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双氰胺改性芦苇生物炭对水中硝态氮吸附特性研究

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中国环境科学 2025年

作者：水金保夏苑齐娅荣肖廷琦钟艳霞宁夏大学生态环境学院清华大学环境学院宁夏大学土木与水利工程学院

我国氮肥利用率较低且氮流失严重，易引发水体富营养化及地下水污染，而添加生物炭可有效缓解此现状。基于此，本文以盐酸、双氰胺、氯化镁为活化剂，对芦苇生物炭进行改性处理，研究不同pH、添加量、初始溶液浓度对4种生物炭吸附硝态... 详细信息

我国氮肥利用率较低且氮流失严重，易引发水体富营养化及地下水污染，而添加生物炭可有效缓解此现状。基于此，本文以盐酸、双氰胺、氯化镁为活化剂，对芦苇生物炭进行改性处理，研究不同pH、添加量、初始溶液浓度对4种生物炭吸附硝态氮的影响，并分析生物炭吸附硝态氮的吸附动力学、热力学特性，以期实现干旱半干旱地区芦苇秸秆的资源化利用、提高氮肥利用率，为其提供理论依据和技术支撑。结果表明，将芦苇秸秆在500℃、2h预碳化，与改性材料在700℃、2h的条件下活化，获得的DBC的吸附性能最佳，去除率达75.5%。与未经活化的BC相比，改性生物炭表面凹陷，孔隙密集，官能团增加，比表面积增加7-10倍。硝酸钾浓度为500mg/L时，BC(芦苇生物炭)、DBC(双氰胺改性生物炭)、MBC（氯化镁改性生物炭）的最适添加量为1g，HBC(盐酸改性生物炭)为0.8g；微碱环境下DBC对硝态氮的吸附效果良好，并在pH值为9时吸附量最大。4种生物炭对硝态氮的吸附更符合准二级动力学模型，等温吸附曲线更适用于Langmuir方程拟合，说明其以单分子吸附为主。DBC对硝态氮的吸附性能优良，可为去除水体环境中的硝酸盐污染提供新途径。综上所述，双氰胺改性芦苇秸秆生物炭是有效和可行的，可用于废水中硝态氮的去除且双氰胺改性生物炭在废水处理和土壤氮回收方面具有潜在的应用价值。

关键词：芦苇秸秆双氰胺改性生物炭硝态氮吸附特性

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基于软件锁相的准三维荧光光谱并行采集方法

光学学报 2025年

作者：李千吴俊瑀黄欢欢薛庆生曹佃生王福鹏栾晓宁中国海洋大学信息科学与工程学部物理与光电工程学院山东省鲁南地质工程勘察院(山东省地质矿产开发局第二地质大队)

本文提出了一种基于软件锁相技术的准三维荧光光谱并行采集方法，以满足现场快速检测对三维荧光光谱技术高效性与实时性的需求。通过异频调制离散多波长激发光源，结合高分辨率宽波段光谱信号采集与软件锁相放大技术，在复杂环境光干扰... 详细信息

本文提出了一种基于软件锁相技术的准三维荧光光谱并行采集方法，以满足现场快速检测对三维荧光光谱技术高效性与实时性的需求。通过异频调制离散多波长激发光源，结合高分辨率宽波段光谱信号采集与软件锁相放大技术，在复杂环境光干扰下实现了多波长诱导荧光信号的同步检测与分离，大幅提升了现场原位环境下遂行准三维荧光光谱检测的探测效率、数据精度和环境适应性。以实验室培养的浮游藻类样品为实验对象，在复杂环境光干扰下开展了一系列验证试验，结果表明：该方法能够在远距离条件下快速、准确地获取多个离散波长激发下不同藻种的高分辨率荧光光谱。在10米测量距离下，信噪比从-9.7dB提高至15.56 dB；在5米测量距离下，信噪比进一步提升至25.38 dB。可结合叶绿素a等荧光特征实现优势藻种、种群构成和生理状态等信息的提取和反演。相比传统硬件锁相技术，在针对大通量多参数微弱信号快速检测方面体现出显著的优势，具备高度灵活性和扩展性。在理想的分类算法的辅助下，该方法有望在现场原位条件下开展浮游藻类研究、赤潮绿潮监测等方面发挥重要作用。

关键词：准三维荧光光谱锁相放大技术浮游藻类快速检测数据采集效率

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西藏班戈地热显示区地热水化学特征及成因

地质通报 2025年

作者：男达瓦赵海华邢一飞韩思航郑亚东李皓婷刘昭格桑尼玛成佳旋西藏自治区地质矿产勘查开发局地热地质大队自然资源部深地科学与探测技术实验室中国地质科学院河北地质大学水资源与环境学院河北地质大学城市地质与工程学院河北地质大学能源研究所安徽省地勘局第二水文工程地质勘查院中煤水文局集团有限公司

西藏班戈地区拥有丰富的温泉地热资源，选取班戈县内11个出露较好的温泉，采集分析水化学及同位素数据，运用地球化学方法定量分析地热系统的水化学特征、热储温度、补给情况以及热水年龄。研究区地热水化学类型主要为HCO3-Na水，水岩... 详细信息

西藏班戈地区拥有丰富的温泉地热资源，选取班戈县内11个出露较好的温泉，采集分析水化学及同位素数据，运用地球化学方法定量分析地热系统的水化学特征、热储温度、补给情况以及热水年龄。研究区地热水化学类型主要为HCO3-Na水，水岩相互作用为区内地热水的主要盐分来源。微量元素F、Li富集且与Cl存在较强的正相关性，显示热水存在深部流体的混入的可能性较大；研究区冷水混入后储层温度为32～161 ℃。储层原始热储温度为85～260℃，冷水混入比例54%～95%；氢氧同位素数据显示热水的主要补给来自大气降水，存在较轻微的“氧漂移”现象，补给区高程5954～6707m；氚含量普遍科学依据。

关键词：西藏班戈地热显示区地热水化学特征地热成因

人工智能在环境工程中的应用：热点演化与未来趋势

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环境工程学报 2025年 3049-3058页

作者：杨静张萌朱亮张伟军徐明王东升俞汉青汪华林吴明红任洪强国家自然科学基金委员会工程与材料科学部浙江大学环境与资源学院中国科学院生态环境研究中心工业废水无害化与资源化国家工程研究中心清华大学环境学院中国科学技术大学环境科学与工程系华东理工大学资源与环境工程学院福州大学环境与安全工程学院南京大学环境学院污染控制与资源化研究国家重点实验室

环境工程学科面临新的挑战和机遇，需要转变科学研究范式，突破传统末端治理为主要目标的学科局限，在应对全球生态环境问题中发挥更重要的功能。人工智能是当今颠覆性的技术之一，是环境工程领域创新发展的关键方向。本研究采用文献计... 详细信息

环境工程学科面临新的挑战和机遇，需要转变科学研究范式，突破传统末端治理为主要目标的学科局限，在应对全球生态环境问题中发挥更重要的功能。人工智能是当今颠覆性的技术之一，是环境工程领域创新发展的关键方向。本研究采用文献计量学方法梳理了1990—2023年环境工程领域与人工智能相关的24 000余篇论文，分析了全球范围内该领域的主要研究机构，解析了人工智能在环境工程领域的研究方向现状，探讨了研究热点的演化及未来发展趋势，并提出了潜在的挑战。本研究可为人工智能在环境工程领域的研究与发展提供建议和思路，助力我国环境工程学科的跨越式发展。

关键词：环境工程人工智能研究方向热点趋势研究挑战

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夹层空间分布对多孔介质力学行为影响研究

计算力学学报 2025年

作者：刘明鑫杨永飞孙海张磊钟俊杰张凯姚军中国石油大学(华东)石油工程学院

在多孔介质形成过程中，颗粒的沉积和破碎等因素会导致不同结构的夹层，这些夹层显著影响多孔介质的力学行为。通过采用离散元方法，系统研究了夹层倾角和厚度对多孔介质力学行为的影响。结果表明，含夹层多孔介质的应力强度介于两种均... 详细信息

在多孔介质形成过程中，颗粒的沉积和破碎等因素会导致不同结构的夹层，这些夹层显著影响多孔介质的力学行为。通过采用离散元方法，系统研究了夹层倾角和厚度对多孔介质力学行为的影响。结果表明，含夹层多孔介质的应力强度介于两种均质多孔介质之间，并随夹层倾角和厚度的变化而变化。粒间平均配位数在加载初期受夹层厚度影响显著，加载后期趋于稳定。配位数的变化影响了强弱力链的分布，夹层的倾角和厚度则决定了力链的应力传递大小和方向。此外，接触单元法向力和法向接触力随夹层倾角的增加而发生偏转，表现出显著的各向异性。本研究加深了对地层中含夹层多孔介质复杂力学行为的理解，为地质工程的优化和实际应用提供了有价值的参考。

关键词：夹层倾角和厚度 DEM 力学行为接触模式

帷幕墙影响下侏罗系砾岩含水层地下水化学时空演化规律

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煤田地质与勘探 2025年

作者：陈陆望武明辉侯晓伟胡永胜张苗蔡欣悦殷晓曦施小平合肥工业大学资源与环境工程学院

【目的】帷幕墙是煤矿水害防治的主要工程之一，不仅改变地下水动力场，帷幕墙溶蚀也会影响地下水化学场，导致水化学组分发生变化。【方法】以淮北煤田朱仙庄煤矿侏罗系砾岩含水层为研究对象，基于常规水化学组分统计、Piper三线图、... 详细信息

【目的】帷幕墙是煤矿水害防治的主要工程之一，不仅改变地下水动力场，帷幕墙溶蚀也会影响地下水化学场，导致水化学组分发生变化。【方法】以淮北煤田朱仙庄煤矿侏罗系砾岩含水层为研究对象，基于常规水化学组分统计、Piper三线图、离子组合比例及主成分分析，探讨帷幕墙对该含水层水化学作用的影响，阐明帷幕墙影响下水化学作用时空演化规律。【结果和讨论】结果表明：（1）帷幕墙内外水化学特征差异显著，与帷幕墙外相比，帷幕墙内地下水中Ca2+和Mg2+含量增加；（2）修建帷幕墙后，水化学作用主要为基于方解石（CaCO3）与白云石(CaMg（CO3）2)溶滤溶解的帷幕墙溶蚀作用，并伴随不同程度的黄铁矿氧化、阳离子交替吸附以及脱硫酸作用；（3）受采动影响，帷幕墙内地下水受帷幕墙溶蚀作用影响明显增强，且与东线帷幕墙相比，北线帷幕墙溶蚀作用相对较弱。研究成果可为帷幕墙监测防护和地下水环境保护提供理论支持。

关键词：侏罗系砾岩含水层帷幕墙溶蚀水化学演化朱仙庄煤矿

给水管网颗粒物对消毒副产物的芬顿催化去除机制

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环境工程学报 2025年

作者：李鹏鲁庄媛张克峰石宝友中国科学院生态环境研究中心中国科学院饮用水科学与技术重点实验室中国科学院大学山东建筑大学市政与环境工程学院

给水管网中以铁颗粒物为代表的颗粒物通常被视为致浊致色的污染物，本研究以铁颗粒物作为催化剂“以废治废”进行“黄水”处理净化，探究其对水中消毒副产物的降解净化效能。结果表明，管网颗粒物非均相催化对三卤甲烷和卤乙腈去除率分... 详细信息

给水管网中以铁颗粒物为代表的颗粒物通常被视为致浊致色的污染物，本研究以铁颗粒物作为催化剂“以废治废”进行“黄水”处理净化，探究其对水中消毒副产物的降解净化效能。结果表明，管网颗粒物非均相催化对三卤甲烷和卤乙腈去除率分别为51.8%和47.6%，对卤乙酸去除效果不明显。基于上述三种消毒副产物的细胞毒性降低了81.07%、遗传毒性降低了30.46%。管垢占比最多的两种晶体分别是磁赤铁矿和针铁矿，分别为25%和23%，是发挥催化作用的关键组分。管垢颗粒物的破碎会向水中释放腐殖酸有机物，阻碍颗粒物团聚，有助于提升催化活性位点。由此可见，管网颗粒物芬顿能够有效降解DBPs、降低毒性风险，为给水管网“黄水”颗粒物芬顿反应削弱水质毒性风险提供了新思路。

关键词：给水管网管垢黄水消毒副产物

ScCO2作用下高阶构造煤吸附热变化特征及机制

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中国石油大学学报(自然科学版) 2025年

作者：张小东王康卢铁王芳芳张硕河南理工大学能源科学与工程学院河北省煤田地质局环境地质调查院中国矿业大学资源与地球科学学院

CO2注入深部煤层强化煤层气开采（CO2-ECBM）具有减少温室气体排放、提高深部煤层气开采效率的意义。为了揭示深部煤层实施CO2-ECBM中超临界二氧化碳（ScCO2）对不同破坏程度煤的吸附性的影响规律,对变质程度较高的贫煤和无烟煤开展ScCO... 详细信息

CO2注入深部煤层强化煤层气开采（CO2-ECBM）具有减少温室气体排放、提高深部煤层气开采效率的意义。为了揭示深部煤层实施CO2-ECBM中超临界二氧化碳（ScCO2）对不同破坏程度煤的吸附性的影响规律,对变质程度较高的贫煤和无烟煤开展ScCO2改造试验,基于煤的矿物组成、孔隙性的差异和吸附热变化测试结果,探讨Sc CO2对高阶构造煤吸附热的影响机制。结果表明:ScCO2对碳酸盐类矿物改造效果最好,其次是黏土矿物,而对石英影响最小; ScCO2对贫煤的改造效果强于无烟煤,贫煤构造煤的积分吸附热大于原生结构煤,且ScCO2改造后构造煤的积分吸附热增加幅度更明显;ScCO2改造后,温度增加,强化了温度对煤样积分吸附热的影响,压力增加,无烟煤积分吸附热的降低幅度变大,而贫煤积分吸附热的增幅先变大后减小。

关键词： CO 地质封存 ScCO 高阶构造煤吸附热

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工业园区地下水重金属污染特征及来源解析

环境科学研究 2025年

作者：朱素芳张秋华许冠英任衍燕苏耀明潘泽文曹英杰广东省佛山生态环境监测站生态环境部华南环境科学研究所(生态环境部生态环境应急研究所) 中山大学环境科学与工程学院中山大学广东省环境污染控制与修复技术重点实验室

珠三角地区是我国经济最活跃的地区之一，企业数量众多、工业园区分布范围广。早期企业排污的不规范导致园区普遍存在地下水重金属污染问题，成为当前珠三角地下水管控的重点关注领域，亟需开展相关污染源解析工作，为地下水管控提供科... 详细信息

珠三角地区是我国经济最活跃的地区之一，企业数量众多、工业园区分布范围广。早期企业排污的不规范导致园区普遍存在地下水重金属污染问题，成为当前珠三角地下水管控的重点关注领域，亟需开展相关污染源解析工作，为地下水管控提供科学依据。据此，以全国重要的制造业重镇佛山市的某工业园区为研究对象，运用氢氧稳定同位素及氡放射性同位素示踪技术，结合化学计量分析、多元统计分析和受体模型法，对该工业园区地下水的水力联系、水化学和重金属污染成因及其来源解析展开研究。结果表明：①园区地下水主要来自于大气降水入渗补给；园区含水层存在空间非均质性，中部偏东地下水“分水岭”导致东西两侧地下水水力联系较弱。②园区地下水背景水化学类型为HCO3-Ca型，西侧污染点位水化学类型变为Na-Cl型，东侧污染点位则为SO4-Na型。随水化学类型不同，重金属特征污染物也存在差异，西侧点位主要表现为Al、Ni和Cu污染，东侧点位表现为Fe、Mn、Ni、Cd、Pb和Al污染。③主成分分析和化学质量平衡模型来源解析表明，园区大部分非污染点位重金属来自于地质背景，园区东西两侧地下水水力联系较弱，揭示两侧重金属污染分别来自不同来源。研究显示，受水文地质条件和污染源空间分布影响，珠三角工业园区重金属污染具有极强的空间异质性，水化学、同位素和受体模型等多手段综合为地下水溯源工作提供了新方法和新思路。

关键词：工业园区地下水重金属污染特征来源解析