引发2021—2022年度湖光岩玛珥湖水华事件的主要藻种及原因分析

水华(algal bloom)是水体中藻类过度繁殖所引起的生态环境问题，水华的暴发会对水体环境以及水生生态平衡造成严重的破坏.湖光岩玛珥湖是低平地区火山口形成的湖泊，具有相对封闭的水体环境，是研究认识较为单纯的水文条件下水华形成与发展的理想场所，研究其水华暴发期间的主要藻种构成及水生态环境条件对认识水华形成的原因具有积极的意义.本文对2021年12月—2022年3月期间湖光岩水华暴发的主要藻类进行了分析鉴定，并从营养盐条件、水文条件、气象因素等方面探讨分析湖光岩水华暴发的原因.结果表明：(1)湖光岩水华暴发的主要藻种为绿藻门中的小球藻(Chlorella vulgaris)以及蓝藻门中的铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa);(2)湖光岩表层水营养盐含量分析显示，SiO₃^2--Si的含量最高，PO₄^3--P的含量最低，NO₂^--N、NO₃^--N、NH₄⁺     

太湖西山岛河流秋季沉积物氮、磷特征及其对水质的响应

入湖河流沉积物营养盐的释放制约了河流与太湖水环境的改善。因目前对太湖岛上入湖河流沉积物氮、磷特征及其对水质的响应研究较少,笔者于2020年10月采集西山岛15个代表点位的沉积物样品并测定了其氮、磷含量,进行沉积物对不同初始浓度氨氮(NH₄⁺-N)、磷酸盐(PO₄^3--P)的吸附-解吸模拟实验;研究各点位沉积物对水质的响应,确定了需水质管控与沉积物疏浚的点位。结果表明,西山岛河流沉积物总氮、总磷平均含量分别为8.97和2.90 g·kg^-1;沉积物活性氮、磷平均含量分别为3.77和1.29 g·kg^-1,存在较高的氮、磷释放风险。根据模拟实验结果,7个点位的沉积物NH₄⁺-N和9个点位的沉积物PO₄^3--P处于解吸状态,磷的解吸现象更为严重。通过研究入湖河流沉积物对太湖水环境的影响发现,为维持太湖水环境的稳定,点位CZ1、CZ5在原位水质下仅需进行外源管控,点位CZ4的沉...     

安阳市夏季道路积尘水溶性离子污染特征及来源分析

为了解安阳市夏季道路积尘水溶性离子污染特征及来源,于2020年5月使用手持式便携吸尘器采集70个城市道路积尘样品,经离子色谱仪测定其中10种水溶性离子(F^-、Cl^-、NO₂^-、NO₃^-、SO₄^2-、K⁺、Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、NH₄⁺),用比值分析法和相关性分析法分析其污染特征,结合地理统计分析和正定矩阵模型判断其主要来源.结果表明,Ca²⁺、SO₄^2-、NO₃^-、Cl^-、K⁺在安阳市道路积尘水溶性离子中占比较大,其中Ca²⁺占比最高,SO₄^2-和NO_...     

不同pH条件下河道底泥净化再生水试验研究

北方城市景观河流的主要用水来自再生水,但其氮含量较高,有造成河流富营养化与地下水污染的风险。河道底泥作为河水与地下水间的介质,能够通过物理、化学和生物反应对水体起到净化作用,河道水环境酸碱条件对底泥NO₃^--N净化效果有一定影响。通过河槽模拟装置,探究进水pH为4、7和10条件下河槽系统中底泥对NO₃^--N的净化效果。结果表明：3种pH条件下河槽系统对NO₃^--N均有显著净化作用,整体去除率分别为51.3%、57.5%和69.9%;尤其在河槽底泥10、20和30 cm处NO₃^--N净化效果较好,去除率均在89.0%以上;在50和70 cm处3种pH处理之间NO₃^--N去除率差异明显,在pH=4条件下去除效果较好;在NO₃^--N浓度的垂向变化上,3种pH条件下底泥中NO₃^--N浓度在1...     

疫情常态化管控下济南市春节前后PM2.5中二次组分变化特征

为研究新冠肺炎疫情常态化管控下,济南市春节前后PM_2.5中二次组分的变化特征、气粒分配规律及其影响因素,本文对2021年2月1-27日春节前、春节期间和春节后的3个时段济南市区在线监测的水溶性离子、碳组分及气态前体物质量浓度小时数据进行分析.结果表明,2021年疫情常态化管控下济南市春节前后二次组分浓度与2020年同比均明显下降,ρ(NO₃^-)、ρ(SO₄^2-)、ρ(NH₄⁺)和ρ(SOA)分别下降53.09%、58.32%、51.17%和61.84%,其中二次无机组分(NO₃^-、SO₄^2-、NH₄⁺之和)和SOA在PM_2.5中的占比分别为54.07%和8.20%,春节期间PM_2.5及二次组分在10—18时浓度较低,与春节期间白天人为活动相对减少,机动车、建筑工...     

亚热带典型林分降水过程中的水质效应

森林生态系统在净化空气、截留沉降污染物及改善流域水质等方面具有重要作用。为评价亚热带地区典型森林生态系统对大气降水中氮、磷及重金属离子的截留能力和调控特征,以广东省新丰江库区3种典型林分(常绿阔叶林、针阔混交林、针叶林)为研究对象,分析了大气降水、穿透水、树干茎流、土壤渗透水及溪流水中p H值、总磷(TP)、总氮(TN)、硝酸盐氮(NO₃^--N)、铵态氮(NH₄⁺-N)及6种重金属(Cd、Cr⁶⁺、Pb、Cu、Hg、Mn)含量的变化特征和冠层截留效应。结果表明：观测期间,大气降水经3种林分溪流输出后,均呈中性,常绿阔叶林对酸雨的缓冲能力较强。降水经针叶林后酸化加剧,树干茎流p H值为3.89。大气降水中TN、TP、NH₄⁺-N和NO₃^--N质量浓度分别为0.977、0.046、0.047和0.173mg·L^-1,Cd、Cr⁶⁺、Pb、Hg、Cu和M...     

九龙江流域丰枯水期表层水体氮污染特征及其来源解析

为探明九龙江流域表层水体氮污染分布特征及其污染来源,于2020年7月(丰水期)和2021年1月(枯水期)开展九龙江全流域表层水体多点多断面原位观测,利用正定矩阵因子分析模型(positive matrix factorization, PMF)对不同水期全流域表层水体氮污染来源及贡献率进行解析,耦合相关性统计分析方法研究不同水期流域表层水体氮污染的关键驱动因子。结果表明,九龙江流域表层水体氮污染存在明显的水期分异特征,ρ(TN)为0.72～13.14 mg·L^-1,丰水期ρ(TN)为1.39～10.95 mg·L^-1,枯水期为0.72～13.14 mg·L^-1。硝态氮(NO₃^--N)、氨氮(NH₄⁺-N)、亚硝态氮(NO₂^--N)和溶解性有机氮(DON)浓度均表现为丰水期大于枯水期,但颗粒态氮(PN)浓度则表现为枯水期大于丰水期。丰水期氮污染以NO₃^-     

废白土炭对印染废水中甲基橙的吸附研究

本研究以油脂精炼行业副产物废白土(SBE)为原料,通过缺氧高温热解法制备废白土炭(SBE@C),用以吸附去除印染废水中的染料甲基橙。研究结果显示,1、2、3 g/L的SBE@C对甲基橙的吸附容量在180 min时分别为12.53、7.14、5.12 mg/g,其吸附动力学更符合伪二级动力学模型,吸附等温线更符合Freundlich模型。进一步研究SBE@C对于复合染料(甲基橙-曙红Y-茜素红)的吸附性能,考察了溶液离子强度及共存阴离子对SBE@C吸附能力的影响,结果表明,共存Cl^-对SBE@C吸附能力的抑制作用随离子强度的增加而增加,CO₃^2-、Cl^-、PO₄^3-和SO₄^2-种共存离子对SBE@C吸附染料均存在抑制作用。     

城市森林大气PM2.5中水溶性无机离子沉降特征

森林被誉为"地球之肺",在防霾治污方面有其独特不可替代的作用,不同树种沉降PM_2.5的功能有很大差别.本文选取代表性城市森林——奥林匹克森林公园为研究对象,设置垂直监测塔观测大气PM_2.5的浓度垂直分布,以考察不同季节城市森林对PM_2.5中各组分的影响.在冬季、春季和夏季各采集PM_2.5样品,分析并计算PM_2.5中Na⁺、NH₄⁺、K⁺、Mg2⁺、Ca2⁺、Cl^-、NO₃^-和SO₄^2-等典型水溶性无机离子的浓度.结果表明,PM_2.5中水溶性无机离子总浓度呈规律性变化特征:冬季((56.90±27.38)μg·m-3)>春季((46.69±12.24)μg·m^-3)>夏季((23.16±8.75)μg·m^-3).其中SO₄^2-和NO₃^-浓度和占PM_2.5主要水溶性无机离子总浓度的50%以上.3个季节中,除冬季外,在春季和夏季,8种离子有明显的垂直方向上的沉降,夏季的沉降速率高于春季,但是春季由于大气颗粒物浓度高,沉降通量高于夏季.NO₃^-和SO₄^2-垂直方向的沉降量在所有可溶性无机离子中最高.植被密度、叶面积指数、气象条件等因素对于PM_2.5的沉降特征有明显影响.     

冻融作用下藏北高原牦牛和藏绵羊粪便降解及养分变化特征

冻融是影响高寒草地土壤理化和生物学特性的重要因素,冻融期放牧牲畜粪便沉积及其降解特性也可能受到冻融作用复杂且不容忽视的重要影响,而目前关于冻融对高寒草地牲畜粪便降解及养分变化的影响效应和作用机制尚不清楚。选取季节性冻融藏北高原牦牛和藏绵羊粪便开展30 d室内冻融模拟试验,分别在冻融0、5、15和30 d后采集两种粪便样品进行理化和养分指标测定,探究不同冻融时间对牛羊粪便降解及其主要养分变化的影响。结果表明,1)冻融试验期内牛粪含水量与干物质量在前15 d冻融循环中均显著降低(P<0.05),羊粪含水量在前5 d冻融中下降了82.6%;反复冻融易破坏粪便降解初期的物理结构,加速粪便含水量及牛粪干物质量的损耗。2)牛粪铵态氮(NH₄⁺-N)含量在冻融后第5 d达到最大值(415mg·kg^-1),且牛羊粪硝态氮(NO₃^--N)含量在0-15 d冻融过程中显著降低(P<0.05),冻融初期有机氮矿化增加和反硝化速率增强可能是导致NH₄⁺     

生物炭中可溶性组分对其吸附镉的影响

为研究生物炭中可溶性组分对生物炭吸附重金属的影响,以玉米秸秆和松木屑为原材料,采用限氧升温炭化法,分别于200、400和600℃下制备生物炭,并通过批量吸附实验研究生物炭对镉的吸附特性及去除可溶性组分对其吸附Cd²⁺的影响。研究结果表明,随热解温度升高,生物炭的碳化程度增加,pH值增大,比表面积逐渐增大,含氧官能团数量减少,矿物组分不断富集,溶解性矿物离子K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺和PO₄^3-含量降低;去除可溶性组分后生物炭的pH值下降,溶解性矿物离子含量明显降低。LM模型更适合于对松木生物炭和200、400℃下制备的玉米秸秆生物炭吸附Cd²⁺的数据进行拟合,而FM模型更适合于拟合600℃下制备的玉米秸秆生物炭对Cd²⁺的吸附数据。玉米秸秆生物炭对Cd²⁺的吸附量(29.58—12.21mg·g^-1)高于松木生物炭(1.72—4.14 mg·g^-1)...     

2018年成都市PM2.5中水溶性无机离子污染特征及来源解析

为了探究成都市PM_2.5水溶性无机离子的污染特征与来源贡献,于2018年1月1日—12月31日利用高分辨率的MARGA对PM_2.5组分展开在线监测,结合同一点位的气态污染物、气象参数监测数据进行分析.结果表明,水溶性无机离子与PM_2.5具有相同的月变化趋势,水溶性无机离子月均浓度为10.35-39.60μg·m^-3,在PM_2.5中的占比为31%—51%,水溶性无机离子是PM_2.5的重要组成部分.NO₃^-在水溶性无机离子中月均占比以12月最高,8月最低,SO₄^2-刚好与之相反.大气长期处于富氨状态,二次离子主要以（NH₄）₂SO₄、NH₄NO₃、NH₄Cl的形式存在,SOR在冬季12月与夏季8月分别出现高值0.61与0.5,但NOR只在冬季出...     

南昌前湖区域夏季降水中低分子有机酸的分布与来源

2020年5—9月，共采集南昌前湖区域20个降水事件的88个分段降水样品，测定降水中3种低分子有机酸(甲酸、乙酸、草酸)和4种无机阴离子(Cl^-、NO₂^-、NO₃^-、SO₄^2-)浓度，分析讨论降水有机酸的分布、来源，定量解析云下冲刷、云水对降水有机酸的贡献.结果表明，降水中甲酸、乙酸、草酸占所测定阴离子总量的16%，降水有机酸与无机酸总量的月变化呈相反趋势；长降水事件的降水有机酸浓度在降水进程中呈现先逐渐降低，到降雨末期趋于平稳或稍稍反升的变化特征；降水进程中，云下冲刷对降水中3种有机酸的贡献率逐渐减小，而云水对其贡献率逐渐增大，降雨前期，云下冲刷为降水中有机酸根的主要来源，降雨后期，以云水贡献为主；前期降水中3种有机酸两两之间的相关性比末期降水中的弱，降水中草酸与SO₄^2-的相关性较甲、乙酸与SO₄^2-的相关性强，反映降水中草酸受二次污染影响大；...     

零价铁去除水中硒的研究进展

硒（Se）在水中主要以SeO₃^2-和SeO₄^2-离子形式存在,具有溶解度高、迁移能力强、毒性高等特点,过量摄入会对生命健康造成严重危害.零价铁（ZVI）是一种绿色、安全、高效且廉价的环境修复材料,通过表面氧化层的吸附作用,以及ZVI、吸附态Fe（Ⅱ）以及绿锈等活性次生矿物的还原作用,将Se（Ⅳ）和Se（Ⅵ）主要还原为低毒性、低溶解度的Se（0）,从而去除水中高毒性的SeO₃^2-和SeO₄^2-.纳米零价铁（nZVI）比表面积大、活性更高,去除Se的速率更快、效率更高,可以将SeO₃^2-和SeO₄^2-更多地还原为Se（-Ⅱ）.利用无机粘土、生物炭等材料负载nZVI,不仅可以解决nZVI易团聚、易迁移、潜在毒性风险高等问题,还可以通过载体材料的吸附、pH稳定、电子传递等作用,进一步增强nZVI对水体中Se的去除效果.实际环境中的缓冲...     

我国半干旱区滴灌水肥一体化马铃薯田土壤NH3挥发特征和强度及影响因素

氨(NH₃)挥发是农业生态系统氮肥损失的重要途经,然而,北方干旱半干旱地区水肥耦合马铃薯田土壤NH₃挥发规律缺少数据支撑.该研究利用通气法田间原位观测我国西北滴灌水肥一体化和传统沟灌施肥马铃薯田水肥耦合土壤NH₃挥发特征,设置滴灌施肥500 kg·hm^-2(DDF)、滴灌施肥1000 kg·hm^-2(DGF)、滴灌不施肥(DCK)、沟灌施肥500 kg·hm^-2(FDF)、沟灌施肥1000 kg·hm^-2(FGF)、沟灌不施肥(FCK)6个处理.结果表明,NH₃挥发速率峰值出现在施用氮肥后1—2周,不同水肥处理土壤NH₃挥发存在显著差异(P<0.01).2018年DDF、DGF、DCK、FDF、FGF、FCK土壤NH₃累积挥发量分别为21.50、28.14、7.20、37.06、66.25、11.88 kg·hm^-2;2019年,分别为9.42、15.25、7.24、34.73、76.81、8.56 kg·hm^-2.2018年和2019年,沟灌FDF处理的NH₃挥发损失率分别是滴灌DDF处理的1.76倍和11.89倍;沟灌FGF处理分别是滴灌DGF的2.60倍和8.54倍.滴灌DGF处理NH₃挥发强度比滴灌DDF处理分别增加27.03%和52.94%,沟灌FGF处理比沟灌FDF处理分别增加76.04%和118.37%.随施肥量增加,传统沟灌马铃薯田土壤NH₃挥发损失率和NH₃挥发强度的增量高于滴灌水肥一体化模式.NH₃挥发速率与土壤体积含水量、NH₄⁺-N和NO₃^--N呈极显著相关(P<0.01).和传统沟灌比较,滴灌水肥一体化技术降低马铃薯田土壤NH₃挥发损失率,减轻NH₃挥发强度,提高马铃薯水肥利用率,减轻环境污染.     

无机离子对左旋葡聚糖光降解的影响

左旋葡聚糖(LG)被广泛作为生物质燃烧的示踪剂.然而,近年来研究表明左旋葡聚糖在大气中不稳定而会发生光降解.此外,对于大气中含量较高的SO₄^2-、NO₃-、NO₂-无机离子对LG光解的影响罕有报到.为此,本文模拟了液相中SO₄^2-、NO₃-、NO₂-对LG光氧化行为的影响.结果表明,Na2SO₄、NaNO₃、NaNO₂条件下LG光解速率常数分别为0.208、0.182、0.165 min^-1,均低于对照组(0.266 min-1),这表明无机离子的存在会减缓LG光降解速率.此外,这3种无机离子对LG光解产物中的低分子脂肪酸分布,甲酸/乙酸(C1/C2)比率均有重要的影响.其中,SO₄^2-存在下产物中戊二酸较多、NO₃-存在下产物中甲酸较多、NO₂-存在下产物中乙酸较多;NO₂-存在下产物中的C1/C2比率小于1与一般二次源中的C1/C2比率不一致,这表明由单一反应引起的C1/C2并不总是大于1.这些结果对于我们深刻理解大气液相中的有机物转化具有重要的参考价值.     

氯酸盐屏蔽废水COD测定的消除策略及反应机制

向废水中投加氯酸盐,即所谓的“COD(化学需氧量)去除剂”,可降低COD检测值,呈现出水符合COD排放标准的假象.从本质上而言,氯酸盐的添加并未实际去除COD,而仅仅是作为氧化剂减少了在高温消解过程中重铬酸钾的消耗量,导致测定的COD数值偏小,因此氯酸盐只是起到了掩蔽作用.为消除氯酸盐对COD的掩蔽作用,提出了一种以亚硫酸盐为还原剂的预处理工艺:根据氯酸盐含量投加相应的亚硫酸氢钠进行去除,进而测定出真实的COD.结果表明,当[SO₃^2-]/[ClO₃^-]摩尔比为5—6、温度为60℃时,经过lh的反应可以有效的消除氯酸盐对COD测定的影响,此时SO₃^2-和ClO₃^-同步耗尽.基于ESR(电子自旋共振)分析,可知氯酸盐与亚硫酸盐首先通过单电子转移反应生成SO₃^·-,生成的SO₃·与溶解氧进一步发生反应生成SO₄^·-     

三亚河营养盐时空分布及富营养化研究

为了解三亚河营养盐污染状况,于2018年6月—2019年5月对三亚河流域进行逐季调查,分析水体中氮磷营养盐的时空分布特征及影响因素,评估河流富营养化状况,并进一步估算三亚河营养盐入海通量.结果表明,三亚河水体中营养盐浓度季节变化显著,三亚河水体中DIN的浓度范围为0.028—2.096 mg·L^-1,平均浓度为(0.700±0.279)mg·L^-1,冬季>秋季>夏季>春季,NO₃^--N和NH₄⁺-N是水体中DIN的主要存在形式.DIP浓度范围为0.007—0.442 mg·L^-1,平均浓度为(0.140±0.066) mg·L^-1,夏季>春季>冬季>秋季.空间分布上,N、P营养盐均呈现出上游及入海口河段浓度低,中下游河段浓度高的特点.河段环境特征、人为活动、降雨、潮汐作用是影响三亚河营养盐分布的主要因素.综合富营养盐指数(EI)结果显示,各季节三亚河上游及入海口河段均处于中富营...     

铁氨氧化研究进展及在污水脱氮中的应用探索

近几年来,铁氨氧化(Feammox)反应在不同的环境体系中相继被发现. Feammox反应是在厌氧环境中以及微生物的驱使作用下,NH₄⁺和Fe(Ⅲ)分别作为电子供体和电子受体,Fe(Ⅲ)被还原生成为Fe(Ⅱ),而NH₄⁺则转化生成为亚硝酸盐(NO₂^-)、硝酸盐(NO₃^-)和氮气(N₂)几种不同形态的氮素.Feammox的发现进一步揭示了氮素在自然界循环中的新的转化途径,这种新的氮素转换途径给污水领域中的脱氮技术方法带来了全新视角.另外,Feammox能够和厌氧氨氧化(Anammox)和铁型反硝化(NDFO)耦合或者通过实现Fe(Ⅲ)和Fe(Ⅱ)之间的循环转化进行脱氮,使得Feammox成为了一种潜在的新型脱氮技术.通过综述Feammox的发展历程、反应机制、以及对自然界生态系统所产生的的影响和其所受影响的物理性因素,最后,进一步探讨Feammox在污水脱氮中的应用,并对其未来发展进行总结和展...     

不同C/N下硫对斜生栅藻生长与油脂积累的调控

为探究不同C/N污水下下硫对微藻生长、水体净化与油脂积累的调控作用,以斜生栅藻为研究对象,通过改变NH₄⁺-N浓度配制了4种不同C/N的实验用水,对比研究了斜生栅藻在无硫和含硫条件下经5 d培养后的生长、碳氮利用与油脂合成情况.结果表明,外源硫添加可有效促进微藻的生长,当C/N为15时,藻细胞密度达到最大,为1.23×10⁷ cells·mL^-1,较无硫条件提高了90%;同时,外源硫也有助于提升藻细胞对碳氮的利用效率,微藻对有机物的利用效率随着C/N的降低而升高,并在C/N为7.5时最大,为80.33%,较无硫条件提升了63%;当C/N为7.5时NH₄⁺-N去除率为73.6%,较无硫条件提升了149%,其余实验组别NH₄⁺-N去除率均达100%;此外,在含硫条件下,油脂产率和油脂含量均随着C/N升高而降低,均在C/N为7.5时达到最大,油脂产率为5.04 mg·（L·d）^-1,相较于无硫条件...