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2025年 第43卷 第10期
2025, 43(10): 1-13.
doi: 10.13205/j.hjgc.202510001
摘要:
当前，如何在实现高效减量的同时实现资源化利用，已成为餐厨垃圾处理技术发展的核心诉求。焚烧、堆肥等主流工艺虽能实现部分处理处置目标，但难以在处理效率、运行成本和环境友好性之间取得理想平衡，因此亟需开发兼具高效、低成本和绿色可持续性的创新型资源化技术。在多种技术路径中，水解处理被视为提升餐厨垃圾资源化效率的关键步骤，而生物酶技术因其水解效率高、反应条件温和等优势，展现出广阔的应用前景。针对餐厨垃圾有机组分复杂的特点，复合酶（如碳水化合物酶、蛋白酶、脂肪酶等）的协同作用能够实现更高效的水解，但酶制剂成本仍是制约其大规模推广的关键瓶颈。利用餐厨垃圾自身作为底物进行原位生产复合酶制剂，被认为是降低酶制剂成本、提高整体资源化水平的可行策略。系统综述了复合酶处理技术在餐厨垃圾处理中的研究进展，重点分析复合酶制剂的生产与改良策略，并探讨其在厌氧消化、与剩余污泥共处理、有机肥转化及生物发酵等集成工艺中的协同效应和工程可行性。同时，评估在现有餐厨垃圾处理设施中引入复合酶制剂技术的改造潜力，并分析与剩余污泥协同处理的应用前景。最后，对酶制剂性能优化、新型反应器研发、机器学习辅助设计及环境影响评价等未来方向进行展望，以期推动该技术走向规模化、系统化应用，构建城市有机固废低碳、低成本、高能源回收效率的闭环处理路径。
当前，如何在实现高效减量的同时实现资源化利用，已成为餐厨垃圾处理技术发展的核心诉求。焚烧、堆肥等主流工艺虽能实现部分处理处置目标，但难以在处理效率、运行成本和环境友好性之间取得理想平衡，因此亟需开发兼具高效、低成本和绿色可持续性的创新型资源化技术。在多种技术路径中，水解处理被视为提升餐厨垃圾资源化效率的关键步骤，而生物酶技术因其水解效率高、反应条件温和等优势，展现出广阔的应用前景。针对餐厨垃圾有机组分复杂的特点，复合酶（如碳水化合物酶、蛋白酶、脂肪酶等）的协同作用能够实现更高效的水解，但酶制剂成本仍是制约其大规模推广的关键瓶颈。利用餐厨垃圾自身作为底物进行原位生产复合酶制剂，被认为是降低酶制剂成本、提高整体资源化水平的可行策略。系统综述了复合酶处理技术在餐厨垃圾处理中的研究进展，重点分析复合酶制剂的生产与改良策略，并探讨其在厌氧消化、与剩余污泥共处理、有机肥转化及生物发酵等集成工艺中的协同效应和工程可行性。同时，评估在现有餐厨垃圾处理设施中引入复合酶制剂技术的改造潜力，并分析与剩余污泥协同处理的应用前景。最后，对酶制剂性能优化、新型反应器研发、机器学习辅助设计及环境影响评价等未来方向进行展望，以期推动该技术走向规模化、系统化应用，构建城市有机固废低碳、低成本、高能源回收效率的闭环处理路径。
2025, 43(10): 14-21.
doi: 10.13205/j.hjgc.202510002
摘要:
随着城市化发展，厨余垃圾产量迅速增加，其中的高油脂组分不仅具有高甲烷潜力，也会给厌氧消化系统带来稳定性挑战。该研究以中温单相厌氧消化（MAD）、高温单相厌氧消化（TAD）以及中温厌氧消化+膜工艺（AnMBR）系统为案例，系统评估了不同温度与工艺条件下高油脂厨余垃圾的厌氧资源化性能。结果显示：MAD系统在TS-油脂/TS-基质≤50%时，甲烷产率最高可提升至587 mL/g VS，沼气产率可达3.55 L/（L·d），甲烷体积分数为66.96%，油脂降解率超过90%，能源回报率最高；TAD系统可将油脂处理能力提升至TS-油脂/TS-基质=70%，甲烷产率也进一步提升至638 mL/g VS，显示了高温条件对油脂水解和甲烷化的促进作用；AnMBR系统在TS-油脂/TS-基质=36%的条件下运行稳定，且膜污染缓慢，投入系统的COD仅有2%由出水排成，微生物生长速率与污泥浓度增长表现出良好的协调性。系统对比表明，MAD适用TS-油脂/TS-基质≤50%、经济性优先的场景，TAD适合TS-油脂/TS-基质≤70%或快速产气需求，而AnMBR可在保证高出水水质与系统稳定性的前提下实现进一步负荷提升。研究结果可为高油脂厨余垃圾厌氧消化的工艺优化、系统选型及能源化利用提供理论依据和工程参考。
随着城市化发展，厨余垃圾产量迅速增加，其中的高油脂组分不仅具有高甲烷潜力，也会给厌氧消化系统带来稳定性挑战。该研究以中温单相厌氧消化（MAD）、高温单相厌氧消化（TAD）以及中温厌氧消化+膜工艺（AnMBR）系统为案例，系统评估了不同温度与工艺条件下高油脂厨余垃圾的厌氧资源化性能。结果显示：MAD系统在TS-油脂/TS-基质≤50%时，甲烷产率最高可提升至587 mL/g VS，沼气产率可达3.55 L/（L·d），甲烷体积分数为66.96%，油脂降解率超过90%，能源回报率最高；TAD系统可将油脂处理能力提升至TS-油脂/TS-基质=70%，甲烷产率也进一步提升至638 mL/g VS，显示了高温条件对油脂水解和甲烷化的促进作用；AnMBR系统在TS-油脂/TS-基质=36%的条件下运行稳定，且膜污染缓慢，投入系统的COD仅有2%由出水排成，微生物生长速率与污泥浓度增长表现出良好的协调性。系统对比表明，MAD适用TS-油脂/TS-基质≤50%、经济性优先的场景，TAD适合TS-油脂/TS-基质≤70%或快速产气需求，而AnMBR可在保证高出水水质与系统稳定性的前提下实现进一步负荷提升。研究结果可为高油脂厨余垃圾厌氧消化的工艺优化、系统选型及能源化利用提供理论依据和工程参考。
2025, 43(10): 22-29.
doi: 10.13205/j.hjgc.202510003
摘要:
电化学厌氧消化系统有利于提高餐厨垃圾厌氧消化效率，但不同施电方式对厌氧消化的影响尚不清楚。研究了电化学厌氧消化系统中不同施电方式（恒电压、恒电流）对餐厨垃圾厌氧消化的影响。结果表明：恒电压条件下的累积甲烷产量相比对照组提高了21.43%，根据电化学曲线和导电菌毛合成基因分析结果，这是由于恒压组的内阻更低，电荷转移量更高，具有更高的电子转移效率，从而促进了甲烷产生。恒流条件抑制了餐厨垃圾电化学厌氧消化，这是由于持续施加电流导致电压过高，对微生物的生长代谢产生了不利影响，导致了更低的水解速率以及电子传递速率。微生物群落结构分析表明：恒压组中水解产酸细菌Clostridia和Bacteroidia的总相对丰度比对照组提高了8.55%，包含众多氢营养型产甲烷菌的甲烷微菌纲Methanomicrobia的相对丰度提高了24.58%，这有利于水解产酸和产甲烷反应的进行，促进了H2作为电子供体还原CO2产甲烷的过程。研究成果为推动电化学厌氧消化技术的发展，以及餐厨垃圾的资源化利用提供了新的参考。
电化学厌氧消化系统有利于提高餐厨垃圾厌氧消化效率，但不同施电方式对厌氧消化的影响尚不清楚。研究了电化学厌氧消化系统中不同施电方式（恒电压、恒电流）对餐厨垃圾厌氧消化的影响。结果表明：恒电压条件下的累积甲烷产量相比对照组提高了21.43%，根据电化学曲线和导电菌毛合成基因分析结果，这是由于恒压组的内阻更低，电荷转移量更高，具有更高的电子转移效率，从而促进了甲烷产生。恒流条件抑制了餐厨垃圾电化学厌氧消化，这是由于持续施加电流导致电压过高，对微生物的生长代谢产生了不利影响，导致了更低的水解速率以及电子传递速率。微生物群落结构分析表明：恒压组中水解产酸细菌Clostridia和Bacteroidia的总相对丰度比对照组提高了8.55%，包含众多氢营养型产甲烷菌的甲烷微菌纲Methanomicrobia的相对丰度提高了24.58%，这有利于水解产酸和产甲烷反应的进行，促进了H2作为电子供体还原CO2产甲烷的过程。研究成果为推动电化学厌氧消化技术的发展，以及餐厨垃圾的资源化利用提供了新的参考。
2025, 43(10): 30-35.
doi: 10.13205/j.hjgc.202510004
摘要:
以提升垃圾焚烧厂作业人员安全管理水平为目标，重点研究了基于室内定位技术的垃圾焚烧厂作业人员位置信息的确定方法，通过利用厂区现有的Wi-Fi接入点，采用FP（finger print：指纹识别）技术特征，在运行中的垃圾焚烧设施中构建了一套低成本、高实用性的作业人员定位系统。在系统建设方面，研究团队创新性地应用了自行研发的指纹高速采集方法，完成了垃圾焚烧厂数据地图的绘制，并基于机器学习算法开发了平均定位误差仅为2.78 m的定位模型。将定位模型应用于实际垃圾焚烧厂进行实时位置验证，结果表明，该系统能够以30 s/次的更新频率，实现平均误差约4 m的定位精度，在节省基础设施安装成本的前提下，可基本满足垃圾焚烧厂安全管理对作业人员实时位置显示精度的需求。
以提升垃圾焚烧厂作业人员安全管理水平为目标，重点研究了基于室内定位技术的垃圾焚烧厂作业人员位置信息的确定方法，通过利用厂区现有的Wi-Fi接入点，采用FP（finger print：指纹识别）技术特征，在运行中的垃圾焚烧设施中构建了一套低成本、高实用性的作业人员定位系统。在系统建设方面，研究团队创新性地应用了自行研发的指纹高速采集方法，完成了垃圾焚烧厂数据地图的绘制，并基于机器学习算法开发了平均定位误差仅为2.78 m的定位模型。将定位模型应用于实际垃圾焚烧厂进行实时位置验证，结果表明，该系统能够以30 s/次的更新频率，实现平均误差约4 m的定位精度，在节省基础设施安装成本的前提下，可基本满足垃圾焚烧厂安全管理对作业人员实时位置显示精度的需求。
2025, 43(10): 36-45.
doi: 10.13205/j.hjgc.202510005
摘要:
填埋场作为重要的生物气溶胶污染源，其释放的致病性微生物可通过呼吸系统进入人体，引发过敏性肺炎、呼吸道感染等健康问题，甚至可能导致传染病传播，因此亟需系统评估其污染和逸散特性与潜在健康风险。基于文献计量分析了填埋场生物气溶胶的发文量及研究热点，结果表明全球范围内对填埋场气溶胶引发的环境卫生及职业健康的重视程度不断提高，“环境-微生物-健康”的交互作用是填埋场生物气溶胶研究领域的核心科学问题。通过梳理现有文献报道，从生物气溶胶的浓度、群落组成和粒径分布特征等层面综述了填埋场生物气溶胶的污染特征；结合扩散模型及影响因素（如机械扰动方式、污染源性质、气象条件和颗粒物理化性质）分析，总结了填埋场生物气溶胶的逸散特性及其关键驱动因素；结合致病菌及毒力因子赋存特征，并耦合非致癌风险商法和定量微生物风险评估模型，概述了填埋场微生物气溶胶的潜在健康风险。该研究可为填埋场微生物气溶胶的污染防控和健康风险评估提供理论依据。
填埋场作为重要的生物气溶胶污染源，其释放的致病性微生物可通过呼吸系统进入人体，引发过敏性肺炎、呼吸道感染等健康问题，甚至可能导致传染病传播，因此亟需系统评估其污染和逸散特性与潜在健康风险。基于文献计量分析了填埋场生物气溶胶的发文量及研究热点，结果表明全球范围内对填埋场气溶胶引发的环境卫生及职业健康的重视程度不断提高，“环境-微生物-健康”的交互作用是填埋场生物气溶胶研究领域的核心科学问题。通过梳理现有文献报道，从生物气溶胶的浓度、群落组成和粒径分布特征等层面综述了填埋场生物气溶胶的污染特征；结合扩散模型及影响因素（如机械扰动方式、污染源性质、气象条件和颗粒物理化性质）分析，总结了填埋场生物气溶胶的逸散特性及其关键驱动因素；结合致病菌及毒力因子赋存特征，并耦合非致癌风险商法和定量微生物风险评估模型，概述了填埋场微生物气溶胶的潜在健康风险。该研究可为填埋场微生物气溶胶的污染防控和健康风险评估提供理论依据。
2025, 43(10): 46-53.
doi: 10.13205/j.hjgc.202510006
摘要:
厌氧消化技术具有可利用复杂底物、目标产物易分离等优点，是目前餐厨垃圾资源化的主流技术之一，对节能减排、实现“双碳”目标有重要意义。然而餐厨垃圾在转运过程中，致病菌生长和臭气的产生会严重威胁公共卫生安全，并影响厌氧消化效率。研究基于餐厨垃圾厌氧保存产生乳酸具有抑菌除臭效果的特性，首先通过模拟实验探究餐厨垃圾厌氧消化过程中乳酸的允许浓度限值，进而研究餐厨垃圾经厌氧保存或自然保存后，在不同污泥接种比（RI/S=0.5∶1和RI/S=1∶1）下的厌氧消化效果及碳减排潜力。结果表明：餐厨垃圾经过厌氧保存自发酵产生的乳酸浓度不高于15 g/L时不会抑制厌氧消化产甲烷，反而有促进作用。在相同保存方式下，RI/S为1∶1时的体系相比RI/S为0.5∶1具有更高的碱度和pH，不易酸化，稳定性好，产气效率高，但在2个污泥接种比下，厌氧保存组的产气效率均高于自然保存组。对不同保存方式和接种比下餐厨垃圾厌氧消化终点进行碳核算分析，发现餐厨垃圾厌氧保存后进行厌氧消化产甲烷可以更有效地促进碳中和过程。研究对于餐厨垃圾厌氧消化的沼气工程具有一定的指导意义。
厌氧消化技术具有可利用复杂底物、目标产物易分离等优点，是目前餐厨垃圾资源化的主流技术之一，对节能减排、实现“双碳”目标有重要意义。然而餐厨垃圾在转运过程中，致病菌生长和臭气的产生会严重威胁公共卫生安全，并影响厌氧消化效率。研究基于餐厨垃圾厌氧保存产生乳酸具有抑菌除臭效果的特性，首先通过模拟实验探究餐厨垃圾厌氧消化过程中乳酸的允许浓度限值，进而研究餐厨垃圾经厌氧保存或自然保存后，在不同污泥接种比（RI/S=0.5∶1和RI/S=1∶1）下的厌氧消化效果及碳减排潜力。结果表明：餐厨垃圾经过厌氧保存自发酵产生的乳酸浓度不高于15 g/L时不会抑制厌氧消化产甲烷，反而有促进作用。在相同保存方式下，RI/S为1∶1时的体系相比RI/S为0.5∶1具有更高的碱度和pH，不易酸化，稳定性好，产气效率高，但在2个污泥接种比下，厌氧保存组的产气效率均高于自然保存组。对不同保存方式和接种比下餐厨垃圾厌氧消化终点进行碳核算分析，发现餐厨垃圾厌氧保存后进行厌氧消化产甲烷可以更有效地促进碳中和过程。研究对于餐厨垃圾厌氧消化的沼气工程具有一定的指导意义。
2025, 43(10): 54-64.
doi: 10.13205/j.hjgc.202510007
摘要:
生活垃圾中可回收物的资源化利用是推动城市绿色低碳转型的重要路径。在“双碳”目标背景下，提升可回收物的回收效率，对减轻城市废弃物处理压力，推动循环经济发展具有现实意义。然而目前多数城市在统计生活垃圾产出时仍以清运量为主要依据，但这一指标难以真实反映垃圾的实际产生水平。尤其是部分可回收物，往往在清运前便通过保洁人员、拾荒者或居民自主回收、丢弃等非正式渠道被分流，导致生活垃圾的实际产生量及其中可回收物的数量存在偏差。以我国某城市可回收物中废玻璃为研究对象，基于对其各行政区448户居民的入户追踪与问卷调查结果，采集生活垃圾前端数据，识别可回收物回收行为及资源化特征。在此基础上，采用蒙特卡罗模拟方法估算2023年该市家庭源废玻璃年产生量为25.10万t；结合XGBoost机器学习模型，预测该市全市废玻璃总产生量为61.83万t，其中，家庭源贡献量为24.72万t，模型结果与实测高度吻合。通过模型进一步计算，该年度碳减排潜力和经济效益潜力分别为4.47万~15.09万t和-460万~2，800万美元。研究表明，废玻璃的资源化回收在碳减排和经济收益方面均展现出显著潜力，所构建的模型具备良好的科学性与适用性，为其他可回收物提供评估路径的可复制范式，也为城市固废管理优化与“双碳”目标的实现提供了决策依据。
生活垃圾中可回收物的资源化利用是推动城市绿色低碳转型的重要路径。在“双碳”目标背景下，提升可回收物的回收效率，对减轻城市废弃物处理压力，推动循环经济发展具有现实意义。然而目前多数城市在统计生活垃圾产出时仍以清运量为主要依据，但这一指标难以真实反映垃圾的实际产生水平。尤其是部分可回收物，往往在清运前便通过保洁人员、拾荒者或居民自主回收、丢弃等非正式渠道被分流，导致生活垃圾的实际产生量及其中可回收物的数量存在偏差。以我国某城市可回收物中废玻璃为研究对象，基于对其各行政区448户居民的入户追踪与问卷调查结果，采集生活垃圾前端数据，识别可回收物回收行为及资源化特征。在此基础上，采用蒙特卡罗模拟方法估算2023年该市家庭源废玻璃年产生量为25.10万t；结合XGBoost机器学习模型，预测该市全市废玻璃总产生量为61.83万t，其中，家庭源贡献量为24.72万t，模型结果与实测高度吻合。通过模型进一步计算，该年度碳减排潜力和经济效益潜力分别为4.47万~15.09万t和-460万~2，800万美元。研究表明，废玻璃的资源化回收在碳减排和经济收益方面均展现出显著潜力，所构建的模型具备良好的科学性与适用性，为其他可回收物提供评估路径的可复制范式，也为城市固废管理优化与“双碳”目标的实现提供了决策依据。
2025, 43(10): 65-75.
doi: 10.13205/j.hjgc.202510008
摘要:
为了探究煤矸石与牛粪-羊粪联合堆肥的腐熟度变化以及养分形态转化作用机制，并最大限度提高煤矸石的利用效率，研究设置了煤矸石掺量为60%（D1）、50%（D2）、40%（D3）、30%（D4）的4组混合堆肥处理。通过堆肥过程中温度、pH、电导率、养分指标（氮、磷、钾含量）、腐殖质、C/N、种子发芽指数的变化，结合扫描电子显微镜（SEM）与X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）等表征手段揭示其规律及效果。结果表明：煤矸石的添加能够有效降低生态肥的盐分含量，D1、D2、D3、D4最终产物的电导率分别为1.02，1.12，1.20，1.35 mS/cm。4组处理的pH值为7.5~8.1，符合NY /T 525—2021《有机肥料》标准的要求。D3和D4组的有效磷和有效钾分别提高60%和50%以上。煤矸石含量为40%时（D3组），胡敏酸/富里酸含量（H/F）高达2.5，说明堆肥腐殖化程度最强；发芽指数（GI）高达104.2%，并且能更早达到GI指标，说明此配比能够有效降低对植物的毒性。SEM-XRD-FTIR结果也表明：堆肥结束后D3组堆体中蜂窝状结构更为明显，部分晶体结晶度变差，堆体的芳化程度更高，有更好的缓释性能。综上，以m（煤矸石）∶m（牛粪）∶m（羊粪）为4∶3∶3协同堆肥显著提升了堆肥腐熟度与养分转化效率，为高附加值生态肥的制备技术提供理论依据与应用价值。
为了探究煤矸石与牛粪-羊粪联合堆肥的腐熟度变化以及养分形态转化作用机制，并最大限度提高煤矸石的利用效率，研究设置了煤矸石掺量为60%（D1）、50%（D2）、40%（D3）、30%（D4）的4组混合堆肥处理。通过堆肥过程中温度、pH、电导率、养分指标（氮、磷、钾含量）、腐殖质、C/N、种子发芽指数的变化，结合扫描电子显微镜（SEM）与X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）等表征手段揭示其规律及效果。结果表明：煤矸石的添加能够有效降低生态肥的盐分含量，D1、D2、D3、D4最终产物的电导率分别为1.02，1.12，1.20，1.35 mS/cm。4组处理的pH值为7.5~8.1，符合NY /T 525—2021《有机肥料》标准的要求。D3和D4组的有效磷和有效钾分别提高60%和50%以上。煤矸石含量为40%时（D3组），胡敏酸/富里酸含量（H/F）高达2.5，说明堆肥腐殖化程度最强；发芽指数（GI）高达104.2%，并且能更早达到GI指标，说明此配比能够有效降低对植物的毒性。SEM-XRD-FTIR结果也表明：堆肥结束后D3组堆体中蜂窝状结构更为明显，部分晶体结晶度变差，堆体的芳化程度更高，有更好的缓释性能。综上，以m（煤矸石）∶m（牛粪）∶m（羊粪）为4∶3∶3协同堆肥显著提升了堆肥腐熟度与养分转化效率，为高附加值生态肥的制备技术提供理论依据与应用价值。
2025, 43(10): 76-83.
doi: 10.13205/j.hjgc.202510009
摘要:
针对聚氯化铝工业废渣堆存造成的资源浪费问题，创新性地开发了聚氯化铝渣基免烧陶粒制备工艺。通过系统考察不同因素对陶粒性能的影响，结合扫描电子显微镜（SEM）微观形貌表征和X射线衍射（XRD）物相分析，观察其物相的生成以及机理分析。实验结果显示：当水灰比为0.24、渣灰比为5∶5、水泥掺量为15%、硅酸钠含量为9%以及NaOH含量为11%时，聚氯化铝渣免烧陶粒的成型性能达到最佳状态；该条件下免烧陶粒的筒压强度为4.6 MPa、吸水率为6.74%、堆积密度为795.8 kg/m3，满足GB/T17431.1—2010《轻集料及其实验方法》中陶粒要求；微观分析结果表明，28 d的免烧陶粒主要物相为石英和部分凝胶体，胶凝体之间相互连结，填充孔隙，结构更加致密。经计算后免烧陶粒的生产总成本约288.46元/m3。
针对聚氯化铝工业废渣堆存造成的资源浪费问题，创新性地开发了聚氯化铝渣基免烧陶粒制备工艺。通过系统考察不同因素对陶粒性能的影响，结合扫描电子显微镜（SEM）微观形貌表征和X射线衍射（XRD）物相分析，观察其物相的生成以及机理分析。实验结果显示：当水灰比为0.24、渣灰比为5∶5、水泥掺量为15%、硅酸钠含量为9%以及NaOH含量为11%时，聚氯化铝渣免烧陶粒的成型性能达到最佳状态；该条件下免烧陶粒的筒压强度为4.6 MPa、吸水率为6.74%、堆积密度为795.8 kg/m3，满足GB/T17431.1—2010《轻集料及其实验方法》中陶粒要求；微观分析结果表明，28 d的免烧陶粒主要物相为石英和部分凝胶体，胶凝体之间相互连结，填充孔隙，结构更加致密。经计算后免烧陶粒的生产总成本约288.46元/m3。
2025, 43(10): 84-94.
doi: 10.13205/j.hjgc.202510010
摘要:
景观水体是城市生态的重要组成部分。在我国北方地区，受水资源短缺影响，再生水已成为景观水体的主要补水来源。然而，再生水中残留的营养盐和难降解有机物易引发水质波动，增加水华爆发的风险。研究以某高校荷塘为例，分析了再生水补给下景观水体的水质和浮游生物群落的季节变化。结果表明，秋季水体中化学需氧量（COD）、总氮（TN）、总磷（TP）和悬浮物（SS）浓度均显著高于春季，但水质指标的季节性变化并非水华发生的直接诱因。4月气温回升显著促进了隐藻门（Cryptophyta）的快速增殖，使其成为水华的优势藻类，是水华爆发的主要驱动因素。高通量测序分析显示，荷塘浮游生物群落在季节变化中存在显著差异，秋季的群落多样性高于春季，而春季水华前期（3月）与爆发期（4月）的群落结构表现出高度一致性。荷塘的优势藻类为隐藻门和绿藻门，二者丰度随温度变化呈现交替模式，隐藻在春季升温过程中快速增长，绿藻则对温度变化更为敏感，在秋季出现显著波动。环境因子分析进一步表明，温度、COD、TN和SS是影响生物群落结构的主要因子。秋季气温下降和营养盐积累有利于依赖营养盐的生物群落扩展，但抑制了浮游植物的生长；而春季温度回升加速了藻类繁殖，特别是4月发生的水华爆发期间显著改变了群落结构。研究为校园再生水景观的水质管理和生物群落调控提供了科学依据，对提升水体景观生态健康及制定水华防控策略具有重要的理论与实践意义。
景观水体是城市生态的重要组成部分。在我国北方地区，受水资源短缺影响，再生水已成为景观水体的主要补水来源。然而，再生水中残留的营养盐和难降解有机物易引发水质波动，增加水华爆发的风险。研究以某高校荷塘为例，分析了再生水补给下景观水体的水质和浮游生物群落的季节变化。结果表明，秋季水体中化学需氧量（COD）、总氮（TN）、总磷（TP）和悬浮物（SS）浓度均显著高于春季，但水质指标的季节性变化并非水华发生的直接诱因。4月气温回升显著促进了隐藻门（Cryptophyta）的快速增殖，使其成为水华的优势藻类，是水华爆发的主要驱动因素。高通量测序分析显示，荷塘浮游生物群落在季节变化中存在显著差异，秋季的群落多样性高于春季，而春季水华前期（3月）与爆发期（4月）的群落结构表现出高度一致性。荷塘的优势藻类为隐藻门和绿藻门，二者丰度随温度变化呈现交替模式，隐藻在春季升温过程中快速增长，绿藻则对温度变化更为敏感，在秋季出现显著波动。环境因子分析进一步表明，温度、COD、TN和SS是影响生物群落结构的主要因子。秋季气温下降和营养盐积累有利于依赖营养盐的生物群落扩展，但抑制了浮游植物的生长；而春季温度回升加速了藻类繁殖，特别是4月发生的水华爆发期间显著改变了群落结构。研究为校园再生水景观的水质管理和生物群落调控提供了科学依据，对提升水体景观生态健康及制定水华防控策略具有重要的理论与实践意义。
2025, 43(10): 95-102.
doi: 10.13205/j.hjgc.202510011
摘要:
固定污染源是我国CO2人为排放的主要来源，固定源碳减排是实现我国“双碳”目标的重要抓手。基于有机胺吸收法的碳捕集装置是目前使用最广泛的固定源CO2排放控制技术，正在全球推广应用。有机胺及其降解产物随烟气的逃逸是该技术备受关注的问题，已有研究表明有机胺逃逸浓度可能高达十几~几十μg/m3，不仅造成碳捕集装置运行成本升高，对环境质量与人体健康也造成潜在影响。目前对固定源有机胺排放特征的认知相对匮乏，其主要原因之一是缺乏有机胺排放限值和监测技术规范，阻碍了对有机胺逃逸的深入认知与规范监管。梳理了当前针对固定源有机胺逃逸的监测方法，包括离线采样分析技术和傅里叶红外光谱、质子转移反应质谱等在线监测技术的基本原理和应用现状，结合当前监测需求讨论了各类技术在有机胺排放监测中的适用性，并对相关新型技术的后续发展进行了展望。
固定污染源是我国CO2人为排放的主要来源，固定源碳减排是实现我国“双碳”目标的重要抓手。基于有机胺吸收法的碳捕集装置是目前使用最广泛的固定源CO2排放控制技术，正在全球推广应用。有机胺及其降解产物随烟气的逃逸是该技术备受关注的问题，已有研究表明有机胺逃逸浓度可能高达十几~几十μg/m3，不仅造成碳捕集装置运行成本升高，对环境质量与人体健康也造成潜在影响。目前对固定源有机胺排放特征的认知相对匮乏，其主要原因之一是缺乏有机胺排放限值和监测技术规范，阻碍了对有机胺逃逸的深入认知与规范监管。梳理了当前针对固定源有机胺逃逸的监测方法，包括离线采样分析技术和傅里叶红外光谱、质子转移反应质谱等在线监测技术的基本原理和应用现状，结合当前监测需求讨论了各类技术在有机胺排放监测中的适用性，并对相关新型技术的后续发展进行了展望。
2025, 43(10): 103-111.
doi: 10.13205/j.hjgc.202510012
摘要:
黑臭水体严重影响着水生生物的生存安全和人类的身体健康，必须采取措施加以治理。通过种植沉水植物苦草（Vallisneria natans）实现黑臭水体和底泥的原位修复，通过考察水体的COD、N、P及底泥中的TC、TN等指标，确定了其最优的初始种植密度为150 株/m2，系统COD、NH4+-N，NO3--N、TN和TP的去除率分别是空白系统的1.08，1.25，1.71，1.45，1.62倍，同时苦草种植显著提高了水体的DO含量；种植密度为150 株/m2的系统对底泥中TC和TN的累计增长抑制效果最显著，分别为10.5%和3.6%；表层底泥氧化还原电位值（ORP）提高了40.4%，表明苦草可有效地去除黑臭水体底泥中的污染物，并改善底泥的厌氧条件。对于种植密度为150 株/m2的系统，苦草鲜重增长率、叶片数增长率和平均分株数分别为106.25%、61.11%和11.40株，均高于其他系统，此初始种植密度下更利于苦草抵御极端环境并迅速增殖。研究可为苦草对黑臭水体和底泥原位修复提供理论参考。
黑臭水体严重影响着水生生物的生存安全和人类的身体健康，必须采取措施加以治理。通过种植沉水植物苦草（Vallisneria natans）实现黑臭水体和底泥的原位修复，通过考察水体的COD、N、P及底泥中的TC、TN等指标，确定了其最优的初始种植密度为150 株/m2，系统COD、NH4+-N，NO3--N、TN和TP的去除率分别是空白系统的1.08，1.25，1.71，1.45，1.62倍，同时苦草种植显著提高了水体的DO含量；种植密度为150 株/m2的系统对底泥中TC和TN的累计增长抑制效果最显著，分别为10.5%和3.6%；表层底泥氧化还原电位值（ORP）提高了40.4%，表明苦草可有效地去除黑臭水体底泥中的污染物，并改善底泥的厌氧条件。对于种植密度为150 株/m2的系统，苦草鲜重增长率、叶片数增长率和平均分株数分别为106.25%、61.11%和11.40株，均高于其他系统，此初始种植密度下更利于苦草抵御极端环境并迅速增殖。研究可为苦草对黑臭水体和底泥原位修复提供理论参考。
2025, 43(10): 112-120.
doi: 10.13205/j.hjgc.202510013
摘要:
在“双碳”战略背景下，高效、经济、低能耗的挥发性有机物（VOCs）催化氧化技术是国家重大需求。聚焦于VOCs热催化氧化和非热催化氧化技术的能耗，总结了热催化氧化芳香烃、脂肪烃、含氧VOCs以及含氯、氮、硫VOCs的能耗特征，概述了等离子体催化氧化、光催化氧化、光热催化氧化、臭氧催化氧化等非热催化氧化技术的能耗现状。结果表明，含氯、氮、硫VOCs难以实现常温催化燃烧，研究者应着眼于提高产物选择性，避免有毒副产物的生成；芳香烃催化燃烧温度距离常温仍有较大差距，含氧VOCs和脂肪烃未来有望实现低温或近常温催化燃烧；与不同的非热催化氧化技术相比，热催化氧化技术的平均比摩尔能耗最低。热催化氧化技术仍然是未来工业销毁VOCs的主流技术，非热催化氧化技术因在特定场景下具有独特优势，地会占据一席之地。
在“双碳”战略背景下，高效、经济、低能耗的挥发性有机物（VOCs）催化氧化技术是国家重大需求。聚焦于VOCs热催化氧化和非热催化氧化技术的能耗，总结了热催化氧化芳香烃、脂肪烃、含氧VOCs以及含氯、氮、硫VOCs的能耗特征，概述了等离子体催化氧化、光催化氧化、光热催化氧化、臭氧催化氧化等非热催化氧化技术的能耗现状。结果表明，含氯、氮、硫VOCs难以实现常温催化燃烧，研究者应着眼于提高产物选择性，避免有毒副产物的生成；芳香烃催化燃烧温度距离常温仍有较大差距，含氧VOCs和脂肪烃未来有望实现低温或近常温催化燃烧；与不同的非热催化氧化技术相比，热催化氧化技术的平均比摩尔能耗最低。热催化氧化技术仍然是未来工业销毁VOCs的主流技术，非热催化氧化技术因在特定场景下具有独特优势，地会占据一席之地。
2025, 43(10): 121-133.
doi: 10.13205/j.hjgc.202510014
摘要:
全球气候变化加剧背景下，CO2和CH4等温室气体的减排与资源化利用成为实现“双碳”目标的关键路径。CO2-CH4重整反应作为将温室气体转化为合成气（H2和CO）的战略性技术，兼具减排与创值潜力。然而其强吸热特性导致传统工艺需在高温条件下运行，易引发催化剂烧结失活、反应器成本高昂及能耗过大等瓶颈问题。因此，开发能够在中低温（<700 ℃）下高效催化该反应的催化剂逐渐成为研究热点。聚焦中低温（<700 ℃）催化体系创新，系统综述了贵金属、Ni基、Co基以及双金属催化剂的最新研究进展，从活性位点、载体结构、表界面特性等多维度分析不同催化体系在反应路径调控和抗积碳机制方面的构效关系，并提出了基于协同效应的催化剂理性设计策略。研究为突破中低温反应动力学限制提供了理论视角，旨在助力中低温重整技术的突破工业化瓶颈，有望推动温室气体资源化利用技术的工程化应用。
全球气候变化加剧背景下，CO2和CH4等温室气体的减排与资源化利用成为实现“双碳”目标的关键路径。CO2-CH4重整反应作为将温室气体转化为合成气（H2和CO）的战略性技术，兼具减排与创值潜力。然而其强吸热特性导致传统工艺需在高温条件下运行，易引发催化剂烧结失活、反应器成本高昂及能耗过大等瓶颈问题。因此，开发能够在中低温（<700 ℃）下高效催化该反应的催化剂逐渐成为研究热点。聚焦中低温（<700 ℃）催化体系创新，系统综述了贵金属、Ni基、Co基以及双金属催化剂的最新研究进展，从活性位点、载体结构、表界面特性等多维度分析不同催化体系在反应路径调控和抗积碳机制方面的构效关系，并提出了基于协同效应的催化剂理性设计策略。研究为突破中低温反应动力学限制提供了理论视角，旨在助力中低温重整技术的突破工业化瓶颈，有望推动温室气体资源化利用技术的工程化应用。
2025, 43(10): 134-143.
doi: 10.13205/j.hjgc.202510015
摘要:
针对钼尾矿及其制备的路基材料，开展典型元素含量分布及浸出特征研究，并应用TRRP模型评估钼尾矿路基利用中污染物对地下水的潜在环境风险。结果表明：钼尾矿及制备的路基材料中Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Ni、Zn、Mn、Mo、F的浓度均未超过GB 36600—2018《土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准（试行）》第一类用地筛选值，部分元素Cd、Pb、Zn、Cu、Mo超出了全国土壤背景值。钼尾矿中Mo中性条件浸出浓度超出 GB/T 14848—2017《地下水质量标准》中Ⅲ类限值，Cd、Pb、Zn、Mo浸出浓度超出 GB/T 14848—2017中Ⅲ类限值，酸性条件下典型元素的释放水平较中性条件有所提升。路基材料中典型元素Cd、Pb、Mn、Mo浸出有效浓度超出GB/T 14848—2017中Ⅲ类限值。基于TRRP-T2模型的地下水风险评估，典型重金属元素浓度均未超过GB/T 14848—2017中Ⅲ类限值，表明钼尾矿用于路基材料对地下水环境的风险隐患可控。
针对钼尾矿及其制备的路基材料，开展典型元素含量分布及浸出特征研究，并应用TRRP模型评估钼尾矿路基利用中污染物对地下水的潜在环境风险。结果表明：钼尾矿及制备的路基材料中Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Ni、Zn、Mn、Mo、F的浓度均未超过GB 36600—2018《土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准（试行）》第一类用地筛选值，部分元素Cd、Pb、Zn、Cu、Mo超出了全国土壤背景值。钼尾矿中Mo中性条件浸出浓度超出 GB/T 14848—2017《地下水质量标准》中Ⅲ类限值，Cd、Pb、Zn、Mo浸出浓度超出 GB/T 14848—2017中Ⅲ类限值，酸性条件下典型元素的释放水平较中性条件有所提升。路基材料中典型元素Cd、Pb、Mn、Mo浸出有效浓度超出GB/T 14848—2017中Ⅲ类限值。基于TRRP-T2模型的地下水风险评估，典型重金属元素浓度均未超过GB/T 14848—2017中Ⅲ类限值，表明钼尾矿用于路基材料对地下水环境的风险隐患可控。
2025, 43(10): 144-149.
doi: 10.13205/j.hjgc.202510016
摘要:
隧道洞渣是我国基础设施建设过程中隧道开挖的必然产物，具有产量大、多样性、波动性大、清洁度低等特点。双碳背景下，隧道洞渣的资源化利用不仅可降低工程建设成本，缓解隧道建设过程中建筑材料资源严重短缺与大量隧道洞渣处理困难之间的矛盾，还可大幅减少碳排放。基于此，详细介绍了隧道洞渣来源、环境危害、资源化现状等方面内容；调研了国家重点工程川藏铁路和世界建设规模最大的海底公路隧道胶州湾第二海底隧道工程，分析了其洞渣产排情况、特性等；同时，针对隧道洞渣处理利用率低的现状，建议加强隧道洞渣快速评价技术和品质提升技术的开发，拓展具有高消纳能力的资源化利用新途径，并加强基于洞渣的相关建材标准规范建设。
隧道洞渣是我国基础设施建设过程中隧道开挖的必然产物，具有产量大、多样性、波动性大、清洁度低等特点。双碳背景下，隧道洞渣的资源化利用不仅可降低工程建设成本，缓解隧道建设过程中建筑材料资源严重短缺与大量隧道洞渣处理困难之间的矛盾，还可大幅减少碳排放。基于此，详细介绍了隧道洞渣来源、环境危害、资源化现状等方面内容；调研了国家重点工程川藏铁路和世界建设规模最大的海底公路隧道胶州湾第二海底隧道工程，分析了其洞渣产排情况、特性等；同时，针对隧道洞渣处理利用率低的现状，建议加强隧道洞渣快速评价技术和品质提升技术的开发，拓展具有高消纳能力的资源化利用新途径，并加强基于洞渣的相关建材标准规范建设。
2025, 43(10): 150-161.
doi: 10.13205/j.hjgc.202510017
摘要:
以玉米秸秆和猪粪为发酵原料，分别采用一体式和分体式两相厌氧发酵系统，考察了酸相保温与否对其干式厌氧消化产气特性、有机物降解以及微生物群落结构的影响，并对4个发酵系统能量平衡进行了计算。结果表明：全保温一体式、分体式系统的最大产甲烷潜能分别为147.9，152.2 mL/g（以VS计），而酸相不保温一体式、分体式系统的最大产气潜能分别为145.6，144.5 mL/g，2个酸相不保温系统与2个全保温系统的甲烷产量差异不明显。经过能量平衡计算，全保温一体式、分体式系统的运行能耗占总产能的29.3%和59.2%，酸相不保温一体式、分体式系统的运行能耗占系统总产能的11.0%和32.0%。综上所述，相比较于全保温系统，酸相不保温系统的产甲烷量与全保温系统差异不明显，但酸相不保温系统的净能量产出更高。
以玉米秸秆和猪粪为发酵原料，分别采用一体式和分体式两相厌氧发酵系统，考察了酸相保温与否对其干式厌氧消化产气特性、有机物降解以及微生物群落结构的影响，并对4个发酵系统能量平衡进行了计算。结果表明：全保温一体式、分体式系统的最大产甲烷潜能分别为147.9，152.2 mL/g（以VS计），而酸相不保温一体式、分体式系统的最大产气潜能分别为145.6，144.5 mL/g，2个酸相不保温系统与2个全保温系统的甲烷产量差异不明显。经过能量平衡计算，全保温一体式、分体式系统的运行能耗占总产能的29.3%和59.2%，酸相不保温一体式、分体式系统的运行能耗占系统总产能的11.0%和32.0%。综上所述，相比较于全保温系统，酸相不保温系统的产甲烷量与全保温系统差异不明显，但酸相不保温系统的净能量产出更高。
2025, 43(10): 162-172.
doi: 10.13205/j.hjgc.202510018
摘要:
随着中国垃圾分类政策的强制实施，如何有效处理和利用与餐厨垃圾性质差异较大且处理难度更高的家庭厨余垃圾已成为重要研究课题。在分析北京市不同季节家庭厨余垃圾的组分及性质的基础上，研究不同热预处理温度（80，140，200℃）对家庭厨余垃圾厌氧发酵产酸过程的影响。通过系统分析家庭厨余垃圾的组分特性及其在不同预处理条件下的物化性质变化，探讨了溶解性化学需氧量（SCOD）、挥发性脂肪酸（VFAs）生成、氨氮和正磷酸盐浓度等关键参数的变化规律。研究结果表明，经140 ℃热预处理的家庭厨余在厌氧发酵第6天时达到最大产酸量，VFAs浓度峰值接近35000 mg/L，并且以乙酸为主，显示出较高的微生物代谢活性。同时，氨氮和正磷酸盐的释放量适中，有助于维持发酵体系的稳定性。相比之下，200 ℃预处理虽然加速了有机物的分解，但由于发酵体系氨氮浓度过高，抑制了微生物的活性，导致VFAs产量仅达到约15000 mg/L，发酵效率显著下降。研究为优化家庭厨余垃圾的厌氧发酵工艺提供了理论依据，有助于提升其资源化处理的效果。
随着中国垃圾分类政策的强制实施，如何有效处理和利用与餐厨垃圾性质差异较大且处理难度更高的家庭厨余垃圾已成为重要研究课题。在分析北京市不同季节家庭厨余垃圾的组分及性质的基础上，研究不同热预处理温度（80，140，200℃）对家庭厨余垃圾厌氧发酵产酸过程的影响。通过系统分析家庭厨余垃圾的组分特性及其在不同预处理条件下的物化性质变化，探讨了溶解性化学需氧量（SCOD）、挥发性脂肪酸（VFAs）生成、氨氮和正磷酸盐浓度等关键参数的变化规律。研究结果表明，经140 ℃热预处理的家庭厨余在厌氧发酵第6天时达到最大产酸量，VFAs浓度峰值接近35000 mg/L，并且以乙酸为主，显示出较高的微生物代谢活性。同时，氨氮和正磷酸盐的释放量适中，有助于维持发酵体系的稳定性。相比之下，200 ℃预处理虽然加速了有机物的分解，但由于发酵体系氨氮浓度过高，抑制了微生物的活性，导致VFAs产量仅达到约15000 mg/L，发酵效率显著下降。研究为优化家庭厨余垃圾的厌氧发酵工艺提供了理论依据，有助于提升其资源化处理的效果。
2025, 43(10): 173-182.
doi: 10.13205/j.hjgc.202510019
摘要:
回转窑焚烧是危废无害化处置的主流技术之一，获得其内部燃烧流场可帮助解决污染物生成等问题。有别于单一形态危废的燃烧模拟，回转窑同烧固液危废的燃烧数值模拟需要考虑固、液废燃烧的协同处理。分析了固废、液废的燃烧特点，基于FLUENT软件平台，在借鉴前人燃烧模拟思路的基础上，探讨了回转窑同烧固液危废的数值模拟方案，并以某全尺寸回转窑焚烧炉为研究对象，将液废颗粒处理为燃烧粒子，忽略固废在燃烧床层上的翻滚移动，用特定区域模拟固废床层，将床层分为水蒸汽蒸发段、挥发分气体析出段和焦炭燃烧释放热量段，在相应区段内的方程中分别用质量源项和能量源项考虑固废燃烧的这3个阶段，同时以固体颗粒离散相方式考虑固废飞灰在回转窑焚烧炉中的运动。通过对研究对象燃烧流场的数值模拟，获得了其内部的速度场、温度场、烟气组分场及飞灰颗粒轨迹，分析了流场分布的合理性，在监测位置处提取的温度和氧含量的模拟结果与监测值基本相符，表明确定的回转窑固液危废同烧的数值模拟方案的合理性，为设计和运行人员改善燃烧过程提供参考。
回转窑焚烧是危废无害化处置的主流技术之一，获得其内部燃烧流场可帮助解决污染物生成等问题。有别于单一形态危废的燃烧模拟，回转窑同烧固液危废的燃烧数值模拟需要考虑固、液废燃烧的协同处理。分析了固废、液废的燃烧特点，基于FLUENT软件平台，在借鉴前人燃烧模拟思路的基础上，探讨了回转窑同烧固液危废的数值模拟方案，并以某全尺寸回转窑焚烧炉为研究对象，将液废颗粒处理为燃烧粒子，忽略固废在燃烧床层上的翻滚移动，用特定区域模拟固废床层，将床层分为水蒸汽蒸发段、挥发分气体析出段和焦炭燃烧释放热量段，在相应区段内的方程中分别用质量源项和能量源项考虑固废燃烧的这3个阶段，同时以固体颗粒离散相方式考虑固废飞灰在回转窑焚烧炉中的运动。通过对研究对象燃烧流场的数值模拟，获得了其内部的速度场、温度场、烟气组分场及飞灰颗粒轨迹，分析了流场分布的合理性，在监测位置处提取的温度和氧含量的模拟结果与监测值基本相符，表明确定的回转窑固液危废同烧的数值模拟方案的合理性，为设计和运行人员改善燃烧过程提供参考。
2025, 43(10): 183-193.
doi: 10.13205/j.hjgc.202510020
摘要:
基于污泥生物炭的高级氧化技术，将城市污水处理、制药、制革、印染、石油工业等多行业产生的废弃污泥再利用，不仅能够减少污泥堆积造成的环境问题，还能有效缓解水污染，具有深远的环境、社会效益。为系统了解污泥生物炭在高级氧化过程中的研究进展，详细阐述了未改性污泥生物炭和改性污泥生物炭在过硫酸盐、过氧化氢、过氧乙酸以及高碘酸盐等不同氧化体系中的内在联系、反应机制和主要强化作用。污泥生物炭一般通过元素改性、酸碱处理等方法进行改性。不同的污泥生物炭内部含有多种元素和含氧官能团，具有优异的比表面积和孔隙结构，独特的性质促使其在高级氧化体系中可产生强氧化自由基、单线态氧等活性物质，进而实现抗生素、染料以及其他有毒有害污染物的高效降解。该文可为未来污泥生物炭的开发与应用提供了新的思路和理论支撑。
基于污泥生物炭的高级氧化技术，将城市污水处理、制药、制革、印染、石油工业等多行业产生的废弃污泥再利用，不仅能够减少污泥堆积造成的环境问题，还能有效缓解水污染，具有深远的环境、社会效益。为系统了解污泥生物炭在高级氧化过程中的研究进展，详细阐述了未改性污泥生物炭和改性污泥生物炭在过硫酸盐、过氧化氢、过氧乙酸以及高碘酸盐等不同氧化体系中的内在联系、反应机制和主要强化作用。污泥生物炭一般通过元素改性、酸碱处理等方法进行改性。不同的污泥生物炭内部含有多种元素和含氧官能团，具有优异的比表面积和孔隙结构，独特的性质促使其在高级氧化体系中可产生强氧化自由基、单线态氧等活性物质，进而实现抗生素、染料以及其他有毒有害污染物的高效降解。该文可为未来污泥生物炭的开发与应用提供了新的思路和理论支撑。
2025, 43(10): 194-202.
doi: 10.13205/j.hjgc.202510021
摘要:
我国医疗废物处理处置技术经过不断发展，部分新型处理处置技术已在国内不同区域实现了落地应用，其中很多新型处理处置技术经过了环境技术验证评价，尤其对于新型消毒处理技术，已形成较为成熟的验证评价方法和模式。但对于医疗废物新型高温热处理技术，截至目前仅形成了1项验证评价案例，需要深入探讨其开展验证评价工作的要点。以医疗废物裂解技术为例，在系统梳理现有环境技术验证要求基础上，充分分析技术工艺过程，明确验证评价中环境指标、技术指标和运维指标的设立依据，并围绕技术创新特点，从节能降耗、减污降碳、资源化3个方面建立创新指标，形成整体验证评价指标体系及测试方案，为医疗废物新型高温热处理技术验证评价工作提供参考依据。
我国医疗废物处理处置技术经过不断发展，部分新型处理处置技术已在国内不同区域实现了落地应用，其中很多新型处理处置技术经过了环境技术验证评价，尤其对于新型消毒处理技术，已形成较为成熟的验证评价方法和模式。但对于医疗废物新型高温热处理技术，截至目前仅形成了1项验证评价案例，需要深入探讨其开展验证评价工作的要点。以医疗废物裂解技术为例，在系统梳理现有环境技术验证要求基础上，充分分析技术工艺过程，明确验证评价中环境指标、技术指标和运维指标的设立依据，并围绕技术创新特点，从节能降耗、减污降碳、资源化3个方面建立创新指标，形成整体验证评价指标体系及测试方案，为医疗废物新型高温热处理技术验证评价工作提供参考依据。
2025, 43(10): 203-208.
doi: 10.13205/j.hjgc.202510022
摘要:
全球气候变化及城市化进程，引发了极端降雨事件增多和城市水文气候条件剧变，城市内涝灾害的发生频率显著上升。在此形势下，通过城市排水管网系统的精细化模拟，提升精细化管理水平和应急管理能力十分必要。在排水管网模型建立过程中，常面临传统率定方法依赖主观经验和现有自动率定技术效率偏低的问题。基于此，提出了一种基于精英保留遗传算法和multiprocessing库的并行计算框架，用于SWMM模型的自动率定，并于一个居民住宅小区排水管网模型开展案例研究。案例应用结果表明：并行计算框架通过自动化调整模型参数，在确保模型率定精度和参数合理的情况下，可显著缩短率定时间。该计算框架在率定精度和寻优效率之间实现了良好平衡，为后期解决城市排水管网系统的快速模拟提供了参考。
全球气候变化及城市化进程，引发了极端降雨事件增多和城市水文气候条件剧变，城市内涝灾害的发生频率显著上升。在此形势下，通过城市排水管网系统的精细化模拟，提升精细化管理水平和应急管理能力十分必要。在排水管网模型建立过程中，常面临传统率定方法依赖主观经验和现有自动率定技术效率偏低的问题。基于此，提出了一种基于精英保留遗传算法和multiprocessing库的并行计算框架，用于SWMM模型的自动率定，并于一个居民住宅小区排水管网模型开展案例研究。案例应用结果表明：并行计算框架通过自动化调整模型参数，在确保模型率定精度和参数合理的情况下，可显著缩短率定时间。该计算框架在率定精度和寻优效率之间实现了良好平衡，为后期解决城市排水管网系统的快速模拟提供了参考。
2025, 43(10): 209-216.
doi: 10.13205/j.hjgc.202510023
摘要:
如何保证低氨氮（NH4+-N）亚硝化过程的稳定运行，是突破自养脱氮工艺应用的技术关键。为实现低NH4+-N亚硝化系统的快速启动及稳定运行，研究采用上流式厌氧污泥床（UASB）反应器启动亚硝化系统，探究间歇曝气与联氨（N2H4）投加相结合的新型策略对系统效能及菌群特性的影响。结果表明：阶段I中，仅采用间歇曝气时，NH4+-N转化率（ANCR）和亚硝积累率（NAR）分别为31.06%和35.47%；阶段II采用间歇曝气结合N2H4的投加策略，NCR和NAR分别逐步提升至55.71%和93.25%；阶段III中，系统实现了稳定运行，ANCR和NAR分别稳定至50%和100%。氨氧化菌（AOB）Nitrosomonas属的相对丰度提升了1倍，亚硝态氮氧化菌（NOB）Nitrospira属的相对丰度降低至0.23%。AOB活性提升了10.53%，NOB活性降低了37.5%。该新型策略成功促进了低NH4+-N亚硝化系统的启动及稳定运行。
如何保证低氨氮（NH4+-N）亚硝化过程的稳定运行，是突破自养脱氮工艺应用的技术关键。为实现低NH4+-N亚硝化系统的快速启动及稳定运行，研究采用上流式厌氧污泥床（UASB）反应器启动亚硝化系统，探究间歇曝气与联氨（N2H4）投加相结合的新型策略对系统效能及菌群特性的影响。结果表明：阶段I中，仅采用间歇曝气时，NH4+-N转化率（ANCR）和亚硝积累率（NAR）分别为31.06%和35.47%；阶段II采用间歇曝气结合N2H4的投加策略，NCR和NAR分别逐步提升至55.71%和93.25%；阶段III中，系统实现了稳定运行，ANCR和NAR分别稳定至50%和100%。氨氧化菌（AOB）Nitrosomonas属的相对丰度提升了1倍，亚硝态氮氧化菌（NOB）Nitrospira属的相对丰度降低至0.23%。AOB活性提升了10.53%，NOB活性降低了37.5%。该新型策略成功促进了低NH4+-N亚硝化系统的启动及稳定运行。
2025, 43(10): 217-225.
doi: 10.13205/j.hjgc.202510024
摘要:
焦炉烟气超低排放改造是长流程钢铁企业的重点、难点之一。采用量化的评价手段来合理选择和优化焦炉烟气超低排放改造工艺，是实现焦炉烟气稳定、高效达到超低排放标准的有益技术支撑。以某大型钢铁企业S现有的2种焦炉烟气超低排放改造工艺为研究对象，在实地调研的基础上，采用生命周期评价法构建相关的模型，借助Simapro 软件计算，获得了2种工艺量化的环境影响结果。结果表明：相较于密相干脱硫+陶瓷滤筒脱硫除尘脱硝一体化工艺（B工艺），活性焦吸附法脱硫脱硝工艺（A工艺）对环境的影响减少33.33%，是更值得推荐的焦炉烟气超低排放改造工艺；2种工艺潜在环境影响主要包括人体致癌毒性、臭氧形成（人类健康）、淡水生态毒性、淡水富营养化和海洋生态毒性等方面；焦炉煤气和电力是两种工艺造成环境影响共同的关键因素；针对以上关键因素，对2种工艺在环境影响方面的改进提出了初步建议，可为焦炉烟气超低排放改造工艺的选择和优化提供参考。
焦炉烟气超低排放改造是长流程钢铁企业的重点、难点之一。采用量化的评价手段来合理选择和优化焦炉烟气超低排放改造工艺，是实现焦炉烟气稳定、高效达到超低排放标准的有益技术支撑。以某大型钢铁企业S现有的2种焦炉烟气超低排放改造工艺为研究对象，在实地调研的基础上，采用生命周期评价法构建相关的模型，借助Simapro 软件计算，获得了2种工艺量化的环境影响结果。结果表明：相较于密相干脱硫+陶瓷滤筒脱硫除尘脱硝一体化工艺（B工艺），活性焦吸附法脱硫脱硝工艺（A工艺）对环境的影响减少33.33%，是更值得推荐的焦炉烟气超低排放改造工艺；2种工艺潜在环境影响主要包括人体致癌毒性、臭氧形成（人类健康）、淡水生态毒性、淡水富营养化和海洋生态毒性等方面；焦炉煤气和电力是两种工艺造成环境影响共同的关键因素；针对以上关键因素，对2种工艺在环境影响方面的改进提出了初步建议，可为焦炉烟气超低排放改造工艺的选择和优化提供参考。
2025, 43(10): 226-234.
doi: 10.13205/j.hjgc.202510025
摘要:
近年来，低温等离子体协同催化技术被认为是具有前景的VOCs降解技术之一。从现有研究结果来看，催化剂可显著提高VOCs降解效率，但不同催化剂的作用以及机理存在差异。因此，有必要深入了解等离子体与催化剂相互作用的研究进展。经过等离子体处理后的催化剂能提高吸附性能、产生热活化和抗积碳性等，同时催化剂还能改变等离子体的放电类型、增强局部电场和活性粒子的产生等。因此，文章主要综述光催化剂、贵金属催化剂、过渡金属氧化物催化剂等3种催化剂的研究进展，等离子体协同催化机理，催化剂与等离子体之间的相互影响。最后，基于当前研究现状对该技术的发展趋势进行了讨论与展望。
近年来，低温等离子体协同催化技术被认为是具有前景的VOCs降解技术之一。从现有研究结果来看，催化剂可显著提高VOCs降解效率，但不同催化剂的作用以及机理存在差异。因此，有必要深入了解等离子体与催化剂相互作用的研究进展。经过等离子体处理后的催化剂能提高吸附性能、产生热活化和抗积碳性等，同时催化剂还能改变等离子体的放电类型、增强局部电场和活性粒子的产生等。因此，文章主要综述光催化剂、贵金属催化剂、过渡金属氧化物催化剂等3种催化剂的研究进展，等离子体协同催化机理，催化剂与等离子体之间的相互影响。最后，基于当前研究现状对该技术的发展趋势进行了讨论与展望。
2025, 43(10): 235-244.
doi: 10.13205/j.hjgc.202510026
摘要:
采用“苏码罐采样-大气预浓缩处理-气相色谱-质谱（GC-MS）分析”技术方法，以华南某城市城区的重点恶臭投诉企业及其周边住宅区为研究对象，检测了以芳香烃、羰基化合物、烷烃、烯烃、卤代烃和含硫化合物为主的挥发性恶臭有机物（MVOCs）浓度。研究旨在识别城区典型恶臭污染源的特征MVOCs物种，并通过对污染源与周边住宅区的同步采样，基于特征污染物识别法，探讨恶臭有机物污染溯源的可行性。结果表明：污水厂A、B和C的恶臭源24 h VOCs平均浓度为34.3~44.1 ppb（体积分数10-9，下同），成分以芳香烃、羰基类化合物、烷烃和卤代烃为主，不同污水厂VOCs组成的差异主要与其处理污水的类型有关。其他受恶臭投诉的企业，包括污泥处理公司、制药企业和生物科技公司，源采样VOCs 24 h平均浓度为13.5~206 ppb，企业间的主要污染物因其主营业务不同而异。周边住宅区环境空气的VOCs 24h平均浓度为4~24.3 ppb，各住宅区VOCs化学组成差异不大，均以芳香烃、烷烃和羰基化合物的含量最为高。在对住宅区环境空气的检测中，重点MVOCs物种，如苯乙烯和二硫化碳未检出或刚达检出限，乙酸乙酯、甲苯和二甲苯（邻\间\对二甲苯）的最高检出浓度均未超过HJ 1262—2022《三点比较式臭袋法》和GB 14554—1993《恶臭污染物排放标准》的规定。恶臭污染源和周边住宅区环境空气24 h同步采样的结果对比显示，各采样点均存在高浓度的芳香烃和羰基类化合物，且冬季采样时随着污水厂和企业的特征MVOCs物种二氯甲烷和三氯甲烷的高浓度检出，住宅区环境空气中也出现了较高浓度的二氯甲烷和三氯甲烷。研究为追溯恶臭污染源对周边住宅区的恶臭扰民提供了有力支持，可为环境监管部门进行恶臭污染治理提供科学依据和数据支撑。
采用“苏码罐采样-大气预浓缩处理-气相色谱-质谱（GC-MS）分析”技术方法，以华南某城市城区的重点恶臭投诉企业及其周边住宅区为研究对象，检测了以芳香烃、羰基化合物、烷烃、烯烃、卤代烃和含硫化合物为主的挥发性恶臭有机物（MVOCs）浓度。研究旨在识别城区典型恶臭污染源的特征MVOCs物种，并通过对污染源与周边住宅区的同步采样，基于特征污染物识别法，探讨恶臭有机物污染溯源的可行性。结果表明：污水厂A、B和C的恶臭源24 h VOCs平均浓度为34.3~44.1 ppb（体积分数10-9，下同），成分以芳香烃、羰基类化合物、烷烃和卤代烃为主，不同污水厂VOCs组成的差异主要与其处理污水的类型有关。其他受恶臭投诉的企业，包括污泥处理公司、制药企业和生物科技公司，源采样VOCs 24 h平均浓度为13.5~206 ppb，企业间的主要污染物因其主营业务不同而异。周边住宅区环境空气的VOCs 24h平均浓度为4~24.3 ppb，各住宅区VOCs化学组成差异不大，均以芳香烃、烷烃和羰基化合物的含量最为高。在对住宅区环境空气的检测中，重点MVOCs物种，如苯乙烯和二硫化碳未检出或刚达检出限，乙酸乙酯、甲苯和二甲苯（邻\间\对二甲苯）的最高检出浓度均未超过HJ 1262—2022《三点比较式臭袋法》和GB 14554—1993《恶臭污染物排放标准》的规定。恶臭污染源和周边住宅区环境空气24 h同步采样的结果对比显示，各采样点均存在高浓度的芳香烃和羰基类化合物，且冬季采样时随着污水厂和企业的特征MVOCs物种二氯甲烷和三氯甲烷的高浓度检出，住宅区环境空气中也出现了较高浓度的二氯甲烷和三氯甲烷。研究为追溯恶臭污染源对周边住宅区的恶臭扰民提供了有力支持，可为环境监管部门进行恶臭污染治理提供科学依据和数据支撑。
2025, 43(10): 245-254.
doi: 10.13205/j.hjgc.202510027
摘要:
基于2022年陇东大型能源化工基地核心区庆阳市的臭氧超标天数陡增的情况，选取2022年6月23—25日为典型臭氧污染过程，基于WRF模式和HYSPLIT4模式，结合污染特征、地形地势等分析了其气象成因及臭氧潜在源区，以期为陇东黄土塬区臭氧污染治理提供参考。研究结果表明：1）6月24日庆阳市高空处于槽后，气流下沉，不利于污染物垂直扩散，日间最大臭氧8 h浓度达到174.5 μg/m3；6月25日凌晨臭氧小时浓度出现高值，主要受南风和下沉气流影响。2）污染期间PM2.5浓度整体较低，可能受加速的光化学反应影响，6月24，25日PM2.5浓度整体上升；6月24日充足的NO2加速了本地O3生成。3）从气象因素看，庆阳市O3浓度受相对湿度影响最大，其次是温度和气压。4）气团轨迹聚类和潜在源区分析结果表明，关中平原区域污染传输和本地生成是庆阳市本次臭氧污染的主要原因，污染传输贡献更大。研究为陇东地区开展臭氧污染治理提供了关键科学依据。
基于2022年陇东大型能源化工基地核心区庆阳市的臭氧超标天数陡增的情况，选取2022年6月23—25日为典型臭氧污染过程，基于WRF模式和HYSPLIT4模式，结合污染特征、地形地势等分析了其气象成因及臭氧潜在源区，以期为陇东黄土塬区臭氧污染治理提供参考。研究结果表明：1）6月24日庆阳市高空处于槽后，气流下沉，不利于污染物垂直扩散，日间最大臭氧8 h浓度达到174.5 μg/m3；6月25日凌晨臭氧小时浓度出现高值，主要受南风和下沉气流影响。2）污染期间PM2.5浓度整体较低，可能受加速的光化学反应影响，6月24，25日PM2.5浓度整体上升；6月24日充足的NO2加速了本地O3生成。3）从气象因素看，庆阳市O3浓度受相对湿度影响最大，其次是温度和气压。4）气团轨迹聚类和潜在源区分析结果表明，关中平原区域污染传输和本地生成是庆阳市本次臭氧污染的主要原因，污染传输贡献更大。研究为陇东地区开展臭氧污染治理提供了关键科学依据。
2025, 43(10): 255-263.
doi: 10.13205/j.hjgc.202510028
摘要:
工业生产以及垃圾焚烧过程中常常会产生高度有害的含氯挥发性有机污染物（CVOCs）。催化燃烧法是CVOCs的主要处理工艺之一，其中催化剂中毒一直是难以解决的瓶颈问题。以氯苯类CVOCs为研究对象，利用Zr基金属有机骨架（UiO-66）为载体，通过湿式浸渍法制备出新型Mn-Cr-Zr催化剂。研究了催化剂的氯苯催化燃烧反应性能及构效关系。通过XRD、SEM及N2吸/脱附测试对催化剂的结构、形貌进行了表征，利用XPS表征了催化中心的外层电子结构，利用NH3-TPD和H2-TPR评估了催化剂的表面酸性和氧化还原性能。结果表明：新型催化剂有效地解决了Mn基和Cr基催化剂催化氧化CVOCs过程中多氯副产物生成的问题。40Mn7Cr3-Zr催化剂表现了最好的催化燃烧活性，在气时空速为20000 mL/（g·h）、氯苯浓度为1000 mg/m3时，293 ℃下可使氯苯的转化率达到90%；在300 ℃的长期稳定性测试中，发现氯苯可完全转化为CO2，产物中无CO及多氯副产物生成，表明催化剂良好的催化性能。
工业生产以及垃圾焚烧过程中常常会产生高度有害的含氯挥发性有机污染物（CVOCs）。催化燃烧法是CVOCs的主要处理工艺之一，其中催化剂中毒一直是难以解决的瓶颈问题。以氯苯类CVOCs为研究对象，利用Zr基金属有机骨架（UiO-66）为载体，通过湿式浸渍法制备出新型Mn-Cr-Zr催化剂。研究了催化剂的氯苯催化燃烧反应性能及构效关系。通过XRD、SEM及N2吸/脱附测试对催化剂的结构、形貌进行了表征，利用XPS表征了催化中心的外层电子结构，利用NH3-TPD和H2-TPR评估了催化剂的表面酸性和氧化还原性能。结果表明：新型催化剂有效地解决了Mn基和Cr基催化剂催化氧化CVOCs过程中多氯副产物生成的问题。40Mn7Cr3-Zr催化剂表现了最好的催化燃烧活性，在气时空速为20000 mL/（g·h）、氯苯浓度为1000 mg/m3时，293 ℃下可使氯苯的转化率达到90%；在300 ℃的长期稳定性测试中，发现氯苯可完全转化为CO2，产物中无CO及多氯副产物生成，表明催化剂良好的催化性能。
2025, 43(10): 264-274.
doi: 10.13205/j.hjgc.202510029
摘要:
二氧化碳（CO2）地质封存是实现碳中和目标愿景不可或缺的关键技术，也是实现化石能源CO2近零排放的重要举措。当前，CO2地质封存正面对着环境安全性不确定的突出问题，因此，基于环境代价最低的角度，部署CO2地质封存优先发展战略，是决策者关心的核心问题。宁夏回族自治区当前的化石能源消费占比、碳强度及人均碳排放均位于全国前列，开展宁夏CO2地质封存环境优化选址研究和评价，有助于为宁夏发展CCUS技术提供重要参考。全面系统地甄选了生态和环境指标，考虑禁止性要素及显限制性要素，构建宁夏CO2地质封存环境优化选址的评价指标体系及评价模型，由各指标因子分级的最小值确定CO2地质封存的环境适宜性，并基于最小成本路径分析方法（LCPA）对宁夏排放源和封存汇进行了点对点源汇匹配评价。适宜性评价结果显示，鄂尔多斯盆地CO2地质封存的环境适宜性程度最高，较适宜及适宜面积达38.8%以上；六盘山盆地适宜性次之，较适宜及适宜面积约占6.0%；银川盆地适宜性较差，不适宜面积约占92.5%。源汇匹配结果显示，考虑不同环境适宜性的匹配结果略有差异，但鄂尔多斯盆地的源汇匹配条件整体较好。
二氧化碳（CO2）地质封存是实现碳中和目标愿景不可或缺的关键技术，也是实现化石能源CO2近零排放的重要举措。当前，CO2地质封存正面对着环境安全性不确定的突出问题，因此，基于环境代价最低的角度，部署CO2地质封存优先发展战略，是决策者关心的核心问题。宁夏回族自治区当前的化石能源消费占比、碳强度及人均碳排放均位于全国前列，开展宁夏CO2地质封存环境优化选址研究和评价，有助于为宁夏发展CCUS技术提供重要参考。全面系统地甄选了生态和环境指标，考虑禁止性要素及显限制性要素，构建宁夏CO2地质封存环境优化选址的评价指标体系及评价模型，由各指标因子分级的最小值确定CO2地质封存的环境适宜性，并基于最小成本路径分析方法（LCPA）对宁夏排放源和封存汇进行了点对点源汇匹配评价。适宜性评价结果显示，鄂尔多斯盆地CO2地质封存的环境适宜性程度最高，较适宜及适宜面积达38.8%以上；六盘山盆地适宜性次之，较适宜及适宜面积约占6.0%；银川盆地适宜性较差，不适宜面积约占92.5%。源汇匹配结果显示，考虑不同环境适宜性的匹配结果略有差异，但鄂尔多斯盆地的源汇匹配条件整体较好。
