水中天然含氮有机物的形成、迁移转化及分布

天然含氮有机物是水环境中的重要组成部分,其在天然水体中的形态及分布对环境质量有显著影响.本文围绕水中天然含氮有机物在氮循环中的地位、迁移转化以及其在国内主要水域中的分布情况,对天然含氮有机物的研究现状进行了梳理.我国不同水域中溶解性含氮有机物(DON)浓度相差较大;其中水体中DON浓度一般在1.0 mg·L^-1以下;沉积物中DON浓度通常为几十至几百mg·kg^-1.水体DON以分子量<1 kDa的有机物为主,主要成分是尿素、氨基酸等物质.沉积物DON以分子量<1 kDa和>30 kDa的有机物为主,其中前者主要由芳构化程度较高的氨基酸等小分子有机物构成,后者以腐殖质类为主.水体中部分胺类物质本身具有一定毒性,游离氨基酸等DON还是卤乙腈、卤代酰胺、卤代硝基甲烷、卤化氰和亚硝胺等含氮消毒副产物的重要前体物.由于水体中许多含氮有机物具有生物可利用性,有机氮可能是引起水体富营养化的重要原因之一.     

磷酸三(1,3-二氯-2-丙基)酯对L-02肝细胞氧化应激及凋亡损伤机制

在各类环境介质及生物体甚至人体中都检测到有机磷阻燃剂磷酸三(1,3-二氯-2-丙基)酯(tris(1,3-dichloro-2-propyl)phosphate,TDCPP)的存在,为探究TDCPP对人体健康的毒性作用,选取人体正常肝细胞L-02细胞作为模型,考察在体外暴露条件下TDCPP对L-02细胞的细胞存活率、凋亡、氧化应激以及p53通路相关基因方面的影响。MTT结果显示,24 h、48 h、72h的半数致死浓度(LC50)分别为:116.56μmol·L~(-1)、81.89μmol·L~(-1)、65.11μmol·L~(-1)。TDCPP暴露24 h条件下,随着TDCPP暴露浓度的增加,细胞的凋亡率和活性氧(reactive oxygen species,ROS)水平也逐渐增加,100μmol·L~(-1)浓度条件下凋亡高达25.58%±1.61%,ROS水平是对照组的2.07±0.07倍。实时荧光定量PCR法检测线粒体凋亡通路相关基因的表达情况,在TDCPP刺激下,Bax、caspase-3、caspase-9、p53和Apaf-1相对表达量增加,Bcl-2相对表达量减少。蛋白免疫印迹法检测发现Bax/Bcl-2和caspase-3均随浓度增加而递增。本研究为综合评估TDCPP的生物和环境健康毒理效应提供了实验数据及理论支持。     

首都圈西北部主要活动断裂CO_2、Rn、Hg脱气对环境的影响

活动断裂带能够向大气释放一定量的温室气体及有害气体(如CO_2,Rn,Hg等),对大气环境产生一定的影响.于2012年5月和2013年5月对首都圈西北部9条活动断裂带CO_2、Rn和Hg的脱气浓度及通量进行了测量,并计算了CO_2和Hg脱气对大气的年贡献量.结果表明:(1)活动断裂带土壤气中CO_2、Rn和Hg浓度的平均值分别为0.58%、8.88 k Bq·m-3和6.44 ng·m-3,其浓度的最大值分别为9.47%、79.1 k Bq·m-3和105 ng·m-3;土壤气浓度整体具有从西向东,自南向北增大的趋势.断裂带CO_2、Rn和Hg通量的平均值分别为55.7 g·m-2·d-1、55.87 m Bq·m-2·s-1和6.78 ng·m-2·h-1,其通量的最大值分别为274.29 g·m-2·d-1、230.22 m Bq·m-2·s-1和74.33 ng·m-2·h-1.(2)京西北活动断裂带多数测区土壤气CO_2浓度无窒息风险;部分测区土壤气Hg浓度大于38 ng·m-3,属中度污染区;首都圈西北部9条活动断裂带通过脱气作用对大气CO_2的年贡献量为2 Mt,对大气Hg的年贡献量为5.3 kg;活动断裂带部分测点氡浓度较高,其附近建筑物应采取综合防氡措施.     

巢湖重污染汇流湾区沉积物营养盐分布与释放风险

南淝河、十五里河等多条入湖河道的向心型分布使巢湖西北部湖区形成汇流湖湾,了解该水域沉积物中营养盐累积分布及其释放风险,对评估污染状况具有重要意义. 于该研究湾区设置17个采样点,对沉积物营养盐含量及形态分布进行了调查分析,并使用静态释放方法对沉积物营养盐释放风险进行了研究. 结果表明:研究湾区表层沉积物中w(TN)和w(TP)分别为1 399.3~3 739.4和607.9~1 602.3 mg/kg,均远高于巢湖沉积物中w(TN)、w(TP)的平均值;w(NH₄+-N)占w(TN)的5.62%~17.60%,16个采样点的w(Al-P)占w(TP)的50%以上,由此导致沉积物中NH₄+-N和PO₄3--P释放通量较大,分别达到14.27~128.24和0.07~13.00 mg/(m2·d),并且在各河口区域释放风险相对高于湾区其他区域;氮、磷含量垂向分析显示,营养盐污染累积始于20世纪50年代(沉积物深度为24 cm),自80年代到90年代后期营养盐积累速率急速加剧. 沉积物中高含量的氮、磷营养盐及NH₄+-N和PO₄3--P释放通量导致该研究湾区沉积物成为巢湖水体的潜在污染源,因此亟需进行以各河口区域为重点的营养盐污染整治.      

控制消毒副产物及前体物的优化工艺组合

为实现对消毒副产物的控制,比较了新开发的顺序氯化消毒工艺与传统氯消毒工艺在常规工艺、常规+深度处理工艺、预氧化+常规+深度处理工艺中对消毒副产物及其前体物的去除特性.与传统的氯消毒相比,顺序氯化消毒工艺可以有效减少消毒副产物的生成量,THMs减少35.8%～77·0%,HAAs减少36·6%～54·8%;而且消毒进水水质越差,短时游离氯后转氯胺的消毒工艺就越有优势.对最简单的传统工艺进行顺序氯化消毒产生THMs和HAAs为18·51μg/L和19·25μg/L,低于采用最复杂工艺:预臭氧氧化+常规+臭氧-活性炭工艺进行传统氯消毒的副产物生成量(THMs19·40μg/L,HAAs24·70μg/L).对消毒副产物前体物去除和副产物控制有明显效果的前处理工艺是臭氧-活性炭工艺和预臭氧氧化.建议采用传统工艺的水厂改造时优先考虑顺序氯化消毒工艺和臭氧-活性炭工艺.     

试用可持续发展眼光审视中国持续高涨的水坝建设

水坝建设往往忽略了生态影响,轻视了社会问题,高估了经济效益.介绍了国际上对水坝问题认识的最新进展和主要观点,分析了我国水坝建设的现状和问题--西部建坝热潮不退的原因.从现状来看,中国的已建水坝已使长江流域生态退化,加剧了黄河的断流,加重了淮河水质的恶化等.最后以科学发展观为指导,对中国的水坝建设作了一些深层的思考.      

劳动成本上升背景下农户农药施用行为差异研究——基于精细管理技术的中介效应

作为实现乡村振兴战略的重要抓手,如何实现农药零增长一直是现代农业政策关注的重点。基于上述问题,通过全国18个省份农户的微观调查数据,尝试从精细管理技术投入的视角,分析劳动成本变化对农户农药使用行为的影响。研究发现:对于从事园艺等劳动密集型作物种植的农户而言,劳动成本上升将促使农药施用量的增加,而精细管理技术投入则在两者间起到部分中介作用。精细管理技术投入的增加能够有效提高农户的施药效率并降低其单次的农药用量。而与此同时,由于精细管理农户所面临的经营风险相对较大,因而农药施用次数相对较高,故不同精细管理技术投入的农户在农药施用总量方面并未呈现明显差异。因此,政府可尝试通过扶持农产品品牌建设、发展农业生产服务组织等方式,在引导农户生产方式精细化的同时,实现农药的减量投入。     

密度对聚氨酯软泡收缩及燃烧行为的影响

采用锥形量热仪研究不同密度聚氨酯软泡(FPUF)的燃烧行为,并根据摄像、体视显微镜所观察的样品形体及泡孔结构的变化来研究火灾条件下FPUF的收缩特性。研究结果表明,收缩是表层泡孔受热发生热解生成焦油所致的泡孔塌缩现象,焦油层下方泡孔结构基本没有变化;FPUF密度越大着火前的收缩速率越小,同一时刻表层泡孔热解生成的焦油层越薄。FPUF的着火燃烧可分为受热收缩、燃烧收缩和池火燃烧三个阶段。中高密度样品HRR曲线先出现平台后出现峰值,分别对应于燃烧收缩和池火阶段,且密度越大HRR曲线的平台越低、峰值越高,燃烧收缩阶段的FIGRA越小,而池火燃烧阶段的FIGRA越大。着火前的快速收缩导致低密度样品的HRR曲线不出现平台只呈现单峰。     

木质垃圾与废铁泥制备Fe0-BC材料及其对水中Cr(Ⅵ)的去除行为

含铬废水的直接排放会对自然环境造成严重危害.为探究零价铁-生物炭材料(Fe⁰-BC)与Cr(Ⅵ)的反应效能,以木质垃圾与印染行业废铁泥两种亟需处理的固体废物作为原料,在不同温度下通过碳热还原制备Fe⁰-BC,并将其应用于水中Cr(Ⅵ)的去除.材料表征结果表明,1 200℃下制备的Fe⁰-BC材料(Fe⁰-BC-1200)性能最佳,其比表面积为105.6 m³/g,孔径为6.23 nm,物相主要由Fe⁰、Cu0、C以及少量杂质构成,其中Fe⁰以球状的颗粒形式分散附着在碳的孔结构中,且大小均匀,粒度基本达到纳米级.通过静态试验考察了Fe⁰-BC材料对Cr(Ⅵ)的去除过程,发现Fe⁰-BC-1200对Cr(Ⅵ)的去除效果最好,在初始浓度为20 mg/L、初始pH为3.5、投加量为2.5 g/L的条件下,Cr(Ⅵ)的去除率达到95.2%. Cr(Ⅵ)的去除过程符合准二级反应动力学过程和Langmui...     

湖泊疏浚方式对内源释放影响的模拟研究

通过室内模拟试验,探讨不同疏浚方式对内源氮磷释放的影响以及不同湖区疏浚后氮磷释放的差异性.理想式疏浚和绞吸式疏浚沉积物磷的释放速率分别为未疏浚的20%和72%,并且A(内湾)湖区沉积物磷的释放速率是B(外湾)湖区的80%左右.理想式疏浚和绞吸式疏浚后沉积物氨氮的释放速率分别是抓斗式疏浚的40%和83%,但是这几种疏浚方式对氨氮的释放并没有达到理想的效果,在短期内对氨氮的释放甚至是起促进作用的,并且A湖区(内湾)氮的释放速率约是B湖区(外湾)的1.5倍,这应该看作是湖泊疏浚工程一个潜在的负作用.研究结果表明,理想式和绞吸式疏浚方式对内源释放有较好的控制作用,在外源输入得到有效控制的前提下,底泥疏浚可以作为湖泊沉积物污染修复的手段,并且结合目前的技术手段,在太湖的疏浚工程中应尽量选择绞吸式疏浚.