多孔水化硅酸钙的制备及其磷回收特性

为实现磷资源的可持续利用,以环境废弃物电石渣为钙质材料,以白碳黑为硅质材料合成CSH(水化硅酸钙),以该材料为晶种,以结晶形成羟基磷灰石的形式从含磷废水中回收磷,重点研究了不同钙硅比〔c(CaO)/c(SiO₂)〕条件下制备的CSH对含磷废水中磷的回收特性. 结果表明,钙硅比为1.8∶1时所得的CSH结构更疏松、表面分布有较多的孔隙, 较大的比表面积使其具有较好的溶钙能力. 钙硅比为1.8∶1的CSH最佳磷回收工艺条件:反应时间为60min,CSH投加量为4g/L,搅拌强度为40r/min. 在该条件下重复除磷15次以后,回收产物中w(P)达到17.56%,说明CSH具有良好的磷回收性能. 对回收磷前后的CSH进行了XRD图谱分析和FTIR分析发现,溶液中的磷主要生成了羟基磷灰石并嵌入到CSH中. 基于回收磷的目的,CSH可以用于处理ρ(P)较高的工业废水,或者是生物除磷系统中的污泥厌氧释磷液中,回收磷后的产品可作为含磷矿石或者磷肥加以利用.      

北京市西三环地区大气颗粒物中多环芳烃的分布特性

于2012年3—12月在北京市西三环地区按粒径分6级采集大气颗粒物样品,采用气相色谱-质谱(GC-MS)对颗粒物样品中16种优控PAHs(多环芳烃)进行分析. 结果表明:颗粒物中ρ(∑₁₆PAHs)(PAHs的总质量浓度)季节变化显著,表现为冬季>春季>秋季>夏季,并且与ρ(PM)(PM为颗粒物)呈良好线性相关;不同粒径颗粒物中ρ(PAHs)呈向小粒子富集的趋势,PM_2.1中ρ(PAHs)约占ρ_sum(∑₁₆PAHs)〔6级颗粒物中ρ(∑₁₆PAHs)总和〕的64%~87%;除夏季3环PAHs占优势外,其他季节均以4~ 5环PAHs占优势;同时,随着粒径的减小,PAHs有向高环数富集的趋势. 运用主成分分析和多元线性回归法进行源解析发现,机动车尾气排放和燃煤是本地区大气颗粒物中PAHs的主要来源;不同粒径颗粒物中的PAHs来源有差异,2.1~10.2μm粒径段颗粒物中PAHs主要来源于机动车尾气排放,贡献率为63.0%;而1.3~2.1μm和<1.3μm的颗粒物中PAHs均主要来源于燃煤,贡献率分别为56.8%和58.7%.      

洞庭湖沉积物不同形态氮赋存特征及其释放风险

为了揭示湖泊沉积物中氮的空间分布特征及其释放风险,采用连续分级提取法研究了洞庭湖表层沉积物中EN(可交换态氮)、HN(酸解态氮)及NHN(非酸解态氮)的赋存特征;同时,结合BN(生物可利用态氮)的含量和释放通量的大小,探讨了各形态氮对BN的贡献及与释放通量的相关关系. 结果表明,受水动力和湖盆地形的影响,沉积物中各形态氮含量空间差异较大. 全湖w(TN)在735.91~2846.51mg/kg之间,平均值为1371.85mg/kg,东洞庭湖、西洞庭湖、南洞庭湖、洞庭湖出口w(TN)的平均值分别为1513.43、1173.14、1262.76和1363.31mg/kg. 从各形态氮含量占w(TN)的比例来看,w(HN)最高,平均占66.74%;其次是w(NHN),平均占21.46%;w(EN)最小,仅占11.80%. 东洞庭湖、西洞庭湖、南洞庭湖、洞庭湖出口w(BN)的平均值分别为189.31、170.16、152.87和139.51mg/kg,其值大小主要受w(EN)和w(HN)的影响. 东洞庭湖、西洞庭湖、南洞庭湖、洞庭湖出口沉积物中NH₄+-N释放通量的平均值分别为6.32、7.03、7.78和146.96mg/(m2·d),沉积物中NH₄+-N释放通量主要受EN控制,其中尤其受可交换态NH₄+-N的控制,而沉积物中的HN和TN尚不是影响沉积物氮释放的主要因素.      

桉树叶水浸出液对2种海洋微藻生长和叶绿素荧光特性的影响

运用水样叶绿素荧光仪(Water-PAM)研究了桉树叶水浸出液胁迫下湛江叉鞭金藻(Dicrateria zhanjiangensis)和纤细角毛藻(Chaetoceros gracilis)2种海洋微藻叶绿素荧光特性〔包括PS(光系统)Ⅱ的F_v/F₀(潜在活性)、F_v/F_m(最大光能转化效率)、Yield(实际光能转化效率)、ETR(电子传递效率),其中F_m和F₀分别为最大荧光和基础荧光〕的变化,同时监测微藻的生长情况,以研究桉树叶水浸出液对海洋微藻的影响,从而为探讨华南沿海大量种植桉树所造成潜在的海洋生态问题提供一些依据. 结果表明:①低浓度(以φ计,0.4、0.8、1.2mL/L)胁迫在96h内对湛江叉鞭金藻的上述4项荧光参数均无显著影响(P>0.05);高浓度(2.0mL/L)胁迫下,24h时湛江叉鞭金藻的4项荧光参数都处于最低值,48h时处于次低值. 表明高浓度在胁迫早期(48h内)对湛江叉鞭金藻4项荧光参数有抑制作用,而后期(72、96h)这4项荧光参数又恢复到正常水平,抑制作用解除. ②低浓度(0.4、0.8mL/L)胁迫下纤细角毛藻的4项荧光参数在24、48h内均得到促进,而高浓度(2.0mL/L)胁迫下F_v/F_m在24h时为最小值,表现抑制作用;另外3项荧光参数则未受显著影响. 在胁迫后期(72、96h),纤细角毛藻的4项荧光参数均随着胁迫浓度的增大而增加,表现为促进作用. ③就生长情况而言,随着胁迫浓度的增大,2种海洋微藻细胞密度的增长明显变缓. 表明桉树叶水浸出液对2种海洋微藻的生长以及叶绿素荧光特性都有影响,从而将会对整个海洋生态系统产生影响.      

计算机模拟研究钚(Ⅳ)的人体毒性

引入Ca2+、Fe3+、Zn2+、Mn2+等金属离子和氨基酸、柠檬酸、乳酸等小分子配体建立了Pu4+在人体血浆、胃液、组织液、细胞液等主要体液中的金属离子-小分子配体热力学平衡模型.利用该模型研究了正常生理条件下Pu(Ⅳ)在各体液中的存在形态以及pH值和[Pu]改变对Pu(Ⅳ)形态的影响.结果表明,血浆中的低浓度Pu(Ⅳ)易以Pu(OH)4(aq)的形态蓄积在肝脏中,钚浓度升高则形成沉淀难以排出;胃液中的Pu(Ⅳ)可大量进入血液中,但胃液pH值升高可实现钚的促排;组织液中钚会沉积在骨骼无机表面;高浓度Pu(Ⅳ)对大多数细胞有极高毒性;随着尿液的pH值增大,沉积的Pu(OH)4(s)会对肾脏造成损伤;胰液中的Pu(Ⅳ)的形态随着pH值改变而发生显著变化,而胆汁中高钚含量的Pu(Ⅳ)易滞留在肝脏内;在正常汗液pH值波动范围内,Pu(Ⅳ)易进入人体,从而对钚操作人员的健康产生危害.     

滴水湖水系沉积物中多环芳烃的分布及风险评价

2012年,每两个月采集一次上海人工滩涂湖泊——滴水湖水系表层沉积物,检测16种多环芳烃(PAHs)含量.结果表明,滴水湖水系∑PAHs变化范围为74.03~579.20ng/g,平均值为272.55ng/g.其中,闸外引水河[(407.64±6.90)ng/g]≈闸内引水河[(427.99±213.84)ng/g]>滴水湖[(156.33±62.00)ng/g].研究区各点蒽/(蒽+菲)比值均大于0.1,说明PAHs主要来自于石油燃烧源.生态风险评价表明,滴水湖水系沉积物PAHs不存在严重的生态风险,但闸外和闸内引水河沉积物PAHs存在较低几率的潜在风险,湖区沉积物PAHs则无潜在风险.     

Dynamic changes in radial oxygen loss and iron plaque formation and their effects on Cd and As accumulation in rice (Oryza sativa L.)

Temporal variations and correlations between radial oxygen loss (ROL), iron (Fe) plaque formation, cadmium (Cd) and arsenic (As) accumulation were investigated in two rice cultivars at four different growth stages based upon soil pot and deoxygenated solution experiments. The results showed that there were significant differences in ROL (1.1–16 μmol O₂ plant^?1 h^?1), Fe plaque formation (4,097–36,056 mg kg^?1), Cd and As in root tissues (Cd 77–162 mg kg^?1; As 49–199 mg kg^?1) and Fe plaque (Cd 0.4–24 mg kg^?1; As 185–1,396 mg kg^?1) between these growth stages. ROL and Fe plaque increased dramatically from tillering to ear emergence stages and then were much reduced at the grain-filling stage. Furthermore, significantly positive correlations were detected between ROL and concentrations of Fe, Cd and As in Fe plaque. Our study indicates that increased Fe plaque forms on rice roots at the ear emergence stage due to the increased ROL. This stage could therefore be an important period to limit the transfer and distribution of Cd and As in rice plants when growing in soils contaminated with these toxic elements.     

道路干扰对澜沧江流域景观格局的影响

道路交通在促进人类社会经济发展的同时,也给生态环境带来了诸多影响。研究道路交通的干扰强度、空间格局及其影响,对保护自然环境、维持生态系统健康意义重大。研究基于道路等级、道路所处的环境特征等因素构建道路干扰指数,定量评价了澜沧江流域道路网络的干扰强度,系统分析了流域道路干扰的空间格局特征及其对流域景观的影响。结果表明,澜沧江流域道路网络干扰程度存在明显的区域分异,中游和下游地区明显大于上游地区。流域道路干扰域为边界复杂的不规则多边形,呈现出以离散的强干扰区域为中心,干扰强度向外围逐渐减弱的空间格局。对比不同等级道路干扰域内的景观格局及其变化特征发现,耕地和建设用地等代表人类活动的景观集中分布于道路强干扰区域内,并且强干扰区域内景观组分的变化幅度远大于低干扰区域。从上述分析结果可以看出,道路对其沿线景观格局的变化具有很强的驱动作用,流域道路发展应避开生态环境敏感区域。     

鄱阳湖表层水体总磷含量遥感反演及其时空特征分析

总磷是湖泊水质参数中的主要指标,从遥感数据中获得其时空上的分布信息对于理解、管理和保护湖泊生态系统是必要的。通过2009 年4 月至12 月对鄱阳湖湖区和五河入口的表层水体进行采样分析,利用直接遥感反演算法和间接遥感反演算法,结合MODIS遥感数据择优反演鄱阳湖表层水体的总磷含量,同时分析总磷含量的时空特征和变化规律。结果表明：①从实验数据分析可知,总磷TP与总悬浮物浓度相关性较好,间接反演算法能够得到较好的反演结果;②TP是鄱阳湖水质的主要污染指标之一,TP含量在丰水期、平水期、枯水期三个时期呈上升趋势;③鄱阳湖三个时期TP含量的空间变化明显,中心湖区TP含量相对整个湖区较低,主航区和五河入口TP含量为全湖最高区域,常年处于高含量状态。     

施肥对稻田甲烷与氧化亚氮排放的影响

大气温室气体浓度的升高引起太阳辐射加强,导致全球变暖已成为不争的事实。农田是温室气体排放的重要来源之一,采用静态箱-气相色谱法探讨不同氮肥类型与施氮水平对华南稻田甲烷（CH4）与氧化亚氮（N2O）排放的影响。试验共设置5个处理,每处理3次重复,分别（以N计）为U6（90 kg·hm-2）,U10（150 kg·hm-2）,U12（180 kg·hm-2）,SR10（150 kg·hm-2,缓释肥）,CR10（150 kg·hm-2,控释肥）。各处理磷钾肥用量一致,分别为45 kg·hm-2（以P2O5计）和127.5 kg·hm-2（以K2O计）。研究结果表明：稻田CH4与N2O排放量随氮肥用量的增加呈增加趋势。晚稻CH4排放呈单峰型,其峰值出现在水稻移栽后16~23 d,N2O排放并未出现明显的排放峰。CH4累积排放主要发生在返青-分蘖初期和分蘖盛期-幼穗分化期两个时段,而N2O的累积排放主要集中在灌浆-成熟期（U6处理除外）。不同氮肥类型处理CH4季节排放总量与平均排放量表现为：处理SR10〉处理U10〉处理CR10,其中,控释肥处理甲烷排放总量较常规尿素处理减少了11.3%;而N2O季节排放总量与平均排放量表现为：处理CR10〉处理U10〉处理SR10。综上,初步认为氮肥的施用能够促进CH4与N2O的释放,缓释肥处理能有效减少稻田N2O的排放,而控释尿素处理能明显降低稻田CH4气体的排放,且稻田CH4与N2O的排放存在一定的互为消长关系,因此如何平衡稻田甲烷与氧化亚氮释放,使稻田增温潜势最小化是下一步研究的重点和方向。