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海产养殖水体中复杂组分致光催化剂杀菌失活的机理研究

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生态环境学报 2025年第1期34卷 89-98页

作者：王艺霓蔡仪威孙彤李桂英 Wonyong Choi 安太成广东工业大学环境科学与工程学院/广东工业大学环境健康与污染控制研究院/环境催化与健康风险控制重点实验室/粤港澳污染物暴露与健康联合实验室广东广州510006

光催化技术在养殖水体净化方面具有很好的应用前景。然而,海水水产养殖水体组分复杂,造成光催化剂失活的机理鲜有研究。以典型近海养殖水体为研究对象,重点探讨以腐殖酸为典型天然有机物(NOM)组分,以细菌和真菌作为主要微生物,对光催化... 详细信息

光催化技术在养殖水体净化方面具有很好的应用前景。然而,海水水产养殖水体组分复杂,造成光催化剂失活的机理鲜有研究。以典型近海养殖水体为研究对象,重点探讨以腐殖酸为典型天然有机物(NOM)组分,以细菌和真菌作为主要微生物,对光催化剂TiO_(2)纳米管杀菌失活的影响机制进行研究。发现在汕头海水养殖水体中,0-8 h细菌(k=0.23 h^(-1))和真菌(k=0.32 h^(-1))具有较高的杀菌效率,在8-24 h阶段细菌杀菌效率(k=0.03 h^(-1))开始下降,在湛江海水养殖水体中也观察到同样的趋势;在珠海海水养殖水体中,前0-8h对细菌(k=0.14h^(-1))有较高的杀灭效率,在0-6h内对真菌也具备较高的杀灭效率(k=0.24 h^(-1)),细菌和真菌分别在8 h和6 h时杀菌效率变化明显。并且3个地点的水样分别在杀菌48、48、8h后菌体数量呈现增长的现象,这可能与菌体的VBNC状态有关。同时,通过微生物多样性测定发现在海水养殖水体中假单胞菌为优势菌种;衣原体,支原体和军团菌3种细菌菌属在杀灭过程中细菌的占比减少程度最大。通过使用稳态瞬态荧光光谱仪结合PARAFAC和荧光区域积分法(FRI)得到3个不同地区水体样品的腐殖酸的降解程度均在40%以上;最后通过ATR-FTIR、SEM-EDS等实验表征,验证了在杀菌过程中,腐殖酸中间产物以及菌体破裂泄漏的生物分子附着在TiO_(2)纳米管表面并堵塞部分微孔,堵塞了催化剂表面的活性位点,致使光催化剂加速失活。对光催化技术应用于环境复杂水体处理中的失活现象和机理进行研究,可填补此领域的空白。

关键词：光催化剂失活 TiO_(2)催化剂海水养殖水体微生物灭活腐殖质

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减压汇流式PRB污染物迁移阻控性能研究

中国环境科学 2025年第2期45卷 829-840页

作者：郑凯旋李义豪李富丽陈平区杰泳雷蕾陈岩贽王炜丁洁彭香琴刘娜温勇刘晓文王洪涛生态环境部华南环境科学研究所国家环境保护环境污染健康风险评价重点实验室广东广州510655 暨南大学生命科学技术学院广东广州510632 广东工业大学环境科学与工程学院广东广州510006 清华大学环境学院北京100084

减压汇流式渗透性反应墙(PC-PRB)是一种绿色可持续的地下水原位修复技术.本研究基于地下水运动和污染物迁移数学模型,创新性地提出网格自适应细化算法,并开发了基于此算法的污染物对流-弥散数值模拟软件PRB-Trans;利用PRB-Trans解析了... 详细信息

减压汇流式渗透性反应墙(PC-PRB)是一种绿色可持续的地下水原位修复技术.本研究基于地下水运动和污染物迁移数学模型,创新性地提出网格自适应细化算法,并开发了基于此算法的污染物对流-弥散数值模拟软件PRB-Trans;利用PRB-Trans解析了减压汇流过程对PC-PRB污染物捕集性能的影响规律;在给定模拟污染源条件下,与连续式PRB(C-PRB)相比,PC-PRB所需的PRB长度L_(PRB)和PRB高度H_(PRB)分别减少40.0%和70.0%;PC-PRB平面和剖面污染物处理效率分别增加102.9%和348.3%.影响因素探究结果表明,随着导水管长度L_(p)的增加,PC-PRB所需的L_(PRB)和H_(PRB)减少,但减少幅度逐渐降低,同时,PRB厚度H_(PRB)显著增加,导致PRB填料体积增大.为避免此情况出现,建议L_(p)/L_(PRB)比值小于2.此外,由于减压汇流井的混合调配功能和缓冲层的均匀布水功能,PC-PRB可有效解决C-PRB填料利用率低和局部击穿等问题,显示出其在地下水修复领域的应用潜力.

关键词：渗透性反应墙减压汇流污染物迁移阻控数值模拟影响因素分析

分子构型对微生物胞外聚合物γ-聚谷氨酸絮凝Zn2+的作用

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环境科学学报 2025年第1期45卷 50-59页

作者：蔡星语刘亚敏谢小保施庆珊王玲玲王进合肥工业大学资源与环境工程学院合肥230009 合肥工业大学纳米矿物与污染控制安徽省高等学校重点实验室合肥230009 广东省科学院微生物研究所华南应用微生物国家重点实验室广东省菌种保藏与应用重点实验室广州510070

微生物分泌的胞外聚合物(EPS)与重金属的结合在微生物生存、废水处理和生物修复等方面起到重要作用.然而,EPS的分子结构特征以及这些特征与EPS-重金属络合物的“溶液-絮体”转变过程和机制之间的关系尚不清楚.本研究对微生物胞外聚合物... 详细信息

微生物分泌的胞外聚合物(EPS)与重金属的结合在微生物生存、废水处理和生物修复等方面起到重要作用.然而,EPS的分子结构特征以及这些特征与EPS-重金属络合物的“溶液-絮体”转变过程和机制之间的关系尚不清楚.本研究对微生物胞外聚合物γ-聚谷氨酸(γ-PGA)与Zn^(2+)形成溶解状态络合物γ-PGA-Zn的二级结构含量、吸附量、Zeta电势、化学键合方式进行了表征,并结合Zn^(2+)和Pb^(2+)共存状态下γ-PGA-重金属离子(γ-PGA-M)的“溶液-絮体”转变过程,明确了分子构型变化在絮凝机制中的重要作用.本文将γ-PGA的絮凝机理扩展到了分子构型水平,为理解γ-PGA在微生物生存、废水处理、生物修复等方面发挥的重要作用提供理论依据,并为γ-PGA及其衍生物、产γ-PGA微生物应用于重金属离子去除和生物修复提供理论指导.

关键词：微生物胞外聚合物 γ-聚谷氨酸分子构型双核双齿化学键合

多溴联苯醚和羟基多溴联苯醚对斑马鱼（Danio rerio）胚胎的急性毒性预测

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环境科学学报 2025年第2期45卷 506-513页

作者：李滨张梦涛史江红项雪玲葛卉张家玮陶寰宇哈尔滨工业大学环境学院南方科技大学环境科学与工程学院广东省土壤与地下水污染防控及修复重点实验室

多溴联苯醚（Polybrominated diphenyl ethers,PBDEs）和羟基多溴联苯醚（Hydroxylated polybrominated diphenyl ethers,OH-PBDEs）因其潜在环境健康风险受到广泛关注，且具有内分泌干扰毒性、神经毒性和细胞毒性等，但目前有关PBDEs和OH-PBDEs的毒性数据仍比较缺乏.急性毒性试验通常具有较高的实验重复性和可靠性，可以在较短的时间内获得初步的毒性评价结果.本研究采用半静态生物急性毒性试验，测定了3种自主合成OH-PBDEs（3,5-diOH-BDE-17、3,5-diOH-BDE-51和3,5-diOH-BDE-100）对斑马鱼胚胎的急性毒性数据，分别为2.38、3.23和3.40 mg·L-1.进一步综合收集了PBDEs、OH-PBDEs和溴苯酚（Bromophenols,BPs）对斑马鱼（Danio rerio）胚胎的急性毒性数据与其对应的分子描述符，通过多元线性逐步回归分析构建了定量构效关系（Quantitative structure-activity relationship,QSAR）模型：pLC50=0.20×log KOW-0.01×HOF-1.42×ELUMO-0.35.模型的评价参数（R2=0.91,F=46.90,MAE=0.32,p研究构建的QSAR模型具有较好的稳定性、鲁棒性和适用性.模型包含的分子描述符分别为辛醇/水分配系数(log KOW)、生成热（HOF）和分子最低未占轨道能(ELUMO)，表明PBDEs、OH-PBDEs和BPs的疏水性和亲电性是影响其毒性的主要因素.本研究构建的QSAR模型可以用于PBDEs和OH-PBDEs对斑马鱼胚胎急性毒性的预测，并能够为该类物质的生态风险评估提供数据支撑.

关键词：多溴联苯醚羟基多溴联苯醚斑马鱼胚胎急性毒性定量构效关系

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2000-2022年珠三角城市群PM_(2.5)与O_(3)时空分布特征及其影响因素

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生态环境学报 2025年第2期34卷 268-278页

作者：翁雷霆王鹏肖荣波白晋晶钟俊宏广东工业大学环境科学与工程学院广东广州510006 广东工业大学建筑与城市规划学院广东广州510006 广东财经大学地理与环境经济学院广东广州510320

掌握PM_(2.5)和O_(3)复合污染的时空特征,对于支撑新形势下PM_(2.5)与O_(3)污染的协同控制具有重要意义。利用Mann-Kendall趋势和小波分析法分析了珠三角城市群2000-2022年PM_(2.5)和O_(3)数据,探讨了PM_(2.5)和O_(3)的变化趋势、周期... 详细信息

掌握PM_(2.5)和O_(3)复合污染的时空特征,对于支撑新形势下PM_(2.5)与O_(3)污染的协同控制具有重要意义。利用Mann-Kendall趋势和小波分析法分析了珠三角城市群2000-2022年PM_(2.5)和O_(3)数据,探讨了PM_(2.5)和O_(3)的变化趋势、周期、时空特征及其影响因素。结果表明:2000-2022年,珠三角地区PM_(2.5)浓度呈下降趋势,但O_(3)浓度呈升高趋势;珠三角PM_(2.5)和O_(3)浓度具有显著的季节性,PM_(2.5)污染主要发生在冬季,而夏季浓度相对较低;O_(3)污染则在秋季较严重,冬季浓度最低。PM_(2.5)和O_(3)浓度变化存在10个月左右的周期,在较短时间尺度上呈正相关,长时间尺度上为负相关,表明在年尺度上具有关联性。珠三角人口、GDP、温度、湿度等与PM_(2.5)浓度呈现较强的负相关,但与O_(3)浓度变化呈正相关,表明珠三角推行的节能减排政策对于PM_(2.5)污染控制具有明显效果,但是O_(3)污染问题应引起重视。低温有利于PM_(2.5)生成,高温有利于O_(3)生成;相对湿度太大时,PM_(2.5)浓度随相对湿度的升高而降低;风速越低越不利于PM_(2.5)和O_(3)扩散,其浓度越高。PM_(2.5)-O_(3)的协同污染控制需要综合考虑自然和社会因素影响。

关键词：大气污染 PM_(2.5) O_(3) 时空分布特征影响因素治理

京津冀地区典型石化园区VOCs排放特征及影响评价

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中国环境科学 2025年

作者：张香蕊魏巍李国昊白画画刘晓宇吕喆北京工业大学环境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

本研究以京津冀地区某石化园区为研究对象，选取园区内5个代表性点位进行采样并分析，识别了该区域内85种挥发性有机物（VOCs）的排放特征，评估其对环境及健康的影响.研究发现，五个点位总挥发性有机化合物（TVOCs）浓度为546.0-4472.2... 详细信息

本研究以京津冀地区某石化园区为研究对象，选取园区内5个代表性点位进行采样并分析，识别了该区域内85种挥发性有机物（VOCs）的排放特征，评估其对环境及健康的影响.研究发现，五个点位总挥发性有机化合物（TVOCs）浓度为546.0-4472.2 μg/m3，烷烃和烯烃是主要组成部分，芳香烃和卤代烃次之.对比各站点VOCs组分的日变化发现谷峰出现的时间有所差异，且各站点的特征污染物不同，合成橡胶区OFP最高(13239.8 μg/m3)，烯烃对O3的贡献最高（62.8%-90.5%），其次是烷烃（3.8% - 34.8%）和芳香烃（2.2%-22.1%）.除此之外，仅合成橡胶区发生恶臭污染，1，3-丁二烯（0.68）、正己烷（0.30）等是产生恶臭的主要VOCs物种，且通过使用US EPA方法计算健康风险，合成橡胶区域高于其他点位.研究结果为石化园区VOCs的排放控制以及保护人群身体健康方面提供了科学依据.

关键词：挥发性有机化合物(VOCs) 石化行业臭氧生成潜势恶臭污染健康风险

矿集区蚯蚓体内有毒元素暴露特征及DNA甲基化毒性效应

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环境科学学报 2025年

作者：吕小梅吴俊东王向阳林烁兰善红余应新胡俊杰东莞理工学院生态环境与建筑工程学院广东工业大学环境科学与工程学院

DNA甲基化通过调节基因与蛋白的相互作用，调控基因组的表达与沉默，是污染物对人体及环境生物的重要表观遗传毒性效应.为探讨矿集区陆生典型生物蚯蚓的有毒元素（potentially toxic elements,PTEs）暴露特征及其对基因组DNA甲基化的影... 详细信息

DNA甲基化通过调节基因与蛋白的相互作用，调控基因组的表达与沉默，是污染物对人体及环境生物的重要表观遗传毒性效应.为探讨矿集区陆生典型生物蚯蚓的有毒元素（potentially toxic elements,PTEs）暴露特征及其对基因组DNA甲基化的影响，本研究采集了江西省德兴矿集区的土壤和蚯蚓样品，分析了锰（Mn）、铜（Cu）、锌（Zn）、镍（Ni）、铬（Cr）、镉（Cd）、铅（Pb）和砷（As）等8种PTEs的含量，以及蚯蚓体内基因组DNA甲基化特征.结果表明，土壤与蚯蚓体内Mn的浓度最高，其次是Zn、Pb、Cr、Cu、As和Ni,Cd的浓度最低，土壤中各PTEs浓度是当地土壤背景值的1.93～19.26倍.蚯蚓体内与土壤中Ni、Cr、Cd、Pb和As的浓度呈显著正相关关系（p物蚯蚓是矿集区PTEs暴露的表观遗传毒性的有前途的哨兵生物，可以在评估PTEs对陆生生态系统风险和制定合理的控制措施方面发挥重要作用.

关键词：表观遗传效应有毒元素相关性蚯蚓哨兵生物

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工业园区地下水重金属污染特征及来源解析

环境科学研究 2025年

作者：朱素芳张秋华许冠英任衍燕苏耀明潘泽文曹英杰广东省佛山生态环境监测站生态环境部华南环境科学研究所(生态环境部生态环境应急研究所) 中山大学环境科学与工程学院中山大学广东省环境污染控制与修复技术重点实验室

珠三角地区是我国经济最活跃的地区之一，企业数量众多、工业园区分布范围广。早期企业排污的不规范导致园区普遍存在地下水重金属污染问题，成为当前珠三角地下水管控的重点关注领域，亟需开展相关污染源解析工作，为地下水管控提供科... 详细信息

珠三角地区是我国经济最活跃的地区之一，企业数量众多、工业园区分布范围广。早期企业排污的不规范导致园区普遍存在地下水重金属污染问题，成为当前珠三角地下水管控的重点关注领域，亟需开展相关污染源解析工作，为地下水管控提供科学依据。据此，以全国重要的制造业重镇佛山市的某工业园区为研究对象，运用氢氧稳定同位素及氡放射性同位素示踪技术，结合化学计量分析、多元统计分析和受体模型法，对该工业园区地下水的水力联系、水化学和重金属污染成因及其来源解析展开研究。结果表明：①园区地下水主要来自于大气降水入渗补给；园区含水层存在空间非均质性，中部偏东地下水“分水岭”导致东西两侧地下水水力联系较弱。②园区地下水背景水化学类型为HCO3-Ca型，西侧污染点位水化学类型变为Na-Cl型，东侧污染点位则为SO4-Na型。随水化学类型不同，重金属特征污染物也存在差异，西侧点位主要表现为Al、Ni和Cu污染，东侧点位表现为Fe、Mn、Ni、Cd、Pb和Al污染。③主成分分析和化学质量平衡模型来源解析表明，园区大部分非污染点位重金属来自于地质背景，园区东西两侧地下水水力联系较弱，揭示两侧重金属污染分别来自不同来源。研究显示，受水文地质条件和污染源空间分布影响，珠三角工业园区重金属污染具有极强的空间异质性，水化学、同位素和受体模型等多手段综合为地下水溯源工作提供了新方法和新思路。

关键词：工业园区地下水重金属污染特征来源解析

电镀工业污染土壤中PFASs的污染特征及健康风险

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中国环境科学 2025年第2期45卷 925-934页

作者：马琳王观送姜林夏天翔张文毓钟茂生梁竞李吉鸿杨硕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污染场地风险模拟与修复北京市重点实验室北京100037 首都师范大学资源环境与旅游学院北京100048

电镀工业是环境中全氟和多氟烷基物质(PFASs)的重要来源之一,因此,本文选择华北某搬迁电镀企业检测土壤样品中PFASs,采用蒙特卡罗(Monte Carlo)模拟方法评估土壤PFASs对人群的概率健康风险,并进行筛选值的分析.结果表明,共有8种PFASs检... 详细信息

电镀工业是环境中全氟和多氟烷基物质(PFASs)的重要来源之一,因此,本文选择华北某搬迁电镀企业检测土壤样品中PFASs,采用蒙特卡罗(Monte Carlo)模拟方法评估土壤PFASs对人群的概率健康风险,并进行筛选值的分析.结果表明,共有8种PFASs检出,检出率范围为0~89%,浓度范围为n.d.~388ng/g,全氟辛烷磺酸(PFOS)为浓度和检出率最高的PFASs.厂区土壤PFASs的空间分布与生产单元的分布具有一定相关性,镀铬车间土壤样品检出PFASs种类数量高于其他采样点,PFASs的总浓度显著高于其他样品(P暴露途径摄入量分析结果表明,PFASs经口暴露量占总暴露量的75.2%~77.6%.全氟辛酸(PFOA)的致癌风险水平为6.22×10^(-11),致癌风险较低.土壤中PFOS的风险商大于1,对人体具有不可忽视的非致癌风险,其他检出的PFASs非致癌风险较低.对PFASs非致癌风险水平进行概率分析,PFOS风险商的范围为0.731~5.38,95%分位数为3.85,其他PFASs风险商的95%分位数的范围为8.77×10^(-6)~***的土壤筛选值范围为78~38826ng/g,其中PFOS筛选值最低,为78ng/g.

关键词：全氟和多氟烷基物质土壤赋存概率健康风险筛选值