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西南岩溶区土地利用变化对团聚体稳定性及其有机碳的影响

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环境科学 2024年第5期45卷 2840-2847页

作者：江可贾亚男杨琰陈坚淇禹朴家西南大学地理科学学院岩溶环境重庆市重点实验室重庆400715

土壤团聚体稳定性与团聚体有机碳的关系及其对土地利用变化的响应研究,对西南岩溶区估算土壤碳汇潜力、改善石漠化问题和土地利用管理有重要意义.为探究西南岩溶区土地利用方式变化对土壤团聚体组分、稳定性及团聚体有机碳含量的影响,... 详细信息

土壤团聚体稳定性与团聚体有机碳的关系及其对土地利用变化的响应研究,对西南岩溶区估算土壤碳汇潜力、改善石漠化问题和土地利用管理有重要意义.为探究西南岩溶区土地利用方式变化对土壤团聚体组分、稳定性及团聚体有机碳含量的影响,选取次生林、柚子林、水田、花椒林和旱地这5种典型土地利用方式下0~30 cm的土壤为研究对象,分析了不同土地利用方式下土壤团聚体组分及其有机碳含量的变化规律,揭示了土壤团聚体组分与团聚体有机碳含量之间的关系,探讨了土地利用方式变化后土壤团聚体对有机碳含量变化的贡献.结果表明,次生林、柚子林和水田表层(0~15 cm)土壤中大团聚体的含量分别为63.32%、52.38%和47.77%,显著高于旱地(23.70%),下层(15~30 cm)土壤趋势相同;次生林、柚子林和水田土壤团聚体的几何平均直径(GMD)和平均质量直径(MWD)显著高于旱地.表层土壤中,次生林和水田的有机碳含量显著高于其他土地利用方式,下层土壤中,只有水田的有机碳含量显著高于其他.各土地利用方式下,团聚体有机碳含量均表现为:大团聚体>微团聚体>粉黏粒.大团聚体对土壤有机碳含量的增加具有积极作用,而粉黏粒组分则有消极作用.相关性分析表明,土壤大团聚体含量与GMD、MWD及土壤团聚体有机碳含量均呈显著正相关.土壤大团聚体含量的增加有利于提高土壤团聚体的稳定性和储存土壤有机碳,适度发展林业和水田耕作有利于提高西南岩溶区土壤的固碳潜力.

关键词：土地利用变化土壤团聚体土壤有机碳(SOC) 稳定性岩溶区

不同土地利用方式对岩溶区土壤有机碳组分稳定性的影响

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环境科学 2024年第1期45卷 335-342页

作者：陈坚淇贾亚男贺秋芳江可陈畅叶凯西南大学地理科学学院岩溶环境重庆市重点实验室重庆400715

土壤有机碳的组分及其稳定机制是深入了解陆地碳汇能力的关键,岩溶生态系统中土壤有机碳稳定性在很大程度上影响土壤固碳能力.为了解人类活动对岩溶区土壤有机碳稳定性的影响,选取重庆市中梁山岩溶槽谷区为例,分层采集了4种典型土地利... 详细信息

土壤有机碳的组分及其稳定机制是深入了解陆地碳汇能力的关键,岩溶生态系统中土壤有机碳稳定性在很大程度上影响土壤固碳能力.为了解人类活动对岩溶区土壤有机碳稳定性的影响,选取重庆市中梁山岩溶槽谷区为例,分层采集了4种典型土地利用方式(混交林、竹林地、荒草地和耕地)的土壤样本,分析不同土地利用方式下总有机碳(TOC)、重组有机碳(HFOC)、轻组有机碳(LFOC)、活性有机碳(LOC)、惰性有机碳(ROC)的分布特征,运用结构方程模型定量分析土地利用方式对土壤有机碳组成的影响及其稳定性的影响,为岩溶区土壤碳汇评估和土壤质量保护提供基础数据.结果表明:岩溶区不同土地利用方式下的各有机碳组分均出现明显的表聚现象,表层有机碳组分含量是底层的1.2倍;应用土壤惰性有机碳指数(ROCI)指示土壤有机碳稳定性,其变化区间为33.9%~64.5%,其中混交林最高为64.5%~66.3%,耕地最低为33.8%~39.6%.岩溶区惰性有机碳含量和ROCI表明,人类农业耕作活动引起土壤有机碳含量减少和土壤物理结构被破坏,导致土壤有机质分解和周转速率加快;影响岩溶区土壤稳定性的最重要因素是土壤pH,耕作活动引起土壤pH降低,减少了土壤微生物活性,不利于土壤中惰性有机碳和土壤有机碳库的积累.

关键词：岩溶区土地利用惰性有机碳土壤有机碳稳定性结构方程模型

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济南泉域岩溶含水介质发育特征研究

济南大学学报（自然科学版） 2024年第3期38卷 280-287页

作者：王榕臻邢立亭邓兴于苗袁学圣济南大学水利与环境学院山东济南250022 山东女子学院社会与法学院山东济南250300 山东省地质矿产勘查开发局山东省第五地质矿产勘查院山东泰安271000 山东省地质矿产勘查开发局山东省地矿局岩溶塌陷防治重点实验室山东泰安271000

为了表征和刻画岩溶介质空隙结构的复杂性和非均质性,以济南泉域为例,基于岩心的计算机断层扫描图像、压汞实验结果和节理裂隙测量等数据,采用图像二值化处理、分形维数理论和数理统计方法,识别济南泉域岩溶含水介质结构特征,分析含水... 详细信息

为了表征和刻画岩溶介质空隙结构的复杂性和非均质性,以济南泉域为例,基于岩心的计算机断层扫描图像、压汞实验结果和节理裂隙测量等数据,采用图像二值化处理、分形维数理论和数理统计方法,识别济南泉域岩溶含水介质结构特征,分析含水介质岩溶发育程度及其影响因素。结果表明:研究区内炒米店组、北庵庄组和三山子组a段为岩溶发育程度相对更好的含水层组;炒米店组优势节理集中,岩溶发育优于马家沟群的;炒米店组与三山子组a段的岩溶连通性更优,储水性更好;北庵庄组、三山子组a段的分形维数均明显大于其他层组的,岩溶发育程度分形指数评价均为非常发育;北庵庄组和炒米店组岩石相对溶解度较高,三山子组a段可溶性矿物含量较多,受水流侵蚀更易发育溶蚀裂隙、溶孔或溶洞。

关键词：岩溶发育含水介质特征计算机断层扫描分形理论济南泉域

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催化法治理挥发性有机物污染的研究进展

Chinese Journal of Catalysis 2024年第6期61卷 71-96页

作者：张红红王治伟隗陆刘雨溪戴洪兴邓积光北京工业大学材料科学与工程学院区域大气复合污染防治北京市重点实验室绿色催化与分离北京市重点实验室北京100124

挥发性有机物(VOCs)具有毒性、刺激性、致癌性和致畸作用,主要来源于石油化工、制药、制鞋业、电子制造和餐饮油烟等人类活动.VOCs和NO_(x)是生成细颗粒物(PM2.5)和臭氧(O3)等二次污染物的重要前体物,严重制约了社会的可持续发展,并对... 详细信息

挥发性有机物(VOCs)具有毒性、刺激性、致癌性和致畸作用,主要来源于石油化工、制药、制鞋业、电子制造和餐饮油烟等人类活动.VOCs和NO_(x)是生成细颗粒物(PM2.5)和臭氧(O3)等二次污染物的重要前体物,严重制约了社会的可持续发展,并对人类健康构成了严重威胁.因此,治理VOCs污染对于降低环境风险至关重要.鉴于实际工况条件复杂,多种VOCs(烷烃、芳香烃、卤代烃、醛酮和醇酯等)共存,它们的极性和浓度存在差异,在催化剂上的吸附、活化和转化过程不同,因此,对催化剂高效消除多组分VOCs的能力提出了挑战.目前,在众多净化VOCs的技术中,催化氧化法因其高效率、低能耗等优势在末端污染控制中越来越受到重视.本文主要介绍了近十年来通过热催化或光热催化消除污染物的代表性研究工作.首先,系统地总结了用于热催化消除单一VOC和典型多组分VOCs(例如,医药行业:甲苯和丙酮;家具涂料行业:甲苯和异己烷等)、协同消除VOCs和NO_(x),以及VOCs资源化利用(选择催化转化VOCs为高附加值产品)而设计和制备的各种具有独特形貌和结构的过渡金属氧化物纳米催化剂、贵金属颗粒纳米催化剂、贵金属单原子催化剂等,并探讨了其氧化还原性、酸性、氧物种、载体孔结构、贵金属分散度等对催化活性和稳定性的影响机制及优化策略.其次,鉴于化石燃料的日益减少,本文还概述了光热协同催化技术,该技术结合了光催化和热催化技术,通过太阳光的光热转换,能够在较低的温度下高效催化消除VOCs,并介绍了其效率和转化机制.此外,文中还深入分析了H_(2)O,CO_(2)和SO_(2)等气体对催化稳定性的影响机制.最后,考虑到我国当前大气污染防治面临更为复杂的复合污染问题等挑战,对未来发展趋势提出了展望:(1)利用活性空间和活性位点分离策略协同催化净化VOCs和NO_(x),从而实现催化氧化和还原反应的高效进行.(2)聚焦于大气污染物和温室气体的协同处理,探究CO_(2)和VOCs协同转化的路径和效率,为减污降碳和实现碳中和提供新思路.(3)设计合成新型串联催化剂用于安全转化含CVOCs的多组分污染物,以实现VOCs污染广谱性控制.(4)发展先进的原位表征技术(如原位电子显微镜、同位素示踪技术、原位拉曼光谱、原位X射线光电子能谱等)以实时检测催化剂的原子结构变化、吸附VOCs分子降解的中间体变化等,并结合理论计算确定最优反应路径,从而指导催化剂的设计与优化.(5)深入研究外场(例如,光能、电能、磁能)耦合热催化降解VOCs的技术,以期实现反应条件更温和、反应速率更高的催化过程.综上,本文综述了通过实验和理论计算手段揭示催化剂消除VOCs污染的性能与构效关系的研究进展,系统地呈现了治理VOCs污染研究的基本逻辑和框架体系,以期为后续开发高活性、高稳定性和高选择性的催化剂及其工业化应用提供借鉴.

关键词：挥发性有机物纳米催化剂催化氧化协同催化资源化利用

Fe和Cu分子筛催化剂同时催化NO_(x)还原和N_(2)O分解

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中国环境科学 2024年第9期44卷 4826-4834页

作者：司庆宇樊星张玮航苗静文刘若雯北京工业大学区域大气复合污染防治北京市重点实验室北京100124

采用离子交换法制备了Fe-Beta和Cu-SSZ-13催化剂并采用不同混合方式制备了复合催化剂,考察了催化剂同时催化NO_(x)还原和N_(2)O分解的性能.以实现NO_(x)和N_(2)O同时高效去除、拓宽活性温度窗口为目标,优选出了上Fe下Cu分层填充、Fe-Bet... 详细信息

采用离子交换法制备了Fe-Beta和Cu-SSZ-13催化剂并采用不同混合方式制备了复合催化剂,考察了催化剂同时催化NO_(x)还原和N_(2)O分解的性能.以实现NO_(x)和N_(2)O同时高效去除、拓宽活性温度窗口为目标,优选出了上Fe下Cu分层填充、Fe-Beta和Cu-SSZ-13质量比为4:1的Fe_(0.4)Cu_(0.1)催化剂,进一步考察了进气组成对NO_(x)、N_(2)O和NH_3转化率的影响,并采用N_(2)吸脱附、XRD、NH_3-TPD、UV-Vis DRS和H_(2)-TPR等手段对催化剂理化特性进行了表征.结果表明,Cu-SSZ-13和Fe-Beta分别具有更优的催化NO_(x)还原和N_(2)O分解性能.采用Fe_(0.4)Cu_(0.1)催化剂、[NH_3]/[NO_(x)]为1时考察的温度范围内NH_3仅还原NO_(x),而N_(2)O通过分解去除,450℃时NO_(x)和N_(2)O转化率分别为93.4%和100%.高温(>350℃)下NH_3被O_(2)氧化导致NO_(x)转化率随温度升高而降低;高温(≥350℃)下N_(2)O分解形成的氧物种可使NO_(x)在进气中无O_(2)条件下实现高效还原.进气中含2%H_2O对高温(450℃)下Fe_(0.4)Cu_(0.1)表面NO_(x)的还原和NH_(3)的氧化无显著影响,但对N_(2)O的转化存在一定的可逆抑制作用.Cu-SSZ-13表面存在大量孤立的Cu^(2+)离子,可为NH_3-SCR反应提供充足的活性中心.Fe-Beta表面同时存在能够催化NO氧化的孤立Fe^(3+)离子和催化N_(2)O分解的Fe_(x)O_(y)物种.采用上Fe下Cu分层填充的混合方式时Fe-Beta表面NO氧化过程会消耗N_(2)O分解形成的氧物种,从而有利于低温(≤450℃)下N_(2)O的转化.但由于N_(2)O分解的温度范围内NO_(x)转化率本身较高,NO氧化对于脱硝的促进作用不显著.

关键词： NO_(x)还原 N_(2)O分解 Fe-Beta Cu-SSZ-13 复合催化剂

粤港澳大湾区岩溶水源地塌陷监测预警与安全开采

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中国地质 2024年

作者：贾龙蒙彦雷明堂赵良杰王忠忠韩庆定石小龙戴建玲李录娟殷仁朝潘宗源吴远斌周富彪广东省地质调查院广州市地质调查院广东省佛山地质局自然资源部广西岩溶动力学重点实验室中国地质科学院岩溶地质研究所中国地质调查局岩溶塌陷防治技术创新中心

【研究目的】目前粤港澳大湾区水资源供求日益趋紧，且水源供给以地表水为主，类型单一。而作为优质应急地下水来源的岩溶水源地，面临着岩溶塌陷的风险，因此有必要开展相应的用水安全研究。【研究方法】在水文地质、工程地质条件调查... 详细信息

【研究目的】目前粤港澳大湾区水资源供求日益趋紧，且水源供给以地表水为主，类型单一。而作为优质应急地下水来源的岩溶水源地，面临着岩溶塌陷的风险，因此有必要开展相应的用水安全研究。【研究方法】在水文地质、工程地质条件调查的基础上，针对粤港澳大湾区岩溶水源地，进行岩溶塌陷易发性评价。以控制岩溶地面塌陷风险为目标，建立多参数监测预警体系，探讨岩溶塌陷预警阈值，建设监测预警示范站。【研究结果】广州、肇庆、深圳、江门和惠州5个城市的7个岩溶水源地位于岩溶塌陷易发区，都面临着抽取地下水引发岩溶塌陷风险。建立以地下水“水位和水质”为约束条件的岩溶水源地开采方法流程，通过地下水水位降深，水位降速，地下水浊度和水化学特征4个指标的监测，实现岩溶塌陷多参数监测预警，可优化粤港澳大湾区应急岩溶地下水水源地安全开采。【结论】岩溶水源地为粤港澳大湾区优质应急水源地，在基于岩溶塌陷多参数监测预警体系控制的合理开采下，可为珠三角以及港澳供水安全提供保障。

关键词：粤港澳大湾区岩溶水水源地岩溶塌陷安全开采量水文地质调查工程

饲料中单独或联合添加乳酸菌对大口黑鲈生长及免疫性能的影响

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水生生物学报 2024年第9期48卷 1494-1501页

作者：赵亚选宋雨明周建平赵燕陈红菊季相山山东农业大学农业农村部非粮饲料资源高效利用重点实验室(部省共建)泰安271018 山东农业大学山东省动物生物工程与疾病防治重点实验室泰安271018 泰安市岱岳区农业技术推广中心泰安271000

试验旨在分析在饲料中单独或联合添加2种乳酸菌对大口黑鲈生长速度和免疫性能的影响,试验共分为4组:C0组作为对照,使用基础饲料;T1、T2和T3组则分别在基础饲料中添加了1.0×10^(8) CFU/g的植物乳杆菌LP-37、1.0×10^(7) CFU/g的戊糖片球... 详细信息

试验旨在分析在饲料中单独或联合添加2种乳酸菌对大口黑鲈生长速度和免疫性能的影响,试验共分为4组:C0组作为对照,使用基础饲料;T1、T2和T3组则分别在基础饲料中添加了1.0×10^(8) CFU/g的植物乳杆菌LP-37、1.0×10^(7) CFU/g的戊糖片球菌PP-23,以及两者按此浓度组合的混合益生菌。每个实验组均设置了3个重复,每个重复包含50尾大口黑鲈,养殖周期为6周。结果显示:T1、T2、T3组的大口黑鲈在终末体重、增重率和特定生长率方面均显著优于C0组(P<0.01),并且在饵料系数方面,T1至T3组均显著低于C0组(P<0.05)。其中,T3组,在促生长方面效果最为显著。在肠道组织形态方面,T1和T3组绒毛高度均极显著高于C0组(P<0.01),T3组绒毛宽度显著高于C0、T1和T2组(P<0.05),各试验组肌层厚度均极显著高于C0组(P<0.05)。各试验组均能提高大口黑鲈血清中碱性磷酸酶、酸性磷酸酶和总超氧化物歧化酶的活性,及肠道中胃蛋白酶、α-淀粉酶和脂肪酶的活性,并且与促生长结果类似,T3组提升的幅度最大。与C0组相比,T1—T3组大口黑鲈脾脏和头肾中IL-1β、IL-8、TNF-α、IFN-γ等基因表达量显著降低(P<0.05),IL-10、TGF-1β等基因表达量显著提高(P<0.05),其中,T3组效果最显著。综上所述,饲料中添加LP-37和PP-23能显著提高大口黑鲈的生长性能、血清和肠道中酶活性,增强抗炎因子的表达,降低促炎因子的表达,显著改善肠道形态,且联合添加组优于单一添加组。

关键词：植物乳杆菌戊糖片球菌大口黑鲈生长性能免疫性能

筛查持久性、生物蓄积性有毒化学品的环境计算毒理学:进展与展望

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科学通报 2024年第6期69卷 688-702页

作者：王浩博陈景文马芳芳朱明华苏利浩刘文佳张煜轩大连理工大学环境学院大连市化学品风险防控及污染防治技术重点实验室工业生态与环境工程教育部重点实验室大连116024

筛查有害化学物质,有助于源头防控化学品的风险,防范化学品成为新污染物.具有环境持久性(P)、生物蓄积性(B)的有毒(T)化学品,是典型的有害化学物质.高的环境持久性,容易导致化学品在环境中积累,导致其高环境暴露浓度.高生物蓄积性的化学... 详细信息

筛查有害化学物质,有助于源头防控化学品的风险,防范化学品成为新污染物.具有环境持久性(P)、生物蓄积性(B)的有毒(T)化学品,是典型的有害化学物质.高的环境持久性,容易导致化学品在环境中积累,导致其高环境暴露浓度.高生物蓄积性的化学品,容易在生物体内具有高的内暴露浓度.毒性则直接决定化学品的环境风险.本文综述了化学品P,B,T属性值的环境计算毒理学预测方法和模型,以及基于机器学习的PBT化学品的集成筛查技术,展望了机器学习算法在化学品P,B,T属性值预测、PBT化学品的集成筛查方面的应用前景.融合机器学习等技术,环境计算毒理学有望从化学品P,B,T属性值预测、有害化学品筛查、替代化学品设计的角度,助力化学品风险管理和新污染物治理.

关键词：新污染物风险防控源头治理化学品管理机器学习

邢台氨减排对京津冀PM_(2.5)改善的溢出效益

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环境科学 2024年第4期45卷 1994-2002页

作者：边泽君闻超玉郎建垒范晓菡夏祥晨周颖北京工业大学环境与生命学部区域大气复合污染防治北京市重点实验室北京100124

氨减排会对周边大气PM_(2.5)污染改善带来潜在的溢出效益,但尚缺乏对其规律的探究.利用WRF-CAMx-PSAT模型模拟量化了典型城市(邢台)NH_(3)减排对周边地区大气PM_(2.5)浓度降低的溢出效益,探究了其在不同季节与不同NH_(3)减排比例下、对P... 详细信息

氨减排会对周边大气PM_(2.5)污染改善带来潜在的溢出效益,但尚缺乏对其规律的探究.利用WRF-CAMx-PSAT模型模拟量化了典型城市(邢台)NH_(3)减排对周边地区大气PM_(2.5)浓度降低的溢出效益,探究了其在不同季节与不同NH_(3)减排比例下、对PM_(2.5)及其二次无机化学组分随距离变化的响应规律.结果表明:(1)NH_(3)减排在不同减排比例下对周边城市的PM_(2.5)及其二次组分均存在溢出效益,其效益随周边受体城市与减排城市相对距离的增加呈显著的指数下降的趋势;(2)在1月的溢出效益远高于7月,1月在不同减排比例下京津冀PM_(2.5)浓度下降值约为7月的7.4倍;(3)各组分溢出范围随着减排比例的增加不断扩大,NH_(4)^(+)和SO_(4)^(2-)的溢出最远距离呈指数趋势上升,NO_(3)^(-)的溢出最远距离呈线性趋势上升;(4)NO_(3)^(-)、NH_(4)^(+)和SO_(4)^(2-)的溢出范围及浓度变化随着减排比例的增加不断上升,其中NO_(3)^(-)溢出范围最远约为NH_(4)^(+)和SO_(4)^(2-)的3.6倍和3.4倍,浓度变化最大约为NH_(4)^(+)和SO_(4)^(2-)的2.6倍和7.3倍.

关键词： NH_(3)减排溢出效益 WRF-CAMx-PSAT模型大气污染京津冀