污水灌溉对土壤重金属含量、酶活性和微生物类群分布的影响

以沈阳张士灌区长期污灌的农田土壤为对象,研究了土壤重金属、土壤酶活性、微生物生物量和种群分布特征,分析了土壤微生物参数与土壤重金属和土壤性质的相关关系.结果表明,虽然已停止污灌十余年,张士灌区农田土壤仍存在Cd、Zn、Cu等多种重金属污染.土壤Cd污染最严重,含量达1.75～3.89 mg·kg-1.土壤耕作层(0～30cm)Zn、Cu、Pb总含量随土层深度增加逐渐减少,而Cd元素的垂直分布呈向下迁移的趋势.Cd、Zn、Cu、Pb等4种重金属含量水平分布特征相似,均为1号样地＞2号样地＞3号样地＞4号样地.相关性分析表明,张士灌区土壤酶活性、微生物生物量和种群分布受重金属污染和土壤养分的影响,土壤养分含量(有机碳、N、P、K)对微生物的正面效应大于重金属对微生物的负面效应.土壤全量Cd和速效K对微生物参数的影响最为明显,Cd含量与多酚氧化酶活性和微生物生物量(Cmic)呈极显著负相关,与纤维素酶活性呈极显著正相关(P＜0 01),速效K含量与多酚氧化酶活性、微生物生物量以及可培养微生物种群数量均呈极显著正相关(P＜0.01).     

玉门油田污染荒漠土壤石油降解菌多样性

为探索石油污染荒漠土壤石油降解微生物多样性、筛选高效石油降解菌,采用涂布平板法从石油污染荒漠土壤分离具有石油降解能力细菌,采用细菌形态观察和16S rRNA基因序列分析其多样性,并设计特异性引物,对分离细菌降解相关基因进行检测.结果表明,分离的37株细菌分别属于放线菌纲(Actinobacteria)、γ变形菌纲(Gammaproteobacteria)、β变形菌纲(Betaproteobacteria)、芽孢杆菌纲(Bacilli)和α变形菌纲(Alphaproteobacteria),分别占35.14%、32.43%、13.51%、13.51%、5.41%,归属于21个属的34个种类.优势菌属为假单胞菌属(Pseudomonas)、红球菌属(Rhodococcus)、微球菌属(Micrococcus)、寡养单胞菌属(Stenotrophomonas)、无色杆菌属(Achromobacter)和葡萄球菌属(Staphylococcus),占总数的51.35%,其中有36株细菌能以石油为唯一碳源稳定生长,对原油有明显的降解能力.在石油质量浓度为1 500 mg/L的基础培养基中,菌株YM43在培养7 d后对石油的降解率达55.47%,另有8株细菌的降解率不低于30.55%,11株细菌的降解率介于10.05%~28.37%,18株细菌的降解率不高于8.05%. PCR检测表明,有25株细菌含有烷烃单加氧酶基因,6株含芳烃双加氧酶基因,6株含联苯双加氧酶基因,4株含萘双加氧酶基因,3株含甲苯双加氧酶基因,2株含邻苯二酚双加氧酶基因.研究显示,石油污染荒漠土壤中可培养细菌具有高度多样性,分离的菌株有较强的石油降解能力,其降解功能与所存在的降解基因有关.      

四川三岔湖重金属污染与人类活动的关系

沉积物对湖泊重金属污染具有指示作用,通过分析沉积物的污染特征可以揭示湖泊重金属污染的污染历史和污染源。利用210Pb和137Cs定年和沉积物粒度分析,研究了三岔湖沉积物重金属的不同湖区和不同年代的分布特征及形成原因。人类活动强烈影响了重金属的沉积与富集:Cu、Zn与网箱养殖密切相关,Pb则主要源于邻近岸区的交通运输活动,Cr主要来自农业面源污染。受自身化学特性的影响,重金属的含量与沉积物的粒度分布密切相关,也正因此会出现洪水等的特殊年份重金属污染特征的异变。     

闸控河段水质浓度影响关键因子识别

由于闸门调度对河道内的水环境要素具有强烈的扰动作用,故闸控河段的水质变化过程较常规河道更为复杂。为了探析引起闸控河段水质浓度变化的主要制约因素,以槐店闸为研究对象,结合笔者进行的2次实验和其他时期的监测数据,通过偏相关分析和主成分分析的方法识别影响闸控河段水质浓度变化的关键因子,并利用多元线性回归方法分析得到闸控河段水质浓度变化与其关键因子的多元线性回归方程。经过分析初步得到,与高锰酸盐指数浓度变化率有关的关键因子为闸门开度、开启个数、高锰酸盐指数来水浓度、溶解氧含量、流速和水深;与氨氮浓度变化率有关的关键因子为闸门开度、开启个数、氨氮来水浓度、溶解氧含量和p H值。     

高空核试验放射性烟云扩散的数值模拟研究

针对核试验期间的放射性烟云扩散,采用RAMS/CFORSⅡ模式,通过模拟两次高空核试验过程,研究烟云的空间分布、传输态势和地面沉降,模拟结果基本符合实际观测趋势.同时模拟得到了一些空爆核试验烟云在对流层和平流层中下层的传输规律.在空爆烟云的长距离传输中,主烟云受平流层西风急流影响明显,最快在爆后19 h东移出境;在西风急流之上和对流层中,传输速度明显减小,烟云的扩散和沉降维持了3 d以上.对流层中低层的天气系统对空爆烟云的近地面沉降有重要影响,较强的低压系统造成的地面沉降区域较小,接近均压场的天气形势造成的沉降区域较大,约比前者大1倍.较大的粒子主要在爆后前两天沉降在中国西部地区,东部以小粒子沉降为主,出现在第3 d.小粒子的放射性很小,日沉降量在10-2～101 Bq/m2之间,与天然放射性本底值相当.     

皂素对污染土壤中钍的淋洗修复作用

为了探讨皂素对污染土壤中钍(Th)的去除效果,采用振荡淋洗的方法确定淋洗的最佳条件。结果表明:皂素浓度为2%,pH=5,土液比为1∶40,淋洗时间为6 h时,土壤中Th的去除效果趋于稳定,去除率为37.24%。描述皂素淋洗土壤中Th的最佳方程为准二级动力学方程。皂素与Th的络合稳定常数lgK=2.263,配位数χ为1.156,表明皂素对Th有较强的络合能力。对比淋洗前后土壤中Th的形态含量和占比可知:淋洗后Th的形态占比变化不大;酸可提取态、氧化结合态和有机结合态含量减少明显,残渣态含量变化不大。淋洗后稳定指数I_R值增加了0.047,流动指数W_F值减少了6.19%,说明采用皂素淋洗能增加Th与土壤的解吸,增加Th在土壤中的稳定性。     

ANAMMOX颗粒污泥吸附氨氮特性及其影响因素

为了解析ANAMMOX颗粒污泥对氨氮的吸附特性及机理,分别考察了不同初始氨氮浓度和污泥浓度下的ANAMMOX颗粒污泥吸附氨氮特性,以及温度、p H、盐度和金属阳离子对氨氮吸附的影响;并采用了吸附等温式、动力学和热力学对吸附过程进行解析.结果表明,ANAMMOX颗粒污泥对氨氮的吸附在20min左右基本达到吸附平衡,吸附容量随着氨氮初始浓度的增加而增加,随ANAMMOX颗粒污泥浓度的升高而减少.低温有利于ANAMMOX颗粒污泥对氨氮的吸附,其最佳p H为7.0.盐度和金属阳离子显著影响ANAMMOX颗粒污泥对氨氮的吸附,在Na Cl浓度为5g/L时,吸附作用已不明显.在质量浓度相同的条件下,Fe3+对吸附作用抑制最强,Mg2+与Ca2+次之,而Cu2+相对最弱.ANAMMOX颗粒污泥吸附氨氮过程更符合Freundlich等温式,吸附过程符合准二级动力学模型,并且是由表层扩散和内部扩散共同作用的结果.热力学研究表明,该吸附过程是一个自发的放热过程.     

天然土壤有机质中菲的分配行为

天然土壤吸附不同初始浓度的菲后,提取胡敏酸组分(包括胡敏酸和富里酸),通过计算得到胡敏素组份所吸附的菲,用以研究菲在2种组份中的动态吸附/分配行为,以及初始浓度的影响,并利用Freundlich式进行拟合.结果表明:天然土壤中菲的吸附/分配过程表现出分阶段特征:从最初的快吸附至48 h左右达到转折点,然后进入慢吸附过程.在快吸附至转折点阶段,胡敏酸组分中菲的吸附比例(吸附量与初始量之比)出现先升后降的波动,可归因于初始时段矿物表面吸附、胡敏素竞争吸附的影响.在慢吸附阶段,胡敏酸中菲的吸附比例变化很小,菲初始浓度的影响也不大;而对于胡敏素组份,低初始浓度条件下菲的吸附比例明显大于高初始浓度条件,并呈现逐步增加的趋势,表明胡敏素组份是慢吸附的主要发生域.模型参数拟合结果显示:胡敏酸、全土、胡敏素吸附的非线性程度依次增加,并随时间逐渐加强.在吸附/分配的动力学过程中,胡敏酸和胡敏素分阶段不同的变化特征反映出土壤有机质组分异质性对非线性吸附行为的影响.     

北运河下游流域典型设施农田非点源污染负荷定量化研究

为定量研究北运河下游流域设施农业非点源污染负荷情况,选择北辰双街大棚葡萄示范园为研究对象,通过对降雨径流污染负荷模型(SCS模型,USLE模型,吸附态N、P污染负荷模型以及溶解态N、P污染负荷模型)和灌溉污染负荷模型(改进的输出系数法模型)进行研究与修正,对径流和灌溉过程进行模拟分析,估算大棚种植区的污染负荷.结果显示,研究区雨季吸附态N、P输出负荷分别为40.98和1.42 kg·a-1,溶解态N、P输出负荷分别为628.77和4.57 kg· a-1,灌溉期TN、TP、NH4+-N和NO3--N输出负荷分别为182.15、2.56、60.49和62.82kg·a-1.示例验证表明所建模型具有较好的模拟效果,可进一步推广应用.