局变化不大,总体上呈周边高中间低的分布态势;人均GDP、城市化率、人口数量是生态足迹增长的主要驱动因子。
环境承载力评价方法及其业务化应用:进展与展望
李娟花, 张惠远, 郝海广, 张哲
2020, 10(1): 142-149. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20190055
摘要:
开展环境承载力评价,建立资源环境承载力监测预警机制,是当前我国推进生态文明建设和加强生态环境管理的重要任务。总结了当前国内外环境承载力评价的方法,包括指标体系评价法、系统模型法、环境容量法及供需平衡法等,比较了各方法的内涵、表征形式及优缺点;分析了环境承载力评价方法在业务化应用中存在的不足,即评价方法综合性不够,评价结果预测作用弱,区域开放性和尺度效应考虑不足,应用性不足等问题;着眼于环境承载力评价方法的业务化应用,提出今后应进一步在区域生态环境系统综合评价、差异化的指标体系构建、评价方法的标准化、评价结果的模拟预测功能实现4个方面开展研究。
环保产业政策及动态
山东省碳减排系统仿真及政策优化研究
李艳红
2020, 10(1): 150-159. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20190063
摘要:
为考察减排政策对能源消耗及碳排放的影响,以经济、能源、人口和环境要素构建山东省能源消耗碳排放系统仿真模型。在验证模型有效性的基础上,进行单维度情景与多维度综合情景仿真模拟。结果显示:在设定情景参数下,产业结构、科技投入与能源结构调整能够有效促进碳减排,但减排效果不同,其中科技投入如果表现为清洁技术投入,则更有利于碳减排目标的实现;单因素调整的减排效果有一定的局限性,多因素综合模拟时,当条件满足第二产业固定资产投资比例为49.43%,第三产业投资比例达到46.94%,科技投入比例为2.70%,三次产业能源消耗结构比为74.87%:15.27%:9.86%,可接近实现山东省“十三五”低碳经济发展目标。
基于专利视角的中国大气环保产业技术创新能力研究
李林子, 傅泽强, 封强, 方琳
2020, 10(1): 160-166. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20190082
摘要:
根据2000—2018年中国大气污染治理技术专利数据,采用专利分析法,从产出趋势、领域分布、空间分布、申请人等方面研究中国大气环保产业技术创新能力。结果表明:中国大气环保产业技术创新能力稳步提升,尤其是《大气污染防治行动计划》等规划和政策的实施有力推动了大气环保产业技术创新;近年来,袋式除尘、室内空气净化、有机废气处理等行业技术产出能力增势明显;大气环保产业技术创新能力呈东高西低的分布格局,技术创新产出主要集中在长江三角洲、珠江三角洲等地区;大气环保产业技术创新主体是企业,但技术创新能力明显不及美国、日本、德国的巨头企业。提出推动我国大气环保产业技术创新能力提升的对策建议,即形成大气环保产业技术创新政策驱动力,扶持大气环保民营企业,促进产学研深入协作。