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环境科学学报 2021年第1期41卷 217-227页

作者：杨颖孙文刘吉宝解立平魏源送朱利英张俊亚吴晋峰赵洪桥徐长贵天津工业大学环境科学与工程学院天津300387 中国科学院生态环境研究中心水污染控制实验室北京100085 中国科学院生态环境研究中心环境模拟与污染控制国家重点联合实验室北京100085 中国科学院大学北京100049 北京市昌平区水务局南沙河管理处北京102200 北京市昌平区响潭水库管理处北京102200 北京市昌平区沙河闸管理处北京102200

以北运河流域沙河水库为研究对象,选择19个点采集表层(0~20 cm)沉积物,并选择其中3个点采集沉积物柱芯,分析沉积物中As、Cd、Cu、Mn、Ni、Pb、Zn共7种重金属的空间分布特征,采用地累积指数法、潜在生态风险指数法和风险评价编码法对重... 详细信息

以北运河流域沙河水库为研究对象,选择19个点采集表层(0~20 cm)沉积物,并选择其中3个点采集沉积物柱芯,分析沉积物中As、Cd、Cu、Mn、Ni、Pb、Zn共7种重金属的空间分布特征,采用地累积指数法、潜在生态风险指数法和风险评价编码法对重金属污染进行评价,结合表层沉积物的重金属形态分析其潜在生态风险.结果表明,各区域重金属与北京土壤背景值相比富集倍数均值排序依次为点源污染区>库心区>库下游>南沙河>库上游>北沙河,分别为2.57倍、2.06倍、1.97倍、1.95倍、1.87倍、1.85倍;库心区和北沙河入库口的柱状样呈现随深度变化先增加后减少的趋势.污染评价结果显示,As为中度或偏中污染,其余重金属无污染或污染较轻,所有采样点的潜在生态风险指数均小于150,为轻度生态危害.As、Cr、Cu的形态多为残渣态,生物有效性低,Mn、Zn虽含量较低,但生物有效性高.通过相关性分析和主成分分析推测沉积物中各种重金属污染来源相似,主要由外源混合废水输入,并且沉积物中重金属与营养盐及有机质呈显著相关,表明其可能均来自点源污染排放.

关键词：沉积物重金属空间分布污染评价形态特征

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基于微生物新陈代谢过程的污泥原位减量技术进展

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环境工程学报 2020年第9期14卷 2291-2309页

作者：魏源送林佳琪徐宇峰刘吉宝中国科学院生态环境研究中心环境模拟与污染控制国家重点联合实验室北京100085 中国科学院生态环境研究中心水污染控制实验室北京100085 中国科学院大学北京100049 河北工程大学能源与环境工程学院邯郸056038

解决剩余污泥问题的关键是将污泥原位减量技术(过程处理)与剩余污泥处理处置技术(末端处理)相结合,对污泥实施联合处理。污泥原位减量技术是在保证出水达标的前提下,尽量促进微生物降解有机物产能用于热逸散而非增殖的一种污水处理技术,... 详细信息

解决剩余污泥问题的关键是将污泥原位减量技术(过程处理)与剩余污泥处理处置技术(末端处理)相结合,对污泥实施联合处理。污泥原位减量技术是在保证出水达标的前提下,尽量促进微生物降解有机物产能用于热逸散而非增殖的一种污水处理技术,其(非生物捕食)主要通过溶胞-隐性生长、解耦联代谢和维持代谢等方式影响污泥中微生物的增殖、衰亡和水解,进而降低剩余污泥产量。为系统了解当前污泥减量技术的驱动机制及关键问题,在分析污泥增殖和微生物新陈代谢途径的基础上,梳理了减量技术对微生物生长(电子受体、代谢解偶联及维持能)、衰减(饥饿、噬菌体、温度、辐射、极端环境及生物抗性)及水解(水解及水解强化)的影响机制及内部驱动,明确了基于微生物代谢过程的减量技术的不足及其对污水处理效果的影响;在总结各类原位减量技术利弊的基础上,展望了污泥原位减量技术的应用前景。

关键词：污泥减量污泥生长污泥衰亡污泥水解

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槟榔林冠穿透雨空间格局的时间稳定性

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生态学报 2020年第6期40卷 1967-1976页

作者：赵赫文志刘艳秋郑华欧阳志云中国科学院生态环境研究中心城市与区域国家重点实验室北京100085 中国科学院大学北京100049 北京大学环境科学与工程学院环境模拟与污染控制国家重点联合实验室北京100871

槟榔林是热带地区广泛种植典型经济林,独特的树冠结构改变了穿透雨的空间格局,但针对穿透雨空间格局的时间稳定性研究很少,影响对穿透雨生态效应的认识与调控。以海南岛槟榔林为研究对象,基于33场降雨数据,研究了穿透雨的空间格局及时... 详细信息

槟榔林是热带地区广泛种植典型经济林,独特的树冠结构改变了穿透雨的空间格局,但针对穿透雨空间格局的时间稳定性研究很少,影响对穿透雨生态效应的认识与调控。以海南岛槟榔林为研究对象,基于33场降雨数据,研究了穿透雨的空间格局及时间特性,结果显示:(1)槟榔树冠内不同位置穿透雨差异极显著(P<0.01),穿透雨率分别为:树干附近(85.6%)、冠幅中央(48.3%)、冠幅边缘(59.8%),穿透雨空间格局表现为向树干附近汇集的特点;不同方位的穿透雨率仅东面显著高于南面(P<0.1),表明风向对穿透雨空间格局具有一定影响。(2)槟榔树冠下各位点穿透雨时间变异程度大(65.7%),但槟榔树冠幅中央穿透雨时间稳定性较好(55.6%),而树干旁边和冠幅边缘穿透雨时间稳定性较差(25%、19.4%),各方位穿透雨的时间稳定性相差不大(约1/3)。(3)距树干距离和降雨量影响穿透雨的时间稳定性,距树干不同距离平均叶片倾斜角度的差异是造成穿透雨在时间上不稳定的关键因素,平均叶片倾斜角度与穿透雨时间不稳定程度呈现显著正相关关系(P<0.05);穿透雨时间稳定性在中等降雨条件下最差,随着降雨量增加,冠层对穿透雨的“屏蔽效应”减弱,“滴水效应”增加。揭示槟榔植株个体穿透雨的空间格局及时间稳定性,可为认识乔木个体尺度穿透雨时空特征提供参考,也可为解释林地小尺度土壤水分和土壤侵蚀的空间格局及时间动态提供依据。

关键词：穿透雨空间格局空间异质性时间稳定性槟榔

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城市污水中新兴微量有机污染物控制目标与再生处理技术

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环境科学研究 2021年第7期34卷 1672-1678页

作者：王文龙吴乾元杜烨黄南陆韻魏东斌胡洪营清华大学深圳国际研究生院国家环境保护环境微生物利用与安全控制重点实验室广东深圳518055 四川大学建筑与环境学院四川成都610000 清华大学环境学院环境模拟与污染控制国家重点联合实验室北京100084 中国科学院生态环境研究中心北京100085 清华-伯克利深圳学院深圳环境科学与新能源技术工程实验室广东深圳518055

城市污水再生利用是缓解城市缺水问题和改善城市水环境质量的重要方法,其前提是水质安全保障.城市污水中近年来不断检出新兴微量有机污染物(trace organic contaminants,TOrCs),如抗生素、全氟化合物、雌激素等,是再生水水质安全的重要... 详细信息

城市污水再生利用是缓解城市缺水问题和改善城市水环境质量的重要方法,其前提是水质安全保障.城市污水中近年来不断检出新兴微量有机污染物(trace organic contaminants,TOrCs),如抗生素、全氟化合物、雌激素等,是再生水水质安全的重要威胁.针对城市污水再生深度处理需明确新兴TOrCs控制目标和处理技术的需求,系统比较了欧盟、美国、澳大利亚等再生水利用先行国家和地区在TOrCs控制目标、指南、规范、技术与工艺管理等方面的研究和实践进展.结果表明,由于TOrCs浓度低且种类多,TOrCs被分为高风险TOrCs和指示性TOrCs.美国加州地区和澳大利亚根据风险水平和检出水平分别提出了高风险TOrCs和指示性TOrCs种类清单和浓度限值,然而该清单中的TOrCs种类和浓度限值尚未列入强制标准或规范.针对再生水TOrCs风险控制需求,瑞士、美国加州等提出了多级屏障再生水处理工艺.瑞士提出,城市污水深度处理对卡马西平等药品类TOrCs去除率应大于80%,美国加州规定补充饮用水源的再生水深度处理应去除69%以上的1,4-二恶烷.此外,TOrCs控制高度依赖重源头控污(工业废水阻断)、单元协同、在线监控反馈与实时优化等全流程安全保障措施.随着我国再生水用量持续增加,用途不断拓展,亟需制定针对性强、现实可行的TOrCs控制指南和规范,包括明确高风险和指示性TOrCs,推动多级屏障再生水深度处理工艺,以TOrCs去除率为深度处理目标.

关键词：微量有机污染物城市污水再生水控制目标处理技术

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环控生保系统废水处理与回用技术研究和应用进展

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中国给水排水 2020年第22期36卷 61-65页

作者：程振敏魏源送中国科学院生态环境研究中心环境模拟与污染控制国家重点联合实验室北京100085 中国科学院大学北京100049

水的再生利用是可再生环境控制和生命保障系统(环控生保系统)中最重要的一环。目前的中长期载人航天任务均使用物化原理实现部分水的再生。为了不断完善物质闭合度近乎100%的受控生态生保系统以开展更为长久的载人航天活动,世界各国开... 详细信息

水的再生利用是可再生环境控制和生命保障系统(环控生保系统)中最重要的一环。目前的中长期载人航天任务均使用物化原理实现部分水的再生。为了不断完善物质闭合度近乎100%的受控生态生保系统以开展更为长久的载人航天活动,世界各国开展了一系列结合生物技术的废水处理与回用技术研究。对环控生保系统国内外发展历程进行了回顾,并从地面研究和空间实际应用情况两大方面论述了国内外环控生保系统废水处理与回用技术的发展。基于对当前环控生保系统废水处理与回用技术现状的分析,提出了尚待解决的主要问题并对未来环控生保系统水管理系统的发展进行了展望。

关键词：载人航天环控生保系统受控生态生保系统废水处理与回用

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豫东某地地热原水与尾水的水质特征分析

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甘肃科学学报 2022年第6期34卷 44-49页

作者：康晶李慧莉田康雷炯佟娟兰州理工大学土木工程学院甘肃兰州730050 中国科学院生态环境研究中心环境模拟与污染控制国家重点联合实验室北京100085 中国科学院生态环境研究中心水污染控制实验室北京100085 万江新能源集团有限公司河南郑州450046

地热能是一种分布广泛、清洁低碳的可再生能源,然而地热原水及尾水的水化学及微生物学特征导致回灌储层堵塞从而严重限制了地热能的推广应用。对豫东某地地热原水和尾水进行采集,通过ICP-OES和IC检测Na+、K+、Ca^(2+)、Mg^(2+)、SO_(4)^... 详细信息

地热能是一种分布广泛、清洁低碳的可再生能源,然而地热原水及尾水的水化学及微生物学特征导致回灌储层堵塞从而严重限制了地热能的推广应用。对豫东某地地热原水和尾水进行采集,通过ICP-OES和IC检测Na+、K+、Ca^(2+)、Mg^(2+)、SO_(4)^(2-)、Cl^(-)等阴、阳离子,运用Lowry法、Dubois法和改进Lowry法分别测定水中蛋白质、多糖和腐植酸,采用三维荧光光谱分析进一步考察溶解性有机物组分特征,运用绝迹稀释法检测典型致堵细菌数量。结果表明:该地热原水的水化学类型为Cl-Na型;地热原水和尾水中溶解性有机物质量浓度从高到低依次为腐植酸>蛋白质>多糖;根据水中有机物的荧光光谱特征可知,地热原水中的有机成分主要是类酪氨酸蛋白质,尾水中为类酪氨酸及类色氨酸蛋白质;地热原水和尾水的主要致堵微生物是铁细菌和硫酸盐还原菌,且尾水中的致堵微生物数量多于原水。

关键词：地热流体水化学类型溶解性有机物硫酸盐还原菌铁细菌

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斯里兰卡CKDu病区地下水源饮用水关键问题及解决策略

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环境工程学报 2020年第8期14卷 2100-2111页

作者：郑利兵 COORAY Titus 钟慧 WERAGODA Sujithra WEERASOORIYAE Rohan MAKEHELWALA Madhubhashini 魏源送中国科学院生态环境研究中心中国科学院-发展中国家科学院水与环境卓越中心北京100085 中国科学院生态环境研究中心环境模拟与污染控制国家重点联合实验室北京100085 中国科学院生态环境研究中心水污染控制实验室北京100085 斯里兰卡国家供排水部斯里兰卡卡图迦士托塔20800 斯里兰卡国家基础研究院斯里兰卡康提20000

不明原因肾病(CKDu)是斯里兰卡亟需解决的重要民生问题,其地下水源饮用水中的溶解性污染物可能是重要的致病原因。系统分析了北部中心省内高、低、非发病区及对照区(HR、LR、NR、CR)干湿季地下水的水化学特征和DOM特性,结果表明:地下水... 详细信息

不明原因肾病(CKDu)是斯里兰卡亟需解决的重要民生问题,其地下水源饮用水中的溶解性污染物可能是重要的致病原因。系统分析了北部中心省内高、低、非发病区及对照区(HR、LR、NR、CR)干湿季地下水的水化学特征和DOM特性,结果表明:地下水主要呈Ca-Mg-HCO3型,硬度和F-超标率较高,是地下水作为饮水安全保障最关键的指标;地下水中DOM主要为自生源,芳香性和腐熟化程度较低,主要为富里酸、腐殖酸和小分子蛋白质类物质;湿季DOM浓度较高,是Fe浓度增加的关键原因;而干季地下水中微生物活性较高,腐殖质和蛋白质发生分解,小分子络氨酸/赖氨酸的浓度增加。同时,发现不同区域地下水中DOM的生物利用性表现为HR分离预处理及NF深度处理等技术有效解决地下水中DOM、F-、Ca^2+和Mg^2+超标的问题,实现饮用水的供给。本研究全面分析了CKDu病区地下水中的污染物组成,并提出解决策略,可为斯里兰卡饮用水安全保障提供支撑。

关键词：不明原因肾病溶解性有机物硬度 F 地下水纳滤

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水质水量调控对浅水湖泊草藻转换过程影响分析

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北京师范大学学报（自然科学版） 2020年第5期56卷 683-692页

作者：邱新天徐翠尹心安刘洪蕊杨兴盛北京师范大学环境学院环境模拟与污染控制国家重点联合实验室北京100875 中国科学院生态环境研究中心北京100085

浅水湖泊生态系统存在以大型水生植物(草型)为主要初级生产者的清水稳态和以浮游藻类(藻型)为主要初级生产者的浊水稳态.如何保证湖泊维持草型清水稳态,是湖泊富营养化治理的关键.本研究以白洋淀为案例区,将水体中的沉水植物覆盖度与总... 详细信息

浅水湖泊生态系统存在以大型水生植物(草型)为主要初级生产者的清水稳态和以浮游藻类(藻型)为主要初级生产者的浊水稳态.如何保证湖泊维持草型清水稳态,是湖泊富营养化治理的关键.本研究以白洋淀为案例区,将水体中的沉水植物覆盖度与总磷质量浓度作为湖泊稳态类型的评价指标,建立湖泊草藻转换驱动机制模型,探究影响湖泊稳态转化进程的关键驱动因素.结果表明:进水磷质量浓度和换水周期是影响湖泊草藻转换过程的重要参数.进水磷质量浓度长期保持在0.19 g·m^-3以上时,湖泊将最终演化为藻型稳态.降低进水磷质量浓度,能有效提高湖泊稳态沉水植被覆盖度,降低稳态总磷质量浓度;湖泊换水周期对稳态沉水植物覆盖度影响较大,减小换水周期,将有利于湖泊向草型演化;同时,从水文管理角度出发,设定以沉水植被覆盖度为指标的不同草型稳态目标,依据换水周期法,计算得到各个稳态目标下,不同进水磷质量浓度下对应的最大换水周期.可通过合理控制湖泊进水磷质量浓度,并依据不同进水磷质量浓度调整换水周期,控制湖泊平均出湖流量等水质水量调控措施,实现湖泊长期保持草型清水稳态,从而为白洋淀水利工程生态调度提供决策依据.

关键词：草藻转换动力学模拟进水磷质量浓度换水周期白洋淀

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贵金属中毒对Cu-SSZ-13分子筛NH_(3)-SCR性能的影响

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能源环境保护 2023年第6期37卷 36-42页

作者：薛森丁文庆韩学旺曹贺贺张燕余运波单玉龙单文坡潍柴动力股份有限公司山东潍坊261061 中国科学院生态环境科学研究中心环境模拟与污染控制国家重点联合实验室北京100085 中国科学院赣江创新研究院江西赣州341000 南昌大学化学化工学院江西南昌330031 中国科学院城市环境研究所中国科学院区域大气环境研究卓越创新中心福建厦门361021

柴油车排放的氮氧化物(NO_(x))对我国大气污染具有重要贡献。NH_(3)选择性催化还原NO_(x)(NH_(3)-SCR)是目前柴油车广泛采用的NO_(x)净化技术,而Cu-SSZ-13催化剂由于兼具优异的NH_(3)-SCR活性和水热稳定性而被用于国六柴油车NO_(x)排放... 详细信息

柴油车排放的氮氧化物(NO_(x))对我国大气污染具有重要贡献。NH_(3)选择性催化还原NO_(x)(NH_(3)-SCR)是目前柴油车广泛采用的NO_(x)净化技术,而Cu-SSZ-13催化剂由于兼具优异的NH_(3)-SCR活性和水热稳定性而被用于国六柴油车NO_(x)排放控制。在柴油车后处理系统中,氧化催化剂的贵金属迁移会造成Cu-SSZ-13催化剂中毒,进而影响其活性和选择性等性能。本研究系统考察了不同贵金属种类和富集浓度对Cu-SSZ-13催化剂性能的影响,以及水热老化对贵金属中毒的再生作用。当贵金属中毒达到一定程度时,Cu-SSZ-13的催化性能(尤其是高温活性)会受到较大影响;水热老化会一定程度恢复贵金属中毒催化剂的NO_(x)净化性能,但可以促进副产物N2O的生成;贵金属Pt和Pd对Cu-SSZ-13活性影响程度和中毒机制相似。XRD(X射线衍射)、N2物理吸附表征结果表明,贵金属对Cu-SSZ-13的结构影响不大,但会轻微降低催化剂的比表面积和孔容;通过NH_(3)氧化和NO氧化实验可知,贵金属会促进副反应的发生,额外消耗NH_(3)-SCR体系中的还原剂NH_(3),从而降低Cu-SSZ-13的NO_(x)净化性能。本研究有助于理解贵金属对Cu-SSZ-13催化剂的中毒作用及其机制。

关键词：铂钯 Cu-SSZ-13 NH3-SCR 贵金属中毒水热老化

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室内生物气溶胶消杀措施及启示

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环境工程学报 2020年第7期14卷 1710-1717页

作者：王莲马金珠贺泓中国科学院生态环境研究中心环境模拟与污染控制国家重点联合实验室北京100085 中国科学院大学北京100049 中国科学院城市环境研究所中国科学院区域大气环境研究卓越创新中心厦门361021

关注室内空气中生物气溶胶的危害和传播规律,对于及时采取有效措施降低室内环境中病原体的传播以及交叉感染风险具有重要的意义。在充分认识生物气溶胶来源、危害及其传播规律,了解室内生物气溶胶的防控措施以及主要消杀手段的基础上,... 详细信息

关注室内空气中生物气溶胶的危害和传播规律,对于及时采取有效措施降低室内环境中病原体的传播以及交叉感染风险具有重要的意义。在充分认识生物气溶胶来源、危害及其传播规律,了解室内生物气溶胶的防控措施以及主要消杀手段的基础上,通过分析SARS冠状病毒的非光催化消杀技术案例,提出了室内非光催化消杀材料与高效滤除、紫外、臭氧等其他技术复合形成室内病原体消杀整体方案建议,为传染疾病的预防起到积极的作用。

关键词：生物气溶胶室内消杀

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