土壤微生物群落结构对生活源和工业源再生水灌溉的差异化响应

为研究不同来源再生水灌溉对土壤微生物群落结构的影响,以地下水灌溉土壤为对照,采用Illumina MiSeq高通量测序技术对长期利用生活源和工业源再生水灌溉的土壤微生物群落结构进行分析,进一步探究土壤环境因子及其相互作用对微生物群落结构的影响.结果表明,与地下水灌溉相比,长期生活源再生水灌溉可显著提高土壤中TOC、 DOC、 Eh、 NH~+_4-N和TP的含量,长期工业源再生水灌溉导致Cd、 Cr、 Cu、 Pb和Zn在表层土壤大量累积.再生水灌溉显著增加了土壤中Acidobacteria和Planctomycetes的相对丰度,降低了Firmicutes和Tectomicrobia的相对丰度,且不同来源再生水对土壤中功能微生物的影响不同,生活源再生水灌溉可显著增加Chloroflexi和Nitrospirae的相对丰度,而工业源再生水灌溉对Actinobacteria具有显著的抑制作用.db-RDA分析结果表明,生活源再生水灌溉土壤菌群主要受TN、 TP、 DOC和Eh影响(P0.05),工业源再生水灌溉土壤菌群主要受重金属影响(P0.05).长期再生水灌溉可改变土壤环境因子间的相互作用,进而影响微生物群落结构,生活源再生水灌溉土壤中微生物主要受DOC、 TN和TP等营养物质含量的增加和氧化还原条件的改变控制,工业源再生水灌溉土壤中微生物与重金属的积累显著相关.     

循环井技术对低渗透性透镜体二级污染源的修复效率评估方法

以地下水循环井技术（GCWs）修复含水层低渗透性透镜体内污染物为研究对象,通过解析含水层内污染物浓度的空间分布规律和时间演化过程,构建了评估循环井修复低渗透性透镜体二级污染源修复效率的评价方法.主要评价指标包括污染物平均浓度、污染物修复的时间累积效率系数和界限流线的几何特征及其上渗流入渗角度,分别用以评价瞬时修复效率、时间累积修复效率和渗流模式对污染物修复效果的影响.同时,利用COMSOL数值模拟软件,模拟了不同工况下循环井驱动的低渗透性污染源的反向扩散过程,并利用所构建的评估方法进行 评估.结果表明：①随注水口高程降低或抽水口高程升高,循环井的修复效率总体呈递减趋势,其中,注水口略高于或抽水口略低于透镜体时修复效率较高;②循环井注水/抽水的质量通量越大、透镜体的长宽比系数越大、透镜体距离循环井越近,其修复效率越高;③界限流线位于以透镜体中心为原点的二、三象限时,循环井的修复效率较好;其上渗流入渗方向垂直于透镜体的上水平界面时,修复效率较高;随界限流线与透镜体的上界面法线夹角增大,修复效率降低.     

基于熵权模拟评价模型的西安市水资源价值核算

区域水资源价值的准确核算是科学制定水价的基础。针对水资源价值核算体系的复杂性,本文基于熵权模拟评价模型,对西安市水资源价值核算进行研究。选取水资源数量、质量以及社会经济影响三个大类指标,构建了西安市水资源价值模糊评价模型,综合评价了西安市水资源价值,估算了居民用水价格。结果表明：西安市的水资源价格由2015年的10.46元?m^?3下降到2019年的10.33元?m^?3,水资源价格总体变化不大。实际水费支出仅占居民人均可支配收入的0.5%,远远低于设定的可承受指数（3%）,水价仍有部分提升空间。在不破坏水资源的公益性及保障性,不超过居民承受力的前提下,水价仍可做部分提升,从而促进市民节约水资源。本文基于对西安市水资源价值的分析,为西安市今后合理制定水价以及可持续发展提供参考。     

基于面积-高程积分的地下水动态分析——以泾惠渠灌区为例

为了研究泾惠渠灌区的地下水动态特征,探讨面积-高程积分在地下水动态分析中的可行性,利用ArcGIS空间分析工具计算了灌区地下水面积-高程积分数据,绘制了不同时期的地下水面积-高程积分曲线,分析了灌区地下水水位与储存量动态特征。结果显示:1978?—?2012年,泾惠渠灌区地下水面积-高程积分值为0.46、0.44、0.38、0.39,表明地下水水位与储存量整体呈下降趋势;1991?—?2012年,410.00?—?446.19 m水位区间面积由1978年的2.54下降为0,342.51?—?360.00 m水位区间面积多年持续增加,中等水位区间存在演化差异性,反映出不同时期地下水开发强度具有空间变异性;以1978年为基准,至2012年地下水储存量减少约7.08×10~8 m~3;降水、地表水引水量、人工开采是影响泾惠渠灌区地下水动态的重要因素,补排失衡是引起灌区地下水储存量下降的主要原因。研究表明:面积-高程积分曲线可以表征地下水水位空间结构特征和储存量的变化情况,利用面积-高程积分值能够近似估算地下水储存量变化量,证明了面积-高程积分在地下水动态研究中具有一定的实用性。     

银川地区地下水水化学特征演化规律及水质评价

研究地下水的水化学特征演化规律及水质评价,对地下水水资源保护和可持续开发利用具有重要意义.本文根据银川地区1991—2016年地下水水质监测资料,运用经典统计学、Piper三线图解法、Gibbs图解法、离子比值法对研究区地下水水化学特征及演化规律进行分析,并利用模糊综合评价法对研究区62个水样点进行水质评价.结果表明,26年来研究区地下水化学组分未发生明显变化,为偏碱性硬水.多年地下水中各离子含量排序一致,阳离子含量排序为:Na~+Mg~(2+)Ca~(2+)K~+,阴离子含量排序为HCO~-_3 Cl~-SO■.当前银川地区地下水水质基本满足生活饮用水的标准,山前冲洪积平原地区水质良好,丰登镇及北部地区水质最差,部分井孔的TDS大于2000 mg·L~(-1).地下水水质在1996年最差,自2006年以来得到明显改善.研究区地下水化学组分及水质受到水文地质条件、蒸发浓缩作用、岩石风化作用、补给水成分及人类活动的综合影响.     

顶板含水层防水试验的钻孔单位涌水量计算方法

为了实现利用井下放水试验获取顶板含水层的钻孔单位涌水量,采用抽水试验中的地下水动力学计算公式,结合观测孔的水位降深,给出了放水孔水位降深的计算方法;利用观测孔水位降深和观测孔与放水孔之间距离的对数曲线图,提出了放水孔水位降深的图解法;对于承压含水层,基于钻孔单位涌水量与含水层渗透系数之间的线性相关关系,可以通过含水层的渗透系数获取钻孔单位涌水量;通过实例分析,解析法和图解法计算得到的放水孔单位涌水量相近,结合现场放水试验情况,分析了放水孔单位涌水量的可靠性,并对3种方法的适用条件进行了讨论。研究结果表明:利用放水试验获取的放水孔单位涌水量符合实际情况,可以作为含水层富水性评价和矿井水文地质条件分析的依据。     

西安市室内外氡的变化特征及影响因素研究

于2015年10月到2016年9月,利用RAD7测氡仪对西安市室内外氡浓度进行监测,考察了室内外氡的日变化特征,探讨了气象因素与通风条件对氡浓度变化的影响规律。结果表明,室内氡浓度日变化范围在40~100 Bq/m~3,呈现夜高昼低的分布特点,且与温湿度分别呈负、正相关关系。自然通风3 h氡浓度可降至室外水平。不同气流形式下,室内氡浓度均随换气率增大而减小,且均在换气率为2次/h的情况下降至室外水平,下降速率从大到小依次为侧送顶排、侧送底排、侧送侧排。室外氡浓度日变化范围在3~33 Bq/m~3。受气象条件影响显著。清洁天与霾天时,氡浓度日变化仍为夜高昼低,清洁天变化范围较霾天更为明显;雨天无明显变化规律。不同天气下,室外氡浓度水平从大到小依次为霾天、清洁天、雨天。加强室内通风、选取合适的气流组织形式,以及保持空气清洁可作为室内外降氡防氡的重要措施。     

三氯生胁迫下中华大蟾蜍蝌蚪RAPD条件的优化及分析

以中华大蟾蜍(Bufo gargarizans)蝌蚪为试验材料,对26期蝌蚪进行了0、50μg/L和100μg/L三氯生的慢性水体暴露直至蝌蚪发育至变态高峰期(42期);暴露结束后,以对照基因组DNA为模板,采用单因素试验对RAPD反应体系中的DNA聚合酶用量、d NTPs浓度、引物浓度和模板用量进行了优化,并采用该技术评估了三氯生暴露对蝌蚪的遗传毒性效应。结果表明,25μL RAPD反应体系中各因子的适宜用量或浓度分别为:模板DNA 25 ng,d NTPs 200μmol/L,Taq DNA 1.0 U,引物0.4μmol/L。与对照相比,三氯生暴露处理蝌蚪的RAPD图谱出现了明显的扩增谱带的变化;50μg/L和100μg/L的三氯生慢性暴露可导致模板稳定性分别下降至58.4%和49.3%。研究表明,RAPD技术可以有效地用于检测三氯生胁迫所造成的DNA损伤。三氯生污染所引发的毒理效应不容忽视。     

氟离子慢性暴露对中国林蛙蝌蚪生长发育的毒性效应研究

氟元素以不同的结合形式广泛存在于自然界中,适量氟的摄取有益于龋齿预防和骨骼发育,然而过量氟的摄取会对动物及人体健康造成危害。近年来,大量的人类活动导致水环境中氟含量持续升高。为探究水域氟污染对中国林蛙的毒性影响,本研究以中国林蛙(Rana chensinensis)胚胎为试验材料,对卵黄栓期(G12期)胚胎进行了0、0.7、4.2、19.4、42.8 mg·L~(-1)F-慢性水体暴露直至胚胎发育到变态高峰期(G42期)的研究。分别于暴露25 d和40 d后取样测定了蝌蚪全长、体长、体重和发育分期;此外,分析了F-慢性暴露对变态率、G42期蝌蚪的全长、体长、体重和后肢长以及G42期蝌蚪骨骼发育的影响。结果表明:暴露25 d时,4.2 mg·L~(-1)F-处理组促进了林蛙蝌蚪的生长发育,而42.8 mg·L~(-1)F-处理组显著抑制了蝌蚪的生长发育;暴露40 d时,19.4 mg·L~(-1)F-和42.8 mg·L~(-1)F-处理组蝌蚪的生长发育均受到显著抑制。持续进行慢性暴露78 d后,4.2 mg·L~(-1)F-处理组蝌蚪的变态率显著升高,而42.8 mg·L~(-1)F-处理组蝌蚪的变态率受到了显著抑制。此外,42.8 mg·L~(-1)F-处理组G42期蝌蚪形态指标(全长、体长和后肢长)以及骨骼发育均受到抑制。依据G42期中国林蛙蝌蚪的生长发育指标和变态率为观察指标,氟离子慢性暴露对中国林蛙蝌蚪的最低可观察效应浓度(LOEC)为0.7 mg·L~(-1)。研究表明,水环境中高浓度的氟污染会对中国林蛙蝌蚪的生长发育、变态和骨骼发育等造成潜在的不利影响,水体氟污染的生态毒性效应理应引起高度重视。     

基于监测数据对邻苯二甲酸酯在室内PM2.5-空气和灰尘-空气间分配状态的研究

邻苯二甲酸酯(PAEs)是室内环境中广泛存在的内分泌干扰物之一.过去认为气相媒介传输机制主导包括PAEs在内的SVOCs在室内环境中分配的观点近年来已受到质疑.为探究PAEs在真实室内环境中的分配状态,本文利用监测数据计算PAEs在PM2.5-空气和灰尘-空气之间的分配系数(分别为Kp和Kd),并与平衡状态下的分配系数(Kp*和Kd*)比较.夏季和冬季DiBP、DnBP和DEHP在PM2.5-空气间的Kp中位值(m3·μg-1)分别为0.053和0.011、0.010和0.004、0.021和0.025.与Kp*的比较表明整体而言DEHP的分配在两季均无法达到平衡,其在PM2.5中的浓度低于与气相平衡时的浓度;DiBP和DnBP的分配在两个季节均可能趋于平衡.夏季和冬季DiBP、DnBP和DEHP在灰尘-空气间的Kd中位值(m3·mg-1)分别为0.13和0.06、0.02和0.018、5.62和0.76.与Kd*的比较表明整体上3种PAEs在两个季节都偏离平衡状态:夏季3种PAEs灰尘中的浓度均显著高于与气相平衡时的浓度,而冬季则相反.通过分析可以得到:1)PAEs可从源材料直接传输至灰尘;2)空气湿度和PM2.5的有机成分亦可能对PAEs在空气和PM2.5间的分配状态产生影响.