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碳达峰、碳中和情景下火电行业的大气污染影响：以山东省为例

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中国环境科学 2024年

作者：王圣周斌屈加豹李建晖余历钊吴鑫杨迎徐鑫伯鑫国家能源集团科学技术研究院有限公司低碳智能燃煤发电与超净排放全国重点实验室北京低碳清洁能源研究院人工智能应用技术研究中心生态环境部国家环境保护环境影响评价数值模拟重点实验室北京化工大学化学工程学院临沂市人民医院

火电行业是我国大气污染物和CO2排放主要来源之一，“双碳”背景下火电行业大气污染物排放及环境影响情况有待分析。本研究以火力发电大省山东省为例，计算了碳达峰、碳中和情景下火电行业大气污染物排放量，采用CALPUFF模式模拟了不同... 详细信息

火电行业是我国大气污染物和CO2排放主要来源之一，“双碳”背景下火电行业大气污染物排放及环境影响情况有待分析。本研究以火力发电大省山东省为例，计算了碳达峰、碳中和情景下火电行业大气污染物排放量，采用CALPUFF模式模拟了不同情景下山东省火电行业SO2、NOx、PM10及PM2.5污染贡献情况。结果显示，在碳达峰情景下，山东省火电行业SO2、NOx、PM10及PM2.5排放量与2018年基准情景相比，分别减少了2483.42、23448.71、364.31、341.01t，火电行业排放的SO2、NOx、PM10及PM2.5对各城市贡献浓度较2018年基准情景浓度分别降低了0.22%～26.61%、0.66%～51.21%、0.63%～23.82%和4.36%～24.38%。在碳中和情景下，山东省火电行业SO2、NOx、PM10及PM2.5排放量与2018年基准情景相比，分别减少了10947.71、44358.58、1606.00、1503.29t，火电行业排放的SO2、NOx、PM10及PM2.5对各城市贡献浓度较2018年基准情景浓度分别降低了22.66%～44.14%、7.10%～54.37%、23.08%～42.02%和27.20%～42.44%。在碳达峰、碳中和情景下，火力发电仍是山东省能源安全和稳定供应的“压舱石”，减污降碳协同控制对山东火电行业至关重要。

关键词：火力发电碳达峰碳中和 CALPUFF 污染贡献

城市商业建筑地下车库挥发性有机物(VOCs)污染特征及健康风险评价

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环境化学 2024年第5期43卷 1465-1473页

作者：马陈熀王建成张翔陈荣胡驿巍郭永杰张志满李婷南京大学盐城环保技术与工程研究院盐城224001 南京大学环境学院污染物控制与资源化研究国家重点实验室南京210023

为研究城市商业建筑地下车库中挥发性有机物(VOCs)的污染特征及潜在影响,在所选取盐城市3个典型商场的地下车库里进行了VOCs采样监测,获得了VOCs浓度水平、组成和日变化特征,评价了人体健康风险.观测期间,3个地下车库在9:00—13:00时间... 详细信息

为研究城市商业建筑地下车库中挥发性有机物(VOCs)的污染特征及潜在影响,在所选取盐城市3个典型商场的地下车库里进行了VOCs采样监测,获得了VOCs浓度水平、组成和日变化特征,评价了人体健康风险.观测期间,3个地下车库在9:00—13:00时间段内所有样品的总挥发性有机物(TVOCs)平均值分别为(2547.9±1595.2)μg·m^(−3)、(1376.7±122.7)μg·m^(−3)、(1689.1±93.1)μg·m^(−3);在所分析的75种VOCs中3个地下车库VOCs检出率分别为52.0%、36.0%和34.7%.各地下车库所测VOCs占前几位的组分分别为甲苯(30.5%—48.2%)、异丙醇(4.5%—27.2%)、2-丁酮(3.8%—12.4%)、甲基环戊烷(2.2%—2.8%)、苯(1.5%—2.6%)、1,2-二氯乙烷(1.7%—2.2%).VOCs日变化浓度主要与车流量有关,在11:00和21:00时刻出现浓度峰值,分别为3785.4μg·m^(−3)、8694.3μg·m^(−3).健康风险评价结果表明,3个地下车库内所监测的VOCs的非致癌风险危害指数(HI)分别为4.1、4.3和7.4,均超过了美国环境保护局推荐的最大可接受水平(HI=1);苯和乙苯的终生致癌风险因子值(Risk)分别在(1.2×10^(−4)—6.2×10^(−4))、(3.8×10^(−6)—2.5×10^(−5)),均超出了安全阈值范围(Risk≤1×10^(−6)),3个地下车库均存在一定健康风险.

关键词：地下车库挥发性有机物健康风险评价

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桂北岩溶石漠化区山坡橘园不同水土保持措施效益研究

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水利水电技术(中英文) 2024年

作者：张宇金鑫宋颖郭攀梁桂优翟婷桂林理工大学广西环境污染控制理论与技术重点实验室桂林理工大学广西岩溶地区水污染控制与用水安全保障协同创新中心桂林市农田灌溉试验中心站

【目的】为探索适合于岩溶石漠化区山坡橘园的最佳水土保持措施，【方法】采用修建径流观测小区的方法，对桂北岩溶区山坡橘园进行定位观测，分析植物措施、砖石围挡、PVC板围挡等3种水土保持措施在不同降雨等级（大雨、暴雨、大暴雨）... 详细信息

【目的】为探索适合于岩溶石漠化区山坡橘园的最佳水土保持措施，【方法】采用修建径流观测小区的方法，对桂北岩溶区山坡橘园进行定位观测，分析植物措施、砖石围挡、PVC板围挡等3种水土保持措施在不同降雨等级（大雨、暴雨、大暴雨）下的径流、泥沙、养分流失情况，同时采用熵权-模糊综合评价法对综合效益进行定量分析。【结果】结果表明：（1）在区分与不区分降雨等级两种情况下，3种措施中均表现为植物措施的减氮、减磷效益最佳，PVC板围挡的减沙效益最佳，总体上砖石围挡各指标的削减效益低于其他两种措施；大雨、暴雨等级下植物措施减流效益最好，大暴雨等级下PVC板围挡减流效益高于植物措施。（2）各水土保持措施的水、土、养分流失量以及削减效益指标并不都是随降雨等级的提升而呈单调性变化，其中产流量和养分流失量随降雨等级提升而单调递增，其他指标变化大多不呈单调性；同一措施的减流、减沙、减氮、减磷等指标随降雨等级的不同变化趋势有所差异。（3）在不区分降雨等级的情况下，在岩溶区石漠化山地橘园实施PVC板围挡措施的综合效益最佳，植物措施次之；在区分降雨等级的情况下，其中大雨、暴雨等级下实施植物措施综合效益最佳，大暴雨等级下实施PVC板围挡措施综合效益最佳。【结论】岩溶区石漠化山地橘园实施植物措施、PVC板围挡、砖石围挡均有一定的水土保持效益。

关键词：降雨径流岩溶山坡水土保持侵蚀模糊综合评价橘园

构筑可持续生物炭修饰钨酸铋复合光催化剂实现基于增强电荷转移效应的高效水净化

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第4期59卷 169-184页

作者：周恒张蕊岳彩燕吴旭严琼王昊张衡马天翼贵州大学精细化工研发中心生物质资源综合利用国家地方联合工程实验室绿色农药与农业生物工程教育部重点实验室绿色农药全国重点实验室贵州贵阳550025 沈阳药科大学制药工程学院辽宁沈阳110036 皇家墨尔本理工大学澳大利亚墨尔本

近年来,全球环境问题日趋严峻,水体中的农药污染愈发严重,亟待解决.光催化作为一种绿色高效的技术,在环境修复领域具有较高的应用价值.然而,光生载流子的快速复合和电荷利用效率低是制约光催化效率的关键问题.生物炭(BC)是一种新兴的碳... 详细信息

近年来,全球环境问题日趋严峻,水体中的农药污染愈发严重,亟待解决.光催化作为一种绿色高效的技术,在环境修复领域具有较高的应用价值.然而,光生载流子的快速复合和电荷利用效率低是制约光催化效率的关键问题.生物炭(BC)是一种新兴的碳质材料,来源于可持续利用的生物质废物,因其出色的吸附能力在污染物去除方面备受关注.因此,设计并开发功能化改性的BC基复合光催化剂,有望快速修复农药污染,推动高效、可持续的光催化污水净化技术的发展.本文首先以木屑生物质为原料,在厌氧条件下热解制备了不同氮含量掺杂的BC(Nx-BC,x代表尿素与BC的质量比).然后,以乙二醇为溶剂,将Nx-BC与Bi2WO6前驱体溶液混合,通过溶剂热反应制备一系列Bi2WO6/氮掺杂BC复合材料(BWO/Nx-BC),并用于可见光照射下光催化降解毒死蜱(CPs)农药.X射线衍射、扫描电镜、透射电镜和傅里叶红外光谱等结果表明,成功制备了BWO/Nx-BC复合材料.紫外-可见漫反射光谱结果表明,BWO/Nx-BC能有效吸收可见光,结合X射线光电子能谱分析,确定了其导带和价带位置.特别是,氮掺杂后的BWO/N3-BC在电子导电性提高的同时,还保持了良好的吸附性能,有效避免了光生载流子的重组.通过光致发光光谱、时间分辨光致发光光谱、光电流强度曲线和电化学阻抗曲线研究了光催化剂的载流子分离和重组行为.结果表明,BWO/N3-BC表现出较好的光催化降解效率,仅需0.5 h即可降解99.0%的CPs,其降解速率分别是纯BWO和纯N3-BC的2.91倍和12.13倍.BWO/N3-BC复合材料在8次循环使用后仍保持稳定.同时,考虑到真实水体环境的复杂性,本文还系统地探讨了不同操作参数对光催化降解活性的影响.自由基清除实验和电子顺磁共振结果表明,该反应的关键活性物质有•O_(2)^(-)、•OH和h^(+),其中•O_(2)^(-)是最主要的活性物质,并结合实验结果推测了BWO/N3-BC吸附-光降解的协同增效机制.利用高效液相色谱-质谱技术研究了CPs的降解中间体,提出了三种可能的降解途径,并对每种途径进行了详细分析.最后,通过生态毒性试验(大肠杆菌的培养)和毒性评估软件工具对CPs及其中间体的潜在生态毒性进行了系统评估.综上所述,本文通过直接煅烧辅助溶剂热法成功制备了BC基光催化剂,并揭示了其促进CPs光降解的机理,这为环境可持续的光催化循环经济提供了参考,也为光催化技术与废弃生物质高值利用相结合,实现环境修复开辟了新思路.

关键词：光催化生物炭 Bi_(2)WO_(6) 毒死蜱毒性评价

基于模式识别的X射线荧光光谱法用于土壤重金属快速检测

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光谱学与光谱分析 2024年第9期44卷 2692-2700页

作者：倪晓芳张长波唐晓勇上海化工研究院有限公司上海200062 上海化工院环境工程有限公司上海200062 工信部工业(土壤污染修复)产品质量控制和技术评价实验室上海200062

土壤重金属的现场快速准确检测是实现土壤重金属污染防治的关键,便携式X射线荧光光谱仪可实现土壤中典型重金属的现场无损快速检测,且具有操作简单和无需消解处理的优势。基于该设备的X射线荧光光谱重金属分析方法受土壤基体效应影响严... 详细信息

土壤重金属的现场快速准确检测是实现土壤重金属污染防治的关键,便携式X射线荧光光谱仪可实现土壤中典型重金属的现场无损快速检测,且具有操作简单和无需消解处理的优势。基于该设备的X射线荧光光谱重金属分析方法受土壤基体效应影响严重,导致其检测准确度受限,需通过基体相似的标准样品进行校正,故将基于模式识别的基体成分分类方法和标准曲线法相结合,实现对土壤中典型重金属的精准分析。以我国砖红壤、水稻土、黑土、潮土、黄棕壤和黄红壤等6种典型土壤的X射线荧光光谱和重金属含量为数据集,采用5点3次窗口平滑、最大最小值归一化方法和主成分分析(PCA)对光谱数据进行处理,以PCA降维后的前5个主成分作为输入特征变量,土壤类别为标签,建立基于径向基函数(RBF)的支持向量机(SVM)模式识别模型,实现基体成分的相似性分类,模型的超参数优化采用角蜥蜴优化算法,优化后的核参数g为0.0381,惩罚因子c为7.8529,此时5折交叉验证正确率为100%。定量方法为标准曲线法,6类土壤中Cr的相关系数为0.9947~0.9993,Ni的相关系数为0.9868~0.9994,Cu的相关系数为0.9929~0.9999,Zn的相关系数为0.9841~0.9998,Pb的相关系数为0.9877~0.9996,As&Pb的相关系数为0.9613~0.9995,在同一基体下,重金属线性关系较佳。采用建立RBF-SVM模式识别模型对预测集24个样品进行预测,预测结果表明6类土壤的分类正确率为100%,未出现错误分类。根据分类结果,选择对应的标准曲线进行定量分析。结果表明Cr、Ni、Cu、Zn、Pb和As的预测平均相对误差分别为2.24%、3.66%、2.72%、2.15%、2.13%和5.55%,均低于6%。说明RBF-SVM模型结合标准曲线法对土壤中典型重金属的快速检测具有很好的适用性,有望用于实际土壤典型重金属的快速定量分析与检测。

关键词：土壤重金属支持向量机模式识别快速检测

固废焚烧残余物重金属和氯盐污染特征与风险评估

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环境工程 2024年第8期42卷 134-141页

作者：黄俊霖刘煌睿闫海虎席云浩李祥朱能武华南理工大学环境与能源学院广州510006 生态环境部华南环境科学研究所广州510650 工业聚集区污染控制与生态修复教育部重点实验室广州510006 固体废物污染控制与资源化广东省重点实验室广州510006 固体废物处理与资源化广东省环境保护重点实验室广州510006

为了系统地掌握焚烧残余物污染特征与环境风险,测定了6种样品的化学与矿相组成及重金属和氯污染特征,结合风险评价指数(RAC)和重金属综合毒性指数(STI)评估其环境风险。结果表明:炉排炉飞灰和流化床飞灰污染特征存在较大差异,前者呈现... 详细信息

为了系统地掌握焚烧残余物污染特征与环境风险,测定了6种样品的化学与矿相组成及重金属和氯污染特征,结合风险评价指数(RAC)和重金属综合毒性指数(STI)评估其环境风险。结果表明:炉排炉飞灰和流化床飞灰污染特征存在较大差异,前者呈现高钙高氯,Cu、Zn、Cd以F2态为主,Pb浸出毒性超标,而后者富含硅铝组分且Cl含量为5.79%。危废飞灰与医废飞灰呈现高钠高氯,Zn、Cd和Ni均以F1态为主,不同的是前者Cu浸出毒性超标,后者则为Zn并以ZnCl_(2)存在。危废与医废炉渣均以SiO_(2)、Al_(2)O_(3)和Fe_(2)O_(3)为主,且氯含量为3.27%,二者Cu、Ni含量分别高达7525.5,991.4,4168.8,628.2 mg/kg。风险评估结果表明:炉排炉、流化床、危废和医废飞灰STI均处于中高风险等级、危废和医废炉渣中各类重金属RAC与STI均处于中低风险等级;Cu或Pb对人体健康处于存在不良影响等级,Cd和Cr均处于较高致癌风险等级。

关键词：焚烧飞灰焚烧炉渣重金属污染特征环境与人体健康风险评估

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微藻在农业可持续发展中的应用研究进展

农业工程学报 2024年第3期40卷 14-25页

作者：赵江侯琤沈峥张亚雷上海市乡村振兴研究中心上海200002 同济大学环境科学与工程学院上海200092 同济大学新农村发展研究院上海200092 同济大学国家设施农业工程技术研究中心上海200092 同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室上海200092

近年来,饲料、饵料产量不足和化肥、农药大量施用带来的环境污染问题给农业可持续发展带来了巨大挑战。微藻因其含有能够促进动植物生长、提高农产品品质的营养元素和生物活性物质,且能同化氮、磷等污染物,被广泛应用于农业种植业、畜... 详细信息

近年来,饲料、饵料产量不足和化肥、农药大量施用带来的环境污染问题给农业可持续发展带来了巨大挑战。微藻因其含有能够促进动植物生长、提高农产品品质的营养元素和生物活性物质,且能同化氮、磷等污染物,被广泛应用于农业种植业、畜禽业和水产养殖业。该文系统总结和分析了微藻在土壤改良、农作物保护、直接刺激农作物生长、畜禽和水产养殖废水处理、饲料和饵料等领域的应用现状、特征和环境与经济效益,以及面临的机遇和挑战。分析发现,通过优化微藻培养技术降低其规模化应用的采收成本和提高其对污染物的去除效率,系统增强其在农业应用中的经济价值和可持续性,为农业可持续发展提供科技支撑是未来微藻研究的重点关注方向。

关键词：微藻农业可持续发展微藻肥料微藻饲料饵料农业废水治理

全氟及多氟烷基化合物前体物质在环境中迁移与转化行为研究进展

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水文地质工程地质 2024年第2期51卷 35-49页

作者：金宵卉阎妮中国海洋大学环境科学与工程学院海洋环境科学与生态教育部重点实验室山东青岛266100 中国海洋大学山东省海洋环境与地质工程重点实验室山东青岛266100

全氟及多氟烷基化合物(per-andpolyfluoroalkylsubstances,PFAS)前体物质是环境中许多PFAS的间接来源,广泛应用于食品包装、消防灭火泡沫、金属电镀、纺织涂料及农药等领域。由于PFAS前体物质能够在环境中发生转化以及分析测试方法的限... 详细信息

全氟及多氟烷基化合物(per-andpolyfluoroalkylsubstances,PFAS)前体物质是环境中许多PFAS的间接来源,广泛应用于食品包装、消防灭火泡沫、金属电镀、纺织涂料及农药等领域。由于PFAS前体物质能够在环境中发生转化以及分析测试方法的限制,其存在往往被忽视。PFAS前体物质自身的生物学毒性已被证实,如干扰母体内胎儿的正常发育、诱导免疫毒性和细胞凋亡等。深入探究PFAS前体物质在不同环境介质中的迁移转化规律是对其进行污染控制的关键。结合近年来国内外研究,对PFAS前体物质的主要来源、赋存特征及在大气、土壤和水体等环境介质中的迁移和转化行为研究进行了综述。结果表明,前体物质在全球范围内的水体、土壤、悬浮颗粒物、沉积物和大气中均有检出。在迁移过程中,水体是PFAS前体物质污染主要的载体,土壤、悬浮颗粒物和沉积物主要起滞留作用,而通过大气进行的长距离迁移是极端地区污染的重要来源。除此之外,PFAS前体物质在环境介质中的滞留和迁移往往伴随转化行为,生成更稳定的PFAS持续危害生态环境和生物健康。文章可以为PFAS前体物质及PFAS的污染防控提供参考和依据。

关键词：全氟及多氟烷基化合物前体物质赋存迁移转化环境介质

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东海近岸持久性有机污染物分布及其影响因素

中国环境科学 2024年第4期44卷 2217-2246页

作者：赵婧嫄杨群慧季福武曾婷同济大学海洋地质国家重点实验室同济大学国家海底科学观测系统项目办公室上海200092

收集分析近10a东海近岸海水和沉积物中全氟烷基物(PFASs)、多氯联苯(PCBs)、多溴联苯醚(PBDEs)、有机氯农药(OCPs)、邻苯二甲酸酯(PAEs)和多环芳烃(PAHs)等六种典型持久性有机污染物(POPs)的分布及其影响因素的研究数据.结果表明,基于... 详细信息

收集分析近10a东海近岸海水和沉积物中全氟烷基物(PFASs)、多氯联苯(PCBs)、多溴联苯醚(PBDEs)、有机氯农药(OCPs)、邻苯二甲酸酯(PAEs)和多环芳烃(PAHs)等六种典型持久性有机污染物(POPs)的分布及其影响因素的研究数据.结果表明,基于半数效应浓度(EC50)或海洋沉积物质量标准对海水和沉积物中POPs的生态风险评估,表明东海近岸大部分海域的PCBs、PBDEs和OCPs生态风险较低,但在杭州湾附近海域处于轻微至中等生态风险水平.PAHs整体上处于中等偏低及以下风险,PAEs处于中等偏高风险.PFASs处于中等及以下风险,但其中的全氟辛烷磺酸(PFOS)在长江口附近的生态风险较高.来自陆源输入的POPs在东海近岸海水和沉积物中的分布主要受到长江冲淡水、大气干湿沉降、沿岸流和潮汐作用的影响,呈现出绝大多数污染物含量在长江口和杭州湾附近较高,且向外海和南部沿岸总体降低的趋势.在浙闽沿岸泥质区、东海陆架泥质区,沉积物中部分污染物含量明显较高,与泥质区细颗粒泥沙对POPs的结合能力较强密切相关.长江冲淡水与东海海水交汇过程中温盐差异形成的“大陆边缘过滤器”效应,使得沉积物中部分POPs含量在盐度1~5的海域较高.东海的季节性低氧使得DDTs和PCBs等POPs普遍发生还原降解作用.除生物降解作用之外,生物泵和生物扰动等也会影响POPs在东海的分布.虽然我国已加强了对POPs的管控,但目前东海近岸的局部海域的POPs污染仍然存在,有待未来进一步完善POPs的监测手段和风险评价标准,并继续加强对新污染物的监测和环境行为研究.

关键词：东海长江口持久性有机污染物(POPs) 时空分布风险评估