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森林凋落叶释放挥发性有机物对土壤水溶性有机碳含量的影响研究

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黑龙江环境通报 2025年第01期 47-49页

作者：李春燕合肥市环境保护科学研究所

土壤水溶性有机碳是土壤微生物可以直接进行利用的有机碳源，在为土壤提供养分以及元素在土壤中的循环、迁移和转化过程中发挥重要作用。影响土壤水溶性有机碳含量的因素有很多，本文主要研究森林凋落叶释放的挥发性有机物对土壤水溶性... 详细信息

土壤水溶性有机碳是土壤微生物可以直接进行利用的有机碳源，在为土壤提供养分以及元素在土壤中的循环、迁移和转化过程中发挥重要作用。影响土壤水溶性有机碳含量的因素有很多，本文主要研究森林凋落叶释放的挥发性有机物对土壤水溶性有机碳含量的影响。通过在实验室模拟森林凋落叶释放挥发性有机物，利用顶空/气相色谱—质谱法检测凋落叶释放挥发性有机物的种类和含量，设置土壤含水率分别为10%、20%和30%的实验组，每组中设置不加入凋落叶的对照组，并利用TOC仪测量土壤水溶性有机碳的含量，对获得数据进行处理研究，得出的实验结果对这一方向的研究起到参考作用。

关键词：森林凋落叶土壤水溶性有机碳挥发性有机物 TOC仪顶空/气相色谱质谱联用

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聚乙二醇/粉煤灰定形相变材料的制备与性能

功能材料 2025年

作者：闫贞玮高建明马舒佳郭彦霞山西大学资源与环境工程研究所国家环境保护煤炭废弃物资源化高效利用重点实验室

传统模板法制备介孔硅基材料存在合成工艺复杂、成本高昂的问题。本研究以粉煤灰为原料,采用矿相活化和酸刻蚀两步法合成了一种介孔硅基材料,工艺简单且能耗低。以聚乙二醇（PEG）为相变材料,通过真空浸渍法制备了定形复合相变材料。利... 详细信息

传统模板法制备介孔硅基材料存在合成工艺复杂、成本高昂的问题。本研究以粉煤灰为原料,采用矿相活化和酸刻蚀两步法合成了一种介孔硅基材料,工艺简单且能耗低。以聚乙二醇（PEG）为相变材料,通过真空浸渍法制备了定形复合相变材料。利用扫描电子显微镜（SEM）、傅立叶变换红外光谱（FT-IR）、X射线衍射仪（XRD）、热重（TG）对所制备的材料成分、形貌和热性能等进行了表征。BET测试表明这种介孔硅基材料比表面积可达492 m2/g,孔容为0.42 cm3/g。复合相变材料在105℃下仍然可以保持固体形状,PEG4000的最大质量负载量为61.69%,熔融相变焓为57 J/g。实验表明所制备的定形复合相变材料具有良好的储热性能和热稳定性能,粉煤灰基复合相变材料是一种很有潜力的绿色环保的热能储存材料。

关键词：活化酸处理二氧化硅基孔材料定形复合相变材料焓

城镇生活污水厂CO2释放过程中碳同位素组成变化

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环境工程技术学报 2025年

作者：刘建华吴洋洋刘健刘运涛平顶山市生态环境宣传和技术中心河南省第五地质勘查院有限公司中国石化集团新星石油有限责任公司

生活污水中含有大量有机质，污水处理过程中有机质降解产生大量CO2，是大气CO2重要的源，借助溶解性无机碳碳同位素组成(δ13C-DIC)能够有效阐明水体有机质降解机理和释放CO2过程。但污水厂污水处理过程中的δ13C-DIC变化以及碳同位素... 详细信息

生活污水中含有大量有机质，污水处理过程中有机质降解产生大量CO2，是大气CO2重要的源，借助溶解性无机碳碳同位素组成(δ13C-DIC)能够有效阐明水体有机质降解机理和释放CO2过程。但污水厂污水处理过程中的δ13C-DIC变化以及碳同位素分馏情况尚不明确。选择某生活污水处理厂作为研究对象，在污水处理厂不同处理单元采集污水样品，借助溶解性无机碳碳同位素技术和瑞利分馏模型，判断碳同位素分馏机制及CO2释放过程。结果表明：1)污水厂进水的溶解性无机碳（DIC）部分来自于碳酸盐岩溶解，DIC浓度〔（7.62±0.16）mmol/L〕在全处理流程最高，方解石饱和指数最大（0.404）且趋于沉淀，随污水处理过程方解石趋于溶解方向；2)出水δ13C-DIC（均值为-10.45‰±0.28‰）最高，进水δ13C-DIC（均值为-12.40‰±1.07‰）并非最低，但高于生物处理区（厌氧、缺氧区和好氧池），是由于有机质降解和方解石溶解产生并释放CO2，导致生物处理区污水DIC浓度降低，污水DIC来自有机质降解产生的溶解CO2占比增高，以及污水δ13C－DIC明显降低；3)从好氧区开始，有机物在好氧细菌的作用下快速消耗，CO2大量逸出，DIC浓度显著降低，导致水体δ13C-DIC升高并伴随着强烈的同位素分馏过程，通过计算得到碳同位素分馏系数(αCO2-H2CO3)为0.992 7。研究结果可为优化城镇生活污水厂碳排放核算提供支撑。

关键词：生活污水处理厂 CO 排放碳同位素同位素分馏瑞利分馏模型

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空气中14C测量不确定度评定

核电子学与探测技术 2025年

作者：保莉郭琛杨有坤刘娟娟马旭媛刘王东中国辐射防护研究院国家环境保护辐射环境与健康重点实验室

基于空气中14C测量的方法原理，从模型建立、分析不确定度的来源、不确定度分量的定量、计算合成相对标准不确定度的角度出发，评定了空气中14C测量的不确定度。结果表明，空气中14C测量的相对扩展不确定度为11.8%（k=2）。空气中14C测... 详细信息

基于空气中14C测量的方法原理，从模型建立、分析不确定度的来源、不确定度分量的定量、计算合成相对标准不确定度的角度出发，评定了空气中14C测量的不确定度。结果表明，空气中14C测量的相对扩展不确定度为11.8%（k=2）。空气中14C测量的不确定度主要来源于取样体积、效率刻度所用标准物质的活度浓度和本底样品的液闪计数。通过提高采样体积计量的精度、样品多次测量等手段可以降低空气中14C测量的不确定度。

关键词：空气 C 不确定度

不同土壤及水分对稳定型尿素硝酸铵溶液调控氮素的影响及其肥效研究

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核农学报 2025年第2期39卷 404-413页

作者：张迪杜连凤魏丹金梁丁建莉王磊董淑祺肖强北京市农林科学院植物营养与资源环境研究所北京100097

为验证稳定型尿素硝酸铵溶液(YUAN,脲酶、硝化抑制剂用量均占UAN的0.06%)在夏玉米栽培中的应用效果,采用室内培养与田间试验,探究不同土壤[褐土(S1)和红壤(S2)]、不同土壤田间持水量[40%(W1)、60%(W2)和80%(W3)]以及夏玉米种植条件下[... 详细信息

为验证稳定型尿素硝酸铵溶液(YUAN,脲酶、硝化抑制剂用量均占UAN的0.06%)在夏玉米栽培中的应用效果,采用室内培养与田间试验,探究不同土壤[褐土(S1)和红壤(S2)]、不同土壤田间持水量[40%(W1)、60%(W2)和80%(W3)]以及夏玉米种植条件下[不施氮(CK)、追施普通尿素(CN)、优化CN(CNU)、追施普通尿素硝酸铵溶液(UAN)、追施稳定型尿素硝酸铵溶液(UANa和UANb)],稳定型尿素硝酸铵溶液(YUAN)对其所含氮素的调控效果及肥效。结果表明,YUAN处理下,土壤铵态氮含量平均上升和下降速率均慢于UAN处理,铵态氮含量在下降期内显著高于UAN处理。铵态氮含量在S1中的平均上升速率(41.63 mg·kg^(-1)·d^(-1))和下降速率(25.50 mg·kg^(-1)·d^(-1))均大于在S2中的平均上升速率(35.79 mg·kg^(-1)·d^(-1))和下降速率(16.74 mg·kg^(-1)·d^(-1)),0~56 d内二者铵态氮含量整体达到显著差异,说明YUAN的氮素在S2中转化的慢,其对氮素的调控效果更佳。在W1、W2和W3土壤田间持水量条件下,0~91 d内YUAN处理铵态氮含量整体显著高于UAN处理,土壤硝态氮含量峰值出现的时间分别为7、91和21 d(分别为933.70、1128.80和1507.10 mg·kg^(-1)),说明W2田间持水量条件下YUAN调控氮素的效果较优。与CN相比,UANa处理玉米产量提升690 kg·hm^(-2),增产率为8.73%,氨挥发减少67.10%。与UAN相比,UANa处理玉米产量提升779 kg·hm^(-2),增产率为9.97%,氨挥发减少60.64%。在0~20 cm土层内,硝态氮含量以CN和UANa处理较高,二者之间差异不显著,但显著高于其他处理,其他处理之间差异不显著;在180~200 cm土层内,施肥处理中以UANa处理硝态氮含量最低,分别较CN、CNU、UAN和UANb处理降低46.60%、26.08%、40.59%和27.07%,其中UANa处理显著低于CN和UAN处理。本研究结果为稳定型尿素硝酸铵溶液氮肥的推广应用奠定了理论基础与技术支撑。

关键词：尿素硝酸铵溶液土壤酸碱土壤水分抑制剂夏玉米

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覆膜年限对花生田土壤微塑料赋存特征的影响

中国环境科学 2025年

作者：胡春光卜嫣茹王学霞刘君宗海英王芳丽井永苹宋宁宁青岛农业大学资源与环境学院北京市农林科学院植物营养与资源研究所山东省农业科学院农业资源与环境研究所

地膜是农田土壤中微塑料的重要来源，但有关覆膜年限对农田土壤微塑料土壤微塑料赋存特征的影响尚不清楚.本研究分析了不同覆膜年限（4～19年）对花生田土壤微塑料赋存特征的影响，结果表明:随着覆膜年限的增加，土壤中微塑料的丰度值... 详细信息

地膜是农田土壤中微塑料的重要来源，但有关覆膜年限对农田土壤微塑料土壤微塑料赋存特征的影响尚不清楚.本研究分析了不同覆膜年限（4～19年）对花生田土壤微塑料赋存特征的影响，结果表明:随着覆膜年限的增加，土壤中微塑料的丰度值呈现增长趋势，覆膜19年与覆膜4年相比，微塑料的丰度在660～3150个/kg之间变化;小粒径微塑料的丰度（＜2mm）随着覆膜年限和土壤深度的增加而增加，长期连续覆膜促使微塑料向更深层土壤渗透，具体表现在20～30cm土层中的小粒径微塑料占据了49.9%;不同覆膜年限和不同土层深度的采样点中，微塑料颜色以透明色为主，其次是黑色、绿色和紫色，而红色等其他颜色所占比例相对较低;微塑料形态类型涵盖纤维状泡沫状、薄膜状、碎片状及颗粒状，其中纤维状占据主导地位;此外，微塑料的聚合物类型呈现多样化特点，主要由PE（聚乙烯，34.2%)、PP（聚丙烯，17%)、PS（聚苯乙烯，16.3%）构成.综上，覆膜年限的增加显著影响了土壤中透明微塑料的占比，对微塑料和聚合物类型影响不显著.，这可为研究花生田土壤微塑料的赋存特征和污染防控提供一定科学依据。

关键词：农田微塑料赋存特征覆膜年限花生

平顶山煤田岩溶地热水中稀土元素的分布特征及其影响因素

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河南理工大学学报（自然科学版） 2025年第1期44卷 88-99页

作者：李延河武占辉李洁祥于振子张波王心义平顶山天安煤业股份有限公司河南平顶山467099 河南理工大学资源环境学院河南焦作454000 煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心河南焦作454000 河南理工大学矿业研究院河南焦作454000 中国平煤神马集团炼焦煤资源开发及综合利用国家重点实验室河南平顶山467099

目的为了探究华北型煤田深部岩溶地热水中稀土元素地球化学行为的指示意义,方法以平顶山煤田为例,通过野外调查取样,室内测试,再结合稀土元素配分模式分析和赋存形态模拟等手段,探究深层岩溶地热水中稀土元素(rare earth elements,REEs... 详细信息

目的为了探究华北型煤田深部岩溶地热水中稀土元素地球化学行为的指示意义,方法以平顶山煤田为例,通过野外调查取样,室内测试,再结合稀土元素配分模式分析和赋存形态模拟等手段,探究深层岩溶地热水中稀土元素(rare earth elements,REEs)的分布特征与迁移规律。结果结果表明,寒武系灰岩含水层中REEs质量浓度较低(0.054~0.244μg/L),沿径流路径呈下降趋势;稀土元素(post-archean Australian shale,PAAS)标准化配分模式表现为MREEs和HREEs相对富集,LREEs相对亏损,并且具有明显的Eu正异常和程度不一的Ce负异常,且Ce负异常程度和Eu正异常程度从补给区到排泄区呈降低趋势;水化学平衡软件MINTEQ 3.1模拟结果表明,地热水中REEs以Ln(CO_(3))^(2-)和Ln CO_(3)^(+)络合态为主,随原子序数增大或p H升高,Ln(CO_(3))^(2-)摩尔分数明显增大,而Ln CO_(3)^(+)摩尔分数依次递减,另外,地热水中还存在少量Ln SO_(4)^(+),Ln_(3)^(+),Ln HCO3^(2+),Ln F^(2+)和Ln(SO_(4))^(2-),其摩尔分数随原子序数增大依次减小,同时受地热水p H和HCO_(3)^(-),SO_(4)^(2-),F^(-)浓度共同控制;此外,岩溶地热水中还表现出明显的Y正异常和高ρ(Y)/ρ(Ho),可能与地热水富集Ca^(2+)有关。结论研究结果拓展了稀土元素在煤田水文地球化学研究中的应用,可为揭示矿区深部岩溶地热水补径排过程提供重要依据。

关键词：平顶山煤田岩溶地热水水化学稀土元素

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中国东部沙地温带稀树草原的分布与制图

中国科学:地球科学 2025年第1期 126-140页

作者：李晓雅王锋段涛杨凯捷杨斌王春梅田昕卢琦中国林业科学研究院生态保护与修复研究所中国林业科学研究院荒漠化研究所三北工程研究院生态环境部卫星环境应用中心中国科学院微电子研究所中国科学院空天信息创新研究院中国林业科学研究院资源信息研究所

稀树草原广泛分布于全球各个区域,对调节陆地净初级生产力和陆地碳循环至关重要.由于稀树草原树草混合分布使其具有较高的空间异质性,当前的全球土地覆盖分类图多将其划分为森林或草原.中国温带稀树草原覆盖面积广泛,但缺乏对其空间格... 详细信息

稀树草原广泛分布于全球各个区域,对调节陆地净初级生产力和陆地碳循环至关重要.由于稀树草原树草混合分布使其具有较高的空间异质性,当前的全球土地覆盖分类图多将其划分为森林或草原.中国温带稀树草原覆盖面积广泛,但缺乏对其空间格局和面积的认识.本研究基于中国温带稀树草原植被结构特征,参考联合国粮食及农业组织对稀树草原的定义,发展了一套融合无人机和卫星两种数据源的温带稀树草原的遥感制图新方法.利用覆盖主要稀树草原类型总面积1818ha的无人机高分辨率图像构建训练和验证数据集,集成分类和回归树算法与随机森林算法,估算了稀树草原上木本和草本植物的覆盖度,绘制了最小识别面积为0.5ha的中国东部科尔沁和浑善达克沙地温带稀树草原分布图.结果表明,新方法对稀树草原上木本和草本植物覆盖度估算均方根误差分别为10.69%和11.67%,决定系数分别为0.66和0.63.中国东部沙地温带稀树草原分布图精度评估Kappa系数为0.70,总体精度为0.88,平均精度为0.85,表明分布图具有较高的识别精度.中国东部沙地温带稀树草原集中分布于科尔沁沙地北部、浑善达克沙地中东部和大兴安岭南麓山地向平原过渡的区域,总面积为3.27×106ha.区域稀树草原类型主要为榆树稀树草原、栎树/槭树稀树草原和灌丛稀树草原.榆树稀树草原广泛分布于浑善达克沙地、科尔沁沙地东部和北部,呈条带状与流动沙丘相间分布;槭树/栎树稀树草原主要分布于科尔沁沙地北部,生长于低山丘陵;面积最大的温带稀树草原类型为灌丛稀树草原,主要分布于浑善达克沙地西部、科尔沁沙地中部和西部.本研究绘制了中国东部科尔沁、浑善达克沙地温带稀树草原空间分布图,提供了两大沙地温带稀树草原地理分布和面积的精确信息.数据成果可支撑中国温带稀树草原生态系统保护和利用、东部沙地荒漠化防治和生态系统恢复等相关科学研究和保护政策制定.研究方法为全球尺度稀树草原精细分类制图及稀树草原动态变化分析提供了新思路.

关键词：温带稀树草原无人机高分卫星木本植物覆盖度草本植物覆盖度机器学习

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聚多巴胺修饰矸石基沸石及净化含镉污水的性能与机制

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中国环境科学 2025年

作者：周育智龙林丽胡翩孙晶玉牛经纬陈敏王文硕陈孝杨安徽理工大学地球与环境学院深部煤炭安全开采与环境保护全国重点实验室浙江大学台州研究院

针对传统沸石合成成本高且表面缺乏特异性吸附位点的问题，本研究以煤矸石为研究对象，多巴胺为聚合单体，采用水热法-表面自聚合反应制备了聚多巴胺改性矸石基沸石（Zeolite@PDA）用于水中镉的高效吸附去除，通过静态吸附实验研究了改... 详细信息

针对传统沸石合成成本高且表面缺乏特异性吸附位点的问题，本研究以煤矸石为研究对象，多巴胺为聚合单体，采用水热法-表面自聚合反应制备了聚多巴胺改性矸石基沸石（Zeolite@PDA）用于水中镉的高效吸附去除，通过静态吸附实验研究了改性前后沸石的吸附性能，运用SEM-EDS和XPS表征手段揭示了其对水中Cd（Ⅱ）的吸附机制。结果表明，聚多巴胺涂层显著提高了煤矸石基沸石对Cd（Ⅱ）的吸附能力。Zeolite@PDA吸附Cd（Ⅱ）的过程更符合Langmuir吸附等温模型和准二级动力学模型，说明吸附过程是单层的化学吸附，且理论上最大吸附可达130.89 mg/g，约为矸石基沸石的2倍(qmax=66.49 mg/g)。热力学研究表明Zeolite@PDA吸附Cd（Ⅱ）是自发、吸热且固液界面紊乱度增加的过程。SEM-EDS和XPS表征显示，Zeolite@PDA对Cd（Ⅱ）的去除机理包括沸石中Na+与Cd（Ⅱ）的离子交换反应和聚多巴胺涂层官能团与Cd（Ⅱ）的表面络合作用。研究成果符合“绿色化学”、“以废治废”理念，Zeolite@PDA非常适合用于镉污染水体的治理。

关键词：煤矸石沸石镉吸附性能吸附机制