基于非现场监管的海洋倾废监督管理系统

随着我国海洋经济的快速发展,非法向海洋倾倒废弃物的行为日益频繁且愈发严重。海洋倾废活动监管作为“十四五”时期的海洋重点专项项目之一,亟需推进“互联网+”非现场监管的新模式。为了做好海洋倾废非现场监管工作,全国海洋倾废监督管理系统（以下简称系统）的设计与实现便极具必要性。系统采用多层架构体系,具有较强的延展性。功能模块包括许可证审批、监督管理、需求侧管理、船舶作业信息管理、统计分析、基础信息等。系统主要从海洋倾废主体和海洋倾倒区域两方面着手,一方面以信息化手段对疏浚物、渔业加工废料等废弃物的倾倒许可证进行审批把控;另一方面基于船舶轨迹对海洋倾废船舶进行自动判别,有效掌握海洋倾废情况,及时追踪违规作业行为,实现非现场监管的目标。     

运用BDD电极优化废水中氨氮的直接电化学检测方法

针对高氨氮条件下离子选择电极稳定性差的问题,筛选了3种市售硼掺杂金刚石(BDD)电极,以探究直接电化学检测氨氮的可行性.采用极化曲线法测试了3种BDD电极的析氧、析氢和析氯电位,以获得最佳电势窗口.采用循环伏安法研究了氨氮在3种BDD电极上的氧化还原行为,在1.6 V处发现了明显的氨氮氧化峰,可为氨氮直接检测提供定性依据.通过控制变量法优化了方波伏安法(SWV)和差分脉冲伏安法两种扫描方式的测试参数.结果表明,SWV响应电流更高.最佳测试参数为:方波频率10 Hz,阶跃电位2 mV,脉冲幅度50mV.在最佳条件下,当氨氮浓度为1～18mmol·L-1时,发现两段线性范围,最低检测限为0.283 mmol·L-1.本研究所建立的测试方法响应时间短、线性范围宽、稳定性强,并成功应用于垃圾渗滤液中氨氮的测定.     

高密度聚乙烯微塑料胁迫对棉花生长、枯萎病发生和根际细菌群落的影响

塑料地膜,尤其是聚乙烯地膜,在我国农业生产中广泛使用,而其降解形成的微塑料也逐渐在土壤中累积,带来诸多环境问题.目前,农田土壤中微塑料的环境生物学效应已有诸多报道,但微塑料对作物生长、病害发生和根际土壤细菌群落的影响研究较少.前期研究发现1%高密度聚乙烯微塑料（HDPE,500目）处理土壤会提高棉花枯萎病发病率（33.3%）,并且抑制棉花生长,而土壤灭菌处理后未发现此现象,推测HDPE通过改变土壤微生物群落,影响棉花生长和枯萎病发生.因此,拟通过高通量测序技术,结合网络分析和FAPROTAX功能分析,探究HDPE对棉花根际土壤细菌群落结构、互作网络和功能的影响,解析HDPE的作用机制.NovaSeq测序显示HDPE处理的棉花根际细菌群落由54个门,472个属组成,门与属组成数量均少于无菌水处理土壤.α、β多样性和ANOSIM/Adonis分析表明,HDPE显著降低细菌群落的丰富度,并改变群落结构组成.基于T-test分析差异物种,HDPE显著降低土壤中具有潜在生物防治、污染物降解和抗真菌药物合成功能菌属的相对丰度,如Kribbella、Massilia、Hailiangium和Ramlibacter等.细菌群落的改变导致土壤细菌功能的变化,进一步通过FAPROTAX功能分析可知,HDPE弱化棉花根际土壤细菌部分生物化学功能,如化能异养、发酵和硝酸盐还原等.属水平物种相关性网络分析表明HDPE处理减弱了根际细菌间的相互作用,减少正相关连接数,增加负相关连接数,简化网络结构,改变关键菌群.以上结果表明HDPE可通过改变棉花根际细菌群落、相互作用与功能代谢,影响棉花的生长与枯萎病发生,可为评价聚乙烯微塑料生态风险与污染土壤修复提供指导.     

基于高通量测序和代谢组学解析重金属污染对农田微生物群落组成和功能的影响

重金属污染会影响微生物组成和群落结构,其与微生物的相互关系一直是重金属污染生态学研究的热点.河南省新乡市是中国著名的电池生产城市,因电池生产废水污灌造成严重的土壤重金属污染.目前有关新乡市长期灌溉电池废水造成的重金属污染对微生物群落组成和代谢功能的影响鲜见报道.采集了新乡市某长期生产电池厂旁3个重金属污染位点,重金属含量测定表明Cd和Pb超过相关标准,分别超标34~66倍和1.5~2.32倍.采用高通量测序分析了细菌和真菌群落组成,结果表明细菌由芽孢杆菌属、节杆菌属、鞘氨醇单胞菌属和类诺卡氏菌属等优势属,真菌由油壶菌属、小不整球壳属、Gibellulopsis和被孢霉属等优势属组成,表明经过长期的重金属胁迫,新乡长期重金属污染土壤富含重金属抗性细菌和真菌.环境因子和微生物群落相关性分析表明,总量Cu、DTPA提取态Cu和水溶态Pb显著影响细菌群落组成,总量Cd、Ni、Pb、Zn、DTPA提取态Cu和水溶态Pb显著影响真菌群落组成.目前,关于重金属污染对微生物群落代谢影响的研究较少,采用非靶向代谢组学分析表明,不同位点间代谢产物具有差异.通路富集分析表明,这些差异代谢物涉及代谢过程、环境信息处理和翻译等遗传信息加工等,在微生物缓解重金属导致的胁迫和环境适应中可能起到作用.     

高层建筑火灾致因因素分析与防火安全对策

针对高层建筑物火灾起火因素多、蔓延途径多、疏散困难、扑救困难等特点,全面分析高层建筑火灾致因要素并得到以火灾事故直接损失为顶上事件构建的局部事件树,从"人-机-环境"即技术(硬件)和管理(软件)的系统思路入手,提出建立以管理为纲目、技术为手段,突出管理对技术的指导与协调原则的高层建筑防火安全体系和高层建筑防火安全对策即建立完善救火系统、加强"三同时"、加强相关人员安全管理及培养相关人员安全意识、健全火灾应急预案。该研究成果以有效的解决高层建筑防火为目的,并为高层建筑设计、防火安全评价和应急预案制定等方面提供有实用价值的技术支持。     

安徽省酸雨分布特征和发展趋势及其影响因子

利用气象部门7个酸雨观测站资料、安徽及周边部分省份煤耗量、卫星观测的对流层NO2柱含量资料,分析了安徽酸雨的空间分布、发展趋势及酸雨发生频率上升的原因;同时,借助轨迹分析和聚类分析的方法分析了输送形势对各地酸雨的影响.2006～2008年间安徽酸雨频率表现为夏季低、秋季高,3 a降水均值呈酸性,其中合肥、安庆、马鞍山和蚌埠为中度酸性.在空间分布上表现为皖南到江淮之间最为严重,向北递减.阜阳、铜陵和黄山的降水pH值比较集中,各有75%以上位于6.00～7.50(阜阳)、5.00～6.00(铜陵)和5.00～6.50(黄山);其它测站的pH值分布范围比较大,峰值分别位于4.00～4.50(合肥和安庆)、5.00～5.50(马鞍山)和5.50～6.00(蚌埠).与10 a前相比,各地酸雨发生频率都大幅度上升.后向轨迹-聚类分析结果表明,酸雨发生频率与污染物的外来输送密切相关,各地都是来自偏东南到偏东北方向,尤其是经过江苏或浙江的气团对应着最高的中度以上酸雨发生频率,说明长江三角洲等经济发达地区的大气污染物排放对安徽酸雨有较大贡献.统计分析发现合肥酸雨变化趋势与安徽、浙江和江苏的煤耗量、对流层NO2柱含量的变化趋势都很一致(相关系数均大于0.7),再次说明该市酸雨增多、变强与区域污染物排放有密切联系.     

上海市民用建筑能耗的估算与分析

建筑能耗是重要的社会能源消耗主体。采用宏观能源统计方法,利用综合能源平衡表估算上海市1999-2009年住宅能耗和公共建筑运行能耗的变化及其特征。结果表明,上海市民用建筑总能耗由1999年的687.82万tce增加到2009年的1 774.91万tce,平均年增长率为4.68%;住宅建筑能耗呈上升趋势,而单位面积能耗逐年下降,单位面积住宅建筑能耗均值比公共建筑低35.30 kgce/(m2.a);公共建筑单位建筑面积能耗变化呈略增态势,2009年单位建筑能耗比1999年高9.64 kgce/(m2.a)。研究结果可为建筑节能减排政策的制定提供决策参考和数据支持。     

模拟室内环境下掺杂TiO_2纳米晶体的光催化性能

采用环境测试舱模拟可见光下的室内环境,以甲醛气体的光催化降解为探针反应,评价了通过溶胶-凝胶法分别制备的8种（银Ag、铜Cu、铁Fe、钨W、铈Ce、镧La、硫S和氯C l）掺杂TiO2纳米晶体的光催化活性及对甲醛气体的去除效果。用X射线衍射、激光粒度分析和紫外-可见分光光谱表征了掺杂钠米TiO2的微晶尺寸、晶体结构与光学性能。结果表明,Cu掺杂可以提高TiO2对氧的吸附能力,减少纳米粒子表面光生电子与光生空穴的复合,使TiO2的光吸收带边发生红移且有利于对可见光的吸收,从而使Cu掺杂TiO2在模拟室内环境下光催化甲醛气体的能力得到明显提高。     

环境安全中光催化技术的应用

针对近年来环境安全的研究现状,提出以非传统安全的视角研究环境安全的问题,运用纳米光催化技术取得的最新科研成果解决环境安全问题的新思路。综述了纳米科技在环境安全中的应用,重点评述纳米光催化技术在室内空气净化中的应用(如光催化降解有机污染物、无机污染物、氮氧化物、异味、微生物)和利用纳米光催化技术在室内空气净化中取得的最新科研成果(如抗菌防霉内墙材料、防污自洁材料、自动无毒化材料)。同时指出纳米二氧化钛光催化技术尚未完全达到实际应用水平,仍存在一些明显的不足之处,需要对该技术继续开发和完善,才能在环境安全领域获得更加广泛和有效的应用。     

常州市地表水中氨氮输移分析及对策建议

目前常州市地表水中氨氮污染已成为最突出的问题。通过近2年来的监测和调查,参考有关资料和科研成果,估算出常州市地表水中年接纳氨氮总量为17998.0t/a,其中农田径流占32%,上游行政交界来水占30%,而城镇生活污水、农村生活污水、工业废水、城镇地表径流和规模化畜禽养殖等所占比重均不足13%。并据此提出了减轻地表水中氨氮污染的对策建议。