基于Sentinel-3 OLCI影像的渤海FUI水色指数遥感提取及应用

水色是水体水文学特征的基本要素之一。水色测定主要是采用福莱尔比色表(Forel-Ule Scale)将自然水体按颜色从深蓝到红棕共分为21个级别,用以观测、记录海洋和内陆水体的颜色。基于2020—2021年大辽河口、黄河口西南及秦皇岛近岸海域的现场实测数据和同步Sentinel-3 OLCI影像,验证了FUI水色指数遥感提取结果的准确性,发现当现场测量时间与卫星过境时间接近时,FUI水色指数遥感提取结果与实测结果基本一致。利用2021年1—12月Sentinel-3 OLCI影像,提取了渤海月均FUI水色指数遥感产品,发现渤海FUI水色指数的主要变化区间为5~17,整体呈现辽东湾、渤海湾及莱州湾沿岸海域高,秦皇岛海域及其他离岸海域低的空间分布特征,且存在秋冬季高、春夏季低的时间变化规律。此外,FUI水色指数对诸多海洋生态环境问题具有显著的指示功能。尝试将其应用于海洋水色异常和海水水质类别观测,均取得了较好的应用效果。由此可见,FUI水色指数遥感提取将在今后的海洋生态环境监测与评价方面发挥重要作用。     

基于物种敏感度分布及相平衡理论的汾河流域磺胺类抗生素生态风险阈值研究

磺胺素类抗生素(SAs)广泛应用于医疗、畜禽养殖等领域。但过量的SAs通过多种方式最终进入流域水体和沉积物中,对流域生态系统带来潜在的风险。预测无效应浓度(PNEC)可以作为评估污染物潜在生态风险的阈值,因此确定水体和沉积物中SAs的PNEC是风险评估的关键。本研究以黄河支流——汾河流域为研究区,通过采集水体和沉积物的样品,发现水体中SAs的磺胺甲恶唑(SMX)含量最高,均值为73.6 ng·L^-1,而磺胺醋酰(SAAM)检出率最高,高达100%。沉积物中仅检出了2种SAs类抗生素,为磺胺醋酰(SAAM)和磺胺喹恶啉(SQX),但检出频率却高达100%。基于物种敏感度分布(SSD)得到水体中SAs的生态风险阈值为3.40～440μg·L^-1。在此基础上,基于水-沉积物密度、体积比等参数,采用相平衡理论(EqP)进一步得到了沉积物中SAs的生态风险阈值为0.065～75.5 mg·kg^-1。基于确定的生态风险阈值,对汾河流域SAs现状进行风险评估,结果表明仅水体中的甲氧苄啶(TMP)的风险商(RQ)均值为0.014,存在一...     

成都市幼儿体铅水平与环境铅污染的关系

本文检测了成都市 50 1名 3～ 6岁儿童的发铅和血铅水平。发铅平均含量为 17 2 9± 9 70 μg/ g ,血铅平均浓度为 0 59± 0 33μmol/L( 12 3 81± 68 95μg/L)。 60 3%的儿童血铅浓度≥ 0 4 8μmol/L ( 10 0 μg/L) ;3 0 %的儿童血铅浓度≥ 1 4 4 μmol/L( 30 0 μg/L)。发铅与血铅无直线相关关系。市区儿童的发铅和血铅水平显著高于郊区儿童。大气铅测定显示市区铅污染重于郊区。讨论了铅污染的主要来源和儿童铅中毒的预防对策研究。     

考虑不确定性的土水特征曲线模型确定方法比较研究

土水特征曲线(SWCC)描述了非饱和土中体积含水量(或有效饱和度)与压力水头(或基质吸力)之间的关系。SWCC作为非饱和土力学中的基本函数,可用于研究非饱和土的抗剪强度、渗透特性以及变形特性等,在非饱和土力学应用中发挥着重要作用。工程实践中,通常可采用直接试验方法测得SWCC数据。由于直接试验方法条件苛刻且耗时较长,难以获得体积含水量范围内完整的SWCC数据。在有限试验数据条件下,如何更好的选择SWCC模型是一个关键问题。本文系统对比了考虑不确定性条件下解决该问题的3种方法,即贝叶斯模型比选方法(Bayesian)、Akaike information criterion(AIC)识别准则和Bayesian information criterion(BIC)识别准则。首先介绍了上述3种模型比选方法;然后,采用UNSODA数据库中试验数据开展研究,分别从拟合度和罚值2个方面综合比较3种方法在SWCC模型比选过程中的差异。结果表明:给定试验数据条件下,3种方法所确定的最优SWCC模型不尽相同,Bayesian方法在考虑模型罚值的同时更好地反映了试验数据信息,AIC、BIC准则中不同SWCC模型的拟合度可能十分接近,此时模型比选结果受模型罚值影响显著。     

氧化石墨烯抗菌性及生物安全性研究进展

氧化石墨烯是一种表面有丰富含氧官能团的石墨烯衍生物,具有与石墨烯相似的二维蜂窝状晶格结构,从而导致了其具有电学、光学、力学特性和良好的生物相容性,被广泛应用于材料学、生物医学和药物传递等诸多领域。因氧化石墨烯日益增多的生产和使用,其在空气、水和土壤中大量积累,引发了人们对其生物安全性的高度关注。以微生物、陆生动植物和水生动植物为分类标准,综述了近几年氧化石墨烯对微生物、动物和植物的毒性影响,总结并分析了三者的毒性机理,比较了不同生存环境下其对动植物毒性影响的不同,旨在更加全面地揭示氧化石墨烯的生物安全性,为氧化石墨烯安全使用剂量和其功能化应用提供一定的参考。     

南京城市绿地土壤对菲的吸附特征

采用批量平衡试验方法,以多环芳烃(PAHs)——菲为代表物,研究了南京市典型区域绿地土壤对多环芳烃类有机物菲的吸附行为,为深入了解PAHs在城市绿地土壤中的环境行为提供参考依据。结果表明,菲在不同区域土壤中的吸附等温线均可以用Freundlich方程进行拟合,且各等温线都具有一定程度的非线性特征,其中,鼓楼公园(GL)和新庄广场(XZ)土壤的指数N值均小于1。钟山风景区(ZS)和下蜀林场(XS)土壤的指数N值均大于1。土壤中菲吸附等温线的线性拟合方程和Freundlich拟合方程中R~2均大于0.960,达到极显著水平(P0.01),吸附系数分别为GL 0.494 2 mg?kg~(-1)、XZ 0.416 5mg?kg~(-1)、ZS 0.102 9 mg?kg~(-1)和XS 0.282 4 mg?kg~(-1);不同功能区城市绿地表层土壤有机碳(OC)含量表现为:XZ(16.52g?kg~(-1))GL(15.97 g?kg~(-1))XS(12.7 g?kg~(-1))ZS(6.95 g?kg~(-1));对菲的吸附能力表现为:XZ(0.720)GL(0.653)XS(0.238)ZS(0.109)。土壤有机碳含量、黑碳含量、粘粒含量等都与吸附系数Kd呈显著相关关系。黑碳和有机碳含量是影响菲在城市绿地土壤中的吸附行为的主要因素。     

基于Sentinel-3 OLCI影像的秦皇岛海域悬浮物浓度遥感反演

基于2013~2021年期间秦皇岛海域遥感反射率、悬浮物浓度及叶绿素a浓度等实测数据,开展了该海域Sentinel-3 OLCI影像的悬浮物浓度遥感反演模型研究.结果表明,文献中常用的典型经验模型形式均不适用于秦皇岛海域,以490、620及708.75nm为悬浮物反演的敏感波段,以560nm为参比波段,将各敏感波段与参比波段的比值作为自变量,最终建立了适用于秦皇岛海域的Sentinel-3 OLCI四波段悬浮物浓度遥感反演模型（R²=0.69,MAPE=24.79%,RMSE=2.82mg/L）;并采用2021年7月24日Sentinel-3 OLCI影像进行悬浮物浓度遥感反演产品的真实性检验,得到反演值与实测值的平均相对误差为13.24%.将上述四波段模型用于2021年1~12月秦皇岛海域的Sentinel-3 OLCI影像,反演得到月均悬浮物浓度,发现秦皇岛海域悬浮物浓度整体呈现沿岸海域高、离岸海域低,秋冬季高、春夏季低的时空变化特征;且2018~2021年秦皇岛海域悬浮物浓度的年均值逐年递减,水体越来越澄清.     

基于Sentinel-2数据的近岸高悬沙水体漂浮绿潮遥感识别

黄海浒苔绿潮自2007年以来连年暴发。为筛选跟踪监测绿潮发生、发展过程的遥感识别方法,本研究使用Sentinel-2 MSI多光谱数据,在分析漂浮绿潮及背景高悬沙水体光谱特征的基础上,利用归一化植被指数（normalized difference vegetation index,NDVI）、漂浮藻类指数（floating algae index,FAI）、虚拟基线漂浮藻类指数（virtual baseline floating macroalgae height,VB-FAH）等多种遥感指数算法开展漂浮绿潮识别,比对分析了各算法的监测效果。结果显示,Sen2cor大气校正后地物光谱曲线峰谷特征显著,与实测光谱谱型的相似度明显提升;以近红外和绿光波段反射率差值为基础的VB-FAH指数算法可在一定程度上降低高悬沙水体对近红外和红光通道反射率的影响,漂浮绿藻识别效果比NDVI及FAI指数更好。本研究可为高悬沙水体漂浮绿潮遥感识别提供技术支持。     

山西汾河上中游流域水域生态系统质量评估

本文以汾河上中游流域为研究区,通过采集底栖动物、鱼类等样品,结合监测数据分析流域水域生态系统健康状况。结果表明:汾河流域水质总体良好,但氨氮、化学需氧量和五日生化需氧量浓度长期超标,底栖动物种类呈现支流多于干流的规律;鱼类种类上、中游各科物种组成差异不显著;流域上游水域生态健康良好,中游太原段水质污染相对严重,需予以关注和重视。     

树脂D201上粗漆酶的固定化及对孔雀石绿的脱色

云芝粗漆酶以3种方法,即静电吸附法(D201-Lac-Ⅰ)、先吸附后交联法(D201-Lac-Ⅱ)、戊二醛处理树脂后吸附法(D201-Lac-Ⅲ)固定到大孔阴离子交换树脂D201上.与静电吸附法相比,D201-Lac-Ⅱ的漆酶固载量大幅提升至4.65倍,漆酶比活力却严重受损,只有前者的4.8%;D201-Lac-Ⅲ的漆酶固载量略有下降,为静电吸附法的0.51倍,漆酶比活力却显著提高至静电吸附法的2.99倍.利用电子透射电镜(TEM)可明显观察到D201-Lac-Ⅲ漆酶分子聚合体的阴影.用D201-Lac-Ⅲ对孔雀石绿进行了连续多批次脱色试验,在长达210 h的连续操作中,其脱色效率未观察到有下降趋势,一直稳定在40%～55%之间,D201-Lac-Ⅲ的酶活亦未观察到下降,同等条件下游离的漆酶活力已损失至20%以下,证明D201-Lac-Ⅲ具有显著提升的稳定性和优良的重复利用性.考虑到粗漆酶廉价易得,D201-Lac-Ⅲ在水处理应用中可能大有前景.