Geostatistical analysis and risk assessment on soil total nitrogen and total soil phosphorus in the Dongting Lake plain area, China

Nonpoint-source pollution and water body eutrophication have become increasing concerns for scientists and policymakers. Nitrogen and phosphorus affect environmental pollution, especially lake eutrophication. To assess the environmental risk of soil total nitrogen (TN) and total phosphorus (TP) pollution, a typical ecological unit of Dongting Lake plain was selected as the experimental site. To verify the stationary of the data, a moving windows technique was adopted. Our results showed that Box-Cox transformation achieved normality in the data set and dampened the effect of outliers. The best theoretical model for semivariogram of TN and TP was a spherical model. The ordinary kriging estimates of TN and TP concentrations were mapped. The integrative comparisons of semivariogram parameters with different trends to the kriging prediction errors of TN and TP indicated that the two-order trend is preferable. Kriging SDs provided valuable information that will increase the accuracy of TN and TP mapping. The probability kriging method is useful to assess the risk of N and P pollution by providing the conditional probability of N and P concentrations exceeding the threshold concentrations of 3.2 and 1.05 g/kg, respectively. The probability distribution of TN and TP at different levels will be helpful to conduct risk assessment, optimize fertilization, and control the pollution of N and P.     

Methane oxidation in freely and poorly drained grassland soils and effects of cattle urine application

A sink for atmospheric methane (CH4) is microbial oxidation in soils. We report CH4 oxidation rates in freely and poorly drained soils on an intensively managed dairy farm. Following cattle urine application to half the plots (650 kg of nitrogen [N] ha(-1)) 31 chamber measurements were made over 100 d during autumn and winter. In the control plots, the freely and poorly drained soils' integrated CH4 oxidation rates averaged 1.8+/-0.2 and 0.6+/-0.1 kg CH4 ha(-1) yr(-1), respectively. In the poorly drained soil, the highest CH4 oxidation rates occurred when water-filled pore space (WFPS)<56% and CH4 oxidation rate declined by ninefold to near zero as WFPS increased from 56 to 68%. Urine application induced the freely and poorly drained soils' CH4 oxidation rates to decline for up to 2 mo by 0.7+/-0.2 and 0.4+/-0.1 kg CH4 ha(-1) yr(-1), respectively. The two soils' responses were thus not significantly different. After urine application, soil pore space CH4 concentration profiles suggested a simultaneous inhibition of bacteria that were CH4 oxidizers and stimulation of CH4 producers.     

广州市居民家庭室内灰尘中传统和新型阻燃剂与塑化剂的污染特征及健康风险评估

近年来,随着阻燃剂多溴联苯醚（PBDEs）和以邻苯二甲酸酯（PAEs）为代表的传统型塑化剂（LPs）的逐步禁用或限用,有机磷系阻燃剂（PFRs）等新型阻燃剂及替代型塑化剂（APs）的生产和使用呈逐年增长的趋势,其环境污染特征和人体暴露健康风险值得引起广泛关注. 目前,灰尘已广泛用于室内环境中PBDEs、PFRs和LPs等半挥发性有机污染物（SVOCs）的污染特征评估,而关于室内灰尘中APs的污染特征则鲜有报道.本研究以广州市42户普通居民家庭为研究对象,采集家庭室内灰尘并分析了PFRs、PBDEs、LPs和APs的含量及组成特征.结果表明,PFRs、PBDEs、LPs和APs在室内灰尘中均有广泛检出,其含量分别为593.28~11531.56、13.45~27029.13、40494.83~1154497.16和15365.19~1013352.51 ng·g^-1.大多数家庭中,PFRs和部分APs在灰尘中的含量呈现高于PBDEs和LPs的特征,PFRs和APs等新型污染物的人体暴露健康风险需引起高度关注.采用暴露模型评估人体经灰尘摄入和皮肤接触对目标污染物的日均暴露量,结果表明,幼儿对PFRs、PBDEs、LPs和APs的暴露量分别为6.488、1.425、854.009和433.922 ng·kg^-1·d^-1,成人的暴露量分别为0.403、0.091、54.239和27.557 ng·kg^-1·d^-1.进一步使用危险熵进行健康风险评价,结果显示,4类污染物对幼儿和成人的健康风险均在可接受范围内.     

Bi2MoO6/纳米棒ZnO异质结对MB的可见光-压电协同降解性能研究

采用水热法合成了一系列不同负载率的Bi₂MoO₆/纳米棒ZnO复合光催化剂.通过XRD、FT-IR、SEM、TEM、XPS、UV-Vis、EPR和PL等分析技术对合成的样品进行表征.在光/超声波条件下,以亚甲基蓝（MB）为目标降解物评价其压电-光催化性能.结果表明：Bi₂MoO₆/ZnO纳米棒（BZ-0.6）的降解速率常数约为ZnO传统光催化的9.25倍,其性能提升的主要原因在于ZnO的压电效应与Bi₂MoO₆/ZnO界面形成的异质结的耦合,有效地促进了电子和空穴的分离和转移.此外,同实验条件下,循环利用5次后Bi₂MoO₆/ZnO复合光催化剂降解率仍保持良好的稳定性.     

裂片石莼和土霉素复合压力下弧菌群落及耐药基因变化特性研究

近年来,水产养殖病源弧菌污染及其耐药性问题备受关注,本研究首次采用宏基因组测序技术分析了海水养殖沉积物在大型海藻裂片石莼（12 g·L^-1）与不同浓度（0、10、100、500 μg·L^-1）土霉素作用3个月后,弧菌群落结构及其耐药基因变化特性.结果表明,经裂片石莼诱导培养后,沉积物中弧菌属相对丰度降低了0.22%,但对弧菌多样性和弧菌耐药基因含量提升明显.裂片石莼和土霉素复合压力下,100 μg·L^-1土霉素对弧菌群落多样性及弧菌耐药基因影响最大,而500 μg·L^-1对其影响最小.沉积物弧菌属共检测出21种耐药基因,多为BL1_fox、BL2be_per、BL2_veb等β-内酰胺类耐药基因.裂片石莼能减少耐药基因tetPB富集,而进一步添加土霉素能诱导产生VatB、BcrA耐药基因.此外,弧菌耐药基因迁移与转化还受弧菌群落结构变化影响.     

基于MIKE 11的河网区域小型闸坝调控的水质响应模拟研究

闸坝运行是流域开发和利用中河流调节的主要形式之一,它改变了河流自然结构、流水过程及其相关环境.然而,目前很少有关于河网区域小型闸坝运行对水环境影响的分析.本研究利用MIKE11建立一维水动力与水质模型,以无锡市主要的污染物高锰酸盐指数,氨氮为指标,模拟闸坝调控模式下与无闸坝情景下无锡河网水质响应.研究表明：多个小型闸坝运行对河网区域内河流水质产生了负面影响,使城市河流高锰酸盐指数（COD_Mn）和氨氮（NH₃-N）浓度都有所上升;其中,闸坝调控对区域内河流上游水质的负面影响更为明显,对下游的则相对较小.在多小型闸坝运行下,河流上游的COD_Mn和NH₃-N总体浓度分别上升了12.89%和11.11%,下游的二者浓度分别上升了5.38%和7.27% .研究结果可为今后小型闸坝群的生态调控以及相关水环境响应研究提供了理论支撑和新思路.     

间歇-阶段性酸雨入侵对填埋稳定化飞灰中重金属浸出行为影响

以间歇-分阶段进水方式进行了模拟酸雨柱式动态淋溶实验.结果表明,间歇-阶段性酸雨入侵会影响填埋飞灰中Pb、Zn、Cu、Cr和Ni的浸出行为;尤其间歇停滞期后的初期酸雨入侵会增加多数重金属的再浸出水平,且该部分重金属的释放主要源于前阶段酸雨侵蚀过程中所形成的非稳定性（弱酸态）重金属.各酸雨侵蚀阶段,部分重金属（如Pb-Zn）的浸出行为具有相关性,这与各重金属在飞灰基质内的赋存形态、矿物相稳定性及酸性侵蚀程度等有关.各阶段酸雨入侵会相继溶出飞灰中的可溶性（NaCl、KCl等）、难溶性氯盐（CaClOH）以及微溶性钙盐（CaSO₄）,并增加CaCO₃和Ca-Al-Si-O等矿物的峰强.各阶段酸雨入侵会使初始飞灰表面的团簇状结构逐渐被酸性（H⁺）侵蚀作用破坏,并暴露出大量棒状或条形状CaCO₃晶体,且随着酸雨入侵次数的增加,CaCO₃也将逐渐被侵蚀破坏.本研究为非连续酸性降雨条件下填埋稳定化飞灰的重金属浸出行为评价及风险管控提供了科学依据.     

不同磁黄铁矿自养反硝化脱氮除磷作用

氮磷排放标准日趋严格,开发高效廉价脱氮除磷材料已成为研究热点.采用黄铁矿与赤铁矿在管式炉中氮气气氛下600 ℃煅烧,得到硫化赤铁矿形成的磁黄铁矿、黄铁矿热分解形成的磁黄铁矿,构建磁黄铁矿-方解石体系处理含氮磷模拟废水,对比不同方式制备的磁黄铁矿、天然磁黄铁矿、黄铁矿、硫磺脱氮除磷性能,考察不同磁黄铁矿晶体结构和结晶度差异及其对脱氮除磷影响,探究不同体系中矿物结构和微生物群落变化.结果表明：黄铁矿热分解产物以六方磁黄铁矿为主;硫化赤铁矿产物以低结晶度的单斜磁黄铁矿为主,因而表现出优异的脱氮除磷活性,氮磷去除率分别为99.8%和96.8%.铁硫化物与微生物反应产物的XRD、SEM和FE-TEM分析结果表明,微生物能有效利用磁黄铁矿进行脱氮,磷酸盐主要以FePO₄形式被去除.群落分析结果表明铁硫化物脱氮除磷体系中的主要功能菌属为Thiobacillus和 Sulfurimonas,结晶度低的单斜磁黄铁矿更有利于Thiobacillus定向富集.     

中国冰雪资源高质量开发：理论审视、实践转向与挑战应对

推动冰雪资源高质量开发,是实现联合国可持续发展目标的新路径与新模式,是践行“两山理论”的重要环节,也是落实全民健身国家战略、助力体育强国建设的重要手段。在实际建设的理论指导层面,社会学所倡导的幸福感理论明确了冰雪资源高质量开发的终极目标,资源经济学的资源价值理论为冰雪资源的价值认识及价格核算提供了科学工具,地理学的人地关系理论是探究空间分异规律及人地系统耦合路径的理论基石。基于我国冰雪资源开发实践的系列转变及现实挑战,提出我国冰雪资源高质量开发的实现路径,即坚持观念创新的发展方式、多重协调的发展要求、积极开放的发展理念以及主客共赢的发展目标。     

低NOx环境异戊二烯促进甲苯生成甲基丁烯二醛的模拟实验

在低NO_x浓度条件下开展甲苯和异戊二烯复合体系的烟雾箱模拟实验,使用高时间分辨率的在线质子转移反应飞行时间质谱(PTR-TOF-MS)实时监测混合体系中反应物与产物的浓度变化情况,探究人为源与天然源交汇过程中, 自然源挥发性有机物 (BVOCs)对人为挥发性有机物(AVOCs)化学降解的影响.结果表明,异戊二烯与甲苯竞争OH自由基,从而抑制了甲苯的化学降解,该竞争反应开始得越早,抑制效果越显著.研究还发现异戊二烯会增强甲苯RO₂降解途径产物的产量,生成更多1,4不饱和-二羰基化合物(如丁烯二醛和甲基丁烯二醛)与二羰基化合物(如乙二醛和甲基乙二醛),其中甲基丁烯二醛增量最高可达38.6%.此外,异戊二烯快速氧化生成的RO₂自由基碳数更少,可能与甲苯氧化生成的RO₂自由基发生了快速的交叉反应,有利于甲苯RO自由基的生成及裂解,最终导致甲苯RO₂途径裂解产物的增加.