期刊导读 | 《环境工程》2022年第三期

专论

01

膜技术在中国市政污水处理与再生中的应用现状与未来挑战

张姣1 肖康2 梁帅3 黄霞1*

1.清华大学 环境学院 环境模拟与污染控制国家联合重点实验室

2.中国科学院大学 资源与环境学院 北京燕山地球关键带国家野外科学观测研究站

3.北京林业大学 水体污染源控制技术北京市重点实验室

摘要：膜技术在中国水务行业已推广应用多年，在消除水污染、缓解水资源短缺等方面起到重要作用。调研和回顾了膜技术在中国市政污水处理与再生中的工程应用，并重点分析了膜生物反应器的发展历程和特点。技术-经济特性显示，在污染物去除和成本-效益分析方面，膜生物反应器较传统活性污泥法均具有一定优势。此外，总结了膜技术在水务行业推广受到的环境、政策、市场三方面的推动力，并对“双碳”目标下膜技术在高效材料、先进技术、智能运行和低碳系统等方面的后续研发进行了展望。

关键词：膜;污水处理;工程应用;技术经济分析;膜生物反应器

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科学研究

02

膜过滤耦合电化学强化废水中磷回收效能

许军1 魏海娟2 王志伟1*

1.同济大学 环境科学与工程学院

2.上海城投污水处理有限公司白龙港污水处理厂

摘要：提出了一种膜过滤耦合电化学非均相沉淀的新型磷回收工艺对含磷废水进行处理，探究不同膜通量、电流密度、磷初始浓度及极性反转时间对磷去除和回收的影响。结果表明：在磷初始浓度为5 mmol/L、膜通量为22.1 L/（m²·h）和电流密度为20 A/m²的条件下，磷平均去除率为92.0%,产物的主要成分为鸟粪石。在flow-through操作模式下，不同磷初始浓度对磷去除效果无明显影响。当系统连续流运行时，每隔4 h极性反转6 min可使反应器磷去除与回收性能处于相对较优水平，磷去除率维持在90%左右。

关键词：磷回收;鸟粪石;电化学;膜过滤;废水处理

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03

燃煤电厂和钢铁厂排放可凝结颗粒物中有机组分研究

邓建国1 王东滨1 刘通浩2 李雪1 杨书文1 段雷1,3 蒋靖坤1,3*

1.清华大学 环境学院

2.中国环境监测总站 国家环境保护环境监测质量控制重点实验室

3.国家环境保护大气复合污染来源与控制重点实验室

摘要：目前我国燃煤电厂超低排放改造已基本完成，钢铁行业正在进行超低排放改造。固定源排放的可过滤颗粒物（filterable particulate matter, FPM）浓度越来越低，可凝结颗粒物（condensable particulate matter, CPM）排放逐渐引起广泛关注。揭示燃煤电厂和钢铁厂CPM中有机组分特征对于认识CPM成因及控制具有重要意义。采用稀释间接法收集了8个燃煤电厂和3个钢铁厂（2个烧结厂和1个焦化厂）烟气中的CPM,测试和分析了其中有机组分特征。结果表明：燃煤电厂CPM中有机组分含量较低，脱硫入口和总排口平均含量分别为0.082 mg/m³（0～0.331 mg/m³）和0.060 mg/m³（0～0.254 mg/m³）,占CPM的比例分别为4.95%和10.1%;钢铁厂CPM中有机组分含量和比例均高于电厂，脱硫入口CPM中有机组分平均含量为1.94 mg/m3（0.408～3.98 mg/m³）,占比为22.2%,经过污控措施净化后总排口CPM中有机组分平均含量为0.382 mg/m³（0.149～0.572 mg/m³）,占比为11.1%。燃煤电厂CPM中有机组分主要为酯类，钢铁厂CPM中有机组分主要为烷烃类和烷酸类。2类固定源CPM中有机组分占比均相对较低，其无机组分减排工作应予以更多重视。 

关键词：钢铁厂;燃煤电厂;可凝结颗粒物(CPM);稀释间接法;有机组分

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04

Fe/C微电解-Fenton氧化联合处理垃圾渗滤液

李秋华1,2 汪群慧1*

1.北京科技大学 能源与环境工程学院

2.五邑大学生物科技与大健康学院

摘要：采用Fe/C微电解-Fenton氧化联合工艺处理某固体废弃物处理企业填埋区的垃圾渗滤液，以降低其COD与浊度值，并去除渗滤液中的重金属离子。结果表明：当pH=4～5,铁炭复合材料投加量为30～40 g/L,曝气量为40 L/min,水力停留时间（HRT）为1 h时，微电解方法对垃圾渗滤液中的Ni²⁺、Cr（Ⅵ）、Pb²⁺的去除效果较好，其去除率分别达到96%、97%和96%,垃圾渗滤液色度去除率为92.41%,COD去除率为62.33%,浊度由40.73NTU降至3.09 NTU,COD由579.2 mg/L降至218.16 mg/L。对微电解工艺出水进一步采用Fenton氧化工艺处理，结果表明：当Fe²⁺浓度为0.007 mol/L,氧化时间为90 min,n（H₂O₂）∶n(Fe²⁺)=1.2∶1条件下，COD去除率为67.50%,浊度为53.20%,处理后的出水浊度为1.47 NTU、COD为69.49 mg/L,达到GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》的二级排放标准。 

关键词：Fe/C微电解;Fenton氧化;重金属;垃圾渗滤液;COD

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05

纳米零价铁物相转变对砷污染土壤稳定化效果和潜在毒性的影响

吕紫娟 王华伟* 吴雅静 孙英杰 王亚楠

青岛理工大学 环境与市政工程学院 青岛市固体废物污染控制与资源化工程研究中心

摘要：为探究纳米零价铁团聚作用和氧化反应等物相转变对土壤中砷的稳定化效果和潜在毒性影响机制，选择纳米零价铁以及其可能的物相转变产物，包括微米零价铁、纳米级Fe₂O₃、微米级Fe₂O₃、纳米级Fe₃O₄等，通过室内模拟实验，研究纳米零价铁物相转变对砷污染土壤稳定化效果和潜在毒性的影响。结果表明：1)相比而言，纳米Fe0对土壤中砷的稳定化效率最优，当其添加量为5%时，水溶性砷含量由稳定化处理前的2.20 mg/kg降至0.11 mg/kg,稳定化效率为94.90%,同时，砷的环境风险由处理前的中等风险降至无风险；2)由浸出实验结果可知，团聚作用引起纳米零价铁向微米零价铁转变时，其对砷稳定化效率的影响并不显著（P>0.05）;3)由植物毒性实验可知，纳米零价铁的团聚和氧化作用产物均会抑制油菜籽根系生长，影响种子相对根长，而对种子发芽率和种子发芽率指数无抑制作用；4)基于形态分析、植物毒性和风险分析可知，微米级Fe₂O₃和纳米级Fe₃O₄对土壤中砷的稳定化效率较低，稳定化处理后仍有一定环境风险。因此，在实际修复过程中，纳米零价铁物相转变引起土壤中砷的环境风险变化值得关注。 

关键词：纳米零价铁;团聚氧化;砷污染;潜在毒性;环境风险

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06

黄铁矿生物滤池氮磷同步深度处理特性及微生物群落结构

刘斌1 何杰2 李学艳1*

1.苏州科技大学环境科学与工程学院

2.江苏省盐城环境监测中心

摘要：以黄铁矿为生物滤池的主要填料，对含低浓度NO₃^--N和PO₄^3--P废水进行同步脱氮除磷处理，探讨其启动过程中污染物转化特性及其功能微生物变化。结果表明:经过30d的运行可实现生物滤池同步脱氮除磷，TN最大去除速率可达到70g/（m³·d）。HRT控制在6h以内，可避免NO₂^--N的大量产生。出水ρ（TP）可降至0.2～0.4mg/L,HRT对滤池中磷的去除几乎未产生影响。SEM-EDX和磷形态分析表明，废水中磷主要是以铁磷化合物的形式去除。功能微生物群落分析表明，硫自反硝化过程的主要功能微生物为Thiobacillus（27.6%）、Sulfurimonas（11.8%）、Thiohalobacter（10.9%）。在有机碳源缺少条件下，该系统是同时从废水去除NO3--N和PO43--P的有效途径。

关键词：生物滤池;黄铁矿;硫自养反硝化;除磷;微生物群落

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07

毛竹基Fe-Co/C复合材料对水体中阿特拉津的去除

陈彦旭1,2 程燕1,2 何慧军1,2 朱宗强1,2 张立浩1,2 朱义年1,2

1.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

2.桂林理工大学 广西环境污染控制理论与技术重点实验室

摘要：以毛竹为载体、铁钴复合盐溶液为前驱体，采用水热浸渍法制备了毛竹基Fe-Co/C复合材料，并用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)和比表面积分析仪(BET)对样品进行了表征分析。通过批量实验研究了Fe-Co/C复合材料对阿特拉津的吸附特性。该吸附材料对水体中阿特拉津显示了良好的吸附性能。在阿特拉津初始浓度为10.0 mg/L,溶液pH为7.0,吸附剂用量为0.4 g/L,反应温度为25℃时，阿特拉津的平衡吸附量为21.89 mg/g。吸附过程符合二级动力学模型和Langmuir吸附等温式。热力学结果表明，Fe-Co/C复合材料对阿特拉津吸附是自发吸热过程。红外结果表明，氢键是Fe-Co/C复合材料对阿特拉津吸附的主要作用力，孔隙效应和л-л电子共轭作用也可能促进复合材料对阿特拉津的吸附。

关键词：吸附;铁;钴;阿特拉津;毛竹

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08

污泥与磷酸二氢钙共热解对残渣特性及Cr稳定性的影响

郭江山1 顾卫华1,2,3 白建峰1,2* 董滨4 庄绪宁1,2 赵静1,2 王景伟1,2

1.上海第二工业大学 资源与环境工程学院

2.上海电子废弃物资源化协同创新中心

3.浙江工业大学 环境学院

4.同济大学 环境科学与工程学院

摘要：污泥中不稳定Cr的存在严重威胁环境安全和人体健康。利用正交试验方法优化Ca（H₂PO₄）₂与污泥的混合比、热解终温、升温速率和停留时间，分析其对残渣特性及Cr稳定性的影响。结果表明：热解使污泥中的CH₂基团、脂肪族硝基—NO₂和硫酸氢盐分解。在添加Ca（H₂PO₄）₂后，残渣中出现了磷酸PO基团、磷酸二氢盐PO2基团和磷酸盐PO4基团。Ca（H₂PO₄）₂在共热解过程中转化为Ca（PO₃）₂,同时Cr在残渣中会形成Cr₂（SO₄）₃晶型化合物。当Ca（H₂PO₄）₂与污泥的质量比为15%、热解终温为650℃、升温速率为15℃/min、停留时间为90 min时，Cr的残渣态（F4）比例最高。此外，添加15%或30%的Ca（H₂PO₄）₂共热解后，残渣中Cr浸出浓度满足GB/T 14848—2017《地下水质量标准》中Ⅳ类水质要求，表明添加Ca（H₂PO₄）₂共热解可促进污泥中Cr的稳定化。 

关键词：污泥;共热解;Cr;形态变化;浸出毒性

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09

不同Cu负载量Cu-ZSM-5催化剂上正丁胺的选择催化氧化性能

邢欣1 李娜2 程杰2*

1.太原科技大学 环境科学与工程学院

2.中国科学院大学 环境材料与污染控制技术研究中心 挥发性有机物污染控制材料与技术国家工程实验室

摘要：采用等体积浸渍法制备不同Cu负载量（1%、2%、5%和10%）的系列Cu-ZSM-5催化剂，并考察了Cu负载量对催化剂的正丁胺催化氧化性能的影响。通过XRD、N₂吸脱附、EPR、H₂-TPR、NH₃-TPD表征方法对催化剂的晶相结构和物化性质进行表征并研究构效关系。结果表明：Cu负载量为10%的催化剂催化活性最高，在300℃下实现了正丁胺的完全转化；而Cu负载量为5%的催化剂N₂选择性最佳，低温时N₂选择性明显高于其他催化剂。表征结果表明，催化剂的氧化还原性能主要影响正丁胺的转化率，Cu负载量影响催化材料的氧化还原性能，Cu负载量高的催化剂氧化还原性能优异。高N₂选择性主要归属于催化剂孤立态Cu²⁺物种和弱酸性位，催化剂的弱酸性位有利于正丁胺的吸附活化和深度氧化。

关键词：正丁胺;选择催化氧化;Cu-ZSM-5催化剂;铜物种;酸性

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10

燃料特性对铁矿石烧结及烟气排放的影响

易正明1,2 覃佳卓1,2* 刘强1 杜东3 张东升3

1.武汉科技大学 省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室

2.武汉科技大学 钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室

3.水城钢铁集团有限公司

摘要：采用烧结杯试验，从固体燃烧角度出发，探究燃料结构和粒度对燃烧前锋温度及烧结气氛变化的影响。结果表明：随着燃料中煤粉比例逐渐提高（0～100%）,烧结速度提高至4.32 mm/min,利用系数提高至0.13 t/（m²·h）;转鼓强度先上升后下降，当煤粉比例为25%时，转鼓指数达到最高（58.4%）;烟气中NO_x浓度与CO成分分别提高28.34 mg/m³和0.72%,CO能促进NO的还原反应，抑制NOx生成。全煤条件下，随着煤粉粒径<1 mm的质量分数由50%降低到10%,烟气中NO_x降低了51.33 mg/m³,提高燃料粒度可降低烟气NO_x排放浓度；而延长烧结时间，NO_x总排放量上升。研究结果可为烧结燃料选择及烟气减排提供参考。

关键词：NO_x排放;固体燃料;燃烧行为;冷强度;CO

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11

高海拔地区与低海拔地区污水处理系统中微生物群落特征分析对比

张萌1,2 赵亚妮3,4 张李凌1,2 邬静娅1,2 李淑萍3,4 朱光灿1,2 孙丽伟1,2*

1.东南大学 能源与环境学院

2.东南大学 无锡分校无锡太湖水环境工程研究中心

3.西藏民族大学 信息工程学院

4.西藏民族大学 西藏水污染控制与生态修复国家民委重点实验室

摘要：从污水处理系统中微生物群落结构特征分析入手，利用高通量基因测序技术对高海拔地区（西藏）与低海拔地区（无锡）生活污水处理厂污泥样品中的微生物群落结构进行分析和对比。结果表明：高海拔地区各样品的Simpson指数（0.993～0.994）和Shannon指数（8.388～8.668）均高于低海拔地区的数值，但实际处理效率却低于低海拔环境。高海拔地区样品中丰度最高的菌属为Haliangium和Ferruginibacter,丰度分别为6.5%～10.3%和5.6%～6.4%,与去除水中的生化需氧量相关，而在低海拔地区样品中丰度最高的菌属为Hyphomicrobium,丰度为7.8%～11.4%,与污水处理的脱氮功能相关。在低海拔地区，具有除磷功能的聚磷假丝酵母菌（Candidatus accumulibacter）的丰度值为1.3%,但是在高海拔地区的样品中却未检测到其存在，而是由Tetrasphaera（丰度1.2%～1.6%）和黄杆菌（Flavobacterium,丰度0.57%～0.70%）替代。环境条件的主成分分析结果表明，与高海拔地区的菌属种类分布相关性最高的环境因素为TN浓度，其次为TP、NH₄⁺-N和DO浓度。高海拔环境下，COD和BOD₅对微生物菌落分布的影响明显低于低海拔环境。 

关键词：高海拔地区;污水处理系统;微生物群落结构;高通量测序分析

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12

基于水质超标率改进算法的巢湖引水方案优化

逄敏1 汪静娴1,2* 胥瑞晨2

1.南方科技大学 环境科学与工程学院

2.河海大学 环境学院

摘要：巢湖作为引江济淮工程的调蓄场所，从流域整体考虑，对巢湖引水方案进行优化具有重要意义。基于近10年巢湖地区实测水文、水质和气象资料，借助二维非稳态水环境模型对外部影响因素组合方案进行模拟，并对模拟结果进行不确定性分析、K-mediods聚类和SRRC敏感性分析，得到各外部影响因素定性和定量的权重，白石天河口NH₄⁺-N外部影响因素影响权重的排序为引水水质（56%）>引水流量（26%）>风速（18%）,TP为引水水质（57%）>风速（29%）>引水流量（14%）;杭埠河口NH₄⁺-N权重排序为风速（71%）>引水流量（16%）>引水水质（13%）,TP为风速（73%）>引水水质（18%）>引水流量（9%）。根据外部影响因素权重改进超标率算法，白石天河口门（11.6%）引水水质超标率远低于杭埠河口门（28.4%）引水，白石天河口为最佳引水方案，为大型浅水湖泊引调水方案的比选提供参考。

关键词：引调水工程;不确定性分析;敏感性分析;外部影响因素;水质超标率

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13

低B/C污水对A²/O工艺的冲击仿真模拟

何胜杰1 周利1 朱佳2 高静思2*

1.青岛理工大学 环境与市政工程学院

2.深圳职业技术学院

摘要：基于深圳市某污水厂A²/O工艺与进出水在线监测数据，使用GPS-X软件建立、校正A²/O仿真模型并论证了模型的可靠性。提出持续冲击模拟和随机冲击模拟2种冲击模拟方案，模拟了2种因总COD溶解惰性组分占比（frsi）升高导致的低B/C污水冲击A²/O工艺的方式。模拟结果表明：A²/O工艺受到低B/C污水冲击时，TN、TP、COD依次超标，投加碳源可降低TN、TP的超标率，降低好氧池溶解氧浓度可节省碳源投加量，TN、TP的最低超标率小于COD。若以模拟时间内5%的COD超标率为阈值，则A²/O工艺最多可承受frsi=0.133、B/C=0.332污水31d持续冲击，或frsi=0.136、B/C=0.330污水的25 d, frsi=0.143、B/C=0.328污水的20 d, frsi=0.151、B/C=0.324污水的15 d, frsi=0.161、B/C=0.319污水的10 d, frsi=0.189,B/C=0.308污水的5 d随机冲击。

关键词：低B/C;GPS-X;仿真模拟;模型校正;残差分析

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14

拉萨市垃圾焚烧飞灰重金属特性分析及风险评价

倪海凤1 旦增1* 周文武1 周鹏1 许飞1 杨涛1 孟德安1 陈冠益2

1.西藏大学 理学院

2.天津商业大学

摘要：焚烧是城市垃圾处理主流技术，飞灰作为垃圾焚烧主要污染物成为垃圾焚烧污染控制关键环节。采集拉萨市垃圾焚烧发电厂飞灰样品，分析了飞灰中重金属含量及浸出毒性特征，并采用改进的潜在风险评价法及健康风险评价法评价飞灰中重金属的潜在风险。结果表明：拉萨市飞灰中重金属含量较高，且Pb的浸出浓度超过GB 5085.3—2007《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》浸出液最高允许值的16倍。污染评价结果表明，拉萨市飞灰中Pb对环境具有极强的污染风险。健康风险评价结果表明，飞灰中重金属对人体的致癌风险在可接受范围内，但其非致癌风险值高于美国国家环境保护局(EPA)推荐的非致癌风险值(HQ≤1),对人体具有较高的非致癌风险。其中Pb对成人和儿童的非致癌风险值分别为3.8975和9.7458,是非致癌风险的主要贡献者。

关键词：拉萨;飞灰;重金属;特性;健康风险评估

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15

某典型污染场地土壤中氯代烃类污染的空间分布与污染成因

牛真茹1 李飞飞2 张有军1* 曲为贵1 从辉1 刘仕刚1 张佳3

1.天津华北地质勘查总院

2.北京城建勘测设计研究院有限责任公司

3.中国地质大学(北京)

摘要：针对氯代烃类污染物在天津海陆交互相沉积成因第四系中的空间分布与成因研究，选取了生产历史长达19年的某农药原料提纯污染场地，通过地质勘察、监测采样与测试分析等手段查明了该场地土壤中氯代烃类污染的空间分布与污染成因。结果表明：该场地内超标的氯代烃类包括三氯甲烷、1,1-二氯乙烷、1,2-二氯乙烷、四氯化碳、氯乙烯，污染分别以西部车间、中部车间、北部化工库、东部办公室、中部车间与东部仓库之间位置为中心向四周展开运移，污染物含量整体上先随深度增加逐渐升高至峰值，后随深度增加而大幅降低，含量峰值主要积聚于陆相层粉质黏土（4）₂层的中部及底部，以及海相层粉质黏土（6）₁层或粉土（6）₃层的上部，表明粉质黏土（4）₂层与粉质黏土（6）₁层在一定程度上有效阻滞了污染运移，这与其黏粒粉粒含量高、砂粒含量低和渗透性差等特性有关。

关键词：污染场地;土壤;氯代烃类;空间分布;污染成因

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16

南京城郊某典型退耕农用地土壤重金属含量特征与污染评价分析

陈锐1,2* 杜双杰3 徐伟1,2 竹涛4

1.上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司

2.上海申环环境工程有限公司

3.河南省地质矿产勘查开发局第二地质环境调查院

4.中国矿业大学(北京)

摘要：通过对比土壤背景值、筛选值，对南京城郊某典型退耕农用地45个点位深度至6 m的166个土壤样品中Cu、Ni、Cd、As、Pb、Hg、Be、Sb、Co、V 10项重金属含量特征进行分析与污染评价。结果表明：1)10种重金属含量最大值均超过背景值；Cu、Cd、As、Pb、Hg含量最大值均超过GB 15618—2018《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》;As、Co含量最大值超过GB 36600—2018《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准》;Cd含量变异系数最大，Hg次之；2)Hg、Cd、Pb含量最大值在上层(A或B层)的频次明显较高，As、V含量最大值在下层(C层或D层)的频次明显较高；Hg含量在最大值与中位值上均呈A层递减至D层趋势，Cd含量呈U形；3)单因子指数评价发现，Cu、Cd、As、Pb、Hg存在重度污染，污染程度大于其他重金属；内梅罗指数评价发现，对比GJA,JSA,NJ 3种背景值、NY筛选值、JSH1筛选值，评价结果分别呈70%以上各层样品为轻度污染等级，90%以上各层样品为安全等级，100%各层样品为安全等级；4)重金属相关性上，As-Sb(0.810)相关性最高，Hg与其他重金属相关性较弱；结合主成分分析，重金属主要来自自然成土过程、农业耕作类强人为源以及城郊大气沉降类弱人为源3个来源；土壤中Cu、Ni、Cd、As、Pb、Sb含量主要受成土过程影响，其次为人为源，同时Co、V基本未受人为源影响；Hg、Be含量除受成土原因影响外，受人为源影响大。 

关键词：退耕农用地;重金属污染;单子因子指数;内梅罗综合污染指数;污染评价

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17

青岛市降尘中水溶性离子的特征及来源分析

韩琨1,2 刘汝海1,2 徐红霞1,2 王艳1,2* 邵龙1,2 刘晓雨1,2

1.中国海洋大学环境科学与工程学院

2.中国海洋大学海洋环境与生态教育部重点实验室

摘要：为识别青岛市大气降尘中水溶性离子的空间分布特征和来源，于 2017 年 3 月，在青岛市主城区采集了 93 个降尘样品。分析了水溶性离子 NO₃^-、Ca²⁺、SO₄^2-、Cl^-、Na⁺、K⁺、Mg²⁺、NH₄⁺含量，研究了空间分布和来源。结果表明: NO3-、Ca2+、SO42-是青岛市降尘中的主要水溶性离子，占总水溶性离子质量浓度的 82%; 离子间的空间分布存在差异，离子浓度较高区域主要集中于市南、市北的西南部，以及崂山区东北部，主要受城区人为排放影响; 4 个市区 NO₃^-/ SO₄^2-质量浓度比值均>1，说明以移动污染源为主; 相关性分析及 PCA-MLR 分析表明，交通源为青岛市降尘中的水溶性离子主要来源，其次是土壤扬尘和海盐源。 

关键词：降尘;水溶性离子;空间分布;污染特征;来源解析

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18

生物炭负载铁锰双氧化物固化稳定化土壤中砷

李赓 李海波* 李英华 陈熙

东北大学 资源与土木工程学院

摘要：砷（As）在土壤中的赋存形态复杂，常规固化稳定化材料处理不同形态As时存在局限。针对该问题，通过整合生物炭（bio-char, BC）表面吸附-静电引力-络合螯合与铁锰双氧化物（ferric manganese binary oxides, FMBO）共沉淀-氧化还原作用，制得负载了FMBO的BC新功能材料BC_FM,并与硅酸盐水泥复配固化稳定化As,利用响应面法探讨影响因素对处理效果的影响。结果表明：在BCFM与硅酸盐水泥配比为9.88%和8.80%、养护20.53 d条件下，As浸出浓度最低为0.055 mg/L,可交换态含量占比从4%降至0.5%,残渣态含量占比从77%升至87%,无侧限抗压强度>50 kPa。推测BC_FM固化稳定化机制为Fe-O（H）-As共沉淀、Mn-O（H）-As氧化和BC功能的联合作用。该研究结果可为长效固化稳定化As提供新的技术方案。

关键词：土壤重金属污染;固化稳定化;生物炭;铁锰双氧化物;响应面分析

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19

城市生活垃圾热水解产物对土壤酶活性及菠菜生长的影响研究

王振华1,2 吴娟3 宋建国4 白洁1,5*

1.中国海洋大学 环境科学与工程学院

2.烟台市环境卫生管理中心

3.青岛农业大学 资源与环境学院

4.烟台大学 环境与材料工程学院

5.中国海洋大学 海洋环境与生态教育部重点实验室

摘要：通过两种预处理工艺生产营养土(城市生活垃圾经过热水解+高温好氧堆肥的营养土A和城市生活垃圾经过热水解的营养土B),采用盆栽对比试验法，研究利用营养土种植菠菜过程中土壤酶活性和菠菜生物量的变化及其对土壤理化性质和作物生长的影响。结果表明：营养土A和营养土B均能有效提高菠菜种植过程中土壤的脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶活性，并且其随着营养土施用量的增加而增加趋势；在菠菜生长的同一阶段，施用营养土A的土壤酶活性高于营养土B的处理组和对照组，其中脲酶最高值为9.10 mg/g,出现在土壤与营养土的质量配比为5∶1的处理组(30 d)。两种营养土的施加均对中性磷酸酶活性有一定的抑制作用。施用营养土A和营养土B均可以显著提高菠菜的生物量，特别是施用营养土A时，土壤与营养土的质量配比为5∶1实验组的菠菜鲜重为64.19 g,与未施用营养土的对照组相比，增加132.32%。施用营养土A和营养土B能够影响土壤酶活性，增加菠菜生物量，营养土A的增产效果更为明显。

关键词：生活垃圾;热水解;营养土;土壤活性;酶活性;生物量

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20

餐厨垃圾中温与中高温过渡区厌氧产沼效率研究

宫亚斌* 姚建刚 谭婧

杭州能源环境工程有限公司

摘要：以餐厨垃圾为研究对象，采用连续动态发酵试验，探究中温和中高温过渡区下餐厨垃圾连续厌氧发酵产沼及其微生物分布情况。结果表明：餐厨垃圾连续发酵试验中，在同等有机负荷下，中高温过渡区温度(44℃)下餐厨垃圾产沼量、甲烷浓度及发酵液关键参数等均明显优于中温(38℃)发酵温度下的发酵系统，其产沼率更高、发酵参数更为稳定。高通量微生物测序发现，44℃和38℃发酵体系中，细菌的群落结构及丰富度差异显著，而古细菌的群落结构及丰富度则差异不显著，表明餐厨垃圾在44℃发酵温度下的发酵性能优于38℃的主要原因在于其更加丰富的发酵型细菌的存在促进了发酵过程水解、产酸阶段的进一步进行，从而利于甲烷微生物的消化利用。

关键词：餐厨垃圾;厌氧发酵;中高温过渡区温度;微生物群落

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技术与应用

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厌氧/好氧生物接触氧化工艺耦合微生物燃料电池技术处理农村生活污水

张克1,2 田双超1 窦雪雁3 张畅3 董立新4 朱金亮4 肖本益1,2* 刘启新1 刘建伟3 刘俊新1,2

1.中国科学院生态环境研究中心

2.中国科学院大学

3.北京建筑大学 环境与能源工程学院

4.天津水利科学研究院

摘要：为研究微生物燃料电池（MFC）在农村生活污水处理工艺中对污染物去除效果的影响及其产电效率，在厌氧/好氧生物接触氧化反应器中构建了MFC,并进行实验研究。结果表明：增加了MFC构建可以使装置的COD去除率从87.67%提高到96.19%,总氮和悬浮物去除率也有一定提高，分别从61.6%和84.6%提高到64.7%和87.9%,但对氨氮和总磷的去除效果影响不明显。稳定期，当外接500Ω电阻时，装置中MFC的输出电压可达到0.33～0.51 V,总产电功率和库仑效率分别为169.13～192.12 mW/m³和2.50%。微生物分析表明，装置中构建MFC可以提高整个装置中与产电和有机物去除相关的微生物、好氧区的脱氮微生物和除磷微生物等的相对丰度，从而提高装置的污水处理效率。

关键词：厌氧/好氧生物接触氧化工艺;微生物燃料电池;农村生活污水;污水处理效率;产电;微生物种群结构

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电沉积制备PMo₁₂/rGO/PPy阳极及其在微生物燃料电池中的应用

郭延凯1 郭金燕1 赵娟1 马志远2 牛艳艳1 杨佳琪1 廉静1*

1.河北科技大学环境科学与工程学院河北省污染防治生物技术实验室

2.河北省地质环境监测院河北省地质资源环境监测与保护重点实验室

摘要：微生物燃料电池（MFC）阳极材料的电化学特性影响其产电性能和污染物还原能力。采用电化学沉积法得到了磷钼酸/还原氧化石墨烯/聚吡咯(PMo₁₂/rGO/PPy)阳极，并对PMo₁₂/rGO/PPy阳极进行形貌表征和电化学特性分析，最后考察了PMo12/rGO/PPy阳极MFC在不同浓度高氯酸盐（ClO-4）下的产电和还原性能。结果表明：PMo₁₂/rGO/PPy阳极较对照阳极为微生物的附着提供了更大的比表面积，为电子传递提供更多的活性位点；使得MFC阳极表面的电荷转移量增加493%,电荷转移阻抗降低83.3%,交换电流密度提高53.4%。同时，当ClO-4浓度为420 mg/L时，PMo₁₂/rGO/PPy阳极MFC产电性能最好，最大输出电压可达到148.47 mV。

关键词：PMo₁₂/rGO/PPy阳极;微生物燃料电池;电化学特性;产电;高氯酸盐

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废DZM铅蓄电池铅膏隔膜纤维分离实验

胡彪1 高涛1* 王海北2 娄可柏3 马俊1 杨智超1

1.天津理工大学秀川绿色制造技术研究中心

2.矿冶科技集团有限公司

3.浙江天能电源材料有限公司

摘要：根据废DZM铅蓄电池铅膏中各组分的物料特性，对废铅膏原料进行154,77,54μm孔径逐级漂洗筛分，随后对各级筛上物进行电解分离，分别收集电解完成后的上层纤维和下层的PbSO₄和金属铅混合物，对各组分进行质量分析、SEM形貌分析以及XRD检测。结果表明：筛上物主要成分是PbSO₄和少量Pb,最终筛下物主要成分是PbO₂和PbSO₄。经过54μm孔径筛分实验后，分离出的隔膜纤维为废铅膏总量的9.45%,证明利用逐级漂洗筛分和电解分离方法能有效分离出废铅膏中的隔膜纤维。

关键词：废铅膏;隔膜纤维;漂洗筛分;电解分离

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基于YOLO v5模型的非住宅区自动垃圾分类箱设计

王文胜1* 年诚旭1 张超1 阎如鹏2 吴鑫全1 张歆博1

1.北京信息科技大学 机电工程学院

2.北京信息科技大学 自动化学院

摘要：提出了一种基于YOLO v5模型的自动垃圾分类箱设计，应用于非住宅区的公共场所(如火车站、公交站、商场、校园等)。垃圾箱设计有4个垃圾桶，以2行2列摆放，中间为转轴，可带动轴上方的垃圾临时存储抽屉转动。采用单目摄像头采集视频图像，以英伟达Jetson nano嵌入式芯片作为上位机主控芯片，利用YOLO v5深度学习模型进行垃圾的自动提取与识别，并将上位机识别结果信息通过串口发送至下位机Arduino控制板，Arduino控制板控制舵机带动垃圾临时储存抽屉开口转动到相应的垃圾桶上方，从而控制升降台倾倒垃圾，完成垃圾自动分类。测试结果表明：垃圾识别结果稳定可靠，准确率可达到93%,能够实现垃圾自动分类。

关键词：垃圾分类;YOLO v5;目标识别;深度学习

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环境管理

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北京市面源入河污染物负荷测算方法体系研究

王雪莲1 刘波1 赵长森2* 黄振芳1 潘旭2

1.北京市水文总站

2.北京师范大学

摘要：选择北京市城乡接合部南沙河流域为典型区，采用传统面源方法中的输出系数法和EcoHat-NPS模型方法分别计算典型区的面源污染入河负荷量及入河污染浓度，利用一维水质模型实现入河点源和面源污染分离，计算各入河口基于实测的面源浓度推算值，并对输出系数法和EcoHat-NPS模型2种方法测算结果的精度进行对比分析。结果表明：1)输出系数法计算精度一般，EcoHat-NPS模型模拟方法计算精度和稳定性良好，COD、NH₃-N、TP、TN的平均模拟精度R²为0.83、0.94、0.94、0.82,NH₃-N、TP模拟效果较好，COD、TN次之；2)输出系数法计算得到COD、NH₃-N、TN、TP入河量依次为1110.9,70.9,391.8,5.02 t/a; EcoHat-NPS模型方法则依次为1403.34,78,388.2,7.3 t/a; 3)EcoHat-NPS模型方法可识别主要的面源污染区域，计算时间尺度灵活，更适用于北京市面源污染测算，在数据进一步精细化后，可推广用于全市面源入河污染物的测算。

关键词：面源污染;污染入河量;测算方法;北京市

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全过程管理视角的上海市垃圾分类回顾与展望

张涛1 白冬锐1 孙煜璨1 郭含文2,3 杨婷1 陈坦1* 王洪涛2

1.中央民族大学 生命与环境科学学院

2.清华大学 环境学院

3.中国城市建设研究院有限公司

摘要：为掌握分类投放全面推广对城市生活垃圾全过程管理的影响，系统回顾了上海生活垃圾分类的推行历程，从生命周期角度预测了不同分类水平下上海生活垃圾处理与处置的环境效应。上海垃圾分类经历了试点、推广、调整、强制推广4个阶段，指导思路从资源化主导转变为“减量化、资源化、无害化”并行，减量效果从调整阶段开始逐渐显现，其他垃圾热值提高。在模拟的8种场景中，当湿垃圾、可回收物、其他垃圾混合投放并处置时，总环境影响潜值最高，达到1.22×10^-13 PET₂₀₀₀/t;湿垃圾、可回收物、其他垃圾分出量占比分别为30%、20%和50%时（上海市生活垃圾厌氧消化、焚烧和回收的最大处理能力分别占总处理能力的25%、60%和15%）,可实现原生垃圾零填埋，并获得最佳环境效益，环境影响潜值降为8.13×10^-14 PET₂₀₀₀/t。从生活垃圾全过程管理角度看，分类投放是前提条件，配套适当的处理处置设施才能更好地显现环境效益优势。

关键词：生活垃圾分类;上海;全过程管理;环境影响潜值

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城镇生活垃圾填埋场开采的可行性评估体系

王英达 李洵 吴小雯* 罗淋 王丰 王维明

杭州市城乡建设设计院股份有限公司

摘要：近年来，填埋场开采成为填埋场生态治理的重要技术之一。然而，填埋场开采的可行性评估一直是制约填埋场开采项目的关键决策因素。以绍兴市越城区简易垃圾堆放场为例，基于该填埋场建设、运营概况及场地调查结果，从填埋场稳定化程度、环境风险等级和经济效益3个维度筛选并建立评估指标体系，采用层次分析法和综合评价法，构建了适用于城镇生活垃圾填埋场开采的可行性评估体系，为填埋场开采提供决策依据。结果表明：一期堆放场为中度稳定，低环境风险，低经济效益；二期堆放场为中度稳定，低环境风险，高经济效益。2期堆放场均具有填埋场开采的可行性，适合采用填埋场开采技术进行生态治理。

关键词：生活垃圾填埋场;填埋场开采;稳定化程度;环境风险;经济效益;可行性评估

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生活垃圾分类实践效果、问题与对策分析:以湖州市织里镇为例

王洁1 顾卫华2* 陈泽辉3 宋二喜1 盛楠1 姚蔚1 王景伟2 钱轶超1*

1.美欣达智汇环境科技有限公司

2.上海第二工业大学 电子废弃物研究中心 资源循环科学与工程中心 上海电子废弃物资源化协同创新中心

3.美欣达欣环卫科技有限公司

摘要：为探究城镇生活垃圾分类的实践现状和存在问题，以浙江省湖州市织里镇为例，采用实地调研的方式开展研究。自2019年7月以来，织里镇采取“二定四分”的收集模式(其中，“二定”指定时和定点，“四分”指可回收垃圾、有害垃圾、易腐垃圾和其他垃圾)。2020年，织里镇易腐垃圾收集量达到22219.98 t,相比2018年增加了67.5%;其他垃圾的收集量为116493.92 t,比2018年减少了22%。生活垃圾分类行为使得织里镇易腐垃圾与其他垃圾的收集量呈负相关，干湿分类效果显著。织里镇针对特色服装行业所产生的废旧布条采取“因地制宜”的垃圾管理模式，实现固体废物的“分类投放、分类收集、分类运输、分类处置”。2020年分类收集废旧布条41100.07 t。然而在垃圾分类过程中发现干湿分离率不高、资源回收利用不足、有害垃圾的商业化运作有待提高等问题。结合当前现状，给出以下3点建议：1)提高公众垃圾干湿分类的责任意识；2)全面建立垃圾资源化标准体系；3)推行生产者责任制度，促进有害垃圾的商业化运作。

关键词：织里镇;垃圾分类;干湿分离;责任意识;资源化利用;生产者责任延伸制度

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综述

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基于城市固体废弃物的生物炭制备及其在垃圾填埋场和土壤改良中的应用研究进展

罗景阳1,2 李依1,2 李涵1,2 李怡冰1,2 章钦1,2 葛冉1,2 黄文轩1,2*

1.河海大学 浅水湖泊综合治理与资源开发教育部重点实验室

2.河海大学 环境学院

摘要：近年来，以城市固废为原料制备生物炭为其资源化利用开辟了新思路，但在制备方式、影响因素及主要应用领域仍缺乏有效阐述。介绍了生物炭的制备方式，系统分析了城市固废原料、生产工艺对生物炭产率和性质等影响；在此基础上，概述了生物炭在垃圾填埋场治理修复（渗滤液处理、垃圾填埋场覆盖、可渗透反应墙材料）和土壤改良（理化性质、营养环境）的应用现状。结果表明：1)热解和水热碳化是城市固废制备生物炭的常用方式，其形成的生物炭具有较大的比表面积、孔隙率及更丰富的组分，对污染物质(如I^-、Cu²⁺等)具有较强的吸附能力；2)城市固废自身特性及生产工艺都会对所得生物炭的性质产生影响；3)以特定城市固废生产的生物炭可用于垃圾填埋场修复和土壤改良，对填埋场造成的土壤、大气、地下水污染均具有良好的处理效果，也能充分提高土壤养分的有效性。该成果可为基于城市固废的生物炭生产及环境治理修复相关研究提供参考。

关键词：城市固体废弃物;生物炭;垃圾填埋场;土壤改良

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污泥生物炭制备与其对土壤环境影响的研究进展

曹秀芹1* 刘丰1 柴莲莲1 朱开金2 谭俊华2

1.北京建筑大学环境与能源工程学院

2.太原工业学院材料工程系

摘要：污泥生物炭由于具有优异的孔隙结构和较大的比表面积，吸附能力强，在环境污染修复、土壤改良和固碳方面得到广泛研究。从污泥生物炭的来源与性质出发，探讨了污泥生物炭施入土壤后对土壤结构改良、营养成分提升等方面的作用机制，分析了污泥生物炭的制备工艺与相应污泥生物炭的特性以及返还土壤的效用状况。通过对作为肥料的污泥生物炭的品质分析，针对性地评价了其安全性及对土壤环境的积极影响，并对存在典型问题的土壤进行归类，从土壤改良需求与污泥生物炭特性适配的角度，为污泥生物炭制备工艺的选择提供指导。污泥生物炭应用对促进污泥资源化利用、实现碳减排具有重要现实意义，优化污泥生物炭制备工艺、客观评价污泥生物炭土地利用环境风险、强化污泥生物炭改性、重视污泥生物炭综合效益评价等是未来重点研究方向。

关键词：污泥生物炭;制备工艺;生态还田;土壤改良;土壤环境

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臭氧/陶瓷膜工艺在水处理中的研究进展

李思敏1 杨辉1,2 付玉洁1,2 肖峰3 郭建宁2* 林创桂2

1.河北工程大学 能源与环境工程学院

2.深圳信息职业技术学院

3.华北电力大学 环境科学与工程学院

摘要：臭氧/陶瓷膜组合工艺作为一种高效水处理技术，自2003年首次使用以来取得了快速发展。为进一步推动臭氧/陶瓷膜组合工艺在我国的深入研究与广泛应用，探讨了陶瓷膜对臭氧的催化机理及工艺效果。通过整理国内外近年来臭氧/陶瓷膜组合工艺在膜污染控治、污染物去除以及消毒副产物降解等方面的研究，并结合机理研究对工艺的发展方向进行了展望，指出陶瓷膜材料的制备与改性、膜孔“限域”空间的应用、臭氧曝气等将是臭氧/陶瓷膜技术的重要研究方向。

关键词：臭氧氧化;陶瓷膜;非均相催化;膜污染;消毒副产物

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水环境中微塑料赋存现状及生态危害研究进展

仇付国* 童诗雨 王肖倩

北京建筑大学 城市雨水系统与水环境教育部重点实验室

摘要：微塑料(microplastics, MPs)是一种新型的持久性污染物，具有粒径小、比表面积大、吸附性强以及难降解等特点，在环境中稳定性较好，能与环境中污染物相互作用形成复合污染物。近年来，在各种环境介质以及生物体内均发现了微塑料的存在，因其威胁生态系统的正常运行和人体健康，环境微塑料污染问题受到广泛关注。基于此，概述了微塑料的分类方式及海洋、淡水、雨水径流、污水处理厂中微塑料的丰度和类型，阐述了微塑料的稳定性、与污染物的相互作用以及和污染物在环境中的共同转移等相关环境行为，总结了微塑料对浮游动植物、人类的危害，探讨了微塑料未来的研究方向。

关键词：微塑料;环境行为;生态危害;水污染

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《环境工程》创刊于1982年，由中国工程院院士、美国国家工程院外籍院士、中国科学院生态环境研究中心研究员、清华大学教授曲久辉担任主编。《环境工程》入选北大中文核心期刊要目总览、中国科学引文数据库(CSCD)来源期刊（核心库）、RCCSE中国核心学术期刊、ISTIC中国科技核心期刊、世界期刊影响力指数(WJCI)报告等。

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