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中国环境科学 2025年

作者：蒋俊杰刘汉乐桂林理工大学广西环境污染控制理论与技术重点实验室岩溶地区水污染控制与用水安全保障协同创新中心

本研究在三维砂箱中进行了饱和多孔介质中DNAPL的污染实验，并利用电阻率成像法（ERT）进行了同步的动态监测，获得DNAPL污染物空间分布的电阻率变化值图像，再根据砂箱实验建立数值模拟模型，与ERT测得的电阻率结果进行对比验证。研究... 详细信息

本研究在三维砂箱中进行了饱和多孔介质中DNAPL的污染实验，并利用电阻率成像法（ERT）进行了同步的动态监测，获得DNAPL污染物空间分布的电阻率变化值图像，再根据砂箱实验建立数值模拟模型，与ERT测得的电阻率结果进行对比验证。研究得到以下结果：(1)在不同空间上由数值模拟得到DNAPL污染物分布区域与ERT监测圈定的DNAPL污染物分布区域范围直径相对误差的绝对值在2.00%～27.50%之间。(2)在不同时间点上由数值模拟得到DNAPL污染物分布区域与ERT监测圈定的DNAPL污染物分布区域范围直径相对误差的绝对值在2.7%～40.58%之间。结果说明了Petrasim程序预测三维饱和砂土中DNAPL 污染分布范围的可行性。

关键词：重非水相液体电阻率成像饱和砂土数值模拟

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巨大芽孢杆菌-青葙组合对镉污染土壤微生物群落演替的驱动作用

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中国环境科学 2025年第2期45卷 1036-1044页

作者：赖才星林华刘泽蕙董梓涵刘杰俞果桂林理工大学广西环境污染控制理论与技术重点实验室广西桂林541006 桂林理工大学岩溶地区水污染控制与用水安全保障协同创新中心广西桂林541006 桂林理工大学广西生态环保现代产业学院广西桂林541006 清华大学环境学院北京100084

以巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)和青葙(Celosia argentea L.)的植物-微生物联合修复体系为研究对象,探究了巨大芽孢杆菌对青葙根际微生物群落演替的影响及其在镉污染土壤修复中的作用.通过高通量测序分析了青葙根际微生物在不同... 详细信息

以巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)和青葙(Celosia argentea L.)的植物-微生物联合修复体系为研究对象,探究了巨大芽孢杆菌对青葙根际微生物群落演替的影响及其在镉污染土壤修复中的作用.通过高通量测序分析了青葙根际微生物在不同时间节点(第7,21,50d)的群落结构变化.结果表明,添加巨大芽孢杆菌的处理组在第50d时,微生物群落的OTUs数量、多样性指数(Shannon、Simpson)和丰富度指数(Chao1、Ace)均高于对照组;酸杆菌门、绿弯菌门、变形菌门和拟杆菌门是微生物群落中的核心菌群;巨大芽孢杆菌能在初期占据根际微生物群落中的主导地位,但其相对丰度在50d内由12.01%逐渐下降至1.17%;土壤微生物群落功能预测显示巨大芽孢杆菌主要促进了土壤中微生物群落的碳循环和氮循环,对微生物群落的功能和稳定性产生了积极的影响;巨大芽孢杆菌能显著增加青葙叶片中的镉含量和根际土壤中的有效态镉含量,增幅分别为40.3%和17.6%.本研究为优化植物-微生物联合修复技术,了解植物-微生物联合修复体系的根际微生物群落演替规律提供了理论基础和实验数据支持.

关键词：植物修复巨大芽孢杆菌青葙镉污染群落演替

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矿物-有机-磷复合材料对灌溉水中铅镉去除及矿质养分补充

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环境科学学报 2025年第4期45卷 154-171页

作者：林毅陈功宁傅悦心张学洪董梓涵赖才星林华桂林理工大学广西环境污染控制理论与技术重点实验室桂林理工大学广西岩溶地区水污染控制与用水安全保障协同创新中心桂林理工大学广西生态环保现代产业学院

灌溉水和农田土壤中的Pb2+和Cd2+污染以及必需矿质养分的缺乏严重威胁农产品的安全与质量.本研究开发的新型矿物-有机-磷复合材料（M-HA-P），有效解决了这些问题.M-HA-P由改性钾长石、褐煤腐植酸和磷酸二氢钾通过球磨、热活化和水热合... 详细信息

灌溉水和农田土壤中的Pb2+和Cd2+污染以及必需矿质养分的缺乏严重威胁农产品的安全与质量.本研究开发的新型矿物-有机-磷复合材料（M-HA-P），有效解决了这些问题.M-HA-P由改性钾长石、褐煤腐植酸和磷酸二氢钾通过球磨、热活化和水热合成制备而成.在25℃的单一吸附条件下，M-HA-P对Pb2+和Cd2+的吸附容量分别高达709和133 mg·g-1，表现出优异的去除效率.而在复合吸附中，Pb2+和Cd2+在M-HA-P表面的协同作用增强了官能团的络合能力，进一步提升了吸附效率.重金属去除机制主要包括与氢氧化物、磷酸盐、硅酸盐、铝酸盐和硅铝酸盐形成的沉淀，表面官能团（羟基、羧基和醚键）的络合，以及π-Pb2+/π-Cd2+相互作用、静电吸引和离子交换.在单一和复合吸附过程中，重金属离子的存在形式存在显著差异.在灌溉水中，M-HA-P在10 min内对Pb2+和Cd2+的去除率分别高达90.1%和82.4%，并在60 min内K+、Si4+和Mg2+的浓度分别显著增加了597%、8.05%和708%.矿质养分的释放机制主要包括阳离子交换和沉淀-溶解反应.M-HA-P在p H≤0.5时可回收利用，而在p H≥3时，重金属解吸困难，显示出良好的化学稳定性.这项研究不仅为灌溉水中的重金属污染和养分缺乏问题提供了经济且可持续的解决方案，还拓宽了钾长石和褐煤腐植酸在环境和农业修复中的应用前景.

关键词：钾铝硅酸盐矿物褐煤腐植酸重金属矿质养分去除机制

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坡耕地整地下农田土壤水分与团粒特征互作关系

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农业工程学报 2025年第2期41卷 163-174页

作者：张详曙陈晓冰倪晓庆刘雍鑫义轩许昊杨婷桂林理工大学广西岩溶地区水污染控制与用水安全保障协同创新中心桂林541006 桂林理工大学流域保护与绿色发展广西高校工程研究中心桂林541006 桂林理工大学广西环境污染控制理论与技术重点实验室桂林541006

土壤团粒是形成土壤结构的基础,从土壤微观角度深入分析土壤团粒与土壤水分之间的作用关系,可为进一步阐明丘陵山区坡耕地整地后土壤结构如何调控田间水肥利用提供理论支撑。该研究将染色示踪试验和扫描电镜试验相结合,利用图像解析、... 详细信息

土壤团粒是形成土壤结构的基础,从土壤微观角度深入分析土壤团粒与土壤水分之间的作用关系,可为进一步阐明丘陵山区坡耕地整地后土壤结构如何调控田间水肥利用提供理论支撑。该研究将染色示踪试验和扫描电镜试验相结合,利用图像解析、统计分析等方法,探究水平、反坡2种典型整地措施(坡耕地为对照)下田间土壤团粒特征与土壤水分状况之间的互作影响。结果表明:在相同外部供水条件下,整地使田间土壤水分集中分布在0~10 cm土壤浅层空间内,显著小于坡耕地田间土壤水分分布范围,水平和反坡整地后形成的田间土壤水分运动变化程度相比坡耕地分别提高11.09%和7.14%。水平和反坡整地后的土壤团粒相较于坡耕地(平均分形维数为1.19)空间分布均匀程度更高(平均分形维数分别为1.16和1.18),整地使土壤团粒中孔隙大小组成的差异性分别降低5.81%(水平)和10.10%(反坡),且水平台田间土壤团粒中孔隙空间分布方向更复杂(概率熵为0.957 8)。水平台土壤团粒特征中的空间分布均匀化程度对其田间土壤水分空间分布和运动的影响程度最大(关联度为0.812),而反坡台和原状坡耕地的土壤团粒大小组成对土壤水分空间分布和运动的影响程度最大(关联度分别为0.708和0.698)。整地措施显著改变坡耕地土壤团粒状况,进而影响田间土壤水分。因此,针对丘陵山区坡耕地选择适宜的整地措施,一定程度上可以有效改善田间土壤结构,进而调控土壤水分状况,促进农业生产。

关键词：水平整地反坡整地土壤团粒结构土壤水分分布土壤水分运动

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基于ERT与图像法的DNAPL入渗和修复过程监测效果对比研究

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中国环境科学 2025年

作者：刘恒刘汉乐曹文翰桂林理工大学广西环境污染控制理论与技术重点实验室桂林理工大学岩溶地区水污染控制与用水安全保障协同创新中心

本文以室内二维砂箱DNAPL修复实验为基础，通过图像法和电阻率成像法对DNAPL的变化进行监测，评估电阻率成像法监测的有效性和可行性。结果表明：（1）在DNAPL入渗实验中，电阻率成像法和图像法均能反应出DNAPL入渗以垂向入渗为主，主... 详细信息

本文以室内二维砂箱DNAPL修复实验为基础，通过图像法和电阻率成像法对DNAPL的变化进行监测，评估电阻率成像法监测的有效性和可行性。结果表明：（1）在DNAPL入渗实验中，电阻率成像法和图像法均能反应出DNAPL入渗以垂向入渗为主，主要受重力影响。对两种方法所获得的饱和度进行空间矩分析，发现两种方法的水平质心趋势差距较大，垂向质心位置变化趋势基本一致。（2）在DNAPL的修复实验中，随着SDS溶液的注入，DNAPL污染物中心的相对电阻率值从25 Ω · m降至-10 Ω · m，饱和度从0.42降至0.15。选取砂箱特定位置进行相关性分析，电阻率与饱和度的相关性分别为0.72、0.84和0.92，相关性系数均大于0.6，说明两种监测手段对修复过程的解释具有一致性。（3）通过两种方法对DNAPL入渗和修复过程的监测效果比较，在入渗过程中，图像法的监测效果更好，图像法可以提供高精度的入渗图像，特别是对DNAPL的动态变化有着细致的捕捉能力；在修复过程中，电阻率成像法的效果更好，电阻率成像法可以电阻率成像能够穿透介质，实现对表面活性剂在不同层位和空间中的扩散情况监测，获取宏观分布趋势。

关键词： DNAPL入渗 DNAPL修复图像法电阻率成像法

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以ZSM-5/MCM-48为载体制备新型高容量CO2吸附剂的性能及机理研究（英文）

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无机材料学报 2025年

作者：魏建文张丽娟耿琳琳李誉廖雷王敦球桂林理工大学广西岩溶地区水污染控制与用水安全保障协同创新中心桂林理工大学广西生态环保现代产业学院桂林理工大学广西环境污染控制理论与技术重点实验室

固体胺吸附法是一种极具发展前景的烟气脱碳技术，但该技术中吸附剂的CO2吸附性能不高，且吸附机理研究亦不深入。以微介孔复合分子筛ZSM-5/MCM-48为载体，通过先接枝3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTES），再将接枝后的样品浸渍四乙烯五胺... 详细信息

固体胺吸附法是一种极具发展前景的烟气脱碳技术，但该技术中吸附剂的CO2吸附性能不高，且吸附机理研究亦不深入。以微介孔复合分子筛ZSM-5/MCM-48为载体，通过先接枝3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTES），再将接枝后的样品浸渍四乙烯五胺（TEPA）或聚乙烯亚胺（PEI），从而得到一种对CO2吸附性能优异的新型材料。当TEPA的负载量为60%（质量分数）时，APTES-ZSM-5/MCM-48-TEPA-60（A-ZM-T60）在60 ℃和15%（体积分数）CO2环境下对CO2的最大吸附量为5.82 mmol·g–1。吸附过程以化学吸附为主，吸附剂表面胺基与CO2反应生成了氨基甲酸酯、氨基甲酸烷基铵和碳酸盐，同时伴有较弱的物理吸附。该复合材料吸附性能优异，可用于捕集脱硫后烟气中的CO2。

关键词： ZSM-5/MCM-48 胺双功能化 CO 吸附吸附动力学吸附机理

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不同磷源对生物成因次生高铁矿物形成的影响

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生态与农村环境学报 2025年第2期41卷 262-269页

作者：黄海涛伍贤辉魏陈耿康慧王崇魏彩春桂林理工大学环境科学与工程学院广西桂林541004 广西环境污染控制理论与技术重点实验室广西桂林541004 桂林理工大学岩溶地区水污染控制与用水安全保障协同创新中心广西桂林541004 桂林理工大学生态环保现代产业学院广西桂林541004

为揭示不同磷源对嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)氧化Fe^(2+)和次生高铁矿物形成的影响,进而为酸性矿山废水治理提供理论依据,通过摇瓶试验分析了pH值、Fe^(2+)氧化率、总Fe沉淀率以及次生高矿物矿相等相关指标... 详细信息

为揭示不同磷源对嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)氧化Fe^(2+)和次生高铁矿物形成的影响,进而为酸性矿山废水治理提供理论依据,通过摇瓶试验分析了pH值、Fe^(2+)氧化率、总Fe沉淀率以及次生高矿物矿相等相关指标的变化情况。结果表明,***对不同磷源的利用存在差异。在试验结束时,以NaH_(2)PO_(4)、Na_(2)HPO_(3)、NaH_(2)PO_(2)作为磷源的反应体系pH值分别为2.02、2.12、2.11,Fe^(2+)平均氧化速率分别为1.04、2.08、1.04 h^(-1),总铁(TFe)沉淀率分别为33%、30%、28%,收集的矿物质量分别为1.58、1.34、1.17 g,对收集的矿物进行X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)以及扫描电镜(SEM)分析可知,以Na_(2)HPO_(3)、NaH_(2)PO_(2)作为磷源的反应体系生成的矿物主要为施氏矿物,以NaH_(2)PO_(4)作为磷源的反应体系生成的矿物主要为黄钾铁矾和施氏矿物的混合物,其中黄钾铁矾所占比例较大。

关键词：酸性矿山废水嗜酸性氧化亚铁硫杆菌磷源生物氧化次生高铁矿物

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组合人工湿地在农村污水处理中的应用及对PPCPs的去除效果

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农业环境科学学报 2025年第3期44卷 769-783页

作者：胡雨嘉胡泽宇莫虎蒙振思张亚楠白少元桂林理工大学环境科学与工程学院广西桂林541006 恒晟水环境治理股份有限公司广西桂林541004 桂林理工大学广西环境污染控制理论与技术重点实验室广西桂林541006 桂林理工大学广西岩溶地区水污染控制与用水安全保障协同创新中心广西桂林541006

为探讨人工湿地对农村生活污水的处理情况,本研究以运行多年的“垂直流+两级水平潜流”组合人工湿地农村生活污水处理工程为对象,通过对典型年份进出水水质的监测,研究了各湿地单元对污染物去除的贡献,同时调查了该工程中药物及个人护... 详细信息

为探讨人工湿地对农村生活污水的处理情况,本研究以运行多年的“垂直流+两级水平潜流”组合人工湿地农村生活污水处理工程为对象,通过对典型年份进出水水质的监测,研究了各湿地单元对污染物去除的贡献,同时调查了该工程中药物及个人护理产品(PPCPs)的存在与去除情况。结果表明:因农村人口相对较少,污水水质受村中餐馆经营状况影响较大,特别是有机物,餐馆关闭后,进水中化学需氧量(COD)浓度降低近60%;运行期间,人工湿地具有良好的抗冲击负荷能力,出水COD、氨氮(NH4+-N)及总磷(TP)平均浓度分别为41.27、13.67、2.95 mg·L^(-1)。有机物主要依靠微生物分解与植物吸收去除,垂直流湿地水流与基质、微生物、植物根系接触更充分,且为半饱和态,微生物多样性高、氧气传输好,利于微生物分解,因此对COD去除贡献率最高,达62.90%。TP去除主要是基质吸附作用的结果,水平流一级湿地去除贡献率为59.13%,在3组湿地中表现最优。TN与NH4+-N在各级湿地中,借助氨化、硝化反硝化等反应逐步去除。此外,进水中共检出19种PPCPs,人工湿地对PPCPs的去除效果显著,其降解机制涉及植物吸收代谢、微生物分解、基质吸附和光解等多种途径。研究发现,PPCPs的去除效率与其在基质中的分配系数(Kd)呈负相关,Kd值较低的PPCPs由于其较高的溶解性和生物可利用性,在人工湿地中更容易通过植物吸收、微生物降解和光解等机制去除。研究表明,组合人工湿地抗冲击负荷能力强,对常规污染物及PPCPs的去除效果较好。

关键词：农村生活污水组合型人工湿地生态处理常规污染物药物及个人护理产品(PPCPs)

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连通方式和田埂宽度对稻田-田埂过渡区土壤性质影响的研究

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灌溉排水学报 2025年第4期44卷 108-116页

作者：薛鹏威徐保利夏雄黄建华方中杰方荣杰代俊峰桂林理工大学环境科学与工程学院广西桂林541006 广西环境污染控制理论与技术重点实验室广西桂林541006 桂林理工大学广西岩溶地区水污染控制与用水安全保障协同创新中心广西桂林541006 流域保护与绿色发展广西高校工程研究中心广西桂林541006

【目的】揭示水稻灌区稻田、田埂、沟(塘、河)景观连通处理对稻田-田埂过渡区土壤理化性质的影响。【方法】选择田-埂-田(TGT)、田-埂-沟(TGg)、田-埂-塘(TGA)、田-埂-河(TGH)4种连通处理,采用野外控制试验和室内样品分析方法,研究连通... 详细信息

【目的】揭示水稻灌区稻田、田埂、沟(塘、河)景观连通处理对稻田-田埂过渡区土壤理化性质的影响。【方法】选择田-埂-田(TGT)、田-埂-沟(TGg)、田-埂-塘(TGA)、田-埂-河(TGH)4种连通处理,采用野外控制试验和室内样品分析方法,研究连通处理和田埂宽度对稻田、田埂土壤理化性质的影响。【结果】与TGT处理相比,TGg、TGA、TGH处理田埂土壤体积质量和砂粒量较低;连通方式改变了土壤垂直方向质地变化规律:TGg处理40~60 cm土层及TGT、TGA、TGH处理20~40 cm土层土壤体积质量较高,而土壤饱和含水率、田间持水率和饱和导水率较低;随着田埂宽度增加,土壤体积质量、田间持水率呈下降趋势。【结论】考虑到土壤压实情况和水分运移情况,TGg、TGA、TGH处理田埂可能更容易造成水分流失;当田埂宽度为50 cm时,土壤质地较为紧实,最有利于水分和营养元素的保留。

关键词：稻田田埂连通方式田埂宽度理化性质

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石油污染土壤的生物修复及微生物群落结构分析

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桂林理工大学学报 2025年第1期45卷 87-94页

作者：潘家媛彭芃农接亮申泰铭解庆林桂林理工大学环境科学与工程学院广西桂林541006 桂林理工大学广西环境污染控制理论与技术重点实验室广西桂林541006 桂林理工大学广西岩溶地区水污染控制与用水安全保障协同创新中心广西桂林541006 桂林理工大学广西生态环保现代产业学院广西桂林541006

为探究不同生物修复方法对石油污染土壤的修复效果,从天津大港油田的污染土壤中分离出3株石油烃降解菌(J1、J2和J3),将其构建为高效降解菌群,通过生物强化(BA)和生物刺激(BS)对污染土壤进行10个月的生物修复。结果表明,BA法中3个不同深... 详细信息

为探究不同生物修复方法对石油污染土壤的修复效果,从天津大港油田的污染土壤中分离出3株石油烃降解菌(J1、J2和J3),将其构建为高效降解菌群,通过生物强化(BA)和生物刺激(BS)对污染土壤进行10个月的生物修复。结果表明,BA法中3个不同深度的土样BQ1、BQ2和BQ3中总石油烃(TPHs)的总降解率分别为86.05%、61.91%和43.87%;BS法中TPHs的总降解率分别为75.76%、58.91%和38.48%。结合土样中石油烃各组分的降解情况发现,相比于BS法,BA法不仅对TPHs表现出更好的降解效果,还对高分子量组分表现出更好的降解能力。经过生物修复后,土壤中Salegentibacter sp.、Halomonas sp.和Bacillus sp.3个菌属的总丰度最大增加了47.87百分点,成为土壤中的优势菌属,这说明两种生物修复方法能一定程度上改善土壤中微生物群落的多样性和功能性,并增加与石油降解相关的功能基因丰度。

关键词：石油烃降解菌生物强化生物刺激土壤微生物群落

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