基于物质流分析的密云水库上游流域磷循环特征

运用物质流分析方法,对北京市地表饮用水源地--密云水库流域进行了磷循环特征的研究;分析了研究区域内种植业、畜牧业、人口和简单子系统内部及子系统间的磷输入输出状况,以及系统整体的代谢效率特征,讨论了流域水体磷污染负荷的影响因素.研究结果表明:①化肥、饲料添加剂和农药是流域磷输入的主要来源,占直接物质磷输入总量的52.9%;整个系统向环境输入磷2868.44t,其中的26.5%直接进入水体.②在水体磷负荷中,畜牧业系统的贡献最大,为1800.26 t,达到输出总量的82%,其次为种植业系统,占9.4%.③系统整体结构不协调.呈现单向和开放状态.研究区种植业系统运行出现磷亏缺,并具有区域性和不均衡性的特点;而畜牧业系统则出现磷盈余,整体结构不协调;畜禽的排泄物未能得到有效处置和循环再生,其中进入水体的量占畜禽粪尿磷总量的40.9%,从而造成严重的资源浪费和广泛的生态环境影响.④水体污染负荷与城市化率密切相关.     

城市大气中多环芳烃的降雨冲刷

2009年7~8月采集了10场降雨的雨水及对应降雨前后的大气样品,研究降雨对大气中多环芳烃的冲刷和净化作用.雨水中多环芳烃以颗粒态为主,4环组分浓度最高.气态、颗粒态和总的多环芳烃的净化率分别为3.9×102、3.7×104和5.9×103.降雨对大气的冲刷以颗粒物为主,气态多环芳烃的净化主要体现为低环组分(2~3环),高环(4~6环)组分主要以颗粒态的形式进行冲刷和净化,总净化率4~6环组分PAHs高于2~3环组分.大气颗粒态PAHs和气态PAHs的降雨沉降效率与包括降雨时间等在内的降雨综合特征有显著相关关系.     

长江口近岸水体悬浮颗粒物多环芳烃分布与来源辨析

对长江口近岸水体悬浮颗粒物中的多环芳烃(PAHs)进行了定量分析.结果表明,悬浮颗粒物PAHs总量为2 278.79～14 293.98 ng/g,排污口附近浓度最高,远离排污口浓度降低;就其组成特征而言,以4～6环PAHs为主,2～3环PAHs相对较少.聚类分析表明.除了城市排污外,河口水动力条件也对近岸PAHs分布特征产生一定影响.此外,悬浮颗粒物浓度、有机碳、炭黑含量也是控制近岸PAHs分布的重要影响因素.主成分分析和PAHs特征参数分析发现,近岸水环境中PAHs的主要来源为矿物燃料的不完全燃烧,此外还有少量石油输入.生态风险评价结果显示,大部分PAH化合物均超过ER-L值和ISQV-L值,表明长江口近岸水体悬浮颗粒物中的PAHs已具有不利的生物影响效应.     

MY@SiO2-PEI磁性复合生物材料对二元Ce3+/Sr2+混合离子的吸附性能研究

采用生物材料酵母作为基质材料,纳米四氧化三铁为磁敏源,3-氯丙基三甲氧基硅烷(CP)作为硅源与偶联剂,聚乙烯亚胺(PEI)为功能单体,利用两步溶液聚合法制备磁性复合生物材料(MY@SiO2-PEI).同时,采用FT-IR、SEM、VSM、等电位点测定及接触角测定等方法对材料的理化性能进行了表征,并考察其对二元体系(Ce3+/Sr2+)混合液的吸附性能及机理.结果表明,MY@SiO2-PEI实现了PEI的成功嫁接,材料的表面变得粗糙,等电位点pHzpc变大,材料的接触角由疏水变成亲水.吸附实验结果表明,MY@SiO2-PEI具有更好的吸附性能,对二元体系中Ce3+和Sr2+的最大吸附量分别为80.24 mg·g-1和63.51 mg·g-1.准二级动力学方程与Freundlich吸附等温模型的线性回归系数(R2)均大于0.99,准二级动力学模拟的理论吸附容量(Qe,cal)更接近于实验值(Qe,exp),Freundlich等温模型中的吸附强度(1/n)均小于1,吸附为多层,有利于化学吸附过程;pH=5.5~6.0为最适吸附pH范围;MY@SiO2-PEI的磁性强度为10.03 emu·g-1,满足分离富集的要求.     

不同氮源对海洋卡盾藻生长和硝酸还原酶活性的影响

在实验室条件下,研究了不同氮源对海洋卡顿藻(Chattonella marina)生长和藻细胞硝酸还原酶活性(NRA)的影响.结果表明,海洋卡盾藻可以有效利用无机氮源,如NH4Cl、NaNO3、NaNO2,对有机氮源如尿素、甘氨酸和1,4-丁二胺盐酸盐也有一定的利用能力,但不能有效利用丙氨酸.海洋卡顿藻的生长速率与营养盐的同化速率不一致,存在一定的滞后效应,最大比生长率可达到0.7 d-1.藻细胞硝酸还原酶活性在以NaNO3为氮源时,藻细胞酶活性(NRAmax)最大,为20.6 fmol/(min·cell).     

滩涂农业垦区排水沟连接度对氮磷输出的影响

沟渠廊道提供了氮磷输送与排放通道,同时还提供氮磷滞留降解的环境,因此排水沟渠及其连通程度与氮磷输移及面源污染排放密切相关。为揭示不同连接度水平对氮磷污染物质扩散功能和净化功能的影响,论文以江苏盐城农业垦区排水沟为研究对象,分别在2015年8月和10月两次降水事件前后对不同等级排水沟进行4次水质（氮磷）监测,研究构建了基于氮磷输移过程关系的沟渠廊道连接度模型,进而利用回归模型分析了垦区排水沟连通度与氮磷输移的关系,结果显示：1）氮磷负荷呈现出10月雨前 < 8月雨前 < 10月雨后 < 8月雨后的时间变化特征,并有从上游到下游先升后降的空间变化特征;2）回归模型分析表明,排水沟TN、TP 输出随沟渠廊道连接度的增大呈先增后减的趋势,且其拐点分别位于沟渠廊道连接度为0.79、0.77时。研究表明,排水沟连接对于农田排水沟的扩散和净化功能的发挥起着重要作用,农业面源污染可以通过提高排水沟连接度来控制。     

亚热带深水水库——龙滩水库季节性分层与富营养化特征分析

为揭示亚热带大型深水水库——龙滩水库水体季节性分层和富营养化特征,于2012年11月(枯水期),2013年4月(平水期)和7月(丰水期)对其环境因子及富营养化指标进行研究.结果表明:1龙滩水库分层结构呈不完全混合型湖泊特征,枯水期为单温跃层结构,表层至60 m为混合层,60~80 m为温跃层,80 m以后为永滞层.平水期和丰水期为双温跃层结构,表层到10 m为混合层,10~20 m为温跃层,20~40 m为混合层,40~60 m为次温跃层,60 m以后为混合层.2水温分层主导其它环境因子的分层结构,分层结构限制了水体上下对流,尤其永滞层的存在减少了内源污染的危害.3水库枯水期综合营养指数(TLI)在23.4~32.8之间,平水期在27.1~38.6之间,丰水期在26.0~45.1之间,均呈贫营养到中营养状态,其中总氮营养状态指数TSIc(TN)在60.3~72.5之间,呈富营养到重度富营养状态,氮磷比为107∶1,呈磷限制型.     

西藏高寒草原生态系统表层土壤活性有机碳梯度分布及其与气候因子的关系

基于西藏高寒草原生态系统以水分为主要驱动力的东西样带和以温度为主要驱动力的南北样带内采集土样的实测数据,分析了表层(0～20 cm)土壤活性有机碳的分布特征及其与气候因子之间的关系.结果表明,在280°46'-31°40'N的南北样带内,表层土壤活性有机碳含量随着纬度的增加而增加,当纬度增加到一定程度后,则随着纬度的增加而减少,呈现出南北低、中间高的分布特征.在80°02'-91°50'E的东西样带内,表层土壤活性有机碳含量随着经度的增加而增加,当经度增加到一定程度后,则随着经度的增加而减少,呈现出东西低、中间高的分布特征.影响南北样带内表层土壤活性有机碳分布的关键气候因子是年均气温,而影响东西样带内表层土壤活性有机碳分布的关键气候因子则是年均降水量.     

区域生态安全格局规划研究进展及规划技术流程探讨

区域生态安全格局规划是化解生态保护与经济发展之间矛盾冲突的有效途径,进行区域生态安全格局规划研究具有重要理论和现实意义。但是,目前尚缺少对区域生态安全格局规划概念内涵、支撑理论、技术方法等相关文献的系统梳理和归纳总结。鉴于此,通过查阅大量文献资料、总结分析国内外相关研究成果,厘清了生态安全格局相关概念之间的逻辑关系,给出了区域生态安全格局规划的确切定义,对景观生态分类与适宜性评价、景观格局演变分析与动态模拟、生态安全预测预警、空间规划决策技术方法等区域生态安全格局规划相关支撑理论和技术方法,研究成果总结发现：景观生态分类指标构建理论和分类结果可靠性验证研究较为薄弱;应用较多的景观生态适宜性评价方法有“千层饼”法、层次分析法等传统方法和人工神经网络、遗传算法、元胞自动机等现代人工智能方法;景观格局变化驱动因子定量识别相对缺乏,各驱动因子间相互作用关系探讨不深入,常忽视景观格局本身对驱动因子的自适应和反馈作用;在众多景观格局动态演变模拟模型中, CA-Markov模型综合了CA和Markov模型的优点,可实现研究对象时空演变信息的精确挖掘;生态安全预警可弥补传统生态安全评价不能揭示生态环境质量长期动态变化状况的不足,能反映区域生态安全状况动态变化过程,是生态安全格局规划的重要基础;常见的空间规划决策技术方法主要有多准则数量优化法、空间分析技术方法、情景分析法、人工智能优化法和综合优化法,在综合优化法中 CLUE-S 模型能综合土地利用变化各驱动因子对不同时空尺度下的土地利用变化进行预测模拟,集成模型能集成多个模型优点来解决一些复杂空间格局优化问题,两者对进行区域生态安全格局规划方法探讨皆具有重要参考价值和借鉴意义。在此基础上,依据现阶段比较成熟的景观生态学理论、景观生态规划原理,综合集成现行空间规划决策技术方法,将区域生态安全格局规划技术流程概括为景观生态分类、景观格局演变分析、景观生态适宜性评价、景观格局演变动态模拟、生态安全预测预警、生态安全需求预测、多情景模式构建和总体规划目标确定、生态安全格局规划、多种规划方案比选、方案试点效果监测与评价、规划实施与执行监管等14个步骤。今后加强区域生态安全格局规划基础理论、技术方法、实践应用这3方面研究是未来该领域研究的重要方向。     

表面活性剂和金属离子对新农药硫肟醚光解的影响

硫肟醚[O-(3-苯氧苄基)-2-甲硫基-1-(4-氯苯基)丙基酮肟醚]是我国研制成功的具有自主知识产权的一种新型杀虫剂.在室内紫外光(λ254 nm)照射下研究了几种表面活性剂和金属离子对硫肟醚在水溶液中光解的影响.试验结果表明,当土温80(Tween80)、十二烷基苯磺酸钙(ABS-Ca)、蓖麻油聚氧乙烯醚(BY)、三氯化铁(FeCl_3)、硫酸铜(CuSO_4)和无水硫酸镁(MgSO_4)分别与硫肟醚以1:1的比例混合后,硫肟醚的光解速率发生了不同程度的改变.ABS-Ca对硫肟醚在水溶液中的光解速率表现出显著的光猝灭降解效应,蓖麻油聚氧乙烯醚类表面活性剂BY对硫肟醚在水溶液中的降解表现出一定程度的光敏化作用.而吐温80对硫肟醚在水体中光解速率的影响则随照光时间而改变,当照光时间小于40 min时,表现为光敏化降解作用,大于40 min时可延缓硫肟醚的光解进程,表现出光猝灭作用.Fe~(3+)使硫肟醚在水溶液中的光解速率增快,表现出明显的光敏化降解效应,而Cu~(2+)和Mg~(2+)使硫肟醚在水体中的光解速率减慢,表现为较强的光猝灭降解作用.硫肟醚在含Tween80、ABS-Ca、BY、FeCl_3、CuSO_4和MgSO_4水溶液中的光解半衰期分别为21.63、34.42、15.29、9.85、43.95和32.20 min,而在不含任何农药化肥的纯净水中的光解半衰期为22.30 min.