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中国饮用水中砷的分布特征及基于伤残调整寿命年的健康风险评价

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环境科学 2024年第1期45卷 131-139页

作者：窦殿程齐嵘肖淑敏苏高新郭宇新天津城建大学环境与市政工程学院天津300384 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

砷的长期暴露可造成多种器官功能性损伤甚至死亡,掌握其在水中分布特点和潜在风险对防控水源性砷造成人体健康危害有重要意义.基于2000~2022年已发表数据,采用文献计量学方法,在全国尺度范围内系统分析我国饮用水砷污染的地理分布特征,... 详细信息

砷的长期暴露可造成多种器官功能性损伤甚至死亡,掌握其在水中分布特点和潜在风险对防控水源性砷造成人体健康危害有重要意义.基于2000~2022年已发表数据,采用文献计量学方法,在全国尺度范围内系统分析我国饮用水砷污染的地理分布特征,并以表征疾病负担的伤残调整寿命年(DALYs)为量化指标评价因饮用水中砷暴露导致的健康风险.结果表明,我国饮用水中砷的浓度平均值为(2.88±0.33)μg·L^(-1),低于《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2022)限值(10μg·L^(-1));分布表现为北方高于南方,农村地区高于城市,个别省份(山西、内蒙古和宁夏)仍存在超标现象.饮用水砷造成的健康风险大小整体为1.63×10^(-6)DALYs·(人·a)^(-1),高于WHO《饮用水水质准则》推荐的风险参考水平[1.0×10^(-6)DALYs·(人·a)^(-1)];在六大地理区域风险大小排序为:华北>东北>中南>西北>西南>华东.水砷暴露导致皮肤癌(2905.25 DALYs·a^(-1))和肺癌(1513.96 DALYs·a^(-1))是其产生疾病负担的主要方式(99.4%);45岁以上中老年人群承受了大部分(78.0%)水砷造成的健康损害,60岁以上老年人群个体健康损失风险更高,是风险防控中需要特别关注的对象.

关键词：砷(As) 饮用水分布特征伤残调整寿命年(DALYs) 健康风险

雨水污染对城市景观水体水质及苦草生态功能性状的影响

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环境科学学报 2024年第7期44卷 241-250页

作者：李檬李鹏峰孙永利黄鹏田腾飞张文安范波隋克俭尚巍李家驹中国市政工程华北设计研究总院有限公司天津300074 天津市城镇排水系统重点实验室天津300074

城市雨水排放污染对水体沉水植物群落健康的冲击影响是水体管理的一项重要挑战.本研究以典型沉水植物苦草(Vallisneria natans)为研究对象,探讨了雨水污染对水体水质以及苦草表型和功能性状的影响.同时,还探究了携污雨水中悬浮固体(SS)... 详细信息

城市雨水排放污染对水体沉水植物群落健康的冲击影响是水体管理的一项重要挑战.本研究以典型沉水植物苦草(Vallisneria natans)为研究对象,探讨了雨水污染对水体水质以及苦草表型和功能性状的影响.同时,还探究了携污雨水中悬浮固体(SS)去除对缓解冲击影响的功效.结果表明:高负荷(SS>700 mg·L^(-1))污染的雨水对水体CODCr、ORP、DO等水质指标产生显著影响,导致河流出现“黑臭”现象.苦草的生物量、叶宽和叶片含水量显著下降,叶片出现明显的红斑和褪绿症状.植株的氮和磷吸收速率分别下降42%和67%,且植株磷吸收功能在携污雨水冲击下更易受损,将造成苦草对水体中磷的净化效果显著降低.这些影响随着SS负荷的降低而减轻.此外,强化一级处理(Pre-RP)可以有效控制携污雨水中的高负荷SS,减少其对水体水质和苦草生长状况的影响,在Pre-RP中苦草的表型和功能性状可以保持与空白对照(BC)相当的水平.在高负荷冲击下,苦草的不良表型变化可能是受遮光效应、缺氧、细胞损伤等复杂因素的影响,且与SS浓度呈正相关,这表明污染雨水中SS浓度是导致苦草生长不良的主要驱动因素之一.因此,通过加强一级处理来减少污染雨水中的SS,可以快速有效地缓解携污雨水对水体水质的影响,保持苦草健康生长状态.

关键词：城市内河沉水植物降雨污染快速净化生态修复

超声对低水温SBR污泥性能及群体感应的影响

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中国给水排水 2024年第1期40卷 76-81页

作者：陶艺员建马华继李道甲王美丽史新盼冯家举天津城建大学环境与市政工程学院天津300384 天津市水质科学与技术重点实验室天津300384 天津城建大学基础设施防护和环境绿色生物技术国际联合研究中心天津300384 上海洗霸科技股份有限公司上海200437 天津城市道路管网配套建设投资有限公司天津300381

通过建立连续流超声调控低水温SBR系统,分析超声调控对低水温活性污泥性能及群体感应的影响。结果表明,在15℃低水温条件下,超声调控SBR系统的污泥产率系数(Yobs)降低至0.306 kgVSS/kgCOD,污泥减量率(SRE)为44.77%。超声调控并不影响活... 详细信息

通过建立连续流超声调控低水温SBR系统,分析超声调控对低水温活性污泥性能及群体感应的影响。结果表明,在15℃低水温条件下,超声调控SBR系统的污泥产率系数(Yobs)降低至0.306 kgVSS/kgCOD,污泥减量率(SRE)为44.77%。超声调控并不影响活性污泥的正常沉降和系统的稳定运行,系统污泥容积指数(SVI)为121.2~148.0 mL/g,COD去除效果稳定,出水COD可达22 mg/L。活性污泥胞外聚合物(EPS)含量升高,多糖和蛋白质含量分别升至74.71和29.23 mg/gMLSS,提高了63.2%和36.8%。超声调控对活性污泥信号分子浓度有较大影响,C4-HSL浓度为0.1966μg/L,单位质量污泥的信号分子含量为0.044μg/gMLSS,分别为对照反应器的2.56和2.44倍。超声调控还导致C6-HSL、C7-HSL、C8-HSL、C10-HSL、C12-HSL和C14-HSL等信号分子浓度显著降低。

关键词：超声低水温污泥性能群体感应

1960—2022年河西走廊主要气候要素特征及气候生产潜力

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中国沙漠 2024年

作者：李军周发元焦亮李开明李超灿西北师范大学甘肃省绿洲资源环境与可持续发展重点实验室兰州城市学院城市环境学院天津城建大学环境与市政工程学院

河西走廊是甘肃省经济作物的集中种植区，也是中国重要的粮食生产基地。为探究全球气候变化背景下该地区主要气候要素及气候生产潜力的时空分布特征，明确气候生产潜力变化规律，利用1960—2022年河西走廊20个县（区）的年均气温和年降... 详细信息

河西走廊是甘肃省经济作物的集中种植区，也是中国重要的粮食生产基地。为探究全球气候变化背景下该地区主要气候要素及气候生产潜力的时空分布特征，明确气候生产潜力变化规律，利用1960—2022年河西走廊20个县（区）的年均气温和年降水量数据，采用Miami模型、Thornthwaite Memorial模型以及Liebig最小因素定律估算了气候生产潜力，分析了气候及其生产潜力的时空变化特征，并利用CMIP6模式数据对SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP3-7.0、SSP5-8.5情景下河西走廊地区未来气候及气候生产潜力变化特征进行了预估。结果表明：近63 a河西走廊年均气温总体表现为上升趋势，年降水量整体表现为降低趋势。在降水量、地形地貌和海拔等因素的协同影响下，气温、蒸散生产潜力呈增加的趋势，气温生产潜力呈现出由北向南依次递减的空间特征分布，降水和标准气候生产潜力表现为降低趋势，低值区均集中于北部近荒漠地带。在4种预估情景下，南部高海拔的绿洲地带和北部近沙漠地带气候类型分别向“暖湿化”和“暖干化”的趋势发展。

关键词：年均气温年降水量气候生产潜力时空特征河西走廊

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 2024年

作者：郭宇新齐嵘肖淑敏窦殿程苏高新高嘉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

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... 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个工艺中均能观测到，而1901个属仅在1个或少数（工艺数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

华北平原南部城市疫情管控期间细颗粒物组分特征及有机气溶胶来源解析

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中国环境科学 2024年第8期44卷 4230-4239页

作者：赵荣华牛大伟张楠王辉杨文吴丽萍韩斌天津城建大学环境与市政工程学院天津300384 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 漯河市环境监控中心河南漯河462000 河北大学质量技术监督学院河北保定071002

为探究漯河市在新冠疫情期间不同管控阶段细颗粒物组分和有机气溶胶的变化,收集了2022年3月1日~5月31日该市颗粒物化学组分在线监测数据,并且运用正定矩阵因子分解模型(PMF)对有机气溶胶进行来源解析.研究结果表明:观测期间PM_(2.5)和PM... 详细信息

为探究漯河市在新冠疫情期间不同管控阶段细颗粒物组分和有机气溶胶的变化,收集了2022年3月1日~5月31日该市颗粒物化学组分在线监测数据,并且运用正定矩阵因子分解模型(PMF)对有机气溶胶进行来源解析.研究结果表明:观测期间PM_(2.5)和PM_(10)平均质量浓度分别为45和95μg/m^(3).管控中期因管制措施的实施颗粒物浓度有所下降,降幅分别为29%､28%;PM_(2.5)中各组分质量浓度在管控前､中､后3个时段均呈现先下降再上升的趋势,且在3个时段里有机物贡献均为最高,其次为硝酸盐.利用PMF对漯河观测期间的有机气溶胶质谱数据进行解析,共识别出4类有机气溶胶,分别为:氧化程度较高的有机气溶胶(MO-OOA)､氧化程度较低的有机气溶胶(LO-OOA)､类烃类有机气溶胶(HOA)､烹饪类有机气溶胶(COA),管控期间各有机气溶胶占比均有变化,且在整个观测时段和管控期间二次有机气溶胶贡献均高于一次有机气溶胶.污染物传输方面,3个阶段的传输中主要集中在西部扇区,由于管控措施的实施管控中期传输影响降低.

关键词：有机气溶胶 PM_(2.5) 新冠疫情漯河 ACSM

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冲击荷载作用下非饱和场地的三维应力响应

岩土力学 2024年第S1期 477-484页

作者：李顺群蔡田明张勋程张丙坤杨长松周光毅周燕天津城建大学土木工程学院天津城建大学天津市软土特性与工程环境重点实验室新乡学院土木工程与建筑学院中国电建市政建设集团有限公司中国建筑第八工程局有限公司

由于具有明显的瞬时性和突变性，冲击荷载作用下非饱和土的应力变化特征与静力荷载和常规动力荷载显著不同。为研究冲击荷载作用下的空间应力状态，采用三维应力测试技术对某非饱和土路基进行了原位测试。三维土压力盒分别设置在地面以... 详细信息

由于具有明显的瞬时性和突变性，冲击荷载作用下非饱和土的应力变化特征与静力荷载和常规动力荷载显著不同。为研究冲击荷载作用下的空间应力状态，采用三维应力测试技术对某非饱和土路基进行了原位测试。三维土压力盒分别设置在地面以下0.3 m和0.6 m处，在埋点地面投影处施加连续竖向冲击荷载，实时采集应力测试数据，并利用应力变换方法得到了相应的三维应力、主应力和主方向演变过程。在此基础上，与现有一维应力测试方法和成果进行比较，进一步阐述了三维应力测试的合理性和科学性。测试数据表明，在冲击荷载作用下冲击方向（即z轴方向）上的应力分量瞬时增长明显且其增量为正值，而y方向上的正应力增量为负值。主应力方向角α、β和γ在冲击过程中发生明显偏转，α变化范围在90。以内，而β和γ由初始值快速减小至其补角，且3个方向角在一次冲击持续时间内发生多次往复变化。该研究成果对深入认识冲击荷载作用下非饱和土的应力反应和演变过程具有理论意义，可为地震或其他冲击荷载作用下的本构模型、工程设计与施工研究提供参考。

关键词：原位测试冲击荷载三维应力测试主应力主方向

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机器学习在建筑垃圾处理领域的应用与现状

环境卫生工程 2024年第2期32卷 10-19页

作者：许亚如陶俊宇梁蕊程占军颜蓓蓓陈冠益天津商业大学机械工程学院天津300134 天津大学环境科学与工程学院天津300072 天津市生物质废弃物利用重点实验室天津市生物气/油技术工程研究中心天津300072

建筑垃圾产生量巨大,成分复杂,如果不能妥善处理,其中的沥青、石膏、重金属、油漆等物质会与周围空气、土壤、水体反应并产生有害物质,严重危害人类的生存环境。我国“无废城市”的建设要求明确提出要建设固体废物综合管理体系以提升废... 详细信息

建筑垃圾产生量巨大,成分复杂,如果不能妥善处理,其中的沥青、石膏、重金属、油漆等物质会与周围空气、土壤、水体反应并产生有害物质,严重危害人类的生存环境。我国“无废城市”的建设要求明确提出要建设固体废物综合管理体系以提升废弃物的资源利用率的策略。建筑垃圾作为我国体量最大的城市固体废物,已成为被重点关注的对象,实现建筑垃圾资源化利用迫在眉睫。传统的建筑垃圾资源化处置通过人工、机械将建筑垃圾分类后再对建筑垃圾进行资源化利用,过程中存在管理难度大、效率低、成本过高等问题。机器学习作为人工智能的核心,已经逐渐应用到建筑垃圾处理的各个环节中,能有效提高建筑垃圾的资源化利用率。对建筑垃圾和机器学习的基本情况进行描述,介绍了建筑垃圾处理的过程,对机器学习在建筑垃圾处理领域的研究进展进行综述。最后结合我国国情,针对建筑垃圾处理领域提出几点建议,以期为实现建筑垃圾处理领域的自动化、智能化提供参考。

关键词：机器学习建筑垃圾人工智能资源化利用

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水平荷载作用下三桶基础承载特性研究

天津城建大学学报 2024年第3期30卷 174-179页

作者：陆佳清鹿群郭少龙刘举天津城建大学天津市软土特性与工程环境重点实验室天津300384 天津城建大学土木工程学院天津300384

通过建立三维有限元模型,土体采用弹塑性边界面理论,设置不同的加载方向和重力荷载,探究三桶基础的水平承载特性;通过验证现有模型试验,证实数值方法的可行性.研究结果表明:60°水平加载(单桶受压,双桶受拉)极限承载力最小,基础的水平... 详细信息

通过建立三维有限元模型,土体采用弹塑性边界面理论,设置不同的加载方向和重力荷载,探究三桶基础的水平承载特性;通过验证现有模型试验,证实数值方法的可行性.研究结果表明:60°水平加载(单桶受压,双桶受拉)极限承载力最小,基础的水平极限承载力由受压桶控制;0°(双桶受压,单桶受拉)方向加载,自重荷载较小时,基础的承载力随着自重荷载的增大而增大,受拉桶的抗拔承载力决定了基础的总体承载力,自重荷载较大时,基础的水平承载力会减小,受压桶的抗压承载力决定了基础的总体承载力;60°方向加载时,基础的承载力随自重荷载的增大而减小,受压桶的沉降决定了基础的转角.

关键词：吸力桶软黏土加载方向极限承载力