氧化潜势(OP)是评估PM_2.5引发氧化应激能力的重要指标，因此本研究采用二硫苏糖醇(DTT)法对太原市PM_2.5的OP进行测定.结果显示，观测期间太原市大气PM_2.5的日均浓度严重超标，最高可达150.91µg/m³，大气污染严重.体积归一化(DTT_v)和质量归一化(DTT_m)的DTT活性日均值分别为(2.90±1.07)nmol/(min·m³)和(38.34±18.91)pmol/(min·µg).PM_2.5质量浓度与DTT_v之间存在显著正相关(r=0.916，P<0.01)，与DTT_m之间呈现负相关，表明DTT活性并不完全由PM_2.5的质量浓度决定.此外，DTT_v与PM_2.5中的有机碳(OC)、元素碳(EC)、金属元素(Fe、Mn、Zn、Pb)及离子组分(K⁺、Cl^-等)之间存在显著相关(P<0.05)，进一步证明了DTT活性主要取决于PM_2.5中的特定组分.研究进一步耦合正矩阵分解模型(PMF)与多元线性回归算法(MLR)，量化分析表明以煤燃烧等代表的固体燃料燃烧源是太原市OP的最重要来源，贡献高达54.7%，其次为机动车源(23.3%)和扬尘源(22.0%).

以盐酸、双氰胺、氯化镁为活化剂，对芦苇生物炭进行改性处理，研究不同pH值、添加量、初始溶液浓度对4种生物炭吸附硝态氮的影响，分析生物炭吸附硝态氮的吸附动力学、热力学特性.结果表明，将芦苇秸秆在500℃、2h预碳化，与改性材料在700℃、2h的条件下活化，获得的DBC的吸附性能最佳，去除率达75.5%.与未经活化的BC相比，改性生物炭表面凹陷，孔隙密集，官能团增加，比表面积增加7~10倍.硝酸钾浓度为500mg/L时，BC(芦苇生物炭)、DBC(双氰胺改性生物炭)、MBC(氯化镁改性生物炭)的最适添加量为1g，HBC(盐酸改性生物炭)为0.8g;微碱环境下DBC对硝态氮的吸附效果良好，并在pH值为9时吸附量最大.4种生物炭对硝态氮的吸附更符合准二级动力学模型，等温吸附曲线更适用于Langmuir方程拟合，说明其以单分子吸附为主.DBC对硝态氮的吸附性能优良，可为去除水环境中的硝酸盐污染提供新途径.

本文利用BBD响应面法(BBD-RSM)和反向传播人工神经网络(BP-ANN)算法对活性炭吸附总磷(TP)的过程参数(接触时间、初始浓度、温度、pH值)进行了建模和预测，并结合遗传算法(GA)对BP-ANN模型中的反应条件进行优化.结果表明，在BBD-RSM模型中，P<0.0001，可较好的对TP的去除过程进行预测，接触时间为TP去除率最显著的参数，TP吸附过程中各因素的相对影响顺序为：接触时间>pH值>温度>初始浓度.采用BP-ANN模型进行优化，最佳网络结构为4-8-1.敏感性分析表明，影响TP去除率的因素依次为接触时间(34.05%)>pH值(28.67%)>温度(19.56%)>初始浓度(17.72%).基于BP-ANN模型，采用GA优化人工渗滤系统运行条件，对TP去除过程的优化结果为：接触时间为720.53min、初始浓度为2.75mg/L、温度为30.62℃、pH为5，达到最佳去除率(99.63%).试验验证分析表明，BP-ANN-GA较BBD-RSM的预测值与实验值相比拥有较高的R²(0.9939)和较低的RSME(1.2851)，说明该模型具有更好的预测能力，能更好的描述人工快速渗滤系统对TP的去除过程.

为探究微量元素及低温下环境条件改变对生物膜反应器硝化性能的影响，以含NH₄⁺-N模拟废水为处理对象，研究了微量元素、低温、曝气量和流速对生物膜反应器硝化性能的影响，利用16S rRNA高通量测序技术分析微生物群落结构.结果表明，微量元素显著影响硝化性能(P<0.0001)，进水中添加微量元素后NH₄⁺-N去除负荷从0.93kg/(m³·d)增加至1.63kg/(m³·d)，NO₃^--N生成负荷从0.23kg/(m³·d)提高至1.21kg/(m³·d).低温会对硝化细菌产生影响，其中亚硝酸盐氧化菌(NOB)对低温冲击敏感，氨氧化菌(AOB)则对低温有抗冲击能力.曝气量降低导致反应器内溶解氧(DO)不足，进而影响硝化性能.流速改变没有对硝化性能产生显著影响.微生物群落结构分析结果表明，硝化细菌Nitrosomonas和Nitrospira在运行过程中富集，保证了低温条件下反应器仍能具有稳定的硝化性能.

本文运用多区域投入产出模型核算中国城市工业贸易隐含碳排放，刻画城市工业贸易隐含碳转移网络结构特征，通过指数随机图模型(ERGM)揭示了该隐含碳转移网络的内生和外生影响机制.研究发现：城市工业贸易隐含碳转移网络连接稠密但无标度性显著，具有小世界结构和异配性.资源密集型和资本密集型工业贸易贡献90%以上的隐含碳转移量.隐含碳流出量和净流出量较高的城市主要为黄河流域和环渤海地区的资源型城市和工业型城市，隐含碳流入量和净流入量较高的城市主要为胡焕庸线以东的全国和区域中心城市.较大规模的隐含碳转移主要发生在省域内城市间，反映出城市工业贸易隐含碳转移网络具有一定的省界效应.省内城市隐含碳转移网络呈现围绕省域中心城市的“核心-边缘”结构.跨省城市隐含碳转移网络呈现由黄河流域和环渤海地区的资源型城市和工业型城市向北京、沪杭甬苏、重庆、广深等中心城市流出隐含碳的放射状空间格局.城市工业贸易隐含碳转移网络影响机制中，互惠性和偏好依附效应是重要的内生机制.节点属性方面，经济发达、人口规模大、人均消费水平高、产业结构高级化水平高的城市倾向流入更多的隐含碳;资源型产业专业化程度较高、能源效率较低的城市倾向流出更多的隐含碳;经济发展水平、人口规模、人均消费、产业结构和环境规制的差异均正向影响城市间隐含碳净转移量.外生网络方面，政策邻近和地理邻近对城市隐含碳转移网络具有正向影响，技术邻近具有负向影响.最后，对区域协同减排和城市绿色发展转型提出政策建议.

在废水的脱氮除磷过程中，通过合作避免优势功能微生物的共生竞争是深度脱氮除磷的有效策略.本研究采用单级序批式反应器以厌氧/缺氧/好氧/缺氧(A/A₁/O/A₂)的模式运行100d，调节聚磷菌(PAOs)、反硝化聚磷菌(DPAOs)和反硝化聚糖菌(DGAOs)的动态平衡，以期实现高效脱氮除磷.结果表明，采用A/A₁/O/A₂模式的新型反硝化除磷(DPR)系统为不同功能微生物创造了协同环境，通过增设回流装置和缩短有氧段时间的优化，氮去除效率(NRE)和磷去除效率(PRE)最终分别达到了(95.13%±0.35%)和(94.70%±0.96%)，实现了良好的脱氮除磷效果.机理分析表明，新型DPR系统中，好氧段前的A₁段可能为DPAOs创造了良好的缺氧环境，DPAOs在此进行反硝化除磷，而在A₂段，DGAOs可能在聚羟基烷链酸(PHAs)和糖原(Gly)驱动下实现内源反硝化脱氮.胞外聚合物(EPS)结果分析表明，相较于以A/O/A模式运行的R1，以A/A₁/O/A₂模式运行的R2中蛋白质(PN)和多糖(PS)含量分别提高了35.38和12.39mg/gVSS，污泥聚集性得到增强.此外，对微生物群落结构的分析表明，Dechloromonas和Ca.Competibacter的丰度分别从R1的2.24%、1.53%上升到R2的7.61%、7.94%和R3的4.62%、5.28%，A/A₁/O/A₂模式显著提高了主要DPAOs菌属和主要DGAOs菌属的丰度.

基于InVEST模型、需求层次理论和生态系统服务供需分析，使用Linkage Mapper等工具根据最小成本路径理论提取了2005~2020年四川盆地生态源地、生态廊道和生态夹点等，分析了四川盆地生态系统服务供需关系，构建了四川盆地生态安全格局.结果表明：空间上，四川盆地生态系统服供需呈负相关，总体供过于求，处于生态盈余，但生态系统服务供需在空间上呈错位匹配，加剧了盆地内生态服务的空间供需矛盾.2005~2020年，四川盆地生态源地分别为6.87，6.39，6.31和6.48万km²，空间上呈外密-中疏的环状分布;四期生态廊道总长度分别为6693.38，8342.29，8594.62和14130.94km，呈现持续增长的趋势，空间上呈边缘贯通-中疏-东密的网状结构;生态夹点则呈点状分布在生态源地连接处，生态障碍点主要分布在破碎源地斑块附件，以川东平行岭谷最为集中.基于四川盆地生态系统服务供需关系和生态安全格局，提出了四川盆地“三带四区五核心”的生态安全优化保护格局，即盆地南、北部东-西轴向带，盆地东部南-北轴向带，川东生态安全保护区，川西、川北生态安全修复区和川中生态脆弱恢复区，盆地南部、川东平行岭谷区等5个生态安全关键连接点.

使用电喷雾电离结合离子迁移谱-飞行时间质谱仪(ESI-IMS-TOF-MS)分析了重庆典型城区冬季PM_2.5样品中有机物的分子组成.结果发现，含硫有机物(CHOS+CHNOS)是有机气溶胶中的重要成分，其平均相对丰度超过70%.IMS衍生的碰撞截面、碰撞诱导解离和肯德里克质量缺陷分析证明了有机硫酸酯(OSs)的存在.分子特征分析表明含硫有机物以碳水化合物和木质素为主，且相较于其他地区，具有较高的氧化程度.生物源和人为源前体物是其重要来源.气溶胶液态水含量、酸度和无机硫酸盐与含硫有机物的关系表明了水相化学和酸催化化学在含硫有机物的形成中起着重要的作用.

本研究测定了重庆主城区内8个代表性马尾松林样地表层土壤(0~10cm)不同赋存形态磷元素含量，并基于高通量测序技术研究了含碱性磷酸酶(phoD)基因的细菌群落特征.结果表明，研究区马尾松林表层土磷含量较低，冬季和夏季土壤总磷(TP)含量均值分别为192.787，169.512mg/kg.其中无机磷形态含量分布为闭蓄态磷(O-P)>铁结合磷(Fe-P)>铝结合磷(Al-P)>钙结合磷(Ca-P)>可交换态磷(Ex-P)，并呈现冬高夏低的季节变化格局.含phoD基因细菌群落优势门为变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和浮霉菌门(Planctomycetes)，平均相对丰度达到96%.相关分析表明含phoD基因细菌多样性与Al-P之间存在显著负相关关系(P<0.05)，与土壤pH值存在显著正相关关系(P<0.05).冗余分析表明Al-P和pH值是影响含phoD基因细菌群落结构的最主要因素.综上所述，重庆主城区马尾松林表层土普遍缺磷且磷含量受到季节变化的显著影响，磷赋存形态影响含phoD基因细菌群落结构及多样性.

在鄱阳湖典型湿地10个碟形湖进行水体细菌、沉积物细菌和真菌样品采集分析，构建了碟形湖水文连通性指标体系，以期定量分析水文连通性对微生物群落结构的影响程度.结果表明：水体细菌、沉积物细菌和真菌群落α多样性枯水初、中和后期存在显著差异，其中沉积物细菌和真菌群落枯水中期更高;随着水文连通性的升高，水体细菌α多样性呈下降趋势，沉积物细菌和真菌在中水文连通性下α多样性较高.水体细菌群落β多样性在不同时期差异更明显，沉积物细菌和真菌群落β多样性在空间上差异更明显.湖水面积比(WSP)和水深(WD)是影响水体细菌群落结构的主要水文连通性变量.湖盆高程(LE)和WD是影响沉积物细菌和真菌的主要水文连通性变量.水文连通性对水体细菌群落结构解释率(7.6%)低于对沉积物细菌和真菌群落结构解释率(分别为33.3%和29.7%).其中水文连通性与理化因子对水体细菌群落结构交互解释率为2.4%，对沉积物细菌和真菌群落结构交互解释率分别为9.7%和6.2%.沉积物细菌和真菌分别以随机性和确定性过程主导，水体细菌受确定性和随机性共同主导.中等水文连通性碟形湖水体细菌群落随机性构建过程更强;沉积物细菌和真菌群落构建随着水文连通性的增强，随机性构建过程减弱.