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我国城市污水处理工艺中活性污泥的功能群落结构解析

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环境科学 2025年第2期46卷 934-943页

作者：郭宇新齐嵘肖淑敏窦殿程苏高新高嘉天津城建大学环境与市政工程学院天津市水质科学与技术重点实验室天津300384 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北京100085

作为在城市污水处理领域里广泛使用的生物处理工艺,对碳、氮和磷等目标污染物进行高效稳定地去除是工艺运行控制与优化的终极目标.功能种群通过合理的组成和分布,并且动态响应关键工艺调控参数的变化则是处理工艺能否达到目标的关键.对... 详细信息

作为在城市污水处理领域里广泛使用的生物处理工艺,对碳、氮和磷等目标污染物进行高效稳定地去除是工艺运行控制与优化的终极目标.功能种群通过合理的组成和分布,并且动态响应关键工艺调控参数的变化则是处理工艺能否达到目标的关键.对我国6个大型城市19个典型城市污水生物处理工艺进行夏季和冬季系统采样后,通过MiSeq高通量测序并与全球污水处理厂16S rRNA全长基因序列数据库(MiDAS)对比分类.结果表明,我国城市污水处理工艺中显著存在着基本相同的核心种群:有29个属在全部38个样品中均能观测到,而1901个属仅在1个或少数(样品数n环境下均具有较强生存能力的芽孢杆菌(Bacillus和Lysinbacillus),具有底物发酵功能的厌氧发酵菌(Intestinibacter和Thermomonas)和兼性厌氧发酵菌(Entercoccus),好氧/厌氧的异养菌(Ferruginibacter、IMCC26207和Hyphomicrobium);具有反硝化功能的Rhodoplanes、Ottowia和Iamia,疑似具有反硝化功能的Paracoccus等功能种属,而工艺形式、进水水质变化、季节性温度变化可以在一定程度上改变以上最优势属的丰度.硝化种属主要由Nitrosomonas和Nitrospira构成,Rhodobacter和Paracoccus是污水处理工艺中的主要优势反硝化功能种属,Tetrasphaera作为优势聚磷种属广泛地分布在我国各个类型污水处理工艺的活性污泥中,聚糖原种属则以Candidatus_Competibacter和Defluviicoccus为主,丝状菌的优势种属是Candidatus_Microthrix、Candidatus_Promineofilum和Trichococcus.尽管此次我国采样污水处理工艺之间的地理距离大于1000km,工艺间各运行参数不尽相同,特别是与丹麦地处不同大洲,但再次验证了城市污水生物处理工艺的活性污泥中广泛存在核心种群,并且具有相似的组成与生态功能.

关键词：活性污泥微生物群落核心功能种群污水生物处理种群结构

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非贵金属材料催化废弃油脂制备绿色柴油

中国环境科学 2025年

作者：刘骁夏涛张静阳春污泥安全处置与资源化技术国家工程研究中心哈尔滨工业大学环境学院重庆大学环境与生态学院

本研究以高效催化废弃油脂水热脱氧制备绿色柴油为目标，制备了多种非贵金属催化剂并通过硬脂酸水热脱氧实验对其进行了筛选.其中纳米铜镍合金针对硬脂酸催化效果较佳且催化性能与产物分布与Pt/C催化剂最为接近，进一步对其进行了反应... 详细信息

本研究以高效催化废弃油脂水热脱氧制备绿色柴油为目标，制备了多种非贵金属催化剂并通过硬脂酸水热脱氧实验对其进行了筛选.其中纳米铜镍合金针对硬脂酸催化效果较佳且催化性能与产物分布与Pt/C催化剂最为接近，进一步对其进行了反应条件优化、稳定性分析、催化剂表征、反应机理探究以及广谱性分析.表征结果显示纳米铜镍合金结构较为稳定，在多次循环使用后并未发生明显结构改变.在反应温度330℃、反应时间120 min、在1.67ml微型反应釜中加入20μL甲醇、30mg催化剂、80μL水的最佳反应条件下，纳米铜镍合金主要通过催化加氢脱氧及脱羰过程将硬脂酸转化为十七烷.广谱性分析表明其催化多种脂肪酸及脂肪酸酯的C8-C18烷烃产率均可达95%以上，证明了其优异的催化性能.

关键词：废弃油脂催化脱氧绿色柴油非贵金属催化剂

桂北苗儿山铀矿田铀源分析:来自周缘红盆碎屑锆石的制约

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大地构造与成矿学 2025年第1期49卷 70-84,I0006-I0010页

作者：谭双刘晓东雷勇亮陈琪万建军吴昆明欧阳平宁黄宏业东华理工大学核资源与环境国家重点实验室江西南昌330013 核工业二三〇研究所湖南长沙410007 湖南省伴生放射性矿产资源评价与综合利用工程技术研究中心湖南长沙410007

花岗岩型热液铀矿床铀源的认识目前存在一定分歧,部分观点认为铀矿床周缘红盆可能提供成矿物质来源。苗儿山铀矿田是华南地区典型的花岗岩型铀矿田之一,但关于周缘红盆与铀矿床之间的关系尚未开展过系统研究。本次研究选取苗儿山地区红... 详细信息

花岗岩型热液铀矿床铀源的认识目前存在一定分歧,部分观点认为铀矿床周缘红盆可能提供成矿物质来源。苗儿山铀矿田是华南地区典型的花岗岩型铀矿田之一,但关于周缘红盆与铀矿床之间的关系尚未开展过系统研究。本次研究选取苗儿山地区红盆内的碎屑岩为研究对象,对其开展岩相学、碎屑锆石U-Pb年代学和地球化学研究,旨在限定碎屑岩的形成时代上限和物质来源,进而探讨区内铀矿床的铀源问题。锆石CL图像和稀土元素分布特征显示,研究区内碎屑岩的锆石为岩浆锆石, LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为416~2485 Ma,主要峰值集中在721~839 Ma和416~436 Ma,与苗儿山铀矿田晋宁期和加里东期构造-岩浆热事件时间一致。锆石元素面扫描图像特征显示,其具有较强的流体交代痕迹,U元素存在明显的活化迁移行为,记录了一定程度的蚀变改造或矿物溶解沉淀过程。通过系统收集苗儿山铀矿田及其周边侵入岩的年代学数据并进行对比分析,认为721~839 Ma的碎屑锆石可能主要来自苗儿山地区花岗岩和湖南城步地区新元古代花岗岩;而416~436 Ma的锆石主要来自越城岭-苗儿山加里东期复式花岗岩基。结合前人研究,认为苗儿山铀矿田中的部分铀源可能来自区内新资断陷红盆碎屑岩,富含CO_(2)等矿化剂的幔源流体沿着深大断裂上升与循环的地下水结合形成热液,与富铀花岗岩、红盆碎屑岩等相互作用,进而形成富铀的成矿流体。

关键词：新资断陷红盆苗儿山铀矿田碎屑锆石年代学稀土元素铀源

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钒渣富氧碱浸液除硅试验

有色金属(冶炼部分) 2025年第2期 95-101页

作者：叶世雨万骞刘涛张一敏郑秋实何野白志刚武汉科技大学资源与环境工程学院武汉430081 国家环境保护矿冶资源利用与污染控制重点实验室武汉430081 战略钒资源利用省部共建协同创新中心武汉430081 湖北省页岩钒资源高效清洁利用工程技术研究中心武汉430081

针对高铬钒渣经亚熔盐法浸出后的碱浸液中硅浓度过高(4~8 g/L),而硅的存在会对后续钒铬分离造成较大影响的问题,对河北省某厂生产的钒渣富氧碱浸液进行了除硅试验,重点考察了沉淀剂种类和用量、浸出液碱度、反应时间、沉淀温度、静置时... 详细信息

针对高铬钒渣经亚熔盐法浸出后的碱浸液中硅浓度过高(4~8 g/L),而硅的存在会对后续钒铬分离造成较大影响的问题,对河北省某厂生产的钒渣富氧碱浸液进行了除硅试验,重点考察了沉淀剂种类和用量、浸出液碱度、反应时间、沉淀温度、静置时间对除硅效果和钒铬损失的影响。结果表明:使用NaAlO_(2)作为除硅剂,在摩尔比n(Al)/n(Si)=1.8、浸出液氢氧根离子(OH^(-))浓度7.5 mol/L、反应温度85℃,反应时间1 h,静置时间2 h的条件下,碱浸液中硅的去除率可达93.33%,浓度降至0.29 g/L,钒与铬的损失均小于1%。该方法除硅效果较好,所需时间短,且钒铬损失少,除硅后的浸出液满足后续提钒铬要求。

关键词：钒铬溶液除硅碱浸液化学沉淀

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污泥高效脱水微界面调控原理与技术进展

环境工程学报 2025年第1期 21-39页

作者：张伟军彭赛楠王东升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中国地质大学(武汉)环境学院浙江大学环境与资源学院

高含水率污泥是污水生物处理过程中不可避免的副产品。深度脱水可以实现污泥高效减量，是提升污泥资源化和能源化效率的关键环节。胞外聚合物（extracellular polymeric substances,EPS）是污泥的重要组分，对污泥的脱水性有着极其重要... 详细信息

高含水率污泥是污水生物处理过程中不可避免的副产品。深度脱水可以实现污泥高效减量，是提升污泥资源化和能源化效率的关键环节。胞外聚合物（extracellular polymeric substances,EPS）是污泥的重要组分，对污泥的脱水性有着极其重要的影响。有关EPS影响污泥水分转化的界面过程化学研究形成了当下污泥强化脱水调理技术开发的重要内容和理论基础。因此，基于EPS调控强化污泥脱水的微界面理论，系统梳理了EPS主导的污泥水分赋存机制和污泥结合水高效释放的调控方向及对应调理技术的研究与进展，指出了进一步明确EPS结构特性所面对的机遇与挑战，以期为污泥深度脱水工艺的技术革新提供参考。

关键词：污泥脱水胞外聚合物微界面化学胞外聚合物调控污泥调理技术

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污泥稳定化产物中植物促生物质的组成分析

环境科学学报 2025年

作者：彭思伟李清怡陈泽旭张彧张伟军大唐环境产业集团股份有限公司中国地质大学(武汉)环境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

随着城市化进程的加速，废水处理量激增，导致剩余活性污泥产量急剧上升.污泥既是环境污染物，也是潜在的资源宝库，提高污泥稳定化产物资源化利用效率是我国亟待解决的科学与工程难题.本研究旨在采用傅里叶变换离子回旋共振质谱（FT-IC... 详细信息

随着城市化进程的加速，废水处理量激增，导致剩余活性污泥产量急剧上升.污泥既是环境污染物，也是潜在的资源宝库，提高污泥稳定化产物资源化利用效率是我国亟待解决的科学与工程难题.本研究旨在采用傅里叶变换离子回旋共振质谱（FT-ICR MS）和液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）技术，从分子水平对比了污泥好氧堆肥、厌氧消化、水热和碱热稳定化产物中有机质的分子特征及植物促生物质的组成差异.结果表明，污泥稳定化产物中溶解性有机物（DOM）的分子量和分子结构特征存在显著差异，其中好氧堆肥产物的DOM分子量最大，厌氧消化产物的DOM分子量最小.污泥DOM中主要保留CHNO、CHO和CHNOP化合物，其中含氮化合物占主导地位.在所有处理中，植物促生物质主要是脂质和蛋白质类化合物的代谢产物，好氧堆肥和厌氧消化处理产物中以植物激素类为主，而水热和碱热处理产物中以氨基酸及其代谢物为主.本研究为理解污泥中有机质的转化机制及其稳定化效果提供了分子层面的证据，为污泥资源化利用提供了科学依据.

关键词：污泥稳定化有机质组成植物促生物质 FT-ICR MS LC-MS/MS

我国汽车制造行业活性有机碳(ROC)排放研究

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中国环境科学 2025年第1期45卷 538-556页

作者：贾海洋高美平聂磊刘文文魏巍北京工业大学环境科学与工程学院北京100124 北京市生态环境保护科学研究院国家城市环境污染控制工程技术研究中心城市大气挥发性有机物污染防治技术与应用北京市重点实验室北京100037

以汽车制造行业为对象,选取8家典型企业,采集109个涂料、胶粘剂等原辅料样品,检测其活性有机碳(ROC),建立汽车制造行业ROC源成分谱.通过最大增量反应活性法和二次产物的参数化产率法,量化样品中ROC对臭氧(O_(3))和SOA的生成贡献.结果表... 详细信息

以汽车制造行业为对象,选取8家典型企业,采集109个涂料、胶粘剂等原辅料样品,检测其活性有机碳(ROC),建立汽车制造行业ROC源成分谱.通过最大增量反应活性法和二次产物的参数化产率法,量化样品中ROC对臭氧(O_(3))和SOA的生成贡献.结果表明:①不同类型原辅料中VOCs含量差异较大,水性和溶剂型汽车涂料平均ρ(VOCs)为289.92和490.32g/L;水性、本体型及溶剂型胶粘剂平均ρ(VOCs)为27.00,27.50和196.67g/L;水性和溶剂型清洗剂平均ρ(VOCs)为116.60和831.20g/L.②水性涂料的主要组分为醇醚及醚酯类、酯类和醇类,溶剂型涂料的主要组分为芳香烃、酯类和醇类,本体型胶粘剂和溶剂型胶粘剂的主要组分均为烷烃.③水性涂料中,各种类型有机物质量占比依次为SVOCs(36.03%)、IVOCs(37.77%)和VOCs(26.21%);溶剂型涂料中,主要为VOCs(95.41%),仅含少量IVOCs(4.59%),未检出SVOCs;本体型胶粘剂中仅检测出VOCs;溶剂型胶粘剂中,主要为VOCs(97.36%),含少量IVOCs(2.64%),未检出SVOCs.④水性涂料、溶剂型涂料、本体型胶粘剂和溶剂型胶粘剂中ROC的OFP值分别为93.67,2679.27,25.82和41.82g O_(3)/(L原辅料),首要贡献物种分别为二乙二醇丁醚(42.03%)、1,2,3-三甲苯(28.29%)、2,2,4,6,6-五甲基庚烷(52.20%)和2,2,4,6,6-五甲基庚烷(78.63%).⑤水性涂料、溶剂型涂料、本体型胶粘剂和溶剂型胶粘剂中ROC的SOA值分别为18.49,16.70,4.82和4.28g SOA/(L原辅料),水性涂料中IVOCs和SVOCs物种对SOA生成贡献率最高;溶剂型涂料及胶粘剂中VOCs物种对SOA生成贡献率最高.⑥本研究加入IVOCs和SVOCs物种对SOA生成贡献的评估后,发现单位体积水性涂料所生成的SOA值高于溶剂型涂料和胶粘剂,应在污染防治政策制定中重视水性涂料中SVOCs和IVOCs对大气环境的影响.

关键词：汽车制造行业活性有机碳(ROC) 中等挥发性有机物(IVOCs) 半挥发性有机化合物(SVOCs) 成分谱环境影响

温度和回灌渗滤液理化性质对填埋气中甲烷的影响

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中国沼气 2025年第1期43卷 56-62页

作者：李昕宇杨洁俞钰露上海市环境科学研究院上海200233 国家环境保护城市土壤污染控制与修复工程技术中心上海200233

垃圾卫生填埋作为稳定化的主要工艺,填埋气是卫生填埋的副产物,其主要成分甲烷具有很高的经济价值。文章从温度和回灌渗滤液两个因素,设计试验探究其对垃圾填埋场填埋气组成的影响,得出填埋场产生气体中甲烷比例随环境温度上升而提高,... 详细信息

垃圾卫生填埋作为稳定化的主要工艺,填埋气是卫生填埋的副产物,其主要成分甲烷具有很高的经济价值。文章从温度和回灌渗滤液两个因素,设计试验探究其对垃圾填埋场填埋气组成的影响,得出填埋场产生气体中甲烷比例随环境温度上升而提高,同时产甲烷菌的mcra的基因拷贝数也随之增加,但当堆体内部温度超过33.2℃后提升幅度有限,表明过高的堆体温度不一定有利于提高产甲烷菌的活性。回灌渗滤液能有效提高垃圾堆体中化学需氧量(COD_(cr))、五日生化需氧量(BOD_(5))、总有机碳(TOC)和总氮(TN)含量,通过提高产甲烷菌活性,促进填埋气中甲烷的浓度提高。无回灌措施场地渗滤液的B/C、C/N均低于有回灌措施场地,其填埋气甲烷含量数据也与之对应,表明渗滤液的可生化降解性和碳氮有机物的相对降解程度对填埋堆体的产气特性和甲烷含量具有指示作用,并且采取回灌措施对填埋气甲烷生成具有积极的影响。

关键词：填埋气温度渗滤液甲烷回灌

北京市潮白河冲洪积扇地下水溶解性有机质分子组成特征

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环境科学学报 2025年第2期45卷 154-165页

作者：席玥荆红卫陶蕾陈吉吉徐蘇士郭婧刘保献郭华明高志鹏北京市生态环境监测中心国家环境保护河流全物质通量重点实验室中国地质大学(北京)水资源与环境工程学院

溶解性有机物（DOM）作为水生态系统的重要组分，参与和驱动多种生物地球化学作用.潮白河冲洪积扇是北京市重要的地下水型饮用水源分布区，其地下水DOM分子组成特征等研究相对较少.基于傅立叶变化离子回旋共振质谱（FT-ICR-MS）技术对... 详细信息

溶解性有机物（DOM）作为水生态系统的重要组分，参与和驱动多种生物地球化学作用.潮白河冲洪积扇是北京市重要的地下水型饮用水源分布区，其地下水DOM分子组成特征等研究相对较少.基于傅立叶变化离子回旋共振质谱（FT-ICR-MS）技术对潮白河冲洪积扇地表水和地下水DOM分子元素和化合物组成进行表征，并结合相关性分析、显著性差异分析和主成分分析探究其来源特征和环境效应.结果表明：与地表水相比，地下水DOM分子总数较低，相对分子质量、芳香性、不饱和程度和降解程度较大，其中，深层地下水DOM分子不饱和度显著高于浅层地下水.地表水和地下水DOM分子组成以CHO、CHON类化合物和陆源木质素化合物为主，地下水DOM分子稳定性高于地表水.下游区域地表水受人类活动和微生物活动影响较大，CHOS丰度较高.浅层地下水同时受陆源输入和微生物内源活动的影响，陆源DOM被降解为小分子有机物后再被微生物利用转化为非活性大分子并在含水层中下渗和累积，导致深层地下水DOM具有较高的m/zwa、Imid/Ilow、(AImod)wa、DBEwa和Ideg值；深层地下水中可能发生了CHO转化导致下游区域CHOS和CHONS丰度升高.DOM对于Fe含量的影响在深层地下水中更为明显，因此，在水环境管理和保护工作中应充分关注地下水中DOM分子特征变化及其可能引起的水质变化.

关键词：溶解性有机物傅立叶变化离子回旋共振质谱(FT-ICR-MS) 北京市地下水分子组成来源环境效应