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当期目录

2026年 第44卷  第1期

水环境与水生态
《再生水利用 电子级水水源水质》团体标准解读
李声美, 王文龙, 吴乾元, 熊江磊, 田宇鸣, 巫寅虎, 陈卓, 蔡涵颖, 胡洪营
2026, 44(1): 1-7. doi: 10.13205/j.hjgc.202601001
摘要:
随着我国电子芯片等半导体制造业的自主化快速发展,电子级水的水量需求越来越大。然而,我国当前面临突出的水资源短缺问题,难以满足电子级水制备需求。再生水用于电子级水制备是解决这一矛盾的重要方法,是国际先进企业的重要发展方向,在国内的实践逐渐增多。但电子级水的水质要求极高,再生水作为水源的水质标准在国内外尚属空白,实际应用中面临水质指标不全、限值设置不清等问题,难以规范指导电子制造业的再生水利用。T/CSES 122—2023《再生水利用 电子级水水源水质》团体标准,以建立用于电子级水水源的再生水分类及水质要求为目标,确定了再生水水质指标及限值、处理要求及管理方法等。该标准的制定和实施,对规范和指导再生水用于电子级水制备具有重要意义,可为推动污废水再生和工业利用提供标准和技术支持。
污水处理厂中PAHs的赋存特征、环境影响及处理机制研究进展
周一迈, 刘润雨, 杨庆, 刘秀红, 徐进, 王亚鑫, 康晓璇
2026, 44(1): 8-20. doi: 10.13205/j.hjgc.202601002
摘要:
多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)作为典型的持久性有机污染物,因其致癌性、生物累积性及长距离迁移能力,已成为全球环境治理的关键挑战。系统分析了全球多个国家污水处理厂中PAHs的赋存情况,揭示了其浓度分布规律:工业密集地区的进水PAHs浓度普遍高于生活主导区,且污泥中高分子量PAHs占比超过65%。简述了PAHs对生态环境及人类健康的危害,指出PAHs通过食物链的放大效应,威胁人体健康。此外,详细介绍了污水处理各阶段对PAHs的去除机制,发现生物处理平均去除率约60%,高级氧化技术虽处理效果好,但存在成本高、副产物毒性强等问题。基于此,提出未来要构建“源解析-过程阻断-智慧管控”全链条治理框架。该研究从多角度展开分析,为污水处理厂PAHs精准治理与风险防控提供了理论框架与工程实践路径。
分散式生活污水处理技术研究进展
李朋, 周卫青, 王锐, 白孝轩, 周子龙, 李超
2026, 44(1): 21-30. doi: 10.13205/j.hjgc.202601003
摘要:
分散式生活污水因其排放量小、水质波动大、有机物含量高等特点,影响着以农村为首的分散式居住地区的绿色发展和水环境安全。开展分散式生活污水处理技术的研究对于改善分散式居住地区生态环境,增加水资源供给并减少水环境污染,促进可持续发展具有意义。分析了分散式生活污水的来源和排放特点,系统综述了好氧生物处理、厌氧生物处理、自然生态处理及多技术组合工艺的研究进展,对比了多种分散式生活污水处理技术的优缺点和去除效率,发现生物处理技术去除效率较高,自然生态净化技术运行成本较低。探讨了分散式生活污水处理技术的利用现状及未来发展趋势,展望了绿色高效且可持续的分散式生活污水处理的未来需求与发展前景,以期为分散式生活污水的治理及分散式生活污水处理技术的应用与发展提供参考。
宁夏银川市再生水景观水体回用可行性分析
齐娅荣, 钟艳霞, 胡洪营, 陈卓, 巫寅虎, 魏东斌
2026, 44(1): 31-42. doi: 10.13205/j.hjgc.202601004
摘要:
银川作为一座重度缺水城市,高度依赖黄河水,亟需高效利用再生水。然而,随着再生水应用途径的不断拓展,其可能带来的生态环境风险逐渐显现。基于银川市再生水利用现状,结合国内外再生水应用于生态补给的相关案例与面临的挑战,评估再生水景观利用中可能出现的富营养化、新污染物等潜在生态风险,并提出了应对策略。从水环境、水生态及水安全3个维度进行深入探讨,从水文特征和水质状况2个层面出发,提出包括建立再生水利用地方法规、合理计算再生水补水量等关于银川市再生水利用可行性的建议措施。研究可为银川市利用再生水进行生态补给提供科学依据,也为其他面临相似问题的区域提供借鉴。
二阶段SBBCOR渗滤液脱氮效能优化试验
刘亚丽, 张智, 姚婧梅, 胡雪利, 皇甫小留, 陈敏, 张梦琪, 杨新旗, 张永恒, 王力国
2026, 44(1): 43-51. doi: 10.13205/j.hjgc.202601005
摘要:
针对渗滤液水质特性及其生物脱氮的难点问题,设计了二阶段序批式生物接触氧化反应器(Ⅰ/Ⅱ-SBBCOR),开展了处理效能对比试验和正交试验,结果证明:采用“分段式+序批式”生物接触氧化工艺能够合理解决渗滤液脱氮难题;水力停留时间(HRT)对于控制Ⅰ/Ⅱ-SBBCOR内生物基质与生物流失以及硝化、反硝化反应时间,序批周期(SBC)对于控制基质浓度梯度、水力冲击负荷、多元化生物生境和微生物活性,溶解氧(DO)对于控制好氧/微氧/厌氧环境、硝化菌与反硝化菌生长活性均起着决定性作用,三者成为影响Ⅰ/Ⅱ-SBBCOR脱氮效能的显著因子。Ⅰ-SBBCOR脱氮效能最佳运行条件为HRT = 6 d、SBC=6 h、ρ(DO) = 2.0 mg/L;Ⅱ-SBBCOR脱氮效能最佳运行条件为HRT =3 d、SBC = 6 h、 ρ(DO)=2.5 mg/L,此条件下出水营养配比更加合理,有利于后续深度处理。
除磷药剂对生物除磷效能精准评估的影响及改进策略研究
王刚, 李魁晓, 高媛, 王慰, 许骐, 于澜, 吴从从
2026, 44(1): 52-60. doi: 10.13205/j.hjgc.202601006
摘要:
针对污水处理厂生物除磷效能由于受系统中残留化学除磷药剂的影响而无法精准表征,导致除磷药剂投加过量的问题,通过小试与现场生产性试验相结合的方式,阐明了化学除磷药剂对生物除磷效能评估的影响。采用聚磷酸盐、聚磷菌、PHB等表征指标,结合层次分析法构建了新型生物除磷效能评估体系。利用新构建的评估体系对北京市3种不同处理工艺的污水厂开展了生物除磷效能评估工作并提出改进策略。结果表明:化学除磷药剂在系统中的残留会严重影响生物除磷效能评估结果的准确性,A污水厂误差>40%,导致除磷药剂无法精准投加,极大地干扰了污水厂的运行调控。新建评估方法可有效排除系统中残留化学除磷药剂的影响,得到污水处理过程生物除磷的精准比例,评估准确度>95%。污水厂在进行生物除磷评估时应以检测污泥聚磷酸盐的变化为主,以聚磷菌丰度和PHB的检测结果为辅,结合3种评估指标动态调整污水厂生物池运行参数和除磷药剂投加量,实现生物除磷强化和除磷药剂的精准投加。
鼠李糖脂对铜绿微囊藻生长及藻毒素产生和释放的影响
邵晨曦, 倪利晓, 徐楚, 桑文璐, 张伊, 杜存浩, 李时银
2026, 44(1): 61-69. doi: 10.13205/j.hjgc.202601007
摘要:
常见生物表面活性剂鼠李糖脂对部分海洋微藻具有抑制作用。为探究鼠李糖脂对铜绿微囊藻生长及产毒能力的影响以及作用机制,测定了鼠李糖脂胁迫下铜绿微囊藻生长、藻毒素产生及释放、胞内氧自由基、丙二醛含量以及细胞膜形态的变化。结果表明:8 mg/L鼠李糖脂对处于对数生长期初期的铜绿微囊藻,在10 d时的抑制率已超过90%,试验结束时抑藻率达到95.5%,在21 d内藻细胞生长得到显著控制。鼠李糖脂胁迫增强了单个藻细胞的产毒能力,mcyD基因上调至空白组的1.1倍,但显著降低了藻毒素产生总量,且释放到胞外的藻毒素含量并未发生明显差异。鼠李糖脂胁迫下,藻细胞内超氧阴离子含量过载,造成细胞膜脂质过氧化并分解成丙二醛,膜结构被破坏,胞内藻毒素释放到外界。该研究结果可为鼠李糖脂的实际应用提供理论基础。
以硫铁矿和乙酸盐为基质的自养异养还原去除水中高氯酸盐
李晴晴, 王怡冰, 毛洋莉, 万东锦, 何巧冲
2026, 44(1): 70-78. doi: 10.13205/j.hjgc.202601008
摘要:
采用硫铁矿自养协同乙酸钠异养微生物还原法去除水中高氯酸盐,构建填充床反应器,并探究了水中高氯酸盐去除性能。实验结果表明,硫铁矿和乙酸钠可共同为微生物还原高氯酸盐提供电子供体,将污水中的高氯酸盐[Cl(Ⅶ)]还原为氯离子(Cl-)。反应器运行前15 d,高氯酸盐去除率可达85%以上;随着温度的降低,去除率有所下降(约60%);随着温度升高以及水力停留时间增加,去除性能提高,最终高氯酸盐去除率稳定在95%以上。反应运行前期(0~35 d),硫铁矿作为微生物电子供体还原高氯酸盐占主导;反应器运行35 d后,由于硫铁矿的钝化,乙酸钠异养对高氯酸盐还原起主导作用。动力学分析表明,高氯酸盐降解符合零级动力学模型,高氯酸盐去除速率为0.48~0.70 mg/(L·h)。利用X射线光电子能谱(XPS)技术对硫铁矿进行表征,结果表明硫铁矿中S2-和Fe(Ⅱ)被氧化为SO42-和Fe(Ⅲ)。高通量测序表明,以硫铁矿和乙酸钠为基质的微生物还原体系中优势菌属为RomboutsiaFerruginibacterDokdonella。研究为高氯酸盐污染废水修复提供了一种潜在方法。
硝化菌富集载体在乡村小微水体污染修复中的机理及应用研究
雷宇, 张丹, 尚科宇, 秦瑞, 夏佳, 谢翼飞
2026, 44(1): 79-88. doi: 10.13205/j.hjgc.202601009
摘要:
针对乡村小微水体NH3-N和COD污染突出、硝化菌群自然增殖受限及处理效能波动等问题,基于以聚己内酯为骨架的硝化菌富集载体,系统研究了其环境适应性、污染物去除效果和微生物富集机理。结果表明:1)载体在0.1%的最佳投加量下,在10~30 ℃和pH值6~9条件下均表现出良好的环境适应性,尤其对低温和偏酸、偏碱条件下的NH3-N去除效果显著;2)载体能够实现NH3-N和COD的协同去除,去除率均值分别达到78.39%和71.41%;3)载体表面富集了Dechloromonasnorank_f__AnaerolineaceaePhreatobacter等硝化功能菌群,硝化功能基因(amoAnxrA)的拷贝数持续增加,微生物活性显著提高。
磁性锰铁尖晶石@CeO2活化过氧乙酸降解水中四环素
孙娜, 杨昱清, 刘占孟, 尧骞慧, 崔培涛, 王励卿
2026, 44(1): 89-100. doi: 10.13205/j.hjgc.202601010
摘要:
为解决水中四环素污染问题,通过共沉淀法制备了磁性MnFe2O4@CeO2复合材料,并构建了MnFe2O4@CeO2/PAA催化降解体系。采用SEM、XRD等对MnFe2O4@CeO2进行表征,并考察了PAA浓度、催化剂投加量、初始pH值等因素对MnFe2O4@CeO2/PAA体系去除四环素效能的影响。结果表明:当n(Ce)∶n(Mn)为1∶3、pH为7、PAA浓度为200 μmol/L、催化剂投加量为0.1g/L时,30 min内即可降解97.3%TC,在pH值为3~9内均对TC具有良好的降解效果。阴离子和腐殖酸对体系具有不同程度的抑制作用。EPR、淬灭实验和XPS分析共同揭示了体系对TC的降解机理:Mn与Ce是活化PAA的主体,CH3C(O)OO•是降解TC的主要活性物质。此外,考察了体系在不同实际水体以及对其他难降解有机污染的适用性。最后,对MnFe2O4@CeO2材料的稳定性和重复利用性进行测试,经过CeO2负载的磁性MnFe2O4降低了金属离子浸出且稳定性较好,经过5次循环利用实验后,体系对TC去除率仍可达到86.9%。
基于模糊层次分析法(FAHP)的污水资源化典型工艺技术评价及案例分析
孙丽娟, 陈卓, 杨春丽, 贾文杰, 胡洪营
2026, 44(1): 101-109. doi: 10.13205/j.hjgc.202601011
摘要:
污水资源化利用是破解水资源短缺和水环境污染问题的国家重大需求,同时可实现资源能源回收,助力碳减排和碳中和。但是目前我国针对污水资源化工艺技术评价方法尚不统一、评价指标体系尚不健全,难以支撑污水资源化利用的快速发展。文章从技术、经济、环境、低碳四个维度构建了污水资源化利用评价体系,每个评价维度下设置了若干二级评价指标。为定量评价和对比污水资源化利用的实施效果,提出了基于模糊层次分析法的污水资源化工艺技术四维度综合评价方法,并以A市某再生水厂污水资源化工艺技术为例,阐述了采用模糊层次分析法进行综合评价的具体过程。结果表明,出水水质和电耗费用在评价指标体系中权重占比最大,分别为14.16%和14.11%,其次是药耗费用、污染物去除率、资源回收量和能源回收量,占比均在11%左右。A市再生水厂的技术指标、经济指标、环境指标和低碳指标得分分别为42.51、28.66、6.04和5.54,综合评价得分为82.75,属于良好等级。未来该再生水厂需采取措施提升工艺技术在环境指标和低碳指标方面的贡献。
雨源型城市河流再生水和雨洪水补水的水环境韧性改善效益评估
孙翔, 郑一, 姜继平, 林潮, 王秋良, 吴青萍
2026, 44(1): 110-119. doi: 10.13205/j.hjgc.202601012
摘要:
我国珠三角滨海地区的城市河流多为雨源型河流,因季节性缺水与生态韧性薄弱而备受关注。为了保障这些河流的基本流量、提升水环境容量及改善水质,采用再生水和雨洪水进行生态补水显得尤为重要。为科学评估这一补水措施的效果,引入了可靠性-弹性-脆弱性(RRV)评价框架,并首次构建了基于韧性评价的城市河流水环境模型。以深圳龙岗河流域为研究对象,该模型综合分析了流域内水质净化厂提供的再生水、非供水水库蓄积的雨洪水等多种补水水源。结果显示,再生水与雨洪水的补给均能有效提升河流的弹性与可靠性,其中雨洪水的改善效果尤为突出。对于污染程度较低的河流,雨洪水的均匀补给能显著提升其韧性。值得一提的是,补水措施对化学需氧量和氨氮的韧性改善效果尤为显著,最高可达80%,明显优于对总磷的改善。该评估框架为水环境韧性评估提供了有力工具,也将为流域水资源管理与调配的优化工作提供重要参考。
山地城市典型下垫面径流污染特征及影响因素研究
袁绍春, 谭宇俊, 吴攀, 陈京京, 刘杰
2026, 44(1): 120-130. doi: 10.13205/j.hjgc.202601013
摘要:
为解析山地城市雨水径流污染特征,对重庆悦来国博中心道路、广场、停车场等典型下垫面雨水SS、COD、TN、TP、Fe浓度进行监测,基于场次降雨径流平均浓度(EMC)和累积径流量-累积污染物负荷曲线[MV)],分析了雨水径流水质特征及初期冲刷效应,并探究了下垫面、雨前干期、降雨强度等因素与污染物浓度的相关性。结果表明:1)三类下垫面污染物输出差异显著,停车场SS、COD、TN、TP的EMC均值(55,67,4.97,0.23 mg/L)显著高于道路(47,60,2.41,0.10 mg/L)与广场(42,36,3.16,0.14 mg/L),而北环道因交通密集,导致Fe污染浓度较高(0.47 mg/L)。2)三类下垫面前30%径流携带超50%污染物,初期冲刷效应显著强于平原城市,尤其停车场SS、TN的冲刷比例分别达到83%、82%,表明山地城市陡坡区域需优先管控初期雨水;冲刷效应随降雨强度、雨前干期的增加而增强,但当降雨历时短、不连续或汇水面积大时则不明显。3)径流污染物浓度与雨前干期呈正相关(r>0.52),与降雨强度呈负相关(r<-0.06);暴雨条件下,北展场因短时强冲刷使得TN浓度快速升至63 mg/L(明显高于大雨条件下的34 mg/L),表明地形对径流水质有较大影响。
密集型绿色屋顶雨洪调蓄性能试验及数值模拟
王志君, 严亚峰, 徐忠立, 吕竣, 傅小坚, 仲勇, 梅国雄, 肖良, 徐洪涛, 姜屏, 张昊盟
2026, 44(1): 131-140. doi: 10.13205/j.hjgc.202601014
摘要:
随着城市化建设的快速推进,局部地区城市生态环境受到负面影响,建设可持续发展的生态城市成为一项重要课题。采用现场试验和数值模拟相结合的方法,探究了密集型绿色屋顶的雨洪调蓄性能。首先,通过模拟降雨试验监测和分析雨洪调蓄性能指标。其次,基于南宁某住宅小区的实际工程设计参数,利用SWMM软件进行模拟,探究不同降雨重现期、不同绿色屋顶覆盖率和不同绿色屋顶分布方式下,研究区的水文效应与管网效能,得到研究区雨洪调蓄性能最佳的密集型绿色屋顶建设方式。结果表明:密集型绿色屋顶覆盖显著提升了小区的雨洪调蓄性能,当覆盖率增加至80%以上时,性能提升趋于平缓。均匀分布式绿色屋顶在削减小区径流总量方面表现最佳。间隔组合分布式绿色屋顶则在峰值产流调控和减少小区管渠超载方面效果最优。研究结果旨在评估密集型绿色屋顶在亚热带地区的雨洪调蓄性能,以优化城市雨水管理策略。
大气污染物与温室气体深度减排
北京市化学药品制剂制造行业VOCs产排特征分析
杨候剑, 梁辉凯, 韩兵, 肖晓峰, 张心钰, 崔有为
2026, 44(1): 141-148. doi: 10.13205/j.hjgc.202601015
摘要:
解析重点工业行业的挥发性有机物(VOCs)产排情况是促进行业绿色升级和打赢蓝天保卫战的基础。针对北京市医药制造行业中化学药品制剂制造子行业开展调查研究,以VOCs产排为主线,从生产工艺流程、涉VOCs原辅材料、VOCs废气收集及处理全链条开展调查梳理,研究计算了行业VOCs的产生量、排放量和产排污系数。研究结果表明:化学药品制剂制造行业VOCs产生的工艺单元集中在固体制剂的湿法制粒、干燥和包衣工序单元,液体制剂的溶解/浓配、灌装和冻干工序单元。北京市化学药品制剂制造行业涉VOCs原辅材料使用量约1500余t,VOCs原辅材料种类主要为乙醇、异丙醇和丙酮。包衣工序单元使用VOCs原辅材料量最大,占比30.48%。VOCs的末端治理设施67.1%采用单一的活性炭吸附法。以产品产量、产值和企业数为基数,化学药品制剂制造VOCs产生系数分别为30.40 t/万t、2.56 t/亿元和8.43 t/家;通过物料衡算,VOCs排放系数相应分别为23.75 t/万t产品、2.00 t/亿元产值和6.59 t/家。研究全面解析了化学药品制剂制造行业VOCs产排特征及系数,为北京市医药制造行业开展VOCs污染防治和精细化管控提供理论支撑。
静电除尘器内电场、流场和颗粒行为的双向耦合模拟
田茂, 雷洪, 亓捷, 张立莹
2026, 44(1): 149-157. doi: 10.13205/j.hjgc.202601016
摘要:
为了深入研究线板式静电除尘器的电学特性和颗粒输运行为,采用开源软件OpenFOAM求解了Maxwell 方程组、连续性方程、动量方程、颗粒荷电和运动方程,研究了不同颗粒浓度下带电粒子对静电除尘器内的电场、流场和颗粒行为的影响。结果表明:颗粒空间电荷效应打破了电场强度、离子电荷密度和电场力对称分布的规律,颗粒浓度越高,非对称性越强。当颗粒浓度从0 mg/m3增加到500 mg/m3,电晕线附近的电场强度从1.4×106 V/m降至1.31×106 V/m,第1根电晕线正对的收尘极附近的电场强度从7.5×105 V/m增加到8.7×105 V/m;离子电荷密度也呈下降趋势。颗粒浓度的增大导致电晕线附近电场力减小,极板附近的电场力增大,电场力对空气沿主流方向的速度有促进作用。颗粒浓度的增大也导致静电除尘器内颗粒轨迹出现向中心轴线偏移的现象;小尺寸颗粒的运动受湍流夹带作用的影响效果显著,粒径<5 µm的颗粒在湍流作用下轨迹会出现明显的分叉现象。
固废处理与资源化
对我国建筑垃圾治理工作存在问题的探讨与对策建议
詹良通, 杨丰源, 沈林昌, 张帅, 陈云敏
2026, 44(1): 158-167. doi: 10.13205/j.hjgc.202601017
摘要:
结合2024年中央生态环境保护督察组集中通报七省(市)的建筑垃圾问题,探讨了我国当前建筑垃圾处置与再利用中存在的主要问题:治理工作规划缺失、消纳设施能力不足、行业监管不力,建筑垃圾非法倾倒违规处置的现象依然存在,对生态环境造成了一定影响。针对上述问题,分析主要原因:一是建筑垃圾的产量具有波动性,组分具有时空变异性;二是治理过程中存在多部门、跨区域协同管理等难题,相关机制法制有待完善;三是建筑垃圾治理工作缺乏全面有效的监管手段;四是再生产品的出路受限,资源化企业盈利困难。对此,从建筑垃圾治理全过程出发,提出了体系化的解决思路和建议,包括推动建筑垃圾治理工作专项规划,加强建筑垃圾源头减量和分类,天空地一体化监测技术赋能全过程监管,建立基于多种固废协同利用的资源化产品体系等措施。此外,还指出应正确认识渣土类建筑垃圾的污染性与资源性,坚持消纳处置与资源化并重。
利用农林废弃物创制水处理功能材料研究进展
陈一良, 宋文旭, 洪桐潇, 张磊, 凌晨, 丁大虎, 阮宏华
2026, 44(1): 168-176. doi: 10.13205/j.hjgc.202601018
摘要:
农林废弃物的高效资源化利用对于保护生态环境、开发生物质资源以及绿色低碳可持续发展具有重要意义,已受到世界各国科学家与产业界的高度关注。利用农林废弃物创制先进环境功能材料是当今重要且活跃的研究方向,前景十分广阔。在深入调研国内外文献资料的基础上进行全面梳理分析和总结,系统阐述了基于农林废弃物构筑和制备水处理功能材料的研究现状与最新进展,包括农林废弃物预处理改性的技术方法,及其在生物炭、吸附和絮凝、光催化和高级氧化、水环境生态修复、新型分离膜等方面的研究成果,重点关注废弃物原料的选用、材料制备策略与方法、应用途径及效果等。最后提出了当前存在的主要问题以及未来有待探索的重要研究方向。
钢渣堆存场地污染特征、风险管控及资源化利用建议
卢光华, 岳昌盛, 彭犇, 刘诗诚, 刘长波, 夏春, 吴洁, 吕存根
2026, 44(1): 177-186. doi: 10.13205/j.hjgc.202601019
摘要:
我国钢渣年产量过亿吨,综合利用率低,累计遗留堆存超10亿t,且堆存量大,易对周边生态环境构成危害。目前社会主要关注钢渣的资源化利用,对于巨量遗留堆存钢渣的环境安全问题研究甚少,亟待重视。针对我国遗留钢渣堆存问题,从钢渣组成结构、污染特性等方面对钢渣性质及特点进行详细介绍,选取国内多个典型钢渣堆存场地进行污染特征分析及环境危害性评估,并针对钢渣堆存场地污染特征和利用现状,提出了环境风险管控及钢渣资源化利用的综合治理建议。该系统性研究可为遗留钢渣堆存场地治理提供技术参考,也可为大宗工业固废治理提供可靠依据。
餐厨垃圾生物炭对Cu2+、Zn2+和Pb2+吸附性能研究
刘亮, 贺梓航, 卿梦霞, 张睿, 吴佳俊, 刘文斌
2026, 44(1): 187-196. doi: 10.13205/j.hjgc.202601020
摘要:
为有效解决水体重金属污染问题,通过热解炭化的方法,以餐厨垃圾(FW)为原料制备餐厨垃圾生物炭(FWB),研究FWB对Cu2+、Zn2+和Pb2+的吸附性能。在单金属体系中,FWB对Cu2+、Zn2+和Pb2+的吸附容量分别为40.283,37.082,51.565 mg/g。与单重金属体系相比,FWB在多金属体系下由于离子间的吸附发生竞争反应,导致吸附性能降低,且FWB对重金属的吸附顺序为Cu2+>Pb2+>Zn2+。结合相关表征,推测FWB对3种重金属的吸附机理包括含氧官能团的离子络合、离子交换、碳酸盐的沉淀等,其中FWB中的Ca元素对Cu2+与其他2种重金属的吸附机理不同,Ca与Cu2+发生络合反应,生成相应的含Cu沉淀结构,而与Zn2+、Pb2+发生的则是离子交换反应。
某电子废弃物处理企业不同车间灰尘中重金属的生物可利用性及风险评价
黄凯
2026, 44(1): 197-205. doi: 10.13205/j.hjgc.202601021
摘要:
为了解电子废弃物回收过程中重金属的污染特征以及健康风险,采集了上海某电子废弃物处理企业不同车间的灰尘样品,采用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定了Pb、Sb和Cd 3种重金属含量,并采用生理提取实验(PBET法)模拟人体胃肠评价其生物可利用性及健康风险。结果表明,Pb在拆解车间中的含量最高(654 mg/kg),Sd和Cd在塑料破碎车间中含量高(分别为118,4.09 mg/kg)。形态结果显示,Cd赋存形态以碳酸盐结合态为主,Pb主要为铁锰氧化态,Sb主要为残渣态;三元相图以及形态生物可利用性分析表明,Pb和Cd较活泼且具有潜在风险,Sb比较稳定。胃肠液生物可利用性显示,Pb和Cd的胃期生物可利用性高于肠期,Sb与之相反,肠期高于胃期,相关性分析表明重金属在胃肠期的生物可利用性与其金属形态相关。风险评价结果显示,灰尘主要以经口摄入途径进入人体,Pb是造成拆解车间灰尘非致癌性的主要金属,Sb是破碎车间灰尘和塑料破碎灰尘非致癌性主要金属,Cd的致癌性对于3种灰尘均在可接受范围内。
基于LCA的低碳高性能再生混凝土环境和经济效应评价
马丽丽, 曾庆鑫, 吴峰, 李彪
2026, 44(1): 206-215. doi: 10.13205/j.hjgc.202601022
摘要:
推广应用由工业废渣和建筑再生混凝土骨料制备的低碳高性能再生混凝土(LC-HPRAC)符合我国“双碳”战略目标的要求。基于生命周期评价(LCA)方法,综合考虑LC-HPRAC的材料力学性能、环境影响和经济性,对不同钢纤维体积掺量和再生骨料取代率的LC-HPRAC进行环境和经济效应量化分析,并采用极差和析因法分析各项指标的显著性。结果表明:普通混凝土的碳排放量为426 kg CO2-eq/m3,LC-HPRAC的碳排放量仅为普通混凝土的42%;LC-HPRAC的环境影响主要来自原材料生产阶段的碱性激发剂、钢纤维和矿渣,合计占比为60%以上;LC-HPRAC的环境影响以温室效应为主,占比为45%以上,其中碳排放为最主要因素;LC-HPRAC的环境和经济综合效应指标总体上与再生骨料取代率和钢纤维体积掺量呈正相关;当钢纤维体积掺量为0.5%,且再生骨料取代率为50%时,混凝土的环境和经济综合效应最优。
环境生态工程
生态系统中微生物介导的铁-氮循环
齐新, 贾方旭, 陈瑶, 梅宁, 赵星程, 刘世龙, 姚宏
2026, 44(1): 216-225. doi: 10.13205/j.hjgc.202601023
摘要:
铁-氮循环作为自然界中一个复杂且至关重要的生物地球化学过程,它不仅影响着生态系统内的氮素平衡,还对全球气候变化和生物多样性产生深远影响。硝酸盐依赖的Fe(Ⅱ)氧化(nitrate-dependent ferrous oxidation, NDFO)和铁氨氧化(ferric ammonia oxidation, Feammox)是由铁参与微生物驱动的氮循环过程,二者的循环在一定程度上能够加强氮损失,也有助于减轻氮排放过量引起的环境污染问题。基于此,综述了生态系统中微生物介导的铁-氮循环,对其代谢机制进行总结,并介绍了功能微生物生存所需的环境条件及研究应用。这些微生物过程在自然环境和农业生态系统中均有重要作用,对于维持生态系统的健康和稳定具有重要意义。加强对该领域的科学研究不仅有助于更好地理解地球表层系统中物质循环规律,也为解决当前面临的诸多环境挑战提供了新的思路和方法。
碳中和技术与工程
基于江西省县域碳核算的碳排放时空变化及特征要素分析
符家齐, 甘然屹, 潘飞, 许琳燕, 尧骞慧, 钱挺, 刘雪梅
2026, 44(1): 226-237. doi: 10.13205/j.hjgc.202601024
摘要:
基于类NPP/VIIRS并结合MOD17A3HGF v061 NPP植被净初级生产力数据,计算2007—2022年江西省县域碳排放量及碳汇量,研究其碳排放时空变化情况及碳排放特征要素,并分析地理区位、经济状况、产业结构等对区(县、市)的碳排放时空及特征要素的影响。研究结果显示:1)通过拟合夜间灯光数据与碳排量得到R2=0.8477,并以此为基础进行县域反演,同时碳排放统计值与模拟值进行拟合,得到R2=0.9423,其碳汇量对比中国碳核算数据库CEADs的变化率在±0.5%以内,均符合精度要求。2)江西省县域碳排整体呈现逐年递增的态势,以地级市为中心向周围区域辐射递减,而碳汇量呈现波动增长的态势,碳排放量年均增长率为5.05%,碳汇量年均增长率则只有0.06%,但整体仍呈现明显的净碳汇区。净碳排量与碳汇量的变化趋势一致且平稳。3)碳排放强度、碳补偿率、经济贡献系数、生态承载系数整体均呈现下降趋势。研究结果表面,合理规划江西省整体发展及产业布局,促进产业结构的升级及低碳转型,对江西省加快实现“双碳”目标具有重要意义。
双碳愿景下某白酒工业园区能源消费及碳排放预测分析
刘思远, 杜雨洋, 初英杰, 肖璐, 王晋军, 李明冉, 单明, 杨旭东
2026, 44(1): 238-246. doi: 10.13205/j.hjgc.202601025
摘要:
白酒行业作为能源密集型产业,其碳减排路径对实现“双碳”目标具有现实意义。以山西汾阳杏花村经济技术开发区白酒产业园区为研究对象,采用自上而下与自下而上相结合的分析预测模型,统筹考虑经济发展、能源需求,设置趋势照常情景、低碳情景和强低碳3种情景,对经开区2020—2035年的能源消费与碳排放进行了预测。研究表明,2020年园区能源消耗总量折合标准煤约13.4万t,碳排放总量约37.15万t,其中天然气和电力消耗占比较大,园区对传统化石能源依赖程度较高。依据该趋势情景下,到2035年,园区CO2排放量将达到129.80万t,能源结构未发生显著变化,仍以化石能源为主;低碳情景下,到2035年,CO2排放量约49.6万t,能源结构得到优化,经济性和环保性显著提升;强低碳情景下,到2035年,CO2排放量约42.7万t,减排效果显著,但实施难度相对较大。综合考虑,建议经开区采用低碳情景的能源架构方案,以燃气保障为主,推进余热回收等节能增效技术应用,逐步实现电气化。研究可为白酒工业园区在“双碳”目标下的低碳转型提供科学依据和可行路径,助力白酒行业实现可持续发展。
土壤污染控制
磷化工固废改性造地土壤的水环境效应研究
刘昱成, 周洪印, 杨德剑, 李润和, 张乃明
2026, 44(1): 247-258. doi: 10.13205/j.hjgc.202601026
摘要:
磷石膏和磷尾矿作为磷化工生产过程中产生的工业废弃物,因其产排量大、资源化利用率低等特征,已成为磷化工企业实现可持续发展的巨大挑战,两者的无害化、资源化利用是迫切需要解决的研究问题。为探究磷石膏与磷尾矿新的利用领域,在无法利用的石漠化荒漠化地区,对磷石膏及磷尾矿改性处理后进行人工造地,研究不同造地工艺对水环境总氮(TN)、总磷(TP)、氟化物(F-)和重金属铅(Pb)、镉(Cd)、砷(As)浓度的影响及水环境污染评价。结果表明:改性磷石膏降低地表径流和下渗水中TN和TP浓度效果最好,磷尾矿处理次之;且分层重构工艺优于一体化造地工艺;F-浓度总体上表现为改性磷石膏处理高于磷尾矿处理,磷尾矿处理F-浓度均达到GB 3838—2002《地表水环境质量标准》及GB/T 14848—2017《地下水环境质量标准》中规定的Ⅰ类水标准[(ρ(F-)≤1 mg/L];改性磷石膏处理的重金属浓度均低于GB 3838—2002的Ⅳ类和GB/T 14848—2017的Ⅲ类限值。水环境风险评价结果表明,改性磷石膏处理无污染,磷尾矿处理轻微污染,而对照处理中度污染,污染指数偏高。通过对磷化工固废改性造地研究,以期为提高磷化工固体废弃物资源化利用率、增加耕地面积开辟新的途径。