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嘉陵江中下游不同河道断面沉积物真菌群落结构与功能

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环境科学 2024年第7期45卷 4006-4013页

作者：王瑜徐飞竹兰萍张拓刘思瑶简磊吕书丛中国环境科学研究院北京100012 西华师范大学环境科学与工程学院南充637009 四川省生态环境科学研究院成都610041

为探究不同干扰对嘉陵江河道沉积物真菌群落的影响,以期为河流生态系统保护提供科学依据.以嘉陵江干流河道沉积物真菌为研究对象,利用高通量测序和生物信息学技术分析不同类型人为扰动(工程干扰、支流干扰、采砂干扰和垦殖干扰)及无干... 详细信息

为探究不同干扰对嘉陵江河道沉积物真菌群落的影响,以期为河流生态系统保护提供科学依据.以嘉陵江干流河道沉积物真菌为研究对象,利用高通量测序和生物信息学技术分析不同类型人为扰动(工程干扰、支流干扰、采砂干扰和垦殖干扰)及无干扰断面河道沉积物真菌群落的组成和功能差异.结果表明:(1)垦殖和工程干扰显著抑制了真菌群落物种多样性和丰富度(P<0.05),支流干扰增加了真菌群落物种丰富度,采砂干扰对沉积物真菌群落的影响不显著.(2)低外源物质输入(无干扰和采砂干扰)断面的不同采样点位之间的沉积物真菌多样性和群落结构趋近,高外源物质输入(支流干扰、工程干扰和垦殖干扰)断面的不同采样点位之间的沉积物真菌群落多样性差异显著.(3)子囊菌门(Ascomycota)、罗兹菌门(Rozellomycota)和担子菌门(Basidiomycota)为嘉陵江沉积物的主要优势真菌门,罗兹菌门的相对丰度在采砂干扰断面最高,担子菌门在支流干扰断面的相对丰度最高.(4)工程干扰断面的腐生菌、动物病原菌、植物病原菌和粪腐菌的相对丰度显著增加,其它无干扰断面沉积物中真菌寄生菌-植物病原菌-植物腐生菌的相对丰度最高.综上所述,人为干扰造成了嘉陵江沉积物真菌多样性、群落结构和功能的变化,外源物质输入是造成这一现象的关键因素,该结果可为预测和评价河流生境质量提供参考依据.

关键词：嘉陵江沉积物真菌群落结构高通量测序

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土壤Cr含量高光谱反演模型组合优化研究

光谱学与光谱分析 2024年第11期44卷 3273-3279页

作者：郭洪旭王龙杨凯吴凡邓一荣唐长城陈志良肖荣波广东工业大学广东省环境科学研究院生态环境部华南环境科学研究所

土壤重金属污染高光谱反演的特征波段提取方法和反演模型的选择是影响反演精度的关键；二者如何优化组合，提高反演精度是目前亟需解决的难题。在华南典型铬（Cr）污染区，采集了92组土壤样品，使用电感耦合等离子体质谱（inductively c... 详细信息

土壤重金属污染高光谱反演的特征波段提取方法和反演模型的选择是影响反演精度的关键；二者如何优化组合，提高反演精度是目前亟需解决的难题。在华南典型铬（Cr）污染区，采集了92组土壤样品，使用电感耦合等离子体质谱（inductively coupled plasma mass spectrometry,ICP-MS）检测Cr含量，并使用ASD Field Spec4地物光谱仪在实验室收集其高光谱信息。光谱信息预处理采用平滑滤波（SG）+标准正态化（SNV）+二阶微分（SD）变换组合，减弱土壤散射和噪声的影响。选择竞争性自适应重加权采样（CARS）、逐步投影算法（SPA）、无信息变量消除（UVE）、遗传算法（GA）四种算法提取特征波段。选择多元线性回归（MLR）、偏最小二乘法（PLSR）、支持向量回归（SVR）和人工神经网络（ANN）四种反演模型建立特征波段与Cr含量之间的关系。通过对比不同特征波段提取方法和反演模型组合对土壤Cr含量反演的结果发现：采用CARS和UVE特征波段提取方法可以显著提高PLSR、 MLR和SVR模型的预测效果；SPA方法能够提高ANN模型的预测效果；通过SG+SNV+SD+CARS+PLSR组合方式，提取位于800～1 000、 1 400～1 700以及2 100～2 450 nm之间的98个特征波段，建模后模型验证，决定系数R2为0.97,均方根误差RMSE为5.25 mg·kg-1,平均绝对误差MAE为4.35 mg·kg-1,相对分析误差RPD为3.94,表明该模型在预测土壤Cr含量具有优异的性能。以土壤Cr污染高光谱反演为例，通过比较不同特征波段提取方法与反演模型组合的反演精度，确定最优模型，为小样本土壤重金属污染反演的建模提供了思路。

关键词：高光谱模型组合优化特征波段选择反演模型

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以旗舰物种为视角的生物多样性价值评估初探

环境工程技术学报 2024年第3期14卷 1077-1086页

作者：李晓蔚邓陈宁黄小娱谢明辉中国环境科学研究院

利益相关者对生物多样性的价值感知影响其态度与行为,从而影响环境保护政策执行的效率与效果。为准确刻画出利益相关者对特定区域内生物多样性的价值感知,提出一套以旗舰物种为视角的选择实验设计方法,具体步骤包括:结合研究区域选择旗... 详细信息

利益相关者对生物多样性的价值感知影响其态度与行为,从而影响环境保护政策执行的效率与效果。为准确刻画出利益相关者对特定区域内生物多样性的价值感知,提出一套以旗舰物种为视角的选择实验设计方法,具体步骤包括:结合研究区域选择旗舰物种进行属性设计;根据预调研结果优化生成正式调研的选择实验问卷;通过问卷调研获取支付意愿;评估局地生物多样性价值。将该方法应用于秦岭(陕西段),选取秦岭大熊猫、秦岭金丝猴、朱鹮为旗舰物种,调查了1288位受访者,结果显示:陕西省内、省外受访者对秦岭生物多样性保护的边际货币支付意愿分别为146.29、212.60元/a,边际时间支付意愿价值分别为240.12、350.01元/a。根据边际支付意愿估算得到秦岭(陕西段)生物多样性价值为4897.72亿~9795.45亿元/a。该方法能较为全面地反映局地生物多样性的价值并兼具可理解性,为生物多样性保护政策的制定与执行提供数据基础。

关键词：旗舰物种选择实验支付意愿生物多样性价值秦岭

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炼铁工序减污降碳协同增效技术评估方法研究

环境工程技术学报 2024年第1期14卷 33-42页

作者：银洲况悦刘丹丹赵亚洲张昕李艳萍中国环境科学研究院

为推广减污降碳协同控制技术,以炼铁工序为研究对象,从协同度、成本收益和环境影响3个维度评价炼铁工序源头、过程节能技术、末端治理技术和低碳技术的协同控制效益。从污染物和碳排放协同度分析来看,源头、过程节能技术能有效推动炼铁... 详细信息

为推广减污降碳协同控制技术,以炼铁工序为研究对象,从协同度、成本收益和环境影响3个维度评价炼铁工序源头、过程节能技术、末端治理技术和低碳技术的协同控制效益。从污染物和碳排放协同度分析来看,源头、过程节能技术能有效推动炼铁工序污染物和碳排放的协同减排,而末端控制技术对污染物和温室气体的减排不具有协同性。绿氢冶炼技术和熔剂性球团制备技术污碳减排协同度较高,此外高炉喷吹焦炉煤气技术、高炉煤气回收技术和高炉热风炉双预热能协同减少VOCs和碳排放。在当前我国碳交易价格条件下,从成本收益分析来看节能技术和污染物末端治理技术具有可推广性。随着碳交易价格的上涨,绿氢冶炼和碳捕集(CCS)技术减排成本呈下降趋势。绿氢冶炼技术、污染物末端治理技术最能有效地减少环境影响,其他节能技术也能相应减少环境影响,而现有条件下CCS技术的实施会增加对环境的影响。综合污染物和温室气体协同减排的协同度、经济效益和环境效益评估,炼铁工序中源头防治和节能技术可作为我国现阶段减污降碳协同增效技术进行推广,随着未来碳交易价格的增长和能源的转型,绿氢冶炼技术和CCS技术具有较大应用前景。

关键词：炼铁工序减污降碳技术协同评估

基于PSR模型的太湖流域生态健康评价及主要影响因素

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环境工程技术学报 2024年第3期14卷 846-855页

作者：董稳静陶艳茹庞燕许秋瑾余小梅中国环境科学研究院

压力—状态—响应(PSR)模型能反映社会经济状况对湖泊水体生态环境带来的影响。基于PSR模型,构建包含人口密度、流域植被指数、换水周期、浮游植物多样性指数等18项指标的评价指标体系,评价太湖流域生态健康状况。选取1999年、2007年作... 详细信息

压力—状态—响应(PSR)模型能反映社会经济状况对湖泊水体生态环境带来的影响。基于PSR模型,构建包含人口密度、流域植被指数、换水周期、浮游植物多样性指数等18项指标的评价指标体系,评价太湖流域生态健康状况。选取1999年、2007年作为历史对照年份,将2011—2020年流域健康状况与对照年份进行比较,分析太湖流域生态健康状况变化。结果显示:1)所构建的指标体系状态层、压力层、响应层权重分别为0.418、0.291、0.291,对太湖流域生态健康产生较大影响的指标主要为大型水生植被覆盖度、湖泊总磷达标率、环保投资占GDP比例、湖泊综合营养状态指数(TSI)、水资源利用开发率及浮游植物多样性指数,其总贡献率为51.74%。2)1999年、2007年太湖流域生态健康评价结果为不健康,2011—2020年处于一般健康至健康状态,其中2015年、2017年生态健康评价指数降低,但总体上2011—2020年流域健康状况呈好转趋势。2011年之后太湖流域健康状况好转主要得益于近十几年中央与地方合力进行流域治理、生态修复和综合管理。2015年、2017年流域生态健康指数波动主要归因于不利的气象因素。3)大型水生植被覆盖度、湖泊总磷达标率、湖泊TSI、浮游植物多样性指数这4项指标的变化与太湖流域生态健康评价指数的变化及健康水平相关性较高,近20年来环保投资占GDP比例的提高、水资源开发利用率的优化在一定程度上减缓了这4项指标下降对太湖流域生态健康带来的不利影响。

关键词：太湖流域 PSR模型层次分析法(AHP) 生态健康指标体系

工业园区挥发性有机物及其致臭物质污染特征和来源解析

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环境科学 2024年第9期45卷 5168-5178页

作者：李陵胡伟吕平江张丹徐芹袁睿江雪李振亮重庆市生态环境科学研究院城市大气环境综合观测与污染防控重庆市重点实验室重庆401336 中国环境科学研究院西南分院重庆401336

为改善工业园区挥发性有机物(VOCs)恶臭污染扰民现象,促进大气VOCs及其致臭物质的协同控制,基于对工业园区居民生活区和5个不同类型产业片区的大气VOCs的外场观测,分析居民生活区和各产业片区大气VOCs及其致臭挥发性有机物(O-VOCs)污染... 详细信息

为改善工业园区挥发性有机物(VOCs)恶臭污染扰民现象,促进大气VOCs及其致臭物质的协同控制,基于对工业园区居民生活区和5个不同类型产业片区的大气VOCs的外场观测,分析居民生活区和各产业片区大气VOCs及其致臭挥发性有机物(O-VOCs)污染特征,评估工业园区O-VOCs气味活性特征,识别关键的致臭物种及其主要来源.结果表明,工业园区居民生活区大气φ(TVOCs)和φ(O-VOCs)的均值分别为102.57×10^(−9)和72.33×10^(−9),产业片区中基础化工和医药制造片区TVOCs和O-VOCs体积分数显著高于其他片区,并且2个产业片区气味活性值的总和(OAVsum)和最大值(OAVmax)相对较高,存在潜在的异味扰民风险.总体上,居民生活区和5个产业片区中异味强度较高的O-VOCs物种类似,丙烯醛、对-二乙基苯、对-二甲苯和1,3-二乙基苯等O-VOCs物种的有效管控对于减轻或消除有机异味污染至关重要.居民生活区O-VOCs的来源解析结果表明,居民生活区O-VOCs的来源主要受到天然气化工和医药制造片区的影响,居民生活区与天然气化工和医药制造片区之间O-VOCs化学成分谱的分歧系数(CDO-VOCs)分别为0.31和0.38.主成分分析(PCA)同样印证了这一结果,居民生活区O-VOCs主要来源于天然气化工和医药制造片区,其次为钢铁制造和汽车制造片区,基础化工片区贡献最低.

关键词：致臭挥发性有机物(O-VOCs) 污染特征气味活性来源解析工业园区

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中国省域差异化碳达峰评价方法与应用

环境科学 2024年第3期45卷 1233-1242页

作者：刘润璞彭栓陈玉烁陈民张楠 Nihed Benani 吕连宏阳平坚中国环境科学研究院北京100012 天津大学环境科学与工程学院天津300350

推动有条件的地区率先行动是“全国一盘棋”实现双碳目标的必然选项.考虑到中国各省的差异性,研究基于碳排放空间分配测算各省达峰压力,进而从达峰压力、减排现状、经济发展、政策支持和资源禀赋这5个维度构建省域碳达峰能力评价体系,... 详细信息

推动有条件的地区率先行动是“全国一盘棋”实现双碳目标的必然选项.考虑到中国各省的差异性,研究基于碳排放空间分配测算各省达峰压力,进而从达峰压力、减排现状、经济发展、政策支持和资源禀赋这5个维度构建省域碳达峰能力评价体系,采用熵值法确定指标权重,对中国除香港、澳门、台湾地区和西藏以外的30个省级行政区进行碳达峰能力综合评价,基于评价结果将各省划分为5个梯队.结果表明:(1)海南和北京等18地的碳排放空间呈现盈余,河北和山东等8地碳排放空间呈现赤字,另有浙江、安徽、河南和湖北这4地分配所得的碳排放空间与各自实际排放量相当;(2)发达地区碳达峰能力普遍高于欠发达地区,其中北京和上海等地碳达峰能力尤为突出,江西和贵州等地碳达峰能力提升空间较大.最后,针对不同达峰梯队的省份,因地制宜地提出差异化达峰目标和行动建议.

关键词：碳达峰差异化达峰压力碳排放空间分配碳达峰能力评价

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废旧三元锂离子电池回收利用碳足迹

环境科学 2024年第6期45卷 3459-3467页

作者：宋晓聪杜帅谢明辉邓陈宁郭静沈鹏赵慈陈忱中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室北京100012 中国环境科学研究院环境技术工程有限公司北京100012

公路运输是我国交通运输领域主要温室气体排放源,新能源汽车行业作为实现交通运输领域“双碳”目标的重要抓手,未来面临大批动力电池报废情况,为量化评估废旧锂电池回收利用行业产生的碳减排效益,从生命周期角度构建废旧三元锂电池回收... 详细信息

公路运输是我国交通运输领域主要温室气体排放源,新能源汽车行业作为实现交通运输领域“双碳”目标的重要抓手,未来面临大批动力电池报废情况,为量化评估废旧锂电池回收利用行业产生的碳减排效益,从生命周期角度构建废旧三元锂电池回收利用碳足迹核算模型,通过优化电力结构和运输结构,对废旧锂电池回收利用的碳减排潜力作预测评估,此外,使用误差传播方程进行不确定性分析保证碳足迹结果的可靠有效.结果表明,当前中国企业使用湿法技术回收1 kg废旧三元锂电池的碳足迹为-2 760.90 g(定向循环工艺)和-3 752.78 g(循环再造工艺),碳足迹的不确定性分别为16%(定向循环工艺)和15%(循环再造工艺).从碳排放贡献率分析,再生产品阶段是废旧三元锂电池湿法回收利用减碳首要贡献来源,电池获取、拆解和末端处置阶段是增碳主要来源.相比于优化运输结构,通过优化电力结构,可有效实现更大的碳减排潜力,协同优化情景下,相比于优化前可实现14%~19%的碳减排,与原生产品相比定向循环工艺和循环再造工艺分别可实现9%和11%的减排潜力.

关键词：废旧锂电池湿法回收碳足迹减排潜力不确定性分析

毒性物质换算对固体废物毒性物质含量鉴别结果影响研究--以铝型材加工行业产生铝灰和除尘灰为例

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环境科学学报 2024年第9期44卷 319-334页

作者：饶思威沈伟航陈灿曹俊吴谢缘张永波广东省环境科学研究院广州510000

毒性物质含量是危险废物鉴别过程中判定鉴别对象是否具有毒性的关键指标之一.针对当前毒性物质含量鉴别过程中毒性物质换算标准不统一、方法选择随意性强,以及不同毒性物质换算方法之间缺乏横向对比研究等问题.本文以《国家危险废物名录... 详细信息

毒性物质含量是危险废物鉴别过程中判定鉴别对象是否具有毒性的关键指标之一.针对当前毒性物质含量鉴别过程中毒性物质换算标准不统一、方法选择随意性强,以及不同毒性物质换算方法之间缺乏横向对比研究等问题.本文以《国家危险废物名录(2021年版)》中确定有反应性的5类铝型材加工行业产生铝灰和确定有毒性的5类除尘灰为研究对象,基于典型样品初筛、特征污染因子定量分析等结果,考察已有不同毒性物质换算方法(方法1~方法3)的差异性和局限性,同时进一步整合研究对象物相特征及元素结合形态分析结果和溶解度等信息形成毒性物质优化换算方法(方法4),并应用于铝型材加工行业产生铝灰和除尘灰的毒性物质换算和毒性物质含量计算.结果表明,铝灰和除尘灰的毒性物质含量与其对应的原辅料种类密切相关,方法1、方法2计算5个铝灰及除尘灰样品中分别有4个样品超标,超标率均为80%,方法3计算5个铝灰及除尘灰样品中分别有3个和4个样品超标,超标率分别为60%和80%.方法4计算5个铝灰样品中仅1个样品的毒性物质含量加和值超标,超标率仅为20%,5个除尘灰样品中有3个样品的毒性物质含量加和值均超标,超标率为60%.实际鉴别工作中,可通过物相特征及元素结合形态分析等手段明确鉴别对象主要组成成分,并结合特征污染因子检测结果和溶解度等,选择合适的毒性物质换算方法科学合理评估铝型材加工行业产生铝灰及除尘灰的毒性物质含量危险特性.

关键词：危废鉴别毒性物质换算成分分析铝型材加工行业铝灰除尘灰