基于格局和过程的流域生态系统减轻入库泥沙服务及价值-以雅砻江二滩水库为例

基于径流泥沙的运移过程,构建了沿汇流路径,结合不同土地覆被对泥沙拦截能力系数模拟每个像元截留泥沙使其不进入水库量的模型.结合单位体积淤泥的清淤费用、水库使用年限及贴现率进行构建价值量模型,并在二滩水库的集水区进行了模型的运用.结果表明:2000~2005 年,土地覆被格局的变化主要体现在雅砻江中上游草地向林地的转化和下游亲水区林地向农田和草地的转化.由此影响到2000和2005年土壤侵蚀总量变化不大,但2005年集水区向水库输沙总量有较大增加,农田也成为二滩水库最为主要的产沙源.多数被侵蚀的土壤在向二滩水库的运移过程中被各类生态系统截留,截留泥沙量的高值集中分布于二滩库区周边.林地平均截留泥沙绝对量较低,截留泥沙的能力未能得到有效发挥.集水区对于减轻进入二滩水库泥沙服务的总经济价值在2000和2005年分别达到442.2和785.8亿元.     

Photodegradation of perfluorooctanoic acid by 185 nm vacuum ultraviolet light

The photodegradation of persistent and bioaccumulative perftuorooctanoic acid （PFOA） in water by 185 nm vacuum ultraviolet （VUV） light was examined to develop an effective technology to deal with PFOA pollution. PFOA degraded very slowly under irradiation of 254 nm UV light. However, 61.7% of initial PFOA was degraded by 185 nm VUV light within 2 h, and defluorination ratio reached 17.1%. Pseudo first-order-kinetics well simulated its degradation and defluorination. Besides, fluoride ion formed in water, 4 shorter-chain perfluorinated carboxylic acids （PFCAs）, that is, perfluoroheptanoic acid, perfluorohexanoic acid, perfluoropentanoic acid, and perfluorobutanoic acid. These were identified as intermediates by LC-MS measurement. These PFCAs consecutively formed and further degraded with irradiation time. According to the mass balance calculation, no other byproducts were formed. It was proposed that PFCAs initially are decarboxylated by 185 nm light, and the radical thus formed reacts with water to form shorter-chain PFCA with one less CF2 unit.     

Optimization of process parameters using response surface methodology for bioconversion of activated sludge by Penicillium corylophilum

The optimization of process parameters for the bioconversion of activated sludge by Penicillium corylophilum was investigated using response surface methodology （RSM）. The three parameters namely temperature of 33℃, agitation of 150 r/min, and pH of 5 were chosen as center point from the previous study of fungal treatment. The experimental data on chemical oxygen demand （COD） removal （%） were fitted into a quadratic polynomial model using multiple regression analysis. The optimum process conditions were determined by analyzing response surface three-dimensional surface plot and contour plot and by solving the regression model equation with Design Expert software. Box-Behnken design technique under RSM was used to optimize their interactions, which showed that an incubation temperature of 32.5℃, agitation of 105 r/min, and pH of 5.5 were the best conditions. Under these conditions, the maximum predicted yield of COD removal was 98.43%. These optimum conditions were used to evaluate the trail experiment, and the maximum yield of COD removal was recorded as 98.5%.     

2008奥运和后奥运时段北京大气颗粒物质量浓度和数浓度比对研究

为探索奥运和后奥运时段北京地区大气颗粒物质量浓度和数浓度变化规律及其主要影响因素,于2008-08-08～2008-10-07期间,在中国科学院大气物理研究所325 m气象观测塔附近的办公楼楼顶使用微量振荡天平（TEOM）和空气动力学粒谱仪（APS）在线实时测量颗粒物质量浓度和数浓度,同时结合地面气象资料和HYSPLIT轨迹模式对颗粒物的来源和传输过程进行了探讨. 结果表明,奥运期间北京大气颗粒物粗细粒子质量浓度（PM_2.5～10和PM_2.5）平均值分别为（23.1±1.6） μg·m^-3和（55.5±7.3）μg·m^-3,比非奥运时期分别降低18.2%和16.0%,比非源控制时期分别降低22.3%和18.0%;而奥运期间粗细粒子数浓度（PN_2.5～10和PN_0.5～2.5）平均值分别为（15±1）个·cm^-3和（3138±567）个·cm^-3,比非奥运时期分别降低23.4%和27.5%,比非源控制时期分别降低29.5%和34.3%. 观测期间风速、相对湿度和前1 d的降水与颗粒物质量浓度和数浓度存在显著线性关系,逐步回归分析结果显示,风速和相对湿度可以解释细粒子质量浓度和数浓度变化的42%和53%,而风速和前1 d的降雨则可以解释粗粒子质量浓度和数浓度变化的21%和39%;观测期间北京大气颗粒物主要受保定、石家庄等偏南地区输送的影响,偏南弱气流使北京大气细粒子质量浓度和数浓度迅速增加,而偏北强气流使区域大气粗细粒子得到彻底清除,体现了北京地区大气粗粒子受局地排放控制而细粒子受区域污染输送的特征. 对比观测期间颗粒物累积清除的2次典型过程发现,气象因素影响颗粒物浓度值波动,而局地源排放减少和区域输送减弱则使颗粒物粗细粒子浓度显著降低,北京及周边省（市、区）协同减排是保障奥运期间优质空气质量的主要原因.     

太湖流域稻田不同氮肥管理模式下的氮素平衡特征及环境效应评价

研究了不同氮肥管理模式下的稻田氮素平衡特征和环境效应.在太湖主要入湖河流直湖港下游开展了农户常规施肥处理、缓控释肥处理、有机无机肥配施处理、按需施肥处理以及化肥减量优化处理5种氮肥管理模式的田间小区试验,实测了稻季的径流和淋洗氮损失,估算了氨挥发和N₂O等气体损失,分析了不同氮肥处理下的环境排放量和氮素平衡特征.与农户常规施肥处理相比,其他处理在减少氮肥总投入量20%～40%的情况下产量与农户对照基本持平,氮肥利用率提高了14.5%～44%.不同氮肥管理模式下,缓控释肥处理和按需施肥处理的氮环境排放量最低,比农户施肥处理分别降低了52.8%和45.4%.在等氮量投入下,有机无机配施处理比纯化肥处理减少了环境氮排放量.农户施肥处理存在着明显的氮盈余,增加了麦季氮流失的风险,按需施肥处理略微出现氮亏缺,在一定程度上减少了麦季氮流失风险.新型缓控释肥处理和按需施肥处理能在不降低产量和效益的情况下,提高氮肥利用率,减少环境排放量,是值得在太湖流域推广的经济环保氮肥管理模式.     

放射性环境中优势细菌对水泥砂浆的腐蚀影响

微生物腐蚀是指由微生物或其代谢产物所引起的材料破坏和恶化。为了研究放射性环境土壤中优势微生物对水泥砂浆腐蚀的影响,以湖南铀尾矿场址土壤中富集培养筛选的优势细菌菌群作为砂浆试件的腐蚀质,采用浸泡腐蚀的方式,通过测试特定腐蚀龄期砂浆试件的质量损失、强度损失、碳化深度,并采用扫描电子显微镜和X射线衍射仪进行微观分析,来研究微生物对砂浆的腐蚀作用。结果表明:随腐蚀龄期增长,细菌试验组的试件抗压强度明显低于无菌对照组,腐蚀龄期为168 d时,细菌试验组的抗压耐腐蚀系数降到0.86,而无菌对照组在0.9以上;细菌试验组质量损失率和碳化深度均高于无菌对照组,腐蚀龄期为168 d时,细菌试验组碳化深度达2.0 mm,是无菌对照组的2倍;微观结构显示,有细菌存在的条件下更易生成钙矾石晶体,从而影响砂浆的力学性能及耐久性。研究表明,优势细菌的存在能加速水泥砂浆的腐蚀。     

MMT对汽油机微粒排放影响的试验研究

在一台自然吸气式气口喷射汽油机上,开展了甲基环戊二烯三羰基锰(MMT)汽油添加剂对发动机微粒粒径分布、数量浓度和质量浓度影响的研究.结果表明,随着含锰量的增加,核膜态和积聚态颗粒的数量浓度都急剧增加,微粒中超细颗粒所占比重大幅增加,微粒排放的质量浓度逐渐增加.当量比燃烧时,核膜态微粒的数量浓度随着负荷的增加而降低,而在外特性时所有粒径的数量浓度都大幅度增加.随着含锰量增加,微粒数量浓度随负荷增大而降低的趋势逐渐减弱.     

土壤和沉积物中钚同位素组成的质谱分析方法

钚-238是一种半衰期较长的人为放射性核素,其含量极低,准确分析其同位素组成依赖于高效率的分离富集技术及高灵敏度的检测技术。本文综述了电感耦合等离子、电子加速、热电离和共振电离四种质谱分析方法在土壤和沉积物中钚同位素分析方面的应用现状,从技术原理、应用和成本等方面对比分析了各种分离和纯化方法、质谱检测方法的优势与不足,为钚同位素的地球化学应用及我国核能应用过程环境影响评估提供技术支持。     

动态反应池-电感耦合等离子体质谱法测定大气降水中的钠、镁、钾、钙离子研究

应用电感耦合等离子体质谱法测定大气降水中的钠、镁、钾、钙离子,通过优化质谱仪工作参数和动态反应池参数等方式,提高检测方法灵敏度,降低质谱干扰,以获得更低的背景等值浓度与检出限,通过国家标准样品的分析与实际样品加标回收试验,证实了方法的线性、精密度、准确度等均符合测定要求,对比原子吸收光度法、离子色谱法具有多元素同时分析,速度快,空白低,干扰小,操作简单等优点,适合大批样品的分析.     

基于毒性效应的非目标化学品鉴别技术进展

现代社会大量化学品的生产与广泛使用造成了地表水、地下水、沉积物、土壤等环境受到污染,并对人体健康和生态系统构成威胁。基于毒性效应的关键致毒物质鉴别技术(effect directed analysis,EDA)已经在水体、沉积物的致毒物筛选方面得到了一定的应用。但是由于污染物组成复杂、范围广、基质干扰高、同分异构体广泛存在、人工合成标样缺少等问题,非目标致毒化合物的鉴别成为了EDA的瓶颈技术。逐渐发展的色谱与质谱技术、数据库指标在化合物筛选识别中发挥了重要作用。本文综述了基于高分辨质谱,数据库搜索,色谱保留特征,模型构建来筛选识别化合物的方法,总结了近年来化合物筛选识别方法在环境新型污染物及药物筛选等方面的应用并分析了化合物筛选识别所存在的问题与应用前景。这些方法可以提高非目标化合物筛选的准确性和通量,减少样品复杂性和基质干扰带来的负面影响,从而有利于未知化合物的确定。