基于强化微型动物捕食作用的污泥减量技术研究

阐述了当前基于强化微型动物捕食作用的污泥减量技术的基本原理,介绍了现阶段利用该技术的污泥减量工艺,并针对现有研究中存在的问题,提出了今后研究的重点与方向.     

DGGE技术及其在环境微生物中的应用

变性梯度凝胶电泳(DGGE)具有可靠性强、重复性好、方便快捷等优点,已被广泛应用于环境科学和污染防治研究领域。介绍了变性梯度凝胶电泳(DGGE)的基本原理和技术路线,重点介绍和讨论了DGGE技术在废水生物处理、废气生物处理和固废生物处理中的应用现状,并对该技术的应用前景进行了展望。     

低溶解氧污泥微膨胀的发生及脱氮除磷效果优化

采用SBR工艺以缺氧/好氧运行模式处理实际生活污水,在常温条件下通过降低溶解氧诱发活性污泥微膨胀,使污泥的容积指数(SVI)维持在150～220mL/g之间.研究了低溶解氧污泥微膨胀现象的发生和诱因微生物的生长,并对污泥微膨胀状态下系统的脱氮除磷效果进行优化.结果表明,常温条件下诱发污泥微膨胀的丝状菌主要有M.parcicella、0803型和H.hydrossis,其中M.parcicella为优势丝状菌,在丝状菌中所占比例最大.研究还发现,在低氧运行期间SBR出水正磷酸盐明显降低,COD略有升高但影响不大,但氨氮去除率明显下降,由95%以上下降到65%.通过采用厌氧/好氧/缺氧的运行模式:瞬间进水→厌氧搅拌(0.75h)→曝气(5h)→缺氧搅拌(2.25h)→静沉、排水(1h),氨氮和总氮的去除率均达到95%以上,出水总氮5mg/L,同时,PO43--P去除率达到95%以上,实现了低溶解氧污泥微膨胀系统高的脱氮除磷效率.     

中国土地利用碳排放变化及协调分区

土地利用变化所产生的碳排放已成为地区碳排放的主要来源之一,为了探究其变化以全国30个省市为研究对象,基于2001～2019年MODIS的MCD12Q-LUCC数据,通过碳排放系数法,聚类与异常值分析法,从碳排放经济贡献系数、碳生态承载系数及二者的耦合协调关系等角度探讨了近19年间全国各省土地利用碳排放的空间特征并进行了分区研究.结果表明：(1) 2000～2019年全国土地利用碳排放量增长显著,但在2011年后碳排放量增长率变得平缓,而碳汇量的增长则相对缓慢,二者间的差距仍较大.(2)聚类与异常值分析显示研究期内全国各省市土地利用碳排放高值集聚中心由广东、江苏等省份转移到河北、山西、内蒙古等省份且集聚状态越来越明显.(3)全国各省市碳排放经济贡献系数呈现南高北低的空间特征,生态承载系数则呈现出由西高东低逐渐发展为中高东低,北部次之的特征,两者的耦合协调度呈现出下降的趋势.(4)本文基于碳排放经济贡献和碳生态承载,将各省划分为低碳保持区、经济发展区、碳汇发展区和综合优化区这4类,并提出各自的发展建议,争取实现碳中和与低碳可持续发展.     

柴油车尾气亚慢性暴露致小鼠肺部炎症反应、氧化损伤和细胞凋亡的作用研究

柴油车尾气暴露对动物呼吸系统和其他器官造成损害,其长期或短期暴露的健康风险受到关注,然而柴油车尾气长期暴露引起的生物毒性机制仍不清楚.本研究通过自制暴露箱模拟柴油车尾气环境,研究了每日不同暴露时间条件下(0.5、1和2 h),长期暴露(95 d)对雄性小鼠肺组织炎症反应、氧化损伤和细胞凋亡的作用,探讨长期暴露于柴油车尾气对成年雄性小鼠肺组织损伤的生物毒性及机制,评估柴油车尾气的毒性效应.结果表明:(1)亚慢性暴露箱内柴油车尾气PM2.5中,有机碳(OC)浓度最高,占所测PM2.5总化学物质浓度的51.95％;其次是元素碳(EC),占45.78％;再次是阴离子和阳离子,分别占1.29％和0.95％;暴露箱内NO2浓度为3.705 mg·m-3,CO浓度为104.087 mg·m-3,均超过《环境空气质量标准》(GB3095—2012)的标准.(2)组织病理观察结果表明,3个柴油暴露组肺充血均比对照组严重,大量淋巴细胞和中性粒细胞浸润,肺泡间质增生明显,损伤程度随时间呈梯度加重.(3)TUNEL染色实验结果显示,1 h柴油暴露组的细胞凋亡率显著高于对照组和0.5 h柴油暴露组.(4)与对照组相比,1 h柴油暴露组和2 h柴油暴露组的乳酸脱氢酶(LDH)均显著升高,说明柴油车尾气亚慢性暴露引起小鼠肺部炎症损伤;1 h柴油暴露组和2 h柴油暴露组的总抗氧化能力(T-AOC)活性、2 h柴油暴露组的谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性均显著下降,说明柴油车尾气亚慢性暴露可引起小鼠肺组织氧化应激.(5)与对照组相比,3个柴油暴露组的Bax和Bcl-2的表达水平及Bcl-2/Bax指数虽然无显著性差异,但柴油暴露组Bax和Bcl-2表达及Bcl-2/Bax指数均异常.这说明,柴油车尾气亚慢性暴露会导致小鼠肺组织病理损伤,且损伤程度随着暴露时间的增加而增加;导致细胞凋亡率升高,且存在时间效应.进一步探讨机制发现,柴油车尾气亚慢性暴露会导致小鼠肺组织LDH活性显著异常,T-AOC、GSH-Px的活性显著降低,造成细胞凋亡,引起凋亡蛋白Bax和Bcl-2表达水平出现异常;化学成分分析表明,这可能与柴油车尾气中高浓度NO2、CO和多环芳烃(PAHs)等有毒气体及其细颗粒物中高浓度的OC、EC等污染物的作用有关.     

青岛近岸海域二甲基硫排放和大气中二甲基硫浓度变化

为研究我国受人为干扰严重的近岸海域DMS排放规律,利用固体吸附-解吸的富集采样方法和冷却预浓缩的分析方法,分别在2001年夏秋季和2002年春秋季,对青岛近岸海域海水和大气中的二甲基硫进行了采样和分析.结果表明,海水中DMS浓度和海气排放通量呈现明显的空间分布和季节变化.夏季,青岛近岸的海水DMS平均浓度最高,达1169.47 ng·L^-1;春季最低,只有226.99 ng·L^-1.河口区、风景旅游区和奥运赛场区在夏季有显著的从高到低的浓度梯度变化,而春秋季不明显.DMS海气排放通量主要由海水浓度决定,因此两者呈现一致的变化规律.海洋大气中的DMS也呈现夏季较高(256.44 ng·m^-3),秋季较低(195.64 ng·m^-3)的季节变化.文中还初步探讨了大气DMS的日变化情况.     

高压密闭消解土壤砷、汞、铅、镉酸体系比较

采用高压密闭消解系统消解土壤,氢化物发生-原子荧光光谱法(HG-AFS)测定As和Hg,石墨炉原子吸收光度法(GF-AAS)测定Pb和Cd,对比了不同消解酸体系对国家土壤标准参考样中As、Hg、Pb、Cd的消解效果。结果表明,盐酸-硝酸体系对As、Hg、Pb和Cd的消解平均回收率分别为26.1%、100.6%、69.7%、87.3%;硝酸-高氯酸-氢氟酸体系中As、Hg、Pb和Cd消解平均回收率分别为109.9%、84.7%、87.5%、90.1%;硝酸-双氧水体系对Hg、Pb、Cd消解平均回收率分别为104.8%、95.1%、93.3%,对As的回收率虽只有69.2%,但数据精密度最好。此外,从简化试验步骤,减少误差,提高检测效率及减少试验危险性等方面综合评价,认为硝酸-双氧水消解体系是采用高压密闭系统消解土壤重金属的最理想酸体系。     

基于车辆停靠随机性的公路隧道火灾逃生概率研究

为研究公路隧道火灾时横洞口车辆停靠随机性对被困人员逃生概率的影响，基于马尔科夫链分析车辆跟随行为以确定横洞口车辆停靠概率，并通过数值模拟得到营尔岭隧道在不同火灾规模和通风速度下的可用安全疏散时间及横洞口不同车辆停靠情况下的必需安全疏散时间，进而确定各火灾场景下被困人员逃生概率。结果显示：横洞口有车辆停靠会影响被困人员疏散路径，降低门流率，火源位于横洞口时上游横洞口门流率最大值降低约40%;被困人员全体逃生概率随纵向通风速度的提升而增大，在5 MW、20 MW、50 MW的火灾规模下，通风速度分别达到其临界风速1.7 m/s、3.2 m/s、4.0 m/s后，车辆停靠随机性影响可忽略，逃生概率为100%;当风速未达到临界风速时，车辆停靠会降低被困人员安全疏散概率且大型车的不利影响更显著。