应用地球化学工程学修复水、气、土壤污染的研究进展

本文简要介绍了地球化学工程学的基本概念、主要环境技术及尺度 ,综述了地球化学工程学在水、大气、土壤污染修复中的研究进展。     

应用地球化学工程学修复水、气、土壤污染的研究进展

本文简要介绍了地球化学工程学的基本概念、主要环境技术及尺度,综述了地球化学工程学在水、大气、土壤污染修复中的研究进展。     

人工湿地在河道生态修复应用中的进展及优化

认为人工湿地是河道生态修复的优选工艺,据此介绍了人工湿地在河道生态修复中的应用进展,并从构型、工艺组合、基质和植物四个方面进行了优化研究,结果表明：I-VFCW是构建人工湿地的优选构型;人工湿地与氧化塘、砂滤、接触氧化、絮凝沉淀等工艺组合,能够降低湿地堵塞的危险,提高处理能力;钢渣是除磷的优选基质,沸石是脱氮的优选基质;芦苇、香蒲、美人蕉等是优选植物。     

人工湿地废水生态处理系统的作用机制

人工湿地废水生态处理新技术的高效去污能力基于独特而复杂的作用机制，其中最重要的是湿地基质、大型植物和微生物的高度协同作用。基质在为植物和微生物提供生长介质的同时，也能够通过沉淀、过滤和吸附等作用直接去除污染物。大型湿地植物既是微生物的“固定化载体”，氧气的生产和运输“机器”，同时还能够稳固湿地床表面，起到冬季保温和支撑冰面的作用。微生物是消除污染物的作用者，它能够在去除氮、磷等营养物的同时把有机质作为丰富的能源转化为营养物质和能量。     

关于湿地的生态保护与修复

从建湖县“九龙口”省级风景名胜区湿地的实际出发，分析了湿地生态保护的必要性，根据保护原则，提出了相应的保护措施。     

人工湿地植物研究进展

人工湿地具有去除污染效果好、运行费用低和易维护等特点,已被广泛用于污水处理中.湿地植物在其中起着重要作用,主要包括直接吸收氮、磷等污染物,通过根系输氧促进根区的氧化还原反应与好氧微生物活动及增强和维持介质的水力传输等.综述了人工湿地植物的去污机理,阐述了湿地植物对生物可降解的有机物、营养性污染物和有毒有害物质净化的研究成果与应用,并展望今后进一步研究的重点.     

我国华北地区湿地生态需水量研究探讨与应用实例

我国华北地区湿地通常处于缺水状态.当湿地分别为"资源型缺水"和"水质型缺水"时,目前常用的几种生态需水量估算方法的适用范围是不同的.水量平衡法是较通用的方法;而水量损失法和最低水位法主要适用于资源型缺水;物质平衡法和逐年环境改良法则主要应用于污染型缺水的情况.针对不同的情况可以选取相应的估算方法.本文应用不同估算方法,对河北保定白洋淀湿地和北京顺义杨镇湿地的生态需水量进行了估算,通过估算结果间的比较,反映出白洋淀湿地面临的污染问题更严重,而杨镇湿地更亟需解决的是资源型缺水问题,使其补偿措施更有针对性,能更好地协调人与湿地生态环境问的关系.     

新型人工湿地生态填料净化生活污水的试验研究

采用单一粒级的碎石作为粗骨料,水泥、粉煤灰和化学添加剂为胶结材料制备了2种新型人工湿地生态填料(以下简称人工生态填料),分别为普通人工生态填料(ES-C)和内置空隙人工生态填料(ES-V),对比研究了2种人工生态填料和普通碎石填料对模拟农村生活污水的净化处理效果,探讨了影响其去除效果的几个因素。结果表明,处理第5天,效果最好的ES-V对COD、NH4+-N和TP的去除率分别为83.13%、75.25%和75.17%,浓度达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级B标准;普通碎石填料的NH4+-N去除率比人工生态填料低30%左右,TP的去除率约为人工生态填料的一半。当COD/NH4+-N(质量比)为9～13,NH4+-N负荷为20～55mg/L时,人工生态填料对NH4+-N的去除效果较好;TP为3～10mg/L时,人工生态填料对TP有较高的去除率。最后从物理、化学和生化作用3个方面探讨了人工生态填料的去污机制。     

北方滨海人工湿地水生生物群落重建效果评估——以天津临港湿地二期生态重建工程为例

为准确评估滨海人工湿地生态重建成效,科学指导工程改进方案,以重建近1年的天津临港湿地二期生态重建工程为例,通过调查重建前(2020年)和重建后(2021年)湿地水生生物群落组成变化,评价湿地生物群落重建效果。结果表明：经过近1年的生态重建,鱼类群落和底栖动物群落均得到不同程度恢复;鱼类的种类由重建前的未检出增加到10种,除泥鳅、梭鱼等增殖先锋物种未得以恢复外,其他增殖鱼类均长势良好;随着物理生境改善和先锋物种的直接投加,底栖动物数量由重建前的11种提高到重建后的28种,生物多样性明显提高;在类群组成上,底栖动物群落以自然恢复的摇蚊幼虫为主,人工投放的大型底栖物种恢复进程相对缓慢;鱼类增殖放流加剧了对浮游动物的捕食压力,造成浮游动物生物量降低和个体减小,进而导致浮游植物群落的快速响应和结构变化。基于上述研究结果,提出了水生生物群落重建优化调控建议。本研究成果可为北方滨海人工湿地重建提供借鉴。     

生态湿地中抗生素抗性基因的污染控制研究

生态湿地对饮用水源水质的保障具有重要意义,但其对新型污染物抗生素抗性基因(ARGs)的控制效果仍需进一步研究探讨。以宁波某水库生态湿地为研究对象,采用荧光定量聚合酶链式反应(PCR)等方法对生态湿地中ARGs进行研究。结果表明,该生态湿地可有效去除磺胺类抗性基因sul1、sul2和四环素类抗性基因tetO等ARGs,但对β内酰胺类抗性基因blaOXA-48、blaTEM和大环内酯类抗性基因ermX等ARGs的削减效果较弱。结合相关性分析发现,ARGs的削减可能与一类整合子(intI1)相关。     

农药毒死蜱的生态风险及其微生物修复技术研究进展

毒死蜱是替代甲胺磷和对硫磷等高毒农药的高效有机磷杀虫剂,在世界范围得到广泛使用.但是,环境毒理学研究发现,毒死蜱对生态环境具有潜在的危险性,甚至被认为具有干扰内分泌的功能,许多国家对毒死蜱在农产品中的残留量有严格的规定.因此,深入研究毒死蜱的生态风险问题是当务之急.对国内外关于毒死蜱的残留活性、生态毒理、降解机制以及生物修复等方面的研究进行了综述,以期对毒死蜱的合理管理和使用提供科学依据.     

Distribution of PAHs in tissues of wetland plants and the surrounding sediments in the Chongming wetland, Shanghai, China

Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) concentrations were determined in sediments and three types of wetland plants collected from the intertidal flats in the Chongming wetland. The concentration of total PAHs in sediments ranged from 38.7 to 136.2 ng g⁻¹. Surface sediment concentrations were higher in regions with plant cover than in bare regions. Rhizome-layer sediments (56.8-102.4 ng g⁻¹) contained less PAHs than surface sediments (0-5 cm). Concentrations of PAHs in plant tissues ranged from 51.9 to 181.2 ng g⁻¹, with highest concentrations in the leaves of Scirpus. Most of the PAHs in the leaves and other plant tissues were low molecular weight compounds (LMW, 2-4 rings), and a similar distribution pattern of PAHs in different types of plants was also observed. Source analysis indicated that plants and sediments both came from pyrogenic sources, but plants had additional petroleum contamination. The low ratio of benzo[a]anthracene over chrysene suggests that the wetland PAHs came mainly from long-distance atmospheric transportation. Significant bioaccumulation of PAHs from the sediments into plants was not observed for high molecular weight PAHs (HMW, 5-6 rings) in Chongming wetland. The small RCFs (root concentration factor from sediments) for HMW PAHs and large RCFs for LMW PAHs suggested that roots accumulated LMW PAHs selectively from sediments in Chongming wetland.     

Genotoxicity evaluation of the insecticide endosulfan in the wetland macrophyte Bidens laevis L

The frequency of micronuclei (MN) and chromosome aberrations in anaphase-telophase (CAAT) was determined in root tips of the wetland macrophyte Bidens laevis exposed to environmentally relevant concentrations of endosulfan (0.01, 0.02, 0.5 and 5microg/L) for 48h. MN frequency varied from 0 in negative controls and plants exposed to 0.01microg/L endosulfan to 0-3 in plants exposed to 5microg/L. Moreover, a significant concentration-dependent increase of CAAT was observed. The higher proportion of laggards and vagrand chromosomes observed at 5microg/L would indicate that endosulfan interacts with the spindle interrupting normal chromosome migration. Endosulfan resulted genotoxic to B. laevis, a species of potential value for bioassays and in situ monitoring of environmental contamination by pesticides.     

Stable isotope dynamics of nitrogen sewage effluent uptake in a semi-arid wetland

Our objectives were to determine (1) how much N is transferred into the food web via plants from a wetland receiving not only inputs of treated sewage effluent, but also containing contaminants such as polychlorinated biphenyls (PCBs), (2) how birds, as consumers, utilize exogenous N and uptake PCBs in relation to the food web of the wetlands, (3) the feasibility of using isotopic analysis in estimating trophic levels in a semi-arid system. Our results demonstrate that there is very high spatial variability in the N isotopic composition of primary producers. Birds had lower variability in delta15N, despite feeding at multiple trophic levels. In very high spatial variability in delta15N of primary producers, it is difficult to use N isotope techniques to define trophic levels relevant to the bioaccumulation of organic pollutants, but it is possible to track the flow of exogenous N through the food web.     

浙江省生态功能区划研究

在浙江省生态环境现状调查的基础上,运用GIS等先进技术,采用定性与定量相结合的方法,对浙江省生态环境现状、生态环境敏感性和生态服务功能重要性进行评价,形成浙江省生态功能区划方案,将浙江省划分为6个生态区、15个生态亚区、47个生态功能区,并确定了具有重要生态系统服务功能的5个重要生态功能区域.区划成果为浙江生态省建设规划的实施、资源的合理利用和工农业生产合理布局提供了科学依据.     

人工湿地废水生态处理系统的作用机制

人工湿地废水生态处理新技术的高效去污能力基于独特而复杂的作用机制 ,其中最重要的是湿地基质、大型植物和微生物的高度协同作用。基质在为植物和微生物提供生长介质的同时 ,也能够通过沉淀、过滤和吸附等作用直接去除污染物。大型湿地植物既是微生物的“固定化载体” ,氧气的生产和运输“机器” ,同时还能够稳固湿地床表面 ,起到冬季保温和支撑冰面的作用。微生物是消除污染物的作用者 ,它能够在去除氮、磷等营养物的同时把有机质作为丰富的能源转化为营养物质和能量     

Free atmospheric phosphine concentrations and fluxes in different wetland ecosystems, China

Atmospheric phosphine (PH₃) fluxes from typical types of wetlands and PH₃ concentrations in adjacent atmospheric air were measured. The seasonal distribution of PH₃ in marsh and paddy fields were observed. Positive PH₃ fluxes are significantly related to high air temperature (summer season) and increased vegetation. It is concluded that vegetation speeds up the liberation of PH₃ from soils, while water coverage might function as a diffusion barrier from soils or sediments to the atmosphere. The concentrations of atmospheric PH₃ (ng m⁻³) above different wetlands decrease in the order of paddy fields (51.8 ± 3.1) > marsh (46.5 ± 20.5) > lake (37.0 ± 22.7) > coastal wetland (1.71 ± 0.73). Highest atmospheric PH₃ levels in marsh are found in summer. In paddy fields, atmospheric PH₃ concentrations in flourishing stages are higher than those in slowly growing stages.     

杭州西湖水生高等植物的恢复与水生生态修复

在过去的50年，西湖一直被富营养化问题所困扰。迄今为止，采用了各种工程措施进行治理，耗资数亿，但收效不明显。为了进一步解决西湖富营养化问题，提出需要用生态方法去解决生态问题，通过生态学手段，恢复、重建高等水生植物带落，增加水生生物多样性，改善西湖水生生态系统的结构和功能，控制藻类来修复西湖水生生态系统。科学地选择先锋种类组合、消除草食性鱼类的影响、合理地控制水位是西湖水生植被恢复过程中的三个重要措施。     

城市园林植物生态功能及其评价与优化研究进展

城市当前面临着越来越严重的环境问题.园林植物因其碳氧平衡、蒸腾吸热、吸污滞尘、减菌减噪、涵养水源、土壤活化和养分循环、维持生物多样性、景观功能、防灾减灾等生态功能在缓解城市环境压力方面起着至关重要的作用.为了使城市园林植物生态功能最大限度地发挥和城市生态环境得到较大改观,综述了国内外在城市园林植物生态功能及其评价与优化等方面的最新研究成果,分析研究中存在的不足之处.