4-AAP光度法测定污水中挥发酚的干扰规律研究及其应用

矿物油(原油、机油、柴油等)、苯胺、部分金属离子及ClO^-等物质对4-AAP法测定污水中的挥发酚有干扰。本文采用标加干扰物的方法研究了各种干扰物质对挥发酚测定过程中的回收率的影响规律,得到总回收率Y方程。由Y值和4-AAP法测定值C_D可求得水样中挥发酚的实际含量C_T(C_D/Y)。混和干扰物加标拟合实验结果的相对误差<±5%。该方法测定实际水样的结果与4阶导数光谱法的结果基本吻合。本文是针对油矿区污水特点,提出的消除各种干扰挥发酚测定物质影响的研究方法。     

Photocatalytic degradation of perfluorooctanoic acid with β-Ga2O3 in anoxic aqueous solution

Perfluorooctanoic acid (PFOA) is a new-found hazardous persistent organic pollutant, and it is resistant to decomposition by hydroxyl radical (HO·) due to its stable chemical structure and the high electronegativity of fluorine. Photocatalytic reduction of PFOA with β-Ga₂O₃ in anoxic aqueous solution was investigated for the first time, and the results showed that the photoinduced electron (e_cb^-) coming from the β-Ga₂O₃ conduction band was the major degradation substance for PFOA, and shorter-chain perfluorinated carboxylic acids (PFCAs, C_nF_2n+1COOH, 1 ≤ n ≤ 6) were the dominant products. Furthermore, the concentration of F^- was measured by the IC technique and defluorination efficiency was calculated. After 3 hr, the photocatalytic degradation efficiency was 98.8% and defluorination efficiency was 31.6% in the presence of thiosulfate and bubbling N₂. The degradation reaction followed first-order kinetics (k = 0.0239 min^-1, t_1/2 = 0.48 hr). PFCAs (C_nF_2n+1COOH, 1 ≤ n ≤ 7) were detected and measured by LC-MS and LC-MS/MS methods. It was deduced that the probable photocatalytic degradation mechanism involves e_cb^- attacking the carboxyl of C_nF_2n+1COOH, resulting in decarboxylation and the generation of C_nF_2n+1·. The produced C_nF_2n+1· reacted with H2O, forming C_nF_2n+1OH, then C_nF_2n+1OH underwent HF loss and hydrolysis to form C_nF_2n+1COOH.     

Cu-Mg-Al催化剂上NOx储存及分解性能研究

采用共沉淀方法制备了Cu-Mg-Al水滑石混合氧化物催化剂,并对该催化剂及其前驱物进行了XRD表征.使用等温吸附、程序升温脱附以及C₃H₆程序升温表面反应分别考察了催化剂上NO_x储存及分解反应性能.结果表明,由于Cu-Mg-Al催化剂中CuO组分发挥了NO氧化作用,促进了进气中NO_x以硝酸盐方式吸附在催化剂上,因此该催化剂具有很好的NO_x储存性能;在富燃条件下,C₃H₆能够显著降低催化剂上硝酸盐的热稳定性,在160～360 ℃温度范围内,这些硝酸盐会迅速分解成气态NO_x,同时随着C₃H₆加入量的提高,C₃H₆也可以将少量气态NO_x进行还原.     

水环境中溴化1-烷基-3-甲基咪唑类离子液体与胸腺嘧啶相互作用体系的计算研究

溴化咪唑类离子液体的生物小分子作用机制亟待探索.本文采用M06-2X/6-311++G（2d,p）/PCM/water理论方法计算了研究胸腺嘧啶（T）与溴化1-烷基-3-甲基咪唑类离子液体（[C_nmim]Br,n=2、4、6、8、10）相互作用形成的T-[C_nmim]⁺、T-Br^-、T-[C_nmim]Br和T-2[C_nmim]Br体系的结构和能量学特征.结果表明T与阴阳离子间形成典型构型的稳定顺序是：共面 < 垂直 < 堆积（T-[C_nmim]⁺）,top < front（T-Br^-）,T-[C_nmim]⁺ < T-Br^- < T-[C_nmim]Br < T-2[C_nmim]Br.T与Br^-之间的氢键作用与咪唑阳离子伴随弱氢键的堆积环境更有利,阳离子烷基链长影响不明显.在堆积构型中胸腺嘧啶与咪唑阳离子以π-π⁺色散吸引为主,并伴随C-H…O和C-H…π弱氢键作用,部分碱基电子转移至阳离子（π→π⁺）,其NBO分析显示稳定化能主要来自π→π^+*（ΣE_π→π+*²）轨道作用的贡献;T与Br^-之间以静电吸引为主,溴离子向胸腺嘧啶转移电子,稳定化能源于lp_Br→σ_N-H^*.     

基于稳定碳同位素的济南市二元羧酸类SOA的污染特征与形成机制

为研究济南市冬季PM_2.5中二元羧酸类二次有机气溶胶（SOA）的来源、液相形成机制及影响因素,于2016年1-2月昼夜共采集46个PM_2.5样品,并对二元羧酸类SOA （包括二元羧酸、酮羧酸与α-二羰基化合物）与左旋葡聚糖的昼夜变化特征进行分析.研究结果表明,二元羧酸、α-二羰基化合物与左旋葡聚糖均呈昼低夜高的变化特征,而酮羧酸的昼夜变化特征与之相反.二元羧酸类SOA的分子组成特征以草酸（C₂）的浓度最高,其次是丁二酸（C₄）和丙二酸（C₃）,与受生物质燃烧较显著的二元羧酸类SOA的分子组成是相同的.C₂/总二元羧酸的浓度（TDACs）、甲基乙二醛（mGly）/乙二醛（Gly）、C₂/SO₄^2-比值的昼夜变化特征与稳定碳同位素（δ¹³C）的组成特征均表明济南市冬季夜晚气溶胶的氧化程度比白天深.C₂及其前体物（Gly、mGly）与SO₄^2-、相对湿度（RH）、液相水含量（LWC）与气溶胶的实际酸度（pH_is）的相关性均较强,表明C₂及其前体物是在液相中经酸催化氧化反应产生的.夜晚二元羧酸类化合物的δ¹³C值高于白天,且随着含碳量的升高二元羧酸的δ¹³C值随之降低.C₂的δ¹³C值随气溶胶的老化而偏正,这是由于同位素动力学效应（KIEs）导致的.     

贵州喀斯特水库红枫湖、百花湖P(CO2)季节变化研究

针对贵州喀斯特地区富营养水库（红枫湖、百花湖）表层水中的CO₂分压P(CO₂)进行为期1 a的监测,分析了影响两湖P(CO₂)季节变化的因素并阐明了两湖P(CO₂)季节变化的机理.不同于北部温带地区水库,两湖出现明显的季节变化特征：夏季表层水中CO₂欠饱和,其他季节CO₂过饱和.通过对物理、化学及生物因素与P(CO₂)之间的相关性分析. 结果表明,两湖P(CO₂)与Chla之间存在的显著负相关,是由于浮游植物光合作用与细菌呼吸作用共同影响的结果,也是两湖P(CO₂)出现季节变化的主要原因.水温与P(CO₂)之间的显著负相关,主要是由于水温影响浮游植物生长引起的.降雨量与P(CO₂)之间的显著负相关,主要是由于降雨量影响水库中营养盐的输入和浮游植物生长引起的.NO^-₃、NO^-₂与P(CO₂)之间的显著正相关,是藻类吸收与有机质降解、硝化反应等共同作用的结果.SiO^{2-₃与P(CO₂)之间的显著负相关,是SiO2-₃受降雨输入及藻类吸收共同影响的结果.而两湖DOC与P(CO₂)相关性的差异可能与两湖DOC来源不同有关.}     

戴云山土壤微生物碳源利用效率的海拔变异规律及影响因素

微生物碳源利用效率（CUE）是指微生物将吸收的碳（C）转化为自身生物量C的效率,土壤微生物CUE的研究对深入认识土壤C循环过程十分重要.利用¹⁸ O-H₂ O-DNA标记法,研究戴云山不同海拔（980~1765 m）天然林土壤微生物CUE、微生物生长速率（C_growth）和呼吸速率（C_respiration）的变化特征和影响机制.结果表明,微生物CUE在0.1~0.4之间变化,并随海拔升高而增加;微生物CUE与C_growth、C_respiration和单位微生物生长正相关,而与呼吸熵负相关,说明随海拔的增加,微生物通过增加个体生长和抑制个体呼吸来提高CUE;温度是影响CUE的主要因素,微生物CUE与温度负相关,说明随海拔增加,温度下降是促进土壤微生物CUE升高的关键因素.     

·Cl引发α-蒎烯的大气氧化机制及动力学

α-蒎烯是大气中含量最丰富的单萜烯类挥发性有机化合物,与氯自由基（·Cl）反应是其重要的转化途径.然而,·Cl引发α-蒎烯大气氧化的分子机制尚不清楚.本研究采用量子化学计算与微观动力学模拟相结合的方法,研究了·Cl与α-蒎烯的引发反应以及引发反应生成的主要α-蒎烯自由基的后续转化机制与动力学.结果发现,·Cl反式加成到α-蒎烯的C₂位置生成加成中间体IM_1-9-a是最可行的反应途径.在298 K和1.013×10⁵ Pa条件下,计算得到·Cl与α-蒎烯的反应速率常数（k_Cl）为3.1×10^-10 cm³·molecule^-1·s^-1,与k_Cl的实验值（4.6±1.3）×10^-10 cm³·molecule^-1·s^-1一致.生成的IM_1-9-a进一步与O₂反应生成过氧自由基IM_3-1-a,在2.5×10⁹ cm^-3（100 ppt） NO和1.25×10⁹ cm^-3（50 ppt） HO₂·条件下,IM_3-1-a后续主要与NO和HO₂·反应生成有机硝酸酯（C₁₀H₁₆ClNO₃和C₁₀H₁₆ClNO₄）、氢过氧化物（C₁₀H₁₇ClO₂和C₁₀H₁₇ClO₃）和烷氧自由基（C₁₀H₁₆ClO₂·）.生成的 闭壳层产物与母体α-蒎烯相比具有较高的O∶C比,可能具有较低的蒸气压,进而贡献二次有机气溶胶.本研究结果可为全面评价α-蒎烯的 大气化学反应对大气质量的影响提供理论支撑.     

退耕弃荒洼地土壤有机碳在生态系统转化过程中的动态变化

在贵州喀斯特区域一块典型的退耕弃荒洼地中央和周边坡面采集了4个土壤剖面,研究土壤有机碳（SOC）含量和δ¹³C_org值的变化.结果表明,坡面不同土壤层次SOC的变化范围为6.0～92.3 mg·kg^-1,并沿着土壤层次的加深迅速降低,变化幅度远远大于洼地土壤剖面（6.3～26.7 mg·kg^-1）.坡面土壤δ¹³C_org 介于-25.103‰和-23.666‰之间,但各剖面土层内部δ¹³C_org变化趋势不一致.洼地土壤δ¹³C_org 介于-23.495‰和- 20.809‰之间,并随着土壤层次的加深δ¹³C_org逐渐增加.洼地土壤剖面层次内C₄-C占SOC的比例随土壤层次的加深逐渐增加,与林-农生态系统转变过程中的变化趋势相反;土壤δ¹³C_org与C₃-C之间呈显著相关性（R²=0.7806,n=7）,对δ¹³C_org起到主要影响作用的是退耕弃荒后新加入的C₃-C.     

长江口徐六泾颗粒态正构烷烃的月变化组成特征及来源解析

2003年6月到2005年12月之间,在长江口徐六泾站位按月际采集表层水样用于颗粒态正构烷烃的测定。徐六泾颗粒态样品总正构烷烃含量在0.3~3.8 μg·L^-1范围内,高值多集中在每年4月到8月。正构烷烃的碳数范围在C₁₅ 到 C₃₆之间,主峰碳主要为C₂₇、C₂₉和C₃₁。徐六泾颗粒态正构烷烃分布可分陆源输入优势型、陆源和水生生物混合优势型及石油污染型等3种类型,其中陆源输入为主,少部分冬、春季样品的分析结果显示为陆源与水生生物共同作用类型,可能与低悬浮颗粒物浓度和海水倒灌的影响有关。UCM结果显示徐六泾石油烃污染主要分布范围为C₂₈-C₃₃,与推测的船只燃料油污染相吻合。     

干旱荒漠区人工绿洲土壤盐碱化风险综合评估与演变分析

为明晰干旱荒漠区人工绿洲水盐时空分异特征与盐碱化风险空间格局演变过程,以甘肃省景电灌区为研究区,以2002,2010及2018年为研究代表年,基于多级模糊理论从地质气候驱动、水土环境驱动和自然-人类驱动3个驱动过程构建土壤盐碱化风险评估体系,集成云发生器原理、黄金分割率法、组合赋权法以及排队理论构建土壤盐碱化空间风险综...     

基于膳食营养需求的西藏县域土地资源承载力评价

“食物营养安全”是“食物安全”的重要组成,而当前单纯以“粮食”作为土地资源承载力的评价指标只能反映部分承载能力,从膳食营养角度评估更切合其实际土地资源承载状况。以供给与需求的动态平衡为基本思路,选取热量和蛋白质为关键参量构建土地资源承载力（LCC）测算与土地资源承载指数（LCCI）评价模型,对2015年西藏自治区县域土地资源承载力与土地资源承载状况进行定量评价,以期为实现西藏地区居民热量与蛋白质供需平衡对策提供科学依据,同时也为该区域居民营养需求的变化、机理及对策研究奠定基础。结果表明：（1）西藏县域尺度下土地资源承载力总体呈盈余状态,位于西藏东南部的“一江两河”流域县域土地资源承载力高,而位于西北部的那曲和阿里等地区县域土地资源承载力相对较低。（2）根据以当前热量和蛋白质实际消耗量为依据对土地承载力的评价结果,农区县、半农半牧区县和牧区县基于蛋白质需求的土地承载力比基于热量需求的承载力分别多8.83%、22.51%和67.78%,其中有13个牧区县和半农半牧区县以热量指标判断为超载状态,但以蛋白质指标判断却未超载,其原因在于牧区县和农牧区县动物性食物供给比例高,食物蛋白质供给能力相较热量供给能力更强。（3）若按照居民膳食宝塔推荐的人均热量和蛋白质摄入量标准,农区县、半农半牧区县和牧区县基于热量和蛋白质需求的土地资源承载力较实际营养摄入量下的承载力可分别多承载35.22%和12.5%的人口。评估结果体现了实际消耗和膳食标准情景下以及不同营养指标之间各县域承载力及承载状态的差异,可为通过调整人口结构、膳食结构等措施寻求提升区域人粮平衡水平和居民膳食营养水平对策提供依据。     

沈阳市相对资源承载力评价

采用相对资源承载力的研究方法,分别以全国和辽宁省为参照区,对2000—2010年沈阳市相对土地资源承载力、相对经济资源承载力和综合资源承载力进行计算,并揭示了它们的演变规律。结果表明：沈阳市综合资源承载力一直处于富余状态,相对经济资源承载力对综合资源承载力的贡献率大于相对土地资源承载力,经济资源优势明显,土地资源短缺仍然是影响沈阳市可持续发展的重要因素。     

丹江口库区新生消落带不同土地利用酶活性比较

随着南水北调中线工程的建成,丹江口水库水位上涨形成了大量新生消落带,消落带生态环境变化对水库水质具有较大影响,土壤酶活性和土壤养分的改变在一定程度上能反映土壤生态环境的变化.基于此,以丹江口水库新生消落带为研究区域,选取库周从未经历淹没的区域作为对照,采用裂区试验设计方法,以样地类型（新生消落带和对照区）为主处理,以3种不同土地利用类型（林地、农田和草地）为副处理,研究了土壤酶（脲酶、转化酶、过氧化氢酶和碱性磷酸酶）活性与土壤养分之间的关系.结果表明:①新生消落带土壤中w（TN）、w（NO₃--N）和w（OM）均显著低于对照区（P < 0.05）,而农田、草地的w（NH₄+-N）与林地的w（TP）显著高于对照区（P < 0.05）.②与对照区相比,新生消落带农田和草地的脲酶、转化酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性均降低,其中,农田和草地脲酶活性分别降低了79%和54%,而林地脲酶与过氧化氢酶显著增加,林地脲酶活性升高了133%,林地碱性磷酸酶与转化酶活性变化不显著.③不同土地利用类型的土壤理化性质对酶活性的影响不同,新生消落带农田土壤含水量、w（NH₄+-N）的升高及w（TN）、w（TP）、w（OM）的降低是导致酶活性降低的主要影响因素,新生消落带林地土壤pH、w（TP）、w（TN）对酶活性的增加有主要影响,新生消落带草地土壤含水量、w（NH₄+-N）、w（TN）、w（TP）、w（OM）对酶活性的降低有主要影响.研究显示,消落带林地在淹没期间能够吸附固定土壤及水体中的氮磷,水落后土壤酶活性的升高有利于土壤中养分的分解,减少氮磷对库区水体的污染.      

基于VIKOR法的潍坊市水资源承载力综合评价

水资源承载力综合评价通常涉及到社会、经济、资源和环境等多种因素的影响.多准则妥协解排序法（VIKOR）可协调处理多种因素间的相互关系,是评价城市水资源承载力的有效手段之一.本文利用VIKOR法对潍坊市水资源承载力进行综合评价,通过构建水资源承载力综合评价指标体系,利用CRITIC法计算权重,标准化数据并进行分析计算和排序,以利益比率Q_i作为综合评价值,Q_i值越小,表明水资源承载力越高.结果发现,在2008-2017年,潍坊市水资源承载力综合评价值呈下降趋势,从2008年的0.7378下降至2017年的0.0000,表明潍坊市水资源承载力稳步提高.通过分析潍坊市水资源承载力各子系统的变化趋势发现,潍坊市水资源承载能力依然有较大的提升空间.通过对2017年潍坊市各市、区、县水资源承载力进行对比可知,诸城市、青州市、安丘市和临朐县综合评价值较低,分别为0、0.1645、0.2267和0.2503,说明水资源承载力较高;潍城区、坊子区、寒亭区和奎文区综合评价值较高,分别为0.3475、0.4739、0.5938和0.9131,说明水资源承载力较低.表明潍坊市部分地区产业结构和布局与水资源条件不相匹配,水资源开发利用水平超出当地水资源承载力.     

乡村振兴导向的水土资源承载力评价及其优化

农牧交错区水土资源系统平衡对于保障区域农牧业发展至关重要。以宁夏盐池县为例,以乡村振兴目标为导向,运用物元模型开展水土资源系统承载潜力评价,揭示影响水土资源系统承载力变化的驱动因素,以及影响水土资源的短缺因素,探讨乡村地域水土资源失衡的区域分异特征,以及经济社会与资源生态双重导向的优化路径。结果表明：（1）盐池县水土资源系统承载力呈叉字型对称空间分布态势,整体承载力处于中等水平,具有较大的开发潜力,其中花马池镇、惠安堡镇的承载能力较高,麻黄山乡、王乐井乡和大水坑镇的水土资源承载力明显较低。（2）盐池县乡村地域水土资源耦合协调差异明显,整体处于拮抗耦合阶段,镇区耦合协调度较高,乡村地区则相对较低。（3）水资源与土地资源利用缺乏同步性,水资源利用滞后地区应选择水资源适应性管控措施和生态保育+水源涵养的山水林田湖综合体构建,土地资源利用滞后地区应结合土地工程治理措施与产业结构调整,推进落实“三主三分”土地资源优化布局。研究结果可为农牧交错区农业转型发展和乡村振兴工程落地提供参考依据。     

基于主成分分析和熵的喀斯特地区水资源承载力动态变化研究——以贵阳市为例

以贵阳市为例,通过主成分分析法从15个指标中选取出影响喀斯特地区水资源承载力动态变化的3个主成分,并用熵值法对其赋权,计算出1998-2003年贵阳市水资源承载力的综合得分。进而得出,虽然贵阳市水资源承载力的两大主要压力人口和经济发展逐年增长,但除2002年出现小的波动,整体上6年来水资源承载力向良好方向发展。2002年水资源总量比较大,但受喀斯特发育的影响,水资源渗漏严重,反而使得从水资源承载力指标上来看,水资源承载力(尤其是单位水资源承载力)有所降低。随着科技的发展,水资源开发利用率和节水水平的提高,喀斯特地区水资源承载力还会有较大的富余空间。     

海南省自然生态承载力研究

自然生态承载力是当前国际可持续发展定量研究的前沿问题之一。提出按照各类土地的实际生产能力和实际生态服务功能计算各类土地的生态承载力,将消纳污染和水资源的供给功能纳入区域自然生态承载力计算模型,并简称该方法为"实际供给法"。依据海南省统计年鉴资料和生态调查资料,应用"实际供给法"计算和分析了海南省1952~2004年自然生态承载力的动态变化特征:①海南省自然生态承载力长期持续增长,由1952年的7.0804hm²/人上升到2004年的8.5984hm²/人,增加了1.5180hm²/人,年均增长0.4%;②可再生资源生态承载力占总生态承载力的绝大部分,1952年和2004年分别占98.6%和92.3%,而不可再生资源生态承载力仅分别占1.4%和7.7%;③水资源生态承载力呈跳跃式下降,从1952年的6.8165hm²/人下降到2004年的0.4473hm²/人;耕地、海域和淡水水域的承载力呈上升趋势,分别从1952年的0.1277、0.0057和0.0001hm2/人上升到2004年的2.6066、3.1192和1.1468hm²/人,其它土地类型生态承载力变化不明显;④在生态承载力组成中,水资源比例由大到小变化显著,从96.3%下降到5.2%,耕地、海域的比例由小到大变化显著,分别从1.8%、0.1%上升到30.3%、36.3%,其它土地都由小到大,但所占比例较小;海域、耕地和水资源是海南生态承载力的主要贡献因素,三者之和占到总量的71.8%~98.2%。并分析了海南省自然生态承载力动态变化的原因。     

基于生态足迹法的建设项目生态承载力分析研究——以苏州东太湖滨湖新城为例

采用生态足迹模型,以苏州东太湖滨湖新城为例,分析《苏州东太湖滨湖新城规划》零规划期地区生态承载力的赤字盈余情况,是否在区域环境承载力允许范围内;规划实施后的生态承载力的进一步变化情况及原因。研究表明:(1)零规划期(2012年),苏州东太湖滨湖新城的生态需求是生态供给的63倍,已经远远超出地区生态承载力的范围;(2)未来《苏州东太湖滨湖新城规划》实施后,土地利用格局的改变,尤其是耕地的大面积减少,区域生态承载力降低了7 733.816 hm2。建议苏州东太湖滨湖新城开发尽量减少对生产力能力较高的土地占用,同时充分利用已有的天然屏障进行团块分割,同时也要对原有乡镇工业进行整治,通过功能置换实现资源节约利用和对乡镇经济的保护。     

滇池流域水环境承载力及其动态变化特征研究

为了定量分析人口增长、经济发展、资源短缺和环境污染等因素对流域水环境的综合影响,建立了湖泊水环境承载力多目标优化模型.同时,选取人口、灌溉面积、国民生产总值(GDP)、化学需氧量(COD)、总氮(TN)、总磷(TP)作为水资源和水质量承载力指标,运用层次分析法(AHP)确定各指标对湖区水环境承载力的权重,并运用指标体系评价法分别计算了2003—2010年滇池流域水环境承载力.结果表明,流域内人口承载度超标,经济承载压力显著增长,富营养化指标——TP、TN呈高负荷波动状态.滇池流域水环境承载力为负承载,水质量承载力影响程度更大.研究结果可为滇池流域的社会经济发展规划、生态环境保护和水资源可持续利用提供科学依据.