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含铁矿物对场地有机污染物自然衰减影响研究进展

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环境科学研究 2025年

作者：刘瑶杨延梅尤迪尚长健贾永锋重庆交通大学河海学院中国环境科学研究院环境基准标准与风险管控全国重点实验室中国环境科学研究院生态环境部地下水污染模拟与控制重点实验室河北地质大学水资源与环境学院

随着工业化和城市化进程加速，石油化工和其他工业活动导致的有机污染(如多环芳烃、卤代烃等)对生态环境和公众健康构成潜在威胁。因此，高效防控石化污染场地中的有机污染物受到广泛关注。含铁矿物因其在土壤和含水层沉积物中广泛的分... 详细信息

随着工业化和城市化进程加速，石油化工和其他工业活动导致的有机污染(如多环芳烃、卤代烃等)对生态环境和公众健康构成潜在威胁。因此，高效防控石化污染场地中的有机污染物受到广泛关注。含铁矿物因其在土壤和含水层沉积物中广泛的分布、独特的晶体结构和活跃的表面化学性质等特点，是影响有机污染物迁移和转化的重要因素。为全面理解含铁矿物对有机污染物自然衰减的关键作用，本文基于含铁矿物的不同类型及性质，系统地从吸附、化学还原降解、生物降解三个方面介绍了含铁矿物去除有机污染物的研究进展，阐述了其对有机污染物自然衰减过程的影响及其作用机制。铁在环境中的赋存形态主要包括铁氧化物、铁硫化物及含铁黏土矿物。首先，在吸附过程中，拥有高比表面积和表面羟基活性的含铁矿物更易作为有机污染物的吸附剂。其次，在化学还原降解中，实际起还原脱卤作用的是含Fe(Ⅱ)的活性含铁矿物，其中马基诺矿和黄铁矿对污染物降解活性表现最佳。最后，在生物降解过程中，主要以Fe(Ⅲ)矿物作为电子受体参与微生物的代谢过程。其中，以水铁矿为代表的弱结晶性Fe(Ⅲ)矿物释放的Fe(Ⅲ)通常优先被铁还原菌利用从而促进铁异化还原，导电含铁矿物还能促进产甲烷过程中互养群落之间的直接种间电子转移从而提高降解效率。由于场地固有性质及污染物的多样性，未来建议系统研究铁氧化物、铁硫化物和含铁黏土矿物在多污染物共存下的作用机制，明确含铁矿物的赋存形态及性质对有机污染物自然衰减的主要作用过程及其长期有效性，科学支撑场地自然衰减能力评估。

关键词：含铁矿物自然衰减生物降解化学还原降解吸附

中国污水处理行业温室气体减排关键问题及对策

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环境科学 2025年第1期46卷 129-139页

作者：彭栓刘永毛国柱邓乂寰张功良阳平坚中国环境科学研究院环境管理研究中心北京100012 天津大学环境科学与工程学院天津300354 北京大学环境科学与工程学院北京100871 中国通用咨询投资有限公司北京100073 北京首创生态环保集团股份有限公司北京100044

污水处理行业是高耗能行业,也是CH_4和N_(2)O等高增温潜势温室气体的主要来源之一,该行业的温室气体减排是实现全球气候目标的重要一环. 2019年,中国城镇污水处理厂共4 359座,污水处理总量达632.64亿m~3,规模居世界第一. 2009~2019年,... 详细信息

污水处理行业是高耗能行业,也是CH_4和N_(2)O等高增温潜势温室气体的主要来源之一,该行业的温室气体减排是实现全球气候目标的重要一环. 2019年,中国城镇污水处理厂共4 359座,污水处理总量达632.64亿m~3,规模居世界第一. 2009~2019年,全国污水处理能耗、温室气体排放量及吨水处理温室气体排放强度分别增长161.78%、193.55%和41.54%.面对协同推进降碳、减污、扩绿和增长的新形势新任务新要求,水污染物削减也需要与温室气体减排协同推进.为此,系统梳理了中国污水处理行业能源消耗和温室气体排放的来源和变化趋势,分析了行业温室气体减排面临形势和挑战.结果表明,当前中国污水处理行业面临碳排放和能源资源回收标准缺位、能源自给技术储备不足、污水处理减污降碳协同不足和基础设施及运维管理不完善等问题.基于此,未来需加快污水处理行业温室气体减排总体布局,加强减排技术和能源资源回收技术研发、验证、示范和集成应用,创新污水处理行业精细化管理,探索将自然处理系统作为技术补充,最终期望推动污水处理行业重塑.

关键词：污水处理减污降碳问题识别能源回收资源化行业重塑

基于“面积-服务-格局”的优先保护空间划分:以张家口-承德地区为例

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环境科学研究 2025年第1期38卷 201-208页

作者：高吉喜刘军会刘劲松陈艳梅马苏王丽霞生态环境部卫星环境应用中心北京100094 中国环境科学研究院北京100012 河北师范大学河北石家庄050024

生态空间的分区比例设定是影响地方政府能否以最小的财政投入来最大化保护重要生态空间的直接因素,恰如其分地划定优先保护空间颇具挑战性。本研究以生态系统面积-服务效益最大化为目标,遵循“空间效率优先、兼顾空间连续性”的分区原则... 详细信息

生态空间的分区比例设定是影响地方政府能否以最小的财政投入来最大化保护重要生态空间的直接因素,恰如其分地划定优先保护空间颇具挑战性。本研究以生态系统面积-服务效益最大化为目标,遵循“空间效率优先、兼顾空间连续性”的分区原则,创建单位面积水源涵养服务贡献率(per-unit-area contribution rate of water conservation services,PCRWCS)用以判定分区阈值,提出基于“面积-服务-格局”的优先保护空间划定方法,并以张家口-承德地区(简称“张承地区”)为例开展了实例应用分析。结果表明:①PCRWCS用以识别优先保护空间的划分阈值,可以定量识别出水源涵养量相对较大的栅格,避免了传统统计分区方法中分级数量、断点识别凭主观判断的弊端以及对生态过程及相互作用机制考虑不足的问题。②PCRWCS≥1的栅格经临近斑块聚合、破碎细小斑块剔除以及边界优化后,在空间上呈集中连片分布状态,范围覆盖了京津城市群主要水源地(密云水库、潘家口水库)的上游汇水区域,其中森林生态系统面积占比最高。③划定的张承地区优先保护空间,以49.0%的面积提供了66.3%的水源涵养量,实现了“以小面积提供大服务”的效果,生态系统完整性得到增强。研究显示,利用“面积-服务-格局”方法划定的优先保护空间,既保护了水源涵养服务较高、空间连续性较强的森林、草地、湿地生态系统,又预留了城镇空间,在实践中解决了优先保护空间“划多大”的问题,为权衡国土开发与生态保护的空间竞争关系提供了新途径。

关键词：面积-服务-格局单位面积水源涵养服务贡献率(PCRWCS) 生态阈值优先保护空间张家口-承德地区

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湟水河流域大型底栖动物功能摄食类群时空分布特征及生态系统属性评价

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生态毒理学报 2025年

作者：卓丰金杨中文高鑫杨辰朱培训陈立斌高欣长江大学资源与环境学院中国环境科学研究院大连海洋大学水产与生命学院

为揭示湟水河大型底栖动物功能摄食类群时空分布特征以及同环境因子的响应关系，并开展生态系统状况评价，分别于2020年秋季和2021年春季对湟水河流域开展了水生态调查研究。结果表明，湟水河大型底栖动物物种丰富度及优势物种组成均存... 详细信息

为揭示湟水河大型底栖动物功能摄食类群时空分布特征以及同环境因子的响应关系，并开展生态系统状况评价，分别于2020年秋季和2021年春季对湟水河流域开展了水生态调查研究。结果表明，湟水河大型底栖动物物种丰富度及优势物种组成均存在较大的季节性差异。秋季物种丰富度（109种）高于春季（81种），秋季优势种为四节蜉属1种（Y=0.31）、纹石蛾属1种（Y=0.08）、瑞士水丝蚓（Y=0.06）、朝大蚊属1种（Y=0.04）；春季优势种为超宽直突摇蚊（Y=0.02）、直突摇蚊属1种（Y=0.03）、冷水直突摇蚊（Y=0.02）和水丝蚓属1种（Y=0.04）。功能摄食类群以收集者占绝对优势（秋季65.91%，春季71.82%），其次为滤食者、撕食者、捕食者、刮食者。物种多样性指数具有显著的时空差异性，空间上均表现为上游显著高于中下游，而时间上物种丰富度指数（Margalef）也表现出秋季显著高于春季的差异性；功能丰富度指数(FRic)和功能分异度指数(FDiv)也有显著的时空差异性，空间上表现为上游显著高于中下游，时间上表现为FRic指数秋季显著高于春季，而FDiv指数秋季却显著低于春季。生态系统属性评价表明湟水河生态系统的物质循环能力、物质纵向输送能力和生境稳定性在秋季和上游河段较强。冗余分析表明，秋季影响大型底栖动物群落的环境因子以水深、底质含沙量和亚硝态氮含量等为主；春季则以底质卵石比例、K+和Cl-等溶解性盐离子含量为主。

关键词：湟水河大型底栖动物功能摄食类群环境影响因子识别生态系统属性评价

PM2.5/O3暴露损伤细胞及线粒体的分子调控机制差异

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生态毒理学报 2025年

作者：吴婷婷魏永杰李志刚中国环境科学研究院环境基准标准与风险管控全国重点实验室同济大学环境科学与工程学院

流行性病学研究表明，PM2.5和O3均与一些不良健康结局相关，如心肺、神经系统等相关疾病。在健康结局层面，PM2.5和O3的暴露效果具有一定的相似性。然而，PM2.5/O3的理化性质具有显著差异：PM2.5是分散在大气中呈固态或液态的颗粒物；... 详细信息

流行性病学研究表明，PM2.5和O3均与一些不良健康结局相关，如心肺、神经系统等相关疾病。在健康结局层面，PM2.5和O3的暴露效果具有一定的相似性。然而，PM2.5/O3的理化性质具有显著差异：PM2.5是分散在大气中呈固态或液态的颗粒物；而O3是具有强氧化性质的气体。生物体对不同性质的干扰有不同的防御及反应机制，故推测二者导致疾病发生的过程及分子调控机制可能存在差异。体外实验综述表明，氧化应激是PM2.5及O3造成损伤的重要机制。在细胞层面，PM2.5主要通过诱导细胞内自噬相关的炎症反应发挥作用；而O3通过攻击细胞膜上不饱和结构导致膜损伤。线粒体产能过程伴随着活性氧（ROS）的产生。当外界环境变化，细胞内的ROS平衡被打破，进而导致线粒体损伤。线粒体在细胞发育、代谢、信号传导及细胞命运调控等方面起着关键作用。近年来在线粒体层面的研究表明，PM2.5暴露可引起细胞内离子变化，诱导与线粒体相关的生理变化；而O?作为氧化分子直接损伤线粒体。本文综述了PM2.5/O?暴露导致的线粒体结构、功能、线粒体DNA（mtDNA）及相关信号通路的损伤机制，进一步探讨了二者在健康结局和疾病发生中的异同。通过阐明PM2.5/O?对线粒体及细胞损伤的机制，本文为大气污染相关疾病的预防和诊断提供了新的思路和研究方向。

关键词： PM O 线粒体 ROS mtDNA 疾病

基于路基表面振动波的高速铁路路基压实质量控制方法研究

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铁道学报 2025年第1期47卷 138-145页

作者：苏珂蔡德钩闫宏业安再展尧俊凯毕宗琦中国铁道科学研究院研究生部北京100081 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所北京100081

高速铁路路基是高速列车安全平顺运行的重要基础,路基压实质量控制方法是极其重要。基于经验模态分解(EMD)及快速傅里叶变换(FFT),提出一种基于路基表面振动波波速的路基压实质量检测方法,采用数值模拟和足尺模型试验对其可行性和有效... 详细信息

高速铁路路基是高速列车安全平顺运行的重要基础,路基压实质量控制方法是极其重要。基于经验模态分解(EMD)及快速傅里叶变换(FFT),提出一种基于路基表面振动波波速的路基压实质量检测方法,采用数值模拟和足尺模型试验对其可行性和有效性进行研究。研究结果表明:路基表面振动波波速测算方法具有较强的可行性,且测点间距对振动波波速的测算结果产生的误差小于0.3%;根据单一震荡模式信号与原始信号在时域及频域范围内曲线形态、频率带宽与曲线幅值的一致性,定义一种路基碾压过程中的特征震荡信号;提出基于特征震荡信号的路基压实质量控制方法,验证路基表面振动波波速与填料压实度的极强相关关系,且相关性系数大于0.8。研究成果可为高速铁路路基压实质量检测提供新方法,为高速铁路路基智能填筑及路基压实质量连续检测技术提供支撑。

关键词：高速铁路压实质量足尺模型路基表面振动波波速相关性

长江江苏段地表水中典型抗生素赋存特征及来源分析

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安全与环境工程 2025年第1期32卷 263-272页

作者：张璐刘伟刘树洋周亮岳强黄纯凯江苏省环境科学研究院江苏南京210036

采用超高效液相色谱三重四级杆质谱法,对南京、泰州、苏州3个城市长江流域干流及入江支流断面和水源地水环境中7大类30种抗生素的赋存特征和来源进行了研究,并对流域内的医院、制药企业和城镇污水处理厂的废水展开调研。结果表明:各抗... 详细信息

采用超高效液相色谱三重四级杆质谱法,对南京、泰州、苏州3个城市长江流域干流及入江支流断面和水源地水环境中7大类30种抗生素的赋存特征和来源进行了研究,并对流域内的医院、制药企业和城镇污水处理厂的废水展开调研。结果表明:各抗生素的检测浓度在ND(未检出)~7.79 ng/L之间,检出浓度最高的3类抗生素分别是氯霉素类、林可霉素类和磺胺类,其浓度依次为59.48、55.14和30.87 ng/L,分别占抗生素浓度总和的37.5%、34.8%和19.5%;四环素类抗生素未被检出;在水处理设施的出水中检出大量喹诺酮类和大环内酯类抗生素,表明现有传统污水处理工艺对该类抗生素的去除能力有限。因此,未来应进一步关注高级氧化、生物强化及新型组合工艺技术的研发和应用。

关键词：抗生素长江江苏段赋存特征污染源处理技术

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穆棱河上游溶解性有机质的光谱特征及对水质的影响

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环境科学与技术 2025年第02期 119-127页

作者：熊鑫佩孟凡生王璐张铃松秦亚强梁朱明董鑫淼中国环境科学研究院环境污染控制工程技术研究中心吉林省生态环境监测中心

为探究黑龙江省穆棱河上游溶解性有机质（DOM）分布特征和对水质的影响，该文通过野外调查和实验室分析，利用荧光参数和平行因子分析（PARAFAC-EEM）解析DOM的组成和来源，利用主成分分析和线性回归分析说明DOM对水质的影响。研究表明... 详细信息

为探究黑龙江省穆棱河上游溶解性有机质（DOM）分布特征和对水质的影响，该文通过野外调查和实验室分析，利用荧光参数和平行因子分析（PARAFAC-EEM）解析DOM的组成和来源，利用主成分分析和线性回归分析说明DOM对水质的影响。研究表明：穆棱河上游化学需氧量（COD）、高锰酸盐指数、五日生化需氧量（BOD5）、溶解性有机碳（DOC）浓度平均为（36.00±14.00）、（14.58±5.68）、（2.45±0.75）、（45.32±36.67） mg/L，总体上，9月丰水期和11月平水期的污染物浓度较1月冰封期和6月平水期高。比吸收系数(SUVA254)、腐质化指数（HIX）、荧光指数（FI）、生物指数（BIX）表明，穆棱河上游水体DOM来源为陆源与自生源相结合，且自生源组分较少，腐质化程度和芳香碳含量较高。相较于冰封期，丰水期和秋季平水期在光化学和微生物共同作用下，自生源组分升高。PARAFAC-EEM共提取出3个组分，陆源类腐殖质占比均高于80%，且冰封期占比更高。11个荧光参数的主成分分析共提取出3个主成分，主成分与水质指标间回归方程的建立表明，穆棱河上游水体DOM对水质指标COD、高锰酸盐指数有较为显著的影响。

关键词： DOM 荧光特征平行因子分析主成分分析水质指标穆棱河

基于昆-蒙框架的PSR生物多样性评估方法构建

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生态学报 2025年第4期45卷 1854-1864页

作者：祝晨佳高吉喜万华伟郭雨桐朱萨宁杨雪尤春赫中国环境科学研究院北京100012 生态环境部卫星环境应用中心北京100094 北京林业大学草业与草原学院北京100083

开展《昆明-蒙特利尔全球生物多样性框架》(以下简称“《昆-蒙框架》”)评估对于解决全球生物多样性丧失问题、合理调整生物多样性保护管理政策以及进一步提升全球生物多样性保护管理水平都具有重要意义,但还未有统一的《昆-蒙框架》生... 详细信息

开展《昆明-蒙特利尔全球生物多样性框架》(以下简称“《昆-蒙框架》”)评估对于解决全球生物多样性丧失问题、合理调整生物多样性保护管理政策以及进一步提升全球生物多样性保护管理水平都具有重要意义,但还未有统一的《昆-蒙框架》生物多样性评估指标体系用于常规和周期性的生物多样性状态监测及其变化评估。研究围绕2022年《生物多样性公约》第十五次缔约方大会(COP-15)提出的《昆-蒙框架》,借鉴国内外已有的生物多样性评估指标体系,充分考虑生物多样性变化、现状和保护要素的关系,采用压力-状态-响应(Pressure-State-Response,PSR)概念框架,构建了《昆-蒙框架》生物多样性评估指标体系,包括3个一级指标、13个主题指标和16个评估指标。基于综合评分法构建了评估指标体系的定量计算公式。同时分析了拟定评估指标体系与《昆-蒙框架》行动目标的相关性和指标数据的可获得性,结果表明,拟定评估指标体系能够很好地对《昆-蒙框架》生物多样性进行监测评估,也发现现有数据难以对行动目标20、21、22和23进行量化评估。讨论了当下《昆-蒙框架》生物多样性评估指标体系研究中存在的不足和展望,以期促进《昆-蒙框架》愿景早日实现。

关键词：生物多样性《昆明-蒙特利尔全球生物多样性框架》评估压力-状态-响应(PSR)

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