环境保护科学

Environmental Protection Science

封面文章

  • 零价镁材料在环境修复领域的研究进展

    韩璐;魏鹏刚;赵迎新;陈梦舫;

    零价镁(ZVMg)金属化学活性强,在空气中易稳定保存,是一种环境友好的高效还原型修复材料,对多种有机污染物和重金属具有很好的去除效果,具有较大的环境修复应用潜力。文章综述了近20年来ZVMg对环境污染物去除的研究进展,重点阐述了ZVMg材料的还原特性、制备方法及其对污染物的去除效率和反应机理,指出了目前ZVMg材料应用于环境修复所面临的问题与挑战,并展望了未来ZVMg在污染场地治理领域的研究方向和应用前景。

    2022年05期 v.48;No.233 1-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 2173K]
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环境规划与管理

  • 联合国可持续发展目标区县尺度对标分析方法研究及应用

    郭茹;刘林京;曹晓静;陈玲;

    文章研究建立了基于指标对标分析的区县尺度SDGs评估方法,以上海市崇明区为例进行了应用。结果显示:研究区域现有各类规划中涉及可持续发展领域的量化指标共有132个,84个指标能与SDGs匹配;已有指标更侧重于经济社会发展、资源能源利用和生态环境保护等宏观领域,其中SDG 11(可持续的城市和社区)和SDG 12(负责任的生产和消费)相关的指标最多。同时,研究区域已有指标形成了关系紧密的3个SDGs群组,SDG 7/8/9(经济适用的清洁能源/体面工作和经济增长/产业、创新和基础设施)、SDG 6/14/15(清洁饮水和卫生设施/水下生物/陆地生物)和SDG6/12/14(清洁饮水和卫生设施/负责任的生产与消费/水下生物)共享指标最多。总的来看,已有指标对研究区域在污染排放、资源能源利用等方面所面临的风险有所响应,但在气候行动和人口老龄化方面的响应有所缺失。研究结果可为地方政府从国际视野更好推进生态文明建设提供科学依据,也可为“十四五”时期我国区县级行政单元对标联合国可持续发展目标提供方法工具和实证参考。

    2022年05期 v.48;No.233 11-17页 [查看摘要][在线阅读][下载 1465K]
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  • 天然林资源保护工程综合效益评估

    杨师帅;逯非;张路;

    天然林资源保护工程(以下简称“天保工程”)是全球最大的生态工程之一,文章从公共工程建设的角度,核算了天保工程的生态、社会和经济效益及投资效率,为我国进一步生态保护和修复工程布局和实施提供重要依据。本研究构建了天然林资源保护工程综合效益评估指标体系,采用生态系统服务物质量和价值量核算方法,对比无工程情景核算天保工程综合效益以及效益费用比。结果表明:与2000年相比,工程区内2015年生态系统服务均有不同程度提升,其中水源涵养提升1.07%、土壤保持提升1.91%、养分固持提升1.69%、固碳释氧提升1.33%和木材资源保有服务提升44.8%,为我国生态安全做出巨大贡献;2000~2015年全国天保工程综合效益总计2.18×10~(12)元,生态效益、社会效益和经济益分别占26%、25%和49%。其中,四川省天保工程综合效益最高,达4 044×10~8元;全国尺度上,天保工程总体效益费用比为10.7,工程处于盈利状态。重庆市天保工程的效益费用比为全国最高,达38.07。全国和各省天保工程实施状况良好,综合效益远超工程投资,实现了生态、社会、经济效益三者协同增长和森林可持续发展。

    2022年05期 v.48;No.233 18-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 1415K]
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  • 生态环境保护统筹强化监督效果评估

    郝亮;贾如;王璇;郭红燕;

    文章基于以政府流程再造为理论基础构建的评估框架,对生态环境保护统筹强化监督效果进行系统分析。结果表明,统筹强化监督推动地方解决了一批突出的生态环境问题,统筹后的工作机制更加合理,管理成本进一步降低,地方生态环境治理机制逐步完善,解决了困扰群众多年的部分生态环境问题。最后,针对统筹强化监督工作存在的问题,建议今后聚焦解决群众关心的生态环境问题,加强队伍知识结构与装备建设,强化地方政府的信息公开及与公众的互动。

    2022年05期 v.48;No.233 27-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 1375K]
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  • 基于生态资产核算的城市生态福祉变动研究——以北京地区为例

    赵梦莎;单永娟;

    文章以北京地区为例,运用生态资产综合指数、生态系统服务价值评估等方法来测算北京地区2009~2019年生态资产及其生态服务价值的变化,进而探讨对城市生态福祉的影响程度。结果表明:北京地区生态资产核算大体可分为城市森林、绿地和湿地的核算;生态资产综合指数整体下降14.73%,其中湿地和绿地降低明显;从生态系统类型来看,主要以城市森林为主,其次是绿地和湿地;从生态服务类型来看,以调节服务和支持服务为主,而供给和文化服务占比较少;生态系统服务价值逐年增加,预示着城市居民的生态福祉保持着改善趋势。针对研究结果,提出加强城市湿地的保护和管理,提高文化服务价值能力,建立城市生态系统管理部门等建议。

    2022年05期 v.48;No.233 32-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 1365K]
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城市生态保护

  • 上海市城市空间扩张与人居环境质量关系研究

    李科;齐晶瑶;张富国;陈雷;闫钰;董艳红;王灵芝;

    上海市作为中国进入快速城市化发展阶段的典型代表,其城市化发展速度快,变化特征明显的同时,由于人口密度大,城市化带来的问题也显著而典型。文章借助遥感影像资料、自然及人文数据资料,基于ArcGIS平台,分析上海市城市化发展时空变化,构建人居环境质量指数,并对城市空间扩张与人居环境质量进行相了关性研究。研究表明,2010~2018年上海市城市用地扩张速度呈“圈层式”扩张,扩张强度先增后减,在距城市中心20~25 km达到峰值;各圈层建筑密度从市中心到边缘地区逐渐降低,建筑平均层数变化趋势为先上升再下降最后趋于平缓;人居环境质量指数在扩张强度超过0.000 5、扩张速度超过0.02时与其呈反向变化,与建筑平均层数呈正向变化,超过一定限值(22.3%)后受建筑密度制约。

    2022年05期 v.48;No.233 38-44+68页 [查看摘要][在线阅读][下载 1762K]
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  • 基于“双碳”目标下污泥处置方式碳排放量分析——以广州市为例

    李忠群;丁彦如;郑磊;彭慧春;肖峰;

    通过分析广州市城镇污水、污泥产量及各处置方式城镇污泥量,并针对土地利用、建材利用、焚烧利用和卫生填埋等4种不同处置方式,计算污泥处置过程中的碳排放量,依据往年数据,构建多元回归模型,预测未来广州市碳排放量。结果表明,截至2020年底,广州市共有污水处理厂63座,处理能力为774万m~3/d,城市污泥年产生量为104.78万t(含水率为80%,下同),处置方式主要以建材利用和焚烧发电为主,二氧化碳当量约为1 690.97×106 kg CO_(2-eq),以黄浦、白云和荔湾区排放最多。同时,预测2030年广州市城镇污泥产量将达到2 059.05万t,与此同时二氧化碳当量将达到34 134.48×10~6 kg CO_(2-eq),较2020年增长1 918.63%,因此为了“双碳”目标的实现,必须继续优化城镇污泥的处置方式。

    2022年05期 v.48;No.233 45-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 1448K]
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  • 富营养化浅水湖泊生态治理措施及效果——以温州大学明心湖生态治理工程为例

    周丝;赵敏;马增岭;

    温州大学明心湖长期以来水体透明度偏低且近岸时常出现水华现状,文章于2020年4~5月对该湖实施了底泥疏浚、水生植物种植、曝气等生态治理工程,并通过对治理前后其水质及浮游生物群落结构定期监测。结果表明:治理后5个月,明心湖水体的TN、TP和COD显著下降,分别从3.31、0.17和51.03 mg/L降至0.81、0.05和25.26 mg/L;SD、DO和pH平均值显著升高,分别由0.14 m、7.06 mg/L、7.28升至0.31 m、10.53 mg/L和8.10;浮游生物的丰度均显著下降,浮游植物中绿藻的相对丰度显著上升,而浮游动物中枝角类和轮虫类的相对丰度显著下降。综上,生态治理工程实施后,明心水体透明度显著提高,营养盐水平、叶绿素a浓度及浮游生物丰度显著下降。

    2022年05期 v.48;No.233 50-58页 [查看摘要][在线阅读][下载 1616K]
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  • 义乌市水体富营养化藻华问题分析和监测方案建议

    吕萍;李慧莉;郑效旭;王聪;刘煜;秦玉;王亚博;陈珊;庄绪亮;徐圣君;

    为探究适用于义乌市富营养化水体的藻华监测方案,调研了义乌市具有代表性的岩口水库和义乌江的常规水质指标,分析了义乌市水体藻华暴发的问题现状和影响因素,并结合现有的藻华监测方法,筛选了适合义乌市的藻华监测方法。结果表明:水温、营养盐和水动力等因素均可显著影响富营养化水体的藻华暴发;现场监测、实验室分析、遥感监测和在线监测均可适用于义乌市不同类型富营养化水体的藻华监测。总体监测方案建议是以在线监测作为主体,辅之以现场巡视和实验室分析,并定期对监测数据进行校核。

    2022年05期 v.48;No.233 59-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 1367K]
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  • 城市调蓄湖体净水工程设计的思考——以贵阳市花溪湖为例

    石永;周正媛;付立梅;汪寒恩;方振华;乔梦;赵旭;

    生态文明建设的大背景下,国内城市湖体工程的实施进入了一个快速发展阶段,湖体工程已经成为城市公园建设的基本要求。文章以贵阳市花溪湖体工程设计为例,分析设计条件及背景、工程设计理念与生态景观元素要点,探讨生态文明建设背景下的城市调蓄湖体净水工程设计的本质所在。具体设计了生态净化工程、生态驳岸工程、生态修复工程、监测预警工程、水利高度工程以及综合管理工程。花溪湖工程设计在满足城市防洪安全基本要求下,能够充分发挥社会、经济、景观和生态等综合效益,为今后城市调蓄湖体净水工程设计提供参考。

    2022年05期 v.48;No.233 64-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 1408K]
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  • 基于BP神经网络的城市公园土壤重金属磁学诊断分析——以上海市莘庄公园为例

    汤宇;柳云龙;

    在上海市莘庄公园采集公园绿地表层土壤,结合磁学方法和化学方法,通过地统计学分析土壤重金属、土壤磁学特征的空间变异特征,对基于非线性BP神经网络和偏最小二乘法建立的土壤重金属磁学诊断模型的稳定性和精确性进行了比较分析。结果表明,土壤中Cu、Mn、Pb和Zn含量平均值分别为27.31、651.91、26.05和96.20 mg/kg,皆超过上海土壤重金属背景值,公园绿地土壤重金属存在富集现象。土壤低频磁化率、饱和等温剩磁和非磁滞剩磁磁化率平均值分别为27.39×10~(-8) m~3/kg、3 480.67×10~(-6) Am~2/kg和182.01×10~(-8) m~3/kg,也不同程度超出上海土壤背景值,公园绿地土壤存在磁性增强现象。土壤低频磁化率、饱和等温剩磁与Cu、Pb和Zn呈极显著正相关(p<0.01),与Mn呈显著正相关(p<0.05),通过非线性BP神经网络土壤重金属磁学诊断建模的稳定性和精确性均优于偏最小二乘法。

    2022年05期 v.48;No.233 69-73+99页 [查看摘要][在线阅读][下载 1509K]
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环境综合整治

  • 锰铁氧体工艺处理PVA废水及沉淀物资源回用

    徐硕;赵汗青;韩昆;石宝友;郝昊天;

    使用锰铁氧体工艺处理聚乙烯醇(PVA)废水,探讨了不同反应条件的影响,并结合沉淀物表征解释去除机理。结果表明,该工艺处理1 000 mg/L的PVA废水,5 min去除率既可超过90%,且无残留重金属。锰铁投加量与PVA的去除率成正比,而水体硬度不影响该工艺的处理效果。此外,工艺对模拟染料废水中和实际印染废水均可实现COD和染料的快速去除。在该处理过程中,PVA迅速参与沉淀物的原位生产,形成一种近似凝胶的锰铁氧化物。该沉淀物经处理后可作催化剂再次利用,催化性能优良。

    2022年05期 v.48;No.233 74-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 1573K]
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  • COD冲击对SBR污水处理效果及污泥特性的影响

    曲红;赵乐欣;王宁;聂泽兵;王帆;蒋维卿;边德军;

    针对我国污水处理厂破坏性水质冲击频发的问题,该研究通过将 COD 浓度由 400 mg/L 逐步提至 2 400 mg/L,探究 COD 冲击对 SBR 系统污染物的处理效果及污泥特性的影响。结果表明:当 COD 浓度为 2 000 mg/L 时,SBR 工艺对COD、TN、NH_(4+)-N 和 TP 的去除率分别为 98.83%、97.19%、99.33% 和 99.10%,此时系统的脱氮除磷效果最佳,且污泥沉降性能良好;当 COD 浓度达到 2 400 mg/L 时,活性污泥的脱氢酶活性(DHA)由 5.422 mg/g VSS 降至 1.412 mg/g VSS,此时多糖(PS)/蛋白质(PN)为 1.2,系统发生了污泥膨胀。

    2022年05期 v.48;No.233 79-84页 [查看摘要][在线阅读][下载 1649K]
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  • 低温条件下厌氧氨氧化技术的研究进展

    刘煜;吕萍;徐慧;秦玉;王亚博;

    厌氧氨氧化(anaerobic ammonia oxidation, Anammox)技术作为可以实现高效脱氮的一种工艺,近些年广受大家关注。作为废水处理的升级技术,厌氧氨氧化细菌(anaerobic ammonia-oxidizing bacteria, AnAOB)是厌氧氨氧化技术的核心菌种,其生长的最适温度(30~35℃)远高于我国大部分污水处理厂的运行水温,无法满足大规模的投入使用。为了使厌氧氨氧化技术得到广泛应用,文章对低温条件下厌氧氨氧化工艺的进展,无机物及有机物等对厌氧氨氧化细菌的影响以及厌氧氨氧化反应器的应用进展进行系统的论述;重点提出了通过优化厌氧氨氧化反应器、改变启动条件、投加有机物或无机物,从而缩短在低温条件下反应器的启动时间以及强化AnAOB的富集。以期为低温下高氨氮废水的工程处理提供技术参考。

    2022年05期 v.48;No.233 85-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 1449K]
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  • 新型多电极并联介质阻挡放电反应器的放电特性研究

    沈舟;胡坤;宋世林;王慧娟;

    为了提高单一放电电极介质阻挡放电(DBD)反应器的能量利用率,该研究建立了多电极并联DBD水处理体系,考察该反应器的放电特性及其对甲基橙(MO)的脱色效果。结果表明,与单一高压电极的DBD反应器相比,多电极并联的电极形式有效地降低了能量传输过程中的损耗,提高了系统的能量利用效率,进而促进了体系中MO的脱色,且相应的臭氧(O_3)生成量增加。在实验考察的相同系统操作参数条件下,MO的脱色效果可由单一电极条件下的73.71%提高到5个电极条件下的96.11%;5个高压电极并联的DBD反应器产生的O_3浓度是单个高压电极DBD反应器的2.13倍。

    2022年05期 v.48;No.233 95-99页 [查看摘要][在线阅读][下载 1525K]
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  • 基于SCI收录的电化学水处理技术文献计量分析

    宋冀营;杨雨寒;

    文章以2011~2020年电化学水处理技术方面的SCI发文情况为依据进行分析。结果显示,电化学水处理领域的全球发文量呈逐年上升的趋势,中国的发文量占全球发文量的近40%,发文量和被引次数H指数均居全球第一。与中国合作关系较为紧密的有日本、新加坡、丹麦和瑞典等国家。研究主要集中在环境科学和生态学、工程和化学等领域,主要研究涉及海水淡化、饮用水、地下水、污水污泥、活性污泥、个人护理产品、药品和垃圾渗滤液等方面,且近一半的发文集中在20个期刊上。

    2022年05期 v.48;No.233 100-104页 [查看摘要][在线阅读][下载 1467K]
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  • 曝气调控恢复主流自养脱氮性能及脱氮菌群特性研究

    刘人源;罗红梅;涂智;瞿畏;彭阳;陈宏;

    针对主流条件下部分亚硝化-厌氧氨氧化(PNA)工艺难以维持长期稳定运行的问题,采用气升式内循环反应器构建一段式反应系统,探究高溶解氧浓度导致工艺脱氮性能失稳后,原位恢复工艺脱氮性能的可行性及调控策略。结果表明,仅通过适宜的曝气调控,主流PNA工艺的脱氮性能可以实现原位恢复。在进水氨氮浓度为(50±1.81) mg/L、曝气速率为0.30 L/min的条件下,工艺的氮去除率可恢复至74.8%,氮去除速率达0.46 kg N/m~3·d。此外,曝气调控能够提高胞外聚合物中蛋白质的含量,从而提升污泥浓度和促进污泥颗粒化;氨氧化活性和厌氧氨氧化活性得到了增强,亚硝酸盐氧化活性得到了有效的控制。在恢复策略的实施下,Candidatus Brocadia属和Nitrosomonas属的相对丰度恢复至5.3%和8.7%,Nitrospira属的相对丰度减少至0.2%。研究结果为厌氧氨氧化技术在主流条件下的应用提供理论指导和技术支持。

    2022年05期 v.48;No.233 105-109页 [查看摘要][在线阅读][下载 1508K]
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  • 新型碳源用于脱氮的经济性对比及生物群落分析

    杨志宏;陈利军;岳佳妮;王冠平;聂荣;郭涛;赵贵江;宋伟;

    以淄博某污水厂生化出水为原水,通过活性污泥法反硝化小试试验,重点考察了3种新型碳源(农产品副产物BC5、制糖副产物二次加工品BC6和乙酸盐复配产品BC8)和2种常规碳源(C_6H_(12)O_6、NaAc)的反硝化脱氮效果,以确定较优厂试新型碳源。小试结果表明,BC8在较优投加C/N为4.5时,可在160 min内将进水总氮由32.4降至<7 mg/L,最大反硝化速率达21.6 mg NO_3~--N/(L·h)。在88 d厂试期内,在TN约5 mg/L同等出水水质条件下,BC8日均用量和使用成本仅为葡萄糖的38.2%和92%,经济性良好。对厂试活性污泥微生物群落多样性分析表明,碳源类型对微生物优势菌门类影响不大,但有助于提高Pseudomonas、Comamonas等反硝化菌群丰度。

    2022年05期 v.48;No.233 110-114页 [查看摘要][在线阅读][下载 1451K]
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  • 瞬时有机负荷冲击对SBR反应器的影响及调控措施

    艾胜书;刘轩彤;王帆;杜林竹;边维;边德军;

    为探究瞬时有机负荷(OLR)冲击对序批示活性污泥法(SBR)处理城镇污水的影响,进行了单周期瞬时高浓度OLR冲击试验,考察冲击时污染物去除效果及冲击前后胞外聚合物(EPS)组分及含量变化,并给出系统自然恢复的周期。通过调节曝气量的方式应对冲击,确定不同有机负荷条件下的最适曝气量。试验结果表明,系统在负荷达到0.68 g/(L·d)时出水COD、NH_4~+-N、TN和TP不能满足污水处理厂污染物排放标准。此时系统冲击前多糖(PS)和蛋白质(PN)分别为16.62和14.62 mg/g,冲击后EPS组分中PN含量无明显变化,PS含量经过11个周期自然恢复,在第5个周期PS达到最大值为30.17 mg/g,且反应器出水污染物能满足污水处理厂污染物排放标准。当有机负荷达到0.68 g/(L·d)时,系统最适曝气量2.1 L/min。

    2022年05期 v.48;No.233 115-120页 [查看摘要][在线阅读][下载 1505K]
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  • 基于激光云高仪探测污染天气边界层高度

    乔晓燕;薛禄宇;田野;

    利用 2016 年 10 月北京市大兴 CL51 云高仪后向散射数据,分别采用梯度法和小波协方差法计算了边界层高度。分析了晴空和霾污染天气边界层高度的差异及影响因素。结果表明,两种方法计算的边界层高度一致性较好。晴空和霾污染天气边界层高度具有不同特征,在霾污染天气,由于大气中污染物削弱了到达地表的太阳辐射,地表没有足够的热量使边界层发生明显抬升,边界层高度维持在较低的高度。晴空天气,由于太阳辐射对地面的增温,边界层高度在正午前后有明显的抬升,边界层高度较高且日变化较明显。边界层高度与地面 PM_(2.5)、PM_(10)、CO 和黑碳气溶胶等污染物浓度呈负相关关系。

    2022年05期 v.48;No.233 121-126页 [查看摘要][在线阅读][下载 1627K]
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  • 固定污染源废气中醛酮类化合物测定方法研究

    卢迎红;任甜;

    建立了固定污染源排放废气中的醛、酮类化合物的测定方法。用酸性2,4-二硝基苯肼(DNPH)吸收液采集废气样品,并发生衍生化反应,生成2,4-二硝基苯腙类化合物,用溶剂萃取后,经高效液相色谱分离检测。加标回收率在64.6%~109%之间,当采样体积20 L时,方法的检出限为0.005~0.010 mg/m~3。可用于固定污染源废气中12种醛、酮类污染物的检测。

    2022年05期 v.48;No.233 127-133页 [查看摘要][在线阅读][下载 1367K]
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  • 高寒半湿润沙化地土壤养分对植被恢复的响应研究

    苟小林;郭静静;VLADIMIROV Dmitrii;聂富育;罗雪梅;

    土壤养分是沙化地生态恢复的重要基础和衡量指标,但高寒沙化地相关研究缺乏。为探究土壤养分随高寒半湿润沙化地恢复的变化过程,本研究利用老芒麦(Elymus sibiricus L.)进行植被恢复来治理沙化地,在不同的恢复年限和季节来研究土壤碳、氮、磷对植被持续恢复的响应过程。结果表明:高寒沙化地中土壤碳、氮、磷积极响应植被恢复过程,植被恢复促进了土壤中有机碳、溶解性有机碳、全氮、硝态氮、铵态氮、全磷和有效磷的增加,恢复3年后土壤有机碳增加至6.6 g/kg(0~15 cm),土壤全氮增加至0.4 g/kg(0~15 cm),土壤全磷增加至0.6 g/kg(0~15 cm);植被恢复改变了土壤有机碳季节性变化趋势,但没有改变氮和磷季节性变化趋势。植被重建促进高寒沙化地土壤养分增加,植被恢复是高寒地区沙化治理的有效手段。

    2022年05期 v.48;No.233 134-140页 [查看摘要][在线阅读][下载 1565K]
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  • 污染场地土壤修复工程效果评估研究——以北方某味精厂污染场地为例

    李沐慧;

    以北方某味精厂重金属及有机物复合污染场地为例,该场地污染物浓度超过了人体健康风险可接受水平。依据《污染地块风险管控与土壤修复效果评估技术导则:HJ 25.5—2018》,对修复后的场地开展污染场地治理工程修复效果评估工作。经评估,场地修复施工过程规范,修复后的污染物水平低于修复目标值,修复后的土壤达到了安全标准,采用的修复方法和措施合适,施工过程中采取相应的环保措施,未产生二次污染。修复效果评估合格。

    2022年05期 v.48;No.233 141-144页 [查看摘要][在线阅读][下载 1421K]
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