检索结果-南通市图书馆

珠三角典型区域农田小区尺度氮、磷、镉、砷输移特征与控制对策

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环境工程技术学报 2023年第3期13卷 1179-1186页

作者：薛雪毛宇鹏张洪中国科学院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室中国科学院大学生态环境部华南环境科学研究所

区域氮、磷、镉、砷输移变化是影响农业生产、导致农田面源污染的主要因素。基于土壤表观平衡模型,以珠三角流域佛山市农业科学研究所试验农田为典型研究区域,构建农田小区尺度土壤表观氮、磷、镉、砷平衡模型,对4种元素在土壤中输移结... 详细信息

区域氮、磷、镉、砷输移变化是影响农业生产、导致农田面源污染的主要因素。基于土壤表观平衡模型,以珠三角流域佛山市农业科学研究所试验农田为典型研究区域,构建农田小区尺度土壤表观氮、磷、镉、砷平衡模型,对4种元素在土壤中输移结构和平衡进行分析。结果表明:研究区域4种元素的主要输入途径是施肥,而输出的主要形式各有不同。其中,氮、磷主要输出形式是作物富集输出,输出占比分别为57.5%和39.0%;镉、砷主要输出形式分别是地表径流和作物富集输出,输出占比分别为66.7%和10.7%。研究区域4种元素均出现了不同程度土壤富集现象,农田小区尺度氮、磷平衡处于盈余状态,而镉、砷平衡处于亏损状态,4种元素的平衡强度分别为37.40、8.88、-1.35和-20.50 kg/(hm^(2)·a),仅氮、磷未超过当地土壤环境安全阈值。分析试验农田中5类蔬菜各部位镉、砷富集情况发现,砷的富集系数均达到70.0%以上,而镉的富集只在辣椒叶中较为突出,富集系数达到57.5%。研究显示,应重视肥料输入的有效利用,加强农田灌溉水、农作物和地表径流中重金属的监测,以保障区域粮食安全和水环境安全。

关键词：土壤表观平衡农田小区尺度氮磷镉砷流域元素输移变化

TiO_(2)纳米管阳极光电催化氧化次磷酸盐同时阴极回收金属铜

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环境工程学报 2022年第4期16卷 1145-1153页

作者：张娟娟刘蕴晗乔梦赵旭中国科学院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室北京100085

采用电化学阳极氧化法制备了高度有序阵列的二氧化钛(TiO_(2))纳米管电极,采用此电极作为光阳极在模拟太阳光(AM 1.5)照射下进行了光电催化氧化次磷酸盐且同时回收金属铜(Cu)的研究,比较了光电催化、电催化和光催化体系对次磷氧化和Cu... 详细信息

采用电化学阳极氧化法制备了高度有序阵列的二氧化钛(TiO_(2))纳米管电极,采用此电极作为光阳极在模拟太阳光(AM 1.5)照射下进行了光电催化氧化次磷酸盐且同时回收金属铜(Cu)的研究,比较了光电催化、电催化和光催化体系对次磷氧化和Cu回收效率的差异,详细探究了电压、初始pH、电解质种类对光电催化体系下次磷氧化和Cu回收效率的影响。结果表明,当电压为2.0 V,初始pH为4.9,电解质为10 mmol·L^(-1) NaCl,在180 min内,1 mmol·L^(-1)次磷全部被氧化为正磷,同时0.5 mmol·L^(-1)的Cu 100%以金属形式在阴极沉积回收。在该光电催化体系中,在一定范围内,外加偏压的增加、溶液初始pH的升高和NaCl浓度的提高有利于次磷氧化和Cu回收。自由基淬灭实验和电子自旋共振实验结果证明,该体系中羟基自由基为氧化次磷的主要活性物种。以上研究结果可为含次磷和重金属铜废水的资源化处理提供参考。

关键词： TiO_(2)纳米管电极光电催化次磷氧化铜回收羟基自由基

TiO;纳米管阳极光电催化氧化次磷酸盐同时阴极回收金属铜

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环境工程学报 2022年

作者：张娟娟刘蕴晗乔梦赵旭中国科学院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室

采用电化学阳极氧化法制备了高度有序阵列的二氧化钛(TiO;)纳米管电极，采用此电极作为光阳极在模拟太阳光（AM 1.5）照射下进行了光电催化氧化次磷酸盐且同时回收金属铜（Cu）的研究，比较了光电催化、电催化和光催化体系对次磷氧化和C...

采用电化学阳极氧化法制备了高度有序阵列的二氧化钛(TiO;)纳米管电极，采用此电极作为光阳极在模拟太阳光（AM 1.5）照射下进行了光电催化氧化次磷酸盐且同时回收金属铜（Cu）的研究，比较了光电催化、电催化和光催化体系对次磷氧化和Cu回收效率的差异，详细探究了电压、初始pH、电解质种类对光电催化体系下次磷氧化和Cu回收效率的影响。结果表明，当电压为2.0 V，初始pH为4.9，电解质为10 mmol·L;NaCl，在180 min内，1 mmol·L;次磷全部被氧化为正磷，同时0.5 mmol·L;的Cu 100%以金属形式在阴极沉积回收。在该光电催化体系中，在一定范围内，外加偏压的增加、溶液初始pH的升高和NaCl浓度的提高有利于次磷氧化和Cu回收。自由基淬灭实验和电子自旋共振实验结果证明，该体系中羟基自由基为氧化次磷的主要活性物种。以上研究结果可为含次磷和重金属铜废水的资源化处理提供参考。

关键词：

低温期浅水湖泊氮的分布及无机氮扩散通量:以白洋淀为例

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环境科学 2021年第6期42卷 2839-2847页

作者：文艳单保庆张文强中国科学院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室北京100085 中国科学院大学北京100049

本文以我国华北地区最大的浅水湖泊白洋淀为研究对象,探究其低温期沉积物-水界面无机氮的分布特征,分析沉积物孔隙水中无机氮扩散通量对上覆水水质的影响.结果表明,低温期白洋淀表层水总氮(TN)平均浓度范围为4.83~8.23mg·L^(-1),氨氮(N... 详细信息

本文以我国华北地区最大的浅水湖泊白洋淀为研究对象,探究其低温期沉积物-水界面无机氮的分布特征,分析沉积物孔隙水中无机氮扩散通量对上覆水水质的影响.结果表明,低温期白洋淀表层水总氮(TN)平均浓度范围为4.83~8.23mg·L^(-1),氨氮(NH_(4)^(+)-N)平均浓度维持在0.21~0.34 mg·L^(-1)之间,硝氮(NO_(3)^(-)-N)平均浓度在0.01~2.75 mg·L^(-1)之间.TN污染较严重,超过地表水Ⅴ类水质标准.表层沉积物TN平均含量在681~4365 mg·kg^(-1)之间,其中有机氮(TON)为氮素的主要存在形式,占总氮比例61.6%~93.1%.NH_(4)^(+)-N为无机氮(TIN)的主要存在形式,平均含量范围为28.9~116.3 mg·kg^(-1),NO_(3)^(-)-N含量整体较低,平均值范围为5.2~23.7 mg·kg^(-1).低温期白洋淀0~30 cm沉积物孔隙水中NH_(4)^(+)-N浓度是上覆水中的3~16倍,呈现逐渐累积趋势.沉积物-水界面NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N和NO_(2)--N扩散通量范围分别为-0.55~4.09、-1.44~3.67和-0.88~0.04 mg·(m^(2)·d)-1,冬季低温期仍具有潜在释放风险.低温期沉积物中积累大量的NH_(4)^(+)-N,可能会在温度升高后影响白洋淀上覆水体水质.因此研究低温期白洋淀沉积物-水界面氮的分布特征和沉积物中无机氮的内源释放风险对于改善白洋淀水质和认识浅水湖泊内源氮污染具有重要意义.

关键词：低温期浅水湖泊白洋淀无机氮扩散通量

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机械化学改性高岭石去除磷酸盐的应用研究

环境科学学报 2023年第6期43卷 350-355页

作者：刘晓月郝经纬乔梦赵旭中国科学院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室北京100085 中国科学院大学北京100049

目前,传统混凝剂的制备会产生大量废液,且制作程序较为复杂.基于此,本研究制备了一种高效绿色且制作简便的混凝剂材料,对废水中的污染物正磷酸盐(PO_(4)^(3-)-P)进行混凝去除.该材料首先通过机械化学活化高岭石,然后以硫酸共球磨改性制... 详细信息

目前,传统混凝剂的制备会产生大量废液,且制作程序较为复杂.基于此,本研究制备了一种高效绿色且制作简便的混凝剂材料,对废水中的污染物正磷酸盐(PO_(4)^(3-)-P)进行混凝去除.该材料首先通过机械化学活化高岭石,然后以硫酸共球磨改性制备得到,并对比了改性前后的高岭石对PO_(4)^(3-)-P的去除效果.结果发现,单一机械化学活化改性高岭石对PO_(4)^(3-)-P的去除效果非常有限,而通过硫酸共球磨高岭石对PO_(4)^(3-)-P的去除效果大大提升.同时,考察了改性前后材料表面晶体和官能团的变化,研究了不同共球磨硫酸量(50、100、150、200μL·g^(-1))、不同高岭石投加量(0.4、0.6、0.8、1.0 g·L^(-1))和待处理溶液初始pH(2.5、3.5、4.5、5.5、6.5、7.5、8.5、9.5、10.5)对PO_(4)^(3-)-P去除效果的影响.结果表明,机械化学作用使得高岭石表面的晶体结构被破坏,以非晶体的形式存在,而硫酸的加入使得高岭石表面形成水合硫酸铝.在初始浓度为30 mg·L^(-1)的PO_(4)^(3-)-P溶液中,当共球磨硫酸量为150μL·g^(-1),高岭石投量为1.0 g·L^(-1),溶液初始pH为4.5时,反应5 min左右PO_(4)^(3-)-P的去除率可达99%.将该混凝剂应用于污泥厌氧消化液中,当混凝剂投量为2.0 g·L^(-1)时,该实际废水中PO_(4)^(3-)-P(初始浓度32.4 mg·L^(-1))的去除率在90%左右.以上研究可为含正磷酸盐的废水处理提供一种思路.

关键词：机械化学高岭石共球磨正磷酸盐混凝剂

白洋淀不同类型水体表层沉积物重金属的赋存形态及风险

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环境科学 2022年第9期43卷 4532-4542页

作者：许梦雅张超单保庆刘操辽宁大学环境学院沈阳110036 中国科学院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室北京100085 中国科学院大学北京100049 中国环境科学研究院北京100012

选取白洋淀中水道、沟壕、淀面和鱼塘这4种水体类型,采用改进的BCR提取法分析沉积物中Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn的形态特征,运用潜在生态风险指数、次生相与原生相(RSP)和风险评估编码(RAC)等方法对白洋淀沉积物重金属含量进行系统性的污... 详细信息

选取白洋淀中水道、沟壕、淀面和鱼塘这4种水体类型,采用改进的BCR提取法分析沉积物中Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn的形态特征,运用潜在生态风险指数、次生相与原生相(RSP)和风险评估编码(RAC)等方法对白洋淀沉积物重金属含量进行系统性的污染评估和生态风险评价.结果表明:①沉积物中重金属ω(Cd)、ω(Cu)和ω(Zn)均值分别为0.37、28.49和83.08 mg·kg^(-1),分别有94.91%、73.91%和46.39%的点位超过土壤背景值.②Cd以非残渣态(F1+F2+F3)为主,质量分数范围为54%~97%,Cr以残渣态(F4)为主,质量分数为87%~99%.Cu、Ni、Pb和Zn主要以残渣态存在,但在非残渣态中Cu和Ni以可氧化态(F3)为主,Pb和Zn以可还原态(F2)为主.③基于RAC评价结果:Cd在水道、沟壕、开阔淀面和鱼塘分别有68.97%、39.89%、54.84%和49.78%的点位存在风险,而Cu、Ni和Pb等重金属风险较低.总体而言,白洋淀重金属总体污染水平较低,但在南刘庄片区的府河和白沟引河入河口等部分水道区域Cd存在生态风险和较高的生物可迁移性.

关键词：白洋淀沉积物重金属赋存形态生物可利用性

白洋淀沼泽区与开阔水域区颗粒物组分特征与沉降通量研究

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环境科学学报 2022年第8期42卷 271-281页

作者：季恺悦李琦单保庆张超中国科学院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室北京100085 中国科学院大学北京100049

选取白洋淀的沼泽区(烧车淀)与开阔水域区(采蒲台)为研究区域,分析了水体中新生沉降颗粒物组分组成、沉降通量及其来源.结果表明,两种典型水域中水体颗粒物组分差异显著,其中,烧车淀水域颗粒物成分以有机质(OM)为主,质量占比达到49.59%~... 详细信息

选取白洋淀的沼泽区(烧车淀)与开阔水域区(采蒲台)为研究区域,分析了水体中新生沉降颗粒物组分组成、沉降通量及其来源.结果表明,两种典型水域中水体颗粒物组分差异显著,其中,烧车淀水域颗粒物成分以有机质(OM)为主,质量占比达到49.59%~74.14%;而采蒲台水域颗粒物以无机组分为主,占比为54.52%~79.27%.烧车淀沉降颗粒物中总碳(TC)、总氮(TN)含量分别为(221.16±39.73)g·kg^(-1)和(21.10±1.67)g·kg^(-1);采蒲台沉降颗粒物中TC和TN的含量分别为(172.28±91.22)g·kg^(-1)和(15.72±8.12)g·kg^(-1).由固相^(13)C CP/MASNMR光谱结果分析出白洋淀沉降颗粒物中碳组分以烷基碳、烷氧基碳为主,其中,烧车淀淀面水域颗粒物中以易分解碳烷氧基碳为主(65.65%),采蒲台淀面水域颗粒物中以较稳定烷基碳为主(50.76%).开阔水域区颗粒物沉降通量高于沼泽化区,均值分别为10.63 g·m^(-2)·d^(-1)和6.07 g·m^(-2)·d^(-1);开阔水域区不同水域类型颗粒物沉降通量排序为水道((19.91±8.87)g·m^(-2)·d^(-1))>沟壕((7.06±2.94)g·m^(-2)·d^(-1))>淀面((4.92±3.48)g·m^(-2)·d^(-1)).沉降颗粒物的C/N和C/P比值结果表明,白洋淀沉降颗粒物中有机质主要来源可能为维管束植物和浮游植物.颗粒物沉降通量与组分特征研究有利于剖析白洋淀典型区域湖泊沉积和物质转化过程,为白洋淀能量流动和物质流动研究提供支撑.

关键词：白洋淀颗粒物组分特征沉降通量 ^(13)C CP/MAS NMR

背景水质对过流式VUV/UV反应器降解水中阿特拉津的影响

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环境工程学报 2022年第12期16卷 3935-3944页

作者：贾璐瑶李文涛陈榕汶李梦凯强志民中国科学院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室北京100085 中国科学院大学北京100049

为探究连续流进水模式下水中复杂的背景物质对真空紫外/紫外(VUV/UV)高级氧化工艺效率的影响,采用过流式VUV/UV反应器,考察了水中不同浓度的氯离子(Cl^(–))、碱度(HCO_(3)^(–))、硝酸盐(NO_(3)^(–))和溶解性有机物(DOM)对微量污染物... 详细信息

为探究连续流进水模式下水中复杂的背景物质对真空紫外/紫外(VUV/UV)高级氧化工艺效率的影响,采用过流式VUV/UV反应器,考察了水中不同浓度的氯离子(Cl^(–))、碱度(HCO_(3)^(–))、硝酸盐(NO_(3)^(–))和溶解性有机物(DOM)对微量污染物阿特拉津(ATZ)降解的影响。结果表明,上述背景组分对ATZ的VUV/UV降解均表现出一定的抑制作用,辐照时间为30 s时,ATZ去除率从空白组中的57%分别最多下降至33%、29%、40%和35%,且过流式条件下的抑制程度与文献中序批式反应器中的略有不同。污染物去除率下降的原因在于,一方面,三种无机阴离子都对VUV辐射有一定的蔽光效应,NO_(3)^(–)强于Cl^(–)强于HCO_(3)^(–);另一方面,VUV辐照下Cl^(–)产生的Cl·和Cl_(2)·–、NO_(3)^(–)产生的NO_(2)·和HO·都能补充水中氧化性自由基浓度,使得VUV贡献的ATZ降解速率常数的抑制程度低于VUV光子被阴离子竞争吸收的比例,但HCO_(3)^(–)对HO·较强的清除作用则导致了ATZ的降解速率常数的快速下降。低浓度DOM在VUV/UV辐照下可能产生的活性物种抵消了其对VUV/UV辐射的蔽光效应,但高浓度DOM对HO·的清除作用仍使其对ATZ降解产生了显著的抑制。在所有考察的水质条件下,ATZ降解所需的单位能耗EEO介于0.61~1.56 kWh·m^(-3)。

关键词：真空紫外高级氧化技术过流式反应器阿特拉津背景水质能耗

珠三角地区人为氮磷净输入特征及污染管控建议

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环境工程学报 2022年

作者：程元辉毛宇鹏张洪中国科学院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室中国科学院大学生态环境部华南环境科学研究所

人为排放的氮磷对流域生态系统的大量输入会导致水体富营养化，因此，识别区域内氮、磷的输入来源对流域管理具有重要意义。珠江三角洲地区作为我国的高城市化城市群，其社会因素对生态环境的影响日益增大。利用珠江三角洲各城市社会经...

人为排放的氮磷对流域生态系统的大量输入会导致水体富营养化，因此，识别区域内氮、磷的输入来源对流域管理具有重要意义。珠江三角洲地区作为我国的高城市化城市群，其社会因素对生态环境的影响日益增大。利用珠江三角洲各城市社会经济统计数据，采用人类活动净氮、净磷输入（NANI和NAPI）模型，评估了珠江三角洲地区人为氮磷输入强度，分析了珠江三角洲氮磷输入的主要途径。结果表明：2000—2019年，珠江三角洲地区的NANI和NAPI强度呈现先波动上升后逐渐减少的趋势，波峰出现在2011年，分别为22 630 kg·(km;·a);和4 413 kg·(km;·a);；在2019年下降至近20 a来的最低值，分别为18 985 kg·km;·a;和3 678 kg·(km;·a);。人类食品和动物饲料是人为氮磷净输入的最大来源，分别占各自的55.5%和68%。这表明大量的氮和磷通过食物系统进入环境中。灰色关联度分析结果表明，城市化率和畜禽养殖密度是影响珠江三角洲人为氮磷输入的最主要因素。本研究结果可为在该区域建立有效的氮磷综合管理措施提供参考。

关键词：