Arsenic removal from groundwater by acclimated sludge under autohydrogenotrophic conditions

Arsenic in the environment is attracting increasing attention due to its chronic health effects. Although arsenite(As(III)) is generally more mobile and more toxic than arsenate(As(V)), reducing As(V) to As(III) may still be a means for decontamination, because As(III) can be removed from solution by precipitation with sulfide or by adsorption or complexation with other metal sulfides. The performance of As(V) bio-reduction under autohydrogenotrophic conditions was investigated with batch experiments. The results showed that As(V) reduction was a biochemical process while both acclimated sludge and hydrogen were essential. Most of the reduced arsenic remained in a soluble form, although 20% was removed with no addition of sulfate, while 82% was removed when sulfate was reduced to sulfide. The results demonstrated that the reduced arsenic was re-sequestered in the precipitates, probably as arsenic sulfides. Kinetic analysis showed that pseudo first-order kinetics described the bio-reduction process better than pseudo second-order. In particular, the influences of pH and temperature on As(V) reduction by acclimated sludge under autohydrogenotrophic conditions and total soluble As removal were examined. The reduction process was highly sensitive to both pH and temperature, with the optimum ranges of pH 6.5–7.0 and 30–40°C respectively. Furthermore, Arrhenius modeling results for the temperature effect indicated that the As(V) reduction trend was systematic. Total soluble As removal was consistent with the trend of As(V) reduction.     

重金属抗性解磷细菌的磷溶解特性研究

从湖南省湘西州花垣县的铅锌矿表层土壤中,筛选出两株具有重金属抗性和解磷特性的细菌T PSB1和T PSB2.通过16S rRNA基因序列比对,分别鉴定为嗜麦芽寡养单胞菌(Stenotrophomonas maltophilia)和唐菖蒲伯克霍尔德菌(Burkholderia gladioli).T PSB1和T PSB2在含有难溶性无机磷液体培养基中,其上清液的可溶性磷含量最高分别达到了402.9 mg·L-1和589.9 mg·L-1;在难溶性有机磷固体和液体培养基中,固体平板上均出现解磷圈,而液体培养基上清液中,可溶性磷含量也分别达到了2.97 mg·L-1和4.69 mg·L-1.另外,两株细菌对重金属Zn2+的抗性最高,在其浓度为2000 mg·L-1固体和液体培养基条件下均可以生长,磷溶解浓度分别为114.8 mg·L-1和125.1 mg·L-1.而在含铬和铅的浓度为1 000 mg·L-1的液体培养基中,两株细菌同样表现出重金属抗性.在Pb2+浓度为1000 mg·L-1的液体培养基中,磷溶解浓度分别达到了57.9 mg·L-1和71.7 mg·L-1;而在Cr2+浓度为1000 mg·L-1的培养基中磷溶解浓度分别为60.1 mg·L-1和98.4 mg·L-1.     

金山湖闸坝型水体表层沉积物重金属分布特征及生态风险评价

采集金山湖闸坝型水体表层沉积物,经HNO3-HF-HClO4消解后,通过电感耦合等离子质谱法(ICP)测定沉积物As、Cu、Pb、Cd、Zn、Cr等6种重金属含量,通过富集系数、地累积指数法、潜在生态风险评价以及溯源分析等对沉积物重金属的分布特征进行综合评价.结果表明:1金山湖表层沉积物As、Pb、Cu、Zn、Cr、Cd的平均值分别为23.22、26.20、24.42、143.12、245.30、0.67 mg·kg-1,其中,Pb、Cu含量低于土壤环境质量标准一、二级标准,Zn、Cr含量介于土壤环境质量标准一级标准与二级标准之间,As、Cd含量均超过土壤环境质量标准一、二级标准;从空间分布来看,Pb和Zn在北固山广场的1号样点形成最高值,As、Cu、Cr、Cd的含量分别在镇润洲码头附近的12号样点、运粮河河口区域的3号样点、湖中靠近征润州岛的14号样点、春江潮与解放路泵站之间往湖中心处的7号样点处出现最高值.2富集系数表现为As>Cr>Cd>Pb>Zn>Cu,表明金山湖表层沉积物中As的富集量最大,Cu最小.3根据地累积指数判断,金山湖未受Cu的污染,Pb、Zn、Cd则为轻度污染,As、Cr表现为偏中度污染;46种重金属的单项潜在生态危害系数表现顺序为Cd>As>Cr>Pb>Cu>Zn,其中,Cr、Pb、Cu、Zn均为轻微生态危害程度,As和Cd处于中等生态危害程度;从全湖分布看,北固湾广场附近(1号样点)、春江潮与解放路泵站之间靠近岸边区域(6号样)、春江潮与解放路泵站之间往湖中心处(7号样点)以及镇润洲码头附近(12号样点)样点的潜在生态危害为中等,其余采样点均为轻微潜在生态危害;5主成分分析结果表明,金山湖沉积物重金属的差异除了受到各样点沉积物环境背景值的影响外,还与各采样点周围人为活动、外源污水排放等有密切关系.6本次研究中发现闸坝对金山湖沉积物重金属分布的影响不明确,该部分内容尚需进行长时间尺度的研究.     

天津地区相对海平面变化最新进展及发展趋势分析

相对海平面上升是一个缓慢、渐进过程,但长期的积累可以使得上升幅度相当可观,从而加剧风暴潮、海岸侵蚀、海水入侵和咸潮等灾害致灾程度。基于验潮位监测和卫星观测结果显示,全球海平面在20世纪中期平均上升1.5~2.0 mm/a,而近30年中国沿海海平面上升速率为2.6~2.7 mm/a,高于全球平均值。渤海湾天津地区由于地面沉降显著,而导致相对海平面大幅度上升。滨海地区地面沉降速率在未来50至100年内可能会稳定在1.0~2.0 cm/a范围,结合目前海平面上升速率2.7 mm/a,总的相对海平面上升速率处于12.7~22.7 mm/a范围。由此估计,到2050年,天津地区相对海平面将比2012年高出48.3~86.3 cm,而到2100年,将比2012年高出111.8~199.8 cm。     

短期保护性耕作措施对大豆-冬小麦轮作系统温室气体排放的影响

通过田间试验,在大豆和冬小麦生长季,进行常规翻耕(conventional tillage,T)、免耕(no-tillage with no straw cover,NT)、常规翻耕+秸秆(conventional tillage with straw cover,TS)、免耕+秸秆(no-till with straw cover,NTS)4种耕作措施处理,采用静态箱-气相色谱法测定土壤-作物系统CO_2和N_2O排放通量.结果表明:在大豆生长季,与T相比,NTS在开花-结荚期显著增加了CO_2累积排放量(P=0.045),增幅达27.9%;NT在鼓粒-成熟期显著降低了CO_2累积排放量(P=0.043),降幅达28.9%.与T相比,NT在鼓粒-成熟期的N_2O累积排放量降低了28.3%(P=0.042).在冬小麦生长季,与T相比,TS、NT在拔节-孕穗期使CO_2累积排放量降低了24.3%(P=0.032)和36.0%(P=0.041),在成熟期降低了26.8%(P=0.027)和33.1%(P=0.038).在返青期,NT、NTS、TS的N_2O累积排放量与T比较均没有明显差异,NTS比NT的N_2O累积排放量降低了42.0%(P=0.035).可见,保护性耕作措施对土壤-作物系统CO2排放的影响较大,对N2O排放的影响不明显.     

北京大气颗粒物和重金属铅干沉降通量及季节变化

为了解大气颗粒物和重金属铅(Pb)干沉降通量的变化规律,采用聚氨酯泡沫膜片为代用面联合干湿沉降自动观测设备,于2013年12月~2014年11月在北京城区采集了颗粒物干沉降,利用微波消解和电感耦合等离子体质谱仪对样品中全量Pb和水溶性Pb进行了测试分析.结果表明,北京大气颗粒物和Pb干沉降通量分别为0.84 t·(hm~2·a)~(-1)和7.56mg·(m~2·a)~(-1),呈现出春季冬季秋季~夏季的特征.大气颗粒物中水溶性Pb干沉降通量为3.14 mg·(m~2·a)~(-1),占Pb干沉降总量的43%,这一比例呈现出冬春季高于夏秋季的特征.人为源排放不仅增加了大气颗粒物和Pb的干沉降通量,也改变了水溶性Pb干沉降通量的季节分布.研究结果对科学评估重金属沉降的生态影响和健康效应提供了科学基础,同时凸显了消减人为源重金属排放的重要性.     

湿地生态系统基质重金属积累与酶活性的研究现状

湿地生态系统具有净化污水的功能,因其具有高效低耗等优点,在污水处理方面极具开发应用前景,而基质作为湿地生态系统重要组成部分,已成为众多学者的研究热点。本文综合分析了湿地生态系统基质中重金属积累和酶活性的时空分布及影响因素的研究现状,并对相关研究提出了新的认识与展望,以期为湿地生态系统基质去除废水中重金属的深入研究和应用提供综合分析资料。     

山东半岛城市群循环型旅游业评价研究

在对山东半岛城市群旅游业发展现状进行分析的基础上,构建了循环型旅游业评价指标体系,并对其发展状况进行评价,进一步提出发展循环型旅游业的建议。     

长三角地区城市居民出行交通碳排放特征与影响机理

随着能源问题及全球变化关注，城市居民出行交通碳排放研究已成为多学科关注焦点。选择南京、宁波和常州作为长三角典型城市，基于典型居住小区问卷调查获取第一手的城市居民出行基础数据，估算与分析城市居民出行碳排放特征及影响机理。结果表明：长三角2010年城市居民人均出行交通碳排放约1 1219 kg CO2/人，日常通勤和远距离出行碳排放量之比为75[DK]∶25；城市居民日常通勤交通碳排放的主要影响因子为交通方式、出行距离、家庭年收入、年龄和性别；远距离出行交通碳排放的主要影响因子为出行距离、交通方式和家庭年收入。建议采用差别化的行政干预和经济杠杆有效调控家庭小汽车保有量增长速度，鼓励小排量汽车和清洁能源汽车消费，兼顾汽车产业发展、家庭小汽车刚性需求与节能减排需求之间的博弈平衡；优化城市功能格局，大力发展公共交通网络；加强节能减排与低碳意识宣传，鼓励与引导公共交通出行     

水位波动带氮素迁移转化规律

为考察水位波动对非饱和-饱和土层中氮素迁移转化的影响，设计土柱实验装置Ⅰ和Ⅱ分别模拟水位稳定与波动两种情景，测定一个水位波动周期内地下水中NO₃^--N、NO₂^--N和NH₄⁺-N浓度变化情况。结果表明，柱Ⅱ水位第1次下降柱内1^#，2^#，3^#，4^#采样点NO₃^--N浓度均增大，增幅分别为6.5%、14.9%、15.33%和19.8%。水位上升时结果相反，分别降低17.3%、26.15%、50.29%和44.61%。第2次水位下降至初始位置4个采样点NO₃^--N浓度再次增大，幅度分别为7.1%、10.6%、13.89%和7.76%。铵态氮呈相反趋势不同程度的变化。水位波动柱Ⅱ连通水槽内总氮量增加显著高于柱I水槽，即水位波动有利于波动带地下水中氮素垂向迁移，加重波动带以下地下水硝酸盐污染。因此，水位波动对氮素迁移转化的影响不容忽视。