畜禽粪便中氮磷及抗生素的高效检测方法研究进展

本文对目前粪便中氮磷和抗生素的常规检测方法和前沿检测技术进行了介绍，讨论了这些方法的技术瓶颈和未来研究方向，并得出以下结论：1）粪便样品的常规检测方法具有准确度高、灵敏度好的特点，但需要在专业实验室进行或需要使用大型仪器，难以满足原位快速检测或在线监测的需要，因此粪便中氮磷、抗生素检测新技术的研究十分必要；2）粪便中的氮磷、抗生素等成分可通过前处理方法提取，再结合简单、便捷的电化学法、荧光法等对其进行检测，以实现快速、原位分析或在线监测；3）粪便中污染物的高效检测技术在未来的发展空间和需求较大，将电化学法、荧光法等应用于粪便中氮磷、抗生素的检测需要持续深入的基础研究和技术创新.     

关中城市群道路移动源气态污染物排放特征

基于MOVES模型对参数进行本地化修正,计算机动车排放的气态污染物排放因子,以2012年为基准年建立关中城市群的道路移动源常规和非常规气态污染物的排放总量清单,并得到不同车型、不同城市区域的机动车污染物排放分担率.结果显示,关中城市群的道路移动源常规气态污染物中一氧化碳（CO）的排放量为45.40万t,氮氧化物（NO_x）为8.190万t、二氧化硫（SO₂）为0.420万t、氨（NH₃）为0.10万t;非常规气态污染物中非甲烷碳氢化合物（NMHC）的排放量为4.168万t,甲醛（HCHO）为0.057万t、乙醛（CH₃CHO）为0.027万t、丙烯醛（C₃H₄O）为0.004万t、1,3-丁二烯（C₄H₆）为0.012万t、苯为0.090万t、甲烷（CH₄）为0.123万t、氧化亚氮（N₂O）为0.004万t.此外,各城市按照排放分担率从高至低依次为西安（50%）、渭南（23%）、咸阳（含杨凌）（12%）、宝鸡（10%）和铜川（5%）.本研究还发现污染物排放分担率在不同车型中差异显著,其中NO_x排放以重型货车（33.85%）和中型货车（21.21%）为主;SO₂、醛类物质在重型货车中排放分担率分别为31.31%和30%;而CO、NMHC、C₄H₆、苯和CH₄的排放主要来自小客车（分别为32.86%、17.55%、26.64%、26.45%和38.85%）和摩托车（分别为32.64%、55.21%、43.29%、49.04%和30.97%）;NH₃的小客车和重型货车排放分担率分别为49.5%和31.31%.     

京津冀生态屏障区景观格局变化及其对水源涵养的影响

选择京津冀重要水源涵养区--滦河,潮河和白河流域,通过分析2010与2015年土地利用的变化及景观格局演变,研究该研究区的土地利用转移与景观格局特征的时空分布与变化特点;运用SWAT水文模型模拟分析该时段内研究区的水源涵养量分布与变化;并和降水分布特征进行对比分析.利用偏相关分析法,重点分析了景观格局的变化对水源涵养量的影响.结果表明水源涵养量与PLAND指数相关性为-0.846;与NP指数相关性为-0.635;与LPI指数相关性为0.468;与LSI指数相关性为0.523;与COHESION指数显著相关,相关性为0.918.景观格局和水源涵养量存在以下关系：①景观多样性越高,聚集程度越高,景观形状越复杂,越趋向不规则且优势度越高,越有利于水源涵养;②景观的破碎化程度越高,水源涵养量越低.     

渗铝温度/时间对镍基高温合金的渗层形成影响规律

目的提高材料的高温抗氧化腐蚀性能。方法采用气相渗铝方法在K417镍基高温合金表面制备铝化物涂层,通过光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)和能谱(EDS)分析渗铝层厚度、显微组织形貌和各元素在渗层中的分布,分析温度和时间对镍基高温合金渗铝层的形成影响规律。结果气相渗铝方法制备的渗铝层组织为典型的外扩散型组织即外层是单一的β-NiAl相,内层是含富Cr析出相的扩散层,扩散层的细小析出相对Al元素的扩散起到阻碍作用。结论随着渗铝温度的提高和渗铝时间的延长,渗层厚度逐渐增加,且渗铝温度对渗层厚度的影响远高于渗铝时间对渗层深度的影响。渗铝温度临界值为980℃,低于该温度时厚度增长不显著,高于该温度时厚度对渗铝温度和时间的敏感性增加。此外,渗铝温度越高,渗铝层组织中形成孔洞的倾向越大。     

两种生物炭对烤烟生长、根际土壤性质和微生物群落结构的影响

为探明生物炭对烤烟生长影响的作用机理,选取小麦秸秆炭(WB)和烟杆炭(TB)为试验材料,以不添加生物炭处理CK为对照,采用盆栽试验,研究两种生物炭对团颗期烟草的农艺性状和根际土壤理化性质及微生物群落结构的影响.结果表明:与CK处理相比,WB和TB处理烟草的地上部干重分别增加4.4和4.7倍,土壤硝态氮含量分别降低64.7%和47.6%,脱氢酶活性降低56.4%和48.7%.WB和TB两处理土壤细菌和真菌的Shannon和Simpson多样性指数及Chao1丰富度指数均显著降低,细菌的OTUs数分别显著减小20.6%和18.0%,真菌的OTUs数分别显著减小53.8%和77.4%.细菌优势菌种中,WB处理放线菌门相对丰度提高69.5%,TB处理Saccharibacteria的丰度提高129.7%,WB和TB处理疣微菌门丰度分别降低37.6%和40.9%.真菌优势菌种中,TB处理子囊菌门丰度提高133.8%,WB和TB处理接合菌门的丰度分别降低87.5%和92.9%.通过β多样性分析可知,烟杆炭对烤烟根际土壤微生物群落结构的影响大于小麦秸秆炭.     

基于叶绿素荧光成像技术的藻毒性检测法的建立及在环境监测中的应用

应用新型大面积调制叶绿素荧光成像系统(Maxi-Imaging-PAM),以蛋白核小球藻作为指示生物,以典型的光合作用抑制剂敌草隆和莠灭净为测试物质,建立了微孔板式藻毒性检测方法,确定了实验参数对结果的影响,并将该方法应用于检测石油废水的藻毒性.结果表明,最适实验条件为:藻细胞的暴露浓度在3.45×10~6～5.28×10~6 cell·mL~(-1)范围内,暴露时间为2 h时,毒性检测最灵敏,获得的敌草隆和莠灭净的半最大效应浓度(EC_(50))分别为(4.33±0.38)μg·L~(-1)和(3.87±0.27)μg·L~(-1).将该方法成功应用于某石油废水的藻毒性检测,确定其EC_(50)值为1.03%±0.07%(稀释百分数),相当于414.96μg·L~(-1)的敌草隆的毒性.本研究建立的微孔板式藻毒性检测方法具有灵敏度高、所需样品量少、可大批量测试等优点,对毒理学发展具有重要意义.     

基于复杂网络的海洋生态系统压力影响量化方法及应用

海洋生态系统压力、状态与生态系统服务因素的识别及影响关系分析是实施基于生态系统海洋管理的前提和基础。基于对压力-状态-生态系统服务三者网络化影响关系的认识,本文引入DEMATEL（decision making trial and evaluation laboratory technique）方法并与DPSER（driver-pressure-state-ecosystem service-response）概念模型结合,进行海洋生态系统压力对状态与生态系统服务影响问题的量化研究。首先对研究范围确定、概念模型选择、分析要素确定及DEMATEL量化方法进行了简要介绍,并对实施基于生态系统海洋管理过程中的压力管理和状态监测等问题进行了探讨。尔后,利用美国南佛罗里达州MARES研究计划提供的相关数据进行了模型的实证分析,结果显示本文方法能够更加系统和全面地反映三者之间的影响关系,多种类型的计算指标可以为基于生态系统海洋管理的有效实施提供有效支撑。     

松花湖表层沉积物中PAHs及PAEs污染特征

松花湖是吉林省面积最大的湖泊和重要水源地,具有防洪排涝、灌溉供水、航运旅游等重要功能.为探究松花湖中PAHs（多环芳烃）和PAEs（邻苯二甲酸酯）的主要污染来源及生物毒性风险,于2017年7月采集松花湖21个表层沉积物样品,采用GC-MS测试16种US EPA（美国环境保护局）优先控制PAHs和6种PAEs的质量分数,并通过统计学方法对调查结果进行分析.结果表明:①松花湖沉积物中w（∑₁₆PAHs）范围为23.1~554.8 ng/g,平均值和中位值分别为172.9和123.2 ng/g,w（∑₁₆PAHs）高值分布在漂河镇和丰满乡附近湖区,主要来源于石油燃烧污染,贡献率为57.9%,其次为煤及生物质燃烧污染、石油泄露污染,贡献率分别为21.1%、21.0%.②松花湖沉积物中w（∑₆PAEs）范围为33.7~2 062.3 ng/g,平均值和中位值分别为240.4和72.7 ng/g,主要成分为DBP（邻苯二甲酸二正丁酯）和DEHP（邻酞酸二辛酯）,w（∑₆PAEs）高值分布在旺起镇附近湖区,其来源主要与城镇生活污染输入有关.③松花湖沉积物中PAHs、PAEs污染生态风险较低,只有部分采样点存在低度潜在生态风险,但旺起镇附近湖区沉积物中的w（DBP）已经临近ERL（效应区间低值）,需加以关注.研究显示,松花湖PAHs、PAEs污染程度较低,为加强松花湖饮用水源地保护,应着重加强交通燃油污染源的风险防控,同时在乡镇附近湖区应加强燃煤和生活污染源的监管力度.      

餐厨垃圾制备的外源有机碳对土壤团聚体的影响

为了阐明外源有机碳对土壤碳库的作用机制,以餐厨垃圾为原料,制备了4种不同分子量级的外源有机碳,通过室内试验,研究了外源有机碳对土壤有机碳组分及土壤团聚体的影响.结果表明:①以分子量≤1 ku为主的小分子有机碳处理组土壤中w（DOC）（DOC为水溶性有机碳）比CK组增加了0.383 g/kg,CO₂累积释放量达到（6.595±0.259）mg/kg（以C计）;微生物活性增强,>5 mm水稳大团聚体质量分数相对于CK组提升了25.06%,表明小分子有机碳增强了土壤微生物活性,微生物通过菌根网络缠绕作用促进大团聚体形成,增强土壤团聚体稳定性.②以分子量≥5 ku的大分子有机碳为主的大分子有机碳处理组w（POC）（POC为颗粒态有机碳）为CK组的5.65倍,0.5~1 mm水稳大团聚体质量分数增加了10.84%,有机碳贡献率提升了14.79%,表明大分子有机碳通过增加土壤中w（POC）,促进0.5~1 mm水稳大团聚体形成,提高团聚体有机碳贡献率.研究显示,不同分子量级外源有机碳通过不同的方式改善土壤团聚体结构进而促进土壤有机碳固定,餐厨垃圾生物强化有机肥中各量级有机碳比例合理,能够明显提升土壤有机碳水平,增加土壤团聚体稳定性.      

基于碳氮同位素的澜沧江水库TOC来源差异性分析

水库建设所导致的生态问题正引发前所未有的深度思考,梯级水库在时间和空间尺度上的影响效应更加值得探究.为揭示新老水库有机碳分布特征及其沉积物TOC来源的差异,于2017年11月采集了苗尾、功果桥和大朝山这3个不同时期建设的水库的水样和沉积物样柱.测定了水体的温度(T)、溶解氧(DO)、总有机碳含量(TOC)、沉积物总有机碳(TOC)、氧化还原电位(ORP)、总氮(TN)和总磷(TP)等指标,并利用15N和13C同位素,结合Iso Source软件,解析沉积物中TOC来源及其来源物质对相应水库沉积物中TOC的贡献量,从而探究其内在的碳循环机制和梯级水库演进模式.结果表明,苗尾、功果桥和大朝山水库水体有机碳质量浓度平均值分别为0. 95、1. 97和4. 64 mg·L-1.对应水库沉积物中有机碳含量变化范围分别为4. 41～81. 63、18. 30～28. 42和9. 16～14. 46 g·kg-1.水库的梯级建设,使得新老水库的沉积物来源,周围补给等出现差异,使得新老水库TOC出现巨大差异.对于水体TOC,水体热力学状态和溶解氧的差异从而间接影响了水体中TOC的分布趋势.沉积物中主要考虑生源要素的影响,即沉积环境对有机质的保存能力是造成DCS、MV和GGQ沉积物垂向分布有差异的主要原因.而梯级水库的演进模式中,MV时空尺度上处于第一级段,是以累积上游来流TOC为主; GGQ处于第二级段,是以主要消耗分解上游来流TOC; DCS处于第三级段,是以主要积累水库周边TOC来源.