长江水体多氯联苯和有机氯农药污染特征与通量研究

河流作为陆源持久性有机污染物(POPs)进入海洋的重要途径,其POPs污染问题备受关注. 为了解我国“十三五”时期长江水体多氯联苯(PCBs)和有机氯农药(OCPs)的污染特征,以2017年11月—2018年11月在长江大通站采集的表层水为研究对象,利用气相色谱-三重四级杆串联质谱仪(GC-MS/MS)测定水体中溶解态、颗粒态PCBs和OCPs的浓度,分析水体中溶解态、颗粒态PCBs和OCPs的污染特征,通过化合物组成特征和比值揭示水体中PCBs、OCPs的来源,估算输出通量,并从污染物浓度、年径流量及输沙量三方面加以比较. 结果表明:大通站水体中溶解态∑₄₁PCBs和∑₉OCPs浓度范围分别为0.059~0.29和0.21~0.52 ng/L,颗粒态∑₄₁PCBs和∑₉OCPs浓度范围分别为0.26~0.88和0.34~0.89 ng/L. 六六六(HCHs)、滴滴涕(DDTs)和氯丹(CHLs)均以历史使用残留为主,而PCBs存在新的输入. PCBs、HCHs和DDTs的总输出通量(溶解态+颗粒态)分别为0.57、0.35和0.29 t/a,远低于其他学者于2009—2015年得到的长江入海PCBs、HCHs和DDTs的年均通量. 研究显示,大通站水体中溶解态、颗粒态PCBs和OCPs的污染特征不同,大通站相对较低的PCBs、HCHs和DDTs的输出通量与长江流域过去10年污染物浓度、年径流量和输沙量的整体降低直接相关,溶解态PCBs、HCHs和DDTs浓度显著降低是重要因素. 研究结果反映了我国“十三五”期间提出的长江经济带“共抓大保护,不搞大开发”和近20年坚持履行《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》的重要成效. 今后应重点关注大通以下至长江河口的污染物跨介质分配和交换通量,以系统揭示长江输出POPs在区域污染物“源汇”关系中扮演的角色.      

基于探索性数据分析的大型海藻重金属富集特征

大型海藻对海水中的重金属有较强的吸附作用,是重金属污染的理想指示生物。2017年6月,在枸杞岛海藻场采集到19种大型海藻优势种,使用ICP-MS检测7种重金属（Cu、Zn、Cr、Cd、Pb、As和Hg）的含量,结果表明,不同海藻的重金属含量存在显著差异,平均含量顺序为:Zn > As > Cr > Cu > Hg > Pb > Cd。重金属在不同海藻门类中的含量也存在差异,Cu、Cd和As在褐藻中含量较高,红藻中Zn、Cr含量较高,而绿藻中Hg和Pb含量较高。与国内其他海域相比,除Cu、Hg偏高外,枸杞岛海域海藻中其他重金属含量处于中低水平。采用聚类分析的方法,将19种大型海藻分为6类,同一种重金属的富集水平可分为3类。重金属含量相关性分析表明,Cd和As、Pb和Hg之间存在极显著相关,Cu和Pb、Zn和Pb之间存在显著相关。本文通过主成分分析计算可以得出,多管藻类对重金属的综合富集能力最强。     

锆负载量对锆镁改性膨润土吸附水中磷酸盐的影响

制备了锆氧化物(ZrO_2)含量分别为2.98%、7.81%、13.73%和33.70%的4种锆镁改性膨润土,并考察了锆负载量对锆镁改性膨润土吸附水中磷酸盐的影响.结果表明,较高的吸附剂投加量有利于水中磷酸盐被锆镁改性膨润土所吸附去除.锆镁改性膨润土吸附水中磷酸盐的动力学过程符合准二级动力学模型.锆镁改性膨润土对水中磷酸盐的吸附等温行为可以采用Langmuir、Freundlich和Dubinin-Redushckevich (D-R)等温吸附模型进行描述.增加溶液pH值不会导致锆镁改性膨润土对水中磷酸盐吸附能力的下降.锆镁改性膨润土对水中磷酸盐的吸附能力随其锆含量的增加而增加.但是,从总体上,锆镁改性膨润土中单位质量ZrO_2对水中磷酸盐的最大吸附量则随其锆含量的增加而降低.研究结果说明,锆镁改性膨润土适合作为一种吸附剂去除水中的磷酸盐,较高的锆负载量有利于增强锆镁改性膨润土吸附水中磷酸盐的能力,而较低的锆负载量则有利于提高锆镁改性膨润土中单位质量ZrO_2对水中磷酸盐的吸附能力.     

磺胺氯哒嗪对大肠杆菌的生长、突变及接合转移效应的影响

抗生素的大量使用导致细菌的耐药性,直接威胁了人类的生命健康,加剧了抗生素的环境生态风险.为了研究抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)的扩散与抗生素浓度之间的关系,本文以磺胺氯哒嗪(sulfachloropyridazine,SCP)为研究对象,测定了SCP对只有磺胺敏感大肠杆菌的单一菌液的生长和突变效应的影响,SCP对含有耐磺胺大肠杆菌和磺胺敏感大肠杆菌的混合菌液的生长、突变及RP4质粒和R388质粒的接合转移效应的影响.研究结果显示,单一菌液的突变促进效应浓度区间(RCS)和突变促进无效应浓度RC0-1皆小于混合菌液;4.0×10~(-5)—8.7×10~(-5)mol·L~(-1)浓度范围内SCP作用下,单一菌液的突变效应受抑制而混合菌液的突变效应相较于空白组显著促进(P0.05);1.9×10~(-5)—6.3×10~(-5)mol·L~(-1)浓度范围的SCP能够促进混合菌液的突变,对ARGs的筛选风险较大,且SCP在6.3×10~(-5)—1.5×10~(-4)mol·L~(-1)范围对RP4和R388质粒的接合转移效应有明显的抑制作用,说明在本实验浓度范围内SCP对接合子的促进风险较小.综上,单一菌液的效应不足以说明环境中磺胺类抗生素的突变风险,研究磺胺类抗生素对耐药基因传播的影响时应混合耐磺胺大肠杆菌和磺胺敏感大肠杆菌作为受试菌,实验证明环境中低浓度的SCP对抗性基因的产生的促进风险较大.     

土壤气相抽提过程中多孔介质扰动的数值分析

基于质量守恒与流体达西定律推导水气二相流动的连续性微分方程,进而结合饱和度~相对渗透率~毛细压力耦合关系构建二相流动数学模型,并建立多孔介质孔隙度变化与水气二相饱和度之间的数学关系,最终实现多孔介质扰动时空变化的定量表征.案例模拟分析结果表明:对于特定场地而言,抽提影响带的空间形态与抽提真空度密切相关,抽提真空度越大,影响半径及影响带内的气流速度越大,本案例中抽提真空度在11kPa和31kPa时的抽提影响半径分别达到8.5m和9m;在抽提过程中,孔隙度及渗透率随时间呈现先增加后稳定的显著变化,达到稳定所需的时长及其变幅则与离抽提段的空间距离成反相关,抽提压力为0.7′105Pa、特征参数 =0.8的情景模拟显示:距离抽提段1m的P1点在约40min后孔隙度达到稳定、增幅为0.0387,而较远的P4点,距抽提段水平距离为3m,约在60min后达到稳定、增幅为0.0031,相应地,P1和P4点介质渗透率分别从1.18×10-11m2增加至2.22×10-11与1.25×10-11m2;在相同抽提压力下,孔隙度增幅与关键参数 值成正相关,抽提压力为0.9×105Pa、 =0.1和0.8时的孔隙度最大增幅分别约为0.009和0.055;相同参数 条件下,孔隙度增幅与抽提压力成正相关, =0.8、抽提压力为0.7×105Pa时的孔隙度最大增幅则达到0.066.     

生态损害补偿与赔偿的科学及法律基础探析

生态补偿是协调经济发展与环境保护的有效经济手段,在中国得到了广泛重视.由于受到学科范畴的限制,学术界和管理界对生态补偿的内涵、经济性质和法律性质还存在许多争论,关于生态损害的科学含义及与之对应的补偿与赔偿的法理基础尚有待完善.本文旨在梳理生态补偿的相关术语,探讨生态损害及损害补偿与赔偿的科学含义、法理差异及法律制度,从而为我国进一步开展生态补偿的理论研究和实践提供参考.论文首先从环境管理、环境经济学以及法学三层面对生态补偿的内涵进行分析,并在探究生态补偿实践的演变历程的基础上,提出生态补偿至少包含生态保护补偿、生态损害补偿与生态损害赔偿三个方面的内容;其次,文章对生态损害的科学和法律含义进行了辨析,提出：1）生态损害补偿中的生态损害是指人类活动对自由的自然资源的损害,即初级生态损害;2）从法学角度来看,生态损害可分为过错行为导致的生态损害、非过错行为导致的生态损害以及历史累积污染导致的生态损害;3）补偿与赔偿在法理上存在发生的基础、性质、承担责任的时间、承担责任的方式以及程序等方面的差别;4）在以上基础上,论文探讨不同行为造成的生态损害的责任方应当承担补偿/赔偿责任.第三,论文从归责原则、责任主体、补偿/赔偿范围、方式以及补偿/赔偿金额的计算等方面对建立和实施生态损害补偿与赔偿的法律基础和制度进行了论述与分析.最后,论文提出了完善生态损害补偿/赔偿制度的政策建议.     

新时代生态环境建设中陆海统筹发展对策研究——以厦门为例

海岸带地区是陆海交互作用区,是陆海统筹中需要重点关注的区域,党的十九大报告里提出要坚持陆海统筹,《深化党和国家机构改革方案》中提出整合原环境保护部等部委的相关污染防治和生态保护执法及国家海洋局的海洋环境保护职责,组建生态环境部。本研究通过对厦门市陆海统筹政策现状系统梳理分析,厘清生态环境建设中陆海统筹的关键问题,总结出陆海统筹工作的对策建议,包括构建生态环境陆海统筹管理新模式、蓝色经济与生态文明协同发展新模式、基于绿色发展的弹性海岸新模式、"三个一"智慧海岸带大数据信息系统技术新体系等。这些对策对于我国海岸带城市区域生态环境建设的陆海统筹和海岸带综合管理工作具有借鉴意义。     

地表水中致癌芳香胺的高效液相色谱-串联质谱直接测定方法

建立了超高效液相色谱-串联质谱(UHPLC-MS/MS)快速直接测定地表水中致癌芳香胺物质的方法.样品采集后,用0.22μm的聚四氟乙烯(PTFE)滤膜过滤,用C18 RRHD色谱柱进行梯度洗脱分离,流动相为甲醇和水,采用电喷雾正离子模式,并采用多反应监测模式(MRM)测定,外标法定量.方法重点优化了色谱分离条件、质谱碎裂电压、碰撞能量,考察了流动相中甲酸铵或甲酸浓度对目标化合物响应的影响.23种组分不同浓度水平的加标回收率在70.3%—119.8%之间,相对标准偏差在2.1%—10.2%(n=7)之间,方法的定量限(LOQ)在0.01—2.0μg·L-1之间.方法具有操作方便、灵敏度较高、快速准确的优点,能为环境水体污染源监测、饮水安全提供技术保障.