重庆大学学报 -->环境科学与工程

化学淋洗对土壤团聚体稳定性及其重金属赋存形态的影响

程剑雄，谢更新，丁文川，晏卓逸，李桥，王颖 — 2021/4/20 0:00:00

为探究重金属在土壤非均质体系中的淋洗特性，分别考察了3种化学淋洗剂乙二胺四乙酸（EDTA）、柠檬酸和三氯化铁（FeCl₃）等对粒径为0.25~2.00 mm、0.05~<0.25 mm和<0.05 mm的土壤团聚体淋洗过程中团聚体结构、重金属Pb和Cd质量分数及其赋存形态影响。结果表明，不同粒径团聚体中重金属的淋洗效率存在显著差异（P<0.05），小粒径（<0.05 mm）的团聚体上Pb和Cd具有更高的淋洗效率。淋洗后较小粒径团聚体上残渣态Cd所占比例升高，但有效态的Pb所占比例增加。淋洗后团聚体的平均直径分别减小了77.25%、80.98%和49.15%，团聚体解体可能增加土壤对Pb和Cd的专性吸附能力。淋洗剂FeCl₃相较于EDTA和柠檬酸，对水稳性团聚体具有较低的结构破坏作用，同时具有较好的重金属淋洗效果，有利于土壤后续的安全再利用。

空气污染与呼吸系统疾病发病率的关系分析

汪锋，刘辛 — 2021/4/20 9:57:38

基于2013年1月至2018年12月重庆市某医院45 380个呼吸系统疾病确诊病例的微观数据，使用该医院多种呼吸系统疾病确诊量作为呼吸系统疾病发病率的代理变量，与中华人民共和国生态环境部公布的城市空气质量月度报告中的重庆市各类空气污染物的月均浓度指标进行匹配，使用计数数据泊松回归模型定量分析了城市空气质量与各类呼吸系统疾病发病率之间的统计关系。研究发现：空气污染是呼吸系统疾病发病的重要诱因，PM_2.5月均质量浓度增加1 μg/m³，支气管哮喘、慢性支气管炎、上呼吸系统感染、社区获得性肺炎、肺气肿、慢性阻塞性肺疾病平均确诊病例数量将提高约0.2%至1.1%。

基于长时间序列预测的计量区给水管网爆管识别

文思齐，龙天渝 — 2023/5/31 9:55:44

为了讯速识别计量分区给水管网中的爆管，提出了一种新的预测–分类–校核的三阶段Infomer-Z-score算法。Infomer-Z-score算法解决了传统方法数据处理效率低、不正常低用水量不处理的问题。在预测阶段中使用深度学习Informer算法预测管网长时间用水压力数据，提高用水压力预测的准确性和数据处理的效率。在分类阶段使用多阈值的分类方法提高了对用水压力数据随时间变化的鲁棒性。Infomer-Z-score算法在爆管模拟检验中的真阳性率（TPR）为90.9%、假阳性率（FPR）为1.7%、检测准确率（DA）为99.5%。长时间序列的压力预测不仅能用于爆管识别，而且还能有效的进行管网中的压力控制使爆管风险降低。

一株锰氧化细菌AL-6与柚子皮生物炭耦合修复电解锰渣场污染地下水特性研究

安强，焦乙枭，张晨怡，邓舒曼，金柠婕，杨茂林 — 2023/5/31 9:55:45

为了研究电解锰渣场污染地下水中复杂废水的修复问题，以农业废弃物柚子皮为原材料制成生物炭作为菌株Acinetobacter baumannii AL-6固定化载体(MBC)，得到菌株生物炭耦合体系（MBC）。探究了该耦合体系对含锰、氨氮以及高钙镁离子复合废水的综合处理能力，同时构建序批式间歇反应器（SBR）以探究其在废水处理中的应用潜力。实验结果表明，MBC在48 h内去除了98.46%的锰。与2个独立的实验组（生物炭组，菌株AL-6组）相比，MBC对锰的去除具有良好的协同作用。MBC对锰的平均去除率为15.87 mg/(L?h)，是菌株AL-6组的1.09倍，生物炭组的14.33倍。此外，MBC对氨氮的最大去除率为71.92%，对钙镁离子也有一定的去除效果，分别为41.46%和26.95%。在SBR中，MBC能去除90.1%的锰和85.44%的氨氮。结果表明，微生物固定化具有巨大的应用潜力，可用于处理电解锰渣复合污染废水。

高钢级山地管道设计及安全性评估的再认识

胡文君，赵宇，胡凯衡，谌贵宇，付开伟，张晓鹏 — 2023/5/31 9:55:47

永久性地面变形(permanent ground deformation, PGD)是造成山地管道屈曲断裂泄露并导致重大生命、财产损失的主要原因之一。现有PGD区山地管道“基于应变”的设计及安全性评估方法和技术标准对在役高钢级管道安全性评估偏于危险，亟待对其进行进一步的研究。针对山地复杂PDG工况下的“许用应变”及“计算应变”，从山地管道的主要失效模式着手，对山地管道管–土相互作用的应变计算方法（解析法、数值分析法及试验法）及安全性评估方法的技术现状及存在问题进行了分析，并结合我国山地管道未来的发展趋势及生产需要，提出了考虑在役管道的实际工况，进行基于管–土相互作用规律的设计及安全性评估方法的研究路径和内容。

废水生物处理颗粒污泥内三维孔隙结构研究——以厌氧氨氧化颗粒污泥为例

冷济轩，傅慧敏，晏鹏，陈猷鹏 — 2023/12/19 16:00:44

颗粒污泥的三维结构极大地影响其沉降性能和结构稳定性，但是目前缺乏对颗粒污泥内部三维结构、孔隙结构分布特征等在维持颗粒结构稳定性中的作用的研究。以厌氧氨氧化颗粒污泥为对象，采用同步辐射的X射线显微断层扫描成像技术扫描颗粒，通过Avizo软件对颗粒污泥进行三维重构，获得了颗粒污泥中孔径、孔隙的空间分布和分形维数，建立了颗粒污泥的孔隙网络模型，并计算颗粒污泥的绝对渗透率，为颗粒污泥系统在污水处理中的稳定高效应用提供理论依据。

冻融条件下溶解性有机物在冰-水-沉积物体系中的迁移

杨力，陈忠礼，邵迎，吴思齐 — 2023/12/19 16:00:45

通过设置室内控制实验，测定冻融过程中冰水两相的三维荧光光谱（EEMs）、SUVA254、TN、TP、DOC，并对三维荧光特征指数、SUVA254、TN、TP、DOC进行相关性分析。结果表明，冻结过程中水相的三维荧光光谱中类色氨酸峰A、类酪氨酸峰B、类腐殖酸峰C的荧光强度增强，TN、TP质量浓度增加至原水样的1.47、1.13倍。说明在冻结过程中由于冷冻浓缩效应，类色氨酸、类酪氨酸、类腐殖酸三类溶解性有机物、TN、TP由冰相向水相迁移。随着冰相体积的增加，三类溶解性有机物、TN、TP向沉积物迁移，并在溶解过程中，由沉积物向水体释放。通过测定冻融条件下冰水两相中BPA、E2、EE2的质量浓度发现，在冻结过程中BPA、E2、EE2向水相中迁移，结合相关性分析结果说明芳香族物质更易向水相中迁移。

Cu-FeO_x@AC活化PMS体系除藻效能与机制

陈昊天，向平，姜文超，李玉平，周元，王凯 — 2023/12/19 16:00:46

为探究富营养化水体中藻类的新型治理技术，通过水热法和高温煅烧法，使颗粒活性炭（AC）表层上负载铜铁双金属氧化物Cu-FeO_x，制得可回收的Cu-FeO_x@AC复合催化剂。以XRD、SEM、FTIR和XPS对Cu-FeO_x@AC的表征为基础，研究Cu-FeO_x占AC的负载比、过一硫酸盐（PMS）使用量、初始pH及不同反应体系对除藻的影响，探究Cu-FeO_x@AC活化过一硫酸盐体系的除藻效能。Cu-FeO_x@AC活化过一硫酸盐体系反应机理，通过自由基淬灭实验、XPS表征进行探究。结果可知，初始pH为6，初始藻细胞密度为1.4×10⁹个/L，使用催化剂0.5 g/L，PMS 0.2 g/L时，反应90 min，该体系对藻的降解率有97.25%。在该体系中，藻细胞能被吸附在Cu-FeO_x@AC复合催化剂表面，在铜、铁不同价态离子的转换及AC的协同作用下，产生空穴、·O2-、·OH、SO4-·，单线态氧等多种氧化基团而被去除。

过硫酸盐协同电化学体系去除渗滤液中富里酸

于志鹏，王以茜，曾晓岚 — 2023/12/19 16:00:46

中国多数焚烧厂采用“MBR+反渗透”工艺处理渗滤液，该工艺的反渗透膜进水富里酸含量偏高，是导致反渗透膜结垢污染的原因之一。为降低反渗透膜进水中富里酸含量，研究以过硫酸盐协同电化学体系处理自配富里酸废水，讨论体系中去除富里酸的主要活性物质，并考察了初始pH值、过硫酸盐投加量、电流密度、极板间距、NaCl质量浓度对富里酸去除率的影响。在此基础上，考察协同体系处理实际焚烧厂渗滤液MBR出水的效果。结果表明：过硫酸盐协同电化学体系对富里酸的去除能力主要由SO4-·、·OH和Cl-生成的HClO提供，其中HClO有着较大的贡献，其次是·OH，SO4-·贡献最小。初始pH及极板间距对富里酸去除率的影响不大；富里酸去除率随初始过硫酸盐浓度的增大先升高后降低；随电流密度增加先增加后不变；随Cl-质量浓度增大而略微降低。其中，过硫酸盐投加量、电流密度是主要的影响因素。采用过硫酸盐协同电化学体系处理实际焚烧厂渗滤液MBR出水，在电流密度30 mA/cm²、过硫酸钾9 g/L的条件下反应6 h，三维荧光光谱结果显示，可见光及紫外光区富里酸的去除率分别达到98.65%和97.80%。过硫酸盐协同电化学体系能够有效去除实际废水中的富里酸。

水位变动对三峡水库消落带典型雌激素效应物质及活性的影响

周敏，邵迎，黄思瑜，陈忠礼 — 2024/5/6 17:18:58

以三峡库区消落带为研究对象，将化学分析与生物测试相结合，研究水位变动对消落带土壤（落干期）和沉积物（淹水期）雌激素效应物质种类和含量及雌激素活性的影响，探讨典型雌激素与雌激素效应的关联程度，以期为水库消落带生态安全和环境健康管理提供重要的数据支撑。借助超高效液相色谱-质谱（UPLC-MS）对8种典型雌激素的赋存与质量浓度进行靶向分析，并使用重组基因酵母筛选（YES）体系检测环境样品雌激素活性，通过相关性分析和浓度加和计算建立化学物质与生物效应间的相关联系。8种典型雌激素仅有雌酮（E₁）和乙炔基雌二醇（EE₂）被检出，含量在0.025～2.667 ng/g范围内。淹水期的沉积物具有明显的雌激素活性，其雌二醇当量（EEQ）值为0.637～6.987 ng/g。相关性分析结果显示，靶向分析的雌激素效应物质与雌激素效应间无明显相关性，仅能解释29.46%的雌激素活性。水位变动影响消落带雌激素效应物质的种类和质量浓度，淹水提高了沉积物雌激素活性。典型雌激素物质与库区消落带雌激素效应无显著关联。因此，需要开发新的方法与技术，以便更为精确地指导消落带雌激素效应的风险识别与管控。

微塑料对土壤磷吸附的影响

唐子超，唐晋，梁伦套，黎彦均，蒋艳雪，方芳，郭劲松 — 2024/5/6 17:19:00

微塑料是一类土壤中广泛存在的新兴污染物，其对土壤磷吸附的影响尚不明确。文中分析了0.1%～10%含量微塑料对土壤磷吸附特性的影响及机制。结果表明，微塑料会使得吸附第一阶段液膜扩散阶段速率显著提升（p<0.05）。与纯土壤（q_e=6.456 mg/g）相比，含量1%以下的微塑料显著降低了土壤磷吸附容量（p<0.05），但5%以上的微塑料显著提升了土壤磷吸附容量（p<0.05）。同等含量下，微塑料粒径越小，微塑料-土壤体系的磷吸附量越大。微塑料可与磷竞争吸附位点，降低了微塑料-土壤体系对磷的吸附，但微塑料也可直接吸附磷，故当微塑料为5%及以上时，微塑料-土壤体系对磷的吸附量升高。因此，土壤微塑料污染可显著改变土壤对磷的吸附特性，且与微塑料的含量和粒径等因素密切相关。

露天矿山岩质边坡软弱夹层赋存状态影响边坡稳定性规律研究

樊鸿志，王光进，蓝蓉，刘明生 — 2024/5/6 17:19:00

软弱夹层作为一种典型地质结构是影响整个边坡安全稳定性的关键因素。为了更好地分析软弱夹层的性质及对边坡稳定性的影响，针对某含软弱夹层矿山露天岩质边坡，运用正交对照法对边坡软弱夹层的埋深、倾角、数量及夹层间结构面间距等4种夹层赋存状态，进行变量4×4正交模拟，揭示了不同赋存状态下边坡稳定性及变形规律。研究结果表明，1）边坡软弱夹层的赋存状态对边坡稳定性有显著影响，随软弱夹层埋藏深度的增加边坡安全系数随之增大，当埋深达到一定值后，边坡安全系数趋于稳定；2）随着软弱夹层角度的增大，破坏机制表现为层间错动、顺层蠕滑和沿软弱结构面的剪切滑移递进式变化；3）随软弱夹层层数增多，边坡整体性下降致使变形不均匀，边坡安全系数减小，水平方向位移增大；4）对比同等埋深结构面间距较小的软弱夹层边坡，结构面间距对边坡安全系数的影响较小。

煤孔裂隙多尺度表征及其对渗透率的影响分析——以中国14个大型煤炭基地为例

王刚，陈雪畅，程卫民，陈昊 — 2024/5/6 17:19:01

为探究煤体不同尺度孔裂隙特征及其对渗透率的影响，从我国14个大型煤炭基地分别取样，进行氮气吸附、压汞和CT实验，并将CT扫描后的煤样进行渗流实验。结果表明，各煤样中微孔和过渡孔多为封闭孔，连通性差，不利于渗流的进行。r=10 nm和r=100 μm的孔裂隙体积占比相对较大，贡献了煤体大部分孔隙率，S2和S3中的大尺度平行板孔隙为渗流提供了充足的空间。通过划分3种实验表征的优势孔径段，提出了综合表征孔隙率和分形维数的方法，得到各煤样的孔隙率范围为1.62%~11.60%，分形维数范围为2.29~2.78。煤样渗透率在0.000 2×10^-15~ 0.652 5×10^-15 m²之间，以中低渗为主。r<50 nm、50 nm≤ r ≤8.5 μm和r>8.5 μm的孔隙率分量与渗透率的关系分别为y=0.274 1x-0.078 1、y=0.067 4x+0.023 7和y=0.003 9x^{2.598 6}，其中r>8.5 μm的孔隙率分量与渗透率的相关性最强。相对于氮气吸附和压汞实验，CT实验更适用于分析孔裂隙结构对水渗的影响。