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2020年 第38卷 第11期
2020, 38(11): 1-5,43.
doi: 10.13205/j.hjgc.202011001
摘要:
从碳达峰的定义及判断标准入手，提出了1套适用于中国城市碳达峰的评估体系。一方面，中国城市需要结合自身实际情况提出明确的达峰期限和达峰峰值目标，具备条件的城市应尽早达峰；另一方面，中国城市需要制定精细化的达峰路径图，其内容要包括城市总体的年度和阶段性排放目标、部门的达峰期限、达峰峰值和达峰前后的排放控制方案。同时，配合相应的监督考核机制，加强碳排放的统计与核算工作，构建碳排放数据信息平台以及建立目标责任制度和奖惩机制。
从碳达峰的定义及判断标准入手，提出了1套适用于中国城市碳达峰的评估体系。一方面，中国城市需要结合自身实际情况提出明确的达峰期限和达峰峰值目标，具备条件的城市应尽早达峰；另一方面，中国城市需要制定精细化的达峰路径图，其内容要包括城市总体的年度和阶段性排放目标、部门的达峰期限、达峰峰值和达峰前后的排放控制方案。同时，配合相应的监督考核机制，加强碳排放的统计与核算工作，构建碳排放数据信息平台以及建立目标责任制度和奖惩机制。
2020, 38(11): 6-11,202.
doi: 10.13205/j.hjgc.202011002
摘要:
煤炭是我国主要能源，分析煤炭消费变化趋势对于预测我国二氧化碳及大气污染物排放具有重要意义。基于全国环境统计调查数据，分析了2011—2018年主要城市煤炭消费的利用情况，利用热力聚类图对我国省会城市（含直辖市）聚类分析其工业源和生活源的煤炭消费趋势，并按东部、中部和西部城市进行煤炭消费的区域性对比。结论如下：通过聚类分析发现，位于同一簇的城市之间工业企业煤炭消耗总量的基数和变化趋势有一定的相似性；总体上，城市工业企业的煤炭消耗呈逐年递减趋势，东部城市煤炭消耗总量高于中部、西部城市煤炭消耗总量，东部城市煤炭消费量下降情况总体好于中部和西部城市；除北京等少数城市外，电力、热力生产和供应行业每年的煤炭消耗量基本变化不大；城市生活源煤炭消费量变化趋势总体呈逐年递减趋势，西部呈上升趋势，东部、中部城市呈下降趋势；东部城市中的城市总煤炭消费达峰情况优于中部、西部城市。
煤炭是我国主要能源，分析煤炭消费变化趋势对于预测我国二氧化碳及大气污染物排放具有重要意义。基于全国环境统计调查数据，分析了2011—2018年主要城市煤炭消费的利用情况，利用热力聚类图对我国省会城市（含直辖市）聚类分析其工业源和生活源的煤炭消费趋势，并按东部、中部和西部城市进行煤炭消费的区域性对比。结论如下：通过聚类分析发现，位于同一簇的城市之间工业企业煤炭消耗总量的基数和变化趋势有一定的相似性；总体上，城市工业企业的煤炭消耗呈逐年递减趋势，东部城市煤炭消耗总量高于中部、西部城市煤炭消耗总量，东部城市煤炭消费量下降情况总体好于中部和西部城市；除北京等少数城市外，电力、热力生产和供应行业每年的煤炭消耗量基本变化不大；城市生活源煤炭消费量变化趋势总体呈逐年递减趋势，西部呈上升趋势，东部、中部城市呈下降趋势；东部城市中的城市总煤炭消费达峰情况优于中部、西部城市。
2020, 38(11): 12-18.
doi: 10.13205/j.hjgc.202011003
摘要:
在2015年巴黎气候变化大会上，中国政府提出"2030年前后碳排放达到峰值并加快实现"等一系列新阶段目标。城市是能源资源消耗和碳排放的集聚区域，推动城市低碳发展成为各国面临的共同挑战。采用STIRPAT模型，探究上海市过去20年发展总体形势，分析碳排放影响因素，判断上海在2025年是否可以达峰。结果表明：无论基准情景还是超低碳情景，上海市在2025年之前达峰的目标均可以实现。在对上海市碳排放各影响因素中，城市化率对其影响最大，其次是人均GDP水平。
在2015年巴黎气候变化大会上，中国政府提出"2030年前后碳排放达到峰值并加快实现"等一系列新阶段目标。城市是能源资源消耗和碳排放的集聚区域，推动城市低碳发展成为各国面临的共同挑战。采用STIRPAT模型，探究上海市过去20年发展总体形势，分析碳排放影响因素，判断上海在2025年是否可以达峰。结果表明：无论基准情景还是超低碳情景，上海市在2025年之前达峰的目标均可以实现。在对上海市碳排放各影响因素中，城市化率对其影响最大，其次是人均GDP水平。
2020, 38(11): 19-24,77.
doi: 10.13205/j.hjgc.202011004
摘要:
基于IPCC排放因子方法建立了2015—2019年京津冀城市群地级城市CO2排放清单，基于经济增长与CO2排放关系的脱钩系数法，得到京津冀城市群13个地级以上城市的脱钩情况，结合历史CO2排放和脱钩情况提出的京津冀城市群达峰判别方法，对京津冀城市群地级以上城市CO2排放达峰情况进行了判断。结果表明：近5年来，保定、张家口、秦皇岛、邢台、沧州、廊坊、衡水7市碳排放量暂未达到峰值状态；北京、天津、石家庄、承德、邯郸、唐山6个城市已经处于CO2排放达峰状态。建议已经具备达峰条件的城市抓紧开展达峰行动方案，制定CO2排放达峰目标。
基于IPCC排放因子方法建立了2015—2019年京津冀城市群地级城市CO2排放清单，基于经济增长与CO2排放关系的脱钩系数法，得到京津冀城市群13个地级以上城市的脱钩情况，结合历史CO2排放和脱钩情况提出的京津冀城市群达峰判别方法，对京津冀城市群地级以上城市CO2排放达峰情况进行了判断。结果表明：近5年来，保定、张家口、秦皇岛、邢台、沧州、廊坊、衡水7市碳排放量暂未达到峰值状态；北京、天津、石家庄、承德、邯郸、唐山6个城市已经处于CO2排放达峰状态。建议已经具备达峰条件的城市抓紧开展达峰行动方案，制定CO2排放达峰目标。
2020, 38(11): 25-32.
doi: 10.13205/j.hjgc.202011005
摘要:
基于LEAP模型（long-range energy alternatives planning system）评估北京市历史阶段（2000—2018年）道路机动车温室气体排放量的变化规律，并设置5种情景预测未来阶段（2019—2030年）机动车保有量、能源需求、温室气体排放量的发展趋势，探究达峰年份，寻求最优发展路径。结果显示：未来北京市机动车保有量仍将持续增长，但平均年增长率降低至1.63%。机动车温室气体排放总量已于2013年达峰，峰值为21758563 t CO2e，对应能源消耗量为306383 TJ，未来所有情景下机动车温室气体排放量均呈不同程度下降。单一措施中提高机动车燃料经济性的减排效果最佳，综合3种减排措施的ODS情景（最优发展情景）是最优发展路径。
基于LEAP模型（long-range energy alternatives planning system）评估北京市历史阶段（2000—2018年）道路机动车温室气体排放量的变化规律，并设置5种情景预测未来阶段（2019—2030年）机动车保有量、能源需求、温室气体排放量的发展趋势，探究达峰年份，寻求最优发展路径。结果显示：未来北京市机动车保有量仍将持续增长，但平均年增长率降低至1.63%。机动车温室气体排放总量已于2013年达峰，峰值为21758563 t CO2e，对应能源消耗量为306383 TJ，未来所有情景下机动车温室气体排放量均呈不同程度下降。单一措施中提高机动车燃料经济性的减排效果最佳，综合3种减排措施的ODS情景（最优发展情景）是最优发展路径。
2020, 38(11): 33-38,59.
doi: 10.13205/j.hjgc.202011006
摘要:
利用柯布-道格拉斯函数，结合新冠肺炎疫情对中国GDP的影响，预测了2025年长三角城市群CO2排放量，基于历史和未来长三角CO2排放情况，通过CO2排放达峰判断方法，对长三角城市群41个城市达峰进行判断。结果表明：上海市，江苏省南京市、苏州市、无锡市、常州市、镇江市，浙江省杭州市、嘉兴市、湖州市、宁波市、温州市，安徽省池州市、黄山市、芜湖市等城市已经具备达峰的条件，建议这些城市在"十四五"期间提出达峰行动方案，探索CO2排放总量控制制度。
利用柯布-道格拉斯函数，结合新冠肺炎疫情对中国GDP的影响，预测了2025年长三角城市群CO2排放量，基于历史和未来长三角CO2排放情况，通过CO2排放达峰判断方法，对长三角城市群41个城市达峰进行判断。结果表明：上海市，江苏省南京市、苏州市、无锡市、常州市、镇江市，浙江省杭州市、嘉兴市、湖州市、宁波市、温州市，安徽省池州市、黄山市、芜湖市等城市已经具备达峰的条件，建议这些城市在"十四五"期间提出达峰行动方案，探索CO2排放总量控制制度。
2020, 38(11): 39-43.
doi: 10.13205/j.hjgc.202011007
摘要:
基于可获取的城市SO2和CO2排放清单数据，从数据挖掘的角度去探究两者排放趋势的相似性或差异性，分析这种趋势之间的相互关系对预测CO2今后趋势的借鉴意义。利用DTW算法实现SO2和CO2在时间轴上的匹配关系，将城市按照滞后型、同步型、超前型进行分类，对于各类城市进行碳达峰年预判，最后根据研究结果对碳减排行动提出了建议。
基于可获取的城市SO2和CO2排放清单数据，从数据挖掘的角度去探究两者排放趋势的相似性或差异性，分析这种趋势之间的相互关系对预测CO2今后趋势的借鉴意义。利用DTW算法实现SO2和CO2在时间轴上的匹配关系，将城市按照滞后型、同步型、超前型进行分类，对于各类城市进行碳达峰年预判，最后根据研究结果对碳减排行动提出了建议。
2020, 38(11): 44-52.
doi: 10.13205/j.hjgc.202011008
摘要:
唐山市作为工业密集型城市，2018年生铁、粗钢和钢材产量约占全国总产量的15%，同时也排放了大量的温室气体和大气污染物。以唐山市为例，研究唐山市钢铁生产碳排放2010—2030年的变化趋势，并确定达峰时间。基于《温室气体排放核算与报告要求》的计算方法，初步建立了可根据设备规模、运行时长、产能利用率和单位产品能耗参数来核算企业CO2排放的数值算式，并将其应用于唐山市全部钢铁联合企业，计算得出2017年唐山市钢铁行业碳排放量为14042.52万t，碳排放系数为1.616 t CO2/t钢。与文献、统计年鉴数据对比误差均<10%，表明数值算式有一定的准确性，可为自下而上地快速核算企业或区域的钢铁生产碳排放提供参考。同时，结合唐山市钢铁历史生产情况、生产现状及未来规划，借助LEAP构建了能源需求模型，得到2010—2030年唐山市钢铁生产化石能源消耗和碳排放量的变化趋势，并确定唐山市钢铁生产碳排放已于2018年达峰。
唐山市作为工业密集型城市，2018年生铁、粗钢和钢材产量约占全国总产量的15%，同时也排放了大量的温室气体和大气污染物。以唐山市为例，研究唐山市钢铁生产碳排放2010—2030年的变化趋势，并确定达峰时间。基于《温室气体排放核算与报告要求》的计算方法，初步建立了可根据设备规模、运行时长、产能利用率和单位产品能耗参数来核算企业CO2排放的数值算式，并将其应用于唐山市全部钢铁联合企业，计算得出2017年唐山市钢铁行业碳排放量为14042.52万t，碳排放系数为1.616 t CO2/t钢。与文献、统计年鉴数据对比误差均<10%，表明数值算式有一定的准确性，可为自下而上地快速核算企业或区域的钢铁生产碳排放提供参考。同时，结合唐山市钢铁历史生产情况、生产现状及未来规划，借助LEAP构建了能源需求模型，得到2010—2030年唐山市钢铁生产化石能源消耗和碳排放量的变化趋势，并确定唐山市钢铁生产碳排放已于2018年达峰。
2020, 38(11): 53-59.
doi: 10.13205/j.hjgc.202011009
摘要:
以天然石墨粉、正硅酸乙酯、吡咯单体为原料，通过溶胶-凝胶法和原位沉淀法合成高比表面积石墨烯/SiO2-聚吡咯复合材料（GS-PPy），并对其去除水中Cr（Ⅵ）的效果进行研究，探讨溶液pH、反应时间、反应温度等因素对吸附过程的影响，同时结合TEM、XPS、FTIR等多种表征手段，探讨GS-PPy去除Cr（Ⅵ）的反应机理。研究结果表明：在pH=2.0时，GS-PPy对Cr（Ⅵ）吸附效果最好；吸附过程符合伪二级动力学和Freundlich等温线模型，为多分子层化学吸附，反应过程为吸热反应。GS-PPy去除Cr（Ⅵ）的机理主要包括静电吸引、离子交换以及氧化还原作用。
以天然石墨粉、正硅酸乙酯、吡咯单体为原料，通过溶胶-凝胶法和原位沉淀法合成高比表面积石墨烯/SiO2-聚吡咯复合材料（GS-PPy），并对其去除水中Cr（Ⅵ）的效果进行研究，探讨溶液pH、反应时间、反应温度等因素对吸附过程的影响，同时结合TEM、XPS、FTIR等多种表征手段，探讨GS-PPy去除Cr（Ⅵ）的反应机理。研究结果表明：在pH=2.0时，GS-PPy对Cr（Ⅵ）吸附效果最好；吸附过程符合伪二级动力学和Freundlich等温线模型，为多分子层化学吸附，反应过程为吸热反应。GS-PPy去除Cr（Ⅵ）的机理主要包括静电吸引、离子交换以及氧化还原作用。
2020, 38(11): 60-65,52.
doi: 10.13205/j.hjgc.202011010
摘要:
通过置换反应得到最佳组成的微米级锌铜双金属（以下简称mZn/Cu），以罗丹明B为目标污染物，研究了溶液初始pH、mZn/Cu用量和罗丹明B浓度等因素对mZn/Cu降解罗丹明B的影响，并通过单因素实验，确定了罗丹明B降解的最优条件。与单金属材料相比，由于mZn/Cu构成微电池显著提高了其供给电子的能力和化学活性，从而导致罗丹明B被更为有效降解。通过向反应体系中充入氮气去除溶解氧和加入自由基捕集剂叔丁醇和对苯醌，罗丹明B的降解率均有显著降低，并证实了在酸性条件下溶解氧从mZn/Cu表面获得电子，产生出具有强氧化性的羟基自由基和超氧根自由基，最终导致罗丹明B的氧化降解。由此可见，研究不仅基于通过简单置换反应获得的mZn/Cu材料提出了1种新的高级氧化技术，而且还探讨了其作用机理，从而为实现低成本、高效率的水体有机污染物降解提供有价值的参考。
通过置换反应得到最佳组成的微米级锌铜双金属（以下简称mZn/Cu），以罗丹明B为目标污染物，研究了溶液初始pH、mZn/Cu用量和罗丹明B浓度等因素对mZn/Cu降解罗丹明B的影响，并通过单因素实验，确定了罗丹明B降解的最优条件。与单金属材料相比，由于mZn/Cu构成微电池显著提高了其供给电子的能力和化学活性，从而导致罗丹明B被更为有效降解。通过向反应体系中充入氮气去除溶解氧和加入自由基捕集剂叔丁醇和对苯醌，罗丹明B的降解率均有显著降低，并证实了在酸性条件下溶解氧从mZn/Cu表面获得电子，产生出具有强氧化性的羟基自由基和超氧根自由基，最终导致罗丹明B的氧化降解。由此可见，研究不仅基于通过简单置换反应获得的mZn/Cu材料提出了1种新的高级氧化技术，而且还探讨了其作用机理，从而为实现低成本、高效率的水体有机污染物降解提供有价值的参考。
2020, 38(11): 66-71,156.
doi: 10.13205/j.hjgc.202011011
摘要:
针对当前黑臭河道治理工作中出现的黑臭反复，长效性难保持问题，以某内源污染严重的重度黑臭河道为例实施原位生态修复。第1阶段采用超微气泡富氧（移动式曝气船+定点式曝气设备）和生物活化技术进行水体和底质修复，削减内源污染，改善生境；第2阶段应用定点式曝气设备、生态浮岛、水生植物净化、水生动物多样性调控进行生态修复，营造健康稳定的生态系统。经过近4个月的治理，治理区水质由重度黑臭稳定达到GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅴ类水标准，水体COD、NH3-N和TP含量分别为28.79，0.36，0.19 mg/L，去除率分别达到45%、98%和85%以上，治理后水体澄清，可见多种水生动物和沉水植物，河道底质呈现自然泥土色泽，在未进行清淤处理的情况下即达到了泥水共治的效果，水环境质量得到显著提升，实现了长效治理。
针对当前黑臭河道治理工作中出现的黑臭反复，长效性难保持问题，以某内源污染严重的重度黑臭河道为例实施原位生态修复。第1阶段采用超微气泡富氧（移动式曝气船+定点式曝气设备）和生物活化技术进行水体和底质修复，削减内源污染，改善生境；第2阶段应用定点式曝气设备、生态浮岛、水生植物净化、水生动物多样性调控进行生态修复，营造健康稳定的生态系统。经过近4个月的治理，治理区水质由重度黑臭稳定达到GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅴ类水标准，水体COD、NH3-N和TP含量分别为28.79，0.36，0.19 mg/L，去除率分别达到45%、98%和85%以上，治理后水体澄清，可见多种水生动物和沉水植物，河道底质呈现自然泥土色泽，在未进行清淤处理的情况下即达到了泥水共治的效果，水环境质量得到显著提升，实现了长效治理。
2020, 38(11): 72-77.
doi: 10.13205/j.hjgc.202011012
摘要:
在NaCl再生液中添加pH缓冲剂NaHCO3，重点调查了添加NaHCO3对失效再生液电解效果和地下水硝酸盐选择性离子交换-再生-失效再生液电解工艺长期运行稳定性的影响。结果表明：在6 g/L NaCl再生液中添加10 g/L NaHCO3后，电解8 h硝酸盐的去除率达到96%，溶液pH值变化较小，硝酸盐去除效果优于不调节pH或加稀盐酸调节pH，Fe阴极无显著腐蚀现象；再生液NaCl浓度从6 g/L提高到36 g/L，电解反应的硝酸盐去除率降低；地下水选择性离子交换-再生-失效再生液电解工艺长期运行过程中（13个工作循环），在6 g/L NaCl再生液中添加NaHCO3对产水水质、树脂选择性、再生液洗脱能力和硝酸盐积累规律均无负面影响，产水水质稳定、优良。
在NaCl再生液中添加pH缓冲剂NaHCO3，重点调查了添加NaHCO3对失效再生液电解效果和地下水硝酸盐选择性离子交换-再生-失效再生液电解工艺长期运行稳定性的影响。结果表明：在6 g/L NaCl再生液中添加10 g/L NaHCO3后，电解8 h硝酸盐的去除率达到96%，溶液pH值变化较小，硝酸盐去除效果优于不调节pH或加稀盐酸调节pH，Fe阴极无显著腐蚀现象；再生液NaCl浓度从6 g/L提高到36 g/L，电解反应的硝酸盐去除率降低；地下水选择性离子交换-再生-失效再生液电解工艺长期运行过程中（13个工作循环），在6 g/L NaCl再生液中添加NaHCO3对产水水质、树脂选择性、再生液洗脱能力和硝酸盐积累规律均无负面影响，产水水质稳定、优良。
2020, 38(11): 78-84.
doi: 10.13205/j.hjgc.202011013
摘要:
低核酸（low nucleic acid，LNA）和高核酸（high nucleic acid，HNA）细菌在不同环境条件下表现出不同特性，当前尚不清楚反硝化过程对细菌的影响。为此，通过对不同反硝化条件下游离态的LNA和HNA细菌沿程变化情况及相关细菌群基因测序分析，发现游离菌在反硝化过程中会快速增多，且反硝化速率越大，增速越高。结果显示：反硝化时LNA细菌比HNA细菌更快脱离污泥絮体，只有在反硝化达到一定程度，使絮体结构疏松甚至破碎时HNA细菌才会表现出快速增多，由此推测低核酸（LNA）细菌位于污泥表面或者填充于絮体之间，而高核酸（HNA）细菌是污泥絮体的骨架部分。淀粉在反硝化时会因其网捕作用使游离菌减少，但乙酸钠的反硝化作用比淀粉的网捕作用对游离菌的影响更为显著。同时HNA细菌具有较高的丰度和多样性，是主要功能菌，而LNA细菌对反硝化反应能做出更快的响应，可作为反硝化启动的指示参数。
低核酸（low nucleic acid，LNA）和高核酸（high nucleic acid，HNA）细菌在不同环境条件下表现出不同特性，当前尚不清楚反硝化过程对细菌的影响。为此，通过对不同反硝化条件下游离态的LNA和HNA细菌沿程变化情况及相关细菌群基因测序分析，发现游离菌在反硝化过程中会快速增多，且反硝化速率越大，增速越高。结果显示：反硝化时LNA细菌比HNA细菌更快脱离污泥絮体，只有在反硝化达到一定程度，使絮体结构疏松甚至破碎时HNA细菌才会表现出快速增多，由此推测低核酸（LNA）细菌位于污泥表面或者填充于絮体之间，而高核酸（HNA）细菌是污泥絮体的骨架部分。淀粉在反硝化时会因其网捕作用使游离菌减少，但乙酸钠的反硝化作用比淀粉的网捕作用对游离菌的影响更为显著。同时HNA细菌具有较高的丰度和多样性，是主要功能菌，而LNA细菌对反硝化反应能做出更快的响应，可作为反硝化启动的指示参数。
2020, 38(11): 85-90.
doi: 10.13205/j.hjgc.202011014
摘要:
生态滤池处理效果受到许多因素影响，不同植物类型导致生态滤池净化效果有明显差异。为提高生态滤池在贵州省农村适用性，研究了生态滤池中3种本地湿地植物（风车草、美人蕉、菖蒲）在不同配置条件下对生活污水中主要污染物包括COD、NH3-N、TN、TP的去除效果，通过比较不同植物配置下主要污染物的去除率，筛选出生态滤池技术在贵州省可以达到最佳污水净化效果的植物配置。结果表明：菖蒲冬季耐寒性好，其对COD、NH3-N及TP的去除效果最佳，去除率分别可达88%、92%以及47%；风车草与菖蒲组合TN去除能力最佳，可达49%。滤池内存在的主要微生物群落组成类似，为Proteobacteria（变形菌门）、Chloroflexi（绿弯菌门）、Acidobacteria（酸杆菌门）为主，硝化细菌群落多样性较低，以氨氧化细菌为主；反硝化细菌种类较多，存在部分好氧反硝化细菌。
生态滤池处理效果受到许多因素影响，不同植物类型导致生态滤池净化效果有明显差异。为提高生态滤池在贵州省农村适用性，研究了生态滤池中3种本地湿地植物（风车草、美人蕉、菖蒲）在不同配置条件下对生活污水中主要污染物包括COD、NH3-N、TN、TP的去除效果，通过比较不同植物配置下主要污染物的去除率，筛选出生态滤池技术在贵州省可以达到最佳污水净化效果的植物配置。结果表明：菖蒲冬季耐寒性好，其对COD、NH3-N及TP的去除效果最佳，去除率分别可达88%、92%以及47%；风车草与菖蒲组合TN去除能力最佳，可达49%。滤池内存在的主要微生物群落组成类似，为Proteobacteria（变形菌门）、Chloroflexi（绿弯菌门）、Acidobacteria（酸杆菌门）为主，硝化细菌群落多样性较低，以氨氧化细菌为主；反硝化细菌种类较多，存在部分好氧反硝化细菌。
2020, 38(11): 91-97.
doi: 10.13205/j.hjgc.202011015
摘要:
生物炭作为1种环境友好型吸附材料，可有效去除并回收水体中的磷，由此也成为当前的研究热点之一。综述了目前国内外生物炭吸附磷酸盐及磷素回收研究现状，主要总结了控制生物炭吸附磷酸盐的4种主要机制，阐述了影响生物炭吸附除磷过程中的主要影响因素，介绍了目前应用研究的方向并提出生物炭在实际应用中所面临的问题并对未来研究方向进行了展望，以期为未来研究及推广应用提供理论支撑。
生物炭作为1种环境友好型吸附材料，可有效去除并回收水体中的磷，由此也成为当前的研究热点之一。综述了目前国内外生物炭吸附磷酸盐及磷素回收研究现状，主要总结了控制生物炭吸附磷酸盐的4种主要机制，阐述了影响生物炭吸附除磷过程中的主要影响因素，介绍了目前应用研究的方向并提出生物炭在实际应用中所面临的问题并对未来研究方向进行了展望，以期为未来研究及推广应用提供理论支撑。
2020, 38(11): 98-102,109.
doi: 10.13205/j.hjgc.202011016
摘要:
为了研究高浓度磷对厌氧氨氧化效能和污泥特性的影响，采用UASB反应器进行连续试验，考察不同磷浓度时的Anammox脱氮效能，并通过扫描电镜和能谱分析技术对颗粒污泥表面形态和元素组成分析。结果表明：磷浓度达到600 mg/L时开始抑制厌氧氨氧化脱氮效能，700 mg/L对Anammox脱氮效能造成91.86%的抑制，降低磷浓度培养10 d后完全恢复；随着进水磷浓度的增加，反应器对磷的截留率减小；高浓度磷导致反应器底部颗粒污泥表面形成白色固体，为由C、O、P和Ca构成羟基磷灰石和磷酸钙等难溶化合物，能谱分析结果显示，该固体中O、P、C和Ca原子数量分别占41.89%、21.78%、14.41%和10.82%。
为了研究高浓度磷对厌氧氨氧化效能和污泥特性的影响，采用UASB反应器进行连续试验，考察不同磷浓度时的Anammox脱氮效能，并通过扫描电镜和能谱分析技术对颗粒污泥表面形态和元素组成分析。结果表明：磷浓度达到600 mg/L时开始抑制厌氧氨氧化脱氮效能，700 mg/L对Anammox脱氮效能造成91.86%的抑制，降低磷浓度培养10 d后完全恢复；随着进水磷浓度的增加，反应器对磷的截留率减小；高浓度磷导致反应器底部颗粒污泥表面形成白色固体，为由C、O、P和Ca构成羟基磷灰石和磷酸钙等难溶化合物，能谱分析结果显示，该固体中O、P、C和Ca原子数量分别占41.89%、21.78%、14.41%和10.82%。
2020, 38(11): 103-109.
doi: 10.13205/j.hjgc.202011017
摘要:
采用磷脂脂肪酸（PLFAs）生物标记法，分析了4组人工湿地分别栽种2种植物情况下植物根际土壤的微生物群落结构。结果表明：4组湿地植物根际土壤中PLFAs总量为1322~2769 μg/g，PLFAs种类为18~30，湿地植物根际土壤中PLFAs主要包含饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸；植物根际土壤中细菌含量最高，其中好养菌含量显著高于厌氧菌。对PLFAs总量和湿地设计运行参数进行Pearson相关分析，PLFAs含量与基质孔隙率和进水水质呈显著正相关。
采用磷脂脂肪酸（PLFAs）生物标记法，分析了4组人工湿地分别栽种2种植物情况下植物根际土壤的微生物群落结构。结果表明：4组湿地植物根际土壤中PLFAs总量为1322~2769 μg/g，PLFAs种类为18~30，湿地植物根际土壤中PLFAs主要包含饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸；植物根际土壤中细菌含量最高，其中好养菌含量显著高于厌氧菌。对PLFAs总量和湿地设计运行参数进行Pearson相关分析，PLFAs含量与基质孔隙率和进水水质呈显著正相关。
2020, 38(11): 110-116,134.
doi: 10.13205/j.hjgc.202011018
摘要:
以伪鱼腥藻（Pseudanabaena sp.）为研究对象，研究了不同氮、磷浓度对伪鱼腥藻生长、叶绿素荧光参数（Fv/Fm、α、rETRmax、IK）及类胡萝卜素与叶绿素a比值等的影响，并应用Monod和Droop方程考察氮、磷营养盐对伪鱼腥藻生长动力学的影响，分别计算得到伪鱼腥藻对总磷的半饱和常数KsP，细胞内磷份额Q0与对总氮的半饱和常数KsN。结果表明：氮、磷浓度对伪鱼腥藻的生长影响极显著（P<0.01），在氮浓度为0~230.4 mg/L内，伪鱼腥藻的生物量与氮浓度呈正相关，磷浓度>1.28 mg/L会抑制伪鱼腥藻生长。氮浓度对各叶绿素荧光参数有显著影响（P<0.05），磷浓度对Fv/Fm、IK有显著影响（P<0.05），而对rETRmax、α影响不显著（P>0.05）。KsP≪KsN，伪鱼腥藻对磷具有更好的亲和性，伪鱼腥藻能够正常生长的细胞最小内磷份额Q0为0.0486 μg/mg，低于该值则藻细胞的增殖停止。类胡萝卜素与叶绿素a比值与氮、磷营养盐浓度呈负相关。
以伪鱼腥藻（Pseudanabaena sp.）为研究对象，研究了不同氮、磷浓度对伪鱼腥藻生长、叶绿素荧光参数（Fv/Fm、α、rETRmax、IK）及类胡萝卜素与叶绿素a比值等的影响，并应用Monod和Droop方程考察氮、磷营养盐对伪鱼腥藻生长动力学的影响，分别计算得到伪鱼腥藻对总磷的半饱和常数KsP，细胞内磷份额Q0与对总氮的半饱和常数KsN。结果表明：氮、磷浓度对伪鱼腥藻的生长影响极显著（P<0.01），在氮浓度为0~230.4 mg/L内，伪鱼腥藻的生物量与氮浓度呈正相关，磷浓度>1.28 mg/L会抑制伪鱼腥藻生长。氮浓度对各叶绿素荧光参数有显著影响（P<0.05），磷浓度对Fv/Fm、IK有显著影响（P<0.05），而对rETRmax、α影响不显著（P>0.05）。KsP≪KsN，伪鱼腥藻对磷具有更好的亲和性，伪鱼腥藻能够正常生长的细胞最小内磷份额Q0为0.0486 μg/mg，低于该值则藻细胞的增殖停止。类胡萝卜素与叶绿素a比值与氮、磷营养盐浓度呈负相关。
2020, 38(11): 117-122,129.
doi: 10.13205/j.hjgc.202011019
摘要:
在100℃的无水蒸气条件下研究以Ca（OH）2为吸收剂同时脱硫脱硝过程中SO2的固定和氧化过程，以及O2和NO2的作用。分别用原位漫反射傅里叶红外光谱和固定床反应器，研究过程中Ca（OH）2表面和气相的成分变化。结果表明：SO2吸附在Ca（OH）2表面形成的CaSO3不易被O2氧化，但可以被NO2氧化。同时脱除过程中，NO2对CaSO3的氧化具有选择性：930~936 cm-1位置的红外吸收峰在反应过程中先升高后降低，980~995 cm-1位置的红外吸收峰只升高不降低。无O2条件下，参与反应的NO2以接近1∶1的比例转化为NO，而有O2条件下Ca（OH）2同时脱除NO2和SO2时，Ca（NO3）2的含量明显增加，且反应前期CaSO4的生成速率加快。
在100℃的无水蒸气条件下研究以Ca（OH）2为吸收剂同时脱硫脱硝过程中SO2的固定和氧化过程，以及O2和NO2的作用。分别用原位漫反射傅里叶红外光谱和固定床反应器，研究过程中Ca（OH）2表面和气相的成分变化。结果表明：SO2吸附在Ca（OH）2表面形成的CaSO3不易被O2氧化，但可以被NO2氧化。同时脱除过程中，NO2对CaSO3的氧化具有选择性：930~936 cm-1位置的红外吸收峰在反应过程中先升高后降低，980~995 cm-1位置的红外吸收峰只升高不降低。无O2条件下，参与反应的NO2以接近1∶1的比例转化为NO，而有O2条件下Ca（OH）2同时脱除NO2和SO2时，Ca（NO3）2的含量明显增加，且反应前期CaSO4的生成速率加快。
2020, 38(11): 123-129.
doi: 10.13205/j.hjgc.202011020
摘要:
高炉出铁场在出铁过程中产生的高温烟尘污染范围广、时间长、阵发性强。高温铁水上方的气流运动为热羽流，受通风气流影响极大，现有除尘罩设计方法无法有效解决高温烟尘的污染问题。针对我国中小型高炉出铁场厂房形式及出铁特点，建立了出铁场厂房内的两相流动模型及高温烟尘扩散与捕集过程的数值模拟方法。模拟发现，高炉前方的气流上升速度先增加后减小，形成了典型的受限空间热羽流。由于出铁口除尘罩与高炉间存在间隙，在抽吸作用下，底部气流在高炉壁面产生向上的高速气流，使除尘罩对高炉间的气流不具有捕集作用。因屋顶通风量较自然通风少2/3，在仅设屋顶通风除尘时，带走的热量减少，使厂房内温度整体偏高。加设出铁口除尘罩后，厂房整体温度明显降低。出铁口除尘罩对颗粒物的整体捕集率可以达到89.66%，但主沟前方颗粒物大量逃逸，捕集率仅为47.71%，铁水沟后方释放的颗粒物距除尘罩较远，捕集率为86.34%，造成的污染范围较大，是目前出铁场作业环境质量不达标的主要原因。
高炉出铁场在出铁过程中产生的高温烟尘污染范围广、时间长、阵发性强。高温铁水上方的气流运动为热羽流，受通风气流影响极大，现有除尘罩设计方法无法有效解决高温烟尘的污染问题。针对我国中小型高炉出铁场厂房形式及出铁特点，建立了出铁场厂房内的两相流动模型及高温烟尘扩散与捕集过程的数值模拟方法。模拟发现，高炉前方的气流上升速度先增加后减小，形成了典型的受限空间热羽流。由于出铁口除尘罩与高炉间存在间隙，在抽吸作用下，底部气流在高炉壁面产生向上的高速气流，使除尘罩对高炉间的气流不具有捕集作用。因屋顶通风量较自然通风少2/3，在仅设屋顶通风除尘时，带走的热量减少，使厂房内温度整体偏高。加设出铁口除尘罩后，厂房整体温度明显降低。出铁口除尘罩对颗粒物的整体捕集率可以达到89.66%，但主沟前方颗粒物大量逃逸，捕集率仅为47.71%，铁水沟后方释放的颗粒物距除尘罩较远，捕集率为86.34%，造成的污染范围较大，是目前出铁场作业环境质量不达标的主要原因。
2020, 38(11): 130-134.
doi: 10.13205/j.hjgc.202011021
摘要:
我国寒冷地区冬季具有交通拥挤严重、车辆加减速频率和怠速比例高、行驶工况恶劣、排放集中不易扩散等特点。针对上述特点，引入加减速排放参数改进CAL3QHC模型，在低温条件下利用台架实验对各类基础排放率进行修正，并根据实地调查寒冷地区城市道路交通特征修正IVE模型得到NOx和PM的单车综合排放因子、加速排放因子和减速排放因子。通过对哈尔滨冬季实地调查和车载实验分析，对修正模型NOx和PM的预测进行检验。研究结果表明，修正后的模型NOx和PM的相对误差减小了9.2%和19.4%。
我国寒冷地区冬季具有交通拥挤严重、车辆加减速频率和怠速比例高、行驶工况恶劣、排放集中不易扩散等特点。针对上述特点，引入加减速排放参数改进CAL3QHC模型，在低温条件下利用台架实验对各类基础排放率进行修正，并根据实地调查寒冷地区城市道路交通特征修正IVE模型得到NOx和PM的单车综合排放因子、加速排放因子和减速排放因子。通过对哈尔滨冬季实地调查和车载实验分析，对修正模型NOx和PM的预测进行检验。研究结果表明，修正后的模型NOx和PM的相对误差减小了9.2%和19.4%。
2020, 38(11): 135-139.
doi: 10.13205/j.hjgc.202011022
摘要:
评估了水泥+螯合剂协同处理垃圾焚烧飞灰中的铅（Pb）在干湿交替环境中的溶出风险。结果表明：在干湿交替环境中，水泥+螯合剂协同处理飞灰的矿物组成可保持稳定，水化程度有所提高。经过30次干湿交替后，由于飞灰颗粒受到更多水化产物的保护，Pb的浸出毒性从0.15 mg/L降低至0.05 mg/L。另外，协同处理与单独的水泥固化相比，对Pb的稳定化效果更好，Pb的浸出毒性更易达到GB 16889—2008《生活垃圾填埋场污染控制标准》；经过同样的12次干湿交替后，协同处理飞灰中Pb的浸出毒性（<0.05 mg/L）远低于单独的螯合稳定飞灰（0.53 mg/L），溶出风险显著降低。因此，水泥+螯合剂协同工艺适用于干湿交替高发地区的垃圾焚烧飞灰中Pb的稳定化处理。
评估了水泥+螯合剂协同处理垃圾焚烧飞灰中的铅（Pb）在干湿交替环境中的溶出风险。结果表明：在干湿交替环境中，水泥+螯合剂协同处理飞灰的矿物组成可保持稳定，水化程度有所提高。经过30次干湿交替后，由于飞灰颗粒受到更多水化产物的保护，Pb的浸出毒性从0.15 mg/L降低至0.05 mg/L。另外，协同处理与单独的水泥固化相比，对Pb的稳定化效果更好，Pb的浸出毒性更易达到GB 16889—2008《生活垃圾填埋场污染控制标准》；经过同样的12次干湿交替后，协同处理飞灰中Pb的浸出毒性（<0.05 mg/L）远低于单独的螯合稳定飞灰（0.53 mg/L），溶出风险显著降低。因此，水泥+螯合剂协同工艺适用于干湿交替高发地区的垃圾焚烧飞灰中Pb的稳定化处理。
2020, 38(11): 140-144,151.
doi: 10.13205/j.hjgc.202011023
摘要:
为探究碱-水热处理土霉素菌渣时NaOH投加量对SS、TS、土霉素、COD等含量的影响，调节菌渣含水率为98%，设置碱投加量分别为0.06，0.08，0.10，0.12，0.14 g/g，在120℃下水热反应2 h。通过测定反应前后TS、SS、土霉素、COD的含量及pH值分析得出，混合液TS、SS减量率变化趋势相同，均随着NaOH投加量增加先显著升高后略微下降，且均在碱投加量为0.12 g/g时达到最大（分别为14.36%和44.13%）。COD溶出率与SS减量率变化趋势相同，碱投加量为0.12 g/g时COD溶出率达到最大（45.82%），菌渣溶胞SS减量亦效果最佳。土霉素减量率变化趋势则相反，过高的碱投加量并不利于土霉素的去除，土霉素减量率在碱投加量为0.08 g/g时最高，平均达到99.99%；pH值在反应后明显下降，下降幅度与TS、SS减量率呈正相关。
为探究碱-水热处理土霉素菌渣时NaOH投加量对SS、TS、土霉素、COD等含量的影响，调节菌渣含水率为98%，设置碱投加量分别为0.06，0.08，0.10，0.12，0.14 g/g，在120℃下水热反应2 h。通过测定反应前后TS、SS、土霉素、COD的含量及pH值分析得出，混合液TS、SS减量率变化趋势相同，均随着NaOH投加量增加先显著升高后略微下降，且均在碱投加量为0.12 g/g时达到最大（分别为14.36%和44.13%）。COD溶出率与SS减量率变化趋势相同，碱投加量为0.12 g/g时COD溶出率达到最大（45.82%），菌渣溶胞SS减量亦效果最佳。土霉素减量率变化趋势则相反，过高的碱投加量并不利于土霉素的去除，土霉素减量率在碱投加量为0.08 g/g时最高，平均达到99.99%；pH值在反应后明显下降，下降幅度与TS、SS减量率呈正相关。
2020, 38(11): 145-151.
doi: 10.13205/j.hjgc.202011024
摘要:
机械制造业是我国的支柱性产业，在21世纪以来得到迅速发展。但由于机械装备在涂装过程中会产生大量废水、废气和固体废弃物及其附加污染物，因此机械制造业涂装污染物治理一直是行业环境治理工作的重点。主要介绍了机械制造业涂装过程中固体废弃物处理处置技术及其研究进展，认为涂装有机固废资源化利用和无害化处理是今后研究的重点，采用循环经济的发展模式可有效缓解我国资源短缺和环境污染所面临的巨大压力，从而有助于我国社会的可持续化发展总体目标顺利实现。
机械制造业是我国的支柱性产业，在21世纪以来得到迅速发展。但由于机械装备在涂装过程中会产生大量废水、废气和固体废弃物及其附加污染物，因此机械制造业涂装污染物治理一直是行业环境治理工作的重点。主要介绍了机械制造业涂装过程中固体废弃物处理处置技术及其研究进展，认为涂装有机固废资源化利用和无害化处理是今后研究的重点，采用循环经济的发展模式可有效缓解我国资源短缺和环境污染所面临的巨大压力，从而有助于我国社会的可持续化发展总体目标顺利实现。
2020, 38(11): 152-156.
doi: 10.13205/j.hjgc.202011025
摘要:
印染行业是传统的劳动密集型产业，也是耗水大户，江浙地区是我国印染行业的集中区域。从资源化利用和实用的角度出发，针对江苏无锡某工业园区的印染污泥进行了试验研究，并根据研究结果，以常规的板框压滤工艺为主体，建设了40 t/d的印染污泥高压板框压滤脱水的示范工程。运行表明：压滤后污泥含水率平均值低于60%，并满足其作为原料送给火电厂掺烧的热值要求，达到了污泥减量化和资源化的目的。按照此示范工程处理能力估算，污泥减排率≥90%，年减排折合标准煤850 t以上。同时，压滤产生的废水通过"混凝沉淀+三维电催化氧化"预处理后，纳管排入园区的污水处理厂，未出现二次污染。
印染行业是传统的劳动密集型产业，也是耗水大户，江浙地区是我国印染行业的集中区域。从资源化利用和实用的角度出发，针对江苏无锡某工业园区的印染污泥进行了试验研究，并根据研究结果，以常规的板框压滤工艺为主体，建设了40 t/d的印染污泥高压板框压滤脱水的示范工程。运行表明：压滤后污泥含水率平均值低于60%，并满足其作为原料送给火电厂掺烧的热值要求，达到了污泥减量化和资源化的目的。按照此示范工程处理能力估算，污泥减排率≥90%，年减排折合标准煤850 t以上。同时，压滤产生的废水通过"混凝沉淀+三维电催化氧化"预处理后，纳管排入园区的污水处理厂，未出现二次污染。
2020, 38(11): 157-162.
doi: 10.13205/j.hjgc.202011026
摘要:
含油钻屑经过萃取脱油后，通过马弗炉模拟水泥窑协同处置的方式对萃余钻屑开展实验研究。采用热重分析萃余固废掺入对水泥烧成过程的影响，结果表明：掺加萃余固废后，CaCO3分解温度下降13.2℃，更有利于水泥熟料的烧成；通过乙二醇代用法测定水泥熟料中f-CaO含量，可得掺加萃余固废的最适比例为20%；水泥熟料的X射线衍射图谱结果表明，掺加萃余固体废物烧制的水泥熟料主要矿物组成不变，但萃余固体的掺加对水泥矿物形成仍有影响。水泥产品的水化样XRD图谱结果表明，萃余固体废物掺加会抑制水泥水化反应的速率，并且掺加萃余固体废物的水泥协同处置产品的重金属浸出浓度符合GB 30760—2014《水泥窑协同处置固体废物技术规范》的安全限值，无重金属浸出的环境安全风险。
含油钻屑经过萃取脱油后，通过马弗炉模拟水泥窑协同处置的方式对萃余钻屑开展实验研究。采用热重分析萃余固废掺入对水泥烧成过程的影响，结果表明：掺加萃余固废后，CaCO3分解温度下降13.2℃，更有利于水泥熟料的烧成；通过乙二醇代用法测定水泥熟料中f-CaO含量，可得掺加萃余固废的最适比例为20%；水泥熟料的X射线衍射图谱结果表明，掺加萃余固体废物烧制的水泥熟料主要矿物组成不变，但萃余固体的掺加对水泥矿物形成仍有影响。水泥产品的水化样XRD图谱结果表明，萃余固体废物掺加会抑制水泥水化反应的速率，并且掺加萃余固体废物的水泥协同处置产品的重金属浸出浓度符合GB 30760—2014《水泥窑协同处置固体废物技术规范》的安全限值，无重金属浸出的环境安全风险。
2020, 38(11): 163-167,174.
doi: 10.13205/j.hjgc.202011027
摘要:
利用干湿法结合工艺实现废弃SCR脱硝催化剂中Ti、V和W元素的高效分离和浸出，提出成套废弃SCR脱硝催化剂中Ti、V和W的回收技术。以废弃SCR脱硝催化剂为研究对象，优选Ti、V和W元素最佳浸出工况，研究硫酸溶解法回收TiO2和有机萃取法回收V2O5和WO3的回收率与纯度。结果表明：酸浸还原浸钒最优工艺条件为温度140℃，液固比30∶1；钠化焙烧浸钨最优工艺条件为煅烧温度750℃，反应物与Na2CO3配比（质量比）为1∶1.5，在以上条件下V、W浸出率分别达到97.6%、93.6%。利用硫酸溶解法回收得到的TiO2产物主要以锐钛矿晶型存在形式，在最佳焙烧温度750℃下，TiO2回收率达到97.17%，纯度为95.35%。利用有机萃取法回收得到的V2O5和WO3产物的回收率和纯度分别为72.47%、75.43%和93.25%、78.26%。
利用干湿法结合工艺实现废弃SCR脱硝催化剂中Ti、V和W元素的高效分离和浸出，提出成套废弃SCR脱硝催化剂中Ti、V和W的回收技术。以废弃SCR脱硝催化剂为研究对象，优选Ti、V和W元素最佳浸出工况，研究硫酸溶解法回收TiO2和有机萃取法回收V2O5和WO3的回收率与纯度。结果表明：酸浸还原浸钒最优工艺条件为温度140℃，液固比30∶1；钠化焙烧浸钨最优工艺条件为煅烧温度750℃，反应物与Na2CO3配比（质量比）为1∶1.5，在以上条件下V、W浸出率分别达到97.6%、93.6%。利用硫酸溶解法回收得到的TiO2产物主要以锐钛矿晶型存在形式，在最佳焙烧温度750℃下，TiO2回收率达到97.17%，纯度为95.35%。利用有机萃取法回收得到的V2O5和WO3产物的回收率和纯度分别为72.47%、75.43%和93.25%、78.26%。
2020, 38(11): 168-174.
doi: 10.13205/j.hjgc.202011028
摘要:
采用超声、微波及碱热预处理技术强化园林垃圾、厨余垃圾与果蔬垃圾联合厌氧发酵产气性能，并以未进行预处理的实验组作为对照。结果表明：4组实验pH值在2 d内迅速降低至7.24~7.45，反应后期可稳定在7.7~8.0，表明厌氧消化系统有较强的稳定性。挥发性脂肪酸（volatile fatty acids，VFA）浓度在第2~4天内达到最大值。乙酸和丙酸是4组实验中VFA的主要成分，两者比例之和在70%以上。VFA浓度在第13天后降低到500 mg/L以下，且以乙酸为主。氨氮（TAN）浓度在前4 d内出现一定波动，随后逐渐升高至2190~2410 mg/L。游离氨氮（FAN）浓度呈先降低后增加趋势，并在第13天后逐渐趋于稳定，为144~209 mg/L。沼气中甲烷比例在第2天后均超过50%，并在第11~12天时达到最大值61.4%~63.8%。修正的Gomperts模型模拟结果表明：预处理技术可缩短反应体系厌氧产沼的适应时间，提高前期产气速率。除此之外，超声预处理与碱热预处理可显著提高基质甲烷产率，由未处理时的396 mL/g分别提高到601，536 mL/g，而微波预处理使得反应体系甲烷产量略有降低。
采用超声、微波及碱热预处理技术强化园林垃圾、厨余垃圾与果蔬垃圾联合厌氧发酵产气性能，并以未进行预处理的实验组作为对照。结果表明：4组实验pH值在2 d内迅速降低至7.24~7.45，反应后期可稳定在7.7~8.0，表明厌氧消化系统有较强的稳定性。挥发性脂肪酸（volatile fatty acids，VFA）浓度在第2~4天内达到最大值。乙酸和丙酸是4组实验中VFA的主要成分，两者比例之和在70%以上。VFA浓度在第13天后降低到500 mg/L以下，且以乙酸为主。氨氮（TAN）浓度在前4 d内出现一定波动，随后逐渐升高至2190~2410 mg/L。游离氨氮（FAN）浓度呈先降低后增加趋势，并在第13天后逐渐趋于稳定，为144~209 mg/L。沼气中甲烷比例在第2天后均超过50%，并在第11~12天时达到最大值61.4%~63.8%。修正的Gomperts模型模拟结果表明：预处理技术可缩短反应体系厌氧产沼的适应时间，提高前期产气速率。除此之外，超声预处理与碱热预处理可显著提高基质甲烷产率，由未处理时的396 mL/g分别提高到601，536 mL/g，而微波预处理使得反应体系甲烷产量略有降低。
2020, 38(11): 175-179,186.
doi: 10.13205/j.hjgc.202011029
摘要:
以电解锰渣为原料，经过"弱酸除杂-碱融活化-室温陈化-晶化"水热合成反应体系，在分别外加铝源和硅源的条件下制备方沸石ANA-A及ANA-S，运用XRF、XRD、SEM-EDS和BET等表征手段对2种方沸石的化学组成、晶相结构、微观形貌和比表面积进行分析。结果表明：在煅烧温度750℃、合成温度180℃、水热反应时间8 h的条件下，外加铝源和硅源均可合成方沸石。进一步研究2种沸石对水溶液中Pb2+的静态吸附性能，其所合成的电解锰渣基ANA-A及ANA-S方沸石均可以很好地用Langmuir等温模型拟合，属于单分子层吸附，饱和吸附量分别为161.29，185.19 mg/g，对初始浓度为100 mg/L的Pb2+去除率分别为93.69%和95.47%，且均符合Lagergren准二级动力学模型，属于化学吸附；两者中ANA-S的吸附效果更好。
以电解锰渣为原料，经过"弱酸除杂-碱融活化-室温陈化-晶化"水热合成反应体系，在分别外加铝源和硅源的条件下制备方沸石ANA-A及ANA-S，运用XRF、XRD、SEM-EDS和BET等表征手段对2种方沸石的化学组成、晶相结构、微观形貌和比表面积进行分析。结果表明：在煅烧温度750℃、合成温度180℃、水热反应时间8 h的条件下，外加铝源和硅源均可合成方沸石。进一步研究2种沸石对水溶液中Pb2+的静态吸附性能，其所合成的电解锰渣基ANA-A及ANA-S方沸石均可以很好地用Langmuir等温模型拟合，属于单分子层吸附，饱和吸附量分别为161.29，185.19 mg/g，对初始浓度为100 mg/L的Pb2+去除率分别为93.69%和95.47%，且均符合Lagergren准二级动力学模型，属于化学吸附；两者中ANA-S的吸附效果更好。
2020, 38(11): 180-186.
doi: 10.13205/j.hjgc.202011030
摘要:
根据CaO-SiO2-Al2O3-MgO-FeO-Na2O-K2O多元体系的液相线温度和黏度的计算结果，以高炉渣和粉煤灰为原料，用喷吹法转型制备了矿渣纤维。热力学计算结果表明，混合熔体制备矿渣纤维是可行的。经过1450℃时的喷吹实验，高炉渣比例为80%~60%时获得了细长、均匀的棉絮状高质量矿物棉纤维。系统研究了高炉渣配比、喷吹温度、喷吹压力等因素对纤维直径的影响。1450℃时，当高炉渣比例从20%增加至60%时，纤维平均直径从18.08 μm降低至6.03 μm；当高炉渣比例从60%增加到80%时，纤维平均直径为5~7 μm，单纤维平均拉伸强度约为1085 MPa；但是当高炉渣比例>80%时，喷吹产品以玻璃球为主。喷吹温度越高，喷吹压力越大，获得的纤维直径越小。从实际生产的角度出发，控制高炉渣比例为60%~80%，喷吹温度控制在1400~1500℃可以获得高质量的矿物棉纤维。
根据CaO-SiO2-Al2O3-MgO-FeO-Na2O-K2O多元体系的液相线温度和黏度的计算结果，以高炉渣和粉煤灰为原料，用喷吹法转型制备了矿渣纤维。热力学计算结果表明，混合熔体制备矿渣纤维是可行的。经过1450℃时的喷吹实验，高炉渣比例为80%~60%时获得了细长、均匀的棉絮状高质量矿物棉纤维。系统研究了高炉渣配比、喷吹温度、喷吹压力等因素对纤维直径的影响。1450℃时，当高炉渣比例从20%增加至60%时，纤维平均直径从18.08 μm降低至6.03 μm；当高炉渣比例从60%增加到80%时，纤维平均直径为5~7 μm，单纤维平均拉伸强度约为1085 MPa；但是当高炉渣比例>80%时，喷吹产品以玻璃球为主。喷吹温度越高，喷吹压力越大，获得的纤维直径越小。从实际生产的角度出发，控制高炉渣比例为60%~80%，喷吹温度控制在1400~1500℃可以获得高质量的矿物棉纤维。
2020, 38(11): 187-195.
doi: 10.13205/j.hjgc.202011031
摘要:
工业废水、废渣中铬的存在对环境和人体有着潜在危害。生物吸附修复技术因为其技术上的可行性、经济性以及对环境影响较小的特点，成为从污染场地中去除有毒金属最具前景的技术之一。介绍了铬污染来源、铬的主要存在形式及其毒性，同时对铬吸附机制进行了分类讨论；分析了细菌、真菌、藻类、植物以及其他改性材料对铬的生物吸附特性，分别阐释了其吸附机理及主要影响因素；提出了生物吸附机理的研究、生物吸附参数的优化、生物吸附剂的化学改性是实现生物吸附修复技术规模化应用的关键。
工业废水、废渣中铬的存在对环境和人体有着潜在危害。生物吸附修复技术因为其技术上的可行性、经济性以及对环境影响较小的特点，成为从污染场地中去除有毒金属最具前景的技术之一。介绍了铬污染来源、铬的主要存在形式及其毒性，同时对铬吸附机制进行了分类讨论；分析了细菌、真菌、藻类、植物以及其他改性材料对铬的生物吸附特性，分别阐释了其吸附机理及主要影响因素；提出了生物吸附机理的研究、生物吸附参数的优化、生物吸附剂的化学改性是实现生物吸附修复技术规模化应用的关键。
2020, 38(11): 196-202.
doi: 10.13205/j.hjgc.202011032
摘要:
通过室内模拟试验，研究了核桃壳生物炭（BC400、BC500、BC600）对人工Cd污染土壤（20 mg/kg）pH、Cd赋存形态分布的影响，并探究可能的修复机理。结果显示：经56 d修复后，与空白对照组相比，10%添加量的核桃壳生物炭BC400、BC500、BC600分别使土壤pH升高了1.07、1.31、1.38，弱酸可提取态Cd含量减少了17.02%、20.20%、24.53%，可还原态Cd含量减少了8.9%、19.1%、38.2%，可氧化态Cd含量增加了44.83%、78.45%、100%，残渣态Cd含量增加了66.03%、71.43%、89.21%。同时，土壤pH与土壤中弱酸可提取态Cd含量呈显著负相关（P<0.01）。综上，核桃壳生物炭能够对Cd污染土壤起到钝化修复作用。
通过室内模拟试验，研究了核桃壳生物炭（BC400、BC500、BC600）对人工Cd污染土壤（20 mg/kg）pH、Cd赋存形态分布的影响，并探究可能的修复机理。结果显示：经56 d修复后，与空白对照组相比，10%添加量的核桃壳生物炭BC400、BC500、BC600分别使土壤pH升高了1.07、1.31、1.38，弱酸可提取态Cd含量减少了17.02%、20.20%、24.53%，可还原态Cd含量减少了8.9%、19.1%、38.2%，可氧化态Cd含量增加了44.83%、78.45%、100%，残渣态Cd含量增加了66.03%、71.43%、89.21%。同时，土壤pH与土壤中弱酸可提取态Cd含量呈显著负相关（P<0.01）。综上，核桃壳生物炭能够对Cd污染土壤起到钝化修复作用。
2020, 38(11): 203-210,195.
doi: 10.13205/j.hjgc.202011033
摘要:
近年来，纳米零价铁颗粒（nZVI）应用于Cr（Ⅵ）污染修复治理技术研究备受关注。生物炭负载型纳米零价铁（nZVI@BC）作为纳米零价铁改性技术之一，具有低成本、易制备和修复效果优越等优点，但此技术应用于Cr（Ⅵ）污染土壤修复方面研究尚不多。生物炭（BC）主要通过植物秸秆热解生成，生物炭负载纳米零价铁（nZVI@BC）则通过生物炭与纳米零价铁在热解-液相还原法或一步热解法合成。制备的nZVI@BC能够有效解决纳米零价铁团聚和钝化等缺点，显著提高纳米零价铁（nZVI）利用率。综述了生物炭负载纳米零价铁（nZVI@BC）应用于修复Cr（Ⅵ）污染土壤反应机理和研究进展，总结出提升该材料性能的途径有：通过调整BC热解条件和改性BC以提升BC性能；适当的质量比（BC/nZVI）；使用聚乙二醇（PEG）、羧甲基纤维素（CMC）、污泥衍生的BC和茶多酚（TP）提高nZVI稳定性。nZVI@BC材料能够提高土壤中有机质含量，在Cr（Ⅵ）修复治理方面极具应用前景。
近年来，纳米零价铁颗粒（nZVI）应用于Cr（Ⅵ）污染修复治理技术研究备受关注。生物炭负载型纳米零价铁（nZVI@BC）作为纳米零价铁改性技术之一，具有低成本、易制备和修复效果优越等优点，但此技术应用于Cr（Ⅵ）污染土壤修复方面研究尚不多。生物炭（BC）主要通过植物秸秆热解生成，生物炭负载纳米零价铁（nZVI@BC）则通过生物炭与纳米零价铁在热解-液相还原法或一步热解法合成。制备的nZVI@BC能够有效解决纳米零价铁团聚和钝化等缺点，显著提高纳米零价铁（nZVI）利用率。综述了生物炭负载纳米零价铁（nZVI@BC）应用于修复Cr（Ⅵ）污染土壤反应机理和研究进展，总结出提升该材料性能的途径有：通过调整BC热解条件和改性BC以提升BC性能；适当的质量比（BC/nZVI）；使用聚乙二醇（PEG）、羧甲基纤维素（CMC）、污泥衍生的BC和茶多酚（TP）提高nZVI稳定性。nZVI@BC材料能够提高土壤中有机质含量，在Cr（Ⅵ）修复治理方面极具应用前景。
2020, 38(11): 211-217.
doi: 10.13205/j.hjgc.202011034
摘要:
为防止污染场地范围的扩大和污染地下水，可以采取工程措施将污染场地四周及下部进行围隔。对于围隔范围内的污染土，可以采用淋洗方法进行修复。以青岛汽轮机有限公司遗留的污染场地为例，利用Visual ModFlow模拟设计了对围隔场地污染淋洗修复的优化的注抽水井的布置及水力条件，通过对9组注抽井组合进行技术经济比较，得到最佳注抽井间距为27 m，最优注抽水量为200~300 m3，布置方式为"一注五抽"，并与异位处置方案进行经济对比，表明7000 m3的污染土为2种方案的费用界限，即7000 m3以上的土方考虑淋洗修复，反之则异位处置。
为防止污染场地范围的扩大和污染地下水，可以采取工程措施将污染场地四周及下部进行围隔。对于围隔范围内的污染土，可以采用淋洗方法进行修复。以青岛汽轮机有限公司遗留的污染场地为例，利用Visual ModFlow模拟设计了对围隔场地污染淋洗修复的优化的注抽水井的布置及水力条件，通过对9组注抽井组合进行技术经济比较，得到最佳注抽井间距为27 m，最优注抽水量为200~300 m3，布置方式为"一注五抽"，并与异位处置方案进行经济对比，表明7000 m3的污染土为2种方案的费用界限，即7000 m3以上的土方考虑淋洗修复，反之则异位处置。
2020, 38(11): 218-225.
doi: 10.13205/j.hjgc.202011035
摘要:
为了解滨海湿地土壤中溶解性有机质（DOM）的组成、分布及来源特征，采用紫外可见光谱和三维荧光光谱技术，并结合平行因子模型（PARAFAC）对崇明东滩湿地表层土壤DOM进行研究。结果表明：东滩表层土壤DOM吸收系数a（355）的均值为（13.72±9.47）m-1，呈由高潮滩向低潮滩递减的趋势；光谱斜率S275-295的均值为（15.22±2.07）μm-1，反映出湿地南部土壤DOM的分子量较高，受大分子有机质影响较大。PARAFAC解析出的DOM含有2类3个荧光组分，即FC1类蛋白质、FC2陆源类腐殖质和FC3自生源类腐殖质，各组分对总荧光强度的贡献率分别为40.70%、23.04%和36.26%。空间分布上，3组分荧光强度的高值集中于北部互花米草（Spartina alterniflora）和芦苇（Phragmites australis）湿地，且自北向南逐渐递减。荧光指数（FI）、生物源指数（BIX）和腐殖化指数（HIX）显示东滩湿地表层土壤DOM的自生源特征显著。另外，DOM荧光组分之间呈显著正相关，且各组分与碳氮元素的迁移转化密切相关，DOM生色团和荧光团存在共源性。
为了解滨海湿地土壤中溶解性有机质（DOM）的组成、分布及来源特征，采用紫外可见光谱和三维荧光光谱技术，并结合平行因子模型（PARAFAC）对崇明东滩湿地表层土壤DOM进行研究。结果表明：东滩表层土壤DOM吸收系数a（355）的均值为（13.72±9.47）m-1，呈由高潮滩向低潮滩递减的趋势；光谱斜率S275-295的均值为（15.22±2.07）μm-1，反映出湿地南部土壤DOM的分子量较高，受大分子有机质影响较大。PARAFAC解析出的DOM含有2类3个荧光组分，即FC1类蛋白质、FC2陆源类腐殖质和FC3自生源类腐殖质，各组分对总荧光强度的贡献率分别为40.70%、23.04%和36.26%。空间分布上，3组分荧光强度的高值集中于北部互花米草（Spartina alterniflora）和芦苇（Phragmites australis）湿地，且自北向南逐渐递减。荧光指数（FI）、生物源指数（BIX）和腐殖化指数（HIX）显示东滩湿地表层土壤DOM的自生源特征显著。另外，DOM荧光组分之间呈显著正相关，且各组分与碳氮元素的迁移转化密切相关，DOM生色团和荧光团存在共源性。
