水体氧动态对氮磷地球化学行为的影响

底层水体氧动态直接制约着许多与底栖生物的生物、生态行为息息相关的生物地球化学过程. 高分辨率(垂向分辨率为3 mm)的原位采样技术能精确地获取ρ(PO₄3--P)和ρ(NH₄+-N)在沉积物-水界面微环境的分布特征,这对准确掌握营养盐在该区域发生的独特的生物地球化学过程至关重要. 研究表明,连续曝氮气或空气下,孔隙水中ρ(NH₄+-N)显著提高,升温使该效应进一步增强. 在常温下,曝空气沉积物孔隙水中ρ(PO₄3--P)显著下降,曝氮气则无显著影响;但厌氧条件下升温至35 ℃时ρ(PO₄3--P)显著增加. 在低氧和厌氧时,PO₄3--P从沉积物向水体的扩散速率(以P计)为10.41~25.85 mg/(m2·d);但底层DO充足或CaO₂添加剂量为5 g/m2致ρ(DO)呈过饱和状态时,PO₄3--P释放速率从0.07 mg/(m2·d)进一步降至-17.20 mg/(m2·d),说明随着ρ(DO)的升高,PO₄3--P有进一步削减的潜力. PO₄3--P在界面处的释放强度显著依赖于氧气和温度的动态. 总体来看,DO充足时,NH₄+-N和PO₄3--P的地球化学循环过程表现为从上覆水向沉积物吸附固定;当升温或缺氧时,这一过程可能被抑制甚至发生逆转.      

富氧-缺氧过程对氧气分布及交换过程影响

为考察底层水体不同的氧动态对水土界面氧气交换过程影响,采用Unisence的微电极测试系统考察底层水体不同的复氧-缺氧环境(物理微曝空气供氧、添加过氧化剂的化学供氧及物理微曝氮气)中,沉积物-水界面氧气的分布及其传输机制,并评估不同富氧与厌氧过程对表层沉积物有机碳的矿化过程的影响.结果表明水体处极度厌氧状况,控制溶解氧分布和交换的水底扩散边界层(DBL)厚度明显变薄(一般在0.2~0.4mm)且溶解氧衰变相对较缓.但底层水体溶解氧丰富甚至处于过饱和状态, DBL层的厚度(一般在0.4~0.7mm)相对较厚且氧气变化迅速 (P<0.05).增加水体氧气供给的条件下,水体与沉积物间溶解氧交换过程加快,溶解氧交换通量由(4.87±0.92)增加至(5.31±0.66 )及(17.14±3.15 ) mmol O2/(m2·d)交换速率,最高提升252%,温度升高氧气交换速率可增加15%,温度效应明显.     

大溪水库水质变化趋势及污染成因解析

为探究大溪水库水质时空变化规律和影响因素,利用2011—2015年大溪水库常规水质调查数据,综合分析了大溪水库主要污染物浓度、水质等级和富营养化指数的时空变化特征,并对其影响因素进行了解析.结果表明:总氮、总磷、叶绿素a和高锰酸盐指数具有明显的季节性差异(p0.05),总氮、总磷浓度表现出与降水季节性变化的一致性,在夏季最高;Chl-a浓度在夏、秋季高,冬、春季低,与总磷呈现显著正相关(p0.05),与氮磷比呈显著负相关(p0.05);COD_(Mn)呈现夏、秋季高于冬、春季的季节变化规律;在空间上,按空间分布特征将大溪水库分为3个区域:河口区Z1、湖心区Z2和大坝区Z3,分区统计结果显示,Z1区水质最差,而Z2和Z3区水质较好.2011—2015年的水库水质等级评价表明,全库83%的区域达到了地表水III类水质要求,仅Z1区域范围内处于地表IV类水限定范围内,约占水库面积的17%;2011—2015年间全库区水体富营养化指数(TLI)低于50,属于中营养状态.大溪水库水质的季节性波动受降水影响显著,以地表径流和入库河流携带输入外源污染为主要污染源,调整当地土地利用结构,减少农业施肥量与旅游业污水排放,削减入库水体的污染物浓度,是保护大溪水库的关键.     

微囊藻生物质性质对超临界水气化产氢的影响

微囊藻水华的常态化暴发致使每年产生大量难处理的高含水率废弃微囊藻生物质,超临界水气化技术可越过高能耗的脱水工艺实现其减量化、无害化处理及资源化利用。该文聚焦微囊藻生物质作为超临界水气化反应原料、在堆积及自然腐解条件下的初始含水率及腐解程度变化,明确生物质原料初始含水率及腐解程度等条件与超临界水气化产物的质量分布规律、产气产氢特性、以及能耗分析的作用关系。70%～96.15%范围内的含水率变化对微囊藻生物质SCWG产氢存在一定影响,在其脱水能耗允许程度内降低含水率能够有效改善处理效率及能源转化效率;微囊藻生物质15 d腐解程度时TOC约降低15%,而该阶段的产氢效率能够稳定维持在3.0 mol/kg左右。研究成果将为今后微囊藻生物质超临界水气化处理的高能效产业化应用提供必要的理论支撑依据。     

废塑料再生地农田土壤邻苯二甲酸酯污染特征

为了解废旧塑料再生行业对周边农田土壤环境的影响,在莱州沙河镇废旧塑料再生基地内部及周边区域采集22个农田土壤样品,文章利用高效液相色谱法对样品中6种邻苯二甲酸酯含量(PAEs)进行了检测,并对其污染特征及健康风险进行了分析。结果表明,基地农田土壤中6种PAEs总量介于4.63～15.59 mg/kg之间,邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸丁基苄基酯(BBP)、邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯(DEHP)检出率均为100%;DEHP、DBP和BBP是主要的PAEs,分别占∑_6PAEs的32.96%、30.55%和26.73%。基地内部农田土壤中PAEs含量显著高于外部区域,总体表现为与基地的距离越远,农田土壤中PAEs含量越低。健康风险评估表明,成人和儿童对PAEs的暴露风险主要通过饮食途径,部分采样点BBP、DEHP和DnOP的非致癌风险值>1,存在非致癌风险;成人和儿童通过饮食途径对BBP和DEHP暴露的致癌风险值超过EPA推荐的致癌水平,应引起一定的重视。     

银川市农田土壤中多环芳烃污染及风险评价

为准确了解银川市农田土壤中多环芳烃的污染状况、空间分布特征及其生态风险,文章采集银川市农田表层土壤样品共91个,采用高效液相色谱法检测了样品中16种多环芳烃(PAHs)含量,分析其污染特征及空间分布状况,对PAHs来源进行分析,并对土壤中PAHs潜在的生态风险和健康风险进行了评价。结果表明：土壤中∑PAHs含量在ND～1 517.37μg/kg之间,平均值为241.49μg/kg,16种PAHs单体变异系数均大于1,区域分异显著;未污染、轻度污染、中度污染和重度污染的样品分别占到样品总数的60.44%、32.97%、2.19%和4.40%;16种PAHs单体的空间分布差异较大,东南部和西南部含量较高;源解析结果显示银川市农田土壤中PAHs的主要来源为煤、化石燃料等的高温燃烧以及汽车尾气排放和汽油源;生态风险评价结果显示,PAHs毒性当量范围为0～1.1×10³μg/kg,平均值为52.04μg/kg,整体潜在生态风险较低,但部分样品具有较高的生态风险;健康风险评价结果显示,非致癌风险均在可接受的标准范围,但是有7个样品的BaP致癌风险超过美国环境保护局推荐的致癌水...     

典型废旧塑料再生基地周边农田土壤中PAHs污染特征及健康风险评价

为了解废旧塑料再生行业对周边农田土壤环境的影响，在莱州市废旧塑料再生基地内部及周边农田采集22个土壤样品，利用高效液相色谱法对样品中16种多环芳烃（PAHs）含量进行了检测，并对其污染特征及健康风险进行了分析.结果表明，基地周边农田土壤中16种PAHs总含量为60.50~303.48 μg·kg^-1，除?（Chr）、二苯并（a，h）蒽（DahA）外，其余组分的检出率均为100%.萘（Nap）、苊烯（Acy）、苊（Ace）为主要组分，分别占总量的49.57%、21.32%、14.95%.参考Maliszewska-Kordybach的土壤PAHs污染程度划分方法，仅有22.73%样品达到轻微污染且集中于基地内部.在空间分布上，基地内部农田土壤中PAHs含量显著高于外部，总体表现为距基地越远，农田土壤中PAHs含量越低.基地内部各采样点PAHs的构成具有相似性，主要以低环芳烃为主，占PAHs总量的89.56%以上，表明基地内部农田土壤有相对固定的PAHs来源.主成分分析法共提取到3个主成分，表明基地周边农田土壤中的PAHs主要与燃煤、生物质燃烧以及废旧塑料焚烧有关.健康风险评估表明，成人和儿童对PAHs的暴露风险主要通过呼吸途径，儿童的暴露剂量均高于成人，但非致癌及致癌风险水平均在可接受范围.