亚热带丘陵区人工湿地底栖动物群落特征研究

以湖南长沙亚热带丘陵区为研究区域,以处理农村综合污水（含畜禽养殖废水、农村生活污水及农田排水）为主要目的,通过野外小区控制试验,设置梭鱼草（Pontederia cordata）、绿狐尾藻（Myriophyllum elatinoides）、梭鱼草+绿狐尾藻组合（Pontederia cordata+Myriophyllum elatinoides）及无植物对照（CK）4个湿地处理,分别于2019年4、7、10、12月采集底泥样品,研究不同植物湿地底栖动物物种组成与优势种、丰度与生物量及生物多样性的季节变化特征,并探讨其与环境因子的关系.结果表明：4个季节共采集到底栖动物27种,以水生昆虫居多（22种）.耐污性较强的霍甫水丝蚓（Limnodrilus hoffmeisteri）、苏氏尾鳃蚓（Branchiura sowerbyi）和黄色羽摇蚊（Chironomus flaviplumus）为4个季节共同存在物种.与单一植物湿地相比,水质处理效果最好的梭鱼草+绿狐尾藻组合湿地的底栖动物年均丰度和生物量最低,仅为522ind/m²和52.1g/m²,而无植物对照湿地的底栖动物年均丰度和生物量最高,分别为3665ind/m²和146.3g/m².夏、秋季各处理湿地底栖动物的Shannon-Wiener多样性指数（H'）、Margalef丰富度指数（d）和Pielou均匀度指数（J）总体上高于春、冬季.其中,春季Margalef丰富度指数表现为梭鱼草、无植物对照湿地显著高于绿狐尾藻和梭鱼草+绿狐尾藻组合湿地（P<0.05）,夏季Pielou均匀度指数表现为无植物对照湿地显著低于有植物配置的湿地（P<0.05）,冬季Margalef丰富度指数则表现为梭鱼草、梭鱼草+绿狐尾藻组合湿地显著高于绿狐尾藻和无植物对照湿地（P<0.05）.Spearman相关分析结果表明,底栖动物物种数与pH值呈显著正相关（P<0.05）,丰度与DO呈负相关,而与其他环境因子呈正相关（P<0.05）;RDA分析结果进一步表明,DO是影响腹足纲的主要环境因子,而寡毛纲和摇蚊幼虫受制环境因子较多,主要与TN、COD相关性较大.     

Influence of urban morphological parameters on the distribution and diffusion of air pollutants: A case study in China

Air pollution has a serious fallout on human health, and the influences of the different urban morphological characteristics on air pollutants cannot be ignored. In this study, the relationship between urban morphology and air quality (wind speed, CO, and PM_2.5) in residential neighborhoods at the meso-microscale was investigated. The changes in the microclimate and pollutant diffusion distribution in the neighborhood under diverse weather conditions were simulated by Computational Fluid Dynamics (CFD). This study identified five key urban morphological parameters (Building Density, Average Building Height, Standard Deviation of Building Height, Mean Building Volume, and Degree of Enclosure) which significantly impacted the diffusion and distribution of pollutants in the neighborhood. The findings of this study suggested that three specific strategies (e.g. volume of a single building should be reduced, DE should be increased) and one comprehensive strategy (the width and height of the single building should be reduced while the number of single buildings should be increased) could be illustrated as an optimized approach of urban planning to relief the air pollution. The result of the combined effects could provide a reference for mitigating air pollution in sustainable urban environments.     

Responses of alkaline phosphatase activity to wind-driven waves in a large, shallow lake: Implications for phosphorus availability and algal blooms

Phosphorus is a vital nutrient for algal growth, thus, a better understanding of phosphorus availability is essential to mitigate harmful algal blooms in lakes. Wind waves are a ubiquitous characteristic of lake ecosystems. However, its effects on the cycling of organic phosphorus and its usage by phytoplankton remain poorly elucidated in shallow eutrophic lakes. A mesocosm experiment was carried out to investigate the responses of alkaline phosphatase activity fractions to wind waves in large, shallow, eutrophic Lake Taihu. Results showed that wind-driven waves induced the release of alkaline phosphatase and phosphorus from the sediment, and dramatically enhanced phytoplanktonic alkaline phosphatase activity. However, compared to the calm conditions, bacterial and dissolved alkaline phosphatase activity decreased in wind-wave conditions. Consistently, the gene copies of Microcystis phoX increased but bacterial phoX decreased under wind-wave conditions. The ecological effects of these waves on phosphorus and phytoplankton likely accelerated the biogeochemical cycling of phosphorus and promoted phytoplankton production in Lake Taihu. This study provides an improved current understanding of phosphorus availability and the phosphorus strategies of plankton in shallow, eutrophic lakes.     

太湖表层沉积物重金属污染评价与来源分析

对太湖湖区表层沉积物中11种重金属的总量进行调查分析,借助地累积指数法和潜在生态风险指数法分析了重金属的污染程度和生态风险,并利用主成分分析-绝对主成分分数-多元线性回归受体模型对重金属来源进行解析。结果显示太湖沉积物中Cd、Sb含量平均值分别为江苏省土壤背景值的4.29倍和3.18倍,地累积指数表明Cd和Sb为偏中度-中度污染,其他重金属为轻度污染;潜在生态风险指数表明Cd和Sb具有较重生态风险,其他重金属生态风险低。空间分布上,北部竺山湾和梅梁湾的重金属污染情况最严重,其表层沉积物中Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、Sb、Zn显著富集,其中Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Sb、Zn主要受入湖河流及湖泊沿岸工业因素影响,Cu、Mn、Zn还受入湖河流及湖泊沿岸农业活动影响,另外,Cu、Pb受河流及湖泊沿岸城市交通因素影响;西太湖沉积物中富集Cd,主要受入湖河流沿岸农业活动影响;南太湖Ba、Mo、Pb的富集主要为交通因素的影响;东太湖具有最低的重金属暴露水平。2000年以来太湖湖区的清淤工程使Pb、Cu、Cd含量分别降至清淤前的38.72%、24.93%、27.47%,但清淤治理效果具有时效性,未来太湖重金属的防治需要兼顾源头控制和多种治理措施并举。     

多学科交叉的危化品运输安全保障技术及动态演示

针对我国危化品运输事故多发,运输安全形势依然严峻的现状,依托多学科交叉的教学改革和科技计划项目研究,以"不倾翻、泄漏收集、全方位监控"为技术目标,从事故防控和过程监控两个方面出发,介绍了危化品运输安全智能化管控的四大关键技术,即重点区域车路协同监控技术、车辆识别跟踪及安全预警技术、侧翻事故主动防控技术和泄漏事故主动防控技术,并以宁波石化基地为工程背景,借助区域动态场景沙盘对涉及交通工程、信息工程、车辆工程、消防救灾等多学科知识领域的关键技术进行了集成应用示范。结果表明:四大关键技术的应用有助于提升危化品公路运输安全的保障性,可支撑国家公共安全风险防控的重大战略需求。     

基于有限元法的双层底板立式储罐可靠性分析

针对双层底板结构储罐上层底板变形过大产生强度失效问题的隐患,通过对装满辛烷的储罐结构力学行为进行有限元分析,研究了不同底板支撑结构形式及不同格栅间距情况下,上层底板的挠度变形及储罐的应力分布情况.研究结果表明在双层底板立式储罐的设计过程中应注重罐壁底部位置加强措施.     

铝穹顶储罐雷击损伤及燃爆风险研究

针对铝穹顶储罐雷击问题,开展了回击后长持续时间雷电流分量作用下的铝合金板烧蚀损伤试验研究,分析了铝穹顶储罐损伤及油气燃爆风险。结果表明:当直流分量为164 C时,2 mm铝板发生穿孔,铝穹顶储罐存在雷击燃爆风险;当直流分量≤157 C时,未穿孔,背面温度最高为480℃,存在燃爆风险,铝穹顶储罐存在雷击燃爆风险;当直流分量196 C时,4 mm铝板发生穿孔;当直流分量为196 C时,6 mm铝板未发生穿孔,背面温升为125℃,小于205℃,铝穹顶储罐不存在雷击燃爆风险。     

北京某污水处理厂及受纳水体中典型有机磷酸酯的污染特征和风险评估

有机磷酸酯(organophosphate esters, OPEs)在环境中普遍存在,对生态系统和人体健康构成潜在的风险.在优化固相萃取(SPE)前处理方法的基上,建立了超高效液相色谱-质谱联用(UPLC-MS/MS)测定水体中8种OPEs的检测方法.实验对比了不同SPE小柱、不同洗脱液和不同洗脱液体积对8种目标化合物的回收率.结果发现,使用ENVI-18柱富集OPEs,用8 mL含25%(体积分数)二氯甲烷的乙腈洗脱,目标化合物加标回收率在92.5%～102.2%.不同基质样品加标回收率为88.5%～116.1%,RSD为1.7%～9.9%.对北京某污水处理厂不同工艺和污水受纳河流水体上下游连续6 d取样检测,污水厂出水中OPEs的浓度范围为85.9～235.4 ng·L~(-1),受纳河流下游的6 d OPEs平均浓度为130.3 ng·L~(-1),高于上游来水中浓度(119.4 ng·L~(-1)),但低于污水处理厂出水平均总浓度(162.5 ng·L~(-1)).结果表明,污水处理厂不能完全去除OPEs,对磷酸三乙酯(TEP)和磷酸三(2-乙基己基)酯(TEHP)存在负去除现象,对其它OPEs的去除率在14.1%～84.9%之间,污水处理厂对总∑OPEs去除率为50.0%.污水处理厂出水中磷酸三苯酯(TPhP)存在中等风险(RQ0.10),其他有机磷酸酯的环境风险较低(RQ0.10),但其长期混合作用对受纳河流生态系统产生的生态危害不容忽视.     

城市污水处理过程中溶解性有机物及荧光物质的变化规律

以锦州市W污水处理厂为研究对象,利用三维荧光光谱分析技术和荧光区域积分(FRI)方法考察了城市污水处理过程中溶解性有机物及荧光物质的去除状况.利用XAD树脂将DOM分为5个部分:疏水性有机酸(HPO-A)、疏水性中性有机物(HPO-N)、过渡亲水性有机酸(TPIA)、过渡亲水性中性有机物(TPI-N)和亲水性有机物(HPI).结果表明,HPO-A和HPI是该污水处理厂进水中的主要DOM组分,并且DOM中的荧光物质主要为类芳香族蛋白质荧光物质和类富里酸荧光物质.在该污水处理厂内,生物降解作用是TPI-A和HPI的主要去除机制,HPO-N和TPI-N主要是由深度处理工艺(絮凝-沉淀-过滤)去除的,生物处理工艺和深度处理工艺对HPO-A的去除能力接近,而生物处理工艺和深度处理工艺对TPI-N的去除效果均较差.生物处理工艺对HPO-A、TPI-A和HPI中的荧光物质有较强的去除能力,而对HPO-N和TPI-N中荧光物质的去除效果较差.深度处理工艺能够有效去除HPO-A和HPO-N中的荧光物质,而对TPI-A、TPI-N和HPI中的荧光物质无明显去除作用.     

汽车用材料——PA66及其玻璃纤维复合材料在不同介质中的老化行为研究

在三种介质（二次水，汽油，乙二醇，50℃温度）条件下对PA66及PA66／GF进行95天左右的人工模拟材料在汽车使用环境下的加速试验，对不同老化时间的PA66及PA66／GF试样进行了宏观力学测试及吸湿性测试，并进一步利用示差扫描量热法（DSC），红外光谱及扫描电镜等手段分析老化前后试样的微观结构及组织差异。结合老化前后试样的力学性能变化，揭示了PA66及复合材料的老化规律和机理。实验表明，PA66及PA66／GF在三种介质中拉伸强度呈现下降趋势。其主要机理是介质溶液对试样渗入的结果影响，降低了分子间的相互作用力（范德华力）从而使材料机械性能下降；同时未发现化学作用对材料的力学性能有明显的变化。