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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

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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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

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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

聊城市冬季PM_(2.5)载带金属元素污染特征、风险评价及来源分析

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环境科学 2024年第4期45卷 2003-2010页

作者：张敬巧朱瑶曹婷燕丽王淑兰刘铮中国环境科学研究院北京100012 生态环境部环境规划院北京100043

为研究聊城市冬季环境空气中PM_(2.5)载带金属元素的污染特征、风险评价及来源,分别于2018年和2019年的1月采集了环境空气PM_(2.5)样品并分析了其中19种金属元素的浓度.结果表明,采样期间聊城市冬季ρ(PM_(2.5))和金属元素浓度平均值分... 详细信息

为研究聊城市冬季环境空气中PM_(2.5)载带金属元素的污染特征、风险评价及来源,分别于2018年和2019年的1月采集了环境空气PM_(2.5)样品并分析了其中19种金属元素的浓度.结果表明,采样期间聊城市冬季ρ(PM_(2.5))和金属元素浓度平均值分别为(87.7±39.9)μg·m^(-3)和(6.92±2.91)μg·m^(-3),金属元素中ρ(Ca)和ρ(Al)最高,分别为1.97μg·m^(-3)和1.35μg·m^(-3),其他元素浓度相对偏低,相较于清洁天,污染天时ρ(Ca)、ρ(Al)、ρ(Fe)及ρ(Ti)有所降低,而其他元素浓度均有所升高.地累积指数(Igeo)结果表明,聊城市冬季Cd、Zn、Pb、Sn和Cu的Igeo均高于2.5,受污染程度均在重度污染以上,其他元素Igeo均小于1,属于轻度污染或无污染程度.潜在生态风险评价结果显示金属元素的RI指数高达10 114.2,潜在危害较强,其中Cd的Er最高为9 802.2,其次为Pb、As和Cu,Cd贡献率达到96.9%,是聊城市冬季金属元素潜在生态风险的关键因子,且清洁天时潜在生态风险较高;对于人群健康风险评估,Mn、Cr、Pb、Ni、As、Co、Cd、V和Ba这9种元素的综合效应具有一定的非致癌风险及致癌风险,致癌风险最高的为As,R值为1.16×10^(-5),其次为Cr(Ⅵ),污染天相关元素的非致癌及致癌风险均明显高于清洁天.富集因子结果及主成分分析结果显示,Cd、Pb、Zn和Sn元素富集程度显著,除Ca元素外,其他元素污染天富集因子均明显升高,金属元素的主要来源包括交通源、燃烧源、扬尘源及煤炭燃烧源,贡献率分别为37.5%、22.5%、17.5%和7.2%,整体看聊城市冬季PM_(2.5)载带金属元素受人为源影响较大,其中交通源和燃烧源为重点管控源类.

关键词： PM_(2.5) 金属元素地累指数风险评价来源分析

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碱性生物炭强化脱氮效能及定向调控机制

环境科学与技术 2024年第9期47卷 13-22页

作者：陈思琪段晓虎肖书虎杜丛颜秉斐韩璐中国环境科学研究院北京100012 深圳市环境科学研究院广东深圳518001

生物脱氮是污水处理厂氮污染物去除的主流方法,具有低碳、低成本的优势。面向城市污水为代表的低碳氮比废水,如何强化反硝化功能菌群、稳定生物脱氮效能仍有待研究。该研究以玉米秸秆为原料,通过酸、碱改性制备2种强化脱氮功能生物炭载... 详细信息

生物脱氮是污水处理厂氮污染物去除的主流方法,具有低碳、低成本的优势。面向城市污水为代表的低碳氮比废水,如何强化反硝化功能菌群、稳定生物脱氮效能仍有待研究。该研究以玉米秸秆为原料,通过酸、碱改性制备2种强化脱氮功能生物炭载体,构建强化反硝化脱氮工艺。研究结果表明:与未投加生物炭的系统相比,投加生物炭后系统总氮去除率提高了7.29%~29.51%。经过酸、碱改性生物炭定向强化脱氮效能分析,较未改性生物炭系统总氮去除率分别提高19.37%和29.55%,其中碱改性生物炭系统总氮去除率最高可达59.76%。在电子转移活性和亚硝酸盐还原酶活性方面,碱改性生物炭强化系统较未投加生物炭系统分别提高了91.8%和47.1%。高通量测序结果表明碱改性生物炭中参与反硝化作用相关菌群占比约为67.3%,具有反硝作用的芽孢杆菌属(Bacillus)、陶厄氏菌属(Thauera)为碱改性生物炭系统的优势菌属,碱改性生物炭比酸改性生物炭更能促进脱氮菌群的生长,从而构建反硝化脱氮能力定向调控。

关键词：废水脱氮碱性生物炭反硝化定向调控群落结构