不同降雨特征下缓冲带水分及TN分配规律

以3种典型植被缓冲带为研究对象,基于现场监测、质量平衡、相关分析等方法,探明缓冲带水分分配与降雨、土壤因子的关联性,确定水分及总氮(TN)污染负荷去除分配系数.结果表明,径流与降雨量呈高度正相关(0.980~0.987,P<0.01),渗流与降雨量、降雨历时呈显著正相关(0.595~0.828,P<0.01).植被缓冲带在14.3mm以下降雨不产流,中雨、大雨、暴雨平均产流系数为0.10、0.36和0.72,TN负荷平均截留系数分别为11.0、8.2和4.5mg/(m²·mm),径流及TN负荷去除效果随雨量增大而降低.中大雨、暴雨下植被缓冲带水分分配分别以土壤渗透(0.48~0.71)、末端出流(0.69~0.74)为主,TN负荷去除以土壤渗透为主(中雨56%、大雨44%、暴雨20%).茎叶覆盖地表、根系细密发达的植被去除效果更好,其中百慕大缓冲带对水分、白花三叶草缓冲带对TN负荷的去除效果最优,分别达60%和61%.即使在高地下水位的平原河网地区,缓冲带对径流与TN负荷削减仍发挥重要作用,特别是在50mm以下降雨发生频率较高的区域.研究结果为降雨、植被多因素影响下的径流污染削减差异化评估提供数据支撑,为不同降雨特征下缓冲带径流污染控制提供重要的参考价值.     

典型工业区地下水细菌群落多样性特征与环境因子响应初探

为探究上海市典型工业区地下水细菌群落组成结构和多样性,采用Illumina MiSeq高通量测序技术,结合地下水三氮、重金属和有机物等指标分析,探讨典型行业地下水细菌群落与环境因子的关联性及响应机制.结果表明,石油化工业地下水的氨氮(NH⁺₄-N)显著高于纺织业、金属制品业和其他行业(P<0.05),分别高出64.49%、 32.46%和113.91%;有机物主要检出指标为总石油烃(TPH)和挥发酚,石油化工业的地下水挥发酚浓度显著高于纺织业、金属制品业和其他行业(P<0.05);金属制品业砷(As)浓度显著高于石油化工业和其他行业(P<0.05),分别高出49.26%和50.59%;氯化物(Cl^-)、锰(Mn)和硫酸盐(SO₄^2-)等在不同行业中都存在显著性差异(P<0.05).纺织业地下水细菌群落Shannon指数最高,达到3.14,金属制品业地下水Shannon指数和Ace指数最低,分别为2.42和960.46.工业区地下水细菌中优势菌门为变形菌门...     

土壤汞污染及其修复技术研究进展

汞是一种全球性的污染物,环境中的汞污染问题引起了各国学者的关注。为了解汞污染土壤研究的进展,在概述国内外土壤汞污染现状及其危害的基础上,重点对汞污染土壤的修复技术进行了系统综述,主要包括:热处理技术、淋滤修复技术、固定化技术、电动修复技术、植物修复技术、基因修复技术以及纳米修复技术等。此外,还对土壤汞污染修复未来的研究方向进行了展望。     

石油污染滩涂生物体内TPH分布及健康风险评估

通过研究溢油事故污染区域中典型生物体内TPH（Total Petroleum Hydrocarbons）分布特征,对其进行暴露人体健康风险评估,从而为污染区域的生态系统修复与恢复工作提供指导依据。在研究区域受溢油污染并采取应急处置10个月后,采集了位于4个污染滩涂集中填放区和1个不受污染的对照区内的生物体和沉积物样品,采用紫外分光光度法和荧光分光光度法测得 TPH 含量。结果表明,污染区域中无齿螳臂相手蟹 Chiromantes dehaani）肌肉组织中的 TPH 含量分布范围为2.94~39.63 mg·kg-1,内脏中的TPH含量分布范围为8.62~155.41 mg·kg-1,内脏组织中的TPH含量高于肌肉组织,两者呈显著的相关性（Pearson相关系数r=0.9456）。受潮汐水动力等环境因素的影响,整个研究区域生物体内TPH的累积呈现不连续非均质特征。生物体肌肉和内脏组织中的TPH含量与沉积物中TPH含量具有明显的线性关系（y=283.3 x+100,r2=0.9901;y=60.701 x+100,r2=9038）,溢油事故造成的沉积物污染是影响生物体内TPH累积的一个重要因素。同时,采用US EPA人体暴露风险评价方法进行人体健康风险评估,结果显示,污染区域生物体内TPH经口摄入的暴露风险指数ERI均值均大于1,分别为1.13、1.05、2.58、2.73,暴露风险处于不可接受水平。根据人体健康风险的可接受水平计算得出可接受的无齿螳臂相手蟹体内TPH安全值为34.4 mg·kg-1,进一步计算得出污染区域沉积物中TPH的修复目标值为2513 mg·kg-1。     

滨岸缓冲带植物群落优化配置试验研究

选择上海地区常见土著植被,设置草、灌、乔不同配置模式,构建了上海市青浦区东风港滨岸缓冲带试验基地,以开展不同植物群落配置方式下滨岸缓冲带面源污染防治和土壤抗侵蚀能力的现场试验.结果表明,草皮缓冲带截留径流污染物能力最强,12 m长的百慕大试验带对同体悬浮物(SS)的截留率达到70%左右,对径流水中TN、TP净化效果也基本达到20%以上;草皮和乔木组合栽种能显著提高缓冲带对径流水中SS、N、P等污染物质的净化效果,并能有效防止裸露地表因受径流冲刷而造成的水土流失;草皮根系有助于提高浅层土壤抗侵蚀能力,在0-20 cm土层.百慕大样地土壤平均抗剪切强度最高,为98.28 kPa;灌木和乔木则对提高较深层土壤抗侵蚀能力效果较好,在20-55 cm土层,杞柳和女贞样地土壤平均抗剪切强度分别为103.10和122.08 kPa,而百慕大样地则仅为77.88 kPa;草、灌、乔的合理配置能有效提高滨岸缓冲带的面源污染防治和土壤抗侵蚀能力.     

基于碳稳定同位素的滨岸草地生态系统土壤有机碳贡献研究

通过测定4种长三角地区常见的滨岸草本植物（百慕大、白花三叶草、高羊茅与白茅）所在样地中不同形态的土壤碳库含量及土壤有机碳稳定同位素丰度来探索该区域土壤碳库及碳稳定同位素分布特征，并利用稳定同位素混合模型，研究滨岸草地生态系统对土壤碳库的贡献。结果表明：（1）土壤中总碳、有机碳、溶解性有机碳含量随着深度的增加而逐渐降低。总碳、有机碳、溶解性有机碳在4种植物样带的表层土壤中，平均含量分别为2211、1144、5395 mg·kg-1;而深层土壤中则仅为1557、707、1947 mg·kg-1，远低于表层土壤中的含量。且土壤总碳、有机碳及溶解性有机碳两两之间存在极显著的正线性相关；（2）土壤有机碳稳定同位素在垂直方向上表现出C3植物δ13C值随深度增大而增大、C4植物δ13C值随深度增大而减小两种特征。两类植物的平均土壤有机稳定碳同位素δ13C值分别由表层土壤中的-2524‰、-2233‰变化为深层土壤中的-2435‰、-2327‰；（3）借助稳定同位素混合模型计算后发现：不同植物对土壤有机碳的贡献率及有机碳累积速率完全不同。其中百慕大贡献率为1219%、累积速率为6279 g·m-2·a-1；白花三叶草贡献率1434%、累积速率为7534 g·m-2·a-1;高羊茅贡献率为3595%、累积速率为18184 g·m-2·a-1；白茅贡献率为1851%、累积速率为9770 g·m-2·a-1。     

河滨修复湿地不同植物配置对甲烷排放的影响

为了探讨河滨修复湿地在不同条件下CH₄的排放规律及降低CH₄排放的调控途径,以自行设计和建造的河滨湿地为研究对象,对植物种类配置及植株密度进行人为调控,运用静态箱-气相色谱法测定CH₄排放通量. 结果表明:①CH₄排放通量具有明显的季节性变化规律,其中夏季最大,占全年CH₄总排放量的50%以上;冬季最小,低于全年CH₄总排放量的5%. ②植物种植会明显增加CH₄的排放,不同植物类型通过改变w(SOC)(SOC为土壤有机碳)、气体传输机制以及产CH₄菌群落来改变湿地的CH₄排放,4种供试植物中,通气组织较发达的芦苇和水葱湿地CH₄排放通量分别为(1.98±0.78)和(1.41±0.58)mg/(m2·h),显著低于黄菖蒲的(6.77±1.92)mg/(m2·h). ③提高植株密度可以通过增加输气通道和提高w(SOC)来促进湿地CH₄排放,黄菖蒲植株密度为150株/m2时,CH₄平均排放通量为(10.31±2.56)mg/(m2·h),比植株密度为56株/m2时高出近30%. 因此,建议在新建和修复河滨湿地的设计和建造过程中,种植芦苇和水葱等通气组织较发达的植物,并在满足湿地修复、生态环境保护和景观营造等要求的前提下,适当控制植株密度,以有效减少CH₄排放.      

激光诱导击穿光谱技术在环境领域中的应用动态

激光诱导击穿光谱技术是一种通过分析物质等离子体发射光谱而获取物质成分和含量的分析技术。近些年,该技术已经成为光谱学领域的研究热点且发展迅速,涌现出多种新的检测手段和仪器。从它的基本原理、发展历史及其在土壤、水和大气等生态环境保护领域的应用情况为基础,分析总结其优点以及所面临的问题和挑战。     

水力停留时间变化对2种人工湿地净化效果的影响

依托建立在新沂河河漫滩的人工湿地中试工程开展现场实验,研究分析水力停留时间变化对2种人工湿地污染物净化效果的影响。结果表明:水力停留时间的变化显著影响潜流和垂直流湿地污染物净化的效果,2种湿地高锰酸盐指数和氨氮(NH4+-N)去除效果随水力停留时间的变化均呈现先上升后下降的趋势。垂直流人工湿地显示出比潜流湿地更好、更稳定的污染物净化效果,其高锰酸盐指数和NH4+-N去除效果的最佳停留时间均出现在2 d左右,2种污染物的去除率分别达到93.1%和87.7%;而潜流湿地在水力停留时间为2 d左右时高锰酸盐指数去除率最高,达到92.3%,在2.5 d左右的时候NH4+-N去除率最高,达到81.5%。潜流和垂直流湿地都适合应用于新沂河污染河水的处理,在设计和实践应用中,两者的水力停留时间参数均可设定为2 d。     

某石油污染滩涂沉积物中总石油烃和多环芳烃组成分布特征及源解析

对石油污染滩涂区域不同高程表层沉积物和部分垂直剖面沉积物进行采样分析,分别采用紫外分光光度法和气相色谱质谱联用法测定了沉积物中的TPH(总石油烃)和16种优控PAHs(多环芳烃),分析其组成分布特征,并进行了源解析。结果表明:中低潮滩表层沉积物中TPH质量比在15.20~63.27 mg/kg,与对照点质量比水平相当,远低于《海洋沉积物质量标准》(1 000 mg/kg),PAHs均未检出;高潮滩表层沉积物中TPH质量比在1 070.00~46 327.20 mg/kg,显著高于对照点和相应中低潮滩沉积物中污染物质量比,部分点位严重超出《海洋沉积物质量标准》,PAHs质量比在0.60~30.90 mg/kg,多数点位属于重度污染;3号点和7号点高潮滩垂直剖面样品中TPH和PAHs质量比呈现随深度增加而降低的趋势,9号点则相反;高潮滩沉积物中TPH和PAHs质量比之间呈显著正相关关系(Pearson相关系数r为0.985,p0.01),具有同源性;各点位TPH均以C17~C36质量分数最高,其占比为80.15%~94.40%,PAHs组成均以2~3环为主,占比为58.14%~87.70%,低环PAHs以萘、芴和菲为主要污染物。TPH和PAHs组分特征表明,研究区域的滩涂沉积物受到了重油污染影响。