使用MARGA离子在线分析仪ADI 2080对2017年12月27日~2018年1月5日南京市PM2.5化学组分进行连续采样分析,结合气象要素和大气环境监测数据,探讨了霾污染过程中水溶性离子的时间分布特征及其来源特征.结果表明:霾日中南京水溶性离子浓度为121.41μg/m3,是洁净日的3.2倍.霾污染过程中水溶性离子平均浓度大小顺序为NO3- > SO42- > NH4+ > Cl- > K+ > Ca2+ > Mg2+,SNA离子占总水溶性离子浓度的91.97%.霾日中水溶性离子日变化均为三峰型,洁净日中Cl-、SO42-和NH4+的日变化为单峰型,Ca2+为双峰型,K+、Mg2+为三峰型.随着空气污染状况的加重,总水溶性离子在PM2.5中的占比不断减少,空气质量为优时占比95.93%,严重污染时为63.25%.霾日中随着污染加重,NH4+占总离子的比例稳定在23%左右,SO42-占比缓慢减小,NO3-占比不断增大.NOR、SOR的日变化在霾日呈双峰型分布,洁净日则较为平稳.观测期间的水溶性离子主要来源有二次转化、煤烟尘、扬尘以及生物质燃烧.
选取河北省唐山市2017年12月27~31日一次典型重污染过程,开展其污染特征及成因分析,对污染期间气象要素、大气颗粒物组分特征进行综合研究.结果表明,此次大气重污染过程中PM2.5平均质量浓度为154μg/m3,重度污染及以上时PM2.5/PM10为0.7;PM2.5中SNA质量浓度占比达58.0%,OC/EC的比值为4.1,说明颗粒物二次反应和有机物在此次污染过程有较大贡献;长期均压场以及近地面高湿、小风、逆温的出现导致唐山地区大气层结稳定,加之周边地区区域传输的贡献,是导致此次大气重污染过程的重要影响因素.
分析了北京市2013~2018年秋冬季(即当年11、12月和次年1、2月份)11种环流型的地面和垂直气象特征,归纳出5类大气环流条件,探讨了不同环流型下北京地区的大气传输规律以及环流型与北京PM2.5污染之间的关系.在5类大气环流条件中,第I类(含北(N)、东北(NE)环流型,天数占比28%)和第Ⅱ类(含西北(NW)、反气旋(A)环流型,占33%)有利于传输扩散,以西北风为主,风向较稳定,风速大,边界层高度高;第Ⅲ类(含东(E)环流型,占7%)传输扩散条件居中,边界层内以东南风为主,风向变化大,风速中等;第IV类(含西南(SW)、西(W)、南(S)3种环流型,占12%)和第V类(含东南(SE)、均压(UM)、气旋(C)3种环流型,占20%)均不利于传输扩散,边界层内以偏南风为主,风速较小,边界层高度低,低层逆温较强,第IV类近地面风向较稳定,而第V类则风向变化大.不同环流型下气团传输至北京的路径存在差异,对北京空气质量产生潜在影响的周边地区随之发生变化.大气环流型与北京市秋冬季PM2.5污染紧密关联,SW、UM、C、S和W是北京地区最易发生PM2.5污染的环流型(平均污染发生频率>75%,平均重度以上污染发生频率>42%),而在N、A、NE和NW环流型下污染发生频率最低.研究期间,PM2.5污染极端严重的月份存在UM环流型占比显著增加的共同特点,而PM2.5污染水平最低的月份N环流型占比增加近一倍.此外,PM2.5污染变化相对于环流型变化存在一定的滞后性.
基于燃油消耗建立了新疆1993~2017年农田作业拖拉机PM10,PM2.5,HC,NOx和CO排放时间序列清单,并分析了其演变趋势.从经济发展水平,拖拉机自身的影响和科学技术3个维度出发构建了以柴油机为主要动力的拖拉机污染物排放影响因素清单,并基于粗糙集理论定量分析了污染物排放影响因素.结果表明:1993~2017年新疆拖拉机污染物排放总量处于上升趋势,25a增长了2.0527倍,年均增长率3.67%,单位功率排放量下降了40.03%.农业机械排放标准的提高对污染物排放治理的作用明显.对污染物排放影响因素的定量分析结果显示,总动力、拖拉机数量、机耕面积、机播面积、机收面积、农业机械购置投入、农户固定资产投入和单位功率排放量对污染物排放的影响程度分别为0.2591,0.2491,0.0841,0.0759,0.0934,0.0568,0.0701,0.0701.经济发展水平、拖拉机自身的影响和科学技术对拖拉机污染物影响程度分别为:0.6350,0.2530和0.1119.建立的排放清单和变化趋势较好的反映新疆农业机械污染物排放现状,所得出的结果较好的反映了新疆社会经济,农业机械化和科技水平对拖拉机污染物排放的影响程度.
采用微分吸附床(DAB)法研究甲苯、环己烷、正戊烷的单组分、双组分和三组分在2种不同孔结构吸附树脂上的吸附动力学行为,探讨了吸附树脂的孔结构对吸附动力学的影响,建立多组分吸附动力学预测模型.结果表明,单组分甲苯、环己烷和正戊烷在2种吸附树脂上吸附扩散阻力同时存在于微孔孔口和孔内,符合孔口-孔内双阻力模型(Dual模型);采用孔口-孔内双阻力模型结合扩展Langmuir多组分吸附平衡方程,可根据单组分吸附动力学数据较好地预测双组分和三组分VOCs在2种吸附树脂上的吸附动力学曲线,预测值与实验值间的平均相对误差小于17%;相比于大孔吸附树脂,各组分在超高交联吸附树脂上吸附过程存在明显的竞争取代,取代顺序为甲苯 > 环己烷 > 正戊烷.
分别运用吹扫捕集和三级低温预浓缩系统与气-质联用的方法,测定了2014年11月黄渤海表层海水和大气中主要的C2~C5非甲烷烃(NMHCs)的浓度,研究其分布特征及海-气通量,并评价了它们的大气化学反应活性.海水中乙烷、丙烷、异丁烷、正丁烷、乙烯、丙烯、1-丁烯、异丁烯和异戊二烯的浓度平均值分别为53.0,49.4,26.4,29.2,186,62.7,35.6,89.9,42.4pmol/L.大气中乙烷、丙烷、异丁烷、正丁烷、乙烯、丙烯、1-丁烯、异丁烯和异戊二烯的体积分数平均值分别为0.043,21,0.36,6.7,7.5,0.71,0.12,0.16,0.085×10-9.大气中乙烷、丙烷、异丁烷、正丁烷、乙烯、丙烯、1-丁烯和异丁烯具有较好的相关性,均与异戊二烯没有相关性.海-气通量的计算结果表明,近岸陆架海域可能是大气中C2~C5NMHCs重要的源.通过计算C2~C5NMHCs的臭氧生成潜势和OH·消耗速率,表明乙烯、丙烯、丙烷和正丁烷是黄渤海大气C2~C5NMHCs的关键活性组分.
利用量子化学中密度泛函方法系统研究氯改性活性炭吸附单质铅(Pb0)的机理,明确了氯改性对活性炭吸附Pb0的影响,计算得到吸附过程中各个吸附构型的吸附能、重要键长、对应的Mayor键级和铅的Mulliken原子电荷.几何优化选用B3LYP方法结合def2-SVP基组,单点能任务选用PWPB95双杂化泛函结合def2-TZVP基组进行计算.结果表明:对于扶手椅型(armchair)活性炭,氯改性将使活性炭对Pb0的吸附能降低74.034kJ/mol;对于锯齿型(zigzag)活性炭,氯改性基本不会改变活性炭对Pb0的吸附能力,因此氯改性总体上会减弱活性炭对Pb0的吸附作用,但是吸附类型依然为强烈的化学吸附.分别应用电子密度分布和Mayor键级进一步验证纯活性炭和氯改性活性炭对Pb0吸附类型,结果与吸附能分析一致.Mayor键级分析表明氯原子通过改变周围碳原子活性影响Pb0的吸附,而不是与Pb0直接作用.Mulliken原子电荷分析表明铅的原子电荷正相关于活性炭对其的吸附能,铅的原子电荷越大,对应的吸附构型的吸附能越高.此外笔者发现Pb0的引入对氯改性活性炭继续吸附Pb0有抑制作用.
2017年7月,采用动态箱采样法对内蒙古沙漠化草原的生物源挥发性有机物(BVOC)进行了研究,同时记录了温度、湿度和光合有效辐射等参数.结果表明:沙漠化草原羊草和冰草均排放了异戊二烯、α-蒎烯、β-蒎烯、α-水芹烯、3-蒈烯、α-萜品烯、对伞花烃、柠檬烯、γ-萜品烯、萜品油烯、罗勒烯和崁烯等12种挥发性有机化合物,羊草和冰草排放的BVOC平均排放通量分别为:(578.76±92.39),(35.51±20.23),(23.62±5.62),(380.48±206.97),(15.70±4.72),(36.21±10.53),(62.46±10.36),(36.63±22.83),(85.44±48.33),(5.59±5.33),(17.62±3.32),(173.39±201.97)μg/(m2·h)和(587.36±298.57),(7.24±0.28),(80.09±0.32),(204.49±122.10),(4.64±0.83),(9.96±3.32),(18.86±5.73),(4.49±4.37),(63.02±27.51),(7.26±5.09),(23.06±1.86),(32.30±26.29)μg/(m2·h);羊草和冰草BVOC排放通量与温度和光合有效辐射变化规律呈现一致性,但各草种所受影响因子不尽相同,且其排放过程复杂,除冰草异戊二烯排放通量在15:00和17:00达到峰值外,其余BVOC排放通量与羊草BVOC排放通量均在11:00和15:00达到峰值.
用简易热剥离法合成了氮化碳纳米片(CNNS),再通过等体积浸渍法将铜负载于CNNS表面合成了载铜CNNS吸附剂,用于低温下吸附脱除气态单质汞(Hg0).利用氮气吸附-脱附、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)等手段对吸附剂进行表征.结果表明:CNNS对Hg0具有良好的吸附性能,吸附温度为120℃时,脱汞效率约为54.2%;载铜修饰可极大提高CNNS的脱汞活性,脱汞效率在40~240℃温度范围内均大于82.3%,这归因于铜与氮化碳间的紧密接触.煅烧温度对载铜CNNS的脱汞活性影响较大,最佳煅烧温度为200℃.通过载铜修饰可有效活化CNNS,提高其对Hg0的氧化能力,这可能归因于铜离子与氮化碳之间的莫特-肖特基电子转移效应.SO2和水蒸气对载铜CNNS的脱汞性能有抑制作用.
收集并处理了遥感反演的气溶胶光学厚度(AOD)、归一化植被指数(NDVI)和气象数据,采用贝叶斯最大熵(BME)结合线性混合模型(LME)估算了2015年10月~2016年3月珠江三角洲地区近地表旬平均PM2.5质量浓度.结果表明,LME+BME模型的预测精度比LME模型有较大提升,LME+BME模型的交叉验证结果R2为0.751,RMSE为6.886μg/m3,MAE为4.52μg/m3,而LME模型的交叉验证结果R2为0.703,RMSE为7.546μg/m3,MAE为4.927μg/m3.空间分布看,PM2.5高浓度地区主要集中在广州、佛山、东莞等地区,低浓度地区主要集中在肇庆、惠州、江门的南部等地区;时间变化看,PM2.5污染比较严重的时间为2015年10月中旬、2015年11月下旬以及2016年3月下旬,而2015年10月上旬、2015年12月上旬和2016年1月下旬污染则相对较低.
为探究盐湖区不同植物群落土壤CO2排放速率及影响因素,以新疆达坂城盐湖沿岸小獐毛、鸢尾、芨芨草、黑果枸杞群落和撂荒地土壤为研究对象,在2016年4~12月采用Li-8100A监测了不同植物群落土壤CO2排放特征,分析了CO2排放与5(ST5),10(ST10),15cm(ST15)土壤温度、含水量、电导率的关系.结果如下:4~12月小獐毛群落土壤CO2日排放呈单峰曲线,7月土壤CO2排放速率最高,峰值出现在14:00左右;7月鸢尾、芨芨草、黑果枸杞和撂荒地土壤CO2排放呈双峰曲线,峰值出现在10:00和14:00~16:00左右,其余月份均呈单峰曲线,峰值出现在12:00~14:00;不同植物群落类型、同一植物类型不同月份土壤CO2排放存在显著差异(P<0.001).4~12月芨芨草群落土壤CO2累积排放量最高(2508.01g/m2),大于撂荒地(2235.01g/m2)、鸢尾(1903.03g/m2)、黑果枸杞(1690.27g/m2)和小獐毛(550.34g/m2)植物群落处理.小獐毛群落土壤CO2排放与ST15显著相关(R2=0.739,P<0.05),且对ST15变化最敏感;鸢尾、芨芨草、黑果枸杞群落和撂荒地处理土壤CO2排放与ST5相关性较高(R2=0.708~0.821),对ST10变化响应敏感.小獐毛群落土壤温度敏感系数(Q10)最大值出现在6月(7.97),鸢尾(21.74)、芨芨草(13.21)、黑果枸杞(18.23)和撂荒地(7.65)处理则出现在11,12月.不同植物群落土壤CO2排放与含水量相关性较低;一元线性方程(logeCf=-0.149EC+0.943)能较好的模拟土壤电导率(EC)与CO2排放(Cf)的关系.除土壤温度外,盐分也是影响盐湖沿岸土壤碳排放的重要因素.因此,在考虑陆地生态系统碳收支时不能忽略盐湖生态系统,以及盐分对土壤碳过程的影响.
为探究湖泊等大型水体对内陆城市大气环境的影响,本文运用数值模拟的方法,引入KRB坐标变换,建立内陆城市热岛与湖风环流的模型,对比水箱实验验证数值模型的精确性,探究不同内陆城市湖泊面积和城-湖中心距大小对城市热岛影响,模拟结果表明:湖泊面积越大,近地面城市热岛羽流的偏移量越大,而当城-湖中心距增大的时候,近地面城市热岛羽流的偏移量则减小.在湖泊靠近城市时,湖风与城市气流协同作用产生较强的环流,对城市热岛羽流产生偏转作用;在湖泊远离城市时,湖风与城市上空气流发生对抗作用,并绕过城市热岛羽流顶部,与城市上空的分散流协同,在背风面产生增益效果.
2016年12月16~21日,京津冀地区经历了一次大范围重污染过程.本文基于空气质量监测资料及实况天气图分析了此次极端区域重污染事件的天气成因,并利用嵌套网格空气质量预报模式(NAQPMS)对京津冀主要城市PM2.5污染来源进行定量解析.结果表明:污染前中期500hPa高空为偏西气流伴空中回暖,后期转槽前偏南气流增温增湿明显;对应地面气压逐渐降低,辐合不断增强;垂直方向上,逆温层不断抬升加厚,中低层暖平流明显,风垂直切变小;大气长时间处于极度静稳状态也是造成此次重污染过程的天气因素.污染期间,京津冀各主要城市PM2.5污染本地贡献占40%~60%;北京市PM2.5本地贡献为48%,其中16~17日北京市主要受沿太行山东侧的西南向输送通道(邯郸-邢台-石家庄-保定-北京)影响,其后风速减小,北京本地及周边城市贡献增大.
利用1998~2016年全球PM2.5浓度栅格数据集,以地级以上城市为基本单元提取出PM2.5浓度数据,采用核密度估计法、全局空间自相关、局部空间自相关、热点分析等方法探讨我国地级以上城市PM2.5污染的时空格局演化规律.结果显示:①研究期内我国PM2.5浓度总体呈现上升趋势,年均增长0.55μg/m3;.变化趋势可以分为2个阶段:1998~2007年呈快速增长态势;2008~2016年呈现"下降~增长~下降"的变化趋势.按地区分析,东部和中部地区呈现相似的变化趋势.西部地区和东北地区均整体呈现增长的态势,但西部地区变化较为平缓,东北地区波动较为剧烈.②研究期内核密度曲线峰值逐步右移,这表明中国地级以上城市PM2.5污染程度总体上在加剧,且东部和中部城市加剧程度远大于西部.③PM2.5污染在空间分布上具有显著的空间正相关特征.高值聚集区集中分布在山东、河南、河北、江苏、安徽、湖南、湖北的大部分地区以及四川东部地区,1998~2007年间高值聚集城市数量呈现增加的态势,2007年达到峰值,空间上表现为向西部和南部扩张;此后高值集聚城市数量逐渐减少,聚集区南界逐渐北移.低值聚集区集中分布在内蒙古、黑龙江西北部、新疆、西藏、台湾、海南、福建等地区.研究期内低值聚集区城市数量整体呈现先增加后减少的波动状态.
为进一步提升生物增强活性炭工艺(BEAC)中炭表面的功能菌载持量及生物降解活性,通过CO2接触氧化与深度活化相结合的压块炭制备改进工艺对煤质净水炭的孔结构进行调控.结果表明:基于改进工艺制备的XHIT型炭的中孔容积(0.7041cm3/g)及中孔容积率(63.95%)显著提高,其表面复合功能菌初始固定化生物量达到9.13mmol/g(以P计),增殖速率为2.123mmol/(g·d)(以P计).深度活化产生的高含氧量(9.96%)显著降低了XHIT型炭表面吸附作用对水中溶解氧亲和度((0.42±0.07)mg DO/L),功能菌生物降解对水中溶解氧的利用效率达到91.17%.基于XHIT型炭构建的BEAC工艺(通水倍数为39.50m3/kg)对松花江水源水中的微量有机污染物(CODMn)的平均去除率达到(70.65±15.22)%,有机污染物累积去除量达到94655.50mg CODMn/kg炭.
以四氧化三铁修饰的龙虾壳为吸附剂,研究其对水中磷的吸附特性.结果显示:4g/L磁性龙虾壳吸附除磷效率最佳,低浓度的含磷废水(≤20mg/L)的吸附除磷效率达到91.6%以上,磁性龙虾壳吸附除磷适宜的pH值范围广,共存离子(Cl-、SO42-、NO3-和HCO3-)对磁性龙虾壳吸附除磷的影响很小,其中HCO3-有微弱的抑制效果.Freundlich方程能很好地描述磷在磁性龙虾壳上的吸附行为,吸附过程很好地遵循准二级动力学模型.热力学分析表明磁性龙虾壳对磷的吸附过程是自发的.X射线衍射和傅里叶红外光谱分析进一步表明,磁性龙虾壳吸附除磷的主要机制是配位交换、静电作用和表面沉淀.
以崇左市红阳村、两岸村、亭乐村和孔甲村所在地为研究区域,对该区域内某铁矿周边30个地下水样品中12种金属元素(Hg、Mn、Fe、Al、Zn、Ni、As、Pb、Cr、Cd、Co、Cu)进行测定和分析,运用多元统计的方法和健康风险评价模型研究了地下水金属元素的分布特征及其引起的健康风险.结果表明,地下水中Zn和Fe平均浓度(250.32,103.96μg/L)较高,Hg、Mn、Fe、Al和Zn超过了《地下水质量标准》(GB/T 14848-2017)规定的Ⅲ类标准限值.Fe、Mn、Al高浓度主要分布在红阳村和亭乐村,Zn、Hg高浓度主要分布在红阳村和两岸村.多元统计分析表明,Fe、Mn、Al、Pb、As、Co元素主要来源于铁矿开采,Cu、Zn、Cr、Ni元素主要与铅锌矿的开采与区域地质背景有关,Hg主要来源于本底值及糖厂和造纸厂等企业污染,Cd主要来源于自然源.健康风险评价表明,两岸村地下水金属元素引起的健康总风险(8.82×10-5a-1)最高,儿童健康总风险大于成人,经饮水途径引起的健康风险比皮肤接触途径高2~3个数量级,Cr的致癌风险接近或高于最大可接受风险水平5.0×10-5a-1,非致癌风险水平在10-14~10-9a-1,低于最大可接受风险水平4~9个数量级.
采用氧化石墨烯(GO)增强厌氧氨氧化菌的脱氮性能.通过批次试验观察GO对厌氧氨氧化菌的影响,结果表明:当GO浓度为0.15g/L时,厌氧氨氧化菌脱氮性能最好,总氮去除率比无GO的空白组提高18.6%;当GO剂量达到0.2g/L时,厌氧氨氧化菌活性受到抑制,总氮去除率比空白组降低了26.0%.通过对照实验研究GO对厌氧氨氧化菌脱氮性能的长期影响,结果表明:添加GO的R2反应器在每个基质浓度阶段的平均总氮去除率分别为85.3%,83.2%,81.1%,80.8%,均高于未添加GO的R1反应器.对R2反应器周期内脱氮性能进行动力学分析发现,修正的Boltzmann模型和修正的Gompertz模型比修正的Logistic模型更适合描述GO作用下周期内基质去除特性,并且通过模型得到了周期内任意t时刻下的出水总氮浓度和总氮去除率预测公式.
为了探究不同碱度物质(Na2CO3、KHCO3、NaHCO3)和浓度范围(2000,3000,4000mg/L)(以CaCO3计)对中温厌氧消化系统的影响,采用了密封的半连续搅拌反应器进行批次试验.综合反应器运行与微生物高通量测序分析,结果表明在3种不同碱度类型中Na2CO3能推进水解酸化过程,而在产气减量方面NaHCO3表现更为突出,说明在调节系统碱度时,Na2CO3更易促进水解酸化这一限速阶段,而NaHCO3能使水解酸化细菌与产甲烷菌之间保持平衡,保证甲烷产量;在不同NaHCO3浓度情况下,增加投加碱度的浓度使水解能力增强,相应会导致脱水性能恶化,而系统中挥发性脂肪酸含量变化不大,过量碱度将使得系统产气和减量能力下降.
利用化学沉淀法,分别以Bi(NO3)3·5H2O为铋源、稀HNO3为溶剂和HTMA为沉淀剂,制备出片状Bi2O3光催化剂.利用SEM、XRD和BET分别对制备的Bi2O3形貌、厚度、晶型和比表面积进行表征,并借助紫外可见漫反射和光化学反应仪对材料的光催化性能进行测试.结果表明:制备的片状Bi2O3光催化剂形貌较好,厚度均一,a-Bi2O3晶型,对可见光的吸收较强,表现出较好的光催化性能.在模拟可见光300W下,3.0h后Bi2O3光催化剂对四环素溶液的降解率可以达到82.6%,远远高于市售纳米Bi2O3颗粒.
针对浒苔氮吸收代谢机制,通过连续培养实验研究浒苔生长-衰亡过程中不同形态氮在藻体和培养液中的分布和迁移.结果表明,浒苔在生长期吸收NO3--N(17.37μmol/(g·d))而衰亡期向胞外释放NH4+-N(0.84μmol/(g·d));在生长期胞内NO3--N占无机氮(DIN)73.75%~92.15%,在衰亡期NH4+-N占无机氮60.87%~92.13%;培养液中溶解有机氮(DON)浓度持续增加,其中<1kDa组分占64%~98%,> 1kDa组分占2%~36%.在培养期藻体细胞吸收DIN速率平均为8.96μmol/(g·d),释放DON的平均迁移速率约为59.57μmol/(g·d).通过收支模型计算,浒苔将近60% DIN转化为以<1kDa组分占优的DON并分泌到胞外.由此可以推测,近海浒苔爆发可以在月际尺度上对水体生源要素结构产生显著影响.
在SBR反应器增加游离亚硝酸(FNA)预处理单元,投加浓度为1.2mgHNO2-N/L的FNA进行缺氧搅拌4.5h,连续处理3d,考察短程硝化污泥中FNA对氨氧化菌(AOB),丝状菌和微生物菌群结构的影响.研究表明,FNA对AOB有短时抑制作用,并能够抑制优势丝状菌Candidatus_Microthrix(微丝菌属)和Cytophagaceae(噬纤维菌)的增殖,分别由5.1%和1.1%下降到0.78%和几乎不可见.SVI从281mL/g降低到100mL/g左右.NAR能够维持在90%左右,短程硝化不受到破坏.高通量结果显示,FNA处理后微生物菌群结构多样性与丰度出现下降,但Thauera(陶厄氏菌属)和Ottowia出现了增殖,分别增加到5.58%和7.82%,同步硝化反硝化(SND)作用明显,这使得即便只有短程硝化,总氮去除率依然能达到60%以上.
针对分散式农村生活污水有机负荷变化明显的特点,研究了填料型厌氧-缺氧-好氧膜生物反应器(A2O-MBR)抗高有机负荷的能力,考察了高有机负荷冲击对污染物去除效果、悬浮和附着污泥性质以及膜污染的影响.结果表明,高负荷冲击期间污染物去除稳定,氨氮去除率在冲击第3d从99.1%下降到78.5%,出水氨氮浓度高于5mg/L,随后去除率恢复至97.6%;悬浮和附着微生物的三磷酸腺苷(ATP)含量增加;附着生物量显著增加;细胞外聚合物(EPS)增加;高有机负荷冲击期间膜污染更严重,膜面污染层EPS含量显著增加;太阳能微动力A2O-MBR系统能减少10%的碳排放.
采用生物膜反应器耦合包埋型单宁酸铁处理低C/N比废水,考察其脱氮性能,分析了生物脱氮过程功能菌群的变化,以及单宁酸铁强化脱氮的作用机制.结果表明,生物膜反应器耦合包埋型单宁酸铁,具有低C/N比废水高效脱氮性能.进水C/N比为1:2.7时,TN平均去除率可达80.0%,TN平均去除负荷为1.38kg/(m3·d).生物膜反应器内随着进水C/N比降低,优势脱氮过程从同步硝化-反硝化过程向同步短程硝化-厌氧氨氧化-反硝化(SNAD)过程转变,厌氧氨氧化过程对TN去除的贡献率逐渐升高至76.2%,亚硝化菌群和厌氧氨氧化菌群成为优势生物脱氮功能菌群.包埋型单宁酸铁在生化处理后,通过吸附-催化氨氧化作用同步去除氨氮和亚硝酸盐氮,进一步提高TN去除性能.因此,耦合单宁酸铁强化生物膜反应器SNAD脱氮过程,是实现低C/N比废水高效脱氮新的有效途径.
以水铁矿为实验对象,采用计时电流法研究了"电极-AQS-水铁矿"反应体系中蒽醌介导下的电化学还原动力学过程,阐明了"电极-AQS-水铁矿"三者之间相互作用的动力学特征与机制.结果表明:在超声波的协助下,同市售玻碳电极相比,发生在碳毡电极表面的电化学还原反应的灵敏性得到显著提升,且当体系施加电压为-0.7V时,AQS可以被完全还原.在最佳工作电极和实验条件下,AQS可以作为氧化还原中介体参与水铁矿的电化学还原过程.当AQS浓度从0.005mmol/L升至0.035mmol/L时,单位绝对量水铁矿的还原率从10.4%增至35%.AQS介导水铁矿电化学还原过程中的中间产物AQSoxi浓度随时间的变化趋势符合由连串反应动力学推导出的函数模型曲线特征:随着时间t的增加,CAQSoxi在初始某一范围内迅速增长;当时间到达某限度后,CAQSoxi又出现了不同程度的快速下降,模型拟合的校正决定系数高达0.9990.
以全氟辛烷磺酸(PFOS)为目标去除物,选取牛血清蛋白(BSA)为典型蛋白质类有机物,考察了BSA及其浓度,以及BSA与无机离子共存时,离子强度、离子种类对聚酰胺纳滤膜去除水中PFOS的影响.研究发现,原液中存在BSA时,PFOS的去除率有显著提高,而且BSA浓度越高,PFOS的去除率越高;当BSA与无机离子共存时,离子强度越大,PFOS去除率越高.这可能是因为BSA不但会吸附一部分PFOS,还会造成膜污染,BSA浓度越大,膜污染越严重,膜的筛分能力越强,且膜面与PFOS之间的静电排斥力越大,从而提高了PFOS的截留率.而无机离子的存在减小了BSA分子之间及与膜面之间的静电排斥力,使BSA污染层更加厚实,进一步增强了膜的筛分能力.此外,Ca2+提高PFOS去除率的能力优于Na+.
以实际全比例非循环管道中试平台中水泥砂浆内衬球墨铸铁管为研究对象,通过分析生物膜的理化指标及微生物的群落结构来研究环氧树脂封面层对管道生物膜的影响.研究发现,相比于普通水泥砂浆内衬的球墨铸铁管,增加环氧树脂封面层后的管道不易吸附、沉积各种物质,对生物膜细菌丰度及群落结构均有影响,其管壁生物膜细菌总数为4.01×104copies/cm2,可培养菌数量为1.40×10CFU/cm2,另外其物种丰度较高而多样性较低.因此增加环氧树脂封面层的水泥内衬球墨铸铁管是一种更为优良的管材.
运用水热合成法制备了一种新型三金属单配体多孔材料Zn/Ni/Cu-BTC,运用氮气吸脱附、扫描电镜、X射线衍射等对材料进行了表征.研究了其常温常压条件下(25℃,1atm)静态吸附刚果红的性能.结果表明,由于三金属不饱和配位点的协同效应导致刚果红在Zn/Ni/Cu-BTC多孔材料上的吸附容量从630mg/g增加到1250mg/g,增加了98.4%.准二级动力学模型和Langmuir吸附模型较好地描述了Zn/Ni/Cu-BTC对刚果红的吸附行为.
研究了不同浓度下几种阴离子(NO3-、SO42-、H2PO4-、SiO32-)对球磨零价铁(BZVI)除砷规律的影响,探讨了上述阴离子对BZVI氧化As(Ⅲ)能力的影响,三价砷及五价砷的转化机制,及BZVI腐蚀产物.研究证实,不同浓度的NO3-和SO42-对砷去除效率影响不显著,但是随着H2PO4-和SiO32-浓度升高,溶液中As(V)分别由25.1%上升到83.6%和下降到3.8%;通过SEM和拉曼光谱分析发现,H2PO4-促进BZVI的腐蚀,导致As(Ⅲ)氧化能力增强;而铁表面形成二氧化硅聚合物或非晶固相则是SiO32-降低BZVI对砷氧化和吸附能力的主要机制.
为更好地了解悬浮颗粒物(SPM)作用下沉潜油的形成速度和程度,选择取自渤海南部油田(YYH)、辽河油田(LH)和中东原油(ZD)的3种原油,模拟研究了高岭土和试验原油的相互作用.结果表明,3种试验油的吸附动力学过程基本相似,沉潜率随振荡时间呈指数形式增长后趋于稳定.高岭土对原油的吸附满足Langmuir等温吸附式,基本属于单分子层吸附,YYH、LX和ZD的饱和吸附量分别为914,1297,2083mg/g.当SPM的浓度为500mg/L时,YYH、LX和ZD的最大沉潜率分别为37%、45%和59%.以吸附作用机理为基础,讨论了分散的油滴在颗粒物-水界面的分配特征,提供了1种模式计算沉潜率随悬浮颗粒物浓度变化的关系式.本研究可为沉潜油形成及漂移扩散数值模式研究提供基础数据和科学参考.
利用平行因子分析(PARAFAC)和荧光区域积分(FRI)的方法解析三维荧光光谱(3D-EEMs),结合主成分分析、相关性分析、聚类分析和多元线性回归分析,研究了曝气预处理改良土壤渗滤系统(ISI)处理生活污水时溶解性有机物(DOM)的垂直分布特征.根据FRI分析,ISI中DOM可以分为5个荧光区域,包括3个类蛋白物质区域(I、Ⅱ、IV)和2个类腐殖质物质区域(Ⅲ、V).沿着垂直方向向下,ISI中DOM有溶出的现象,导致总荧光区域积分体积(TOT)与TN、TP、NH4+-N、COD、TOC等都呈现显著负相关的关系,而与EC呈现显著正相关关系,其中荧光区域V与NO3--N浓度呈显著正相关的关系,氮素去除与DOM组成之间关系密切.通过进一步做PARAFAC分析表明,可以从DOM中识别出四种荧光组分,分别为C1类富里酸类物质和C2、C3、C4类蛋白类物质.荧光组分浓度得分值Fmax表明,ISI对物质降解由易到难依次为C2 > C4 > C1、C3,即类酪氨酸最易降解,其次为类色氨酸类物质和类富里酸类物质.根据多元线性回归分析,可以用Fmax间接表征TN、TP和COD等水质指标的浓度.
为了深入研究其中各类活性物质氧化机理,以难降解的3,4-二甲基苯胺(3,4-DMA)废水作为研究对象,通过研究不同抑制剂条件下的动力学规律,并以贡献度(kf/K)来量化各活性物质的作用效果,得出氯类活性物质的贡献度为89.03%,羟基自由基(·OH)的贡献度为6.24%,而空穴和阳极直接氧化贡献度可以忽略.采用三聚氰胺法、二甲亚砜(DMSO)法和DPD法定性定量测定了空穴、·OH和自由氯的含量,结果表明:较高浓度的氯化钠降低了空穴和·OH的贡献度;·OH的产量符合零级动力学规律,其产生速率为0.106mg/(L·min);自由氯的累积浓度分为3个阶段,第3阶段累积速率为0.159mg/(L·min).自由氯仅占氯类活性物质氧化体系的一小部分,其他含氯氧化物质和氯类自由基的氧化占重要地位.通过GC-MS、UV-vis和TOC检测,发现在反应10.0min前,主要通过氯类活性物质对侧链的快速攻击,使3,4-DMA转化为苯甲醛等易分解的苯环类物质;10.0min后,主要通过·OH对苯环大π键的攻击,使苯环类物质转化为小分子物质,然后继续被·OH氧化直到矿化.
以猪粪稻秸为原料,设计超高温预处理温度(75,85,95℃)、时间(2,4,8h)和通风量(0.3,0.6,0.9L/kgTS·h)的三因素三水平正交试验,研究不同超高温预处理条件对猪粪稻秸理化特性及后续模拟堆肥腐殖质生成的影响,结果表明,温度、时间和通气量对猪粪稻秸后续高温堆肥腐殖化系数影响各不相同,各因素对后续好氧发酵累腐殖化系数的影响大小顺序为大小顺序为预处理时间 > 温度 > 通气量;最佳超高温预处理条件为:预处理温度为95℃,停留时间为4h,通气量为0.6L/(kgTS·h),与CK相比,最佳预处理参数下猪粪稻秸后续高温发酵60d腐殖化系数提高119%,腐殖质、胡敏酸含量分别增加105%、116%,而富里酸含量降低17.2%,结合预处理前后物料理化特性变化规律分析,表明超高温预处理促进了大分子有机物降解为可溶性有机碳,促进了木质纤维素组分降解溶出,促使其更多转化为多酚,同时增加了腐殖质前体还原糖、氨基酸的含量,从而有利于腐殖质的生成.
以A2O-MBR工艺的冷冻干燥污泥作为原料,以索氏提取法,获得污泥中的粗脂;再经硅胶柱层析,以石油醚-乙酸乙酯100:1,10:1和7:3(V/V)的顺序梯度洗脱,利用薄层色谱法,将洗脱液与神经酰胺标准品对比,V(石油醚):V(乙酸乙酯)=7:3为合适的洗脱梯度.经Q-Exactive液相色谱-高分辨质谱检测各组成成分,就峰面积比,经柱层析洗脱前后神经酰胺从60.88%提高到98.34%.最后,用另一种A2O工艺的污泥进行尝试,柱层析前后神经酰胺从79.06%提高至94.15%.
2017年春季、夏季在长江口附近海域进行采样,并对表层沉积物中微塑料的空间与时间分布规律进行了定性与定量的分析,利用污染负荷指数评价微塑料污染的风险程度.结果表明微塑料的浓度分布在季节变化上表现出明显的差异,在降水量丰富的夏季,微塑料的含量普遍更高;相同季节不同站点之间无明显的浓度分布差异,降水量对海洋微塑料的时空分布具有明显的影响.杭州湾海域在夏季期间微塑料浓度最高,为(39.33±14.34)particles/kg(DW).微塑料的长度多在0.07~1.0mm之间,颜色丰富,形态主要为纤维状.傅里叶显微红外光谱仪检测出样品中含有的微塑料种类有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺,其中聚乙烯是主要的微塑料多聚物类型.运用污染负荷指数对微塑料的污染程度进行评价,长江口-杭州湾及其邻近海域的微塑料污染较轻.
为研究黄河流域表层土壤的多环芳烃(PAHs)污染水平,于2015年5月期间采集了39个黄河全流域岸边表层土壤样品.研究了土壤中∑25PAHs和∑7carc PAHs的空间分布特征,利用同分异构体比值法和主成分分析法对其进行来源解析,并采用BaP毒性当量和超额终生癌症风险增量模型(ELCR)对多环芳烃进行风险评估.结果表明,黄河流域表层土壤样品中∑25PAHs浓度范围为18.23~6805.49ng/g,均值为343.764ng/g;∑7care PAHs含量为2.23~2796.34ng/g,均值为126.6ng/g.PAHs含量整体趋势为中上游高于下游,多数土壤样品中Ant/(Ant+Phe)<0.1,0.2-6~10-4之间,处于潜在风险水平.享堂ELCR值为10-3,呈现较高健康风险水平.
对黔西北地区某典型锌冶炼区菜地土壤和主要蔬菜进行取样调查,测定了土壤和蔬菜可食用部分Pb、Cd、Zn、Cu、As、Ni 6种重金属的含量,采用单项污染指数和综合污染指数法评价了土壤和蔬菜中重金属的污染状况,并分别采用潜在生态风险指数(RI)和目标危险系数法(THQ)评价了菜地土壤重金属污染的潜在生态风险和蔬菜中重金属对成人和青少年儿童的健康风险.结果表明,该区域菜地土壤已受到重金属的重度污染,且以Cd对综合指数的贡献最大,土壤Cd存在极强生态风险,研究区处于轻微、中等、强和很强的生态风险程度的采样点比例分别为2.0%、14.3%、35.7%和48.0%;在所采集的蔬菜样本中,土豆处于重度污染水平,芸豆处于中度污染水平;复合重金属健康风险指数评价结果表明,食用研究区域蔬菜对成人和青少年儿童健康产生负面影响的可能性很大.
采用正构烷烃及其单体氢同位素组成特征相结合的方法研究了青藏高原北部多年冻土区表层土壤正构烷烃(C21~C33)的生物来源.研究表明:表层土壤中正构烷烃呈双峰型和三峰型的分布特征,表明其具有多个生物来源.长链长正构烷烃(C25~C33)主要来源于陆源高等植物.表层土壤中长链长正构烷烃(C25~C33)中奇碳数正构烷烃的δD值比偶碳数的整体偏轻,原因可能是两者的生物合成途径不同.对中等链长正构烷烃聚类分析后分为两种类型,类型I的中等链长正构烷烃(C21~C24)主要来源于陆源高等植物,类型Ⅱ的中等链长正构烷烃主要来源于细菌等微生物降解的产物.表层土壤样品(FHS-10、TG2-10和TG3-10)中等链长的正构烷烃δD值最轻,应为δD值偏轻的水源和细菌等微生物降解共同作用的结果.
为了强化耐受重金属镉(Cd)的植物包心芥菜对土壤中Cd污染的富集及转运效率,以包心芥菜为研究对象,向土壤中添加0.3%的硫磺和接种不同数量的放线菌Act12(0.5,1.0,1.5,2.0g/kg),通过盆栽实验,研究不同处理间根际土pH值的变化规律、包心芥菜地上和地下部分Cd的积累量、植物抗氧化酶系的变化以及根系活力.结果表明:添加0.3%硫磺和2.0g/kg放线菌Act12后,根际土pH值下降最大,相比对照下降了14.5%.而添加0.3%硫磺和1.5g/kg的放线菌Act12,包心芥菜地上部分Cd的含量最高,转运系数最大,相比对照,Cd含量提高了79%,并且植物地上部分的干重最大.添加放线菌Act12对植物的抗氧化系统有积极作用,CAT、POD、SOD含量均在0.3%硫磺和1.0g/kg放线菌Act12的添加组合下达到峰值,放线菌Act12还可提高植物的根系活力,降低丙二醛的含量.综上表明,添加硫磺和放线菌Act12均可强化包心芥菜吸收土壤中Cd的能力,其中0.3%硫磺和1.5g/kg放线菌Act12的添加组合强化效果最佳.
为了明确曝气灌溉下土壤N2O排放特征及主要影响因子,实验设置了2个灌水量(70%和90%田间持水量)和2个增氧水平(5,40mg/L),采用静态箱法和qPCR技术对土壤N2O通量及土壤关键功能基因进行测定,研究不同灌水量和增氧水平对土壤充水孔隙度、溶解氧、氧化还原电位(Eh)、矿质氮及氨氧化古菌(AOA)、氨氧化细菌(AOB)和反硝化基因(narG和nosZ)的影响.结果表明:培养过程中,各处理N2O排放通量均呈现先增加后降低的趋势,于灌溉后1d达到峰值;曝气量和灌水量的增加可显著增加土壤N2O的排放通量和排放峰值.灌溉造成土壤含水量增加的同时,降低了土壤溶解氧和Eh;曝气可提高土壤溶解氧和Eh,改善土壤通气性(P<0.05),而对土壤充水孔隙度无显著影响.土壤充水孔隙度、Eh、NO3--N含量是曝气灌溉下驱动土壤N2O排放的主要理化因子.曝气显著增加了AOA的基因拷贝数,且N2O排放与AOA的基因拷贝数呈显著正相关关系(P<0.05).研究结果为进一步明确曝气灌溉对土壤N2O排放的影响机制和曝气灌溉模式下农田N2O排放管理提供支撑.
以福州大学为例,选取3种绿色基础措施(绿色屋顶、植被浅沟、渗透铺装)与2种灰色基础设施(增大管径、蓄水池)组合,设计了9种雨水系统改造措施方案,并根据3场不同历时极端天气降雨的实测数据,运用暴雨洪水管理模型(SWMM)模拟分析不同雨水系统改造措施方案对径流深、节点和管道的雨洪控制效果.情景模拟结果表明:3场强降雨下,绿色基础措施组合(SS7)在所有用地布局情景中对径流深的控制效果均为最优,其中中长历时强降雨下的削减比最高,达到了78%;在节点控制方面,由于3种绿色基础措施与增大管径组合措施(SS8)具备下渗、滞留和快排等特性,在3场降雨中,对节点的洪流流量和洪流时间的控制效果均为最优,接近100%;在管道控制方面,3种含绿色基础措施的组合方案(SS7,8,9)对管道满流时间与峰值流量发生时间的控制较好.通过对比这3种组合措施方案发现,在短历时强降雨中,3种绿色基础措施与蓄水池组合措施方案下(SS9)管道满流时间最短,峰值流量发生时间最迟;中长历时强降雨中3者差别不大;长历时强降雨中3种绿色基础措施组合下(SS7)管道满流时间最短,峰值流量发生时间最迟.
采用中心聚类、M-K检验等方法,以内蒙古地区为例,利用全球Pacific Decadal Oscillation(PDO)、Multivariate ENSO Index(MEI)等大空间尺度数据以及内蒙古及其周边70个气象站1951~2016年平均最低气温、平均气温、平均最高气温、风速、大气压等站点数据,定性、定量揭示变暖停滞的变化特征及其对影响因子变化的响应.结果表明:研究区各分区3类气温在1981~1993年间发生升温突变,此后1998~2008年间陆续发生变暖停滞.不同类型气温在不同分区与各影响因子的相关性优劣有所不同,如平均最低气温与AMO、PDO、MEI、太阳总辐射、风速、大气压的相关性最好,平均气温次之,平均最高气温最差;西部区气温与AMO、PDO、MEI、太阳总辐射相关性较好,中部区气温则与AMO、风速相关性较好等.整体上,1990s~2000s,随各分区AMO上升驱缓、PDO处于正位相阶段但呈下降趋势或处于负位相时、MEI值与太阳总辐射下降、风速、大气压、相对湿度的持续下降/上升及之后的趋势转变,各分区气温发生变暖停滞,如当AMO开始整体进入上升趋缓阶段,风速持续减小8~13a,倾向率达到-0.26~-0.11m/(s·10a)时,平均气温发生变暖停滞.平均最低气温对3类影响因子变化的响应最敏感,平均气温次之.气温变暖停滞是多种影响因子共同作用的结果.本研究丰富了该方面研究成果,对气候变化研究及防灾减灾等有一定借鉴意义.
于2017年12月~2018年1月现场测定了黄、渤海表层海水中二甲基硫(DMS)、二甲巯基丙酸内盐(DMSP)以及溶解甲烷(CH4)的含量,对DMS、DMSP及CH4的浓度分布和相互关系进行了研究.通过培养实验探究了DMSP降解对DMS和CH4生成的影响,并估算了DMS及CH4的海-气通量.结果表明,表层海水中DMS、DMSPd、DMSPp及CH4的平均浓度分别为(1.39±1.21),(2.87±1.54),(5.59±4.64),(6.91±2.77)nmol/L.DMS、DMSP与Chl-a水平分布基本一致,均呈现近岸高、远海低的趋势.垂直分布上,DMS、DMSP浓度最大值均出现在浅水层,而CH4浓度则随深度的增加而增大,至底层达到最大值.相关性分析表明,DMS、DMSPp与Chl-a存在显著的正相关关系,CH4与DMSPd、DMSPp浓度均存在一定的正相关性(P<0.05).培养实验结果表明,海水中本底DMSPd的浓度越高,DMS的生产速率越大.冬季黄、渤海DMS和CH4海-气通量的平均值分别为(2.73±3.18),(8.14±7.68)μmol/(m2·d),表明冬季黄、渤海是大气中DMS、CH4重要的源.
为了探讨长期施肥对稻田不同土层关键反硝化功能种群丰度的影响及核心驱动因子,以湖南宁乡长期施肥定位试验田为平台,选取不施肥(CK)、全量化肥(NPK)和秸秆还田(ST)3个处理,结合实时荧光定量PCR(qPCR)技术,系统分析了稻田不同土层(0~10,10~20,20~30,30~40cm)关键反硝化功能基因(narG、nirK和nirS)的丰度及其与土壤理化性质的内在联系.结果表明,相比于不施肥处理(CK),施肥处理(NPK和ST)在0~40cm土层土壤SOC、TN、NO3--N、NH4+-N和Olsen-P分别显著增加了2.2%~83.6%,3.5%~58.3%,70.8%~222.1%,0.9%~83.7%和16.5%~94.5%,pH值下降了0.31~0.67个单位;长期施用化肥和秸秆使narG、nirK和nirS基因丰度分别增加0.75~7.18倍,1.57~3.02倍和0.53~3.81倍,其中秸秆还田对反硝化细菌数量的影响比单施化肥更显著;稻田narG、nirK和nirS反硝化型细菌的丰度随土层深度增加而逐渐降低,具有明显的垂直分布特征;RDA分析结果显示,土壤养分如SOC和TN是影响水稻土narG、nirK和nirS反硝化型细菌垂直分布的关键因子,而pH值是调控反硝化细菌在稻田底土分布的核心驱动因子.研究结果可为提升稻田土壤肥力和减少稻田氮素损失和温室气体排放提供理论依据.
从广东某铀尾矿库水下沉积物中分离筛选出了一株能水解植酸盐的真菌M5-1,对其菌落形态、ITS序列、最适生长pH值、对铀的耐受性及其水解植酸盐的效果进行了分析,随后对M5-1生物矿化铀过程中pH值、正磷酸盐浓度、铀浓度、铀去除率的变化进行了监测,对矿化产物的主要元素和矿物组成进行了分析.证实了真菌M5-1为Aspergillus tubingensis(MH978623),其最适生长pH值范围为6~7,对铀(~0.84mmol/L)具有较强的耐受性;Aspergillus tubingensis介导植酸盐水解促进U(VI)-PO43-矿化62d后,铀的去除率达95.2%;Aspergillus tubingensis介导U(VI)-PO43-矿化过程中可能形成了难溶的氢铀云母和变钠铀云母矿物.结果表明,Aspergillus tubingensis能有效水解植酸盐释放可溶性正磷酸盐,从而促进U(VI)-PO43-矿化.研究结果为采用Aspergillus tubingensis介导植酸盐水解原位修复铀污染地表水提供了试验依据.
以半干旱区固原生态试验站生物炭修复4a的表层土壤为对象,采用高通量测序技术研究了不同添加类型(槐树皮生物炭、锯末生物炭)和比例(1%、3%、5%,质量百分比)的生物炭对土壤细菌多样性及群落结构的影响.结果表明,生物炭应用提高了土壤细菌群落的多样性,锯末生物炭优于槐树皮生物炭,且3%锯末生物炭对细菌群落的多样性影响最佳,其香农指数为6.22;优势门主要为放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、酸杆菌门(Acidobacteria)和Saccharibacteria,相对丰度共占76.80%~85.31%;优势纲有放线菌纲(Actinobacteria)、α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)、酸杆菌纲(Acidobacteria),其相对丰度占48.13%~57.08%;属水平上,施加生物炭增加了芽孢杆菌属(Bacillus)、硝化螺旋菌属(Nitrospira)的相对丰度,降低了土微菌属(Pedomicrobium)、根瘤菌属(Rhizobium)的相对丰度;层级聚类及冗余分析(RDA)发现,施加生物炭对细菌群落结构有影响,其中,微生物量碳、含水率、铵态氮、有机碳对细菌群落结构的影响较大.细菌优势门与环境因子相关性热图分析表明,铵态氮与放线菌门、绿弯菌门呈显著相关性.铵态氮是影响细菌群落的主要理化因子.
近年来,新型环境风险物质环境持久性自由基(EPFRs)被发现广泛分布于不同来源的环境介质中,如燃烧颗粒物、土壤/沉积物、天然有机质等.因其稳定性、持久性,且可以随着环境介质迁移和转化,EPFRs的生态环境风险可能被忽视.基于此,本文系统总结了存在于环境介质中的EPFRs,并归纳其分布特征;阐述了其介导的组织损伤,包括肺损伤、心血管损伤、神经毒性损伤、DNA以及细胞色素等生物大分子损伤;详述了主要由氧化应激、炎症、免疫反应以及代谢异常引起的损伤机理;最后,总结并展望了有关研究所存在的问题和未来研究方向,以期为EPFRs的生态健康风险评价和政策标准制定提供参考.
对中国大连市供暖季住宅室内环境与高龄者血压的关联性进行了调查研究,具体包括住宅热湿环境(温度、相对湿度)、化学污染(CO2、CO、甲醛和TVOC)、物理污染(PM2.5)和生物污染(附着真菌)与高龄者血压的关联性.研究表明,城市和农村住宅供热方式不同是导致住宅室内热环境舒适度差异的主要原因.在大连农村,处于室外的厕所与室内形成的大温差使得农村高龄者患心血管疾病的诱发风险比城市更高.城市高龄者的平均血压比农村低且波动小.城市住宅室内温湿度与血压均存在关联(P<0.01),农村室内温湿度对血压的影响程度不如城市明显.另外,室内空气质量参数并未发现与血压存在显著关联.
为了解银川市湖泊及城市河流沉积物中多环芳烃(PAHs)污染状况及生态风险,于2018年4~5月在银川市各湖泊及城市河流采集17个表层沉积物样品,采用气相色谱质谱(GC-MS)检测样品中PAHs含量.结果表明,银川市湖泊及城市河流表层沉积物中16种PAHs总含量范围为767.35~3961.53ng/g,平均值为2129.86ng/g,与国内外沉积物中PAHs污染状况相比,银川市湖泊及城市河流沉积物中PAHs污染处于较高水平.来源解析表明,银川市湖泊及城市河流沉积物中主要的污染来源为石油及煤炭等生物质的不完全燃烧.通过效应区间低中值法分析沉积物中PAHs的生态风险评价结果显示,部分采样点表层沉积物中菲的含量超过效应区间中值(ERM);沉积物质量标准法(SQSs)分析沉积物中PAHs生态风险结果表明,萘、苊检测含量在可能效应浓度值(PEL)与频繁效应浓度值(FEL)之间,菲的检测含量高于FEL;风险商值法分析显示苊烯、苊、菲、荧蒽风险熵值RQ>1.综合分析认为沉积物中多环芳烃的污染可能会造成一定程度的生态风险.
基于水质评价的综合污染指数(CWQI)法和水质指标实测含量的统计分析,应用Monte Carlo模拟方法,建立了河流水质评价的Monte Carlo-CWQI耦合模型并进行实例研究.通过建立的耦合模型和温瑞塘河流域14个监测断面2004~2010年的水质监测数据,定量分析各监测断面隶属于不同污染等级的概率水平和各水质指标对水体污染的影响程度.结果表明:温瑞塘河水系水质污染十分严重,勤奋、九山、东水厂、十字河、南白象、灰桥、新桥、米筛桥、仙门、光明、郭溪、瞿溪、西岙和梧田监测断面处于重度污染的概率分别为28.50%,0.55%,92.71%,59.73%,78.85%,39.38%,78.87%,83.09%,65.32%,78.08%,0.00%,0.96%,68.09%,86.06%;处于严重污染的概率分别为71.28%,0.01%,4.33%,39.76%,21.07%,60.59%,4.42%,12.41%,11.02%,21.24%,0.00%,0.02%,1.42%,13.12%.各监测断面总氮(TN),氨氮(NH3-N)和溶解氧(DO)的Spearman等级相关系数范围分别是0.41~0.76、0.25~0.63和0.14~0.66,是其他指标的2倍以上,表明影响该地区水质达标的主要因子是TN,NH3-N和DO.本研究拓宽了河流水质评价的研究视角,能够为流域水环境管理提供丰富的决策依据.
用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)测定剑湖表层及柱状沉积物钒(V)含量,采用改进BCR连续提取法提取V各形态,并对V空间分布特征和生态风险进行了分析,揭示了粒度对剑湖沉积物V及形态含量的影响.结果表明,剑湖表层沉积物和柱状沉积物颗粒均以粉砂粒和细砂为主,细颗粒V含量更高.表层沉积物V含量为(117.82±63.31)mg/kg,其水平空间分布差异较大.V可交换态、可还原态、可氧化态和残渣态含量分别为(8.91±8.91),(18.36±10.53),(7.67±7.67),(80.22±58.71)mg/kg,主要以残渣态形式存在,且黏粒和粉砂粒对V可还原态和残渣态影响较大.V垂直分布差异大,底层V含量高于表层,少部分区域受黏粒和粉砂粒影响.剑湖沉积物V污染程度小,大部分地区潜在生态风险较低,底层沉积物污染程度和潜在生态风险都高于表层.
对湘江流域水系沉积物中9种重金属(As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Sb、Zn)含量进行统计分析,以地累积指数(Igeo)为参数分析了1982年以来湘江流域重金属污染程度的变化趋势,采用富集因子法和对数回归模型评价了重金属污染程度和潜在水生生物风险,并采用主成分分析法判别了重金属的可能污染来源.结果表明:湘江流域水系沉积物中重金属的空间分布极不均匀,近30a以来重金属元素的Igeo大体呈缓慢上升的趋势,长株潭地区和衡阳地区大部分重金属元素的Igeo逐渐降低.湘江流域污染程度最高的重金属元素为Cd,其次为As和Hg,郴州地区呈现出以Cd为主,多种重金属复合污染特征,具有很强的潜在水生生物危害性,是湘江流域污染最严重的地区.水系沉积物中重金属可能的2个主要污染来源为采选、冶炼废水的排放和尾矿库的泄漏,岩石的化学风化和河流的搬运作用.
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