污水新型冠状病毒监测研究进展及启示

新冠肺炎疫情暴发以来,全球多个国家和地区频繁在污水中检测出新型冠状病毒核酸. 开展基于污水流行病学的污水新型冠状病毒监测,可作为人群新冠肺炎监测的重要补充,获得的核酸浓度数据和序列突变分析结果,可为新冠肺炎疫情早期预警、早期发现无症状感染者、评估感染规模、监测人群流行趋势、开展病毒溯源调查、制定防控政策等提供科学依据. 鉴于此,本文系统介绍了国内外污水中新型冠状病毒的来源及影响病毒存活的主要因素,归纳了常用的污水新型冠状病毒富集浓缩和核酸检测方法,概括了全球已开展的监测项目、进展及现存科学问题,指出了现有研究的局限性,包括缺乏污水中新型冠状病毒的分布特征及感染性研究、预测预警模型开发与应用不足等. 为我国下一阶段新冠肺炎疫情或者未来可能出现的突发重大疫情的精准防控提供借鉴与参考,提升我国应对传染病及非传染病的预测预警、流行规模评估及精准施策的能力.      

安徽庐江县砖桥潜在富硒土壤重金属元素空间变异与来源

为查明安徽省庐江县砖桥村周边潜在富硒区土壤中重金属及Se元素的空间分布特点及来源,采集该区域范围内430个表层（0~20 cm）土壤样品,测定土壤中w（OM）、w（TN）、w（TP）、w（K₂O）、w（TS）、w（TFe₂O₃）、w（As）、w（Cd）、w（Cr）、w（Cu）、w（Hg）、w（Pb）、w（Ni）、w（Se）和w（Zn）,并运用GIS、地统计学和主成分分析等方法进行土壤重金属元素空间变异特性与来源分析.结果表明:研究区土壤中w（Cr）、w（Ni）均低于GB 15618-2018《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》中的土壤污染风险筛选值,只有1个采样点的w（As）、w（Hg）和极少数采样点的w（Cd）、w（Pb）、w（Zn）以及部分采样点的w（Cu）超过GB 15618-2018土壤污染风险筛选值,但农产品不存在Cu污染风险.土壤重金属和Se的质量分数的变异系数为0.23~0.80,属中等程度变异.土壤中w（Cr）与w（Ni）,w（As）与w（Se）,w（Cu）与w（Pb）、w（Zn）、w（Hg）、w（Cd）的空间分布特征相似,w（Zn）、w（Se）、w（Cu）、w（Cr）、w（Ni）的空间自相关性均较强,w（Pb）、w（As）、w（Hg）、w（Cd）的空间自相关性均处于中等水平,提取的5个主成分累计方差贡献率为71.677%.土壤中Se主要来源于富硒岩矿石,Cu、Zn主要来源于地质背景（矿脉发育）,Cr、Ni主要来源于成土母质,Pb、Cd、Hg主要受到地质背景和农业活动的共同影响,As受到富硒岩矿石和农业活动的共同影响.研究显示,综合土壤元素含量、变异强度、空间自相关及其提取的主成分,能有效识别成土母质、地质背景及农业活动等对农田土壤中重金属的影响;研究区内富硒岩矿石可持续为区域土壤提供Se源,土壤质量可满足地方发展特色富硒农业的要求.      

改进的尼梅罗污染指数法在地下水水质评价中的应用

在地下水水质评价中,尼梅罗污染指数法是一种数学过程简捷、运算方便的综合评价法。传统的尼梅罗污染指数法存在最大污染因子突出和各污染因子的权重未考虑等问题。为了避免传统方法不合理之处,采用变异系数法-熵权组合赋权法计算指标权重,此方法有效地考虑了各指标对环境的不同影响,使评价结果更客观实际。通过实例应用与传统方法对比,证明了此方法的合理性。     

艾比湖流域地表水水化学特征及空间变异特征分析

为了更好地了解艾比湖流域的水化学特征变化,采用2014年5月和10月2次的野外实地考察数据,利用多元统计和空间变异特征的方法分析艾比湖流域地表水化学特征。结果表明:1)流域水化学组成以Na+、Cl-离子为主,其次为Mg~(2+)、SO_4~(2-)。2)通过因子分析可得,第一主成分包括TDS、矿化度和Mg2+,第二主成分为p H。3)聚类分析结果显示在以5为阈值的前提下将丰水期的水化学参数聚为两类,一类为HCO-3、K+、Ca~(2+)、Cl~-、Na~+、SO_4~(2-)、p H和Mg2+,另一类为TDS、电导率和矿化度;而枯水期可聚为3类,第一类为HCO-3、K+、Ca2+、Cl-、Na+、SO_4~(2-)和Mg2+,第二类为TDS、电导率和矿化度,第三类为p H。4)根据水化学参数的空间分布特征分析得出,从丰水期到枯水期各水化学参数空间变异较为明显,并且均呈下降趋势,其中K+的空间变异最为显著,p H的最不显著。     

福建西部山地水土流失区土壤呼吸的空间异质性

土壤呼吸(Rs)作用的空间异质性对于准确估算水土流失区碳收支具有重要意义.通过对长汀县河田镇59个样地的土壤呼吸及土壤全氮(TN)、碳氮比(C/N)、有机碳含量(SOC)、叶面积指数(LAI)、土壤温度(T_(10))、土壤湿度(W)等影响因子测定的基础上,运用传统和地统计学的方法分析了土壤呼吸及其影响因子的空间异质性.结果表明,Rs及其影响因子的变异程度大小依次为:LAISOCTNRsC/NT_(10)W;Rs与T_(10)呈极显著正相关(P0.01),与TN呈显著正相关(P0.05),与其他因子的相关性不显著(P0.05);TN、SOC和T_(10)这3个因子可以解释土壤呼吸27%的空间变化.地统计学分析结果表明:Rs具有中等程度的空间自相关性,结构性因子引起的空间异质性占52.89%,与随机因素的占比(47.11%)相当;Rs及其影响因子的分维数大小依次为:RsLAIC/NT_(10)SOCWTN;Rs的空间分布格局与TN和T_(10)的空间分布格局较为一致,而与C/N、SOC、LAI的空间分布格局不同.在95%置信水平和90%估计精度下,Rs的合理采样数量为62个.     

江西省耕地土壤碳氮比空间变异特征及其影响因素

以江西省2012年测土配方施肥项目采集的16 582个耕地表层(0~20 cm)土壤样点数据,运用普通克里格和回归分析方法,对江西省土壤碳氮比(C/N)空间变异特征及其影响因素进行分析.结果表明江西省土壤C/N在2.98~52.67之间,平均值为11.72,变异系数为25.17%,呈中等变异性.经半方差分析,土壤C/N的块金效应为88.44%,其空间变异受结构性和随机性因素共同影响,但随机性因素的影响更大.土壤C/N空间分布较为平滑,高值区主要分布在九江市彭泽县、萍乡市上栗县和抚州市乐安县.地形因子、耕地利用方式、成土母质、土壤类型和氮肥施用量对土壤C/N空间变异影响均显著(P0.05),但影响程度不一.地形因子可解释0.3%的土壤C/N空间变异,耕地利用方式的独立解释能力为1.4%,成土母质的独立解释能力为2.4%,土类、亚类和土属的独立解释能力分别为2.7%、3.6%、5.5%.氮肥施用量对土壤C/N空间变异的独立解释能力最高,为33.4%,是引起江西省土壤C/N空间变异最主要的因素.     

变异系数法评价人类活动对地下水环境的影响

北京市平原区地下水系统可以分为6个子系统.由于各子系统的水文地质条件不同,人类活动对其影响程度也不同.为评价人类活动对各子系统的影响,以2011年9月地下水样品数据做基础,选取水质相对较差的第一和第二含水层组为评价层位,考虑总硬度、溶解性总固体、硫酸盐、氨氮等13项人为活动影响指标,采用变异系数法确定各指标的权重,以及参考国标确定各指标评价分值的方法,叠加计算各水样的综合分值,评价平原区地下水水质状况.以地下水子系统为评价单元,以各类型水质分区为评价要素,对比分析各子系统受人类活动影响程度.评价结果表明,人类活动对第一含水层组的影响大于第二含水层组,永定河地下水子系统和潮白河地下水子系统受影响大于其他地下水子系统.     

小流域土壤有机质和全磷空间变异分析——以安徽省舒城县龙潭小流域为例

为了解土壤的地域差异性,基于地统计学半方差函数理论和GIS空间克立格插值定量分析了安徽省舒城县龙潭小流域有机质、全磷的各向同性、各向异性变异特征及分布格局.结果表明,有机质、全磷的半方差拟合模型均为指数模型,两者的分布都显示了强烈的空间自相关,自相关距离分别为642 m、435 m.有机质、全磷变异的各向异性都比较显著,有机质在0°、50°方向上变异程度明显大于90°、145°方向;全磷则在0°、145°方向的变异程度更加突出.有机质、全磷的分布呈明显的块状和带状,其中有机质中部含量高,南部、西部含量低;全磷则是南部、西北含量高,西部、东北含量低.     

全球气候变化背景下台湾海峡浮游植物的长期变化

为了解气候–海洋环境变异的生态影响,阐述并比较了1984~1985年和2006~2008年台湾海峡浮游植物分布的时空变化特征.结果表明:浮游植物物种多样性指数和均匀度分别由3.29和0.62降至2.90和0.55;平均细胞密度增加3.7倍,由372.0×104 cells/m3增加到173 8.8×104 cells/m3;种类组成里暖水种比例提高了7.3%,由45.9%上升到53.2%;浮游植物主要优势种组成趋于简单和小型化,如小型硅藻柔弱拟菱形藻(Pseudonitzschia delicatissima)和细弱海链藻(Thalassiosira subtilis),其平均丰度和优势度显著提高.浮游植物群落的这些年代际分布变异可看作全球气候长期变暖背景下对台湾海峡环境变化的生态学响应迹象.图3表6参34     

付老文泡湿地贴地气层中CO_2日平均浓度沿环境梯度的空间分异特征

以付老文泡湿地为研究区,在典型样带内设置具有不同环境梯度的六个观测区,研究了样带内贴地气层CO2日平均浓度的空间分异特征。结果表明,付老文泡湿地在7月份的贴地气层CO2日平均浓度较低,总平均值为264.14μmol/mol;付老文泡湿地最大CO2日平均浓度出现在近地面层,CO2日平均浓度由近地面层向上呈现下降趋势。在四个高度水平上,CO2日平均浓度的水平分异特征明显,高值区和低值区分别出现在洼地和高地。在水分梯度作用下,洼地区内CO2日平均浓度在四个高度水平上均表现为样地A<样地B<样地C,且在垂直方向上均呈现出由近地层向上呈先减后增再骤然减少的变化趋势;样地D和样地E的CO2日平均浓度在垂直方向上变化趋势一致,由近地层向上呈现逐渐减少的变化趋势;而样地F的CO2日平均浓度的垂直变化不明显。