太湖西部河湖氮污染物来源及转化途径分析

通过2014年枯水、丰水两期监测,综合分析了太湖西部入湖河流与湖区水体及其沉积物的无机氮形态与同位素特征,并利用δ~(15)N识别了太湖西部上游区氮污染来源及转化途径的生物化学作用机制.结果表明:NO_3~--N与NH_4~+-N为研究区域入湖河流无机氮的主要形态,而NO_3~--N为西部湖区水体无机氮的主要形态;δ~(15)N-NO_3~-的数值范围揭示了西部入湖河流在枯水季NO_3~--N主要来源于农用化肥,有少量矿化土壤有机氮,而丰水季则以生活污水为主,有少量矿化土壤有机氮及农用化肥;δ~(15)N-NH_4~+的数值范围说明了生活污水是河流水体NH_4~+-N的主要来源;通过水体及沉积物样品NO_3~--N、NH_4~+-N、δ~(15)N-NO_3~-、δ~(15)N-NH_4~+的协同分析可知,湖区氮的赋存形态主要受湖区水体硝化作用及沉积物内反硝化作用的影响.     

磁微球负载硝基锌卟啉光催化剂的制备及催化性能研究

以氯化血红素为原料,制备了磁负载的硝基锌卟啉光催化剂.同时,利用热重分析仪(TG)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)和振动磁强计(VSM)对催化剂进行了表征,发现制备的催化剂负载率为32.06%,催化剂为粒径均一的球形壳-核结构,具有良好的磁性.其次,研究了催化剂的催化降解性能.结果表明,磁负载硝基锌卟啉光催化剂在可见光下,对水中的双酚A(BPA)、对硝基苯酚(PNP)等均有90%以上的去除率;对于活性红染料废水的降解也取得了83.67%的降解率.自由基捕获实验证明,电子(e-)、羟基自由基(·OH)、空穴(h+)和氧自由基(O-·2)是降解反应中重要的活性物种.最后通过GC-MS等手段对降解机理进行了研究.     

基于RS&GIS的长白山地区生态安全评价研究

以遥感影像数据、专题数据、DEM数据、气象站实测数据和统计数据为数据源,采用极差法、层次分析法、综合指数法、RS&GIS等方法对长白山地区的生态安全进行了评价.结果表明:长白山地区生态安全水平呈现出明显的空间差异性,整体由中部向东西两端逐渐降低.各生态安全等级面积从大到小为临界安全等级、较安全等级、不安全等级、较不安全等级、安全等级.统计了各行政单元的平均生态安全指数和等级构成,各县市生态安全水平从高到低为长白县、抚松县、安图县、和龙市、临江市,各县市的生态安全等级构成也有所差异.长白山地区生态安全水平以临界安全等级为主,整体上生态环境质量一般,系统服务功能受到了一定程度的破坏.     

Enhanced debromination of 2,2′,4,4′-tetrabromodiphenyl ether (BDE-47) by zero-valent zinc with ascorbic acid

• Highly efficient debromination of BDE-47 was achieved in the ZVZ/AA system. • BDE-47 debromination by the ZVZ/AA can be applied to a wide range of pH. • AA inhibits the formation of (hydr)oxide and accelerates the corrosion of ZVZ. • Reduction mechanism of BDE-47 debromination by the ZVZ/AA system was proposed. A new technique of zero-valent zinc coupled with ascorbic acid (ZVZ/AA) was developed and applied to debrominate the 2,2′,4,4′-Tetrabromodiphenyl ether (BDE-47), which achieved high conversion and rapid debromination of BDE-47 to less- or non-toxic forms. The reaction conditions were optimized by the addition of 100 mg/L ZVZ particles and 3 mmol/L AA at original solution pH= 4.00 using the solvent of methanol/H₂O (v:v= 4:6), which could convert approximately 94% of 5 mg/L BDE-47 into lower-brominated diphenyl ethers within a 90 min at the ZVZ/AA system. The high debromination of BDE-47 was mainly attributed to the effect of AA that inhibits the formation of Zn(II)(hydr)oxide passivation layers and promotes the corrosion of ZVZ, which leads to increase the reactivity of ZVZ. Additionally, ion chromatography and gas chromatography mass spectrometry analyses revealed that bromine ion and lower-debromination diphenyl ethers formed during the reduction of BDE-47. Furthermore, based on the generation of the intermediates products, and its concentration changes over time, it was proposed that the dominant pathway for conversion of BDE-47 was sequential debromination and the final products were diphenyl ethers. These results suggested that the ZVZ/AA system has the potential for highly efficient debromination of BDE-47 from wastewater.     

长三角空气质量区域预报准确性评估方法研究

根据长三角空气质量区域预报工作的实际需要,对分区文字预报和落区图预报两种方式分别制定了不同的空气质量指数级别预报准确性评估方法。分区文字预报根据设定的预报准确性判定方法计算预报评分,落区图预报按区域内预报准确城市占比进行准确率统计。分区文字预报结果显示,2017年长三角区域的预报准确天数占比为62.2%,预报评分为70.2,区域预报评估效果良好。落区图预报评估结果显示,预报级别偏差具有地域性差异,安徽北部、江苏北部和江西中北部预报等级偏高,长三角中南部沿海城市预报等级偏低。该套评估方法可为区域空气质量预报偏差成因分析提供依据,为区域预报工作的改进提供定量参考。     

基于自动种子区域生长的火焰分割算法

在存在壁面反射的低照度火灾环境中,传统的火焰分割算法如颜色分割、运动检测等,在进行火焰分割时造成过分割现象,分割的效果不理想,影响后续的火灾正确识别。针对上述问题,提出了一种基于自动种子区域生长(Automatic Seeded Region Growing,ASRG)的火焰分割算法。首先将从火灾视频中获取的火灾图像从RGB颜色空间转换到YCbCr颜色空间,在Y通道中采用较大自适应阈值背景减法将火灾图像二值化,分别将可疑火焰像素点的横坐标和纵坐标按大小进行排序,取排序后的中间值作为种子点,再由原RGB火灾图像转换而成的灰度图像中,以该种子点进行区域生长,最后将区域生长后的火焰分割图像与采用较小自适应阈值背景减法得到的火焰分割图像进行交集处理,得到最终的火焰分割图像。实验表明ASRG算法在存在壁面反射的低照度火灾环境中,火焰分割效果好,有效解决了该环境下的火焰过分割问题,同时在其他火灾环境中也有较好的火焰分割效果。     

北京与津冀之间隐性土地资源流动研究

京津冀区域面临着严重的资源紧缺、生态环境恶化和发展失衡的问题,亟需制定科学合理的区域合作新机制。京津冀之间紧密的产品贸易背后隐藏的土地资源流动情况可以为新机制的建立提供科学支撑。这种隐性土地资源的流通情况可以用生态足迹来表征。因此,本研究主要运用京津冀三省市之间的投入产出矩阵来计算北京与津冀之间的生态足迹转入和转出量,并进行分析。研究结果表明,北京的社会经济发展需要周边津冀生态生产性土地资源的支撑,尤其是河北的农用地资源,包括耕地、林地和水产养殖用地。从生态贸易类型来看,2002年和2007年,就北京和河北之间生态足迹流通情况而言,北京是净生态输入型,属于"贸易逆差";河北是净生态输出型,属于"贸易顺差"。2007年北京对津冀生态资源的使用量比2002年有所下降。总体而言,北京对河北生态生产性土地资源的消耗对河北的生态压力不大,其中,水产养殖用地的生态压力最大,2007年水产养殖净流量占河北水产养殖土地的54.27%。2002年北京对天津生态生产性土地资源的依赖加大了天津的生态压力,林业用地和水产养殖用地的净流出量分别是天津相应承载土地面积的4.96倍和3.57倍;2007年,北京对天津生态土地资源利用程度降低,随之,北京对天津生态生产性土地资源的压力变小。尽管2007年与2002年相比,北京对河北生态生产性土地的消耗量降低了,但是,由于河北土地利用结构的变化影响着北京和区域的可利用的土地资源质量和生态环境质量,国家和北京应该帮助河北保护其土地资源,尤其是河北东南部的农田资源在区域中承担着重要的绿色隔离作用,应该受到严格的保护。此外,京津冀区域应该制定整体空间开发战略,加强土地资源保护力度,合理布局产业结构,构建生态安全格局。     

基于地面监测数据的2013~2015年长三角地区PM2.5时空特征

近年来,长三角地区灰霾天气持续增多,空气细颗粒物污染问题日益突出。基于2013年1月至2015年5月长三角地区及周边缓冲区内共214个空气质量监测站点PM_2.5逐时监测数据,运用普通克里金插值方法,从年、季、月尺度上分析了PM_2.5的空间分布格局和时间动态变化。结果表明:(1)2 a来,长三角地区PM_2.5浓度空间分布明显呈现整体北部高南部低,局部地区略有突出的分布特征;长三角地区PM_2.5浓度年均值为57.08μg/m³;其中,江苏省PM_2.5的年均值为三省市最高,为65.84μg/m³;其次为上海市,年均值为53.87μg/m³;浙江省PM_2.5的年均值较小,为51.53μg/m³。(2)从季节尺度分析,长三角地区PM_2.5浓度变化表现出冬春季高,夏秋季低的变化趋势;这与区域内冬季风向来源、降水稀少、气象扩散条件差有着密切的关系; (3)长三角地区月浓度变化大致呈U形分布; 12月份PM_2.5浓度最高; 3月份以后, PM_2.5浓度开始呈逐步下降趋势;在5~9月份,区域PM_2.5处于"U"字的谷底,其中6月份夏收时期秸秆焚烧、气象等因素导致PM_2.5浓度有略微升高;进入10月份后迅速攀升,且11、12月份呈现持续升高态势。     

Relationship between groundwater cadmium and vicinity resident urine cadmium levels in the non-ferrous metal smelting area,China

● This study systematically examined the relationship between groundwater Cd and UCL. ● The study covered 211 UCL and sociological characteristic from nine groundwater samples. ● We found a significant positive correlation between groundwater Cd and UCL. ● Smoking status and education level also significantly affected UCL. Cadmium (Cd) has received widespread attention owing to its persistent toxicity and non-degradability. Cd in the human body is mainly absorbed from the external environment and is usually assessed using urinary Cd. Hunan Province is the heartland of the Chinese non-ferrous mining area, where several serious Cd pollution events have occurred, including high levels of Cd in the urine of residents. However, the environmental factors influencing high urinary Cd levels (UCLs) in nearby residents remain unclear. Therefore, 211 nearby residents’ UCLs and the corresponding sociological characteristics from nine groundwater samples in this area were analyzed using statistical analysis models. Groundwater Cd concentration ranged from 0.02 to 1.15 μg/L, aligning with class III of the national standard; the range of UCL of nearby residents was 0.37–36.60 μg/L, exceeding the national guideline of 0–2.5 μg/L. Groundwater Cd levels were positively correlated with the UCL (P < 0.001, correlation coefficient 95 % CI = 9.68, R² = 0.06). In addition, sociological characteristics, such as smoking status and education level, also affect UCL. All results indicate that local governments should strengthen the prevention and abatement of groundwater Cd pollution. This study is the first to systematically evaluate the relationship between groundwater Cd and UCL using internal and external environmental exposure data. These findings provide essential bases for relevant departments to reduce Cd exposure in regions where the heavy metal industry is globally prevalent.     

离子液体对废旧印刷线路板中铜、锌、铅的浸出规律

以离子液体1-丁基磺酸-3-甲基咪唑三氟甲烷磺酸盐([BSO_3HMIm]OTf)为浸出剂,初步研究了WPCBs浸铜过程中锌和铅浸出率的影响因素。实验结果表明:铜、锌的浸出率随着WPCBs粒径的减小、H_2O_2溶液加入量的增大而增大,铜的浸出率随浸出温度的升高先增大后减小,锌的浸出率受浸出温度影响不大;铅的浸出率受5种因素影响不大,且总体处于较低水平。在WPCBs粒径为0.100~0.250 mm、离子液体加入量为60.0%(φ)、H_2O_2溶液加入量为7.5%(φ)、固液比为1∶15、浸出温度为50℃的条件下,铜、锌、铅的浸出率分别为99.84%,93.25%,22.46%。