河北平原土壤重金属人为污染的富集因子分析

在环境地球化学研究中,自然异常与人为异常往往同时存在,因此要判断环境污染状况,从自然异常中分离人为异常是十分重要的。文章根据重金属元素的环境地球化学行为,采用富集因子来判别河北平原表层土壤中重金属的人为污染情况。以4 km^2为一个评价单元,选择Zr为标准化元素,分别以河北太行山区岩石平均值及该评价单元所对应的深层土壤样品的分析值为地球化学背景,计算得到了河北平原表层土壤中重金属元素的两组富集因子值,分别用EF和CEF表示。结果表明,除As、Ni外,其它重金属元素的EF和CEF分布特征基本一致。按CEF计算结果,该区表层土壤约有50%的区域（约40 000 km^2）发生了1级轻微的重金属污染;As、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn约有1%～5%的少部分区域发生了2级中度以上重金属污染;Cd、Hg达到2级中度污染的面积为河北平原总面积的14.7%和49.6%,达到3级显著污染级别以上分别为1.1%（880 km^2）和12.6%（10 080 km^2）。重金属污染主要分布在工矿区（如冀东北部地区的铁矿集区、白洋淀及周边的小冶炼厂集中区）、污灌区（如唐海县的Cd异常、石家庄及其南部的河两岸的多金属异常）、大中城镇（Hg异常）。河北平原的实例研究表明,应用富集因子可有效区分重金属污染的自然影响和人为影响。     

浙北典型稻作区近30年表层土壤碳氮含量变化

农业土壤碳库作为表生碳库的重要组成部分,对研究陆地生态系统碳循环具有重要意义。水稻土作为农业土壤的重要类型之一,其固碳能力研究对研究陆地生态系统碳循环具有现实意义。文章通过嘉善县20世纪80年代、2002年、2008年3次土壤调查数据,对嘉善县表层土壤中有机碳、氮含量及分布进行了分析,有机碳平均值在80年代到2002年呈下降趋势,2002—2008年微弱上升。全氮的平均值在80年代到2002年亦呈下降趋势,2002—2008年呈较快上升。以高密度网格化（1点/4km2）实测数据,计算得到2008年表层土壤有机碳、氮平均密度为44.36t·hm-2和5.3t·hm-2,平均容量为22.182kg·m-3和2.67kg·m-3,总储量分别为1.122×109kg和0.135×109kg,依据2002年、2008年两次可对比的实测数据,采用GIS和地统计学工具,进行了含量的空间分析,以1点/4km2精度,计算了2002—2008年县域内农用地表层土壤的有机碳、氮的变化。2002—2008年每年平均储碳速率为30.8kg·hm-2,储氮速率为156kg·hm-2。2002—2008年碳氮比平均值下降了2.3,依据土壤粒级数据和Hassink的碳保持容量公式,计算出嘉善县土壤平均固定容量为2.478%,初步估算,全县耕地表层土壤还具有42.43万t的固碳潜力,影响表土有机碳储汇的自然因素主要为土壤含水量和质地。     

改性硅藻土的制备、表征及其在富营养化水体除磷中的应用

利用吉林原土和FeCl3作为主要原料,制备应用于抑制湖泊富营养化的除磷材料—改性硅藻土,并利用物理吸附仪、扫描电镜、射线粉末衍射仪（XRD）等对改性硅藻土进行表征,此外,探讨了吸附时间、pH以及温度等对改性硅藻土除磷性能的影响。结果显示：（1）经改性后,硅藻土中Fe元素的含量有所增加,杂质含量则有所降低;微孔明显增多,孔径增大,表面负载一定量的颗粒物,粗糙度增大,比表面积较原硅藻土增大6倍。（2）在水体除磷应用中,当吸附时间达到20min时,吸附趋向平衡;在酸性条件下改性硅藻土的除磷效果好于碱性条件下的除磷效果;在25℃下改性硅藻土对磷的吸附能力较其他温度下强;（3）Langmuir和Freundlich等温吸附方程都能较好地描述硅藻土对磷的等温吸附特征,用Freundlich吸附等温方程来描述改性硅藻土对水中磷的吸附更为准确。     

珠江入海口表层沉积物中多氯联苯残留与风险评价

水域沉积物被认为是水环境中多氯联苯(polychlorinated biphenyls,PCBs)主要归宿之一,为了评估珠江三角洲水域环境中PCBs的污染水平及其生态环境影响,于2011年8月至2012年5月,采集并分析珠江八大入海口表层沉积物中PCBs的残留状况。通过对PCBs残留进行调查研究,分析探讨PCBs组成与分布特征、污染风险评价,以期为PCBs给珠三角沿岸海域环境带来的潜在危害评估提供基础资料。采用气相色谱-电子捕获(GC-ECD)法进行检测分析,结果表明:①珠江八大入海口表层沉积物中7种指示性多氯联苯同系物PCB28、PCB52、PCB101、PCB118、PCB153、PCB138和PCB180均有检出,其中PCB52检出率最高,达到100%,质量分数也最大,PCB138和PCB153次之,检出率均为75%,总体表现为低氯取代物质量分数高于高氯取代物,四氯取代物含量占沉积物PCBs总量比例最大;②7种指示性PCBs质量分数总和范围为6.58-47.46μg·kg-1,平均值为24.82μg·kg-1。PCBs含量变化在不同季节有明显差别,最高值出现在2月,最低值出现在8月。空间分布表现为西四口门沉积物中PCBs质量分数高于东四口门(虎门除外);③采用潜在生态危害指数法和加拿大沉积物环境质量标准SQG(sediment quality guideline)方法对珠江入海口多氯联苯污染状况进行初步评价,与国内外水域沉积物相比,珠江入海口表层沉积物中PCBs污染处于较高水平,存在生态污染风险,可能会引起生态负效应,其中磨刀门、崖门、虎门污染较为严重,应加强污染监管。     

深圳福田秋茄红树林生态系统碳循环的初步研究

滨海红树林的生产力极高,在全球碳循环中占有重要地位,但是其碳循环的系统测定却鲜见报道。以深圳福田秋茄林为研究对象,2011年4月-2012年4月对内滩天然林、中滩和外滩人工林的植被、凋落物、粗木质残体、土壤的碳密度和净增量,以及植被和土壤呼吸进行了实际观测,并探讨了土壤有机碳来源,初步构建了秋茄林沿不同滩位的生态系统碳循环模式。结果表明,深圳福田秋茄林的碳密度在234.58～694.46 t.hm^-2之间,其中植被碳密度为44.54～239.51 t.hm^-2,凋落物和粗木质残体碳密度为2.02～24.56 t.hm^-2,土壤碳密度（深度为50 cm）为188.02～430.39 t.hm^-2,生态系统碳密度整体上表现为自内滩向外滩降低的趋势。在研究时段内,3个滩位的植被碳密度净增量为4.31～13.28 t.hm^-2.a^-1,凋落物和土壤碳密度没有显著变化。红树林的凋落物生成量为2.17～10.55 t.hm^-2.a^-1,约有49.94～94.01%通过食草动物、冲入海洋和腐烂分解等途径消耗。植被呼吸量为2.20～12.08 t.hm^-2.a^-1,土壤微生物的异氧呼吸量为0.25～1.61 t.hm^-2.a^-1,甲烷排放为0.09～0.31 t.hm^-2.a^-1,土壤有机碳输入约18.99%～44.43%来自植被内源输入,其余来源于海洋碳输入。生态系统的总初级生产力介于8.68～35.91t.hm^-2.a^-1之间,约有47.38%～74.08%转变为净初级生产力（6.48～23.84 t.hm^-2.a^-1）。碳平衡分析表明,在研究时段内,内滩的天然林是个很大的碳汇,约20.08 t.hm^-2.a^-1,中滩和外滩的人工林碳汇量分别为9.98 t.hm^-2.a^-1和4.03 t.hm^-2.a^-1。相对于陆地森林,秋茄红树林有着显著的碳汇效益,在全球碳循环中起着不可忽视的作用。     

生物活性炭法处理ABS树脂生产废水

采用负载经驯化后微生物的活性炭与未负载微生物的空白活性炭处理ABS凝聚干燥工段废水,研究生物活性炭系统中存在的生物再生作用.结果表明,生物活性炭能够高效分解转化ABS废水中的有机腈类及芳香类污染物,其处理出水的COD、TOC及Org-N的去除率均达到80%以上,并且废水中的有机氮主要分解转化为NH3-N,其NH3-N转化率高达65%.生物活性炭表面繁殖了大量的长杆菌、钟形虫及少量的球菌,活性炭能够为微生物生长提供适宜的环境,并保护微生物避免受有毒难降解污染物的抑制作用,同时活性炭表面生长的微生物能够对活性炭进行生物再生,使其长期保持高效的吸附能力.     

重金属铜在土壤中沉积的累积分析

实验模拟重金属含铜废水在自然条件下在土壤中沉积的累积,并结合实际现况分析数据,提出在废水的物理化学处理系统设施末端,增加一个静止池塘的工艺,可降低废水中铜离子浓度,不仅提供一种减小重金属污染的方法,且可大幅减少铜离子的排放总量,增加经济效益,达到循环经济的目的。     

草地灌丛化研究进展

草地灌丛化(Shrub encroachment)会导致生态系统结构和功能改变,甚至可能导致干旱区土地退化和荒漠化.本文从降雨、气温、土壤、生物以及人为活动等方面综合分析灌丛化的成因,总结灌丛化对生态系统的影响以及控制灌丛化的有效措施.降水增加及其分配格局的改变通常会促进草地灌丛化;温度升高能够减少灌木冻害,降低灌木死亡率,有利于灌木扩张;由于灌木适应能力较强,土壤退化有利于灌木入侵;过度放牧促进草地灌丛化,而适当的火烧会抑制灌丛的扩展.草地灌丛化会导致草地可用性降低,改变土壤养分与水分分布格局,但对植物多样性及生产力的影响表现出不同的结果.降低人为干扰强度、适当火烧、人工去除灌木是控制草地灌丛化的有效措施,但在不同区域应采用不同组合措施以提高成效.目前灌丛化研究结果多基于对野外自然过程的观察和分析,缺乏大尺度、长时期野外控制实验证据的支持;有关灌丛化草地是否能恢复,哪种条件和措施下可以恢复的全球性认识还不一致;我国草地灌丛化发生时间较长,但对其研究尚处起步阶段,应加强国际对比研究,有利于在更长的时间尺度上阐释草地灌丛化的发生过程和机制.     

鄱阳湖水体悬浮有机质碳氮同位素分布特征及来源探讨

通过对鄱阳湖及其入湖河流(赣江、抚河、信江、修水及饶河)水体悬浮有机质碳、氮同位素含量的测定,分析了鄱阳湖及其入湖河流水体悬浮有机质碳同位素(δ13CPOM)和氮同位素(δ15NPOM)时空分布特征,探讨了其水体悬浮有机质和氮素来源.结果表明,鄱阳湖区枯水期δ13CPOM、δ15NPOM值分布范围分别为-26.59‰~-24.91‰(n=9)和5.88‰~17.49‰(n=9),丰水期分别为-27.10‰~-25.88‰(n=9)和2.99‰~19.69‰(n=9);入湖河流水体枯水期δ13CPOM、δ15NPOM值变化范围分别为-27.79‰~-25.22‰(n=6)和2.87‰~9.26‰(n=6),丰水期分别为-28.07‰~-26.02‰(n=6)和2.12‰~8.75‰(n=6).有机质来源分析表明:C3植物是鄱阳湖区及其入湖河流水体悬浮有机质的主要来源;而氮素来源比较复杂,在不同季节和不同的地点也不尽相同,生活污水、化肥及其土壤流失氮是鄱阳湖区水体悬浮颗粒物氮素的3种主要来源;化肥、陆源有机质及其土壤流失氮是其入湖河流水体悬浮颗粒物氮素的3种主要来源.     

邻苯二甲酸酯暴露的大鼠尿液生物标志物研究

建立了检测尿液中邻苯二甲酸酯类化合物(PAEs)共同水解产物邻苯二甲酸(PA)的分析方法;通过雄性成年SD大鼠代谢试验,检测了邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)单独暴露、以及联合暴露条件下大鼠尿液中PA总量,并分析了PA与暴露总量之间的关系.结果显示,随着暴露剂量的增大,尿液中排出的PA总量也不断增大;DBP单独暴露、DEHP单独暴露以及两者联合暴露时尿液PAEs代谢物平均排泄总量占摄入量的百分比分别为65.04%、55.00%和38.35%;大鼠尿液中PA的摩尔总量与DBP、DEHP、以及两者联合暴露的摩尔量之间的相关系数分别为0.92(P<0.01)、0.56(P<0.01)、0.93(P<0.01).尿液水解后的PA能够反映PAEs类物质的总暴露水平,将来可能作为一种潜在的暴露生物标志物用于人群的PAEs暴露监测.