检索结果-内蒙古大学图书馆

环境科学 2024年第8期45卷 4967-4979页

作者：李瑞祥杨雪纯王艳芳李田张晓林高藕叶周启星南开大学环境科学与工程学院南开大学碳中和交叉科学中心环境污染过程与基准教育部重点实验室天津300350 天津博成瑞达环境科技发展有限公司天津300202

石油污染已成为全球较为突出的环境问题,制约了经济与生态环境的协调发展.生物修复虽具备绿色低碳和高效安全等优点,但随着污染的复杂化和严重化,单一的生物修复已难以满足修复目的.而以生物修复为基础的生态修复能够统筹碳中和与生态... 详细信息

石油污染已成为全球较为突出的环境问题,制约了经济与生态环境的协调发展.生物修复虽具备绿色低碳和高效安全等优点,但随着污染的复杂化和严重化,单一的生物修复已难以满足修复目的.而以生物修复为基础的生态修复能够统筹碳中和与生态环境保护,协同推进减污降碳,保证土壤和沉积物履行生态系统服务功能的持续能力,最终实现土壤健康和沉积物健康.因此,从生物修复到生态修复的转变是现阶段环境治理和生态系统维护的最优选择.在此,首先剖析了不同生物修复技术中石油烃微观去除机制,并且从生态学角度探讨了不同生物修复技术的种类及特点.基于此,深入分析了生物修复向生态修复转变的必要性.最后对生态修复发展进行了合理展望,以期为石油污染生态修复的优化提供理论支撑.

关键词：石油污染土壤及沉积物生物修复生态学转变生态修复土壤健康和沉积物健康

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石油污染土壤对蚯蚓氧化应激响应研究

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中国环境科学 2023年第8期43卷 4353-4359页

作者：欧阳少虎黄盼盼陶宗鑫周启星南开大学环境科学与工程学院环境污染过程与基准教育部重点实验室天津300071 东营市生态环境局山东257000

以黄河三角洲胜利油田典型石油污染土壤为研究对象,赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)为受试生物,采用28d毒性直接暴露试验,对石油烃污染土壤的生态毒性进行研究,为土壤生态毒理诊断提供支撑.结果表明,蚯蚓暴露于不同浓度(0~10g/kg)石油烃污... 详细信息

以黄河三角洲胜利油田典型石油污染土壤为研究对象,赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)为受试生物,采用28d毒性直接暴露试验,对石油烃污染土壤的生态毒性进行研究,为土壤生态毒理诊断提供支撑.结果表明,蚯蚓暴露于不同浓度(0~10g/kg)石油烃污染土壤7,14,21和28d之后,蚯蚓体内抗氧化酶活性和丙二醛(MDA)含量对于暴露时间响应不明显.而对于暴露浓度的响应,蚯蚓体内超氧化物歧化酶(SOD),过氧化氢酶(CAT),过氧化物酶(POD)的活性变化趋势没有统一的规律,不能一概而论.而当不同浓度石油烃污染土壤胁迫时,蚯蚓体内MDA的含量与石油烃的暴露浓度呈良好的线性正相关(R2>0.85).因此,蚯蚓MDA含量适于石油烃污染土壤胁迫下的生物标志物用以指示脂质过氧化水平反应.

关键词：石油污染土壤蚯蚓生物指示物生态毒性

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基于碳中和的微污染复杂水体治理与修复

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科学通报 2024年第19期69卷 2789-2803页

作者：程思雯王鹏飞周启星南开大学环境科学与工程学院/南开大学碳中和交叉科学中心环境污染过程与基准教育部重点实验室天津300350 天津理工大学环境科学与安全工程学院天津300384

微污染复杂水体的治理与修复已逐渐成为全球性的环境难题,亟须绿色低碳的新兴技术予以解决.本文首先对“复杂水体”这一新概念进行了定义,并对典型复杂水体进行了举例说明.之后,系统梳理、概述了水体(包括复杂水体)中发生的微污染现象... 详细信息

微污染复杂水体的治理与修复已逐渐成为全球性的环境难题,亟须绿色低碳的新兴技术予以解决.本文首先对“复杂水体”这一新概念进行了定义,并对典型复杂水体进行了举例说明.之后,系统梳理、概述了水体(包括复杂水体)中发生的微污染现象及其存在的主要新微污染物种类;全面深入总结、探讨了微污染复杂水体治理与修复相关技术(包括物理化学处理技术、高级氧化技术、生物处理技术和联合/协同处理技术)的最新进展;提出了基于碳中和的微污染复杂水体治理与修复的策略与方案.最后,对该领域今后的研究重点及未来发展方向做出了展望,旨在促进水体微污染问题的系统研究与根治,进而为改善水生生态系统、提升饮用水安全和实现碳中和目标奠定科学基础.

关键词：复杂水体微污染物治理与修复技术碳中和

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阴离子交换树脂对典型及新型全氟/多氟烷基酸的吸附去除

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科学通报 2024年第14期69卷 1934-1944页

作者：李霞曹溢方博张连营陈浩孙红文天津理工大学环境科学与安全工程学院天津300384 南开大学环境科学与工程学院教育部环境污染过程与基准重点实验室天津300350

全氟/多氟烷基酸类物质(PFAAs)作为一类优良的表面活性剂被广泛应用于纺织、半导体和航天等多种商业和工业领域,造成了水体中PFAAs的严重污染.常规饮用水处理工艺如絮凝、高级氧化等不能有效去除PFAAs,而离子交换树脂仅能去除传统的长链... 详细信息

全氟/多氟烷基酸类物质(PFAAs)作为一类优良的表面活性剂被广泛应用于纺织、半导体和航天等多种商业和工业领域,造成了水体中PFAAs的严重污染.常规饮用水处理工艺如絮凝、高级氧化等不能有效去除PFAAs,而离子交换树脂仅能去除传统的长链PFAAs,对于短链替代物C4 PFAAs和全/多氟醚羧酸的去除效果仍然未知.因此,本研究选取不同链长和官能团的PFAAs,探究不同结构PFAAs的吸附动力学特征,以及树脂性质和水化学条件(溶液pH、共存污染物、无机盐离子)对阴离子交换树脂(AERs)吸附去除不同结构PFAAs的影响特征及关键控制因素.结果表明, PFAAs在大孔AERs(A860)上的吸附速率更快,而凝胶型高憎水性的聚苯乙烯基树脂(A600)对PFAAs的吸附容量和去除率更高. PFAAs链长及官能团的电负性对其吸附速率和去除率均有较大影响:相同碳链长度下,全氟磺酸(PFSAs)>全氟羧酸(PFCAs).对于含有相同官能团的PFAAs,短链PFAAs的吸附速率高于长链PFAAs.溶液pH对PFAAs在树脂上的吸附影响较小.短链PFAAs在AERs上的吸附主要受离子交换作用控制,易受无机盐离子干扰.憎水性较强的PFAAs在树脂上的吸附除静电作用外,主要受憎水性分配的控制.常规的AERs难以有效去除水体中亲水性较强的短链PFCAs(C<4)和全氟醚羧酸(如GenX),因此这些新型PFAAs替代物给未来的水处理工作带来了极大挑战.

关键词：全氟/多氟烷基酸短链全氟烷基酸离子交换树脂竞争吸附

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胜利油田石油开采场地污染特征、源汇关系与管控对策

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生态学杂志 2023年第9期42卷 2256-2265页

作者：展海银周启星南开大学环境科学与工程学院天津300071 环境污染过程与基准教育部重点实验室天津300071

石油开采为我国经济发展注入动力的同时也带来了许多石油污染场地,这些污染场地的出现制约了社会经济与生态环境的协调发展。本文以位于黄河三角洲的胜利油田为例,提出正构烷烃、单环芳烃、16种优先控制的多环芳烃、重金属等可作为石油... 详细信息

石油开采为我国经济发展注入动力的同时也带来了许多石油污染场地,这些污染场地的出现制约了社会经济与生态环境的协调发展。本文以位于黄河三角洲的胜利油田为例,提出正构烷烃、单环芳烃、16种优先控制的多环芳烃、重金属等可作为石油开采场地污染识别的特征污染物,确定了石油污染物主要在油井及石油运输线路附近集聚的分布规律;探究了石油开采场地土壤污染的源汇关系。研究表明,石油勘探、开采、运输、贮存和加工过程中的石油泄漏以及开采过程中能源燃料的燃烧是石油开采场地污染的主要来源。最后,从源头控制、污染治理和环境管理三个方面对石油开采场地环境污染的管控对策进行了分析与讨论,主要包括积极推行清洁生产、提高污染场地治理水平、完善企业环境管理体系等措施。本研究旨在为石油污染场地的识别和综合治理提供科学依据。

关键词：石油开采场地污染污染特征源汇关系清洁生产管控对策

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农业粮食生产中的碳中和与生态修复

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农业环境科学学报 2023年第1期42卷 1-10页

作者：周启星王琦郑泽其刘维涛南开大学环境科学与工程学院/南开大学碳中和交叉科学中心环境污染过程与基准教育部重点实验室天津300350

碳中和已成为我国新时代生态文明建设的重要内容,而农业粮食生产过程是温室气体的重要来源。基于“山水林田湖草沙的农业生命共同体”理念及其运行机制,本文阐述了农业粮食生产中的碳中和问题,并对碳中和框架下污染农田或耕地的生态修... 详细信息

碳中和已成为我国新时代生态文明建设的重要内容,而农业粮食生产过程是温室气体的重要来源。基于“山水林田湖草沙的农业生命共同体”理念及其运行机制,本文阐述了农业粮食生产中的碳中和问题,并对碳中和框架下污染农田或耕地的生态修复进展进行了概述。指出在实施污染生态修复的同时,需要注重生态固碳增汇,并提出石化农业向零化石农业、单施无机肥向无机-有机肥料科学配施以及传统农业向智能农业的转型是实现农业碳中和的必由之路。农田生态修复仍需寻求新的突破,挖掘生态固碳潜力,构建农业碳中和生态系统,这对于实现农业碳中和意义重大。

关键词：粮食生产农业生命共同体碳中和生态修复固碳增汇

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灌木林下土壤有机质积累及影响因素研究进展

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环境科学研究 2023年第11期36卷 2169-2178页

作者：周启星侯泽林莫凡南开大学环境科学与工程学院环境污染过程与基准教育部重点实验室南开大学碳中和交叉科学中心天津300350

灌木是土壤生态系统中重要的组成部分,因为它们涉及土壤排放和消纳大气CO_(2)的多个生物化学过程.本文综述了灌木与土壤中的微生物、矿物相互作用及其对土壤有机质(SOM)固存的贡献,以及环境因子对SOM转化的影响,并从研究方法、污染物干... 详细信息

灌木是土壤生态系统中重要的组成部分,因为它们涉及土壤排放和消纳大气CO_(2)的多个生物化学过程.本文综述了灌木与土壤中的微生物、矿物相互作用及其对土壤有机质(SOM)固存的贡献,以及环境因子对SOM转化的影响,并从研究方法、污染物干扰、生态效应、体系构建四个方面进行展望.结果表明:灌木根系分泌物(总糖、总氨基酸、酚类化合物)和林下动植物残体是SOM的主要来源.灌木对SOM转化的调节主要是通过与土壤微生物和土壤矿物互作实现的,包括与真菌形成互利共生的菌根体系,以及与土壤矿物形成抗分解的稳定络合物.此外,SOM的固存受到环境条件的影响,如适合灌木生长的温度、湿度、海拔均会促进SOM的积累,而微生物群落和土壤基质中失衡的化学计量关系则可能会促进矿化.然而,当前对灌木-微生物复合体系的分子转化机制的认知匮乏限制了灌木驱动土壤固碳的定量评估.因此,借助最新的技术手段评估现有的灌木-微生物体系固碳机制及局限性,明确高温、干旱、野火及新型环境污染物对灌木林下微生物行为的影响,是制定增强土壤固碳的战略计划、改善碳周转生命周期评估方法、缓解源-汇时间节点转变的迫切需要.

关键词：碳中和生态滞留时间气候变化生物固碳互利共生

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生态地球化学:理论、实践和展望

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矿物岩石地球化学通报 2024年第6期43卷 1196-1207页

作者：周启星王辉王琦南开大学环境科学与工程学院南开大学碳中和交叉科学中心环境污染过程与基准教育部重点实验室天津300350

生态地球化学是采用地球化学和生态学的原理与方法,研究元素及化合物(包括污染物)在地球生态系统中的分布与分配,在生态圈与地球其他各圈层之间迁移转化与循环规律,以及生态因子在全球、区域和局部尺度上的影响及其生态效应、健康影响... 详细信息

生态地球化学是采用地球化学和生态学的原理与方法,研究元素及化合物(包括污染物)在地球生态系统中的分布与分配,在生态圈与地球其他各圈层之间迁移转化与循环规律,以及生态因子在全球、区域和局部尺度上的影响及其生态效应、健康影响与调控的一门新兴的边缘交叉学科。生态地球化学特别强调生态学原理框架下致力于解决地球生态系统中的各种地球化学问题,尤其关注在地球各圈层水平上生物与其生存环境之间的交互效应,其本质是研究微观水平上宏观物质循环的规律以及对人和其他生物产生的生态或毒理效应问题,为生命共同体构建和生态文明建设提供科技支撑。本文首先简要回顾了地球化学的形成与发展历史及相关理论知识,扼要总结了生态地球化学国内外研究现状和未来发展趋势,进而提出并探讨生态地球化学当前和今后一个时期的主要任务和相关科学实践。最后,在已有的研究基础上对未来生态地球化学的研究重点和方向进行了简要展望。

关键词：生态地球化学理论与方法创新地球生态系统人类生命共同体生态文明建设

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机器学习在新污染物环境风险识别与防控上的研究进展与挑战

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中国科学：技术科学 2024年第10期54卷 1838-1853页

作者：胡献刚王张佳邓鹏于福波穆莉王赛周启星南开大学环境科学与工程学院环境污染过程与基准教育部重点实验室天津300350 农业农村部环境保护科研监测所农业农村部农产品质量安全环境因子控制重点实验室天津300191 海南大学南海海洋资源利用国家重点实验室海口570228

随着技术的不断发展,越来越多的新污染物(emerging contaminants,ECs)产生并进入环境中.这些ECs往往具有生物毒性和环境持久性,对生态环境和人类健康构成风险,因此越来越多的研究开始关注ECs的风险识别与防控.自然环境中ECs的存在情况复... 详细信息

随着技术的不断发展,越来越多的新污染物(emerging contaminants,ECs)产生并进入环境中.这些ECs往往具有生物毒性和环境持久性,对生态环境和人类健康构成风险,因此越来越多的研究开始关注ECs的风险识别与防控.自然环境中ECs的存在情况复杂,传统的分析方法在ECs风险的识别与预测上费时费力.机器学习(machine learning,ML)是一种数据驱动的研究方法,使用已有的数据训练模型,以更好地预测和发现研究对象的发展变化规律.由于ML能够深入了解参数之间复杂的关系,近年来,ML在ECs风险识别与防控领域的应用愈加广泛.传统技术与ML结合能够降低计算成本,并通过优化和减少实验次数来节省实验时间和能源消耗.ML在ECs中的应用大致可以分为毒性预测、识别分类、性质评估与辅助去除.本文梳理了ML在典型ECs(纳米材料、微纳米塑料、抗生素抗性基因、全氟烷基和多氟烷基物质、内分泌干扰物和持久性有机污染物)中的应用情况与挑战.在毒性研究中,ML的使用能够减少动物实验,但是该领域目前普遍存在数据较少的情况,部分模型使用的数据集较小,数据质量较低,模型应用范围有限.并且并不是所有的环境问题都适用ML,没有必要过度依赖ML.复杂的ML模型通常伴随着可解释性的不足,使得研究者难以理解ML如何得出特定的预测结果,这对于解释和理解ECs的环境行为和风险是一个挑战.在ML中,除了模型算法本身,训练数据的质量决定着模型的准确性和预测的准确性.因此今后应重点提升ECs数据质量,实现数据共享,并建立统一完善的数据库,形成适合ECs研究的研究体系或框架.

关键词：机器学习新污染物纳米材料抗生素微塑料内分泌干扰物

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有机磷酸酯在植物体内的吸收、积累、迁移与转化研究进展

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环境化学 2024年第1期43卷 186-198页

作者：高慧娴刘宪斌田胜艳刘青天津科技大学海洋与环境学院天津300457 环境污染过程与基准教育部重点实验室南开大学天津300350

有机磷酸酯(organophosphate esters,OPEs)在各类环境介质中被频繁检出,且对生态系统和人体健康存在潜在危害,其环境归趋已成为环境科学领域的热点问题.植物作为陆生食物链的重要环节,也是污染物的重要存储体之一,关于植物体吸收、积累O... 详细信息

有机磷酸酯(organophosphate esters,OPEs)在各类环境介质中被频繁检出,且对生态系统和人体健康存在潜在危害,其环境归趋已成为环境科学领域的热点问题.植物作为陆生食物链的重要环节,也是污染物的重要存储体之一,关于植物体吸收、积累OPEs及其在植物体内迁移转化的研究,对明确OPEs的环境行为、评价其生态风险以及科学使用和管理具有重要意义.本文就近年来关于OPEs在植物体内归趋的研究进行汇总,综述了植物吸收OPEs的主要方式、积累以及OPEs在植物体内的迁移与转化行为及其影响因素,并展望了未来研究趋势和发展方向. OPEs主要通过被动扩散被根系吸收;辛醇-水分配系数(octanol-water partition coefficient,K_(ow))是影响植物吸收、积累和迁移OPEs的关键因素,植物根系对lg K_(ow)值为3.5—9.5间的OPEs吸收速率更快;lg K_(ow)<3的OPEs更易通过植物木质部和韧皮部进行运输. OPEs在植物中的吸收、积累和迁移还受植物根系的蛋白质、脂质含量以及蒸腾能力等生理状况的差异影响. OPEs在植物体内会发生Ⅰ相和Ⅱ相代谢过程,磷酸三酯水解成对应的磷酸二酯是OPEs在植物中的主要转化途径,酸性磷酸酶是参与植物体内OPEs水解反应的关键性酶,细胞色素P450酶和谷胱甘肽S-转移酶也能有效促进OPEs在植物中的转化.

关键词：有机磷酸酯植物吸收积累迁移转化

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