辽河干流河岸带土壤中多环芳烃的污染特征与生态风险评价研究

土地生态安全是促进区域土地可持续发展、保障粮食安全的重要因素。以我国粮食主产区黑龙江省明水县为研究区,以研究区各乡镇为评价单元,采用P-S-R模型从压力、状态、响应3个方面建立土地生态安全评价指标体系,运用生态安全指数测算方法,计算研究区各评价单元的土地生态安全指数,并将评价结果表达在空间上。研究结果表明:在研究区12个乡镇中,I级生态安全单元2个,II级生态安全单元6个,III级生态安全单元4个。导致安全评价等级差异的影响因子各乡镇不一,其中经济密度、单位面积化肥施用量、单位面积农药施用量等因子的影响作用相对较大。该研究成果可为保护区域土地生态环境、保障国家粮食安全提供参考。     

基于乡镇尺度的耕地利用景观生态安全测定研究

耕地景观生态安全是实现耕地生产力、促进区域农业可持续发展的重要保障。以松嫩平原黑土区明水县树人乡为研究区,在耕地景观地块几何中心设置采样点,选取代表耕地生态质量的地貌、土壤、水文等相关数据作为衡量耕地生态安全的影响因子,采用生态综合安全值测定的方法,对研究区采样点的耕地生态安全值进行测定,将结果划分为4个等级,并将等级结果表达在空间上。研究结果表明:在169个采样点中,生态安全值在1.00～2.43的采样点有112个,处于2.43～2.96之间的采样点28个,处于2.96～3.19之间的采样点26个,处于3.19～4.00之间的采样点3个。生态安全等级高的区域主要分布在研究区周边,中心区域的生态安全状况相对较差。研究结果为合理保护耕地资源提供参考,对于指导耕地资源合理利用具有实际意义。     

表面活性剂强化甲基营养型芽孢杆菌修复柴油污染土壤

使用吐温80(Tween80)、鼠里糖脂(RL)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和十二烷基苯硫酸钠(SDS)强化甲基营养型芽孢杆菌(Bacillus methylotrophicus)修复柴油污染土壤,研究了表面活性剂对甲基营养型芽孢杆菌的影响。结果表明:甲基营养型芽孢杆菌可以较好地降解柴油,但由于土壤的吸附,土壤中柴油的修复效率较低,仅为22.68%;因此,需要使用表面活性剂进行强化。浓度为3 000 mg·L~(-1)的SDBS和SDS、2 000 mg·L~(-1)的Tween80、500 mg·L~(-1)的RL具有较好的洗脱效果。微生物毒性实验表明,Tween80和RL对甲基营养型芽孢杆菌具有促进作用,可以用于强化修复柴油污染土壤。2 000 mg·L~(-1)Tween80强化甲基营养型芽孢杆菌修复柴油土壤的修复效果(46.11%)优于500 mg·L~(-1)RL的修复效果(45.32%),同时具有较好的经济性,具有较好的应用前景。     

大辽河地表水中多环芳烃的污染水平及致癌风险评价

随着经济发展,水环境污染不断加剧,地表水中多环芳烃(PAHs)的水平及其致癌风险直接关系到居民的身体健康。为分析大辽河地表水中多环芳烃的污染水平,对大辽河2011年丰水期和枯水期地表水中16种优先控制的PAHs浓度进行监测,应用以Bap为参照物使用等效质量浓度TEQ和终生致癌风险评价模型(ILCR)对地表水中多环芳烃对人体的风险进行评价。结果表明:与国内外其他河流相比较,大辽河地表水中ΣPAHs的污染较为严重,且丰水期浓度显著大于枯水期。在丰水期,地表水中多环芳烃以4环多环芳烃为主,代表性多环芳烃为Baa;在枯水期,地表水中多环芳烃以3环和4环多环芳烃为主,代表性多环芳烃为Phe。与美国EPA标准相比较,致癌风险评价结果表明大辽河地表水中存在潜在的多环芳烃致癌风险,即使经过水厂处理后这种风险仍然存在,必须给予重视。上述研究结果为明确大辽河地表水中多环芳烃污染现状、加强水环境管理提供了基础数据。     

市政污泥堆肥过程中微生物群落的动态变化

基于磷脂脂肪酸技术研究堆肥过程中的微生物群落的动态变化,从微生物结构演替的角度为优化堆肥工艺提供一定的理论依据。结果表明,在污泥高温好氧快速堆肥反应的前中期细菌占主导作用,且在整个堆肥期间丰度较高(总共检测出33种细菌磷脂脂肪酸标记物),其结构变化与堆肥反应温度变化有着密切的联系。细菌的比例增长主要集中在堆肥反应中温度较高的时期。所检测到的真菌属PLFA16:00、18:1w9c在微生物群落结构中所占的比例没有明显的变化,摩尔百分数维持在30%左右,可以推测其对污泥中木质素、纤维素这些大分子难降解的物质有一定的代谢分解作用,故受堆肥环境参数变化的影响较小,建议在堆肥中期接种合适的真菌、放线菌,增加堆肥后期微生物的代谢潜能,提高堆肥反应的效率,提升堆肥产品的肥力。     

硝基苯微生物降解的优化条件研究

研究硝基苯初始浓度、pH值、重金属和NaCl浓度对硝基苯微生物降解的影响.从污染现场筛选、分离出8株硝基苯降解菌,进行无空列重复1次的正交试验,采用紫外分光光度计对降解体系中硝基苯含量进行快速检测.结果表明,硝基苯初始浓度、pH值、重金属和NaCl浓度均对硝基苯降解率有极显著影响,其影响程度依次为硝基苯初始浓度>pH值>NaCl浓度>重金属.硝基苯初始体积比为1 000 μL/L,pH值为8,NaCl质量浓度为50 mg/L,ZnCl2质量浓度为50 mg/L时,硝基苯降解率最高,为72.9%.硝基苯降解优化试验显著促进了硝基苯的微生物降解,可提高污染物的降解效率.     

钾肥对镉的植物有效性的影响

采用室外盆栽模拟试验,研究了在镉单一污染及镉、铅复合污染的土壤中,钾肥（K₂SO₄）的施用及其施用水平对镉的植物有效性的影响.结果表明,施用钾肥可显著(p<0.05)促进小麦干重的增长,缓解重金属镉及镉、铅复合污染对小麦的毒害作用.不同施用水平的钾肥均减少了小麦对镉的吸收,降低了镉的植物有效性.随着钾肥施用水平的增加,小麦植株不同部位（根、茎叶和籽实）镉的浓度先逐渐降低而后上升,小麦植株不同部位的富集系数也呈现先降低而后上升的趋势,并且钾肥在K2水平时对镉的缓解效果最佳.施用钾肥降低了根际、非根际土壤交换态镉的含量,钾肥主要影响了小麦根际、非根际土壤中交换态、碳酸盐态镉的含量,而对铁锰氧化物结合态、有机质硫化物态和残渣态镉的影响较小.镉、铅复合处理与镉单一处理相比较,铅可促进小麦对镉的吸收,提高镉的植物有效性.     

玉米秸秆烟尘中正构脂肪酸的分子与碳同位素组成

在模拟的明火燃烧和闷烧条件下对4种玉米秸秆进行了焚烧试验,用GC/MS和GC/C/IRMS分别测定烟尘中正构脂肪酸的分子与碳同位素组成.结果表明,在明火烟尘中正构脂肪酸由C7~C_(34)组成,其平均总含量为13 895.0 mg·kg-1.其低碳数(≤C_(16))与高碳数(C_(16))正构脂肪酸的含量比(L/H)平均值为1.1.C_(18)/C_(16)、C_(24)/C_(16)、C_(24)/C_(18)、C_(24)/(C_(22)+C_(26))(CAR)的平均值分别为0.33、0.17、0.50、1.2.正构脂肪酸单体表现出以C_(16)、C_(24)为主、次峰碳数的双峰式分布模式.其碳优势指数(CPI)的平均值为4.5.在闷烧烟尘中正构脂肪酸由C_6~C_(34)组成,其平均总含量为50 183.7 mg·kg-1.L/H、C_(18)/C_(16)、C_(24)/C_(16)、C_(24)/C_(18)、CAR的平均值分别为1.3、0.33、0.20、0.60、1.6.也具有与明火烟尘相同的分布模式.其CPI的平均值为6.1.明火烟尘中C_(14)~C_(26)单体的δ~(13)C平均值在-21.0‰~-24.8‰之间变化,总平均值为-23.5‰.该值与玉米秸秆中对应值之差(Δ~(13)C)达-0.7‰.闷烧烟尘中C_(14)~C_(26)单体δ~(13)C平均值的变化范围为-21.8‰~-25.4‰,总平均值为-23.3‰.其Δ~(13)C值达-0.5‰.与玉米秸秆相比,两种烟尘中正构脂肪酸的分子组成和碳同位素组成均发生了明显的改变.L/H、C_(24)/C_(16)、C_(24)/C_(18)、CAR、δ~(13)C等指标可用于识别大气气溶胶中玉米秸秆燃烧来源的正构脂肪酸.     

粮食主产区土地利用生态安全格局空间分布研究

土地生态安全是促进区域土地可持续发展、保障粮食安全的重要因素。以我国粮食主产区黑龙江省明水县为研究区,以研究区各乡镇为评价单元,采用P-S-R模型从压力、状态、响应3个方面建立土地生态安全评价指标体系,运用生态安全指数测算方法,计算研究区各评价单元的土地生态安全指数,并将评价结果表达在空间上。研究结果表明:在研究区12个乡镇中,I级生态安全单元2个,II级生态安全单元6个,III级生态安全单元4个。导致安全评价等级差异的影响因子各乡镇不一,其中经济密度、单位面积化肥施用量、单位面积农药施用量等因子的影响作用相对较大。该研究成果可为保护区域土地生态环境、保障国家粮食安全提供参考。     

辽河干流河岸带土壤有机磷酸酯污染特征研究

本研究分析了辽河干流河岸带土壤中有机磷酸酯（OPEs）的含量水平,阐明了其空间分布特征,探讨了OPEs含量与土壤总有机碳（TOC）的关系,评估了OPEs造成的潜在生态风险.结果表明,13种OPEs在辽河干流河岸带土壤中的总浓度范围为19.6~89.4ng/g,平均浓度为44.2ng/g,处于国内外研究的较低水平;河岸带土壤中OPEs的含量总体上表现为上游较低、中下游较高,辽河上游主要由烷基OPEs和TPPO（Triphenylphosphine oxide）组成,辽河中下游主要是烷基OPEs;辽河干流河岸带土壤中OPEs的含量与土壤TOC含量没有相关性,这与OPEs的疏水特性有关;各OPEs单体的危害熵以及12种OPEs的总危害熵均低于1,表明辽河干流河岸带土壤中OPEs造成的生态风险较小.