微污染水源中溶解性有机氮组成规律及其水处理特性

以上海市黄浦江和青草沙长江原水为对象,研究了两大水源水中溶解性有机氮(DON)的含量变化、分子组成特征及其在常规净水工艺中的去除效果,并对DON与常规水处理指标间的相关性进行了分析.结果表明:两种原水以DOC、DON和UV254表征的有机物含量均以小分子量(<5kDa)和亲水性有机物为主;微污染黄浦江原水中同时存在外源性及内源性污染,而青草沙长江原水中内源性污染占主导地位;饮用水常规净水处理工艺对黄浦江原水中DON的去除率为40%,优于长江原水DON的去除率16.7%;黄浦江和长江原水DON浓度与DOC和UV254相关性良好,其相关系数分别为0.59,0.52和0.74,0.51;鉴于常规处理对DON去除效果有限,而DON是导致强三致特性含氮消毒副产物(N-DBPs)的总前体物,因此水厂应通过强化常规、深度处理等手段改善DON在净水工艺中的去除效果.     

小麦-玉米周年耕作方式与增施有机肥对夏玉米土壤有机碳库及温室气体排放的影响

合理的耕作与施肥方式对农业可持续性与减缓全球气候变化有重要意义。借助从2010年开始的大田耕作与增施有机肥长期定位试验平台,采用二因素区组设计,设置小麦深耕+玉米免耕(DT)、小麦浅耕+玉米免耕(ST)、小麦免耕+玉米免耕(NT)、小麦深耕有机肥+玉米免耕(DTF)、小麦浅耕有机肥+玉米免耕(STF)和小麦免耕有机肥+玉米免耕(NTF)6个处理,研究华北平原冬小麦(Triticum aestivum L.)-夏玉米(Zea mays L.)周年不同耕作与增施有机肥对夏玉米有机碳库、产量与温室气体排放特征的影响。结果表明:增施有机肥,0—20cm土层,成熟期土壤总有机碳、易氧化有机碳与颗粒有机碳含量表现为NTFSTFDTF;20—40 cm土层,土壤总有机碳、易氧化有机碳在STF处理表现较高,分别为14.23 g·kg~(-1)和4.04 g·kg~(-1),颗粒有机碳在DTF下表现较高,为3.50 g·kg~(-1);40—60 cm土层,STF处理的土壤总有机碳与颗粒有机碳在成熟期表现较高,分别为8.99 g·kg~(-1)和0.89 g·kg~(-1);产量在DTF处理达到最高,为12 170 kg·hm~(-2);DTF处理增加了玉米土壤N_2O、CH_4和CO_2的排放,分别比DT处理增加了69.58%、83%和26.1%,NT与NTF处理能够有效地降低温室气体排放量、综合增温潜势与温室气体排放强度,NTF处理综合增温潜势与温室气体排放强度分别比DTF处理降低63.29%和57.22%。综合考虑耕作与施肥方式对玉米有机碳库、产量和温室气体的影响,短期监测来看,采用小麦免耕增施有机肥+玉米免耕的一年两熟制能够在保持玉米较高产量的同时固定土壤碳与降低温室气体排放。     

残留药剂对土壤As、Hg、Cd、Pb浸出测试干扰及消除方法

固化/稳定化是应用最广泛的重金属污染土壤修复技术,但残留药剂在浸出测试过程对土壤二次修复导致的验收假达标风险未引起充分重视.本研究分别采用Fe₂（SO₄）₃、Na₂S和KH₂PO₄修复As、Hg、Cd-Pb污染土壤,探究不同养护反应时间、药剂混合均匀度和投加量等工艺条件下土壤重金属浸出浓度差异,验证液相二次修复干扰效应的发生,并考察Cu²⁺和Al³⁺等竞争剂对土壤残留KH₂PO₄药剂干扰的消除效果,提出最佳的残留药剂消除方法.结果表明,分别投加6.7%的Fe₂（SO₄）₃、6.7%的Na₂S和3.3%的KH₂PO₄修复含As、Cd和Pb土壤时,土壤中各重金属浸出浓度从第0 d起分别持续小于0.05、0.5和1.6 mg·L^-1,稳定化效率分别保持在99%、83%~99%和97%~98%.投加0.0008%的Na₂S修复土壤Hg时,Hg浸出浓度自第0 d起随养护反应时间显著下降,稳定化效率维持在78%~88%.虽然修复后土壤中Hg浸出浓度随药剂混合均匀度增加而显著下降,As、Cd、Pb浸出浓度在混合均匀度为67%和33%时相较混合均匀度为100%时均无显著变化（1.7% Fe₂（SO₄）₃修复组除外）,但均小于无二次反应理论值.此外,Cu²⁺能与Pb²⁺竞争浸出液中的残留PO₄^3-减弱干扰效应,当Cu²⁺优化投加量为5.7%、11.3%、14.2%时,混合均匀度67%处理组Pb浸出浓度分别升至理论值的51%、72%、84%,混合均匀度33%处理组Pb浸出浓度则分别升至理论值的38%、71%、81%.而Al³⁺无法与Pb²⁺竞争PO₄^3-,甚至对土壤Pb具有显著活化效果.Cu²⁺对Pb也具有一定的活化效果,因此,需控制Cu²⁺投加量以寻求活化效果与优化作用的最佳平衡点.     

黑碳气溶胶的研究现状:定义及对健康、气候等的影响

空气污染造成的健康和环境影响日益严重.黑碳（black carbon,BC）作为环境空气细颗粒物的重要组成成分,会影响大气辐射强迫,造成气候变化,同时还会引发人体呼吸系统、心血管系统及神经系统疾病等,逐渐受到广泛关注.但在科学研究中,黑碳常易与其他碳质气溶胶名称相混淆.通过文献整理及内容对比等方式,厘清黑碳与炭黑、元素碳、碳烟等碳质气溶胶在定义、产生方式、组成成分、测定方法等方面的异同;明确黑碳在人体中诱导自由基反应、引起氧化应激等致病机理,以及对肺功能、呼吸功能、心血管功能、神经功能的短/长期健康效应的不良影响;梳理黑碳对气候变化的影响机制,如辐射强迫（直接效应、半直接效应、间接效应）和其他云效应影响等;发现黑碳会间接对人体产生健康影响,其与能见度、农作物产量、贫困地区经济水平均存在关联.研究显示:黑碳可吸附较多有毒物质,能作为载体进入人体产生各类不良健康影响;黑碳是颗粒物的重要成分之一,对太阳辐射有强吸收作用,但其辐射强迫值难以准确估算.      

地表臭氧污染与其他环境因子复合胁迫对中国城市森林的影响研究进展

地表臭氧污染（O₃）和气候变化加剧成为当今威胁城市森林可持续发展的关键环境要素.目前对于O₃单一因子对城市树木的影响研究已很难用于准确评估自然城市环境条件下由多种环境因子交互作用而产生的复杂生态效应.本文综述了O₃与二氧化碳（CO₂）、干旱、氮（N）沉降和升温的两两交互以及三因子交互作用对中国城市树木生理生化和生长的影响,探讨了O₃与其他环境因子对树木的交互作用机制过程.CO₂升高在光合代谢、抗氧化系统以及生长发育等方面能一定程度缓解O₃升高对树木的负效应.O₃和干旱的交互影响存在复杂的作用过程,可能协同加重植物损伤,也可能拮抗减轻植物伤害,或者无交互效应.O₃和N沉降对树木无交互效应.增温和O₃对树木存在显著的交互作用,增温减缓了O₃对树木生长和光合作用的不利影响.最后,还提出了未来研究的发展方向,为我国应对未来气候变化和空气污染下的城市森林管理及可持续发展提供科学指导.     

组合MBR工艺中试系统处理高氨氮生活污水

以低碳氮比〔ρ(BOD₅)/ρ(TN)〕、高氨氮生活污水为研究对象,对强化缺氧/好氧+膜生物反应器(A/O+MBR)组合工艺系统的运行稳定性和处理效果进行中试研究.结果表明:在A/O工艺中引入纤毛填料,强化了组合工艺去除有机物及氨氮的效果,缓解了膜组件污染;根据进水负荷和温度变化,优化了工艺运行参数ρ(MLSS)和混合液回流比,系统稳定运行期间的HRT为6.7～11.9 h,膜通量为11～20 L/(m2·h);处理系统对BOD₅,COD_Cr,氨氮及SS的平均去除率分别达97.4%,87.2%,97.5%和100%,处理水ρ(BOD₅)≤ 6 mg/L,ρ(COD_Cr)≤ 40 mg/L,ρ(氨氮)≤5 mg/L;由于碳源缺乏,组合工艺对TN和TP去除率较低,分别为28.5%和26.8%,但处理水中的TN和TP以硝态氮和溶解性磷酸盐为主,是植物吸收氮源和磷源的主要形式,因此对符合再生水水源要求的处理水可作为城市绿化及农田灌溉用水回用,不仅可补充植物与作物生长必需的氮磷营养元素,而且为城市生活污水资源化提供了一条有效途径.      

3种有机改良剂对铅锌矿尾砂适生性改善的研究

铅锌矿尾砂由于肥力低、物理结构差且重金属镉（Cd）铅（Pb）锌（Zn）浓度高,植物难以生长,从而严重制约了尾砂库的生态恢复。利用改良剂改善尾砂的适生性是尾砂库生态恢复的重要方法。通过基质改良试验探究添加不同质量分数（1%、2.5%、5%）的发酵羊粪、污泥和椰壳生物炭对铅锌矿尾砂养分、物理结构的改良效果和对重金属镉铅锌的固定效果,再通过黑麦草（Lolium perenne L.）盆栽试验验证对适生性的改善效果。结果表明,添加改良剂使有效态氮、磷、钾以及有机质分别提高了0.87-9.56、1.87-37.7、1.87-43.7和0.85-7.28倍。添加质量分数为2.5%时,3种改良剂对尾砂的导水性、总孔隙度和持水性的积极影响最为显著,表现为发酵羊粪>生物炭>污泥。此外,3种改良剂显著（P<0.05）降低有效态重金属质量分数,Cd、Pb、Zn分别降低了28.6%-64.6%、30.4%-70.6%、14.4%-45.5%。其中,椰壳生物炭对3种重金属的固定效果最好。添加改良剂显著提高了黑麦草的发芽率、总高度和总干质量分别提高了16.1%-20.3%、10.8%-48.9%...     

铜冶炼烟尘中重金属的赋存状态及浸出分析

以铜冶炼烟尘为对象,通过消解和Tessier五步提取法等手段对冶炼烟尘中重金属进行提取,并采用X-射线衍射(XRD)、X-射线荧光(XRF)、电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)进行分析,以探究铜冶炼烟尘的矿物相及元素组成、重金属含量、赋存状态、生物有效性和浸出行为。结果表明：铜冶炼烟尘中含有的主要重金属有Pb、Bi、Zn、As、Cd、Sn、Cu和Fe,且含量依次降低;冶炼烟尘的矿物相主要为PbSO₄、PbS、CdS、ZnO。针对重金属的赋存状态,As、Bi、Sn、Fe主要存在形态为残余态,Cd、Cu、Zn主要存在形态为可交换态,Pb主要存在形态为硫化物结合态及残余态。生物有效性系数较高的重金属为Cd、Zn、Cu,表明Cd、Cu、Zn具有较高的迁移性。冶炼烟尘在酸性环境中各金属元素的浸出率明显大于中性或碱性条件,其中在pH=2.0条件下Cd、Cu、Zn的最高浸出率达到80%,Fe的最高浸出率达到了50%,其他金属元素的浸出率都小于12%。     

抗震救灾应急指挥组织结构效能研究

为了优化抗震救灾应急指挥组织结构,提高应急指挥效能,运用熵理论,从信息流的角度建立了抗震救灾应急指挥组织结构效能模型。从信息传递的时效熵、质量熵及变化熵考虑,探讨应急管理部成立前后组织结构质量、时效和柔性度3个指标的效能变化,寻找适应国家治理现代化并推进组织结构可持续发展的关键因素。结果表明：玉树和宜宾地震抗震救灾应急指挥组织结构的效能分别为0.293 9和0.325 2,整合后的宜宾地震抗震救灾应急指挥组织结构的效能有所提高,其中信息流的时效性、准确性及对外部环境适应的灵敏性略有提高;同时,应急指挥在不同救灾组织间的协调能力是影响其可持续发展的重要因素,不断提升多主体协同的效率有利于组织结构效能持续提高。     

化学品固有生物降解性试验OECD标准方法的适用性检验与改进

在经济合作与发展组织(Organization for Economic Co-operation and Development,OECD)颁布的3项固有生物降解标准测试方法中,改进的MITI(Ⅱ)(OECD 302C)方法因适用于难溶、易吸附和弱挥发等物质的固有生物降解性评估,成为目前适用范围较为广的方法。但OECD 302C对接种物规定特殊,需周期性采集不少于10个位点、不同类型的接种物进行驯养,采集、驯养和维持成本及操作复杂程度相对高,而OECD 302C方法获取的化学品生物降解率并未优于其他2项固有生物降解方法。因此,对10位点采集并驯养不同时间的接种物及污水处理厂曝气池采集的活性污泥进行微生物学特征比较,采用Biolog微生物鉴定系统及磷脂脂肪酸分析系统研究2种不同接种物的代谢活性及群落多样性,同时比较2种接种物对6种化学品的固有生物降解能力。结果表明,驯养接种物在驯养14 d后,活性与多样性开始下降,与真实环境来源接种物(10位点采集且未驯养接种物,即驯养0 d的接种物)的微生物群落差别较大。驯养1个月后的接种物在碳源利用活性、降解能力上与污水处理厂曝气池新鲜采集的活性污泥无明显差异。故笔者认为,在试验条件下,OECD 302C标准方法中的驯养接种物未达到预期目的,未经驯养的活性污泥更能反映真实环境,未来可以活性污泥作为该方法的接种物进行后续降解方法改进的研究。