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当期目录

2024年 第14卷  第2期

降碳减污
不同海拔下国Ⅵ重型柴油车实际道路NOx排放特性
吉江林, 郑永明, 李世峰, 黄从魁, 刘典云, 何超
2024, 14(2): 355-361. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20230322
摘要:

为了解不同海拔下国Ⅵ重型柴油车的NOx排放特性,利用便携式排放测试系统(PEMS)在4个不同海拔城市(襄阳、昆明、丽江和香格里拉)对国Ⅵ重型柴油车进行实际道路排放测试。结果表明:随着海拔高度的升高,NOx排放呈现增加趋势,高海拔下的平均NOx排放速率是平原的4.65~20.58倍,NOx综合排放因子是平原的2.80~13.75倍;不同载荷条件下香格里拉的NOx 综合排放因子是襄阳、昆明和丽江的1.27~13.75 倍;市区路的NOx排放因子是市郊路和高速路的1.05~6.49倍,且香格里拉市区路的排放因子超过400 mg/km;在Bin 11~Bin 14和Bin 21~Bin 28区间,随着机动车比功率(VSP)的升高,NOx排放速率表现出先增大后减小的趋势;不同海拔下车辆从市区路到市郊路、市郊路到高速路行驶时,NOx瞬时排放速率出现峰值;NOx高排放区域集中在高转速、高扭矩区间;海拔与平均NOx排放因子的决定系数为0.86,表现出较强的正相关关系。

典型石化企业地面火炬挥发性有机物及温室气体排放特征与环境影响
卜梦雅, 张钢锋, 杜天君
2024, 14(2): 362-370. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20230677
摘要:

针对我国石化行业减污降碳形势严峻的现实,以具有百万吨乙烯裂解能力的某石化企业中2座地面火炬为研究对象,通过现场采样监测和模型计算,系统探讨了火炬燃烧过程中挥发性有机物(VOCs)和温室气体的排放特征。结果表明:A、B 2座火炬2021年VOCs排放量分别为310.56和77.38 t/a,烯烃是主要排放组分;温室气体排放以含碳化合物燃烧转化产生的CO2为主,排放量约占火炬CO2排放总量的99.98%;2座火炬的臭氧生成潜势(OFP)分别为3 011.72和628.97 t/a,乙烯和丙烯分别是A、B火炬OFP的主要贡献者,贡献率分别为39.52%和44.91%;2座火炬年全球增温潜势(GWP)分别为5 806.92和1 148.46 t/a(以CO2当量计),其中CO2的贡献最大,其导致的直接温室效应是CH4的25.12~35.46倍,是VOCs排放间接导致温室效应的6.64~7.24倍。

陆上石油天然气开采过程中减污降碳协同管控
杜永亮, 汪扬, 何少林, 苑宏英, 徐薇, 宋阳, 刘博, 徐英俊
2024, 14(2): 371-378. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20230478
摘要:

石油天然气行业是挥发性有机物(VOCs)排放的重要源头,也是甲烷(CH4)的最大工业释放源。在石油天然气开采中对VOCs与CH4进行协同管控,实现减污降碳,对我国大气环境治理和“双碳”目标实现具有重要意义。石油天然气开采过程中大部分VOCs和CH4释放源具有同根同源性,其中工艺有组织排放和火炬排放分别为最大的VOCs释放源和CH4释放源;在加入新型网络化监测的协同管控路径基础上,选择适宜的管控措施,可提高污染物协同管控的效率;治理成本效益核算中多污染物成本效益法具有更高的经济效益,吸收法和吸附法是技术成熟度和经济性较高的VOCs治理技术,而减少压缩机和发动机启动次数是最经济的CH4减排措施。

“双碳”目标下工业园区低碳发展水平评价研究—以华东地区A园区为例
刘庆澳, 张立秋, 冀云卿, 封莉
2024, 14(2): 379-388. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20230606
摘要:

“双碳”目标下工业园区低碳发展的需求愈发紧迫,科学合理地评价工业园区低碳发展水平是促进工业园区低碳发展的关键一步。从低碳产业、能源资源利用、减污降碳、低碳基础设施、长效管理5个层面选取24个指标构建工业园区低碳发展评价指标体系,采用层次分析法结合改进CRITIC法(基于指标相关性的权重确定法)为指标赋权,运用TOPSIS(优劣解距离法)-灰色关联分析模型和障碍度模型分析了2018—2022年华东地区A园区的低碳发展水平与障碍因子。结果表明:2018—2022年A园区低碳发展水平呈逐年上升趋势,其中低碳产业、能源资源利用、长效管理准则的低碳发展趋势向好,而减污降碳、低碳基础设施准则的低碳发展受阻。从障碍度角度看,准则层中减污降碳和能源资源利用是制约A园区低碳发展水平提高的关键障碍因素,其中单位工业增加值碳排放量、单位工业增加值综合能耗、工业用水重复利用率、单位工业增加值废水排放量、新建工业建筑中绿色建筑比例的阻碍作用较为突出。

基于碳减排的厌氧氨氧化脱氮工艺应用及强化调控进展
陈子健, 周忠波, 孟凡刚
2024, 14(2): 389-397. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20230649
摘要:

随着我国“双碳”目标的提出和水处理行业提标改造的重点落在生物脱氮,污水处理厂从关注满足排放许可限制转向实现碳中和、能量自给及资源回收。厌氧氨氧化(Anammox)技术凭借无需外加有机碳源、占地面积小、污泥产量少以及脱氮效率高等节能降耗与碳减排优势,代表着未来污水生物脱氮的发展方向。基于已有研究成果,梳理对比了传统脱氮与Anammox反应的发展历程;重点综述了新兴短程硝化耦合Anammox(PN-A)工艺、短程反硝化耦合Anammox(PD-A)工艺和甲烷型反硝化耦合Anammox(DAMO-Anammox)工艺在城市主流工况的应用进展;详细探讨了主流Anammox工艺面临低温、进水负荷不均和光照等环境因素冲击时,可施行的“侧流污泥补充至主流”“侧流污水间歇性补充至主流”“驯化生物膜颗粒”等内源性以及外源性的强化调控策略及内在机制;最后围绕分子生物学技术、材料科学、数字信息技术和管理政策,对加快Anammox生物脱氮技术的创新发展与推广应用进行了展望。

基于国土空间规划实践的减污降碳分区管治路径探索
刘贵利, 王依, 尤瑛圻, 闫楠, 牛海鹏, 李明奎
2024, 14(2): 398-406. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20230680
摘要:

在系统梳理现阶段减污降碳相关研究基础上,阐述了实施减污降碳分区管治的重要意义,包括促进绿色低碳发展、作为国土空间规划实施监管的关键举措、推动生态环境现代化治理等;分析了当前减污降碳分区管治面临的主要问题,如标准与技术规范不足、协同体系亟须构建、协同机制有待完善、保障体系尚需加强等,尤其是在空间实施层面缺乏有力的抓手。尽管国家、省、市县、乡镇层面国土空间规划内容中减污降碳的实施方案、分区设计、机构框架和重要指标有所涉及,但分区管治体系、标准体系、规划传导、衔接协同与保障机制尚显不足。最后提出了现阶段减污降碳分区管治的主要对策,包括制定碳污排放分区标准体系,建立与国土空间规划衔接的减污降碳分区管治体系,构建中心、传导、放大、预警反馈、激励和考核一体化的减污降碳协同增效机制,完善源头、分区和实践链接的减污降碳分区管治保障机制。

大气/废气污染控制与管理
我国城市群环境空气颗粒物浓度分布特征研究
刘莹, 和金梅, 郭敏, 谭玉菲, 赵彦云, 王宗爽
2024, 14(2): 407-415. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20230707
摘要:

利用2015—2022年颗粒物(PM2.5和PM10)监测数据,从浓度水平和统计学分布2个角度,采用日均浓度、年均浓度、概率论角度达标情况和达标所需浓度降低量4个维度分析我国10个城市群(169个城市)的颗粒物浓度分布特征及异同。结果表明,我国城市群内部颗粒物浓度污染水平趋于平稳,城市群之间颗粒物浓度差异较大。我国城市群颗粒物浓度存在分层现象,根据颗粒物浓度水平将10个城市群分为高浓度、中浓度、低浓度城市群3类。从统计学分布角度也分为3类,但关中平原城市群被划分到高浓度城市群,其余城市群分类则不变。我国城市群之间颗粒物达标( GB 3095—2012《环境空气质量标准》二级标准)所需浓度降低量差异显著。海峡西岸城市群的PM2.5和PM10以及珠三角城市群的PM10已经达标,而中原、关中平原、京津冀和山东半岛城市群如果要达标,PM2.5和PM10浓度分别需降低50%和27%以上。建议科学制定符合我国国情的颗粒物区域阶段目标值,推动城市群结合自身情况加快分阶段达标。

基于气象条件综合指数的天津市臭氧污染影响因素贡献评估
李敏姣, 温娟, 尹立峰, 张雷波, 孙蕊, 冯真真, 李怀明
2024, 14(2): 416-424. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20230544
摘要:

利用2017—2021年天津市近地面O3日最大8 h滑动平均浓度(O3_8 h)浓度和同时期气象数据,基于统计学方法构建天津市本地化O3气象条件综合指数,并据此评估气象和人为影响因素对O3浓度和超标天数的贡献情况。研究表明:基于日最高气温、海平面气压、平均风速、相对湿度、边界层厚度、短波辐射通量可以较好地建立O3气象条件综合指数,与实况O3浓度相关系数可以达到0.86(P<0.01),高于任何单一气象要素对O3浓度的影响;基于该指数评估,2017—2021年天津市O3浓度呈先升后降趋势,2021年较2017年下降15.9%,其中人为因素贡献了O3浓度下降的10.0%,气象因素贡献了5.9%。O3超标天数变化与浓度变化趋势一致,且超标天数中以轻度污染为主。2018年轻度污染占比高是导致该年O3超标天数最高的主要原因;2021较2017年天津市O3超标天数减少了36 d,其中气象条件导致的超标天数减少20 d,人为因素导致的超标天数减少16 d。对导致不同污染等级超标天数变化的影响要素分析显示,气象条件是导致O3轻度污染天数减少的主要因素,而人为管控措施的贡献主要体现在中度污染天数的减少。

滑动弧等离子体处理VOCs研究综述
郑瓛, 蒋龙进, 张顺, 倪国华
2024, 14(2): 425-436. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20230370
摘要:

滑动弧等离子体兼具热等离子体和冷等离子体的优势,在挥发性有机物(VOCs)的去除中展现了很好的应用前景。在阐述滑动弧等离子体产生原理及基本特性的基础上,介绍了现有各种类型的滑动弧发生器及其特点。通过对国内外相关文献的归纳和整理,总结了影响滑动弧等离子体处理VOCs效率的关键影响因素以及不同类型滑动弧反应器去除VOCs的性能差异。最后,对滑动弧等离子体净化VOCs机理进行了探讨,并展望了该技术今后的研究方向。

工地扬尘管控措施效果量化研究
陈科, 周军, 聂春晓, 冯锡勇, 龙星玥, 孙扬, 贾天蛟
2024, 14(2): 437-445. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20230639
摘要:

随着城市规划建设,大规模建筑工程在地基开挖、主体建设、外墙装修过程中,会产生以粗颗粒物(PM10)为代表的众多大气污染物。为尽量减少建筑工地扬尘产生PM10,相关部门要求建筑工地采取裸土覆盖、立体喷淋、围挡隔离等抑尘措施。基于现场抑尘措施控制试验和高精度数值风洞试验对各措施的抑尘效果进行逐一探究。结果表明:只开围挡喷淋时PM10浓度下降5.1%,只开施工喷淋时浓度下降12.3%,二者全开时浓度下降11.4%。风速较大时,裸土覆盖的抑尘效果比小风天气显著,在三级风(大于2 m/s)下裸土覆盖的PM10浓度均值相比裸土不覆盖时平均下降10.7%。裸土喷淋后的PM10浓度比不喷淋时下降21.3%。整体上基坑阶段在围挡2、3、4和5 m时的扬尘削减率分别为3.6%、10.5%、18.4%和29.0%。在主体阶段,随着排放源的升高,扬尘扩散的影响距离逐渐降低。当源高10 m时,最大影响距离为工地外75 m;当源高30 m时,最大影响距离为工地外50 m;当源高50和90 m时,刚出工地的扬尘逸散率便在10%以内,即对工地外的影响可以忽略。

北露天煤矿卡车道路保湿型抑尘剂研发及工业试验
赵晓亮, 杜婧, 夏诗杨, 宋子岭, 杨国华, 王闯, 郭猛, 马志敏
2024, 14(2): 446-454. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20230355
摘要:

卡车道路运输是露天煤矿最大粉尘源之一,尤其在夏季高温环境下路面水分蒸发量极大、卡车扰动强度极高。以霍林河北露天煤矿卡车路面为研究对象,分析NET200自卸卡车轮胎黏结粉尘受力状态及产尘机理;采集并测试道路岩土含水率、化学官能团及粒径分布,确定研发抑尘剂保湿、润湿及凝并的功能定位。单体优选试验确定保湿剂丙三醇、润湿剂十二烷基苯磺酸钠、凝并剂聚丙烯酰胺作为正交试验材料,以蒸发量作为主控指标,采用极差法确定保湿型抑尘剂最佳配方为3.0%丙三醇、0.25%十二烷基苯磺酸钠、0.05%聚丙烯酰胺;通过观测不同喷洒量下粉尘表面成膜状态和含水率变化,确定单位路面最佳喷洒量为1.6~2.0 L/m2。北露天煤矿12 d抑尘工业试验结果表明:单次试验周期内所有路段全尘、呼尘浓度均呈逐渐增高趋势,3次试验期间喷洒抑尘剂承重、非承重路段的全尘、呼尘浓度均显著低于常规洒水路段,且均分别低于全尘(4 mg/m3)、呼尘(2 mg/m3)规定限值,表明自主研发保湿型抑尘剂单次喷洒有效抑尘时间为3~4 d;喷洒抑尘剂能够有效提高粉尘中大颗粒占比,凝并团聚效果显著;喷洒抑尘剂承重、非承重路段土壤平均含水率分别为14%、12%,均为常规洒水路段2倍以上。保湿型抑尘剂能够大幅度延长单次喷洒有效抑尘时间,对矿区道路等动态工况抑尘具有显著适用性。

基于CFD的垃圾焚烧锅炉二次风喷入角度优化研究
陈为晶, 孙加康, 郑闽锋, 龚凌诸, 唐方舟
2024, 14(2): 455-463. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20230489
摘要:

为研究二次风喷入角度对焚烧锅炉炉膛内温度、烟气速度、烟气停留时间、排烟热损失的影响以及二次风喷入角度与焚烧炉出口处NOx浓度的关联性,采用UDF编译边界条件和Fluent耦合的方法,针对某600 t/d城市生活垃圾焚烧锅炉的前后墙二次风喷入角度进行数值模拟。模拟的前墙二次风喷入角度变化为68°~80°,后墙二次风喷入角度变化为61°~73°,二次风风速为42 m/s,二次风温度为301.15 K。结果表明:后墙二次风喷入角度不变时,随着前墙二次风喷入角度增加,NOx浓度先升高后下降(最低为142.23 mg/m3),且焚烧炉排烟热损失降低(最小为7.12%);前墙二次风喷入角度不变时,随着后墙二次风喷入角度增加,NOx浓度也呈现先升高后下降的趋势(最低为149.15 mg/m3),且焚烧炉排烟热损失先升高后降低(最小为7.46%);前后墙二次风喷入角度分别为80°和67°时,SNCR两层喷枪之间的平均温度为1 229.59 K,停留时间为1.63 s,与其他工况相比更加接近SNCR脱硝的最佳反应温度和停留时间,第一烟道出口处的平均温度为1 211.36 K且停留时间大于2 s,有助于抑制二噁英的生成。

流域/区域保护与修复
青岛市典型农村黑臭水体微生物群落结构与功能特征
马冀威, 王洪波, 冯慧娟, 李傲, 郭晓娅, 白杨
2024, 14(2): 464-473. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20230477
摘要:

微生物深度参与了农村黑臭水体形成过程,充分了解其群落结构与功能特征对明确黑臭水体形成机理及其有效治理具有重要意义。以胶州市、平度市、莱西市的坑塘型与沟渠型2种类型共29条农村黑臭水体为研究对象,分析不同类型水体的水质特性与黑臭程度,并基于16S rRNA高通量测序,阐述水体微生物群落特征及其与水质特性的响应关系,预测微生物群落的生态功能。结果表明:坑塘型与沟渠型水体的氨氮(NH3-N)、溶解氧(DO)、透明度平均值分别为17.4 mg/L、5.63 mg/L、13.9 cm及9.3 mg/L、6.25 mg/L、15.5 cm,黑臭程度前者高于后者;2种类型水体微生物均以化能异养菌为主,且坑塘型水体微生物群落多样性大于沟渠型。作为优势菌门,厚壁菌门在坑塘型水体中平均相对丰度(32.10%)高于沟渠型水体(18.29%);而作为优势纲,γ-变形菌纲在坑塘型水体中平均相对丰度(27.86%)低于沟渠型水体(42.74%);嗜冷杆菌属、黄杆菌属等作为优势菌属在2种类型黑臭水体中的相对丰度差别不大。NH3-N及DO浓度与2种类型水体中优势菌属存在显著相关性(P<0.05),是水体中影响微生物群落特征的关键因素。FAPROTAX预测结果表明,有机物有氧代谢与尿素分解发酵是研究区典型农村黑臭水体微生物群落的主要功能,且坑塘型水体具有更高的氮代谢潜力。

水环境溶解性有机质溯源与表征技术研究进展
吴函鸿, 高思佳, 刘婷婷, 储昭升
2024, 14(2): 474-486. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20230651
摘要:

水体中的溶解性有机质(DOM)来源广泛,成分复杂,可参与水中重金属迁移转化和生物地球化学循环过程,采用相应技术手段识别水体DOM来源,实现对DOM组分和性质的表征,对理解其生态环境效应具有指示意义。简要介绍了水环境中DOM的组成、特点及当前的研究热点,重点总结归纳了紫外-可见吸收光谱、三维荧光光谱、稳定同位素、生物标志物以及傅里叶变换离子回旋共振质谱等技术方法在水环境DOM溯源与表征中的应用特点、重要表征参数、影响因素和使用局限性。结果表明:紫外-可见吸收光谱和三维荧光光谱均有操作便捷、分析速度快、不破坏样品等优点,但二者对DOM表征的侧重点不同;稳定同位素技术重点关注DOM中的碳、氮等元素同位素组成及含量,生物标志物可记录DOM分子结构的信息,而傅里叶变换离子回旋共振质谱则是从分子级别对DOM进行表征。以上各技术对DOM的研究均有广阔的应用前景,但是由于DOM成分和组成元素的复杂性以及每种技术本身的局限性,多种技术的联合使用已成为水体DOM表征与解析的发展趋势。在此基础上阐述了多技术联用条件、目标和优点,归纳了现有研究中基于多技术联用的水环境DOM研究进展及研究案例,最后展望了DOM溯源与表征的未来发展方向。

湖库蓝藻水华控制技术发展、应用及展望
曹晶, 袁静, 赵丽, 潘正国, 闫国凯, 高思佳, 储昭升, 郑丙辉
2024, 14(2): 487-500. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20230453
摘要(273) HTML(176) PDF(3405KB)(78)
摘要:

蓝藻水华暴发会引起供水系统堵塞、水体异味、水生生物死亡等一系列生态环境问题,严重时还将威胁饮用水安全,因此采取切实有效的蓝藻水华控制技术对蓝藻水华防控至关重要。通过文献调研系统梳理了国内外蓝藻水华控制技术发展历程,综述了典型蓝藻水华控制技术及其适用范围、应用情况及优缺点等。结果表明:蓝藻水华控制技术总体分为物理控藻技术、化学控藻技术和生物控藻技术。从技术文献关键词时间发展脉络看,2010年之前国外蓝藻水华控制技术关键词多集中在絮凝、混凝等化学控藻技术,2010年后向水生植物抑藻等生物控藻技术发展;我国蓝藻水华控制技术关键词2010年前主要集中在鲢鳙鱼控藻、水生植物抑藻等生物控藻技术,2010年后超声波、机械除藻等物理控藻技术和絮凝等化学控藻技术快速发展,2015年后物理控藻技术进一步发展。国外蓝藻水华控制技术于20世纪50年代起步于化学控藻技术,2000年后研发了超声波、光波等物理控藻技术,2010年后主要以生物控藻和化学控藻技术为主;国内蓝藻水华控制技术于20世纪80年代起步于针对小型水体的生物控藻技术,2000年后逐渐发展为针对大型湖库的机械除藻技术(物理控藻技术)。物理控藻、化学控藻技术的应急效果显著,但物理控藻技术存在成本高、长效性不足等缺点,化学控藻技术存在二次污染风险;而生物控藻技术存在见效慢、有外来物种入侵风险、生态系统被扰乱风险等生态安全问题,目前实际应用案例较少。未来应加快推进蓝藻水华控制技术优化筛选和示范应用,同时开展蓝藻水华控制技术与内外源污染控制、水生态修复等技术的集成应用,提高蓝藻水华控制效果。

土壤与固废污染控制与管理
某染料厂地块1,2,4-三氯苯污染分布特征及迁移规律
王硕, 乔鹏炜, 代小丽, 李佳斌, 魏燕, 魏文侠, 李培中
2024, 14(2): 501-509. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20230450
摘要:

以北京某染料厂污染地块为例,对5种氯苯类(氯苯、1,2-二氯苯、1,4-二氯苯、1,2,3-三氯苯、1,2,4-三氯苯)挥发性有机污染物在土壤及地下水中的浓度数据进行统计分析。选取土壤及地下水样品中检出浓度、超标倍数较高的1,2,4-三氯苯,分析其在土壤中垂向分布特征及地下水中水平分布特征,利用GMS软件中MT3D模拟1,2,4-三氯苯在地下水中溶质迁移规律。结果表明:土壤样品中5种氯苯类有机污染物最大检出浓度均超过相应筛选值;地下水样品中氯苯、1,2-二氯苯最大检出浓度均未超过相应筛选值,1,4-二氯苯、1,2,3-三氯苯、1,2,4-三氯苯最大检出浓度均超过相应筛选值。土壤中高浓度1,2,4-三氯苯污染物主要集中在0~10 m深度范围内,地下水中1,2,4-三氯苯污染物浓度西北部明显高于东南部。地块内北侧地下水位线有轻微北移现象,各监测井地下水位处于缓慢下降趋势。地块内1,2,4-三氯苯在540 d时运移到地块南侧边界,运移距离为96.2 m。

基于TMVOC模拟的大气压力波动对土壤中苯迁移转化影响研究
徐昕, 孙源媛, 席北斗, 郑明霞, 丁鸿羽, 苏婧
2024, 14(2): 510-519. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20230302
摘要:

为探究大气压力波动下苯系物(BTEX)的迁移转化规律,提升石化污染场地土壤地下水污染治理水平,以西北某炼化场地为研究对象,结合室内土柱试验与TMVOC软件模拟,开展BTEX泄漏模拟,研究不同大气压力波动幅度下苯在包气带与含水层中的迁移转化规律。结果表明:大气压力循环波动会引起包气带中的气相苯发生相间非平衡态迁移,导致气相质量分数增加0.1%~0.5%;非水相液体(NAPL)污染物转化为气相污染物,进而通过大气挥发是主要的质量损失方式,该转化会造成场地及周边的大气环境污染;同时大气压力波动的幅度与气相转变发生时间存在负线性相关关系。研究显示,大气压力波动显著影响了苯的相态转化与迁移过程,促进了苯的相态转化,使得更多的苯转化为气相,造成大气环境污染。

涉金属历史遗留矿山污染防治全过程技术规范体系构建研究
邹天远, 乔雄彪, 张宗文, 孙宁
2024, 14(2): 520-527. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20230434
摘要:

涉金属历史遗留矿山(区)重金属污染是我国长期存在、仍未良好解决的生态环境问题,是影响我国生态安全的重要风险源。“十二五”以来,涉金属历史遗留矿山污染防治得到了快速发展,但由于我国整治历程总体较短,整治技术尚不成熟,相关标准缺乏,整治的迫切性和系统性要求更加凸显,涉金属历史遗留矿山污染防治仍任重道远。目前,我国直接针对历史遗留矿山的技术规范文件较少,系统有效的工程技术规范标准体系尚未建立,导致涉金属历史遗留矿山(区)污染防治和风险管控效果不佳。分析了涉金属矿山污染防治中存在的典型生态环境问题,系统梳理了历史遗留矿山污染防治工程参考借鉴的技术规范,对比了现状技术文件与现实需求的差异性;依据全面性、针对性、系统性、协调性的原则,从调查与监测、评价评估、方案编制、工程勘察与设计、治理修复工程实施、工程验收与成效评估、信息系统建设7个维度,构建了我国涉金属历史遗留矿山(区)污染防治技术规范体系框架,提出技术规范性文件制定需求,以期为环境管理者和标准研究者提供决策参考。建议下一步在全面开展历史遗留矿山调查工作的基础上,尽快建立各类历史遗留矿山(区)污染防治技术标准,为“十四五”时期贯彻落实生态环境保护规划、深入打好污染防治攻坚战提供保障。

秸秆炭协助蚯蚓堆肥条件下污泥中重金属时间性变化特征
王兴明, 章珍, 储昭霞, 董鹏, 梁淑英, 邓瑞来
2024, 14(2): 528-537. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20230416
摘要:

为降低生活污泥中重金属迁移性和有效性,提高其利用率,以某市生活污水处理厂剩余污泥为研究对象,设置污泥单独堆肥为对照组,添加蚯蚓和不同比例玉米秸秆炭(0%、2%、4%、6%和8%),探究秸秆炭协助蚯蚓堆肥条件下污泥中重金属浓度及其有效态的时间变化规律。结果表明,随堆肥时间增加(0~30 d),污泥pH和总氮(TN)浓度先升高后降低,总有机碳(TOC)浓度逐渐降低,电导率(EC)先降低后升高,总磷(TP)和总钾(TK)浓度逐渐增加,堆肥结束时,pH、TOC浓度和TN浓度分别较初始值平均降低6.38%、20.24%和13.44%;重金属Cd、Zn和Pb浓度先降低后升高,Cu、Ni和Cr浓度先升高后降低;重金属Cd、Cu、Ni和Zn有效态浓度先降低后升高,Cr和Pb有效态浓度先升高后降低,堆肥10 d时,Cd、Cu、Ni和Zn有效态浓度较初始值降低最多,平均降低40.99%、30.65%、16.23%和3.17%。秸秆炭的添加能改善污泥弱酸性环境,提高TK浓度,降低EC和TOC、TN、TP浓度;污泥中重金属(除Pb外)浓度及其有效态(除Cu和Pb外)浓度均随秸秆炭添加比例的增加而降低。通过相关性和逐步回归分析得出,秸秆炭协助蚯蚓堆肥主要通过改变污泥pH及EC与TOC、TP浓度影响重金属有效态浓度,且添加8%玉米秸秆炭时污泥中重金属浓度和有效态浓度降低效果最佳。

利用生活垃圾焚烧飞灰制备膨胀胶凝材料的试验研究
张元馨, 王震, 卢前明, 刘龙宇, 穆月庭, 秦华林
2024, 14(2): 538-544. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20230405
摘要:

为实现生活垃圾焚烧飞灰在建材领域的大规模资源化利用,研究了飞灰掺量、水灰比以及外加剂对飞灰-水泥膨胀胶凝体系性能的影响,并对水化产物进行微观分析。结果表明:随着垃圾焚烧飞灰掺量的增加,飞灰-水泥料浆扩展度减小,凝结时间延长,抗压强度持续降低,膨胀率呈先增大后减小的趋势,且当飞灰掺量为60%时取得最大值;随着水灰比的增大,料浆扩展度、凝结时间及膨胀率均增加,水灰比取0.37~0.40较为合理。飞灰中的Al和氮化铝(AlN)与水反应生成气体导致胶凝材料产生膨胀,NaOH增加了溶液碱性,促使生成更多的气泡,提高了胶凝材料的膨胀性能;CaCl2促进了飞灰-水泥胶凝体系的水化反应,生成“云朵”状C—S(A)—H凝胶,凝胶微孔隙中填充簇状水化氯铝酸钙晶体,使得固化体结构更加密实,固化体抗压强度得以提高,同时极大地减小了重金属浸出及二噁英浓度。

医疗废物焚烧工艺配套设计优化及焚烧系统性能测试分析
任德杰
2024, 14(2): 545-550. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20230598
摘要:

为了高效、安全、达标地焚烧医疗废物,对主焚烧工艺配套设备(一燃室、二燃室)设计核算并进行设计参数复核;选定锯末和木块作为标准测试废物的基体,对焚烧系统在焚烧过程中的氯化氢去除率、重金属汞去除率、燃烧效率、残渣热灼减率、烟尘去除率、二噁英排放浓度与性能评分的变化进行研究。采用热工程理论计算方法,对一燃室和二燃室体积进行计算;并测定焚烧过程中性能指标数的变化,用SPSS 22软件进行模型相关性分析。结果表明:反算一燃室、二燃室体积分别为1.20、3.30 m3,均小于实际炉膛内体积,满足要求。性能评分与氯化氢去除率、重金属汞去除率、烟尘去除率、燃烧效率呈极显著正相关关系(R分别为0.965、0.966、0.982、0.997),性能评分与热灼减率呈极显著负相关关系(R为−0.986),性能评分与二噁英排放浓度呈显著负相关关系(R为−0.957)。

退役动力电池回收研究进展及未来趋势—基于CiteSpace可视化分析
刘芳, 李安琪
2024, 14(2): 551-561. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20230536
摘要:

基于中国知网(CNKI)数据库和Web of Science核心数据库,运用文献计量软件CiteSpace对2000—2023年退役动力电池回收研究的发文趋势、高产作者、高产机构、关键词共现和聚类等进行可视化分析。结果发现:自2000年以来,动力电池回收研究呈持续上升趋势,国外高产作者聚集且合作关系紧,国内高产作者分散且合作关系疏;国外高产机构集中于发达国家,国内高产机构多来自经济发展水平较高的城市;关键词共现和聚类分析表明,退役动力电池回收工艺、梯次利用和回收体系是研究焦点。未来应积极开展跨区域、跨学科和跨产业合作,加强高效、智能、安全的退役动力电池回收体系及其梯次利用产业链构建研究,以促进新能源汽车产业链的健康发展。

生态修复与风险评估
城市化背景下粤港澳大湾区生态风险时空演变及生态分区识别研究
李超, 牛文浩, 黄怀玉, 姚顺波, 龚直文
2024, 14(2): 562-573. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20221130
摘要:

为揭示粤港澳大湾区城市群30年间土地利用类型转移变化规律,基于1990—2020年共4期Landsat遥感影像,分析研究区生态系统服务价值(ESV)及生态风险值时空演变特征并构建生态功能分区。结果表明:30年间,粤港澳大湾区建设用地面积累计增加5 616 km2,增幅达179%,主要源于林地和耕地的转移变化;ESV在时间上总体呈先增加后减少趋势,在空间上呈中部低、四周高特征;生态风险在时间上呈不断增加趋势,风险等级向中高风险类型转移,在空间上呈中部高、四周低分布特征且表现出一定的空间集聚现象;根据ESV与生态风险值分布,可将研究区划分为严格管控区、重点管控区、一般管控区与生态保护区4种功能生态分区,其中严格管控区面积呈扩大趋势,重点管控区面积呈先增后减趋势,而生态保护区面积呈持续缩小趋势。

人类活动对生境质量的影响及空间关系定量分析—以石家庄为例
闫语, 秦耀伟, 平玉荣, 东嘉琪, 李双江, 曹建生, 肖捷颖
2024, 14(2): 574-582. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20230710
摘要:

定量分析并揭示人类活动对生境质量的影响及相关关系,可为区域生态环境的治理及修复提供科学依据。以石家庄为例,基于2010年、2015年、2021年遥感影像解译土地利用结果,利用InVEST模型评估石家庄生境质量的时空演变,结合土地利用、夜间灯光、人口密度数据构建人类活动强度指标,运用双变量空间自相关和多尺度地理加权回归模型分析人类活动与生境质量的空间相关性及其对生境质量的影响。结果表明:2010—2021年,研究区的人类活动强度变化较小,整体处于较低水平,总体为增长趋势,空间上呈西低东高分布;研究区的生境质量平均值处于中等级,呈V型波动,先减小后增加,且呈西部高、中部及东部低的分布特征;人类活动对生境质量的影响存在显著空间异质性,整体以负相关为主且影响程度减弱,在河流沿线及局部山区呈正相关。未来石家庄生态环境保护及修复措施需要考虑人类活动强度与生境质量间的空间相关性,将中东部地区作为重点,控制建设用地发展,保护基本农田,加强滹沱河沿线生态修复,以提高生境质量。

人地共生视角下生态系统服务与民生福祉耦合关系及模拟预测研究—以桂西南喀斯特—北部湾为例
谢薇薇, 胡宝清, 张礼黎
2024, 14(2): 583-591. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20230408
摘要:

生态系统服务与民生福祉耦合协调发展是区域生态系统管理与可持续发展的关键。以桂西南喀斯特—北部湾为例,基于修正模型、综合评价模型及耦合协调度模型,分析生态系统服务价值(ESV)与民生福祉水平及二者的耦合关系。结果表明: 2005—2020年桂西南喀斯特—北部湾ESV降低,呈现西北高、东南低的空间特征;民生福祉达到高水平;ESV与民生福祉的耦合协调性增强,空间分布与ESV 西北高、东南低的特征一致;2025—2035年ESV呈降低趋势,民生福祉、二者耦合协调性均增强,但需采取措施应对ESV降低的风险。提出了落实建设用地与生态用地的占补调整,加强沿海防护林建设和引导资本将生态价值充分转化为经济、文化价值等建议,以实现生态可持续与人民收入的稳定增长。

基于生态评价的生态保护修复分区研究—以青海湖流域为例
崔腾宇, 赵君, 管梦鸾, 郝海广, 王宝良
2024, 14(2): 592-600. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20230311
摘要:

针对我国生态脆弱区生态保护修复问题,以青海湖流域为例,在生态系统服务重要性和生态敏感性基础上识别关键性生态空间,同时结合流域生态安全格局及典型生态问题,划定生态保护修复分区,并提出不同分区的修复策略。结果表明:青海湖流域内生态系统服务极重要区占流域总面积的63.2%,生态极敏感区占流域总面积的6.55%;青海湖流域的核心型生态空间面积为18 746.72 km2,优先型生态空间面积为5 324.26 km2,其共同构成的关键性生态空间占流域总面积的81.15%;根据流域上中下游、地形等实际自然地理特征,提出构建青海湖流域“一网四区”的生态安全格局,结合生态安全格局和关键性生态空间及典型生态问题,将青海湖流域划定为6个生态保护修复分区,并有针对性地提出生物多样性保护、构筑湿地生态系统网络和水土保持等工程措施。

环鄱阳湖城市群景观格局变化与人为干扰的关系研究
彭锦臣, 叶长盛, 甘凤
2024, 14(2): 601-611. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20230510
摘要:

探讨景观格局演变与人为干扰的关系,可为区域景观格局优化及生态可持续发展提供理论基础。以环鄱阳湖城市群为例,分析其2000—2020年土地利用景观格局时空变化特征,并运用景观格局指数、人为干扰度模型、双变量空间自相关方法探究人为干扰度时空变化规律及其与景观格局变化过程的空间耦合关系。结果显示:2000—2020年,环鄱阳湖城市群土地利用类型以耕地、林地为主,建设用地扩张迅速,面积增加18.85万 hm2;斑块密度、香农多样性指数和分形维数呈上升趋势,平均斑块面积、蔓延度指数和聚合度指数呈下降趋势,景观破碎化程度增加。2000—2020年,环鄱阳湖城市群平均人为干扰度由0.462 3增至0.468 9,人为干扰较强的区域位于鄱阳湖平原,尤其以南昌市区、南昌县、鹰潭市区人为干扰较突出,且干扰度高值区范围不断扩大;干扰强度由中部向边缘逐渐减弱,低值区分布于鄱阳湖湖域,建设用地和耕地为干扰贡献主要类型;人为干扰度与斑块密度、蔓延度指数、香农多样性指数呈空间正相关,与平均斑块面积、聚合度指数呈空间负相关,表现出明显的空间异质性。

太行山7种药用植物性状特征及其对土壤因子的响应
郭文芳, 陈艳梅, 高飞, 王佳乐
2024, 14(2): 612-621. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20230694
摘要:

为深入了解植物在适应环境的过程中逐渐形成的性状差异及其影响因素,选择太行山地区常见的7种药用植物挂金灯(Alkekengi officinarum)、蕺菜(Houttuynia cordata)、艾(Artemisia argyi)、活血丹(Glechoma longituba)、枸杞(Lycium chinense)、忍冬(Lonicera japonica)和薄荷(Mentha canadensis)为研究对象,通过测定植物光合、结构性状及土壤理化性质,分析不同植物性状差异及其对土壤因子的响应。结果表明:太行山7种药用植物中,薄荷和枸杞表现出较优的性状组合,其光合速率与叶干物质含量较高,蒸腾速率与比叶面积较低,且枸杞的根冠比显著高于其他植物。Spearman相关性分析表明,叶片蒸腾速率、气孔导度与叶干物质含量、植物单株生物量呈显著负相关,胞间CO2浓度与叶片相对含水率呈显著正相关,水分利用效率与比叶面积呈显著负相关。太行山坡地7种药用植物性状变化主要来源于种间变异,光合和结构性状种间变异系数为11.08%~164.42%,除植物单株生物量和根冠比表现为强变异外,其他性状均表现为中等变异;不同性状种内变异系数平均为28.75%,处于较低水平。植物性状与土壤因子的RDA分析结果表明,土壤pH、黏粒含量对植物性状变异的解释率之和达72.30%,是影响7种药用植物性状特征的主要土壤因子,且电导率与土壤pH、黏粒含量间呈显著正相关;通过因子分析得出,有机碳、全氮、碳氮比与挂金灯、薄荷、艾、枸杞性状变化的相关性较大,土壤含水量与活血丹性状变化相关性较大。综上,太行山地区7种药用植物性状差异明显,可以通过土壤pH、土壤颗粒组成及电导率等影响植物性状,应针对特定的植物品种,进行有差别的土壤改良。

基于Maxent模型与电路理论的大熊猫栖息地内废弃矿山生态修复研究
费勇强, 黄爱民, 罗义, 赵利
2024, 14(2): 622-632. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20230754
摘要:

为提高大熊猫栖息地内废弃矿山的生态修复效率和针对性,基于最大熵(Maxent)模型和电路理论,以大熊猫国家公园(四川雅安片区)历史遗留废弃矿山生态修复示范工程项目区域为研究区,对大熊猫适宜生境及影响生境的主要环境变量进行分析,识别生态源地与生态廊道,并提出相应的生态修复策略。结果显示:大熊猫取食竹分布、高程、土壤类型及厚度是影响区域内大熊猫生境的4个主要环境变量,其最适宜生境条件为存在大熊猫取食竹、高程为2 290~3 250 m、土壤类型为暗棕壤或棕壤、土壤厚度为65~86 cm;研究区内不适宜及低适宜区面积占比为75.96%,区域废弃矿山范围内不适宜及低适宜区占比为92.23%,大熊猫适宜生境较为破碎;研究区生态源地数量多且分散,生态廊道数量多且长,其分布受到废弃矿山等因素的影响;区域废弃矿山生态修复时,应分别从区域整体和环境变量出发,重点修复宝兴区域及荥经、石棉区域的一级生态源地和廊道,修复时主要考虑取食竹分布、高程、土壤类型及厚度等对大熊猫生境影响较大的环境变量,并参考其最适宜生境条件为目标进行修复,修复完成后需加强监测管护。该方法能够发现大熊猫适宜生境的环境条件和分布范围,确定重点生态修复区域及修复策略,以此提高修复效率和质量,促进大熊猫等珍稀野生动物种群的恢复和繁衍。

水污染控制
次氯酸钠电解工艺动力学调控及在污水处理中消毒效果
高峰, 高升, 陈涛, 李毓, 年正, 严程, 王重阳
2024, 14(2): 633-641. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20230572
摘要:

为提升次氯酸钠电解工艺的产氯量和满足城镇污水处理站深度处理单元出水的消毒要求,从反应动力学角度,探究次氯酸钠电解工艺的电解参数如盐水浓度、电流密度和电解温度对次氯酸钠生产过程的影响,分析深度处理单元出水水质对次氯酸钠消毒效果的影响,明晰电解参数和出水水质的影响机制。结果表明:当盐水浓度、电流密度、电解温度和电解时间分别为40 g/L、20 A/dm2、32 ℃和2.5 h时,能够有效控制温度影响、析氯电位、歧化反应和活化能,并使次氯酸钠产量提高到9.28 g/L。当次氯酸钠的投加量至少为5 mg/L和控制接触反应时间为5 min时,次氯酸钠对粪大肠杆菌群的灭菌性比其对COD和氨氮的氧化性更占竞争优势,并将水样中粪大肠杆菌群数减少至102.97个/L,达到了GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A排放标准中细菌学指标要求。

基于过硫酸盐活化的高级氧化技术处理水中磺胺类药物研究进展
刘诗月, 彭向天, 马瑞瑞, 曾萍, 李娟, 朱幸运
2024, 14(2): 642-650. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20230529
摘要:

磺胺类药物(SAs)是水中最常被检出的抗生素之一,传统的生物处理无法对其有效降解,研发高效降解SAs的技术具有现实意义。近年来,通过活化过硫酸盐(persulfate,PS)产生硫酸根自由基($\mathrm{SO}_4^{-}\cdot $)的高级氧化技术受到了广泛关注。聚焦于PS的各种活化方法,包括热活化、紫外活化、金属离子及金属氧化物活化、碳材料活化、金属-有机骨架材料活化等,分析了不同活化方法可能的活化机理和优缺点,综述了基于过硫酸盐活化的高级氧化技术(PS-AOPs)在SAs降解中的应用,阐述了PS-AOPs降解SAs的机制。结果表明:活化PS的机制是通过活化方法使其分子结构中的O—O键断裂,从而使PS分解形成$\mathrm{SO}_4^{-}\cdot $或其他活性物质,活化方法决定了PS-AOPs降解SAs的效率。SAs的降解途径分为自由基途径与非自由基途径,其中自由基途径主要包括苯胺部分氧化、磺酰胺基团及相邻位点(C—NH—SO2—C)的裂解等,非自由基途径包括电子传递、表面活化、单线态氧(1O2)作用等。最后,提出未来研究重点应在开发稳定高效活化PS的催化剂以及使用多种处理技术协同作用基础上,加强对SAs降解机制以及含SAs实际废水的研究。

基于文献计量学的畜禽养殖废水处理研究现状及发展趋势
杨杨阳, 丁千, 周子振, 刘加强, 赵明雷, 范秀磊, 侯俊
2024, 14(2): 651-662. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20230495
摘要:

为全面了解畜禽养殖废水领域的研究进展,利用VOSviewer对Web of Science(WoS)核心合集数据库中2003—2023年畜禽养殖废水相关文献进行统计及可视化分析,通过关键词聚类分析,了解该领域的研究主线及多年变化。结果显示:畜禽养殖废水研究领域近3年发文量增长迅猛,截至2023年发文量已达4 117篇,中国、美国学者对该领域研究的贡献度较高且合作密切;有机物、营养物质、致病菌、重金属和抗生素为畜禽养殖废水处理的主要污染物,其中,重金属和抗生素近年来引起了较多的关注,加强畜禽养殖废水中抗生素的监管与处理具有紧迫性;在时间尺度上的映射发现,畜禽养殖废水主要以生物处理技术为主,关键词microalgae-based wastewater treatment(微藻驱动废水处理)的平均出现年份为2022年,表明其为当前畜禽养殖废水处理的新兴技术。此外,还从污染物种类、处理技术方面探讨了畜禽养殖废水处理研究的不足及未来发展趋势,提出基于可持续发展观的低能耗、抗冲击、高附加值的处理技术可能是未来的研究重点,应在此基础上开发新的水处理技术及应用研究。

短程反硝化强化脱氮的影响因素及其耦合工艺应用进展
薛同站, 全志道, 李卫华, 杨厚云, 闫祥宇, 杨欣蕾
2024, 14(2): 663-671. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20230621
摘要:

短程反硝化(PD)工艺作为脱氮的前端工艺以其效率高、能耗低以及温室气体排放量少等优点而备受青睐,成为近年来研究热点。短程反硝化耦合厌氧氨氧化(PD/A)工艺是一种新型生物脱氮工艺,不仅在氮循环中发挥着重要作用,而且在节能和环保方面具有很高的经济和实用价值。基于已有研究成果,介绍了PD工艺的研究现状,分析了不同接种污泥对PD工艺启动的影响;从磁效应、碳源、碳氮比(C/N)以及铁炭比等方面进行评述,揭示了关键影响因子对PD工艺强化脱氮过程中微生物群落结构、关键酶活性和细胞代谢途径的影响机理;浅析了PD/A工艺不同耦合形式的特点,对耦合工艺处理城市生活污水、养殖废水和垃圾渗滤液等实际废水的研究与应用进展进行总结;最后,展望了PD/A工艺在污水脱氮处理方面的前景,并结合现有研究提出了PD/A工艺处理垃圾渗滤液的潜在工程应用方案,认为克服PD工艺的影响因素及优化PD/A的参数以提升工艺运行的高效性和稳定性是未来研究的重点方向。

我国水污染防治资金项目成效、管理经验与优化实施建议
陈强, 董姣, 赵少延, 赵丽, 姜霞
2024, 14(2): 672-680. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20230839
摘要:

水污染防治资金自2015年设立以来,中央和地方政府部门在加强与规范资金项目管理方面开展了大量工作,为提高资金使用效益发挥了重要作用。但目前针对水污染防治资金项目管理的研究较少,也缺少相关经验做法总结。基于环境状况公报、绩效评价等数据,分析了项目在推动水质改善、促进生态修复、建立长效机制、带动社会投入等方面取得的成效;从资金投向、项目谋划、资金分配、资金使用、绩效评价等方面梳理总结了水污染防治资金设立以来的项目管理经验,并通过调研提炼了部分省(区)在制度建设、项目谋划、过程监管、绩效管理等方面的典型做法;同时,分析了现阶段水污染防治资金项目管理存在的资金支持范围有待拓宽、项目谋划系统性有待提升、技术保障有待加强、绩效管理有待优化等问题。为进一步提升资金项目管理水平、提高资金使用效益,提出如下建议:结合新时期水生态环境保护重点任务和地方实际需求,合理拓宽资金支持范围;坚持流域统筹,提升项目谋划系统性;制定完善技术指导文件,强化技术保障;完善绩效管理制度,加强成效监管。

环境风险评估与管理
磺胺类药物水环境行为及水生生物毒性研究进展
李霞, 王晨, 刘利, 张新怡, 魏健, 宋永会
2024, 14(2): 681-691. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20230658
摘要:

磺胺类药物(SAs)在水环境中普遍存在,大部分SAs以母体分子或代谢产物形式排放到环境中,地表水、地下水、海水甚至饮用水中都能检测到低浓度的SAs。因SAs排放量大、环境假性持久性强等特点,其对水生态环境和人类健康构成潜在风险。针对SAs在水环境中的归趋问题,总结了SAs在水环境中吸附、迁移、转化、降解、生物富集等典型行为规律,进一步分析SAs对水生植物、水生动物及水生微生物产生的毒性效应。结果表明:SAs在水环境中行为的研究多集中在环境介质表面的吸附特性与规律,而对SAs依赖水动力条件的迁移转化和生物富集规律研究较少;SAs在环境介质表面的吸附主要以阳离子交换和分子结合的形式发生,吸附质表面的电荷密度是决定吸附量的重要因素;SAs在水环境中广泛存在,虽然浓度水平较低,但对水生生物造成的负面影响会产生潜在的生态风险,主要表现为干预水生植物的生长发育过程,造成水生动物的特征性畸形,干扰水中微生物的群落结构与功能,最终会对整个水环境及其循环造成宏观的影响。未来应加强SAs在水环境中衰减过程的浓度和贡献率研究以及对水生生物毒性标准化测试,以期深入研究SAs生态毒理学、解决SAs污染问题。

2014—2020年全国沿海溢油风险情势变化
张利国, 程金香, 韩兆兴, 郑超蕙, 徐洪磊, 李悦
2024, 14(2): 692-698. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20230496
摘要:

为研究大规模海上油品运输溢油风险的时空分布特征,采用地理空间分析、大数据分析、数理统计等方法,建立海上溢油风险空间分析模型,应用全国沿海船舶AIS数据、溢油历史事故、生态环境敏感目标等数据分析2014—2020年溢油风险情势的变化情况。结果表明:与2014年相比,2020年溢油事故风险指数均值、最大值分别增加27.8%和26.8%,溢油事故风险指数变化为−0.46~0.40,其中风险增加的海域主要分布在南北大通道、成山头、长江口、台湾海峡、珠江口海域,减少区域主要分布在近岸海域。全国沿海溢油事故高风险集中区主要分布在渤海—北黄海、长江口、台湾海峡、珠江口等海域;相较于2014年,2020年高风险集中区内有局部调整变化,但是高风险集中区的分布格局未发生变化。研究成果可为溢油风险管控和应急装备配备提供支撑。

微生物燃料电池工作原理及产电性能提升策略
蒋进元, 张月, 何绪文, 谭伟, 宋浩洋, 石冬妮, 赵洪兵
2024, 14(2): 699-709. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20230563
摘要:

微生物燃料电池(MFC)是一种解决其他能源在环境方面不足的新技术,目前低能量输出是MFC实际应用的关键瓶颈。基于MFC工作原理,提出微生物活性差、电子迁移阻力、质子传输阻力及阴极还原反应缓慢是MFC能量输出的限制因素,并从以下5个方面综述了提升MFC产电性能策略:调节pH和选择最佳盐度,加强微生物代谢活性;改性阳极材料,降低电子迁移阻力;增强电解液电导率、优化隔膜材料及缩短电极间距减小质子传输阻力;制备高效阴极催化剂和选择优异电子受体加快阴极还原反应速率;改进MFC反应器构型,提高整体产电性能。未来,可在合成新型阴极催化剂、降低膜污染、优化微生物生长环境、制备优异的电极材料和改进MFC反应器配置5个方面开展重点研究。

电解锰行业清洁生产评价指标体系研究与应用
史菲菲, 但智钢, 方琳, 苑雯, 尹姝, 姚扬
2024, 14(2): 710-718. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20230619
摘要:

清洁生产评价指标体系研究对行业深入推进清洁生产具有重要意义,提出了适用于一般工业行业的“源头控制-过程减排-末端治理-循环利用”全过程清洁生产评价框架模型;构建了由生产工艺及装备等9个一级指标、45个二级指标组成的电解锰行业清洁生产评价指标体系,采用专家咨询-层次分析法确定各指标权重,其中电解锰渣无害化处理率和直流电耗指标的权重分别为0.092和0.050,反映出行业清洁生产的重点和关键点。对3家典型企业的清洁生产水平评价结果表明,案例企业对标Ⅰ级基准得分为40.78~77.26,与清洁生产Ⅰ级水平有差距,指标体系能有效反映电解锰企业的清洁生产水平。结合企业1实际情况,从生产工艺及装备等方面提出10项针对性的清洁生产改造措施建议,为企业推进清洁生产提供参考,也可为行业绿色低碳政策制定提供依据。