砷对绿藻的毒性效应及氧化还原条件的影响

选择绿藻中耐毒品种莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)为研究对象,分析三价砷加入对其体系氧化还原条件的影响,研究代表性绿藻莱茵衣藻C.reinhardtii对水体三价砷毒性的响应.结果表明,光照或黑暗条件下莱茵衣藻C.reinhardtii的生长都会使pH升高,氧化还原电位(Eh)减小.根据pH-Eh分析可知,水体三价砷As(Ⅲ)大部分以H_2AsO_3~-存在,H_2AsO_3~-加入后pH升高和Eh减小趋势更为明显,并随其浓度增大,Eh会出现缓慢上升趋势.同时,pH与Eh变化也会影响砷对藻类的毒效应,当pH值为10.0—10.5,Eh为-143—-136 mV时,三价砷浓度增大对藻类生长速率没有明显影响,但当pH值为9.5—10.1,Eh为-156—-143 mV时,三价砷浓度增大会明显降低了藻类生长速率.     

改性腐殖酸对铀的吸附的试验研究

通过静态吸附实验,探讨了改性HA对U(Ⅵ)吸附影响。考查pH值、时间、U(Ⅵ)的初始浓度和温度等对吸附的影响。结果表明:pH值对改性腐殖酸的吸附效果影响较大,改性腐殖酸吸附U(Ⅵ)的最佳pH值为6,最大去除率为99.37%,吸附在60 min内基本达到平衡。UO22+在改性腐殖酸上的吸附是放热过程,符合Freundlich等温吸附方程,相关系数达0.99以上,表明IHA对铀的吸附是以表面为主要吸附位,并不是均匀的单层吸附。图8,参9.     

模拟降雨对铀尾矿中U、Sr、Mn、Fe释放规律的影响

为查明某铀尾矿中U、Sr、Mn和Fe等4种元素在模拟降雨下的释放规律,在研究铀尾矿中4种元素赋存状态的基础上,采用静态浸出和动态淋滤的方法对铀尾矿溶浸特征进行研究.结果表明,铀尾矿中U、Sr、Mn和Fe的赋存总量分别为:30.4、122.0、523.0、9700.0μg·g~(-1),其中U、Mn迁移活性最强,Sr次之,Fe最弱.在静态浸出过程中,除Fe的浸出量与pH值相关性不明显外,U和Mn的浸出量随pH值增加而减少,Sr的浸出量随pH值增加而增加;动态淋滤过程中,各元素都表现出释放速率随淋滤时间增长而减小,淋滤初期pH值对Mn和Sr的累计释放量影响不显著,但淋滤后期pH值对其累计释放量影响显著.     

亚热带典型花岗岩小流域径流化学特征与化学风化

为了解小流域尺度下生物地球化学过程对径流水体的影响及花岗岩化学风化对CO2的吸收,对亚热带典型花岗岩区不同利用条件下的2个相邻小流域(F-森林、FA-森林/农田)的地表径流及其常量离子和溶解Si含量进行了连续3年的定期观测和分析.结果表明,溶解Si,Na+和HCO3-构成地表径流的主要化学成分,FA流域离子总量高于F流域,反映了流域内农业活动对其化学径流的贡献.皖南典型花岗岩小流域(F、FA)径流中Sidiss/Na+和NO3-/SO24-比值均远高于同一生物气候带内富含碳酸盐岩的太湖流域径流中的相应值,揭示了区域岩性差异和人类活动导致的大气酸沉降组成差异是决定径流化学组成的主要因素.皖南花岗岩小流域(F、FA)径流化学组分约43%和38%来源于大气降水,57%和50%来源于岩石风化,FA流域内农业活动对其化学径流的贡献约为12%.皖南小流域(F、FA)花岗岩化学风化过程对CO2的消耗通量分别为(0.67—0.96)×105 mol.km-.2a-1和(0.64—1.05)×105 mol.km-.2a-1,远低于同一生物气候带内石灰岩母质流域.     

湘江(长沙段)沿岸土壤中铬的形态分布及其在水草中的积累

铬在土壤中主要以Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)两种形态存在,而Cr(Ⅵ)主要以CrO2-4,Cr2O2-7,Cr(Ⅲ)主要以Cr3 和CrO-2等形式存在.上述存在形式在土壤中的迁移转化主要受土壤pH值和氧化还原电位(Eh)的制约.另外,也受土壤有机质含量、无机胶体组成、土壤质地及其化合物种类的影响.不同形态的铬在一定条件下可以相互转化.但是单从价态来区分并不能完全反映土壤中铬的真实存在形态,当前较为公认的是Tesseler的形态划分法. 本文研究了湘江(长沙段)沿岸土壤中铬的形态分布、转化及其在水草中的吸收.     

模拟风化过程硫铁矿尾矿的产酸性及污染物的释放行为

以广东某硫铁矿为研究对象,静态评价了3个尾矿的产酸潜力,结合40周左右氧化淋滤风化实验,揭示出硫铁矿尾矿在风化过程中的地球化学行为.静态结果显示其中两个尾矿具有强产酸潜力,一个为产酸不确定.动态氧化淋滤实验结果表明:(1)受CaCO3的缓冲作用控制,产酸潜力尾矿淋滤液pH值从初始7.2缓慢阶梯式下降到5.2,并呈现酸化趋势;(2)pH 6.5左右氧化还原电位Eh出现拐点,从负值转变为正值,体系氧化性增强;(3)可溶物在氧化淋滤初期表现出较强的释放能力,pH值降到6.5、Eh转向正值后急剧减弱并趋于平缓.风化产物硫酸钙及铁氧化物对金属离子的吸附与共沉淀作用可能是导致含金属离子固溶物溶解释放减弱的主要原因.     

榕树气生根对铀吸附性能的初步研究

采用榕树气生根粉末作为直接吸附剂,模拟研究了其对废水中U(Ⅵ)的吸附去除,先采用正交试验分析法得出榕树气生根对铀吸附的大概最佳范围和各因素对吸附效果影响的重要程度,然后开展单因素研究法,探究了溶液pH、U(Ⅵ)离子浓度、榕树气生根投加量和吸附时间对铀吸附效果的影响.研究结果表明,U(Ⅵ)离子浓度对吸附性能影响最大,溶液pH次之,最后是气生根粉末投加量.在30℃、pH值为4.0时,榕树气生根对5 mg·L~(-1)的U(Ⅵ)溶液吸附30 min后达到平衡,其去除率可达71%.反应符合Freundlich等温吸附方程,主要以多层吸附为主.FT-IR表征表明,榕树气生根在吸附铀的过程中其自身结构没有发生明显改变,UO_2~(2+)可能主要以羟基、羧基和羰基等基团为吸附位点.     

沱江流域生态安全预警及其生态调控对策

从沱江流域生态安全预警入手,基于压力-状态-响应(pressure status response,PSR)模型构建生态安全评价指标体系,采用层次分析、时间序列预测、模糊综合评判、主成分分析方法对流域2010、2015、2020年的生态安全状态进行评价与预警研究.结果表明:(1)沱江流域各区段在2010、2015、2020年3个时段内,整体上呈现全流域生态安全跃升的趋势,生态安全状态逐步好转;(2)纵观2010-2020年期间流域内各区段的生态安全变化,上游区段的生态安全状态明显好于中下游区段,其次为中游区段,下游区段的生态安全状态最为令人担忧.因此,沱江下游是流域内生态安全建设的重点;(3)沱江流域2010-2020年生态安全预警分为3类:安全区域、持续危险区域和退化区域.安全区域包括沱江上、中、下游的21个市县区;持续危险区域涵盖了中、下游的8个县区;退化区域为中游的2个县;(4)沱江流域生态安全预警的主要预警因子可以归纳为植被覆盖与农业灾害因子、人口素质因子、土地承载力因子、景观格局因子、面源污染因子、水土流失因子6大类.针对沱江流域生态安全预警因子的分析结果,提出以下生态调控对策:(1)积极修复植被,改善生态环境;(2)增强农业的防灾减灾能力;(3)加强技能培训,提高人口素质;(4)合理利用土地资源,提高土地承载力;(5)优化土地利用结构,加大景观多样性;(6)提倡生物防治,控制面源污染;(7)大力进行水土保持建设.     

沱江流域沉积物中合成麝香的分布特征及其潜在生态风险评估

沱江是四川省内重要水系,也是长江上游重要支流.沱江既是流域内纳污河流,也是工农业生产用水和居民饮用水水源.本文在沱江流域采集表层沉积物样品46个,研究了9种合成麝香的污染水平和分布特征.在所有沉积物中均检出佳乐麝香（HHCB）和吐纳麝香（AHTN）,浓度范围分别为0.736—25.0 ng·g^-1(中值为3.68μg·g^-1)和0.320—24.4 ng·g^-1(中值为1.55 ng·g^-1),研究结果揭示出.生活污水排放对沱江沉积物的影响.Pearson相关性分析表明HHCB与AHTN有显著正相关（r=0.894,P<0.01）,说明它们具有相似来源和环境地球化学行为.沉积物中AHTN和HHCB实测浓度远低于各化合物对应的预测无效应浓度,风险熵值远小于1,表明其生态风险有限.     

稀土元素在土壤中的释放与迁移研究进展

稀土是全球重要的战略资源,在高科技产业及日常生活中广泛应用。由于稀土资源需求量的日益增加,稀土矿大量开采,加剧了稀土矿区周边环境污染,危害居民健康。因此,探究土壤中稀土元素的释放和迁移机理及影响机制对稀土的污染防治、生态修复及潜在风险评估都具有重要的现实指导意义。文章综述了稀土元素在土壤中释放与迁移机制、形态、及其影响因素方面的研究进展,主要结论为,(1)稀土元素在土壤中的释放与迁移机制主要包括4种类型:铁锰(氢)氧化物的还原溶解、土壤有机质的促进、离子交换作用以及土壤胶体协同。(2)稀土有机络合物、硫酸盐络合物、碳酸盐络合物是稀土元素在土壤中迁移的主要形态,稀土氟、氯、磷酸盐络合物不太可能作为稀土元素在土壤中迁移的载体。(3)稀土元素在土壤中的释放与迁移主要受pH值、氧化还原条件、配体浓度等环境因子影响,pH值与配体浓度与稀土元素的迁移形态高度相关。未来应通过世界各地不同土壤类型、不同环境驱动因子作用下稀土元素释放迁移的研究,探明引起稀土元素在土壤中释放的主导机制;加强稀土元素长距离迁移研究,在土壤环境中稀土元素分馏机制层面揭示稀土元素地球化学循环,为稀土矿区尾矿、废弃地中残留稀土的回收、利用提供理论与技术支持。     

华南某铀矿开采利用对地表水环境质量的影响

以广东省某铀矿区为研究对象,利用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)测定了矿山、水冶厂及其周边地表水体共42个水样(包括工业废水、池塘水、溪流水、河水和矿区饮用水)中放射性元素(U和Th)和其它一些金属元素(Fe、Mn、Mg、Cu、Zn、Co、Ni、Li、Ca、Na、K、Al、Sr和Ba)的含量.由此确认铀矿区产生高污废水的重要环节和关键污染元素,并了解这些元素的迁移变化规律以及对周边地表水产生的影响.结果表明:(1)铀矿区产生高污外排废水的主要生产环节是采矿、铀矿堆浸和尾矿露天堆积,排放废水中U和Mn含量分别为0.238—8.700 mg.L-1和0.62—94.23 mg.L-1,均高于国家工业废水允许排放标准(GBJ8—74和GB8978—1996)的限定值;(2)铀矿周边用作当地农业灌溉和露天水源的溪流由于受纳了矿区外排废水,明显受到了U和Mn的污染:U含量在枯水期和丰水期分别为(0.415±0.619)mg.L-1和(0.233±0.308)mg.L-1,Mn含量在枯水期和丰水期分别为(8.72±12.8)mg.L-1和(8.56±12.61)mg.L-1;(3)受纳溪流中U、Fe的含量枯水期高于丰水期,而Mn和Cu的含量基本保持不变,且大多数元素的含量随着迁移距离的增加在枯水期和丰水期均呈下降趋势,指示污染源来自铀矿区;(4)铀矿区生产活动引起的地表水污染目前仅局限于铀矿区和周边较小的区域,但仍应引起重视.     

东河（成县段）中重金属迁移转化规律的初步研究

本文结合东河水文与理化特征对水团追踪试验结果加以探讨。结果表明,悬浮物是重金属重要载体。悬浮物的存在可使水相中重金属在较低pH值条件下向固相迁移,东河中pH值较高有利悬浮物对重金属的吸附.水中重金属的沉淀反应均由碳酸盐控制,碳酸盐沉淀的生成是重金属从水相向固相转移的主要形式之一.     

新疆吉木乃诸河水体氢氧同位素和水化学特征

利用2018年6月和11月在新疆吉木乃诸河流域采集的河水、冰雪融水和降水样品,对流域水体的水化学成分和氢氧稳定同位素(D,~(18)O)组成的时间和空间特征进行了系统研究.结果表明,吉木乃诸河在丰水期和枯水期阳离子均以Ca~(2+)为主,阴离子以HCO~-_3为主,其次分别为Na~+和SO_4~(2-).在空间上,Na~+、Mg~(2+)、SO_4~(2-)、Cl~-随着海拔的降低呈增加趋势.通过Piper图可以判断出,吉木乃诸河水化学类型为HCO_3-Ca型.利用Gibbs图可知流域内主要离子组成与各类岩石的风化作用有关,大气降水和蒸发作用的影响相对较小.结合当地的水文地质情况,运用离子含量比值法,可以发现离子主要来源于流域内碳酸盐风化和含硫矿物的氧化.丰水期吉木乃诸河地表水中δ~(18)O和δD较枯水期高,冰川融水的同位素值没有明显的季节变化,降水中的同位素值季节变化较大,其区域大气降水线方程为δD=7.5δ~(18)O+5.4 (R~2=0.99).吉木乃诸河河水中稳定同位素与海拔呈现正相关关系,主要原因是蒸发作用的增加,地表水同位素值偏负.该区域地表径流与冰川融水密切相关,冰川融水对该流域水资源的补给贡献较大.     

化学沉淀法去除垃圾渗滤液中氨氮的试验研究

采用MgCl2·6H2O和Na2HPO4·12H2O或MgSO4和Na2HPO4·12H2O使NH3-N生成磷酸铵镁的化学沉淀法,考察了pH值,反应时间,药剂选用,药剂配比以及分步沉淀工艺等对垃圾渗滤液中氨氮去除率的影响.结果表明:在pH值为9.0,反应时间为25min,采用分步沉淀工艺,当药剂配比为:n(N):n(Mg):n(P)=1.5:1:1.5时,垃圾渗滤液中NH3-N, 沉淀降低到28.54 mg·l-1,去除率达98.10%.     

凋落物处理对森林地表CO_2通量的影响及其调控机理

全球变化和森林演替可以导致森林地表凋落物数量和质量的变化,从而对森林地表CO2通量产生影响。本实验对亚热带不同演替阶段的3种,即马尾松林(前期)、混交林(中期)和季风林(后期)进行地表凋落物去除、加倍与置换处理,利用静态箱气相色谱法测定地表CO2通量,并同步测定气温、土壤温度和湿度,分析凋落物质量和数量变化对森林地表CO2通量的影响及其调控机理。结果表明,(1)去除凋落物处理显著降低了不同演替阶段的3种森林地表CO2通量,而加倍凋落物处理可以增加森林地表CO2通量,但不同演替阶段增加的幅度不同,依次为:季风林马尾松林混交林。(2)置换凋落物对不同演替阶段的森林地表CO2通量的影响不同,在演替后期的季风林中,置换混交林和马尾松林凋落物处理均增加地表CO2通量;在演替中期的混交林中,置换季风林和马尾松林凋落物均降低地表CO2通量。在演替前期的马尾松林中,置换季风林凋落物增加地表CO2通量,而置换混交林凋落物降低了地表CO2通量(3)结合测定的土壤温度和水分数据分析得出,凋落物处理引起森林地表CO2通量的变化是通过处理凋落物质量和数量后改变森林地表水热条件来实现的。(4)3个林型的各种处理,地表CO2通量与土壤温度均呈显著的指数相关关系,但不同处理不同地改变了森林地表土壤CO2通量对温度的敏感性,即Q10值。     

冰封期达里诺尔湖主要离子特征

通过对内蒙古达里诺尔湖冰封期湖冰与湖水进行取样,分析总磷(TP)、总溶解性固体(TDS)、Mg2+、Ca2+、K+、Na+、Cl-、SO2-4、CO2-3和HCO-3离子在冰体及水体中的分布特征及迁移过程.结果表明,在冰体和水体阳离子中,Ca2+、Mg2+相对贫乏,在冰体中平均浓度分别为1.37 mg·L-1和7.0 mg·L-1,水体中平均浓度分别为4.01 mg·L-1和24.53 mg·L-1,Na+所占比例最高,冰体与水体中平均浓度均达到92%.CO32-、HCO-3和Cl-是冰体和水体中阴离子的主要组成部分,冰体中平均浓度分别为435.86、543.20、539.97 mg·L-1,水体中平均浓度分别为1773.90、2556.49、1890.08 mg·L-1.Piper图表明达里诺尔湖水化学类型以Na+-CO2-3-Cl--HCO-3型为主.Gibbs图显示岩石风化与蒸发浓缩作用对达里诺尔湖的离子含量影响显著.通过对TP、TDS、Mg2+、Ca2+和Cl-之间的关系分析可知,在水体中,Mg2+和Ca2+的组成随着深度的变化基本保持不变,而在冰体中呈现无规律的变化,在水中表现为基本不变;TP和Cl-在水体中没有相关性,在冰中相关性不明显.无论在水体中还是在冰体中,TP和TDS具有较好的相关性(水体:r=0.94;冰体:r=0.90),说明TDS可以在冰封期较好地示踪TP的迁移过程.     

盐碱胁迫对水稻幼苗中基因差异表达的影响

为了阐明已分离的盐碱适应性相关基因(Liuetal, 2000)的表达特性,以14d叶龄的水稻品种日本晴幼苗为材料,分别经NaHCO3 (60mmol/L,pH8. 50) )处理6h、12h、24h、48h, 及不同pH值(pH4. 50, 6. 50, 8. 50, 10. 50)的NaCl(100mmol/L), NaHCO3 (60mmol/L)和Na2CO3 (30mmol/L)处理24h, 以分析时间效应及浓度与pH值间的联合效应. 结果表明,与对照(H2O, pH6. 50)相比较,NaHCO3 (60mmol/L)处理6h、12h、24h、48h后,mitochondrialAT Pase6×103的转录本分别提高2. 73、0. 82、0. 01和1. 79倍;cAPX转录本在24h和48h较对照提高1. 17和1. 49倍;处理6h后CA和HSP90基因表达受显著抑制;UDPG-GT增强表达的滞后期为6h;thioredoxin受NaHCO3轻微抑制.不同pH值和24h处理条件下,NaHCO3和Na2CO3显著促进mitochondrialATPase6×103基因表达.CA基因表达受Na 、HCO-3 和pH的共同影响;而thioredoxin主要受Na 和pH的双重影响; cAPX也表现出类似趋势.UDPG-GT在Na2CO3处理中表达量最高,HSP90的表达随pH的升高而降低. 图6表2参13     

腐殖酸对U(Ⅵ)的吸附机理研究

通过静态吸附实验,研究了腐殖酸(HA)对U(Ⅵ)的吸附特征,考查了腐殖酸在不同试验条件对U(Ⅵ)吸附的影响.试验结果表明:吸附过程在1.5 h后达到动态平衡;最佳吸附剂用量为2.0 g·L~(-1);随着U(Ⅵ)的初始浓度增大,腐殖酸对U(Ⅵ)的吸附效果不断降低,最大K_d值在铀的初始浓度为20 mg·L~(-1)时获得;溶液中Ca~(2+)、CO■对U(Ⅵ)的吸附有很强的的抑制作用,影响程度随着离子浓度的增加而增大;腐殖酸对U(Ⅵ)吸附过程符合Langmuir等温吸附方程和准二级动力学模型.     

土壤腐殖质氧化还原电位及其相应电子转移能力分布

本实验以土壤提纯腐殖酸及国际标准腐殖酸(Pahokee Peat Humic Acid,PPHA)为研究对象,测定腐殖酸与3种不同氧化还原Eh的铁矿物(水铁矿(Ferrihydrite)Eh0'=0 m V,赤铁矿(Fe2O3)Eh0'=-287 m V,磁铁矿(Fe3O4)Eh0'=-314 m V及溶解性铁铁氰化钾Eh0'(Ferricyanide=+430 m V)的氧化还原反应,结合Eh-p H计的实验体系,分析腐殖质分子氧化还原官能团的分布规律.磁铁矿同时拥有二价和三价铁离子,具有与腐殖质发生氧化或者还原反应的条件.不同土壤腐殖酸与磁铁矿反应表现的还原/氧化能力不同,这是由于腐殖酸的不同Eh引起,在此基础上测量显示原态下腐殖酸Eh值大约为245 m V,H2还原后,Eh值降低至-620 m V,表明腐殖酸的氧化还原Eh是不同种类和数量的氧化还原官能团Eh叠加值.分析标准腐殖酸在不同氧化还原Eh下的氧化/还原能力显示原态下标准腐殖酸的氧化还原Eh分布比较均匀,还原态腐殖酸在Eh0范围存在易于被氢气还原的官能团,具有显著的还原能力.     

少根紫萍对微污染地表水的净化及淀粉积累能力

根据地表水环境质量标准研究少根紫萍(Landoltia punctata)对微污染地表水的净化效果,同时,对其淀粉积累能力进行评价.结果显示,少根紫萍对微污染地表水体可以实现深度处理,经处理的Ⅴ类、劣Ⅴ类水体中氨氮(NH4+-N)和总磷(TP)均在1d内提升一个水质级别,在3d内达到地表Ⅱ类水标准(NH4+-N0.15mg/L,TP0.09mg/L),且氮、磷去除率均达到98.5%和82.9%以上.此外,少根紫萍在快速修复水体的同时能大量积累淀粉.处理3 d,Ⅴ类和劣Ⅴ类水处理中浮萍干重的淀粉含量分别为28.38%、21.57%,15 d后达到52.15%、49.58%.另外研究发现,额外添加二氧化碳(CO2)对淀粉积累有进一步促进作用.处理3 d淀粉含量相比未添加CO2提升了55.7%,平均淀粉积累速率提高了2.72倍.因此,少根紫萍不仅能够快速净化微污染水体,同时也能积累大量的淀粉干物质,结果可为实际污水处理及后期少根紫萍资源化应用提供参考.