乡村振兴背景下的农村生态环境治理模式

农村生态环境具有产业相对落后,污染特征较为简单;环境设施不足,但半自然生态系统利于修复;环境问题不突出,但部分地区恶性事件频发等特点。在我国,随着治理体系现代化的提出,农村生态环境治理的主体呈现多元化共治,治理对象呈现生态环境问题系统化治理的趋势,从而形成了乡村振兴下的政府美丽乡村综合整治、产业支持下的农村绿色发展协调治理、城乡一体化的城乡统筹治理等农村生态环境治理模式,这些模式的推广将有利于乡村振兴背景下我国农村生态环境的改善。     

微波辅助合成γ-Fe2O3/花生壳磁性生物炭对水体中环丙沙星吸附的研究

基于化学共沉淀法,利用微波辅助成功合成了γ-Fe_2O_3/花生壳磁性生物炭复合材料.结果表明,微波辅助合成扩大了生物炭的比表面积和孔隙体积,提高了生物炭表面γ-Fe_2O_3颗粒的分散度.此外,微波效应使得γ-Fe_2O_3牢固地附着在生物炭表面并提高了吸附剂的磁性.在最佳pH=6.0的条件下,微波辅助合成的磁性生物炭对环丙沙星(CIP)的吸附量为8.30 mg·g~(-1),吸附量高于传统法制备的吸附剂(4.50 mg·g~(-1)).吸附过程受多重机制控制,5次循环实验证实由微波辅助合成的γ-Fe_2O_3/花生壳磁性生物炭纳米复合材料是一种高效、稳定、可重复使用的吸附剂.微波辅助合成给磁性生物炭优化提供了新思路,为提高吸附剂对有机污染物的有效去除提供了新的途径.     

光和过氧化物酶对水中17α-乙炔基雌二醇的协同降解机制研究

过氧化物酶广泛存在于天然水体中,可利用腐殖质光照下产生的过氧化氢(H₂O₂)对雌激素的光转化过程产生影响,但过氧化物酶是否可直接影响雌激素的光转化尚不清楚.因此,本研究探索了在模拟光照条件下辣根过氧化物酶(HRP)对水体中17α-乙炔基雌二醇(EE2)光解的影响机制.结果发现,HRP的存在显著地促进了EE2的光降解,且促进作用随酶活的增大而增大,但失活的HRP对EE2的光降解没有明显影响.EE2可在光照条件下发生直接光解和自敏化光解.通过活性氧种类(ROS)猝灭实验推测EE2自敏化产生的ROS可激活HRP,引发了在光照条件下EE2的酶降解.分别曝氧气和氮气后,EE2在HRP溶液中的光酶协同降解分别被促进和抑制,进一步说明了ROS在光酶协同降解中的重要性.HRP的活性随着光照时间的增加缓慢下降,从而可以持续地促进EE2的光酶协同降解,推测HRP对EE2在天然水体中的衰减影响很大.本文可为深入认识雌激素的环境归趋补充科学数据.     

长江南京段水源水中有机磷酸酯的污染特征与风险评估

为探究长江南京段水源水中有机磷酸酯(organophosphate esters,OPEs)的污染特征、时空分布、生态风险和健康风险,利用固相萃取-高效液相色谱-串联质谱法测定了13种OPEs.结果表明,除磷酸三(2,3-二溴丙基)酯外,其余12种OPEs均有不同程度的检出,总浓度范围为85. 21～1 557. 96 ng·L~(-1),氯代烷基磷酸酯是主要化合物,其中检出浓度最高的是磷酸三(2-氯乙基)酯[tri(2-chloroethyl) phosphate,TCEP],高达447. 08 ng·L~(-1).长江南京段水源水中OPEs呈现明显的季节变化特征,夏季总检出浓度为220～1557. 96 ng·L~(-1),平均浓度是493. 78 ng·L~(-1),是春秋季的1. 7～2. 6倍.生态风险评估显示磷酸三甲苯酯和2-乙基己基二苯基磷酸酯对有机体(藻类,甲壳类动物和鱼类)具有中或高等风险.高暴露浓度下,OPEs的总非致癌风险为4. 41×10~(-3)～2. 91×10~(-2),均小于1,0～3个月的婴儿最高,总致癌风险值为5. 88×10~(-7)～3. 89×10~(-6),其中TCEP和磷酸三(1,3-二氯-2-丙基)酯对儿童有潜在的致癌风险.长江南京段水源水中OPEs对儿童的长期暴露风险需引起高度重视.     

尾矿库湿地重金属污染的生物富集特征及风险评价

为了评估和量化尾矿库湿地中重金属的污染水平,了解重金属的生物富集特征。以包头市昆都仑水库桃儿湾湿地为对照样地,分别采集水体、底泥和花背蟾蜍(Strauchbufo raddei)样品,采用电感耦合等离子发射光谱法测定重金属含量,对花背蟾蜍肌肉、皮、骨和肝脏中重金属含量进行对比分析,并采用目标危险系数对其组织中重金属风险进行评价。结果显示,尾矿库水体和底泥中重金属含量均有不同程度超标。尾矿库南侧湿地和昆都仑水库桃儿湾湿地花背蟾蜍肝脏中Cd、Cu和Pb含量明显高于其他组织,尾矿库湿地花背蟾蜍肌肉中Cd和Pb含量超出GB 2762—2017《食品安全国家标准食品中污染物限量》和NY 5053—2005《无公害食品普通淡水鱼》标准限值,肝脏与骨的目标危险系数分别达4. 22和1. 15。研究表明,尾矿库湿地水体属轻度污染,主要为Cd污染;尾矿库湿地底泥污染属重污染,其中,以Zn、Pb污染为较严重。花背蟾蜍组织器官中Cu和Zn含量较高,且肝脏极易富集Cd、Cu、Zn和Pb,肝脏中Cu含量可以作为生物安全和生态保护领域的重金属污染警示指标。研究地区两栖类花背蟾蜍的肝脏和骨存在一定的食用风险,应引起相关部门重视。     

基于最小累积阻力模型的内蒙古胜利煤田景观生态安全格局构建

胜利煤田是我国重要煤炭基地,大规模的煤炭资源开发,导致当地生态环境严重退化。对2016年胜利煤田高分一号影像进行解译判读并划分景观类型的基础上,采用最小累积阻力模型对胜利煤田进行景观生态安全格局构建,包括生态源地、生态廊道和生态节点的识别。通过景观斑块质量评价进行源地识别,选取质量最高的斑块作为生态源地;基于景观自身因子和邻近景观干扰因子,构建了阻力面,利用最小累积阻力模型提取生态廊道;根据水文分析模型在最小累积耗费距离表面上提取最大累积阻力"山脊线",与生态廊道结合,得到生态节点。构建的胜利煤田景观生态安全格局包括10片生态源地、24条生态廊道和29个生态节点。建议对生态源地、生态廊道和生态节点加强生态保护和恢复,提高区域生态稳定性。     

城市水环境PFAAs前驱体污染特征及健康风险

为揭示城市水环境中前驱体对全氟烷基酸（PFAAs）输入特征、分布格局及健康风险的影响,对南京城市污水处理厂出水、河流、湖泊、长江饮用水源地等水体进行了考察.利用HPLC-MS/MS及总可氧化前驱体法（TOP Assay）分析了17种PFAAs与其总可氧化前驱体的污染特征,并通过推演耐受剂量评估了饮水途径的健康风险商（HQ）.结果表明,污水处理厂出水中PFAAs浓度90.6~278ng/L,主要单体PFBS、PFHxA、PFOA占总浓度的63%;总可氧化前驱体浓度239~839pmol/L,PFBA前驱体含量最高.城市地表水中PFAAs浓度61.8~157ng/L,总可氧化前驱体浓度195~572pmol/L,PFBA、PFPeA、PFHxA 3种全氟羧酸的前驱体含量最高,城市河流流经人口密集区后,PFAAs赋存浓度有所上升,但总可氧化前驱体浓度下降.饮用水源地中PFAAs浓度50.9~54.6ng/L,总可氧化前驱体浓度273~372pmol/L,以PFBA、PFPeA和PFHxA 3种全氟羧酸的前驱体为主.相对高风险来源于PFOS的免疫毒性（HQ=0.024）以及PFOA的发育毒性（HQ=0.0073）和生殖毒性（HQ=0.0039）,可氧化前驱体转化可能将二者潜在风险提高23%和40%.水环境中广泛赋存的前驱体可能增加PFAAs的环境暴露及健康风险.     

基于地下水入渗地下室情景的蒸气入侵暴露模型研究

为科学评估地下水入渗地下室情景下的蒸气入侵过程,以苯和三氯乙烯为目标污染物,通过构建地下水入渗地下室情景下的概念模型,综合考虑地下水经孔隙渗透、裂隙渗透的入渗量,以及符合GB 50108—2008《地下工程防水技术规范》情景（简称“符合规范情景”）和最不利情景的蒸发量,计算得到地下水暴露量及室内空气中VOCs浓度,并与HJ 25.3—2019《建设用地土壤污染风险评估技术导则》（简称“《导则》”）规定暴露模型计算结果进行对比.结果表明：（1）在地下水埋深至地下室底板的距离为25～200 cm时,经裂缝渗透和经孔隙渗透的入渗量分别为3.86～37.7和1.55×10^-4～2.35×10^-3 m3/d,符合规范情景和最不利情景的蒸发量分别为2.30×10^-3和0.30～0.52 m³/d;在地下水埋深至地下室底板的距离不变的情况下,经裂缝渗透的入渗量约为经孔隙渗透的15 000～25 000倍.对比不同情景下入渗量和蒸发量发现,以入渗后地下水全部蒸发达到稳定状态作为合理保守假设,建议选择蒸发量作为地下水...     

基于地下水入渗地下室情景的蒸气入侵暴露模型研究

为科学评估地下水入渗地下室情景下的蒸气入侵过程,以苯和三氯乙烯为目标污染物,通过构建地下水入渗地下室情景下的概念模型,综合考虑地下水经孔隙渗透、裂隙渗透的入渗量,以及符合GB 50108—2008《地下工程防水技术规范》情景（简称“符合规范情景”）和最不利情景的蒸发量,计算得到地下水暴露量及室内空气中VOCs浓度,并与HJ 25.3—2019《建设用地土壤污染风险评估技术导则》（简称“《导则》”）规定暴露模型计算结果进行对比.结果表明：（1）在地下水埋深至地下室底板的距离为25～200 cm时,经裂缝渗透和经孔隙渗透的入渗量分别为3.86～37.7和1.55×10^-4～2.35×10^-3 m3/d,符合规范情景和最不利情景的蒸发量分别为2.30×10^-3和0.30～0.52 m³/d;在地下水埋深至地下室底板的距离不变的情况下,经裂缝渗透的入渗量约为经孔隙渗透的15 000～25 000倍.对比不同情景下入渗量和蒸发量发现,以入渗后地下水全部蒸发达到稳定状态作为合理保守假设,建议选择蒸发量作为地下水...     

呼伦湖流域生态安全评价及时空分布格局变化趋势研究

呼伦湖是我国北方第一大湖,具有涵养水源、生物多样性维护、气候调节等重要生态功能,对于维系我国北方生态安全屏障具有重要作用.近年来,随着气候暖干化加剧,呼伦湖面临着湖体面积萎缩、芦苇湿地大面积消失、局部草原区退化严重、土地沙化面积扩大、关键种群缺失等生态安全问题.该研究围绕“水资源-水环境-水生态”三水共生目标,以“山水林田湖草沙”系统观为指导,基于遥感和GIS技术对呼伦湖流域1990—2018年的生态安全时空分布格局进行评价.结果表明:①2018年呼伦湖及其流域的生态安全指数分别为0.495和0.774,分别处于预警和良好状态.②呼伦湖流域生态安全自1990年以来分别经历了骤降期、稳定期和恢复期等3个时期,呈现“一林一草一湖”的生态安全分布格局.③2010年呼伦湖生态安全水平最低,主要分布在新开河入湖口、湖西岸大部分区域、湖中心以及湖东南方向的湾口区域;流域则在2015年的生态安全状况最差,主要位于新左旗中部、海拉尔河流域以及呼伦沟等地,尤其是沿乌尔逊河上游东侧地带表现最为突出.④影响呼伦湖流域生态安全水平的主要因素为入湖径流量、蓝藻水华面积占比和水源涵养量,而长期超载过牧、水体污染物浓缩效应以及湿地面积萎缩是限制生态安全水平进一步提升的重要因素.研究显示,呼伦湖流域生态安全与水资源状况密切相关,湖面面积维持在2 036 km2以上能保障流域较高的生态安全水平.此外,蓝藻水华面积、放牧强度与湿地面积均关系着区域生态安全,建议通过建立蓝藻水华风险防控体系、合理核定载畜量、保护与修复芦苇湿地以改善局部区域生态安全状况.