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2026年 第44卷 第4期
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2026, 44(4): 1-10.
doi: 10.13205/j.hjgc.202604001
摘要:
以典型的受农业活动影响的高原湖泊——滇池为研究对象，系统调查了水体中160种农药的赋存特征、多维空间分布规律、主要来源及生态风险。结果表明：滇池水体中共检出37种农药，总浓度为64.2~1132.8 ng/L（平均浓度为610.0 ng/L），啶酰菌胺（BOS）、氟啶酰菌胺（FPC）和烯酰吗啉（DMM）杀菌剂为优势单体，三者对总浓度的贡献率高达65.0%。在水平空间上，受南部高强度设施农业影响，南部湖区浓度（672.5 ng/L）显著高于北部，高疏水性农药［如戊菌唑（PEN）］表现出向底层富集的迁移趋势。源解析结果显示：入湖河流和污水处理厂尾水是滇池农药的主要输入源，其平均浓度分别为湖泊水体的7，9倍。滇池水体中农药对水生生物的风险主要表现为藻类>溞类>鱼类，其中扑草净（PMT）是藻类的高风险因子，而丙溴磷（PFF）和多菌灵（CBD）则对高营养级生物构成潜在威胁。研究成果为典型高原湖泊水体中农药的赋存特征、来源解析及生态风险提供基础数据和技术支撑。
以典型的受农业活动影响的高原湖泊——滇池为研究对象，系统调查了水体中160种农药的赋存特征、多维空间分布规律、主要来源及生态风险。结果表明：滇池水体中共检出37种农药，总浓度为64.2~1132.8 ng/L（平均浓度为610.0 ng/L），啶酰菌胺（BOS）、氟啶酰菌胺（FPC）和烯酰吗啉（DMM）杀菌剂为优势单体，三者对总浓度的贡献率高达65.0%。在水平空间上，受南部高强度设施农业影响，南部湖区浓度（672.5 ng/L）显著高于北部，高疏水性农药［如戊菌唑（PEN）］表现出向底层富集的迁移趋势。源解析结果显示：入湖河流和污水处理厂尾水是滇池农药的主要输入源，其平均浓度分别为湖泊水体的7，9倍。滇池水体中农药对水生生物的风险主要表现为藻类>溞类>鱼类，其中扑草净（PMT）是藻类的高风险因子，而丙溴磷（PFF）和多菌灵（CBD）则对高营养级生物构成潜在威胁。研究成果为典型高原湖泊水体中农药的赋存特征、来源解析及生态风险提供基础数据和技术支撑。
2026, 44(4): 11-18.
doi: 10.13205/j.hjgc.202604002
摘要:
建立了一种基于超高效液相色谱-串联四极杆质谱（UHPLC-MS/MS）联用技术，用于测定地表水中22种全/多氟烷基类化合物（PFAS）的分析方法。该方法增设了颗粒物甲醇提取环节：将水样过滤后，对截留的颗粒物用甲醇提取，再将颗粒物甲醇提取液与水样滤液合并，实现对“溶解态-颗粒态”两相中PFAS的高效捕获。样品经弱阴离子交换（WAX）固相萃取（SPE）柱富集和净化后，洗脱液经氮吹浓缩，用甲醇/水（体积比为8∶2）复溶、过滤，随后进样至UHPLC-MS/MS系统进行分离和检测，并采用同位素内标法定量分析。结果表明，该方法在1~250 μg/L的浓度范围内线性关系良好（R2>0.995）；水样中各目标化合物的方法检出限为0.2~0.6 ng/L，方法定量限为0.8~2.4 ng/L；在空白水基质和地表水基质中，目标化合物的回收率分别为85.3%~139%和76.4%~127%，且相对标准偏差（RSD，n=6）均<15%。与未提取颗粒态PFAS的传统方法相比，该方法对地表水基质中目标化合物的回收率具有显著优势。结果表明，所开发的方法灵敏、准确、可靠，其通过增设甲醇提取步骤可有效消除颗粒吸附导致的负偏差，显著提高PFAS的回收率，适用于环境地表水基质中22种常见PFAS的定量筛查。
建立了一种基于超高效液相色谱-串联四极杆质谱（UHPLC-MS/MS）联用技术，用于测定地表水中22种全/多氟烷基类化合物（PFAS）的分析方法。该方法增设了颗粒物甲醇提取环节：将水样过滤后，对截留的颗粒物用甲醇提取，再将颗粒物甲醇提取液与水样滤液合并，实现对“溶解态-颗粒态”两相中PFAS的高效捕获。样品经弱阴离子交换（WAX）固相萃取（SPE）柱富集和净化后，洗脱液经氮吹浓缩，用甲醇/水（体积比为8∶2）复溶、过滤，随后进样至UHPLC-MS/MS系统进行分离和检测，并采用同位素内标法定量分析。结果表明，该方法在1~250 μg/L的浓度范围内线性关系良好（R2>0.995）；水样中各目标化合物的方法检出限为0.2~0.6 ng/L，方法定量限为0.8~2.4 ng/L；在空白水基质和地表水基质中，目标化合物的回收率分别为85.3%~139%和76.4%~127%，且相对标准偏差（RSD，n=6）均<15%。与未提取颗粒态PFAS的传统方法相比，该方法对地表水基质中目标化合物的回收率具有显著优势。结果表明，所开发的方法灵敏、准确、可靠，其通过增设甲醇提取步骤可有效消除颗粒吸附导致的负偏差，显著提高PFAS的回收率，适用于环境地表水基质中22种常见PFAS的定量筛查。
2026, 44(4): 19-25.
doi: 10.13205/j.hjgc.202604003
摘要:
基于高分辨质谱非靶向筛查技术，系统识别了某地铁车辆基地3个功能区（检修库房区S1、办公生活区S2及排水出口S3）污水中新污染物的组成特征与空间分布。共筛查鉴定出417种污染物，涵盖工业材料、药物、农药、天然产物等8类，经匹配筛选出一级置信度污染物48种。其中，农药类污染物检出频率和浓度水平均较高，是主要的污染负荷来源。通过构建24种农药的半定量浓度热图，揭示出明显的空间分布差异：S2点位污染物种类和浓度均最高，反映生活区绿化管理与病媒防治的污染特征；S1与S3相对较低，显示出污染物在系统中的迁移、稀释与衰减规律。典型农药如治草醚在不同点位呈现梯度分布，推测其在污水输送过程中可能发生径流输入、水力输移与吸附转化等过程。研究结果揭示了城市交通基础设施污水中新污染物输入的多源性与复杂性，强调农药类物质需作为重点监管对象，可为新污染物环境行为识别与水环境风险管理提供数据支撑与科学依据。
基于高分辨质谱非靶向筛查技术，系统识别了某地铁车辆基地3个功能区（检修库房区S1、办公生活区S2及排水出口S3）污水中新污染物的组成特征与空间分布。共筛查鉴定出417种污染物，涵盖工业材料、药物、农药、天然产物等8类，经匹配筛选出一级置信度污染物48种。其中，农药类污染物检出频率和浓度水平均较高，是主要的污染负荷来源。通过构建24种农药的半定量浓度热图，揭示出明显的空间分布差异：S2点位污染物种类和浓度均最高，反映生活区绿化管理与病媒防治的污染特征；S1与S3相对较低，显示出污染物在系统中的迁移、稀释与衰减规律。典型农药如治草醚在不同点位呈现梯度分布，推测其在污水输送过程中可能发生径流输入、水力输移与吸附转化等过程。研究结果揭示了城市交通基础设施污水中新污染物输入的多源性与复杂性，强调农药类物质需作为重点监管对象，可为新污染物环境行为识别与水环境风险管理提供数据支撑与科学依据。
2026, 44(4): 26-37.
doi: 10.13205/j.hjgc.202604004
摘要:
轮胎磨损颗粒（tire wear particles，TWPs）作为一种新兴污染物，是城市雨水径流中占比最大的微塑料类型（microplastics，MPs），具有粒径小、移动性强、成分复杂、毒性高等特点。目前，关于TWPs的研究不够系统，没有形成完整、清晰的认识，尤其对水体环境中TWPs的关键环境行为及其污染控制方面。深入分析了TWPs对共存污染物的富集载带作用和其环境归趋，总结了其生态毒害、检测方法、内源添加剂释放行为、在水体中的团聚和沉降行为，同时通过借鉴其他MPs污染相关研究结果，从源头、过程及末端等层次探讨了水体环境TWPs污染控制技术，提出了现阶段较为可行的治理方案和建议。建议继续探索研究真实水环境下TWPs均相与异相聚集的过程及其关键影响因素、真实水环境中TWPs各类内源添加剂的释放程度及其影响机制、人工湿地等处理设施在TWPs长期胁迫作用下的性能变化情况、酶降解TWPs的机制，并融合人工智能、大数据、物联网等新兴技术，开发经济高效的检测技术和构建TWPs释放及迁移模型评估环境风险。
轮胎磨损颗粒（tire wear particles，TWPs）作为一种新兴污染物，是城市雨水径流中占比最大的微塑料类型（microplastics，MPs），具有粒径小、移动性强、成分复杂、毒性高等特点。目前，关于TWPs的研究不够系统，没有形成完整、清晰的认识，尤其对水体环境中TWPs的关键环境行为及其污染控制方面。深入分析了TWPs对共存污染物的富集载带作用和其环境归趋，总结了其生态毒害、检测方法、内源添加剂释放行为、在水体中的团聚和沉降行为，同时通过借鉴其他MPs污染相关研究结果，从源头、过程及末端等层次探讨了水体环境TWPs污染控制技术，提出了现阶段较为可行的治理方案和建议。建议继续探索研究真实水环境下TWPs均相与异相聚集的过程及其关键影响因素、真实水环境中TWPs各类内源添加剂的释放程度及其影响机制、人工湿地等处理设施在TWPs长期胁迫作用下的性能变化情况、酶降解TWPs的机制，并融合人工智能、大数据、物联网等新兴技术，开发经济高效的检测技术和构建TWPs释放及迁移模型评估环境风险。
2026, 44(4): 38-46.
doi: 10.13205/j.hjgc.202604005
摘要:
为阐明外源抗生素抗性细菌暴露对植物生长及根内生菌和根际细菌群落结构的影响，运用平板培养计数和16S rRNA基因高通量测序技术，研究外源抗生素抗性细菌暴露对小麦苗根长度和芽长度的抑制作用，对根内生菌和根际细菌群落的影响以及外源抗生素抗性向根内生菌中的转移情况。结果表明：外源抗生素抗性细菌暴露会抑制小麦苗根和芽的生长，抑制率随着外源抗生素抗性细菌浓度的增加而升高。当外源抗生素抗性细菌浓度为×108 CFU/mL时，小麦苗根长度和芽长度抑制率分别高达68.83%和36.87%。在外源抗生素抗性细菌暴露期间，小麦苗根内生菌中的狭义梭菌属5（Clostridium_sensu_stricto_5）含量激增，至暴露末期成为相对丰度最高（45.02%）的菌属；而β变形菌目（Betaproteobacteriales）则始终是根际细菌中最主要的菌目，且相对丰度持续升高。外源抗生素抗性根内生菌比例与根内生菌中的狭义梭菌属5（Clostridium_sensu_stricto_5）、狭义梭菌属1（Clostridium_sensu_stricto_1）、芽孢杆菌属（Bacillus）和类芽孢杆菌属（Paenibacillus）的相对丰度呈显著正相关（P<0.05）。综上，外源抗生素抗性细菌暴露不仅显著抑制小麦苗的生长，还会改变小麦苗根内生菌和根际细菌的群落结构。持续暴露后，外源抗生素抗性会转移至小麦苗根内生菌中，狭义梭菌等可能是ARGs在小麦苗根部的宿主菌。
为阐明外源抗生素抗性细菌暴露对植物生长及根内生菌和根际细菌群落结构的影响，运用平板培养计数和16S rRNA基因高通量测序技术，研究外源抗生素抗性细菌暴露对小麦苗根长度和芽长度的抑制作用，对根内生菌和根际细菌群落的影响以及外源抗生素抗性向根内生菌中的转移情况。结果表明：外源抗生素抗性细菌暴露会抑制小麦苗根和芽的生长，抑制率随着外源抗生素抗性细菌浓度的增加而升高。当外源抗生素抗性细菌浓度为×108 CFU/mL时，小麦苗根长度和芽长度抑制率分别高达68.83%和36.87%。在外源抗生素抗性细菌暴露期间，小麦苗根内生菌中的狭义梭菌属5（Clostridium_sensu_stricto_5）含量激增，至暴露末期成为相对丰度最高（45.02%）的菌属；而β变形菌目（Betaproteobacteriales）则始终是根际细菌中最主要的菌目，且相对丰度持续升高。外源抗生素抗性根内生菌比例与根内生菌中的狭义梭菌属5（Clostridium_sensu_stricto_5）、狭义梭菌属1（Clostridium_sensu_stricto_1）、芽孢杆菌属（Bacillus）和类芽孢杆菌属（Paenibacillus）的相对丰度呈显著正相关（P<0.05）。综上，外源抗生素抗性细菌暴露不仅显著抑制小麦苗的生长，还会改变小麦苗根内生菌和根际细菌的群落结构。持续暴露后，外源抗生素抗性会转移至小麦苗根内生菌中，狭义梭菌等可能是ARGs在小麦苗根部的宿主菌。
2026, 44(4): 47-56.
doi: 10.13205/j.hjgc.202604006
摘要:
高浓度磺胺甲恶唑（SMX）废水对厌氧微生物具有显著抑制作用，导致厌氧消化过程有机物降解效率降低及甲烷产量下降。研究通过添加短链（C6-HSL）和长链（C12-HSL）信号分子，研究其在微生物电解池耦合厌氧消化（MEC-AD）体系中对厌氧电活性生物膜系统的构建、性能和抗生素抗性基因（ARGs）的影响。结果表明，与无添加信号分子的对照组相比，添加了C6-HSL的T1组、C12-HSL的T2组和同时添加了二者的T3组的SMX去除率相对值分别提升了9.26%、7.44%和10.67%，甲烷产率分别提升了20.4%、16.9%和23.1%。信号分子N-酰基高丝氨酸内酯（AHL）通过促进胞外聚合物的生成，显著改善了电活性微生物在阳极电极上的附着。微生物群落分析表明，AHL提高了微生物群落多样性，并调节了关键功能菌的丰度。在属水平上，Georgenia对不同类型信号分子表现出显著的差异性响应，T1和T3组的相对丰度上升16.77%和36.47%，T2组则下降了15.99%。ARGs检测结果显示，单一信号分子提高了intI1、sul1和sul2的基因丰度；而T3组（复合AHLs）则表现出更温和的响应，其sul2丰度相较于对照组甚至降低了4.92%，这表明复合AHLs可能通过协同作用，在一定程度上抑制了ARGs潜在宿主的增殖。研究首次揭示了短链与长链复合AHLs在促进电活性生物膜构建，维持微生物群落稳定，调节ARGs传播风险的作用。研究结果为发展基于群体感应调控的抗生素废水处理与风险管理提供可行路径。
高浓度磺胺甲恶唑（SMX）废水对厌氧微生物具有显著抑制作用，导致厌氧消化过程有机物降解效率降低及甲烷产量下降。研究通过添加短链（C6-HSL）和长链（C12-HSL）信号分子，研究其在微生物电解池耦合厌氧消化（MEC-AD）体系中对厌氧电活性生物膜系统的构建、性能和抗生素抗性基因（ARGs）的影响。结果表明，与无添加信号分子的对照组相比，添加了C6-HSL的T1组、C12-HSL的T2组和同时添加了二者的T3组的SMX去除率相对值分别提升了9.26%、7.44%和10.67%，甲烷产率分别提升了20.4%、16.9%和23.1%。信号分子N-酰基高丝氨酸内酯（AHL）通过促进胞外聚合物的生成，显著改善了电活性微生物在阳极电极上的附着。微生物群落分析表明，AHL提高了微生物群落多样性，并调节了关键功能菌的丰度。在属水平上，Georgenia对不同类型信号分子表现出显著的差异性响应，T1和T3组的相对丰度上升16.77%和36.47%，T2组则下降了15.99%。ARGs检测结果显示，单一信号分子提高了intI1、sul1和sul2的基因丰度；而T3组（复合AHLs）则表现出更温和的响应，其sul2丰度相较于对照组甚至降低了4.92%，这表明复合AHLs可能通过协同作用，在一定程度上抑制了ARGs潜在宿主的增殖。研究首次揭示了短链与长链复合AHLs在促进电活性生物膜构建，维持微生物群落稳定，调节ARGs传播风险的作用。研究结果为发展基于群体感应调控的抗生素废水处理与风险管理提供可行路径。
2026, 44(4): 57-66.
doi: 10.13205/j.hjgc.202604007
摘要:
鉴于污水处理厂尾水C/N比普遍较低，而投加传统液相碳源难以稳定适用，亟需研究固相碳源组成及设计，优化其释碳的“量”和“质”，服务低C/N脱氮工艺并拓展至新污染物环境行为分析。以秸秆、木屑和玉米芯为天然纤维素材料，按不同PHBV/纤维素质量比制备了9类复合固相碳源，并通过动态释放实验结合DOC、UV-Vis和三维荧光（EEM）表征其释碳特性。结果表明：在碳源组分相同的情况下，随着纤维素材料占比的提高，玉米芯固相碳源表现出与秸秆和木屑固相碳源不同甚至相反的释碳规律。当碳源组分相同时，木屑或秸秆材料比例的增加可显著加快释碳速率，提升释碳总量与周期，同时降低DOM的芳香性与分子量，并促进色氨酸、酪氨酸等蛋白质类组分的释放，证明了材料配比能够协同调控DOM的生物可利用性。此外，在相同配比条件下，玉米芯复合固相碳源在多项参数上表现优于秸秆与木屑体系，其释碳总量适中且释碳周期均超过134 h，保证了稳定的供碳能力；在释碳“质”的层面，其释放的DOM芳香性和分子量较低、腐殖质比例偏低，表现出更高的可生物利用性。综合来看，玉米芯体系在碳源可生物利用性与工程应用潜力方面具有显著优势。
鉴于污水处理厂尾水C/N比普遍较低，而投加传统液相碳源难以稳定适用，亟需研究固相碳源组成及设计，优化其释碳的“量”和“质”，服务低C/N脱氮工艺并拓展至新污染物环境行为分析。以秸秆、木屑和玉米芯为天然纤维素材料，按不同PHBV/纤维素质量比制备了9类复合固相碳源，并通过动态释放实验结合DOC、UV-Vis和三维荧光（EEM）表征其释碳特性。结果表明：在碳源组分相同的情况下，随着纤维素材料占比的提高，玉米芯固相碳源表现出与秸秆和木屑固相碳源不同甚至相反的释碳规律。当碳源组分相同时，木屑或秸秆材料比例的增加可显著加快释碳速率，提升释碳总量与周期，同时降低DOM的芳香性与分子量，并促进色氨酸、酪氨酸等蛋白质类组分的释放，证明了材料配比能够协同调控DOM的生物可利用性。此外，在相同配比条件下，玉米芯复合固相碳源在多项参数上表现优于秸秆与木屑体系，其释碳总量适中且释碳周期均超过134 h，保证了稳定的供碳能力；在释碳“质”的层面，其释放的DOM芳香性和分子量较低、腐殖质比例偏低，表现出更高的可生物利用性。综合来看，玉米芯体系在碳源可生物利用性与工程应用潜力方面具有显著优势。
2026, 44(4): 67-78.
doi: 10.13205/j.hjgc.202604008
摘要:
城镇污水处理厂尾水由于其低碳氮比（C/N）特征，用传统异养反硝化工艺深度脱氮需投加大量碳源，导致成本高且易产生二次污染。铁自养反硝化（NAFO）是一种具有应用潜力的反硝化技术，但存在铁源不可持续和易钝化的瓶颈。构建了内置表观填充率为5%的复合阴极碳毡-铁-壳聚糖（CF-Fe-CS）电极，有效容积为200 L，处理能力为100 L/d的CF-Fe-CS/NAFO系统，在阴极施加-1.0 V（vs.Ag/AgCl）恒定电势以实现Fe（Ⅲ）的原位电化学还原。系统在水力停留时间（HRT）为48 h、以ρ（NO3--N）为15 mg/L人工配水为进水的连续稳定运行的16~60 d内，系统出水ρ（NO3--N）浓度稳定低于6.5 mg/L，总氮（TN）去除率维持在50%~60%；而对照组出水ρ（NO3--N）>12 mg/L，TN去除率<20%。在以污水处理厂二沉池出水为进水的第61~74天的连续运行中，系统出水ρ（NO3--N）由15.29 mg/L降至6.06 mg/L，TN去除率仍保持在50%以上。将HRT由48 h依次调整为24，12，6，3h的第74~98天的连续运行中，出水ρ（NO3--N）浓度分别达到9.5，11.9，13.6，14.6 mg/L，TN去除率分别为32.6%、19.9%、10.9%和5.8%。上述研究结果表明，在无需外加有机碳源的条件下，CF-Fe-CS/NAFO电化学系统能够实现城镇污水处理厂二沉池出水长期、稳定深度脱氮。
城镇污水处理厂尾水由于其低碳氮比（C/N）特征，用传统异养反硝化工艺深度脱氮需投加大量碳源，导致成本高且易产生二次污染。铁自养反硝化（NAFO）是一种具有应用潜力的反硝化技术，但存在铁源不可持续和易钝化的瓶颈。构建了内置表观填充率为5%的复合阴极碳毡-铁-壳聚糖（CF-Fe-CS）电极，有效容积为200 L，处理能力为100 L/d的CF-Fe-CS/NAFO系统，在阴极施加-1.0 V（vs.Ag/AgCl）恒定电势以实现Fe（Ⅲ）的原位电化学还原。系统在水力停留时间（HRT）为48 h、以ρ（NO3--N）为15 mg/L人工配水为进水的连续稳定运行的16~60 d内，系统出水ρ（NO3--N）浓度稳定低于6.5 mg/L，总氮（TN）去除率维持在50%~60%；而对照组出水ρ（NO3--N）>12 mg/L，TN去除率<20%。在以污水处理厂二沉池出水为进水的第61~74天的连续运行中，系统出水ρ（NO3--N）由15.29 mg/L降至6.06 mg/L，TN去除率仍保持在50%以上。将HRT由48 h依次调整为24，12，6，3h的第74~98天的连续运行中，出水ρ（NO3--N）浓度分别达到9.5，11.9，13.6，14.6 mg/L，TN去除率分别为32.6%、19.9%、10.9%和5.8%。上述研究结果表明，在无需外加有机碳源的条件下，CF-Fe-CS/NAFO电化学系统能够实现城镇污水处理厂二沉池出水长期、稳定深度脱氮。
2026, 44(4): 79-89.
doi: 10.13205/j.hjgc.202604009
摘要:
污水处理厂生物脱氮过程普遍受到进水碳源不足的限制，外加碳源成为强化反硝化的重要手段。然而，传统单一碳源难以满足复杂微生物群落的代谢需求，导致脱氮效率和稳定性受到影响。复合碳源通过提供多种电子供体，可改善微生物代谢协同作用，但其微生物作用机制仍有待深入解析。以市政污水处理厂活性污泥为研究对象，通过批次反硝化实验，结合宏基因组和宏转录组技术，系统分析了反硝化微生物群落结构与不同碳源条件下功能基因转录特征。结果表明：与乙酸钠作为单一碳源时相比，复合碳源体系反硝化速率从（6.822±0.141） mg/（L·h）提高至（8.370±0.186） mg/（L·h），同时N2O累积量显著降低约55%。宏基因组分析表明，Ottowia、Rubrivivax、Thauera和Zoogloea为主要反硝化菌。宏转录组分析结果显示，复合碳源显著上调反硝化关键功能基因转录，其中nirS、norB和nosZ的转录水平分别提高37.8%、27.4%和48.6%。此外，复合碳源促进了不同菌群形成互补的碳代谢策略，从而增进电子供体供应并提高反硝化效率。综合研究结果发现，复合碳源通过调控复杂微生物群落功能基因转录协同提升反硝化性能，这为污水处理厂碳源优化提供了重要的理论依据与指导。
污水处理厂生物脱氮过程普遍受到进水碳源不足的限制，外加碳源成为强化反硝化的重要手段。然而，传统单一碳源难以满足复杂微生物群落的代谢需求，导致脱氮效率和稳定性受到影响。复合碳源通过提供多种电子供体，可改善微生物代谢协同作用，但其微生物作用机制仍有待深入解析。以市政污水处理厂活性污泥为研究对象，通过批次反硝化实验，结合宏基因组和宏转录组技术，系统分析了反硝化微生物群落结构与不同碳源条件下功能基因转录特征。结果表明：与乙酸钠作为单一碳源时相比，复合碳源体系反硝化速率从（6.822±0.141） mg/（L·h）提高至（8.370±0.186） mg/（L·h），同时N2O累积量显著降低约55%。宏基因组分析表明，Ottowia、Rubrivivax、Thauera和Zoogloea为主要反硝化菌。宏转录组分析结果显示，复合碳源显著上调反硝化关键功能基因转录，其中nirS、norB和nosZ的转录水平分别提高37.8%、27.4%和48.6%。此外，复合碳源促进了不同菌群形成互补的碳代谢策略，从而增进电子供体供应并提高反硝化效率。综合研究结果发现，复合碳源通过调控复杂微生物群落功能基因转录协同提升反硝化性能，这为污水处理厂碳源优化提供了重要的理论依据与指导。
2026, 44(4): 90-100.
doi: 10.13205/j.hjgc.202604010
摘要:
瓜尔胶生产废水中的1，2-丙二醇在传统厌氧处理过程中易引发丙酸累积，进而导致微生物活性抑制。微氧条件可创造有利于发酵细菌代谢的环境，促进有机质底物的转化。生物炭可促进厌氧生物团聚体的形成，提高厌氧微生物的耐氧能力。研究以实际瓜尔胶生产废水为对象，设置空白对照组、厌氧组及微氧耦合生物炭（O2/BC）组，探讨微氧耦合生物炭体系下厌氧消化的运行效能。结果表明，通过调控微氧曝气［0.2 mL/（g·d）］与生物炭投加量（15 g/L），在中温（37℃）条件下实现了高效的废水处理，COD去除率可达90%，较厌氧对照组提升了10.6百分点。出水COD浓度和丙酸浓度分别降至3800 mg/L和0.15 g/L，较厌氧对照组分别降低了49.6%和98.4%。气体产量为厌氧对照组的1.64倍，最高甲烷浓度达到77.2%。傅里叶变换红外光谱（FT-IR）显示，污泥表面—OH、—CH2—和C—O官能团的数量明显增加，揭示了生物炭其微生物的吸附强化作用。扫描电子显微镜（SEM）观察结果显示，微氧耦合生物炭体系形成了以长杆菌为主的致密微生物聚集体，与传统厌氧污泥存在显著差异。微生物多样性分析表明，微氧耦合生物炭条件下提高了Clostridium和Comamonas的丰度，调控了丙酸/乙酸比例，进而优化酸化效率，促进了复杂有机物降解。
瓜尔胶生产废水中的1，2-丙二醇在传统厌氧处理过程中易引发丙酸累积，进而导致微生物活性抑制。微氧条件可创造有利于发酵细菌代谢的环境，促进有机质底物的转化。生物炭可促进厌氧生物团聚体的形成，提高厌氧微生物的耐氧能力。研究以实际瓜尔胶生产废水为对象，设置空白对照组、厌氧组及微氧耦合生物炭（O2/BC）组，探讨微氧耦合生物炭体系下厌氧消化的运行效能。结果表明，通过调控微氧曝气［0.2 mL/（g·d）］与生物炭投加量（15 g/L），在中温（37℃）条件下实现了高效的废水处理，COD去除率可达90%，较厌氧对照组提升了10.6百分点。出水COD浓度和丙酸浓度分别降至3800 mg/L和0.15 g/L，较厌氧对照组分别降低了49.6%和98.4%。气体产量为厌氧对照组的1.64倍，最高甲烷浓度达到77.2%。傅里叶变换红外光谱（FT-IR）显示，污泥表面—OH、—CH2—和C—O官能团的数量明显增加，揭示了生物炭其微生物的吸附强化作用。扫描电子显微镜（SEM）观察结果显示，微氧耦合生物炭体系形成了以长杆菌为主的致密微生物聚集体，与传统厌氧污泥存在显著差异。微生物多样性分析表明，微氧耦合生物炭条件下提高了Clostridium和Comamonas的丰度，调控了丙酸/乙酸比例，进而优化酸化效率，促进了复杂有机物降解。
2026, 44(4): 101-109.
doi: 10.13205/j.hjgc.202604011
摘要:
随着全球水资源短缺问题的日益严峻，再生水利用成为保障水供应的有效策略之一。反渗透（RO）技术是再生水生产的关键，但膜污染严重制约其效能。针对再生水处理双膜法工艺长期运行后RO膜污染空间异质性的问题，研究结合多维度表征技术，揭示了运行3年半后RO膜进、出水端RO膜污染特征及微生物群落差异。长期监测发现，微滤-反渗透耦合工艺可将出水浊度稳定控制在0.1 NTU以下，电导率400 μS/cm，但RO系统进水压力呈现显著季节性波动，夏季与冬季压力波动幅度达15%~22%，这可能与水温变化导致的水体黏度变化密切相关。同时，RO膜表面污染以CaSO4结晶和杆状微生物共生结构为主，但RO膜上微生物污染具有显著的空间差异性，进水端（RO1）以富集变形菌门（77.11%）、尤其是α-变形菌纲（71.49%）和微杆菌科等微生物形成的致密生物-无机复合污染为主；出水端（RO2）微生物群落丰度降低且结构改变，这可能与沿水流方向盐度升高驱动了微生物群落演替有关。研究阐明了长期运行中RO膜微生物污染的空间异质性特征与群落变化，为再生水厂优化RO运行管理、开发针对性抗污策略提供了重要理论依据和实践参考。
随着全球水资源短缺问题的日益严峻，再生水利用成为保障水供应的有效策略之一。反渗透（RO）技术是再生水生产的关键，但膜污染严重制约其效能。针对再生水处理双膜法工艺长期运行后RO膜污染空间异质性的问题，研究结合多维度表征技术，揭示了运行3年半后RO膜进、出水端RO膜污染特征及微生物群落差异。长期监测发现，微滤-反渗透耦合工艺可将出水浊度稳定控制在0.1 NTU以下，电导率400 μS/cm，但RO系统进水压力呈现显著季节性波动，夏季与冬季压力波动幅度达15%~22%，这可能与水温变化导致的水体黏度变化密切相关。同时，RO膜表面污染以CaSO4结晶和杆状微生物共生结构为主，但RO膜上微生物污染具有显著的空间差异性，进水端（RO1）以富集变形菌门（77.11%）、尤其是α-变形菌纲（71.49%）和微杆菌科等微生物形成的致密生物-无机复合污染为主；出水端（RO2）微生物群落丰度降低且结构改变，这可能与沿水流方向盐度升高驱动了微生物群落演替有关。研究阐明了长期运行中RO膜微生物污染的空间异质性特征与群落变化，为再生水厂优化RO运行管理、开发针对性抗污策略提供了重要理论依据和实践参考。
2026, 44(4): 110-117.
doi: 10.13205/j.hjgc.202604012
摘要:
某新建污水处理厂设计日处理规模为10万m3/d，进水约含工业废水15%，导致水质水量波动系数达1.2~1.5，难降解有机物（以COD计）占比>35%以及TN浓度高达55 mg/L。为保证出水稳定达标并提升系统的抗冲击能力，工程采用改良型Bardenpho工艺，结合“多点进水+后缺氧+后好氧”工艺构型，并配套事故调节池、高效沉淀池及反硝化深床滤池等深度处理单元，以强化脱氮除磷效果和系统灵活性。在调试运行期间，该工艺表现出优异的污染物去除性能：COD、NH3-N、TN和TP的平均去除率分别达到96.10%、98.24%、83.89%和98.29%，出水浓度稳定在15.4，0.57，7.94，0.12 mg/L，明显优于GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准。结果表明，改良型Bardenpho工艺在处理高氮、难降解有机物污水方面具有较强的适应性和稳定性，可有效提升碳源利用效率并降低运行能耗。试验设计参数和运行经验可为类似地区城镇污水厂，尤其是处理含一定比例工业废水的实际工程提供有价值的参考。
某新建污水处理厂设计日处理规模为10万m3/d，进水约含工业废水15%，导致水质水量波动系数达1.2~1.5，难降解有机物（以COD计）占比>35%以及TN浓度高达55 mg/L。为保证出水稳定达标并提升系统的抗冲击能力，工程采用改良型Bardenpho工艺，结合“多点进水+后缺氧+后好氧”工艺构型，并配套事故调节池、高效沉淀池及反硝化深床滤池等深度处理单元，以强化脱氮除磷效果和系统灵活性。在调试运行期间，该工艺表现出优异的污染物去除性能：COD、NH3-N、TN和TP的平均去除率分别达到96.10%、98.24%、83.89%和98.29%，出水浓度稳定在15.4，0.57，7.94，0.12 mg/L，明显优于GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准。结果表明，改良型Bardenpho工艺在处理高氮、难降解有机物污水方面具有较强的适应性和稳定性，可有效提升碳源利用效率并降低运行能耗。试验设计参数和运行经验可为类似地区城镇污水厂，尤其是处理含一定比例工业废水的实际工程提供有价值的参考。
2026, 44(4): 118-126.
doi: 10.13205/j.hjgc.202604013
摘要:
再生水是一种非常规水源，可为地表自然水体提供补给水源，有效缓解河湖缺水断流、水动力匮乏等问题。但再生水中残留污染物可能存在一定的潜在生态风险。实验搭建了复合垂直流人工湿地小试装置（填料为锰矿砂、石英砂和鹅卵石）并运行约140 d，期间考察了氮、磷和有机物的去除能力，研究了再生水净化后的潜在生态毒性效应，并评估了锰矿砂作为功能型填料的适应性。结果表明：装置运行2~3个月后，在氨氮和磷酸盐质量浓度最高为0.4 mg/L和0.2 mg/L条件下，两者去除率保持在90%和80%以上；NO3--N和耗氧性有机物（以COD计）质量浓度最高为8 mg/L和30 mg/L条件下，两者平均去除量分别为0.67，4.2 mg/L。锰矿砂强化了再生水中残留有机物的分解去除，三维荧光强度降低26%，UV254值降低38%，4种目标抗生素去除率达到70.8%。再生水经过净化后无明显的遗传毒性，细胞微核千分率接近自来水水平，未浓缩的样品未表现出急性生物毒性。该研究可为再生水水质的提升改善以及潜在生态风险控制提供技术支撑和参考。
再生水是一种非常规水源，可为地表自然水体提供补给水源，有效缓解河湖缺水断流、水动力匮乏等问题。但再生水中残留污染物可能存在一定的潜在生态风险。实验搭建了复合垂直流人工湿地小试装置（填料为锰矿砂、石英砂和鹅卵石）并运行约140 d，期间考察了氮、磷和有机物的去除能力，研究了再生水净化后的潜在生态毒性效应，并评估了锰矿砂作为功能型填料的适应性。结果表明：装置运行2~3个月后，在氨氮和磷酸盐质量浓度最高为0.4 mg/L和0.2 mg/L条件下，两者去除率保持在90%和80%以上；NO3--N和耗氧性有机物（以COD计）质量浓度最高为8 mg/L和30 mg/L条件下，两者平均去除量分别为0.67，4.2 mg/L。锰矿砂强化了再生水中残留有机物的分解去除，三维荧光强度降低26%，UV254值降低38%，4种目标抗生素去除率达到70.8%。再生水经过净化后无明显的遗传毒性，细胞微核千分率接近自来水水平，未浓缩的样品未表现出急性生物毒性。该研究可为再生水水质的提升改善以及潜在生态风险控制提供技术支撑和参考。
2026, 44(4): 127-138.
doi: 10.13205/j.hjgc.202604014
摘要:
为定量研究冰浆清洗过程中冰浆的体积分布和壁面剪切力分布，并探索最优工艺参数，研究结合颗粒流动力学理论（KTGF），使用欧拉-欧拉方法和剪切应力传输模型（SST）建立了计算流体力学（CFD）模型，并利用文献实验数据验证了模型的流动特性。在完成常见工况下125组不同参数的冰浆冲洗过程模拟后，优化评价指标并得出了最佳冲洗工艺参数。结果表明：初始浓度高的冰浆能对管壁上下都进行有效清洗，浓度为60%冰浆有效剪切力占比为77.39%。颗粒直径较大的冰浆表现出明显的上浮行为，固体颗粒分布的不均匀性随颗粒直径增大而增大。流速是影响冰浆对壁面剪切力的最重要因素，累计剪切力随流速增加而增大，且分布更加均匀；流速为1.0 m/s时有效剪切力占比为83.16%。当冰浆初始浓度为50%，粒径为0.5 mm，冲洗速度为1.0 m/s时，累计剪切力均值为11.59 Pa·s，此时冲洗效果最佳。该研究可为冰浆清洗供水管道作业提供理论指导。
为定量研究冰浆清洗过程中冰浆的体积分布和壁面剪切力分布，并探索最优工艺参数，研究结合颗粒流动力学理论（KTGF），使用欧拉-欧拉方法和剪切应力传输模型（SST）建立了计算流体力学（CFD）模型，并利用文献实验数据验证了模型的流动特性。在完成常见工况下125组不同参数的冰浆冲洗过程模拟后，优化评价指标并得出了最佳冲洗工艺参数。结果表明：初始浓度高的冰浆能对管壁上下都进行有效清洗，浓度为60%冰浆有效剪切力占比为77.39%。颗粒直径较大的冰浆表现出明显的上浮行为，固体颗粒分布的不均匀性随颗粒直径增大而增大。流速是影响冰浆对壁面剪切力的最重要因素，累计剪切力随流速增加而增大，且分布更加均匀；流速为1.0 m/s时有效剪切力占比为83.16%。当冰浆初始浓度为50%，粒径为0.5 mm，冲洗速度为1.0 m/s时，累计剪切力均值为11.59 Pa·s，此时冲洗效果最佳。该研究可为冰浆清洗供水管道作业提供理论指导。
2026, 44(4): 139-148.
doi: 10.13205/j.hjgc.202604015
摘要:
页岩气的开采过程会产生危险废物含油污泥。微乳液法具有耗能少、成本低、无需加热、除油效率高等优点，可实现页岩气钻井平台含油污泥原位脱油。目前需要探索一种复配微乳液，在提升微乳液对含油污泥的洗脱能力的同时，兼备较好的循环利用性能。利用十二烷基硫酸钠（SDS）、α-烯基磺酸钠（AOS）分别作为表面活性剂制备单配微乳液，研究其相行变化规律，以及表面活性剂浓度、醇度、盐度对其脱油效果的影响。在此基础上，利用SDS、AOS分别与硅酸钠（Na2SiO3）制备复配微乳液，研究其相行变化规律。结果表明：SDS型微乳液去除率为86.33%，最佳配方为m（SDS）∶m（醇）∶m（NaCl）=2.72%∶13.21%∶2.17%；AOS型微乳液去除率为87.45%，最佳配方为m（SDS）∶m（醇）∶m（NaCl）=2.72%∶15.41%∶2.17%。SDS微乳液洗脱含油污泥的效果略低于AOS微乳液，但在制备和相稳定方面，SDS型微乳液效果更优。AOS-Na2SiO3型复配微乳液耐盐性好于SDS-Na2SiO3型复配微乳液，耐醇性则相反。SDS-Na2SiO3型复配微乳液脱油效率为92.47%，优于单配微乳液。在达到国家二次利用标准的基础上，复配微乳液可循环利用5次。该研究利用不同微乳液处理含油污泥，为含油污泥原位处理提供了新的思路和技术支撑。
页岩气的开采过程会产生危险废物含油污泥。微乳液法具有耗能少、成本低、无需加热、除油效率高等优点，可实现页岩气钻井平台含油污泥原位脱油。目前需要探索一种复配微乳液，在提升微乳液对含油污泥的洗脱能力的同时，兼备较好的循环利用性能。利用十二烷基硫酸钠（SDS）、α-烯基磺酸钠（AOS）分别作为表面活性剂制备单配微乳液，研究其相行变化规律，以及表面活性剂浓度、醇度、盐度对其脱油效果的影响。在此基础上，利用SDS、AOS分别与硅酸钠（Na2SiO3）制备复配微乳液，研究其相行变化规律。结果表明：SDS型微乳液去除率为86.33%，最佳配方为m（SDS）∶m（醇）∶m（NaCl）=2.72%∶13.21%∶2.17%；AOS型微乳液去除率为87.45%，最佳配方为m（SDS）∶m（醇）∶m（NaCl）=2.72%∶15.41%∶2.17%。SDS微乳液洗脱含油污泥的效果略低于AOS微乳液，但在制备和相稳定方面，SDS型微乳液效果更优。AOS-Na2SiO3型复配微乳液耐盐性好于SDS-Na2SiO3型复配微乳液，耐醇性则相反。SDS-Na2SiO3型复配微乳液脱油效率为92.47%，优于单配微乳液。在达到国家二次利用标准的基础上，复配微乳液可循环利用5次。该研究利用不同微乳液处理含油污泥，为含油污泥原位处理提供了新的思路和技术支撑。
2026, 44(4): 149-156.
doi: 10.13205/j.hjgc.202604016
摘要:
河湖健康评价是评价河湖健康状态、科学分析河湖问题、强化落实河湖长制的重要技术手段，是河湖长组织领导河湖管理保护工作的重要参考。根据《河湖健康评价指南（试行）》和黄河下游河南段自身特点及区域实际情况，研究确定了黄河下游河南段河流健康评价指标体系，并通过基础资料收集和专项调查与监测，从“盆”、“水”、生物、社会服务功能等4个层面，对该河段2020年健康状况进行了指标评价，最终得分为83.4分，健康级别为“健康”，4个准则层得分分别为73.7，95.0，62.1，95.5。评价结果表明，黄河下游河南段存在的主要问题是水生生物多样性低、岸线状况一般、供水保障存在压力等，相应提出了加强生态保护、完善河道整治工程、加大岸线管理力度、改善引黄设施等河流治理保护对策。
河湖健康评价是评价河湖健康状态、科学分析河湖问题、强化落实河湖长制的重要技术手段，是河湖长组织领导河湖管理保护工作的重要参考。根据《河湖健康评价指南（试行）》和黄河下游河南段自身特点及区域实际情况，研究确定了黄河下游河南段河流健康评价指标体系，并通过基础资料收集和专项调查与监测，从“盆”、“水”、生物、社会服务功能等4个层面，对该河段2020年健康状况进行了指标评价，最终得分为83.4分，健康级别为“健康”，4个准则层得分分别为73.7，95.0，62.1，95.5。评价结果表明，黄河下游河南段存在的主要问题是水生生物多样性低、岸线状况一般、供水保障存在压力等，相应提出了加强生态保护、完善河道整治工程、加大岸线管理力度、改善引黄设施等河流治理保护对策。
2026, 44(4): 157-168.
doi: 10.13205/j.hjgc.202604017
摘要:
疏勒河流域是典型的干旱区内陆河流域，其产水量对区域生态安全与可持续发展至关重要。综合FLUS与InVEST模型，模拟了SSP119、SSP245、SSP585三种气候情景下2030和2050年疏勒河流域产水量，并结合地理探测器量化自然与人为因子驱动机制。结果表明：1）疏勒河流域土地利用以荒漠为主体，SSP119情景下荒漠面积至2050年减少0.69%，而SSP585情景下荒漠面积激增5.7%。2）疏勒河流域产水量空间分布呈南高北低格局，高值集中于冰川覆盖区及高海拔山区。SSP119情景下产水量增长最显著，SSP585情景因极端气候导致产水量增幅微弱。3）降水量与海拔（DEM）是影响疏勒河流域产水量空间分布的核心驱动因子，土地利用类型与降雨量交互作用影响最强，表明人为改变土地利用可显著调控产水量。该研究可为干旱区内陆河流域水资源管理与生态治理提供多情景决策依据。
疏勒河流域是典型的干旱区内陆河流域，其产水量对区域生态安全与可持续发展至关重要。综合FLUS与InVEST模型，模拟了SSP119、SSP245、SSP585三种气候情景下2030和2050年疏勒河流域产水量，并结合地理探测器量化自然与人为因子驱动机制。结果表明：1）疏勒河流域土地利用以荒漠为主体，SSP119情景下荒漠面积至2050年减少0.69%，而SSP585情景下荒漠面积激增5.7%。2）疏勒河流域产水量空间分布呈南高北低格局，高值集中于冰川覆盖区及高海拔山区。SSP119情景下产水量增长最显著，SSP585情景因极端气候导致产水量增幅微弱。3）降水量与海拔（DEM）是影响疏勒河流域产水量空间分布的核心驱动因子，土地利用类型与降雨量交互作用影响最强，表明人为改变土地利用可显著调控产水量。该研究可为干旱区内陆河流域水资源管理与生态治理提供多情景决策依据。
2026, 44(4): 169-180.
doi: 10.13205/j.hjgc.202604018
摘要:
针对半钢硫化生产线风量大、废气无组织排放问题，采用实验测试与数值模拟相结合的方法，研究了含VOCs废气的扩散特性及系统风量，对半密闭罩结构进行优化，并通过调节管径达到收集系统负压平衡，以实现废气的高效收集。结果表明：由数值模拟得到的甲苯浓度分布与实验测试结果基本一致；现有硫化生产线各集气罩罩口风速为0.04~0.2 m/s，风速不均。静风条件下密闭罩与半密闭罩内甲苯扩散特征相似，密闭罩内甲苯浓度为248 mg/m3，半密闭罩内为115 mg/m3，地沟出现甲苯废气沉积。通过优化半密闭罩结构，设计风量为1.0×105 m3/h时，罩口平均风速为0.35 m/s，各集气罩罩口风速分布不均；在支路上增设渐缩管并调节管径，优化后支路一总风量偏差为-0.44%；支路二为0.38%；各集气罩罩口风量偏差均小于10%，废气收集系统达到负压平衡，可实现废气的有效收集，改善车间劳动卫生条件。该研究结果可为半钢硫化生产线废气有效收集提供参考。
针对半钢硫化生产线风量大、废气无组织排放问题，采用实验测试与数值模拟相结合的方法，研究了含VOCs废气的扩散特性及系统风量，对半密闭罩结构进行优化，并通过调节管径达到收集系统负压平衡，以实现废气的高效收集。结果表明：由数值模拟得到的甲苯浓度分布与实验测试结果基本一致；现有硫化生产线各集气罩罩口风速为0.04~0.2 m/s，风速不均。静风条件下密闭罩与半密闭罩内甲苯扩散特征相似，密闭罩内甲苯浓度为248 mg/m3，半密闭罩内为115 mg/m3，地沟出现甲苯废气沉积。通过优化半密闭罩结构，设计风量为1.0×105 m3/h时，罩口平均风速为0.35 m/s，各集气罩罩口风速分布不均；在支路上增设渐缩管并调节管径，优化后支路一总风量偏差为-0.44%；支路二为0.38%；各集气罩罩口风量偏差均小于10%，废气收集系统达到负压平衡，可实现废气的有效收集，改善车间劳动卫生条件。该研究结果可为半钢硫化生产线废气有效收集提供参考。
2026, 44(4): 181-188.
doi: 10.13205/j.hjgc.202604019
摘要:
针对餐饮油烟中细颗粒物和挥发性有机物（VOCs）的复合污染控制难题，构建了齿-柱电极结构（预荷电单元）与板-板电极结构（即颗粒物收集单元）组成两级ESP系统，以氯化钾颗粒物和甲苯气体模拟餐饮油烟中气固混合组分开展系统研究。结果表明：当齿-柱荷电电极电压为+12 kV，板-板集尘电极电压为-8.5 kV时，臭氧浓度为176.9 mg/m3，粒径＜0.3 μm的细颗粒物的收集率达到了91%，颗粒物的总收集率则超过了98%；颗粒物的存在可以促进甲苯的降解，通入颗粒物前后，甲苯去除率由29.2%提高到53.1%。该研究成果可为餐饮油烟中复合污染的协同处理提供技术支持。
针对餐饮油烟中细颗粒物和挥发性有机物（VOCs）的复合污染控制难题，构建了齿-柱电极结构（预荷电单元）与板-板电极结构（即颗粒物收集单元）组成两级ESP系统，以氯化钾颗粒物和甲苯气体模拟餐饮油烟中气固混合组分开展系统研究。结果表明：当齿-柱荷电电极电压为+12 kV，板-板集尘电极电压为-8.5 kV时，臭氧浓度为176.9 mg/m3，粒径＜0.3 μm的细颗粒物的收集率达到了91%，颗粒物的总收集率则超过了98%；颗粒物的存在可以促进甲苯的降解，通入颗粒物前后，甲苯去除率由29.2%提高到53.1%。该研究成果可为餐饮油烟中复合污染的协同处理提供技术支持。
2026, 44(4): 189-199.
doi: 10.13205/j.hjgc.202604020
摘要:
工业企业VOCs源头减排是“十五五”期间空气质量改善的重点工作任务。超临界二氧化碳（ScCO2）喷涂技术作为同时减少涂料中VOCs含量和涂料使用量的VOCs源头减排前沿技术，其在示范应用层面的涂着效率提升情况和VOCs减排效果尚缺乏实证。研究选取了木质家具-聚氨酯、木质家具-丙烯酸、金属件-氟碳3个我国工业涂装行业常见的溶剂型涂料体系，构建了ScCO2喷涂涂着效率、VOCs减排率测算方法，并对其减排效果进行了实测和分析。结果表明：60，40 cm喷涂距离下，3个示范应用场景的ScCO2喷涂与高压无气喷涂相比，平均涂着效率提升率分别为（30.62±8.75）%、（31.74±12.83）%，平均VOCs减排率分别为（62.10±1.59）%、（53.73±11.78）%。在木质家具和金属件涂装工艺中均可实现较为显著的VOCs减排和溶剂减量效果。
工业企业VOCs源头减排是“十五五”期间空气质量改善的重点工作任务。超临界二氧化碳（ScCO2）喷涂技术作为同时减少涂料中VOCs含量和涂料使用量的VOCs源头减排前沿技术，其在示范应用层面的涂着效率提升情况和VOCs减排效果尚缺乏实证。研究选取了木质家具-聚氨酯、木质家具-丙烯酸、金属件-氟碳3个我国工业涂装行业常见的溶剂型涂料体系，构建了ScCO2喷涂涂着效率、VOCs减排率测算方法，并对其减排效果进行了实测和分析。结果表明：60，40 cm喷涂距离下，3个示范应用场景的ScCO2喷涂与高压无气喷涂相比，平均涂着效率提升率分别为（30.62±8.75）%、（31.74±12.83）%，平均VOCs减排率分别为（62.10±1.59）%、（53.73±11.78）%。在木质家具和金属件涂装工艺中均可实现较为显著的VOCs减排和溶剂减量效果。
2026, 44(4): 200-209.
doi: 10.13205/j.hjgc.202604021
摘要:
通过自行设计研究一种新型脉冲清灰喷吹管，结合流体力学知识设计其喷吹管径为40 mm，长度为660 mm，每隔110 mm，在四周开6 mm小孔，用于气流出流，喷出气流直接作用到滤筒内壁，在气流的冲击力和清灰压力下进行清灰工作。实验设计基于CFD模拟仿真，在0.3 MPa脉冲压力下进行研究，对不同时刻纵截面压力云图、同一时刻不同喷吹距离下的横截面压力云图进行监测。在此基础上分别对喷吹管内正对孔、正孔间、侧对孔、侧孔间处的总压力峰值、动压峰值、静压峰值进行监测。结合压力云图分析了整个清灰过程的动静压变化，结果表明：系统在60 ms时达到稳定，大大缩短了清灰时间；新型脉冲喷吹管在正对孔处压力峰值达到最大，侧孔间压力峰值最小，但侧孔间喷吹均匀性明显优于正对孔。
通过自行设计研究一种新型脉冲清灰喷吹管，结合流体力学知识设计其喷吹管径为40 mm，长度为660 mm，每隔110 mm，在四周开6 mm小孔，用于气流出流，喷出气流直接作用到滤筒内壁，在气流的冲击力和清灰压力下进行清灰工作。实验设计基于CFD模拟仿真，在0.3 MPa脉冲压力下进行研究，对不同时刻纵截面压力云图、同一时刻不同喷吹距离下的横截面压力云图进行监测。在此基础上分别对喷吹管内正对孔、正孔间、侧对孔、侧孔间处的总压力峰值、动压峰值、静压峰值进行监测。结合压力云图分析了整个清灰过程的动静压变化，结果表明：系统在60 ms时达到稳定，大大缩短了清灰时间；新型脉冲喷吹管在正对孔处压力峰值达到最大，侧孔间压力峰值最小，但侧孔间喷吹均匀性明显优于正对孔。
2026, 44(4): 210-218.
doi: 10.13205/j.hjgc.202604022
摘要:
厨余垃圾资源化有助于减少环境污染，推动营养元素循环和生物质能开发利用，促进资源循环利用产业发展，实现环境和经济的双赢。针对厨余垃圾水解酸化制碳源工艺，分别从资源循环和环境影响角度开展分析评价，并与直接焚烧发电和厌氧产沼发电2种主流垃圾处理工艺进行比较。结果表明：3种工艺中，水解制碳源的资源循环利用率居中，但其环境效益优于焚烧和厌氧工艺，整个过程无额外的污水处理需求，温室气体净排放和固体杂质分出处理率相对较低，分别为-40.7 kg CO2-eq/t和9.3%。厨余垃圾产生的碳源可替代污水处理厂的商品碳源，降低污水处理成本，实现污水-垃圾系统的协同减污降碳。敏感性分析结果表明，厨余垃圾含水率对水解制碳源工艺的资源和环境效率具有显著影响。此外，水解制碳源在处理成本和设施占地方面也具有一定优势。厨余垃圾产生量和碳源需求较高的地区，可尝试推广水解酸化制碳源技术，实现城市厨余垃圾和污水的规模化协同治理。
厨余垃圾资源化有助于减少环境污染，推动营养元素循环和生物质能开发利用，促进资源循环利用产业发展，实现环境和经济的双赢。针对厨余垃圾水解酸化制碳源工艺，分别从资源循环和环境影响角度开展分析评价，并与直接焚烧发电和厌氧产沼发电2种主流垃圾处理工艺进行比较。结果表明：3种工艺中，水解制碳源的资源循环利用率居中，但其环境效益优于焚烧和厌氧工艺，整个过程无额外的污水处理需求，温室气体净排放和固体杂质分出处理率相对较低，分别为-40.7 kg CO2-eq/t和9.3%。厨余垃圾产生的碳源可替代污水处理厂的商品碳源，降低污水处理成本，实现污水-垃圾系统的协同减污降碳。敏感性分析结果表明，厨余垃圾含水率对水解制碳源工艺的资源和环境效率具有显著影响。此外，水解制碳源在处理成本和设施占地方面也具有一定优势。厨余垃圾产生量和碳源需求较高的地区，可尝试推广水解酸化制碳源技术，实现城市厨余垃圾和污水的规模化协同治理。
2026, 44(4): 219-228.
doi: 10.13205/j.hjgc.202604023
摘要:
粉煤灰富含高比例的硅和铝，将其合成高附加值的分子筛并用于吸附有害气体已成为研究热点之一。目前，粉煤灰基分子筛主要用于吸附高浓度的气体污染物，对低浓度气体污染物，尤其是对酸性气体的吸附研究较少。针对烟气中低浓度酸性气体SO2、CO2、NO，利用粉煤灰基分子筛（A型、H型）进行吸附并对其吸附性能进行探究。采用固定红外联用测试平台在低浓度气氛（1000 mg/m3）、不同分子筛类型和不同温度条件下，探究A、H型分子筛对SO2、CO2、NO不同气体的饱和吸附量。利用in-situ DRIFTS光谱并结合动力学模型，探究A型和H型分子筛对SO2、CO2、NO的吸附机制。实验结果表明：分子筛的比表面积、孔结构是影响其吸附性能的主要因素，A型分子筛对SO2、CO2、NO的吸附能分别为-5.11，-4.07，-1.41 kJ/mol，其吸附能力明显强于H型分子筛。A型和H型分子筛表面上的T-O（T=Si/Al）基团是吸附酸性气体的关键活性位点，且A型分子筛具有更大的比表面积以及更多的硅羟基活性位点。实验结果为粉煤灰基分子筛吸附酸性气体提供理论依据。
粉煤灰富含高比例的硅和铝，将其合成高附加值的分子筛并用于吸附有害气体已成为研究热点之一。目前，粉煤灰基分子筛主要用于吸附高浓度的气体污染物，对低浓度气体污染物，尤其是对酸性气体的吸附研究较少。针对烟气中低浓度酸性气体SO2、CO2、NO，利用粉煤灰基分子筛（A型、H型）进行吸附并对其吸附性能进行探究。采用固定红外联用测试平台在低浓度气氛（1000 mg/m3）、不同分子筛类型和不同温度条件下，探究A、H型分子筛对SO2、CO2、NO不同气体的饱和吸附量。利用in-situ DRIFTS光谱并结合动力学模型，探究A型和H型分子筛对SO2、CO2、NO的吸附机制。实验结果表明：分子筛的比表面积、孔结构是影响其吸附性能的主要因素，A型分子筛对SO2、CO2、NO的吸附能分别为-5.11，-4.07，-1.41 kJ/mol，其吸附能力明显强于H型分子筛。A型和H型分子筛表面上的T-O（T=Si/Al）基团是吸附酸性气体的关键活性位点，且A型分子筛具有更大的比表面积以及更多的硅羟基活性位点。实验结果为粉煤灰基分子筛吸附酸性气体提供理论依据。
2026, 44(4): 229-239.
doi: 10.13205/j.hjgc.202604024
摘要:
为了提高污泥脱水效能，构建了MnFe2O4/BC/PMS体系以破解污泥。通过单因素和多因素试验，考察MnFe2O4/BC（记为MFB）投加量、PMS投加量、反应时间对污泥脱水效能的影响，明确污泥脱水的最佳工艺参数和环境因素的主次关系；通过对MnFe2O4/BC/PMS体系中活性物质组分鉴定，确定了MnFe2O4/BC活化PMS破解污泥的主要自由基及EPS破解主要路径。结果表明，环境因素对污泥含水率（Wc）和总有机碳（TOC）含量影响顺序为MFB>PMS>反应时间，各因素交互作用对污泥脱水性能影响顺序为MFB-PMS>PMS-反应时间>MFB-反应时间。在MFB投加量为132.99 mg/g，PMS投加量为421.80 mg/g，反应18 min时，污泥脱水效果最佳，Wc和TOC含量分别达到45.8%和489.2 mg/L。MnFe2O4/BC活化PMS释放出的·OH和SO4-·通过氧化蛋白质主链导致肽链断裂，将主要影响污泥脱水的蛋白质含量从174.6 mg/L降低到75.7 mg/L，特别是TB-EPS中蛋白质含量从91.8 mg/L破解到36.3 mg/L，降低EPS亲水性，提高了污泥脱水效果。
为了提高污泥脱水效能，构建了MnFe2O4/BC/PMS体系以破解污泥。通过单因素和多因素试验，考察MnFe2O4/BC（记为MFB）投加量、PMS投加量、反应时间对污泥脱水效能的影响，明确污泥脱水的最佳工艺参数和环境因素的主次关系；通过对MnFe2O4/BC/PMS体系中活性物质组分鉴定，确定了MnFe2O4/BC活化PMS破解污泥的主要自由基及EPS破解主要路径。结果表明，环境因素对污泥含水率（Wc）和总有机碳（TOC）含量影响顺序为MFB>PMS>反应时间，各因素交互作用对污泥脱水性能影响顺序为MFB-PMS>PMS-反应时间>MFB-反应时间。在MFB投加量为132.99 mg/g，PMS投加量为421.80 mg/g，反应18 min时，污泥脱水效果最佳，Wc和TOC含量分别达到45.8%和489.2 mg/L。MnFe2O4/BC活化PMS释放出的·OH和SO4-·通过氧化蛋白质主链导致肽链断裂，将主要影响污泥脱水的蛋白质含量从174.6 mg/L降低到75.7 mg/L，特别是TB-EPS中蛋白质含量从91.8 mg/L破解到36.3 mg/L，降低EPS亲水性，提高了污泥脱水效果。
2026, 44(4): 240-256.
doi: 10.13205/j.hjgc.202604025
摘要:
针对垃圾处理设施对臭气与多污染物的分钟级预警需求，提出了一套面向源—界（车间、厂界）场景的多变量短时序预测框架。以5 s分辨率的连续监测数据为基础，采用滑动窗口与递推多步策略的长短期记忆网络（LSTM）对恶臭浓度（OU）及VOCs、NH3、H2S、CH3SH进行联合建模；建立与监管实践相衔接的评估体系，涵盖MAE、RMSE、R²、相对持久性基线的技能评分（skill score）以及阈值化误差分层，以刻画峰值段不确定性。结果显示：在工况较稳定的车间点位，VOCs、NH3、H2S、CH3SH均取得较高拟合度与低误差；厂界受羽流到达时滞与扩散-稀释非平稳性的影响，OU与VOCs在峰值时段误差显著放大，技能评分在部分点位对基线优势不稳定。分层分析一致揭示非峰值段明显优于峰值段，事件驱动是主要误差来源。基于此，提出将风速风向、通风/门禁与作业节拍等外生变量以及峰值敏感损失并入模型，以提升对脉冲过程的刻画与预警能力。该研究形成了可复用的分钟级多污染物预测方法学基线与评估范式，为垃圾处理设施的运行管理与源-界联动管控提供定量支撑。
针对垃圾处理设施对臭气与多污染物的分钟级预警需求，提出了一套面向源—界（车间、厂界）场景的多变量短时序预测框架。以5 s分辨率的连续监测数据为基础，采用滑动窗口与递推多步策略的长短期记忆网络（LSTM）对恶臭浓度（OU）及VOCs、NH3、H2S、CH3SH进行联合建模；建立与监管实践相衔接的评估体系，涵盖MAE、RMSE、R²、相对持久性基线的技能评分（skill score）以及阈值化误差分层，以刻画峰值段不确定性。结果显示：在工况较稳定的车间点位，VOCs、NH3、H2S、CH3SH均取得较高拟合度与低误差；厂界受羽流到达时滞与扩散-稀释非平稳性的影响，OU与VOCs在峰值时段误差显著放大，技能评分在部分点位对基线优势不稳定。分层分析一致揭示非峰值段明显优于峰值段，事件驱动是主要误差来源。基于此，提出将风速风向、通风/门禁与作业节拍等外生变量以及峰值敏感损失并入模型，以提升对脉冲过程的刻画与预警能力。该研究形成了可复用的分钟级多污染物预测方法学基线与评估范式，为垃圾处理设施的运行管理与源-界联动管控提供定量支撑。
2026, 44(4): 257-269.
doi: 10.13205/j.hjgc.202604026
摘要:
多环芳烃（PAHs）作为一类典型的持久性有机污染物，广泛存在于土壤中，对生态系统和人类健康构成严重威胁。使用水热溶剂法制备了MIL-88A（Fe）催化剂，并将其应用于菲-芘（PHE-PYR）复合污染土壤的光催化过程，探究MIL-88A（Fe）催化剂的吸附-光催化协同作用。结果表明：MIL-88A（Fe）催化剂对PHE-PYR复合污染物的吸附行为以物理吸附与表面单层吸附为主导，最大吸附量达到97.25 mg/kg，催化剂较强的吸附能力增加了催化剂表面活性位点附近的污染物浓度，从而加速污染物的光催化降解效率；当反应条件为催化剂投加量为3%、土壤含水率为40%、光照时间为60 min、初始污染物浓度为200 mg/kg、初始土壤为酸性时，土壤中PHE-PYR复合污染物的吸附-光催化降解率达到79.20%。进一步探究光催化反应机制，光电化学表征结果表明，MIL-88A（Fe）催化剂在可见光波长范围内具有显著的光响应能力，较窄的禁带宽度（3.04 eV）和能带结构有利于光生电子-空穴对的有效分离，促进光催化反应；淬灭实验结果表明：超氧自由基（·O2-）和空穴（h+）是该光催化反应体系的主要活性物质，PYR在活性自由基的作用下，经羟基化、氧化以及开环反应转化为PHE，随后PHE发生羟基化和氧化反应进一步分解，最终矿化生成CO2和H2O，实现了土壤中PHE-PYR复合污染物的高效降解。
多环芳烃（PAHs）作为一类典型的持久性有机污染物，广泛存在于土壤中，对生态系统和人类健康构成严重威胁。使用水热溶剂法制备了MIL-88A（Fe）催化剂，并将其应用于菲-芘（PHE-PYR）复合污染土壤的光催化过程，探究MIL-88A（Fe）催化剂的吸附-光催化协同作用。结果表明：MIL-88A（Fe）催化剂对PHE-PYR复合污染物的吸附行为以物理吸附与表面单层吸附为主导，最大吸附量达到97.25 mg/kg，催化剂较强的吸附能力增加了催化剂表面活性位点附近的污染物浓度，从而加速污染物的光催化降解效率；当反应条件为催化剂投加量为3%、土壤含水率为40%、光照时间为60 min、初始污染物浓度为200 mg/kg、初始土壤为酸性时，土壤中PHE-PYR复合污染物的吸附-光催化降解率达到79.20%。进一步探究光催化反应机制，光电化学表征结果表明，MIL-88A（Fe）催化剂在可见光波长范围内具有显著的光响应能力，较窄的禁带宽度（3.04 eV）和能带结构有利于光生电子-空穴对的有效分离，促进光催化反应；淬灭实验结果表明：超氧自由基（·O2-）和空穴（h+）是该光催化反应体系的主要活性物质，PYR在活性自由基的作用下，经羟基化、氧化以及开环反应转化为PHE，随后PHE发生羟基化和氧化反应进一步分解，最终矿化生成CO2和H2O，实现了土壤中PHE-PYR复合污染物的高效降解。
2026, 44(4): 270-277.
doi: 10.13205/j.hjgc.202604027
摘要:
镁砂生产过程会产生一氧化碳（CO）排放，但当前针对该过程CO排放因子的公开实测数据长期缺乏，制约了行业排放核算与减排评估的准确性。为弥补典型镁砂生产工艺CO排放基础数据不足，研究选取中国辽宁省鞍山市3家代表性镁砂生产企业，覆盖“轻烧-压球-竖窑重烧”两段式煅烧、“悬浮煅烧-重烧烧结”和电弧炉熔融三类典型工艺路线。在企业未配置CO在线监测模块的条件下，构建了人工监测与烟气连续排放监测系统（CEMS）常规指标耦合的估算方法，通过建立CO与氮氧化物（NOx）、颗粒物（PM）浓度特征比值关系，并结合全年在线监测数据，核算产品CO排放因子。结果表明：两段式煅烧、悬浮煅烧-重烧烧结和电弧炉熔融工艺企业的CO排放因子分别为5.35，5.18，1.40 kg/t，其中电弧炉熔融工艺的排放水平显著低于烧结型工艺。研究提供了镁砂行业企业级CO实测参数，填补了典型工艺路线排放因子基础数据空白，并提出了适用于CO在线监测缺失条件下的排放因子估算方法，可为相关行业污染物排放核算与排放清单编制提供参考。
镁砂生产过程会产生一氧化碳（CO）排放，但当前针对该过程CO排放因子的公开实测数据长期缺乏，制约了行业排放核算与减排评估的准确性。为弥补典型镁砂生产工艺CO排放基础数据不足，研究选取中国辽宁省鞍山市3家代表性镁砂生产企业，覆盖“轻烧-压球-竖窑重烧”两段式煅烧、“悬浮煅烧-重烧烧结”和电弧炉熔融三类典型工艺路线。在企业未配置CO在线监测模块的条件下，构建了人工监测与烟气连续排放监测系统（CEMS）常规指标耦合的估算方法，通过建立CO与氮氧化物（NOx）、颗粒物（PM）浓度特征比值关系，并结合全年在线监测数据，核算产品CO排放因子。结果表明：两段式煅烧、悬浮煅烧-重烧烧结和电弧炉熔融工艺企业的CO排放因子分别为5.35，5.18，1.40 kg/t，其中电弧炉熔融工艺的排放水平显著低于烧结型工艺。研究提供了镁砂行业企业级CO实测参数，填补了典型工艺路线排放因子基础数据空白，并提出了适用于CO在线监测缺失条件下的排放因子估算方法，可为相关行业污染物排放核算与排放清单编制提供参考。
2026, 44(4): 278-286.
doi: 10.13205/j.hjgc.202604028
摘要:
全面准确核算新疆生产建设兵团县域碳收支，探究其时空演变特征，对探索制定适应各师低碳经济发展策略、实现“双碳”战略目标具有重要意义。从整个陆地生态系统、人为的视角，构建了较为全面、准确、统一的碳收支时空测算与评估模型，测算2010—2020年陆地生态系统碳吸收、人为碳排放与碳收支，探究其基于不同尺度的时空演变特征，并结合碳排放经济贡献系数（ECC）和碳生态承载系数（ESC）对各师进行碳平衡分区。结果表明：1）陆地生态系统碳吸收均为碳净吸收，呈持续缓慢递减趋势，固碳能力持续下降，表现为碳源耕地逐年向草地、林地等碳汇方向快速扩张。人为碳排放持续稳步上升，2015年后增幅急剧降低，呈“北高南低、东高西低”空间分布。2）碳排放/吸收总量经历了2010—2015年迅速上升到2015—2020年缓慢增长的变化过程。能源消耗是最主要的贡献源，各师占比均超95%，整个区域占比高达99%。碳排放/吸收总量与人为碳排放分布呈现出空间一致性，高值区由北疆准噶尔盆地第八师向东扩张，至2020年占区域土地面积26.52%的第八师、第十三师和第六师共承载了78.16%碳净排放量，为碳排放高密度区；3）2020年碳平衡分区为1个碳汇功能区、9个低碳保持区和3个高碳优化区。高碳优化区呈条带状，集中分布在中东部，约占26.52%。
全面准确核算新疆生产建设兵团县域碳收支，探究其时空演变特征，对探索制定适应各师低碳经济发展策略、实现“双碳”战略目标具有重要意义。从整个陆地生态系统、人为的视角，构建了较为全面、准确、统一的碳收支时空测算与评估模型，测算2010—2020年陆地生态系统碳吸收、人为碳排放与碳收支，探究其基于不同尺度的时空演变特征，并结合碳排放经济贡献系数（ECC）和碳生态承载系数（ESC）对各师进行碳平衡分区。结果表明：1）陆地生态系统碳吸收均为碳净吸收，呈持续缓慢递减趋势，固碳能力持续下降，表现为碳源耕地逐年向草地、林地等碳汇方向快速扩张。人为碳排放持续稳步上升，2015年后增幅急剧降低，呈“北高南低、东高西低”空间分布。2）碳排放/吸收总量经历了2010—2015年迅速上升到2015—2020年缓慢增长的变化过程。能源消耗是最主要的贡献源，各师占比均超95%，整个区域占比高达99%。碳排放/吸收总量与人为碳排放分布呈现出空间一致性，高值区由北疆准噶尔盆地第八师向东扩张，至2020年占区域土地面积26.52%的第八师、第十三师和第六师共承载了78.16%碳净排放量，为碳排放高密度区；3）2020年碳平衡分区为1个碳汇功能区、9个低碳保持区和3个高碳优化区。高碳优化区呈条带状，集中分布在中东部，约占26.52%。
