贵州高原红枫湖水库季节性分层的水环境质量响应

为了揭示贵州高原深水水库水体的垂直分层结构及其水环境质量响应特征,于2008年8月~2009年10月对红枫湖水库5个采样点进行了45次采样,对水文、营养盐等湖沼学变量季节动态和分布进行了分析,探讨了季节性水质恶化事件的发生机制.结果表明,红枫湖水库水体呈单循环混合模式,在4~9月形成分层,但没有典型分层湖泊的温跃层变化,这种不显著的分层导致了水化学的分层.叶绿素a、总磷、总氮和氨氮平均值分别为13.6mg/m3,0.063mg/L,1.22mg/L,0.347mg/L;透明度为1.9m.指示该水库处于中-富营养状态.分层期底层溶解氧在0.3~6.9mg/L之间、平均为2.6mg/L,氮磷质量比在8~104之间,表明红枫湖水库是一个底层滞留带季节性缺氧的高氮、磷限制型水库.贵州高原深水水库季节性水质恶化事件与水体分层结构失稳有关,是富营养化水库在气温骤降时发生“翻湖”所导致的结果,也是贵州高原深水水库富营养化的另一种表现形式.     

四氯化硅泄漏迁移-转化过程数值模拟

针对四氯化硅泄漏后形成的重气云的三维大气扩散与反应转化过程采用计算流体力学进行模拟,研究了四氯化硅气体与水蒸气反应过程中不同时刻四氯化硅、氯化氢等有毒物质的空间分布与转化情形.四氯化硅受重力作用下沉并向周围扩展,迎风面处的四氯化硅下沉触碰到地面后向上风侧移动,但主体向下风向迁移.反应主要发生在气团外层,生成的毒害性氯化氢覆盖范围较四氯化硅广泛,反应物和生成物在近地面的质量分数较大;水解反应消耗水分导致脱水效应和反应放热升温,会对该区域生态造成严重危害.研究了空气湿度和风速对四氯化硅迁移转化的影响.空气湿度对四氯化硅质量分数影响较小,主要影响生成物的质量分数变化,湿度越大氯化氢质量分数越高.风速主要影响反应物和生成物达到质量分数分布波峰的时间,风速越大,高质量分数氯化氢的存在时间越短.     

太原市多环芳烃(PAHs)排放清单与分布特征分析

根据太原市11种主要排放源的排放因子和活动量数据,估算了美国国家环境保护局(US EPA)优先控制污染物清单中16种多环芳烃(PAHs)的年排放量.结果表明2010年太原市16种PAHs的排放量约为332.10t,其中7种致癌性PAHs排放总量为35.11t.从排放源看,生活燃煤和炼焦煤是太原市排放PAHs的主要来源,占总排放量的65%以上.从各地区的PAHs排放情况看,排放量最大的地区是清徐县(87t/a),占总排放的27%.其次为古交市(54t/a)、晋源区(44t/a)、尖草坪区(40t/a).各地区人均收入与单位GDP排放量之间呈负相关 (R2=0.727);各地区PAHs排放量与农村人口之间呈正相关(R2=0.813),从排放谱看,排放以低环PAHs为主(81%),致癌性PAHs占总排放量的10.6%.结果表明,太原市PAHs的排放与太原市特殊的能源结构和人群结构有关.     

土壤污染对地下水影响的2种评估方法的应用与比较

以某含1,2-二氯乙烷等10种有机物污染土壤回填项目为例,介绍了2种方法(三相平衡耦合地下水稀释模型和Sesoil耦合地下水稀释模型)在评估土壤污染对地下水影响中的具体应用并进行了比较. 结果表明,采用US EPA(美国国家环境保护局)推荐的三相平衡耦合地下水稀释模型预测的地下水中目标污染物浓度高于新泽西州推荐的Sesoil耦合地下水稀释模型的3~10倍,污染物亨利常数及碳水分配系数越高,二者的差异越明显,达到1个数量级. 对于多环芳烃类的强疏水性有机污染物,2种方法的评估结论无本质差异. 出于保守性及调查成本的考虑,在制订国家或区域范围基于保护地下水的土壤通用筛选值时,建议采用所需参数相对较少的三相平衡耦合地下水稀释模型的方法,以节约调查成本. 对于具体评估项目,当污染物浓度超过通用筛选值时,建议进一步对场地水文地质条件进行调查,采用Sesoil耦合地下水稀释模型重新评估并计算该特定场地的筛选值,以节约修复成本.      

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.      

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.