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2021年 第39卷 第5期
2021, 39(5): 1-8.
doi: 10.13205/j.hjgc.202105001
摘要:
为改善湖泊沉积物-水界面生境，开发了一种可原位供氧同时削减内源氮释放的缓释氧材料。发现以m（CaO2）：m（白土）：m（水泥）=2：1：1制备的缓释氧材料具有较好的释氧和pH缓冲能力。通过模拟实验比较缓释氧材料不同投加方式（表层投加和泥内投加）对释氧和沉积物中污染物释放的影响。结果表明：1）表层投加缓释氧材料使得上覆水中DO浓度和pH值明显升高，而在泥内投加可以使pH值维持在7.5以内，同时DO浓度缓慢增加，延长了释氧周期；2）缓释氧材料对沉积物中NH4+-N释放有显著的抑制作用，且表层投加方式明显高于泥内投加，以空白组作参比，静态培养31 d后，泥内加入缓释氧材料对NH4+-N的抑制率为53.4%，而表层投加对NH4+-N的抑制率达到81.1%，投加释氧材料有利于提高上覆水DO水平，促进硝化细菌的生长，从而抑制NH4+-N的释放；3）缓释氧材料有利于微生物生长，促进了微生物腐殖化作用，从而对沉积物中类陆源腐植酸的释放略有促进，而对类酪氨酸蛋白释放略有抑制；4）缓释氧材料可促进沉积物中Fe/Al-P向Ca-P转化，对DIP的释放略有抑制，但由于pH增加导致沉积物中DOC以及重金属As和Cr的释放略有增加。
为改善湖泊沉积物-水界面生境，开发了一种可原位供氧同时削减内源氮释放的缓释氧材料。发现以m（CaO2）：m（白土）：m（水泥）=2：1：1制备的缓释氧材料具有较好的释氧和pH缓冲能力。通过模拟实验比较缓释氧材料不同投加方式（表层投加和泥内投加）对释氧和沉积物中污染物释放的影响。结果表明：1）表层投加缓释氧材料使得上覆水中DO浓度和pH值明显升高，而在泥内投加可以使pH值维持在7.5以内，同时DO浓度缓慢增加，延长了释氧周期；2）缓释氧材料对沉积物中NH4+-N释放有显著的抑制作用，且表层投加方式明显高于泥内投加，以空白组作参比，静态培养31 d后，泥内加入缓释氧材料对NH4+-N的抑制率为53.4%，而表层投加对NH4+-N的抑制率达到81.1%，投加释氧材料有利于提高上覆水DO水平，促进硝化细菌的生长，从而抑制NH4+-N的释放；3）缓释氧材料有利于微生物生长，促进了微生物腐殖化作用，从而对沉积物中类陆源腐植酸的释放略有促进，而对类酪氨酸蛋白释放略有抑制；4）缓释氧材料可促进沉积物中Fe/Al-P向Ca-P转化，对DIP的释放略有抑制，但由于pH增加导致沉积物中DOC以及重金属As和Cr的释放略有增加。
2021, 39(5): 9-15.
doi: 10.13205/j.hjgc.202105002
摘要:
我国村镇污水处理厂普遍存在进水量和进水浓度偏低的问题，导致村镇污水厂运行稳定性差。为防止低负荷运行影响污水处理厂处理效能的发挥，以临太湖村镇污水厂多点进水倒置AAO工艺为研究对象，以数学模型为基础，建立污水厂水质水量动态响应模型。以数学模拟为主要研究手段，试验作为补充方法，通过模型诊断发现，该厂夏季曝气过剩，活性污泥ρ（MLVSS）/ρ（MLSS）=0.37。试验结果表明：该厂进水ρ（ISS）=57~92 mg/L，ρ（ISS）/ρ（SS）为0.71~0.82，ρ（ISS）/ρ（COD）为0.50~0.84。进入AAO系统的ISS粒径为36~52 μm，而小粒径的ISS组分是导致活性污泥MLVSS/MLSS偏低的主要原因。通过优化进水ISS/COD、泥龄、污泥回流比、曝气量，使得出水水质稳定达到GB 18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准，污泥活性提高到0.7，全年曝气成本可节省约10%。
我国村镇污水处理厂普遍存在进水量和进水浓度偏低的问题，导致村镇污水厂运行稳定性差。为防止低负荷运行影响污水处理厂处理效能的发挥，以临太湖村镇污水厂多点进水倒置AAO工艺为研究对象，以数学模型为基础，建立污水厂水质水量动态响应模型。以数学模拟为主要研究手段，试验作为补充方法，通过模型诊断发现，该厂夏季曝气过剩，活性污泥ρ（MLVSS）/ρ（MLSS）=0.37。试验结果表明：该厂进水ρ（ISS）=57~92 mg/L，ρ（ISS）/ρ（SS）为0.71~0.82，ρ（ISS）/ρ（COD）为0.50~0.84。进入AAO系统的ISS粒径为36~52 μm，而小粒径的ISS组分是导致活性污泥MLVSS/MLSS偏低的主要原因。通过优化进水ISS/COD、泥龄、污泥回流比、曝气量，使得出水水质稳定达到GB 18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准，污泥活性提高到0.7，全年曝气成本可节省约10%。
2021, 39(5): 16-24,30.
doi: 10.13205/j.hjgc.202105003
摘要:
基于Web of Science（WoS）和中国知网（CNKI）科学文献，运用文献计量统计和可视化方法，对25年农村生活污水处理研究领域发文量、主要发文国家、主要作者和关键词等指标进行分析。1995-2019年WoS和CNKI数据库分别收录该领域文献883篇和584篇。WoS中的文献涉及全球64个国家，其中中国发文量占总发文量的22.2%，领先于欧美发达国家。主要发文作者方面，中国学者吕锡武在WoS和CNKI数据库中发文量累计达到22篇，位居全球榜首。综合WoS和CNKI数据库，"污水处理""农村生活污水"和"人工湿地"为文献高频关键词，表明该领域的核心内容是一直围绕农村生活污水的处理和常用处理工艺人工湿地研究。近25年来，农村生活污水处理研究领域主要从早期污水处理工艺选择和应用、目标污染物去除效果以及处理设施运行成本等方面逐步过渡发展到微生物群落角度揭示去除机理、GIS解析源头以及与农村人居环境整治的相互作用关系等方面。
基于Web of Science（WoS）和中国知网（CNKI）科学文献，运用文献计量统计和可视化方法，对25年农村生活污水处理研究领域发文量、主要发文国家、主要作者和关键词等指标进行分析。1995-2019年WoS和CNKI数据库分别收录该领域文献883篇和584篇。WoS中的文献涉及全球64个国家，其中中国发文量占总发文量的22.2%，领先于欧美发达国家。主要发文作者方面，中国学者吕锡武在WoS和CNKI数据库中发文量累计达到22篇，位居全球榜首。综合WoS和CNKI数据库，"污水处理""农村生活污水"和"人工湿地"为文献高频关键词，表明该领域的核心内容是一直围绕农村生活污水的处理和常用处理工艺人工湿地研究。近25年来，农村生活污水处理研究领域主要从早期污水处理工艺选择和应用、目标污染物去除效果以及处理设施运行成本等方面逐步过渡发展到微生物群落角度揭示去除机理、GIS解析源头以及与农村人居环境整治的相互作用关系等方面。
2021, 39(5): 25-30.
doi: 10.13205/j.hjgc.202105004
摘要:
通过对蔷薇湖净水型人工湿地运行监测，分析了湿地在2017年3月-2018年10月的运行情况。结果表明：蔷薇湖净水型人工湿地运行总体情况良好，CODMn、NH3-N、TN、TP出水稳定达标，出水达到GB 3838-2002《地表水环境质量标准》中的Ⅲ类水标准，实现了对饮用水水源的有效净化。四季运行中，TN平均去除率均在60%以上，温度变化尚未影响去除效果。蔷薇湖净水型人工湿地中动/植物和微生物的协同作用，使得TN去除率稳定达标。
通过对蔷薇湖净水型人工湿地运行监测，分析了湿地在2017年3月-2018年10月的运行情况。结果表明：蔷薇湖净水型人工湿地运行总体情况良好，CODMn、NH3-N、TN、TP出水稳定达标，出水达到GB 3838-2002《地表水环境质量标准》中的Ⅲ类水标准，实现了对饮用水水源的有效净化。四季运行中，TN平均去除率均在60%以上，温度变化尚未影响去除效果。蔷薇湖净水型人工湿地中动/植物和微生物的协同作用，使得TN去除率稳定达标。
2021, 39(5): 31-37,54.
doi: 10.13205/j.hjgc.202105005
摘要:
采用投加不同剂量纳米零价铁（NZVI）（0，0.1，0.3，0.5 g/g VS）的低有机质污泥进行半连续中温厌氧消化试验，研究了反应器在不同NZVI投加量下的产甲烷特性及微生物群落变化。研究表明：NZVI的投加前期对产甲烷具有促进作用，随着反应器中NZVI累积逐渐对产甲烷产生抑制，且投加量越高抑制效果产生越早，抑制作用也越强。投加NZVI反应器未造成酸化或氨抑制，厌氧消化系统稳定性较好，系统上清液中磷酸盐去除率最高达到97.78%。NZVI的投加可以促进Firmicutes、Proteobacteria等水解产酸菌和Methanosarcina等多数氢营养型产甲烷菌的生长，而对严格的乙酸型产甲烷菌Methanosaeta生长有一定抑制作用。
采用投加不同剂量纳米零价铁（NZVI）（0，0.1，0.3，0.5 g/g VS）的低有机质污泥进行半连续中温厌氧消化试验，研究了反应器在不同NZVI投加量下的产甲烷特性及微生物群落变化。研究表明：NZVI的投加前期对产甲烷具有促进作用，随着反应器中NZVI累积逐渐对产甲烷产生抑制，且投加量越高抑制效果产生越早，抑制作用也越强。投加NZVI反应器未造成酸化或氨抑制，厌氧消化系统稳定性较好，系统上清液中磷酸盐去除率最高达到97.78%。NZVI的投加可以促进Firmicutes、Proteobacteria等水解产酸菌和Methanosarcina等多数氢营养型产甲烷菌的生长，而对严格的乙酸型产甲烷菌Methanosaeta生长有一定抑制作用。
2021, 39(5): 38-44.
doi: 10.13205/j.hjgc.202105006
摘要:
短程反硝化技术将硝酸盐还原的同时实现亚硝酸盐积累，不仅为厌氧氨氧化反应提供底物且能有效利用其反应产生的硝酸盐。因有机碳源需求少、反应速率高、污泥产量低及运行稳定等优点，短程反硝化具有重要的科学和工程意义，成为近年来的研究热点。介绍了短程反硝化技术的发展历程，从影响亚硝酸盐积累的环境因素及微生物群落结构等方面阐述了短程反硝化的原理，同时对现阶段短程反硝化存在的问题以及应用前景进行总结。最后对我国如何实现传统工艺向新兴高效的短程反硝化工艺的实践应用转型提出了建议。
短程反硝化技术将硝酸盐还原的同时实现亚硝酸盐积累，不仅为厌氧氨氧化反应提供底物且能有效利用其反应产生的硝酸盐。因有机碳源需求少、反应速率高、污泥产量低及运行稳定等优点，短程反硝化具有重要的科学和工程意义，成为近年来的研究热点。介绍了短程反硝化技术的发展历程，从影响亚硝酸盐积累的环境因素及微生物群落结构等方面阐述了短程反硝化的原理，同时对现阶段短程反硝化存在的问题以及应用前景进行总结。最后对我国如何实现传统工艺向新兴高效的短程反硝化工艺的实践应用转型提出了建议。
2021, 39(5): 45-54.
doi: 10.13205/j.hjgc.202105007
摘要:
基于SWAT构建了岷江流域分布式水文和污染负荷模型，模拟水文变化过程的效率系数超过0.6，模拟污染物浓度的效率系数超过0.5，能够有效模拟岷江流域2015-2018年的水文、污染浓度和通量变化过程。通过模型计算分析了岷江流域主要污染物排放量变化、《水污染防治行动计划》不同减排措施及气象驱动条件对岷江流域水环境改善贡献。结果表明：岷江流域11个国考断面COD、NH3-N、TP排放量分别下降8%、13%和12%，其中8个考核断面废水排放量上升，主要污染物排放量降低，其中点源强度下降，密度上升；岷江流域中段排放强度高、减排量同样凸显，成都市对岷江出境断面污染物排放及减排贡献均高于眉山市；各项减排措施中，城镇生活污染治理对污染物减排及通量降低占主导作用，对CODMn、NH3-N、TP通量减排分别贡献53%、71%、81%；生活源减排贡献大于工业源减排，点源减排贡献率大于面源污染减排；污染减排措施对凉姜沟断面CODMn、NH3-N和TP浓度变化的贡献率分别为20.7%、26.8%和34.4%。
基于SWAT构建了岷江流域分布式水文和污染负荷模型，模拟水文变化过程的效率系数超过0.6，模拟污染物浓度的效率系数超过0.5，能够有效模拟岷江流域2015-2018年的水文、污染浓度和通量变化过程。通过模型计算分析了岷江流域主要污染物排放量变化、《水污染防治行动计划》不同减排措施及气象驱动条件对岷江流域水环境改善贡献。结果表明：岷江流域11个国考断面COD、NH3-N、TP排放量分别下降8%、13%和12%，其中8个考核断面废水排放量上升，主要污染物排放量降低，其中点源强度下降，密度上升；岷江流域中段排放强度高、减排量同样凸显，成都市对岷江出境断面污染物排放及减排贡献均高于眉山市；各项减排措施中，城镇生活污染治理对污染物减排及通量降低占主导作用，对CODMn、NH3-N、TP通量减排分别贡献53%、71%、81%；生活源减排贡献大于工业源减排，点源减排贡献率大于面源污染减排；污染减排措施对凉姜沟断面CODMn、NH3-N和TP浓度变化的贡献率分别为20.7%、26.8%和34.4%。
2021, 39(5): 55-60,70.
doi: 10.13205/j.hjgc.202105008
摘要:
以三聚氰胺、硝酸为原料，采用热聚合法制备石墨相氮化碳（g-C3N4），研究了不同焙烧温度对石墨相氮化碳光催化性能的影响。利用扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱仪（XPS）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、紫外-可见漫反射（UV-Vis DRS）以及光致发光光谱（PL）等技术对石墨相氮化碳样品的形貌、化学组成、晶体结构等理化性质进行表征，通过光催化降解实验探究石墨相氮化碳的催化活性。实验结果表明：当焙烧温度为550℃时，制备的石墨相氮化碳样品光催化性能最好。当催化剂投加量为0.04 g时，可见光照射50 min后，对50 mL浓度10 mg/L的罗丹明B（RhB）溶液的降解效率可达到91.7%。适宜的焙烧温度能够使光催化剂的光吸收能力增强，并促进光生电子（e-）和空穴（h+）分离。
以三聚氰胺、硝酸为原料，采用热聚合法制备石墨相氮化碳（g-C3N4），研究了不同焙烧温度对石墨相氮化碳光催化性能的影响。利用扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱仪（XPS）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、紫外-可见漫反射（UV-Vis DRS）以及光致发光光谱（PL）等技术对石墨相氮化碳样品的形貌、化学组成、晶体结构等理化性质进行表征，通过光催化降解实验探究石墨相氮化碳的催化活性。实验结果表明：当焙烧温度为550℃时，制备的石墨相氮化碳样品光催化性能最好。当催化剂投加量为0.04 g时，可见光照射50 min后，对50 mL浓度10 mg/L的罗丹明B（RhB）溶液的降解效率可达到91.7%。适宜的焙烧温度能够使光催化剂的光吸收能力增强，并促进光生电子（e-）和空穴（h+）分离。
2021, 39(5): 61-70.
doi: 10.13205/j.hjgc.202105009
摘要:
自然界中部分生物体能够产生矿物质形成矿化保护壳，保护壳在提高生物体对外界不利环境的抗性和改善生命功能方面展现出良好的效果。为了利用保护壳的诸多优势，科研人员深入研究生物矿化机理，开发出多种仿生矿化方法，为不能自然产生矿化壳的生物体制备人工保护壳，具有保护壳的生物体在疾病治疗、环境保护和新能源等领域展现出广阔的应用前景。主要围绕微生物细胞保护壳的制备方法和功能价值进行讨论。首先从制备机理、制备过程和适用范围方面介绍细胞保护壳的主要制备方法，然后阐明矿化壳在保护细胞免受外界侵害和室温储存细胞方面的应用价值，最后对具有保护壳的微生物在环境污染治理方面的应用进行展望。
自然界中部分生物体能够产生矿物质形成矿化保护壳，保护壳在提高生物体对外界不利环境的抗性和改善生命功能方面展现出良好的效果。为了利用保护壳的诸多优势，科研人员深入研究生物矿化机理，开发出多种仿生矿化方法，为不能自然产生矿化壳的生物体制备人工保护壳，具有保护壳的生物体在疾病治疗、环境保护和新能源等领域展现出广阔的应用前景。主要围绕微生物细胞保护壳的制备方法和功能价值进行讨论。首先从制备机理、制备过程和适用范围方面介绍细胞保护壳的主要制备方法，然后阐明矿化壳在保护细胞免受外界侵害和室温储存细胞方面的应用价值，最后对具有保护壳的微生物在环境污染治理方面的应用进行展望。
2021, 39(5): 71-79.
doi: 10.13205/j.hjgc.202105010
摘要:
采用统计学方法、Pearson相关系数法和线性回归法研究分析了2018年吉林市大气污染物SO2、NO2、PM10、PM2.5、CO和O3浓度的变化特征、污染物浓度之间的相关性以及污染物与气象因素的相关性。结果表明：1）吉林市大气环境中O3、PM10和PM2.5日均值超标率分别为1.06%、3.27%和7.14%，颗粒物、O3及其前体物质为治理重点；CO、SO2、NO2、PM10和PM2.5春、冬季污染较重，夏季污染最轻；大气环境中的污染物浓度随季节、时刻及人类活动发生周期性变化；2）PM10和PM2.5、PM2.5和CO、NO2和CO浓度之间高度相关（相关系数r均>0.8），并建立了其预测线性模型；3）污染物（O3除外）浓度与温度、风速和混合层高度呈负相关，与气压呈正相关；降水对SO2、PM10和PM2.5浓度具有一定的削减作用，降水后其浓度减少的次数占总降水次数的68.75%、84.38%和78.13%；吉林市污染最严重的颗粒物受气象因素中混合层高度、风速和降水影响较大。该研究成果可为日后吉林市开展大气污染治理、区域大气环境容量测算、空气污染潜势预报等研究提供参考。
采用统计学方法、Pearson相关系数法和线性回归法研究分析了2018年吉林市大气污染物SO2、NO2、PM10、PM2.5、CO和O3浓度的变化特征、污染物浓度之间的相关性以及污染物与气象因素的相关性。结果表明：1）吉林市大气环境中O3、PM10和PM2.5日均值超标率分别为1.06%、3.27%和7.14%，颗粒物、O3及其前体物质为治理重点；CO、SO2、NO2、PM10和PM2.5春、冬季污染较重，夏季污染最轻；大气环境中的污染物浓度随季节、时刻及人类活动发生周期性变化；2）PM10和PM2.5、PM2.5和CO、NO2和CO浓度之间高度相关（相关系数r均>0.8），并建立了其预测线性模型；3）污染物（O3除外）浓度与温度、风速和混合层高度呈负相关，与气压呈正相关；降水对SO2、PM10和PM2.5浓度具有一定的削减作用，降水后其浓度减少的次数占总降水次数的68.75%、84.38%和78.13%；吉林市污染最严重的颗粒物受气象因素中混合层高度、风速和降水影响较大。该研究成果可为日后吉林市开展大气污染治理、区域大气环境容量测算、空气污染潜势预报等研究提供参考。
2021, 39(5): 80-88.
doi: 10.13205/j.hjgc.202105011
摘要:
采用再悬浮采样方法获得武汉4类开放源（土壤风沙尘、施工扬尘、道路扬尘和城市扬尘）细颗粒物（PM2.5）样品，分析了无机元素、水溶性离子和碳质组分含量，构建了武汉市开放源PM2.5成分谱。结果表明：开放源PM2.5的组成以地壳类元素为主，地壳类元素占化学成分总量的62.69%~80.14%，自然背景特征明显。土壤风沙尘PM2.5中Si和Al的含量较高，施工扬尘PM2.5中Ca和有机碳（OC）的含量显著高于其他3类尘源，道路扬尘PM2.5中的主要组分为Ca、Si和OC，城市扬尘PM2.5中的主要组分为Si和Ca。Ca、Cu、Zn分别在施工扬尘、道路扬尘和城市扬尘中强烈富集，富集因子（EF）均>20，表明受人为源的影响大。源谱中的碳组分以OC为主，OC/EC值均>2，表明开放源对二次气溶胶形成有一定影响。4类源谱相互之间的分歧系数为0.29~0.47，相关系数为0.19~0.97，其中土壤风沙尘与其他3类扬尘之间的相似度不高；城市扬尘、施工扬尘、道路扬尘互相之间存在较高的相似度，具有很强的共线性。构建武汉开放源PM2.5精细化成分谱，可为武汉开展PM2.5源解析及开放源污染防治提供参考。
采用再悬浮采样方法获得武汉4类开放源（土壤风沙尘、施工扬尘、道路扬尘和城市扬尘）细颗粒物（PM2.5）样品，分析了无机元素、水溶性离子和碳质组分含量，构建了武汉市开放源PM2.5成分谱。结果表明：开放源PM2.5的组成以地壳类元素为主，地壳类元素占化学成分总量的62.69%~80.14%，自然背景特征明显。土壤风沙尘PM2.5中Si和Al的含量较高，施工扬尘PM2.5中Ca和有机碳（OC）的含量显著高于其他3类尘源，道路扬尘PM2.5中的主要组分为Ca、Si和OC，城市扬尘PM2.5中的主要组分为Si和Ca。Ca、Cu、Zn分别在施工扬尘、道路扬尘和城市扬尘中强烈富集，富集因子（EF）均>20，表明受人为源的影响大。源谱中的碳组分以OC为主，OC/EC值均>2，表明开放源对二次气溶胶形成有一定影响。4类源谱相互之间的分歧系数为0.29~0.47，相关系数为0.19~0.97，其中土壤风沙尘与其他3类扬尘之间的相似度不高；城市扬尘、施工扬尘、道路扬尘互相之间存在较高的相似度，具有很强的共线性。构建武汉开放源PM2.5精细化成分谱，可为武汉开展PM2.5源解析及开放源污染防治提供参考。
2021, 39(5): 89-95.
doi: 10.13205/j.hjgc.202105012
摘要:
针对传统脉冲清灰中存在清灰不均匀的问题，应用上部开口散射器改善滤筒内部流场特性，从而改善清灰效果。通过数值模拟方法研究不同工况下滤筒内部脉冲流场及清灰压力的动态变化规律，探究清灰压力峰值形成机理。结果表明：脉冲喷吹气流以压力波的方式进入滤筒并向侧壁传递，而侧壁处气流径向速度与相同测点的清灰压力随时间等比例同步变化，两者存在直接关联。由于散射器对脉冲喷吹气流的分流和导流作用，相对无散射器而言，滤筒上部径向速度提高，清灰压力相应增大，其峰值由484 Pa增至744 Pa，增加了53.7%；滤筒中、下部，散射器的存在使脉冲喷吹流量和轴向速度减小，降低了脉冲气流对滤筒内部气流的压缩作用，滤筒中下部压力降低，滤筒下部清灰压力峰值由2175 Pa减小至1468 Pa，减小了32.5%。因此增设散射器可以在满足清灰要求的同时明显提高脉冲清灰的均匀性。
针对传统脉冲清灰中存在清灰不均匀的问题，应用上部开口散射器改善滤筒内部流场特性，从而改善清灰效果。通过数值模拟方法研究不同工况下滤筒内部脉冲流场及清灰压力的动态变化规律，探究清灰压力峰值形成机理。结果表明：脉冲喷吹气流以压力波的方式进入滤筒并向侧壁传递，而侧壁处气流径向速度与相同测点的清灰压力随时间等比例同步变化，两者存在直接关联。由于散射器对脉冲喷吹气流的分流和导流作用，相对无散射器而言，滤筒上部径向速度提高，清灰压力相应增大，其峰值由484 Pa增至744 Pa，增加了53.7%；滤筒中、下部，散射器的存在使脉冲喷吹流量和轴向速度减小，降低了脉冲气流对滤筒内部气流的压缩作用，滤筒中下部压力降低，滤筒下部清灰压力峰值由2175 Pa减小至1468 Pa，减小了32.5%。因此增设散射器可以在满足清灰要求的同时明显提高脉冲清灰的均匀性。
2021, 39(5): 96-103.
doi: 10.13205/j.hjgc.202105013
摘要:
为了解西北内陆和东部沿海PM2.5浓度值特征和差异，使用小波分析和Spearman相关性分析对12个主要城市冬、春季PM2.5浓度值进行分布特征和差异对比分析。结果表明：受地理位置和地形差异影响，PM2.5浓度值在西北内陆和东部沿海城市有明显差异性。主要表现在：1）冬、春季西北内陆和东部沿海地区PM2.5分布存在明显差异，东部沿海空气质量优于西北内陆，PM2.5超标率相对较低，而乌鲁木齐和西安PM2.5超标占比较高；2）小波分析显示，西北内陆和东部沿海在周期上表现出明显区别，但整体出现在冬季（80 d之前）；3）Spearman相关系数存在明显的距离衰减性，相关系数由西北内陆向东部沿海城市依次减弱；4）东部和西北PM2.5浓度值突变在时间尺度上有较明显差异，西北内陆突变值整体出现在第2，11，24，49，70天，东部沿海则出现在第2，17，42，53，70天。
为了解西北内陆和东部沿海PM2.5浓度值特征和差异，使用小波分析和Spearman相关性分析对12个主要城市冬、春季PM2.5浓度值进行分布特征和差异对比分析。结果表明：受地理位置和地形差异影响，PM2.5浓度值在西北内陆和东部沿海城市有明显差异性。主要表现在：1）冬、春季西北内陆和东部沿海地区PM2.5分布存在明显差异，东部沿海空气质量优于西北内陆，PM2.5超标率相对较低，而乌鲁木齐和西安PM2.5超标占比较高；2）小波分析显示，西北内陆和东部沿海在周期上表现出明显区别，但整体出现在冬季（80 d之前）；3）Spearman相关系数存在明显的距离衰减性，相关系数由西北内陆向东部沿海城市依次减弱；4）东部和西北PM2.5浓度值突变在时间尺度上有较明显差异，西北内陆突变值整体出现在第2，11，24，49，70天，东部沿海则出现在第2，17，42，53，70天。
2021, 39(5): 104-110.
doi: 10.13205/j.hjgc.202105014
摘要:
为研究外环境温度对污泥堆肥过程中抗生素抗性基因的影响，选取市政污水处理厂脱水污泥、花生壳和堆肥返混料作为堆肥材料，采用室内静态堆肥加翻堆方式，通过测定30，50，55℃下堆肥过程中堆体理化性质和抗性基因（tetA、tetQ、sul2、sul3）及一类整合子丰度，分析3种外环境温度对污泥堆肥过程中抗生素抗性基因变化的影响。结果表明：50，55℃外环境温度堆肥条件可有效降解污泥堆肥过程中tetA、tetQ、sul2、sul3抗性基因丰度，在堆肥结束时总ARGs降解率达到66%~83%，而30℃外环境堆肥结束时，总ARGs降解率为30%左右。移动遗传元件IntI1的丰度变化与ARGs的丰度变化趋势相似，堆肥结束时50℃和55℃的外环境温度对堆体中IntI1的降解率达到92%以上，高于30℃条件71.9%的降解率，其原因可能是适当高的外环境温度会抑制堆体中部分微生物的生长代谢，减少了IntI1的传播，进而影响ARGs的传播。30℃外环境温度堆肥条件下，堆体在第36天达到腐熟，发芽指数为59.80%；而50℃和55℃堆肥条件下，在第28天即可达到腐熟，发芽指数达到60%，腐熟速度明显高于30℃条件。研究表明，50℃和55℃的外环境温度堆肥条件和30℃相比可以缩短腐熟所需时间，且对tetA、tetQ、sul2、sul3抗性基因及IntI1丰度有很好的降解效果。因此，堆肥时适当提高外环境温度对污泥发酵和其中ARGs有一定的影响，理论上具有一定的可行性。
为研究外环境温度对污泥堆肥过程中抗生素抗性基因的影响，选取市政污水处理厂脱水污泥、花生壳和堆肥返混料作为堆肥材料，采用室内静态堆肥加翻堆方式，通过测定30，50，55℃下堆肥过程中堆体理化性质和抗性基因（tetA、tetQ、sul2、sul3）及一类整合子丰度，分析3种外环境温度对污泥堆肥过程中抗生素抗性基因变化的影响。结果表明：50，55℃外环境温度堆肥条件可有效降解污泥堆肥过程中tetA、tetQ、sul2、sul3抗性基因丰度，在堆肥结束时总ARGs降解率达到66%~83%，而30℃外环境堆肥结束时，总ARGs降解率为30%左右。移动遗传元件IntI1的丰度变化与ARGs的丰度变化趋势相似，堆肥结束时50℃和55℃的外环境温度对堆体中IntI1的降解率达到92%以上，高于30℃条件71.9%的降解率，其原因可能是适当高的外环境温度会抑制堆体中部分微生物的生长代谢，减少了IntI1的传播，进而影响ARGs的传播。30℃外环境温度堆肥条件下，堆体在第36天达到腐熟，发芽指数为59.80%；而50℃和55℃堆肥条件下，在第28天即可达到腐熟，发芽指数达到60%，腐熟速度明显高于30℃条件。研究表明，50℃和55℃的外环境温度堆肥条件和30℃相比可以缩短腐熟所需时间，且对tetA、tetQ、sul2、sul3抗性基因及IntI1丰度有很好的降解效果。因此，堆肥时适当提高外环境温度对污泥发酵和其中ARGs有一定的影响，理论上具有一定的可行性。
2021, 39(5): 111-117,130.
doi: 10.13205/j.hjgc.202105015
摘要:
为进一步提升全程高温堆肥效率，经筛选和高温驯化，获得高有机质降解效率的耐热复合菌系（TMC），设置全程高温接种TMC堆肥组（T1）、全程高温堆肥组（T2）和常温堆肥组（T3），通过理化指标、粗脂肪和粗蛋白含量、GI等指标的检测和优势细菌演替规律分析，以揭示TMC对全程高温堆肥工艺的影响。结果显示：堆肥结束后有机质含量、C/N、粗脂肪和蛋白含量降幅顺序均为T1>T2>T3（P<0.05），且两两处理之间均具有显著性差异，证明TMC可缩短全程高温堆肥进程。堆肥第14天，T1、T2处理的GI值分别为110%和99%，T3处理仅为80%，表明全程高温堆肥可加速植物毒性物质降解，显著提高堆肥品质，而TMC接种可进一步促进堆肥无害化。PCR-DGGE结果表明：T1、T2处理均显著提高了耐热细菌和耐热木质纤维素降解菌多样性，且并未降低嗜中温木质纤维素降解菌多样性；2类降解菌协同配合实现木质纤维素的更快降解，有利于缩短堆肥进程。综上所述，TMC接种可显著提高全程高温堆肥效率、提升堆肥品质。
为进一步提升全程高温堆肥效率，经筛选和高温驯化，获得高有机质降解效率的耐热复合菌系（TMC），设置全程高温接种TMC堆肥组（T1）、全程高温堆肥组（T2）和常温堆肥组（T3），通过理化指标、粗脂肪和粗蛋白含量、GI等指标的检测和优势细菌演替规律分析，以揭示TMC对全程高温堆肥工艺的影响。结果显示：堆肥结束后有机质含量、C/N、粗脂肪和蛋白含量降幅顺序均为T1>T2>T3（P<0.05），且两两处理之间均具有显著性差异，证明TMC可缩短全程高温堆肥进程。堆肥第14天，T1、T2处理的GI值分别为110%和99%，T3处理仅为80%，表明全程高温堆肥可加速植物毒性物质降解，显著提高堆肥品质，而TMC接种可进一步促进堆肥无害化。PCR-DGGE结果表明：T1、T2处理均显著提高了耐热细菌和耐热木质纤维素降解菌多样性，且并未降低嗜中温木质纤维素降解菌多样性；2类降解菌协同配合实现木质纤维素的更快降解，有利于缩短堆肥进程。综上所述，TMC接种可显著提高全程高温堆肥效率、提升堆肥品质。
2021, 39(5): 118-123.
doi: 10.13205/j.hjgc.202105016
摘要:
为研究以硫酸亚铁铵（FAS）+硫粉（S0）为底物的生物沥浸过程中，污泥的脱水性能及其与胞外聚合物（EPS）中蛋白质（PN）、多糖（PS）的关系，设计了新鲜污泥、新鲜污泥+10%接种物、新鲜污泥+10%接种物+（0，2，4，6 g/L）FAS+（0，2，4，6 g/L）S0的3个实验组进行10 d沥浸实验。结果表明：投加量为4g/L FAS+2 g/L S0，沥浸时间为6 d时污泥脱水性能最佳，污泥比阻（SRF）和黏度较原始污泥分别下降了83.11%和65.74%。EPS中溶解态PN、PS和结合态PN、PS的含量都随沥浸实验的进行而改变，其中溶解态PS与黏度、SRF呈显著负相关（R分别为-0.813、-0.813，P<0.05），说明溶解态PS的含量是影响污泥脱水性能的主要因素。进一步分析得出，溶解态PS总量随沥浸时间延长而升高，其中疏水性PS的占比随之增加，污泥脱水性相应改善。
为研究以硫酸亚铁铵（FAS）+硫粉（S0）为底物的生物沥浸过程中，污泥的脱水性能及其与胞外聚合物（EPS）中蛋白质（PN）、多糖（PS）的关系，设计了新鲜污泥、新鲜污泥+10%接种物、新鲜污泥+10%接种物+（0，2，4，6 g/L）FAS+（0，2，4，6 g/L）S0的3个实验组进行10 d沥浸实验。结果表明：投加量为4g/L FAS+2 g/L S0，沥浸时间为6 d时污泥脱水性能最佳，污泥比阻（SRF）和黏度较原始污泥分别下降了83.11%和65.74%。EPS中溶解态PN、PS和结合态PN、PS的含量都随沥浸实验的进行而改变，其中溶解态PS与黏度、SRF呈显著负相关（R分别为-0.813、-0.813，P<0.05），说明溶解态PS的含量是影响污泥脱水性能的主要因素。进一步分析得出，溶解态PS总量随沥浸时间延长而升高，其中疏水性PS的占比随之增加，污泥脱水性相应改善。
2021, 39(5): 124-130.
doi: 10.13205/j.hjgc.202105017
摘要:
针对餐厨垃圾生物干化处理周期长、脱水效率低的问题，基于外源辅助加热的生物干化机，比较不同通风模式（温度控制通风设置4个处理：TFWD 45-50、TFWD 50-55、TFWD 55-60、TFWD 60-65；时间控制通风设置2个处理：TFSJ 20、TFSJ 60）对餐厨垃圾生物干化过程系统脱水能效及氮素损失的影响。结果表明：1）与温度控制通风的4个处理相比，时间控制通风的2个处理的总氮（TN）和铵态氮损失较小、发芽指数（GI）较高；2）连续通风TFSJ 60的水分去除效率最低（66.78%），TN和铵态氮损失最小（分别为8.14%、12.96%），腐熟度最高（EC为2.72 mS/cm、GI为75.00%），单位质量水分去除能耗最低（1.10 kW·h/kg）；3）TFWD 50-55的水分去除效率最高（达到99%以上），TN和铵态氮损失最大（分别为16.95%、57.83%），腐熟度较低（EC为4.28 mS/cm、GI为19.58%）、去除单位质量水分的能耗较高（1.74 kW·h/kg）。Pearson相关性分析结果表明：TN、铵态氮与含水率呈显著正相关（P<0.05），与温度、EC、耗电量呈显著负相关（P<0.05）。因此，生物干化后的物料若进行好氧堆肥处理制成有机肥后回归土壤，则建议采用连续通风（TFSJ 60）处理餐厨垃圾；生物干化后的物料若焚烧或者填埋处理，则建议采用温度控制通风（TFWD 50-55）处理餐厨垃圾。研究结果为餐厨垃圾快速生物干化处理通风模式的选择提供了参考。
针对餐厨垃圾生物干化处理周期长、脱水效率低的问题，基于外源辅助加热的生物干化机，比较不同通风模式（温度控制通风设置4个处理：TFWD 45-50、TFWD 50-55、TFWD 55-60、TFWD 60-65；时间控制通风设置2个处理：TFSJ 20、TFSJ 60）对餐厨垃圾生物干化过程系统脱水能效及氮素损失的影响。结果表明：1）与温度控制通风的4个处理相比，时间控制通风的2个处理的总氮（TN）和铵态氮损失较小、发芽指数（GI）较高；2）连续通风TFSJ 60的水分去除效率最低（66.78%），TN和铵态氮损失最小（分别为8.14%、12.96%），腐熟度最高（EC为2.72 mS/cm、GI为75.00%），单位质量水分去除能耗最低（1.10 kW·h/kg）；3）TFWD 50-55的水分去除效率最高（达到99%以上），TN和铵态氮损失最大（分别为16.95%、57.83%），腐熟度较低（EC为4.28 mS/cm、GI为19.58%）、去除单位质量水分的能耗较高（1.74 kW·h/kg）。Pearson相关性分析结果表明：TN、铵态氮与含水率呈显著正相关（P<0.05），与温度、EC、耗电量呈显著负相关（P<0.05）。因此，生物干化后的物料若进行好氧堆肥处理制成有机肥后回归土壤，则建议采用连续通风（TFSJ 60）处理餐厨垃圾；生物干化后的物料若焚烧或者填埋处理，则建议采用温度控制通风（TFWD 50-55）处理餐厨垃圾。研究结果为餐厨垃圾快速生物干化处理通风模式的选择提供了参考。
2021, 39(5): 131-134.
doi: 10.13205/j.hjgc.202105018
摘要:
干燥是物料中的水分吸收足够的显热和潜热而蒸发去除的过程。水分蒸发会消耗大量的热量，同时产生大量的二次蒸汽。根据MVR热泵的高效节能原理，若将采用机械蒸汽再压缩技术提高焓值的二次蒸汽作为干燥过程的热源，则可回收二次蒸汽的全部潜热，在系统内实现水分蒸发汽化潜热与凝结潜热的互换，节能效果显著。总结了MVR热泵干燥的应用概况，阐述了过热蒸汽作为MVR热泵干燥介质的优势，以及MVR热泵干燥器的设计和选用压缩机时应考虑的问题，指出了进出料环节应尽量减少不凝气体进入干燥系统，以避免不凝气体对干燥过程冷凝换热的影响。
干燥是物料中的水分吸收足够的显热和潜热而蒸发去除的过程。水分蒸发会消耗大量的热量，同时产生大量的二次蒸汽。根据MVR热泵的高效节能原理，若将采用机械蒸汽再压缩技术提高焓值的二次蒸汽作为干燥过程的热源，则可回收二次蒸汽的全部潜热，在系统内实现水分蒸发汽化潜热与凝结潜热的互换，节能效果显著。总结了MVR热泵干燥的应用概况，阐述了过热蒸汽作为MVR热泵干燥介质的优势，以及MVR热泵干燥器的设计和选用压缩机时应考虑的问题，指出了进出料环节应尽量减少不凝气体进入干燥系统，以避免不凝气体对干燥过程冷凝换热的影响。
2021, 39(5): 135-141,149.
doi: 10.13205/j.hjgc.202105019
摘要:
为了缓解我国高度依赖石油进口带来的风险，发展将煤炭通过科学手段转化为石油的煤制油工艺，是缓解石油和天然气供需矛盾的现实手段。煤制油残渣是煤制油工业的主要污染产物，妥善解决煤制油残渣是实现煤制油工艺绿色发展的重要组成部分。综述了目前国内最普遍的4种煤制油技术并分析其各自优缺点。并对不同煤制油工艺产生的残渣进行分类，对其组成结构和物化性质进行总结，并在此基础上选择煤直接液化残渣，阐述了其利用技术研究进展，主要包括燃烧、热解、制备沥青产物和其他利用途径4个部分。提出煤制油技术的未来发展趋势是研究煤炭的结构转换过程、更加廉价高效的催化剂及其催化原理、催化剂分离的高通量反应器以及产品分离技术。煤制油残渣的高值化利用方式中，沥青类产物和高性能碳材料具有可观的经济前景和研究价值。
为了缓解我国高度依赖石油进口带来的风险，发展将煤炭通过科学手段转化为石油的煤制油工艺，是缓解石油和天然气供需矛盾的现实手段。煤制油残渣是煤制油工业的主要污染产物，妥善解决煤制油残渣是实现煤制油工艺绿色发展的重要组成部分。综述了目前国内最普遍的4种煤制油技术并分析其各自优缺点。并对不同煤制油工艺产生的残渣进行分类，对其组成结构和物化性质进行总结，并在此基础上选择煤直接液化残渣，阐述了其利用技术研究进展，主要包括燃烧、热解、制备沥青产物和其他利用途径4个部分。提出煤制油技术的未来发展趋势是研究煤炭的结构转换过程、更加廉价高效的催化剂及其催化原理、催化剂分离的高通量反应器以及产品分离技术。煤制油残渣的高值化利用方式中，沥青类产物和高性能碳材料具有可观的经济前景和研究价值。
2021, 39(5): 142-149.
doi: 10.13205/j.hjgc.202105020
摘要:
铟是一种在军事、国防、能源、电子工业、医疗等领域应用广泛的稀散金属，在地壳中的储量仅为黄金储量的约1/6。随着科学技术的发展，铟的应用领域扩大，需求量逐年增长，铟的稀有性和重要性促进了从电子废弃物中回收二次铟研究的发展。从二次铟回收工艺研究的进展出发，对不同种类含铟废料中回收二次铟的工艺原理与流程进行综述，并对不同回收工艺的优势以及技术发展瓶颈进行了分析，展望了二次铟资源循环利用的发展方向。
铟是一种在军事、国防、能源、电子工业、医疗等领域应用广泛的稀散金属，在地壳中的储量仅为黄金储量的约1/6。随着科学技术的发展，铟的应用领域扩大，需求量逐年增长，铟的稀有性和重要性促进了从电子废弃物中回收二次铟研究的发展。从二次铟回收工艺研究的进展出发，对不同种类含铟废料中回收二次铟的工艺原理与流程进行综述，并对不同回收工艺的优势以及技术发展瓶颈进行了分析，展望了二次铟资源循环利用的发展方向。
2021, 39(5): 150-155.
doi: 10.13205/j.hjgc.202105021
摘要:
含油浮渣作为一种危险固体废弃物，若处置不当不仅会危害环境，还会造成资源浪费。针对含油浮渣含油量高及有机物含量高等问题，以处理后渣相中含油率和水相中TOC去除率为技术指标，采用单因素实验对破乳剂协助超声-Fenton氧化联合处理含油浮渣工艺进行条件优化。结果表明最优条件为：破乳剂浓度20 mg/L、温度60℃、超声时间10 min、固液比1：4、pH值3、Fe2+浓度0.4 g/L、H2O2用量2 mL，此时渣相中含油率达到20.65%，水相中TOC去除率达到45.98%，为含油浮渣资源化处理提供了参考。
含油浮渣作为一种危险固体废弃物，若处置不当不仅会危害环境，还会造成资源浪费。针对含油浮渣含油量高及有机物含量高等问题，以处理后渣相中含油率和水相中TOC去除率为技术指标，采用单因素实验对破乳剂协助超声-Fenton氧化联合处理含油浮渣工艺进行条件优化。结果表明最优条件为：破乳剂浓度20 mg/L、温度60℃、超声时间10 min、固液比1：4、pH值3、Fe2+浓度0.4 g/L、H2O2用量2 mL，此时渣相中含油率达到20.65%，水相中TOC去除率达到45.98%，为含油浮渣资源化处理提供了参考。
2021, 39(5): 156-164,15.
doi: 10.13205/j.hjgc.202105022
摘要:
微塑料是一种新的土壤污染物，对土壤环境与健康有严重影响，已成为国内外研究的热点。系统分析了农田土壤微塑料的污染现状与分布特点，总结了不同农业生产方式对土壤微塑料污染丰度的影响，及其在土壤中分布和迁移特征，阐述了不同微塑料的污染来源及其对土壤环境的危害，提出地膜覆盖将成为农田土壤微塑料污染的重要来源，且微塑料因粒径、浓度及类型的不同对农田土壤理化性质和土壤生物会造成不同程度的影响；并比较分析了土壤微塑料的检测分析方法与手段，从土壤微塑料的溯源、迁移转化、污染危害以及检测分析手段层面，对未来需要解决的科学问题和研究方向进行了展望，以期为农田土壤微塑料的研究以及微塑料污染防控提供科学参考。
微塑料是一种新的土壤污染物，对土壤环境与健康有严重影响，已成为国内外研究的热点。系统分析了农田土壤微塑料的污染现状与分布特点，总结了不同农业生产方式对土壤微塑料污染丰度的影响，及其在土壤中分布和迁移特征，阐述了不同微塑料的污染来源及其对土壤环境的危害，提出地膜覆盖将成为农田土壤微塑料污染的重要来源，且微塑料因粒径、浓度及类型的不同对农田土壤理化性质和土壤生物会造成不同程度的影响；并比较分析了土壤微塑料的检测分析方法与手段，从土壤微塑料的溯源、迁移转化、污染危害以及检测分析手段层面，对未来需要解决的科学问题和研究方向进行了展望，以期为农田土壤微塑料的研究以及微塑料污染防控提供科学参考。
2021, 39(5): 165-170,79.
doi: 10.13205/j.hjgc.202105023
摘要:
为探究施加螯合剂谷氨酸N，N-二乙酸（GLDA）对诱导葎草修复镉污染土壤的效果，采取盆栽试验研究了镉污染土壤中施加不同浓度GLDA对葎草生长状况、抗氧化酶系统和镉积累特性以及土壤理化性质的影响。结果表明：当螯合剂GLDA施入50 mg/kg的镉污染土壤后，葎草生物量、根长和茎长比对照组显著减少了13.1%~59.1%、6.6%~26.0%和6.8%~10.6%，而葎草的抗氧化酶系统活性整体呈先升后降的趋势，土壤有效态镉含量相比对照组显著提升了10.4%~53.8%；GLDA在浓度为2.5~3.75 mmol/kg时，葎草对镉均有较好的累积净化效果，相比对照组提高了1.29~1.32倍。总体而言，施加2.5 mmol/kg GLDA效果最为理想，此时葎草生长受影响较小，地下和地上部分镉含量分别为对照组的1.07，1.67倍，转运系数、地下部富集系数和地上部富集系数分别为1.00、1.61和1.60。上述结果表明，施加适宜浓度的GLDA能够有效提升葎草对镉污染土壤的修复效率。
为探究施加螯合剂谷氨酸N，N-二乙酸（GLDA）对诱导葎草修复镉污染土壤的效果，采取盆栽试验研究了镉污染土壤中施加不同浓度GLDA对葎草生长状况、抗氧化酶系统和镉积累特性以及土壤理化性质的影响。结果表明：当螯合剂GLDA施入50 mg/kg的镉污染土壤后，葎草生物量、根长和茎长比对照组显著减少了13.1%~59.1%、6.6%~26.0%和6.8%~10.6%，而葎草的抗氧化酶系统活性整体呈先升后降的趋势，土壤有效态镉含量相比对照组显著提升了10.4%~53.8%；GLDA在浓度为2.5~3.75 mmol/kg时，葎草对镉均有较好的累积净化效果，相比对照组提高了1.29~1.32倍。总体而言，施加2.5 mmol/kg GLDA效果最为理想，此时葎草生长受影响较小，地下和地上部分镉含量分别为对照组的1.07，1.67倍，转运系数、地下部富集系数和地上部富集系数分别为1.00、1.61和1.60。上述结果表明，施加适宜浓度的GLDA能够有效提升葎草对镉污染土壤的修复效率。
2021, 39(5): 171-177,183.
doi: 10.13205/j.hjgc.202105024
摘要:
钝化修复技术因投入低、见效快、操作简单等特点，对中低浓度土壤污染的修复具有优越性。微生物胞外聚合物（EPS）具有优异的重金属吸附能力，用EPS溶液协同膨润土钝化处理铅污染土壤，考察了EPS用量、酸雨处理、钝化处理时间对钝化效果的影响。结果表明：EPS对铅（Ⅱ）吸附容量为241 mg/g。在钝化实验中随着EPS用量增加，钝化效果先增强后减弱，加入膨润土后能与EPS产生协同钝化效果，最多能增加59%的残渣态铅，酸雨处理和延长处理时间均能增加钝化效果。针对不同污染途径进行的多种评估结果表明，EPS与膨润土能有效降低土壤中可提取态铅的比例。
钝化修复技术因投入低、见效快、操作简单等特点，对中低浓度土壤污染的修复具有优越性。微生物胞外聚合物（EPS）具有优异的重金属吸附能力，用EPS溶液协同膨润土钝化处理铅污染土壤，考察了EPS用量、酸雨处理、钝化处理时间对钝化效果的影响。结果表明：EPS对铅（Ⅱ）吸附容量为241 mg/g。在钝化实验中随着EPS用量增加，钝化效果先增强后减弱，加入膨润土后能与EPS产生协同钝化效果，最多能增加59%的残渣态铅，酸雨处理和延长处理时间均能增加钝化效果。针对不同污染途径进行的多种评估结果表明，EPS与膨润土能有效降低土壤中可提取态铅的比例。
2021, 39(5): 178-183.
doi: 10.13205/j.hjgc.202105025
摘要:
污泥基生物炭是广泛用于处理各种环境污染物的添加剂之一。然而，关于污泥基生物炭原位钝化修复Cr污染土壤的研究还较少。以污泥与棉杆为原料，通过共热解制备污泥基生物炭，并按不同比例施加到Cr含量为33.97 mg/kg的土壤中，研究了该生物炭对土壤中Cr吸附固定的效果和机制。当添加比例由1%增加到15%时，土壤中Cr含量由34.02 mg/kg增加到38.52 mg/kg，但各处理土壤Cr浓度均低于GB 15618-2018《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》中Cr的筛选值标准。BCR顺序提取实验结果表明：该生物炭促进土壤中Cr由弱酸可提取态、可还原态向可氧化态、残渣态转化，并降低了Cr的浸出毒性。此外，该生物炭提高了土壤pH、CEC，增加了有机质和有效磷含量，有利于土壤中Cr的固定。污泥基生物炭固定土壤中Cr的机制包括离子交换、沉淀、络合作用等，但污泥基生物炭对土壤中Cr价态的影响需要深入研究。
污泥基生物炭是广泛用于处理各种环境污染物的添加剂之一。然而，关于污泥基生物炭原位钝化修复Cr污染土壤的研究还较少。以污泥与棉杆为原料，通过共热解制备污泥基生物炭，并按不同比例施加到Cr含量为33.97 mg/kg的土壤中，研究了该生物炭对土壤中Cr吸附固定的效果和机制。当添加比例由1%增加到15%时，土壤中Cr含量由34.02 mg/kg增加到38.52 mg/kg，但各处理土壤Cr浓度均低于GB 15618-2018《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》中Cr的筛选值标准。BCR顺序提取实验结果表明：该生物炭促进土壤中Cr由弱酸可提取态、可还原态向可氧化态、残渣态转化，并降低了Cr的浸出毒性。此外，该生物炭提高了土壤pH、CEC，增加了有机质和有效磷含量，有利于土壤中Cr的固定。污泥基生物炭固定土壤中Cr的机制包括离子交换、沉淀、络合作用等，但污泥基生物炭对土壤中Cr价态的影响需要深入研究。
2021, 39(5): 184-189,195.
doi: 10.13205/j.hjgc.202105026
摘要:
研究了水培环境中不同浓度纳米二氧化钛（TiO2-NPs）（0，25，50，100，200 mg/L）缓解Cd对小麦幼苗造成的生理毒害的作用。结果显示：在水培环境下TiO2-NPs的施用，缓解了Cd对小麦带来的氧化胁迫，减轻了Cd对小麦的毒害作用，显著提高了小麦生物量、根长及株高，改善了小麦光合作用。中浓度（50，100 mg/L）TiO2-NPs的使用显著提高了小麦幼苗净光合速率。对于所有浓度TiO2-NPs的施用，小麦幼苗POD酶活均显著低于Cd处理组；SOD酶活在较低浓度（<200 mg/L）时显著低于Cd处理组。TiO2-NPs通过减轻Cd氧化胁迫作用，有效缓解了Cd对小麦幼苗的毒害，提高了小麦幼苗的光合作用。
研究了水培环境中不同浓度纳米二氧化钛（TiO2-NPs）（0，25，50，100，200 mg/L）缓解Cd对小麦幼苗造成的生理毒害的作用。结果显示：在水培环境下TiO2-NPs的施用，缓解了Cd对小麦带来的氧化胁迫，减轻了Cd对小麦的毒害作用，显著提高了小麦生物量、根长及株高，改善了小麦光合作用。中浓度（50，100 mg/L）TiO2-NPs的使用显著提高了小麦幼苗净光合速率。对于所有浓度TiO2-NPs的施用，小麦幼苗POD酶活均显著低于Cd处理组；SOD酶活在较低浓度（<200 mg/L）时显著低于Cd处理组。TiO2-NPs通过减轻Cd氧化胁迫作用，有效缓解了Cd对小麦幼苗的毒害，提高了小麦幼苗的光合作用。
2021, 39(5): 190-195.
doi: 10.13205/j.hjgc.202105027
摘要:
鉴于海绵城市建设中海绵设施效能监测不足、手段复杂且精度低的问题，将光纤传感技术应用于海绵城市透水铺装中，以光纤光栅温度传感器为监测手段，以外界量改变引发透水面层上下铺设传感器输出波长信号变化为基本原理，得出雨水渗透速率，并以此为核心指标。以湖北省暴雨资料为基础，模拟不同重现期（1，5，10，50，100 a）下不同透水铺装对雨水径流量的削减实验，结合实验数据，建立了雨水渗透速度与透水铺装径流量削减指标的线性拟合关系。结果表明：渗透速度与径流量削减率、产流时刻均有较好相关性（R2>0.93、R2>0.92）。该技术在鄂西地区高铁站成功应用，证明利用渗透速率监测产流时刻与径流量削减率是可行的。
鉴于海绵城市建设中海绵设施效能监测不足、手段复杂且精度低的问题，将光纤传感技术应用于海绵城市透水铺装中，以光纤光栅温度传感器为监测手段，以外界量改变引发透水面层上下铺设传感器输出波长信号变化为基本原理，得出雨水渗透速率，并以此为核心指标。以湖北省暴雨资料为基础，模拟不同重现期（1，5，10，50，100 a）下不同透水铺装对雨水径流量的削减实验，结合实验数据，建立了雨水渗透速度与透水铺装径流量削减指标的线性拟合关系。结果表明：渗透速度与径流量削减率、产流时刻均有较好相关性（R2>0.93、R2>0.92）。该技术在鄂西地区高铁站成功应用，证明利用渗透速率监测产流时刻与径流量削减率是可行的。
2021, 39(5): 196-203.
doi: 10.13205/j.hjgc.202105028
摘要:
为初步明确清江流域地下水重金属的健康风险状况，以清江流域地下水为研究对象，选取研究区流量>50L/s的典型泉、地下暗河供水水源为采样点进行取样，测试分析样品中Pb、As、Mn、Cr、Ni、Fe、Cu、Zn、Cd几类重金属的总含量，结合AHP模型，利用美国环保署（USEPA）的水环境健康风险评价模型，对研究区地下水中重金属对成人与儿童两人群人体健康产生的危害进行评估。结果表明：研究区主要超标重金属元素为As、Pb，各段超标程度顺序为下游>上游>中游，各超标重金属均主要来源于人为输入；化学致癌物As、Cr、Cd为研究区地下水健康风险防控元素，区域综合健康风险顺序为下游>上游>中游，儿童为研究区健康风险主要预防人群。
为初步明确清江流域地下水重金属的健康风险状况，以清江流域地下水为研究对象，选取研究区流量>50L/s的典型泉、地下暗河供水水源为采样点进行取样，测试分析样品中Pb、As、Mn、Cr、Ni、Fe、Cu、Zn、Cd几类重金属的总含量，结合AHP模型，利用美国环保署（USEPA）的水环境健康风险评价模型，对研究区地下水中重金属对成人与儿童两人群人体健康产生的危害进行评估。结果表明：研究区主要超标重金属元素为As、Pb，各段超标程度顺序为下游>上游>中游，各超标重金属均主要来源于人为输入；化学致癌物As、Cr、Cd为研究区地下水健康风险防控元素，区域综合健康风险顺序为下游>上游>中游，儿童为研究区健康风险主要预防人群。
2021, 39(5): 204-216,224.
doi: 10.13205/j.hjgc.202105029
摘要:
作为一种被动采样技术，极性有机化合物整合采样器（polar organic chemical integrative sampler，POCIS）具有安全、易使用、可进行低浓度监测、高回收率和抗生物污染等优点，由于POCIS可以测定极性有机化学物质的时间加权平均（time-weighted average，TWA）浓度，能够更为全面地反映污染物的长期影响。近年来POCIS已被广泛应用于水环境中农药、药品、内分泌干扰物等有机污染物的分离和富集，以及新兴痕量有机污染物的环境行为和生态风险的评价。介绍了POCIS的结构、原理和校准方法，综述了该装置在水环境中不同类型有机污染物监测中的应用，结合装置特点和实际应用，提出了POCIS在实际环境中需要解决的问题和后续进一步改进的方向。
作为一种被动采样技术，极性有机化合物整合采样器（polar organic chemical integrative sampler，POCIS）具有安全、易使用、可进行低浓度监测、高回收率和抗生物污染等优点，由于POCIS可以测定极性有机化学物质的时间加权平均（time-weighted average，TWA）浓度，能够更为全面地反映污染物的长期影响。近年来POCIS已被广泛应用于水环境中农药、药品、内分泌干扰物等有机污染物的分离和富集，以及新兴痕量有机污染物的环境行为和生态风险的评价。介绍了POCIS的结构、原理和校准方法，综述了该装置在水环境中不同类型有机污染物监测中的应用，结合装置特点和实际应用，提出了POCIS在实际环境中需要解决的问题和后续进一步改进的方向。
2021, 39(5): 217-224.
doi: 10.13205/j.hjgc.202105030
摘要:
通过收集2015-2019年苏州市集中式饮用水源地水质的例行监测数据，采用USEPA（美国环保署）推荐的健康风险评价模型，对12个在用水源地水质进行了较为全面的健康风险评价，并利用GIS软件对评价结果进行了空间可视化展示。结果表明：2015-2019年苏州市集中式饮用水源地致癌风险均值为4.07×10-5/a，非致癌风险均值为3.61×10-9/a，总风险均值为4.07×10-5/a。健康总风险按水源地排序为长江新海坝水源地（5.33×10-5）>长江常熟水源地（4.68×10-5）>阳澄湖水源地（4.49×10-5）>太湖镇湖水源地（4.30×10-5）>太湖贡湖金墅湾水源地（4.14×10-5）>长江浏河口水源地（3.96×10-5）>太湖寺前水源地（3.95×10-5）>傀儡湖水源地（3.79×10-5）>尚湖水源地（3.77×10-5）>太湖渔洋山水源地（3.69×10-5）>太湖庙港水源地（3.46×10-5）>太湖北亭子港水源地（3.39×10-5）；按地区排序则为张家港市>工业园区>常熟市>相城区>高新区>太仓市>吴中区>姑苏区>昆山市>吴江区；致癌风险高于非致癌风险，且致癌风险需重点关注Cr（Ⅵ）和As，非致癌风险主要关注氟化物；总体上看，苏州市水源地的健康总风险处于USEPA推荐的最大可接受风险之内，属于比较安全的水源。
通过收集2015-2019年苏州市集中式饮用水源地水质的例行监测数据，采用USEPA（美国环保署）推荐的健康风险评价模型，对12个在用水源地水质进行了较为全面的健康风险评价，并利用GIS软件对评价结果进行了空间可视化展示。结果表明：2015-2019年苏州市集中式饮用水源地致癌风险均值为4.07×10-5/a，非致癌风险均值为3.61×10-9/a，总风险均值为4.07×10-5/a。健康总风险按水源地排序为长江新海坝水源地（5.33×10-5）>长江常熟水源地（4.68×10-5）>阳澄湖水源地（4.49×10-5）>太湖镇湖水源地（4.30×10-5）>太湖贡湖金墅湾水源地（4.14×10-5）>长江浏河口水源地（3.96×10-5）>太湖寺前水源地（3.95×10-5）>傀儡湖水源地（3.79×10-5）>尚湖水源地（3.77×10-5）>太湖渔洋山水源地（3.69×10-5）>太湖庙港水源地（3.46×10-5）>太湖北亭子港水源地（3.39×10-5）；按地区排序则为张家港市>工业园区>常熟市>相城区>高新区>太仓市>吴中区>姑苏区>昆山市>吴江区；致癌风险高于非致癌风险，且致癌风险需重点关注Cr（Ⅵ）和As，非致癌风险主要关注氟化物；总体上看，苏州市水源地的健康总风险处于USEPA推荐的最大可接受风险之内，属于比较安全的水源。
2021, 39(5): 225-230.
doi: 10.13205/j.hjgc.202105031
摘要:
研究了超临界非纯CO2热力学参数特征，对非纯CO2泄漏过程中的动态物理参数进行了解析，应用流体数值模拟分析了不同情况下（风速及泄漏孔径）CO2扩散规律。将风速v、距离x、泄漏孔径类型及逻辑函数Lv概率分布特征与数值模拟相关结果应用于QRA定量风险评估模型。结合轻微伤害、不可逆伤害与致死3种危害等级对应浓度阈值4%、10%及25%，对超临界非纯CO2输送管道区域个体3种类型健康风险（HR1、HR2、HR3）进行定量化评估。结果表明：在大孔径泄漏情景下，距离泄漏点200 m范围内个体致死风险，高于可容忍健康风险水平（10-5），200~350 m内个体致死风险高于可接受健康风险水平（10-6），个体轻微伤害风险直至距离1850 m才降低至可接受健康风险水平。研究结果可应用于CCUS超临界输送管道路线和设计早期阶段，为探索减轻人群健康风险替代方案提供定量化数据参考。
研究了超临界非纯CO2热力学参数特征，对非纯CO2泄漏过程中的动态物理参数进行了解析，应用流体数值模拟分析了不同情况下（风速及泄漏孔径）CO2扩散规律。将风速v、距离x、泄漏孔径类型及逻辑函数Lv概率分布特征与数值模拟相关结果应用于QRA定量风险评估模型。结合轻微伤害、不可逆伤害与致死3种危害等级对应浓度阈值4%、10%及25%，对超临界非纯CO2输送管道区域个体3种类型健康风险（HR1、HR2、HR3）进行定量化评估。结果表明：在大孔径泄漏情景下，距离泄漏点200 m范围内个体致死风险，高于可容忍健康风险水平（10-5），200~350 m内个体致死风险高于可接受健康风险水平（10-6），个体轻微伤害风险直至距离1850 m才降低至可接受健康风险水平。研究结果可应用于CCUS超临界输送管道路线和设计早期阶段，为探索减轻人群健康风险替代方案提供定量化数据参考。
2021, 39(5): 231-237,245.
doi: 10.13205/j.hjgc.202105032
摘要:
以PSR模型为框架，选取污水处理率、水质状况、生物多样性、环保投资指数等14个评价指标建立了潘安湖湿地水环境健康评价体系，采用层次分析法确定指标的权重，将湿地水环境健康状况由很健康到病态分成5个级别，利用模糊综合评价法对潘安湖湿地水环境健康状况进行评价。结果表明：潘安湖湿地水环境健康指数为2.8166，属于亚健康状态。其中压力指标得分1.7405，属于疾病状态；状态指标得分3.2563，属于亚健康状态；响应指标得分2.4483，处在亚健康状态与疾病状态之间。该结果可为类似地表水体环境健康评价提供参考。
以PSR模型为框架，选取污水处理率、水质状况、生物多样性、环保投资指数等14个评价指标建立了潘安湖湿地水环境健康评价体系，采用层次分析法确定指标的权重，将湿地水环境健康状况由很健康到病态分成5个级别，利用模糊综合评价法对潘安湖湿地水环境健康状况进行评价。结果表明：潘安湖湿地水环境健康指数为2.8166，属于亚健康状态。其中压力指标得分1.7405，属于疾病状态；状态指标得分3.2563，属于亚健康状态；响应指标得分2.4483，处在亚健康状态与疾病状态之间。该结果可为类似地表水体环境健康评价提供参考。
2021, 39(5): 238-245.
doi: 10.13205/j.hjgc.202105033
摘要:
为了解河池市某废弃冶炼厂周围农田土壤重金属的分布特征及潜在风险，研究了该区域不同深度土壤中5种重金属（Cd、Pb、Cr、Cu、Zn）以及主要农作物的污染状况，采用多元统计分析、改进的内梅罗指数法、潜在生态危害指数法结合GIS插值进行土壤污染调查及生态风险评价。结果表明：土壤中Cd、Pb、Cr、Cu、Zn的平均含量均高于广西土壤环境背景值，其中Cd、Pb的富集情况较为明显，其含量分别高于GB 15618-2018《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》中的风险筛选值11.5，3.3倍。研究区土壤重金属含量空间分布呈现以毗邻冶炼厂的重污染区为中心，并向四周辐射的趋势，其中冶炼厂西北和东南方向含量较高。分析研究区土壤剖面重金属含量可知，Pb只有表层土壤含量超过土壤污染风险筛选值，Zn、Cr和Cu则不同深度土壤中的含量均低于风险筛选值，而Cd在各土层深度中的含量均超过农用地土壤污染风险管制值，表明该地区Cd污染严重，应重视土壤污染对农作物的生态风险及对地下水的潜在威胁。研究区主要农作物玉米、甘蔗中Pb、Cd、Cr的平均含量分别为GB 2762-2017《食品安全国家标准食品中污染物限量》中标准限值的21.87，18.48，7.34倍和7.97，3.73，6.25倍，超标率为100%。
为了解河池市某废弃冶炼厂周围农田土壤重金属的分布特征及潜在风险，研究了该区域不同深度土壤中5种重金属（Cd、Pb、Cr、Cu、Zn）以及主要农作物的污染状况，采用多元统计分析、改进的内梅罗指数法、潜在生态危害指数法结合GIS插值进行土壤污染调查及生态风险评价。结果表明：土壤中Cd、Pb、Cr、Cu、Zn的平均含量均高于广西土壤环境背景值，其中Cd、Pb的富集情况较为明显，其含量分别高于GB 15618-2018《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》中的风险筛选值11.5，3.3倍。研究区土壤重金属含量空间分布呈现以毗邻冶炼厂的重污染区为中心，并向四周辐射的趋势，其中冶炼厂西北和东南方向含量较高。分析研究区土壤剖面重金属含量可知，Pb只有表层土壤含量超过土壤污染风险筛选值，Zn、Cr和Cu则不同深度土壤中的含量均低于风险筛选值，而Cd在各土层深度中的含量均超过农用地土壤污染风险管制值，表明该地区Cd污染严重，应重视土壤污染对农作物的生态风险及对地下水的潜在威胁。研究区主要农作物玉米、甘蔗中Pb、Cd、Cr的平均含量分别为GB 2762-2017《食品安全国家标准食品中污染物限量》中标准限值的21.87，18.48，7.34倍和7.97，3.73，6.25倍，超标率为100%。
