环境保护科学

Environmental Protection Science

矿山污染防治与生态修复实践探索

  • 我国硫铁矿区污染特征及风险评价方法初探

    陶诗阳;陈涤;黄芯仪;李义豪;童立志;王炜;陈岩贽;

    在支撑国民经济发展的同时,硫铁矿资源的大规模、高强度开发也带来了环境风险与安全隐患。文章从“源—途径—受体”视角系统梳理了我国硫铁矿主要形成及分布特点、特征污染物及其迁移、暴露途径和风险受体。从风险源角度将矿区风险评价分为了基于污染物的风险评价以及区域宏观尺度的风险评价,归纳比较了不同矿区风险评价方法的内涵、风险受体、评价模型、结果表征和不确定性。基于目前我国硫铁矿区污染特征调查以及风险评价存在的问题,提出了需优先关注的重点工作及研究方向,以期为硫铁矿区生态环境保护及污染防控提供技术支撑。

    2023年05期 v.49;No.239 1-9页 [查看摘要][在线阅读][下载 1714K]
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  • 卫星遥感技术在矿山历史遗留固废排查中的应用——以广东清远和江西崇义为例

    区杰泳;华菁;郑晓雄;童立志;孙中平;雷蕾;陈岩贽;王炜;

    矿山历史遗留固废精准排查是矿山污染治理的必要条件。卫星遥感技术广泛应用于固体废物排查在内的环境监测领域,但存在识别对象差异性和遥感数据质量影响排查全面性和准确性的问题。该研究基于矿山历史遗留固废特征构建遥感解译数据库,对广东清远和江西崇义2个研究区域开展单时相影像遥感解译、多时相影像遥感解译和人工解译修正,通过计算漏判率、总体精度,评价卫星遥感解译在矿山历史遗留固废排查工作中的应用效果,并对非目标图斑进行分类,优化了矿山历史遗留固废遥感解译精度评价参数。结果显示:单时相影像遥感结果漏判率较大,未能全面排查到研究区域内的历史遗留固废;经过多时相影像进行遥感解译人工解译修正的解译结果漏判率为0%,近似精度>95%;近似精度可作为后续矿山历史遗留固废现场核查的依据。

    2023年05期 v.49;No.239 10-17页 [查看摘要][在线阅读][下载 1907K]
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  • 废弃矿区重金属污染负荷核算方法及其应用研究——以广东某废弃铅锌矿区为例

    彭香琴;沈于凯;蔡彬;王炜;杜建伟;陈岩贽;

    为定量评估废弃矿山中非点源重金属污染负荷,以Johnes输出系数模型为基础,构建了废弃矿区固体废物重金属负荷核算模型。以广东某废弃铅锌矿区作为模型验证区,应用模型估算了该矿区的非点源锌、铅、镉、砷、铜、汞、镍等重金属污染负荷。结果表明:某废弃铅锌矿区固体废物在淋溶条件下产生的重金属负荷约为1.81 g/a,其中铅的负荷最高,占45.95%。但在考虑污染物全部释放的情形下,铅的平均污染负荷达到了465.78 t。该模型可快速推算废弃矿区重金属污染负荷,相比于传统的Johnes输出系数法更简便、快速、适用性更高。与其他矿区相比,该矿区重金属整体污染负荷不高,但重金属污染元素种类较多,在极端条件下,该区域铅镉锌等重金属仍有较高的污染风险,建议按“一堆一策”治理方案深入开展废弃矿区固体废物污染源整治。

    2023年05期 v.49;No.239 18-23页 [查看摘要][在线阅读][下载 1434K]
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  • 历史遗留铅锌矿选矿厂土壤重金属污染特征及风险评估

    丁洁;彭香琴;区杰泳;陈岩贽;黄芯仪;李义豪;

    文章选取赣南某历史遗留铅锌矿选矿厂为研究对象,测定了土壤中As、Cd、Pb等14种重金属含量,运用单因子指数法(P_i)、内梅罗综合污染指数法(P_N)、地累积指数法(I_(geo))分析土壤重金属污染特征,并利用潜在生态风险指数和场地风险评估模型评价研究区风险状况。结果表明,对比我国建设用地土壤二类用地风险管控筛选值,土壤中As、Cd、Pb、Zn的超标率分别为76.6%、6.38%、27.66%、2.13%。选矿厂土壤污染情况已经达到重度污染水平,重金属的污染程度由大到小依次为:As>Cd>Pb>Zn。潜在生态风险指数计算得出,该研究区处于极高生态风险状态,潜在综合生态风险指数达到1 892.40。污染场地风险评估计算模型和血铅模型结果表明,在非敏感地类型下土壤中的重金属As、Pb、Cd其风险均超过可接受水平。综上,该类地块应重点关注As、Pb和Cd的污染防控。

    2023年05期 v.49;No.239 24-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 1756K]
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  • 基于文献计量的环境功能材料施氏矿物的研究趋势分析

    童立志;彭香琴;李思成;石丕星;王炜;刘晓文;

    基于文献计量学分析方法,利用Web of Science核心合集数据库和中国知网(CKNI)数据库对1990—2021年期间有关施氏矿物的文献进行梳理和总结。通过分析发文量、国家、作者、研究机构、关键词等数据,绘制了关键词频次密度图和关键词突现图等,以回顾施氏矿物的研究历史,发掘其研究热点和研究趋势。结果表明:自20世纪90年代初施氏矿物首次报道以来,其相关发文量稳步上升,现超过60篇/年。关于施氏矿物的初期研究热点为其结构性质解析等,现阶段研究热点为其在重金属污染水体和土壤修复,以及光催化降解有机污染物等领域的应用探索。建议深入研究复杂环境体系中施氏矿物的稳定性及相变过程,以促进该环境友好功能材料在生态修复领域的进一步发展。

    2023年05期 v.49;No.239 31-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 2828K]
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  • 矿山生态修复技术体系构建

    卢誉之;陈银萍;曹渤;李玉强;

    无序的矿山开采作业会破坏矿山区域土壤结构,造成水土流失,使植被生长、水资源、大气环境和人类生命活动受到严重的威胁。因此,矿山废弃地的生态保护和修复管理极为重要。通过查阅文献,分析了矿山废弃地的各类生态问题,以土壤和植被为主要生态要素归纳了物理性、化学性和生物性三大类矿山生态修复核心技术,并针对目前已有矿山生态修复技术体系的不足,从降低灾害发生风险、矿山生态修复技术选择和景观生态重建3个方面入手,构建出一套适用于我国实际的生态修复技术体系,主要包括风险预警技术、土地重建防固技术、土壤基质改良技术、水资源重建技术、植被生态恢复技术和景观生态养护技术6个方面,旨在为生态修复技术的筛选和优化提供更多的科学参考,为提高矿山生态修复效率和解决矿山区域水土流失等问题提供更有力的技术支撑。

    2023年05期 v.49;No.239 41-50+54页 [查看摘要][在线阅读][下载 1518K]
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环境规划管理

  • 环境资源价值核算在环境责任保险理赔中的应用——以成都市水资源价值核算为例

    蒋彦艺;刘惠敏;张国徽;白洁;

    环境责任保险的实践对于我国环境保护事业的发展具有深远意义,但在实践过程中,理赔额度的确定始终是难题。文章提出了通过环境资源价值核算的方法判定环境责任险责任主体赔偿金额的观点,并阐述在不同发展模式下该方法的实践过程,即核算出损害事故发生前后资源价值的差值作为理应赔偿的总值,再根据保单分配对应责任,并以成都市水资源价值核算为例,阐述了资源价值核算的方法。最后提出应建立地方环境资源信息平台,实时监测环境状况,对突发环境事故做出快速反应等建议。

    2023年05期 v.49;No.239 51-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 1623K]
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  • 基于PCC-LSTM模型的全国碳排放权交易价格预测研究

    朱亮亮;肖楚鹏;余梦;王迎秋;李野;赵猛;

    为了有效提升碳价的预测精度和保证全国碳交易市场的稳定运行,在利用皮尔逊相关系数法(PCC)提取关键碳价影响要素的基础上,分别运用ARIMA模型、多项式回归算法和LSTM模型,构建了全国碳交易市场的碳价预测模型。对比结果显示:相较于其它两类模型,PCC-LSTM模型的预测精度最高,平均精度达到99.26%,标准偏差最小,仅为0.263 0,很好地显示了深度学习算法在样本数据充足条件下的优越性和实用性。相较于上半年的平均碳价,预测得到的11月碳价渐趋平稳,且有所提高,一定程度反映了全国碳交易市场整体运行平稳和年底交易活跃的特性。PCC-LSTM模型在碳价预测领域的成功应用,有助于企业熟悉碳市场的运行机制和变化规律,对扩大碳市场的覆盖范围和确保碳市场的稳定、健康发展具有重要的推动作用。

    2023年05期 v.49;No.239 55-62+129页 [查看摘要][在线阅读][下载 2016K]
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  • 大数据时代下的智慧监测平台设计研究

    曲凯;周洁;阴璐璐;

    以山东省智慧监测平台的建设实践为例,提出了基于中台理念的智慧监测平台设计方式,以数据为驱动,以流程为牵引,打破传统研发模式的孤岛式信息壁垒弊端,推进各类生态环境监测数据有效整合与互联互通,对各环境要素监测业务进行流程再造,建立横向业务协作、纵向业务联动的协同联动体系,从监测要素、监测业务、专项工作等不同角度汇聚融合数据产品和系统成果,实现一网汇聚全省监测动态数据,一屏纵览全省监测业务全局,助力各项监测业务实现全链条智慧化管理,以期达到生态环境监测工作由“人海战”向信息化联合作战的转变。

    2023年05期 v.49;No.239 63-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 2188K]
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环境综合整治

  • 京津冀地区PM_(2.5)空间分布特征及其影响因素分析

    盛晴;洪志敏;陈女珍;

    文章选取2016—2020年京津冀地区的PM_(2.5)监测站点数据为研究对象,分析京津冀地区PM_(2.5)浓度的时空分布特征,并构建地理加权回归模型(GWR)分析PM_(2.5)浓度受各因素影响的空间变化特征。结果表明:(1)2016—2020年京津冀地区的PM_(2.5)浓度基本呈下降趋势,2018与2020年的PM_(2.5)浓度最低且污染区域最少;PM_(2.5)浓度表现出明显的季节变化特征,春夏季节较低,冬季最高。(2)京津冀北部的张家口、承德和秦皇岛为PM_(2.5)浓度低值区,南部的石家庄、邢台、邯郸、保定和衡水为PM_(2.5)浓度高值区。(3)京津冀地区PM_(2.5)浓度空间分布存在明显的聚集特征,北部保持“低-低”聚集,南部保持“高-高”聚集,非显著区域在中间位置,呈现倒“U”型分布。(4)不同的影响因素对于PM_(2.5)浓度的影响程度有着较为明显的空间差异性。

    2023年05期 v.49;No.239 68-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 3481K]
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  • 突发性水污染事故应急监测及预案评估应用实证——基于模糊层次综合评判法

    雷霄;李冬;寇蓉蓉;王明良;魏东洋;刘雪瑜;黎佳茜;

    近年来突发性水污染事故频繁发生,及时准确地开展水污染事故应急监测、评估和水污染治理的需求越来越迫切。该研究以某江突发性水污染事故为例,结合现场水质检测结果,提出基于模糊综合评判法和层次分析法的应急监测以及预案评估,量化水质状态,分析水质影响的主要污染源;同时结合层次分析法制定针对性的水污染应急预案。结果表明:该评估方法准确量化了不同监测位置的多种重金属污染的水环境状态,明确了造成应急期间水质恶化的主要原因为镉超标;基于制定的应急预案,综合评估了管控措施的总分为72.7,应急能力属于一般;后期应在仪器配置、文件系统等储备能力、监测能力以及迅捷方面改善以进一步提升总体应急能力。

    2023年05期 v.49;No.239 76-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 1571K]
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  • 一种复合土壤调理剂的制备及其镉污染农田修复效果

    曹鹏;陈亚刚;焦洪鹏;冯先翠;李媛媛;江海燕;

    为弥补粉煤灰、硅藻土、蒙脱石及生石灰作为农田土壤镉污染修复材料在应用过程中存在的不足,以粉煤灰、硅藻土、蒙脱石和生石灰为原料,制备成复合土壤调理剂(MT),并对其进行比表面积、扫描电镜、ICP-MS和X射线荧光光谱表征及镉吸附试验,以探究其制备温度、吸附性能和吸附机理;以MT为钝化剂,开展镉污染田间修复试验,探究其修复效果及机理。结果表明,MT最佳制备温度为250℃,其比表面积为21.92 m~2/g,较反应前增大近1倍,其对镉的饱和吸附量高达270.27 mg/g,MT吸附性能提升主要依靠反应后增加的比表面积和生成的絮状水化物质。当MT按0.35%施加时,糙米中镉含量较空白降低了76.6%,低于GB 2762—2017的镉限值(0.2 mg/kg),MT主要通过吸附作用来降低土壤镉有效态含量,进而实现减少水稻对土壤镉的吸收累积,其效果优于单独使用粉煤灰、硅藻土及蒙脱石,安全性高于生石灰。同时有助于降低现行镉污染农田修复成本,可为我国农田土壤镉污染治理与修复提供一定的技术参考。

    2023年05期 v.49;No.239 83-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 1707K]
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  • 河口区生态环境问题及生态修复对策探讨

    董卫卫;林桂兰;

    河口是一个生物多样性丰富又敏感的区域,在人类过度开发下,河口区生态环境问题日益明显,河口生态系统修复成为一项重要的研究课题。基于河口生态修复的基本概念,文章通过分析得出我国河口区普遍存在洪涝灾害、水质底泥污染、港口通航能力减弱、渔业资源减少、湿地退化及生物多样性减少、河口海岸生态功能下降等6个生态环境问题,以问题为导向系统总结了可以采取加强生态海堤建设、控制污染源入海、水质底泥修复、生物资源修复、水动力修复、河口湿地修复、海岸生态景观修复等生态修复措施,提出要构建一个河口基底调查、问题诊断和修复目标确定、生态修复可行性评估、生态修复方案规划设计、项目实施及监测评估、后期保育措施等一整套完整的系统修复技术框架。最后从河口可持续发展角度提出河口管理要构建河口综合管理体制机制、制定长期动态可调整的河口保护修复计划、加强对河口基础交叉学科的研究等措施,为后期河口区生态修复和管理提供借鉴。

    2023年05期 v.49;No.239 91-99页 [查看摘要][在线阅读][下载 1761K]
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  • UV/Fenton法深度处理含双氯芬酸和锌废水的工艺优化

    王悦静;王月月;邓志伟;

    为研究含药物和重金属复合废水的处理方法,采用UV/Fenton工艺对经过生物处理后的含双氯芬酸(DCF)和Zn~(2+)废水进行处理,通过单因素实验法分析了H_2O_2浓度、Fe~(2+)浓度和反应时间对废水中COD、DCF和NH_4~+-N去除效果的影响。结果表明,随着H_2O_2浓度和Fe~(2+)浓度投加量的升高,COD和DCF的去除率呈先上升后下降的趋势,NH_4~+-N的去除率则趋于稳定。随着反应时间的增加,COD、DCF和NH_4~+-N除率均为先上升后趋于平衡。结合成本和效率考虑,得出最佳处理条件为:H_2O_2的最佳投加量为600 mg/L,Fe_(2+)的最佳投加量为45 mg/L,最佳反应时间应设置为90 min。

    2023年05期 v.49;No.239 100-105页 [查看摘要][在线阅读][下载 1724K]
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城市生态保护

  • 新疆地区城市环境空气质量特征分析

    杨艳艳;帕丽达·牙合甫;蔡梦玥;朱新萍;邹扬;

    为探究新疆地区城市的环境空气质量特征,选取2021年新疆地区14个城市6种常规大气污染物的月均浓度和年均浓度,采用综合指数和空气质量指数对其月度变化、季节变化和区域特征进行了分析。结果显示:2021年新疆14个城市PM_(10)、PM_(2.5)、NO_2、CO和SO_2 5种污染物浓度的月度变化均表现为“U”型,最高值出现在冬季12和1月;O_3浓度月度变化为倒“U”型,最高值出现在夏季7月(120μg/m~3)。2021年新疆地区大气环境主要超标污染物为PM_(10)和PM_(2.5),其年均浓度超标倍数分别为0.78和0.21;重点超标城市为南疆的和田、喀什、阿克苏等市。2021年全疆平均优良天数比例为74.44%,污染天气主要出现在春季和冬季。综合指数表现为南疆(6.56)>东疆(4.85)>北疆(3.28),北疆的环境空气质量最佳。与2020年相比,2021年环境空气质量有所好转。

    2023年05期 v.49;No.239 106-113页 [查看摘要][在线阅读][下载 2174K]
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  • 西安生态城市的水平测度、收敛趋势与长期预测

    叶文显;曾绍龙;

    生态城市建设是实现城市可持续发展目标的重要举措。选取西安市及其13个区县的面板数据,实证分析结果表明:西安城市生态化水平呈现明显的空间依赖性、集聚性与稳步提升趋势,中心城区优于外围区县趋势明显,其生态城市建设逐渐由空间集聚模式转向空间溢出模式和空间均衡模式;各区县常住人口增长有利于城市生态水平的提升,当常住人口超过100万时,其生态改善红利将逐渐减弱;13个区县的城市生态化水平存在σ收敛、绝对β收敛和条件β收敛。中心城区表现为生态环境滞后型区域,而外围区县表现为社会经济滞后型区域;2021—2035年,西安城市生态化水平将保持平稳增长趋势,2035年达到中等等级,新城、雁塔和未央的生态水平处于“较高等级”。

    2023年05期 v.49;No.239 114-122页 [查看摘要][在线阅读][下载 1711K]
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  • 基于观测的沈阳市气溶胶光学特性对J[NO_2]、J[O~1D]的影响

    王男;孙学斌;刘闽;高木木;王佳音;侯乐;杜毅明;王闯;金东青;苏枞枞;

    文章基于2018年11月—2021年10月沈阳市大气复合污染立体监测超级站颗粒物光学特征观测数据、光解光谱仪观测数据及11个国控点位PM_(2.5)及O_3浓度数据,分析了沈阳市气溶胶光学特性及其对光化学反应的影响。结果表明,沈阳市PM_(2.5)的散射系数、吸收系数均呈冬季>秋季>春季>夏季的特征。秋季以散射型气溶胶为主,而夏季吸收型气溶胶的占比有所增加。夏、秋、冬季气溶胶粒子以细模态粒子为主;春季污染由粗模态和细模态的粒子共同导致。当PM_(2.5)>150时,J[NO_2]、J[O~1D]的最大值分别为0.005 s~(-1)、1.45e~(-5) s~(-1),较PM_(2.5)≤35时,分别减少了16.3%和35.3%。当SSA一定时,J[NO_2]、J[O~1D]随AOD的增加而减小,二者间存在负相关关系。其中SSA≈1.0时(气溶胶为强散射型气溶胶),二者的相关性最显著。当AOD一定时,J[NO_2]、J[O~1D]随SSA的增加而增加,但二者无显著相关性。

    2023年05期 v.49;No.239 123-129页 [查看摘要][在线阅读][下载 2245K]
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  • 威海市挥发性有机物组成特征、来源及对O_3生成敏感性

    张晓明;王丽敏;金晓霞;张然;

    为探究O_3污染成因,2022年5—10月威海市开展了117种VOCs组分的手工监测,并对8月份进行手工加密监测,分析了VOCs的组成特征、污染来源及O_3生成对前体物的敏感性。结果表明,观测期间,VOCs的平均体积分数为55.13×10~(-9),含氧挥发性有机物(OVOCs)贡献最高,贡献率为61.21%,其次是烷烃21.84%、卤代烃7.59%、芳香烃4.45%。从O_3生成潜势(OFP)来说,OVOCs对OFP的贡献率最高74.20%,其次芳香烃(14.13%)、烷烃(9.23%)、烯烃(7.37%)。观测期间使用PMF模型得出非甲烷碳烃化合物(NMHCs)主要来自汽油车尾气(37.02%),其次是生物质燃烧与船舶排放(25.12%)和柴油车尾气排放(19.02%)。对醛酮类有机物来源贡献较大的源分别是二次生成(33.86%)、生物质燃烧及船舶排放(30.92%)和汽油车排放(23.16%)。说明交通源防控对威海市NMHCs与醛酮类有机物污染控制尤为重要。EKMA曲线结果显示威海市在观测期间整体处于VOCs和氮氧化物(NO_x)的协同控制区,削减VOCs和NO_x均对O_3生成具有控制作用。

    2023年05期 v.49;No.239 130-137页 [查看摘要][在线阅读][下载 2562K]
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  • 面向乡镇尺度的畜禽养殖潜力评价与生态环境承载力分析——以儋州市为例

    谢居清;秦晶;赵志岚;

    我国对畜禽养殖的污染治理非常重视,基于土地、水资源、大气等方面的生态环境承载力评估是确定畜禽养殖业发展布局的关键,目前面向小尺度畜禽养殖区的生态环境承载力分析方法和案例研究还不多见。建立乡镇尺度畜禽养殖潜力评价与生态环境承载力分析方法,以海南省儋州市为例开展研究。结果如下:基于土地承载力、自然生态、畜禽养殖、种植业等4个子系统及其耦合关系构建的畜禽养殖资源环境承载力分析方法,可以有效评价乡镇重点区域的畜禽养殖规模上限;海南省儋州市畜禽粪肥土地承载潜力以氮计约722.66万头猪当量,其中雅星镇的土地承载潜力最高约222.53万头猪当量,可作为全市畜禽养殖重点发展乡镇;儋州市雅星镇畜禽重点养殖区在保证新鲜水资源供给、生产废水“零排放”、配建固相粪便生产有机肥设施等前提下,畜禽养殖规模上限为126万头/年出栏量。

    2023年05期 v.49;No.239 138-144页 [查看摘要][在线阅读][下载 1771K]
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