面向生态环境保护的长江上游老旧码头布局功能优化

针对长江上游部分港口码头环保基础设施、技术、工艺较为落后,难以满足日益趋严的环保要求的问题,以重庆长寿港区为例,按照“关键生态环境问题识别—码头布局功能优化—生态风险分析”的思路,开展了长江上游老旧码头布局功能优化研究.结果表明:①现状中存在的关键生态环境问题:煤炭砂石等高污染码头作业区分布散、规模小且同质化经营,导致岸线集约化利用程度低;铁水联运条件未充分利用,导致公路转运对城区环境压力凸显.②基于产业规模与泊位建设供需分析—泊位布置—作业区布置的技术路线,通过优化临港产业布局,关停并转作业区6个,恢复岸线483 m,规划生产性泊位由56个减至46个,规划利用岸线由9 565 m减至8 225 m,促进码头作业规模化、产业结构合理化、岸线利用集约化.③根据铁路物流量测算,规划提升铁路运能,预测2035年铁路货运分担率将达13%、水运分担率将达29%、公路运输量将逐年下降.④布局功能优化后,港口码头与铁公水联运的生态环境相对风险值大幅降低,证实了岸线集约利用和提高铁水联用运输结构比例可降低交通运输对区域生态环境的风险压力.研究显示,面向绿色可持续发展的产业总体布局与面向高效低污染的铁水联运优化,是长江上游老旧码头提升发展的有效途径.      

资源环境承载力评估新视角:行星边界框架的源起、发展与展望

将人类活动规模与强度控制在自然生态系统可承载限度之内,是可持续发展理论的核心要义。行星边界框架所秉持的“地球系统观”,为资源环境承载力评估提供了新视角,一经提出便在国际可持续发展领域引发极大关注与热烈讨论。本文系统阐述了行星边界框架的理论基础及其内涵演进,着重论述了该框架在国家、省域、市域和组织等不同尺度的发展与应用,深入探讨了其面临的挑战与改进方向,并与传统资源环境承载力研究范式进行了比较。研究表明:行星边界框架以复杂系统稳态和突变理论为基础,是历史经验与科学研究有机结合的产物。作为对现有资源环境承载力评估体系的有益补充,该框架由全球尺度向区域尺度拓展时,遵循自上而下分配与自下而上整合两条路径。当前行星边界框架中关于生物物理过程的尺度效应与交互机制的阐述较为薄弱,导致其变量选取与边界设置仍存较大争议,在与环境影响评价相整合、向社会经济维度拓展等方面面临方法学挑战。今后应从理论基础、技术方法、实践应用等方面继续深化研究,提升行星边界框架在可持续发展目标（SDGs）等全球重大公共议题中的政策价值。     

氨氮对餐厨垃圾厌氧消化性能及微生物群落的影响

为探析氨氮（TAN）对餐厨垃圾厌氧消化性能及微生物群落的影响,在串联批次实验中引入氨氮胁迫,结合Miseq高通量测序分析,研究了不同TAN浓度下厌氧消化系统的过程参数响应以及微生物群落动态.结果显示,随TAN增加,甲烷回收率从（96.53±2.66）%下降至（63.13±0.73）%,消化时间从435h延长至915h,连续驯化下,TAN为3000mg/L的实验组产气性能完全恢复,而高氨氮实验组（TAN³6000mg/L）仍处于抑制状态.相较于乙酸代谢而言,长链挥发性脂肪酸（LCVFAs）代谢对TAN的耐受度更高（6000mg/L）,但一旦被抑制,其功能难以通过驯化恢复.从微生物层面上看,高丰度且功能冗余的水解酸化细菌保证了各TAN梯度下的水解酸化作用;氨氮敏感的Methanosaeta和Methanospirillum也能通过驯化被耐氨的Methanosarcina和Methanoculleus取代,从而维持系统产甲烷功能;相比之下,产氢产乙酸菌功能高度专一,仅C₄~C₁₈降解菌Syntrophomonas和丙酸降解菌Pelotomaculum被检测到,在连续的高氨氮暴露下,前者的丰度虽有一定程度的恢复,但后者未能被驯化,最终系统出现以丙酸为主的LCVFAs积累,产气性能恶化.可见, LCVFAs的互营降解才是氨抑制失稳的关键环节.     

盐度对硝酸细菌活性的影响及动力学特性

为分析盐度对硝酸细菌（NOB）活性的影响及其动力学特性,本文采用高浓度亚硝态氮污水富集培养NOB.对NOB富集污泥进行荧光原位杂交技术（FISH）分析表明Nitrobacter占细菌总数的（81%±6%）.污泥的最大比亚硝态氮氧化速率为（42.5±0.9）mgN/（gVSS·h）.用此污泥考察了盐度对NOB活性的影响,并测定了盐度为10g/L时NOB的动力学参数（Ko、K_S）.结果表明,与盐度为0g/L时的NOB活性相比,盐度为15g/L时NOB活性降低了3.3%;盐度为10和20g/L时的NOB活性分别降低了11%.盐度为10g/L时,NOB的最大比亚硝态氮氧化速率为（37.9±0.7）mgN/（gVSS·h）,氧的半饱和常数K_o值为（1.51±0.06）mg/L,底物（亚硝态氮）半饱和常数K_S值为（6.06±0.15）mg/L,Ko、K_S测定值均高于ASM2模型中氨氧化细菌（AOB）推荐值.盐度对NOB的抑制降低了最大比亚硝态氮氧化速率,对氧传递和底物（亚硝态氮）传递均存在影响.     

东营市北部海域文蛤重金属污染特征与食用风险评价

2016年10月在东营市北部海域采集文蛤,测定其体内7种重金属含量,分析其污染特征,从而探究文蛤（Meretrix meretrix）对沉积物中重金属的生物富集能力及其影响因素,并采用单因子污染指数（P_i）和总目标危险系数（THQ_s）评价文蛤食用风险.结果表明,该海域文蛤体内Hg、As、Pb、Cd、Cr、Cu和Zn含量分别为0.009~0.019,0.51~0.80,0.25~0.76,0.45~0.76,0.43~2.46,1.83~3.78,14.33~17.75mg/kg.与国内外其它区域文蛤体内重金属含量对比发现,该海域文蛤体内重金属含量处于中等水平.基于综合污染指数（MPI）,S5站位文蛤受重金属污染最严重.文蛤对Cd的富集能力最强（生物-沉积物积累因子（BSAF）平均为455.13%）.7种重金属中,只有Pb的生物蓄积与其在沉积物中的含量呈显著正相关,而Hg、Cu的蓄积分别与沉积物中细颗粒物（粒径< 63 μm,FGS）、有机质（OM）含量呈显著正相关和负相关.通过分析各站位的THQ_s值可知,长期食用该海域文蛤对人体有害,且食用风险主要来源于As.因此,为降低食用该海域文蛤给消费者带来的健康风险,必须采取有效措施控制重金属（特别是As）在海产品中的积累.     

基于氨氮,硝氮及乙酸条件下Anammox菌的培养

为探讨Anammox菌在氨氮、硝氮及乙酸条件下的富集特性,采用某城市污水处理厂A²/O系统中的生物填料作为MBBR的载体直接启动并运行.结果表明,在NH₄⁺-N、NO₃^--N及乙酸为基质的培养条件下,Anammox菌可在部分反硝化和厌氧氨氧化协同作用下快速富集.经过130d的富集培养,MBBR处理负荷（以N计）达到920.79mg/（m²·d）,Anammox活性（以NH₄⁺-N计）达到3 018.19mg/（m²·d）.高通量结果显示,经富集培养后,Ca.Brocadia占比从0.89%增至27.80%,为Anammox菌的主导菌属;Thauera占比从0.01%增至6.75%,Flavobacterium占比从0.29%增至11.72%,为部分反硝化菌的主导菌属.     

对二甲苯降解产物对海洋双壳类的急性毒性

为评价微藻降解海水中对二甲苯（PX）的生物安全性,测定了PX降解生成的3种中间产物（对甲基苯甲酸、对甲基苯甲醇和对甲酚）对2种海洋双壳类（菲律宾蛤仔、文蛤）的半致死浓度（LC₅₀）,并计算相应的安全浓度.根据国际海事组织（IMO）“海洋环境保护专家组（GESAMP）提出的化学品危害评估程序判断,对甲基苯甲醇（96h LC₅₀=305.67和560.34mg/L）和对甲基苯甲酸（96h LC₅₀>340mg/L）对2种双壳类的急性毒性等级均为“实际无毒”;对甲酚对菲律宾蛤仔、文蛤分别具有“低毒”和“无毒”（96h LC₅₀=77.95和1271.74mg/L）.对甲酚对菲律宾蛤仔的毒性高于文蛤,可能与其在蛤仔体内易于蓄积有关.总体上看,与母体化合物PX（96h LC₅₀>162mg/L）相比,这些中间产物对双壳类的毒性较低,而毒性稍高的对甲酚仅在PX生物降解开始后的短时间内（2~4d）存在,因此,利用微藻降解PX对海洋双壳类具有较好的安全性.对甲基苯甲醇、对甲酚对双壳类的安全浓度分别为70.42和12.10mg/L;但是,对甲基苯甲酸的安全浓度无需给出,因为海水中该化学品的浓度等于其溶解度时,96h内未见双壳类死亡.为全面评价基于微藻的PX污染海域修复技术的生物安全性,今后应加强中间产物对海洋鱼类、甲壳类的毒性研究.     

重金属复合污染场地对花背蟾蜍雄性性腺的毒性作用

以花背蟾蜍为研究对象,以包头市某尾矿库南侧受污染的水域湿地和相对无污染的小白河黄河湿地保护区为研究样地。对比分析雄性花背蟾蜍形态学指标、精巢脏器系数、精子动态参数、精子畸形率、性激素、红细胞微核率和DNA损伤等相关指标,研究重金属复合污染场地对花背蟾蜍雄性性腺的毒性效应。结果显示:与小白河湿地相比,尾矿库湿地花背蟾蜍条件因子和精巢脏器系数显著高于小白河湿地(P<0.01)。尾矿库花背蟾蜍精子的鞭打频率显著升高,而精子活力显著降低(P<0.05),精子畸形率、红细胞微核率和DNA损伤均显著高于小白河湿地(P<0.05)。结果表明:尾矿库复合污染通过降低精子质量,增加红细胞微核率和DNA损伤对花背蟾蜍的雄性性腺造成毒理学影响,花背蟾蜍通过升高条件因子和精巢脏器系数来缓解复合污染的毒性胁迫。该成果对重金属复合污染场地两栖类动物种群保护以及生态平衡维护有着积极作用。     

磷酸阳极化工艺在航空铝合金胶接领域应用进展

对比介绍了金属胶接常用表面处理工艺的特点及应用情况,着重讨论了PAA的工艺原理,并以国内航空制造企业典型PAA线为例,从装挂方式、碱清洗、脱氧处理、阳极化处理参数、水清洗等方面详细介绍了磷酸阳极化工艺生产线,分析了PAA工艺在实际生产应用过程中的控制重点,以期为航空铝合金表面磷酸阳极化技术的发展提供参考。最后提出实现PAA生产线全生命周期绿色环保节能的要求是国内学术界和产业界需共同攻关的难题。