长春市不同土地利用生境土壤昆虫幼虫群落组成与生态分布

对长春市郊区天然次生林、市内公园风景林、郊区防护林和农田等土地利用生境进行土壤昆虫幼虫调查,研究土地利用差异对土壤昆虫幼虫群落特征的影响。研究区共捕获土壤昆虫幼虫35科411只,其中鞘翅目幼虫14科319只,双翅目幼虫13科64只,鳞翅目幼虫8科28只。研究结果表明:不同土地利用生境土壤昆虫幼虫群落组成与生态分布存在差异,防护林和农田土壤昆虫幼虫的类群数和个体密度显著减少;除农田外,其他生境土壤昆虫幼虫群落个体密度和类群数主要集中分布在0～5cm土壤层,生境凋落物的移除对土壤昆虫幼虫群落组成影响不明显;此外,鞘翅目、双翅目和鳞翅目幼虫对土地利用和植被类型变化的响应也不同。     

典型农耕区黑土和沼泽土团聚体颗粒中重金属的分布特征解析

了解重金属在土壤中的富集特征是其风险评价和土壤修复的基础。分别以黑龙江省典型的农耕黑土和沼泽土为研究对象,采用干筛法获得〉4000、4000～2000、2000～1000、1000～250、250～53和〈53衄16个粒级的土壤团聚体颗粒组。利用等离子质谱（ICP-MS）测定了本土和各级团聚体颗粒中Cr、Cd、As和Pb的含量,并对其颗粒组分布特征及对有机碳的响应进行了解析。研究表明,2种土壤中的重金属Cr、Cd和Pb的富集因子均大于1,而As则存在明显的流失。除了黑土中的As和Pb外,其他重金属随着团聚体粒径的增加而呈现富集减弱的趋势。其中,cr和cd主要趋向分布在粉．黏团聚体（〈53wn）颗粒中;Pb在黑土中易赋存于1000～2000μm大团聚体中,在沼泽土中则富集于53～250μm的微团聚体中;As不但趋向被吸附在53～250μm的微团聚体中,而且在黑土中也容易被吸附在〉l000μm的大团聚体中。金属质量负载计算表明,大粒径颗粒组对土壤中重金属含量的总体贡献较大。土壤中有机碳含量均随着团聚体粒径减小而升高,cr和Cd分布与颗粒有机碳含量正相关,黑土中As的分布与颗粒中有机碳含量负相关而在沼泽土中呈弱正相关,Pb的分布则与有机碳含量均无明显的相关性。     

典型喀斯特地区土壤退化机理探讨:不同土地利用类型土壤水分性能比较

我国西南喀斯特生态脆弱区以土壤退化为核心的环境退化形势严峻.揭示土壤退化过程和退化机理,是认识喀斯特这个特殊环境的土地生态系统诸多环境退化问题的一个重要途径.本文选择黔中猫跳河流域上游长顺县广顺乡典型喀斯特景观为研究区,通过野外采样和实验室分析,对不同土地利用类型的土壤水分性能进行了比较研究,以探讨喀斯特地区土壤退化的过程与机理.结果表明,与基本无退化的本底林地相比较,草地土壤的水分性能明显变劣,表现为:土壤的持水能力下降,田间持水量和毛管持水量分别下降49.5%和56.2%;土壤供水能力降低,总有效含水量下降56.4%;土壤渗透性能减弱,150 min饱和渗水量减少70.1%.土壤的这些水分特征与土壤发生的强度和速度都有着非常密切的关系,草地土壤水分性能的这种退化将加剧土壤的侵蚀.可以认为,在西南典型喀斯特地区,土壤的水分退化是土壤退化的一个关键过程和因素.     

同步辐射X射线荧光和吸收谱技术在环境汞污染研究中的应用进展

汞作为一种重要的全球性重金属污染物,被许多国际组织列为优先控制污染物。常规的汞分析手段,例如电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)、原子荧光光谱(AFS)等,对汞的分析精度较高,方法比较成熟,但对样品前处理要求也较高。同步辐射技术由于其高、精、准的优势,且对样品前处理要求比较简单、可实现原位无损分析,因此被广泛应用于环境样品的分析中。随着研究的发展,同步辐射X射线荧光光谱(SRXRF)和同步辐射X射线吸收光谱(SRXAS)技术在环境汞污染分析领域得到了越来越多的应用。主要介绍了我国环境汞污染现状及污染特征,同步辐射技术对于汞分布蓄积、含量和化学形态分析方面的独特优势,重点回顾了本项目组和其他一些研究组近几年关于SRXRF和SRXAS技术在环境介质如土壤、植物体内汞的分布蓄积、相对含量和化学形态转化研究领域的应用进展,对进一步发展并提高同步辐射技术在环境及生物体汞污染水平、毒性机理和生态毒理评价方面的应用进行了展望。     

温度和pH值对活性污泥法脱氮除磷的影响

温度和pH值是影响污水脱氮除磷效果的2个重要因素.试验采用连续搅拌槽式反应器(continuous stirred tank reactor,CSTR),通过对不同温度和pH值条件下的硝化、反硝化、释磷和吸磷反应速率的测定,总结出温度和pH值对活性污泥生化反应速率的影响规律.试验表明,硝化和反硝化速率随温度的升高而加快.在5℃和33℃时,硝化速率分别为0.01 kg NH4 -N/(kg VSS·d)和0.28 kg NH4 -N/(kg VSS·d);在5℃和30℃时,反硝化速率分别为0.097 kg NO3--N/(kg VSS·d)和0.476 kg NO3--N/(kg VSS·d);但温度对吸磷和释磷速率的影响不大.pH值对硝化、反硝化、吸磷和释磷速率均有显著影响,在pH值为7.74时,硝化速率为0.095 kg NO3--N/(kg VSS·d);而在pH值为4.9和10.08时,硝化速率仅为0.005 kg NO3--N/(kg VSS·d)和0.006 kg NO3--N/(kg VSS·d).在pH值为7.85时,反硝化速率达到最大值0.36 kg NO3--N/(kg VSS·d);而在偏酸性和碱性条件下,反硝化速率显著下降.     

PM10-PM2.5冲击采样器的研制与开发

在颗粒物研究中,分级采样是一种常用的监测方法,而冲击采样器是颗粒物分级采样的重要仪器.根据斯托克斯数,对PM10-PM2.5冲击采样器设计参数进行了详细分析,并对PM10-PM2.5的捕集效率特征进行了分析.结果表明,PM10-PM2.5冲击采样器具备理想的PM10和PM2.5捕集效率,PM10冲击采样器、PM2.5冲击采样器切割粒径分别为9.94、2.43μm,均在其允许误差范围内.     

天津市纪庄子污水处理厂恶臭气体排放研究

2011年,在天津市纪庄子污水处理厂内采集空气样品,并对其中恶臭气体的浓度、扩散模式、影响范围及污水厂内各主要构筑物间相关系数进行了分析研究。结果表明,污水处理厂格栅处恶臭气体浓度最高,为4.31 ng/mL,其中95.61%为H2S气体,其他构筑物恶臭气体浓度范围为0.09～0.32 ng/mL,恶臭气体浓度较前处理工艺相比有大幅度减少;各主要构筑物排放的恶臭气体符合高斯气体扩散模式,恶臭影响范围为厂界外100 m以内;格栅处恶臭气体的排放对于厂界处恶臭气体浓度的贡献度最大,为42.68%;格栅、初沉池、脱水机房、二沉池之间的相关度在90%以上。     

Microbial responses to the use of NaClO in sediment treatment

• Chlorine addition enhanced the release of TOC, TN from the sediment. • Chlorine has a long-term negative effect on microbial richness. • Usually enzymes lose activity, and expression of genes was downregulated. • Carbon degradation and nitrification might be strongly inhibited. Chlorine is often used in algal removal and deodorization of landscape waters, and occasionally used as an emergency treatment of heavily polluted sediments. However, the ecological impact of this practice has not been fully studied and recognized. In this study, NaClO at 0.1 mmol/g based on dry weight sediment was evenly mixed into the polluted sediment, and then the sediment was incubated for 150 days to evaluate its microbial effect. Results showed that NaClO addition enhanced the release of TOC, TN, Cr and Cu from the sediment. The microbial richness in the examined sediment decreased continuously, and the Chao1 index declined from 4241 to 2731, in 150 days. The microbial community composition was also changed. The abundance of Proteobacteria and Bacteroidetes increased to 54.8% and 4.2% within 7 days compared to the control, and linear discriminant analysis (LDA) showed gram-negative bacteria and aerobic bacteria enriched after chlorination. The functional prediction with PICRUSt2 showed the functions of the microbial community underwent major adjustments, and the metabolic-related functions such as carbon metabolism, including pyruvate and methane metabolisms were significantly inhibited; besides, 15 out of 22 analyzed key enzymes involved in C cycling and 6 out of 12 key enzymes or genes involved in N cycling were strongly impacted, and the enzymes and genes involved in carbon degradation and denitrification showed remarkable downregulation. It can be concluded that chlorination posed a seriously adverse effect on microbial community structure and function. This study deepens the understanding of the ecological effects of applying chlorine for environmental remediation.     

城市污水厂二级处理出水深度处理组合工艺研究

为了研究臭氧-曝气生物滤池二级处理出水深度处理组合工艺的处理效果,采用臭氧-曝气生物滤池(biological aerated filter, BAF)组合工艺对城市污水处理厂二级生化处理出水进行深度处理。结果表明,组合工艺对造成水中色度的主要物质腐植酸和富里酸类有机物和嗅味物质中的二甲基三硫和二甲基异莰醇(MIB)能够进行有效去除。臭氧氧化能够显著提高后续BAF单元对COD_Mn的去除。在进水COD_Mn6~8 mg/L、色度为25~30度、浊度约为8 NTU的条件下,当臭氧投加量为5~6 mg/L、BAF的水力停留时间为1~1.5 h时,出水COD_Mn< 5 mg/L、色度<5度、浊度<1 NTU,出水水质可满足生产工艺对回用水的水质要求。     

US/UV联用降解荧光增白剂CBW的研究

对超声波、紫外联用技术降解荧光增白剂的反应进行研究，考察了辐射时间、超声功率、pH、H2O2投加量等因素对降解效率的影响。结果表明：荧光增白剂的降解效率受辐射时间影响较大，降解过程符合拟一级反应I提高超声波的功率可提高荧光增白剂的降解率；H2O2的添加，可使溶液中的氢氧自由基的浓度增加，从而提高了荧光增白剂的降解率。在初始浓度为40mg／L，超声功率为500w、pH为9、H2O2的添加量为30mL／L、反应120min的条件下，荧光增白剂的降解率可达95％。