土壤污染物的生态毒理效应和风险评估研究进展

环境生态风险评估（ERA）流程已经被纳入全球环境政策中,既用于规范新化学物质的授权和营销（前瞻性环境生态风险评估）,也用于评估潜在的污染场地（回顾性环境生态风险评估）。将土壤生态毒理学应用于风险评估,能阐明有毒物质对土壤生态系统中生命有机体的危害程度与范围。笔者主要介绍了应用评估因子法和物种敏感度分布法对基于效应数据进行的外推与估算,并综述了欧美等主要国家和地区的土壤生态风险评估框架、相关法律法规及其实施情况等,为中国开展土壤污染物生态毒理效应和风险评估等相关研究提供参考。     

改性La2O3/聚丙烯纤维对饮用水中磷的吸附及控菌效果

为了研究吸附剂在饮用水中除磷控菌效果,在聚丙烯(PP)纤维上负载氧化镧(La_2O_3)纳米颗粒,并用聚乙烯亚胺(PEI)对吸附剂表面进行亲水改性,制备出PEI/La_2O_3/PP纤维吸附材料,使用X射线衍射分析(XRD)对其进行了表征。实验结果表明:偏酸性条件有利于磷的吸附,溶液中共存离子对吸附效果的影响不大;当温度为45℃时,PEI/La_2O_3/PP对磷的饱和吸附容量达到76.67 mg·g-1,吸附过程能够较好地拟合Langmuir模型;吸附动力学过程能够较好地拟合准二级反应动力学方程。该吸附材料对饮用水中的微量磷具有良好的吸附去除效果,磷深度去除后能达到明显的抑菌效果。     

固定源稀释通道的设计和外场测试研究

为研究固定源产生的颗粒物的污染情况,自行设计了固定源稀释通道采样装置以便模拟颗粒物在大气中的稀释扩散过程.该装置采用不同尺寸的采样嘴,以保证对烟道内的颗粒物等速采样,采样烟气与洁净空气在稀释腔内混合,腔内雷诺数典型值可以达到10000,保证了采样烟气和洁净空气能够稀释混合均匀.颗粒物在停留室中的停留时间达到90s,保证了颗粒物有足够的时间长大成核.将该装置应用于国内的9个燃煤、燃油固定源,取得了颗粒物的质量浓度、OC、EC组成、排放因子等数据.     

中温和高温厌氧生物产氢反应器连续运行的研究

采用2个厌氧生物产氢反应器分别在中温(37℃)和高温(55℃)下连续运行.以河底沉积物接种,葡萄糖为基质,在CSTR中成功实现了连续中温厌氧产氢,最高产氢量达8.6L/(L·d),基质产氢摩尔比(H₂/葡萄糖)为1.98.以厌氧产甲烷颗粒污泥接种,蔗糖为基质,在UASB反应器中成功实现了连续高温厌氧产氢过程,最高产氢量达6.8L/(L·d),基质产氢摩尔比(H₂/蔗糖)为3.6.在高温UASB反应器中培养获得了灰白色的产氢颗粒污泥,平均粒径为0.8～1.2mm,沉速为30～40m/h,电镜观察发现其表层生长大量杆状细菌.对2种产氢污泥的总DNA进行提取和纯化,通过PCR扩增和DGGE分析,发现高温和中温厌氧产氢污泥中的大部分真细菌种类相同,但各自的优势菌种明显不同.     

上海市“十四五”规划绿色发展驱动因素研究

本文首次以上海市“十四五”规划的视角,使用系统动力学方法研究上海市的绿色发展因素。首先确定了由经济、社会、环境、资源四个子系统交叉融合而构成上海市绿色发展系统,再基于系统动力学原理和上海市2012—2019年的数据构建上海市绿色发展模型,响应“十四五”规划在绿色发展方面设立的目标,构建多个未来发展情景并进行指标参数调控,依据各个情景的仿真结果,分析并总结了“十四五”规划背景下上海市的绿色发展特点。研究结果表明,影响绿色发展的关键因素由主到次依次为生态环境建设支出、研发支出、产业结构调整。相比于产业的投资结构调整,上海市对从业人员结构的调整可以高效平衡经济与环境的发展;加快科技创新可以在很大程度上抑制碳排放,从而快速实现上海市的“双碳”目标;针对化学污染物的治理,污染源防治不但十分有效,而且有利于持续性发展,这些措施应是上海市政府的首选。     

基于双指标多等级的土壤重金属生态风险评价

采用土壤中重金属的全量和有效态双重指标,建立基于多等级综合评估的土壤中重金属生态风险评价模型,将联合概率曲线法引入土壤评价模型,分析重金属暴露浓度与毒性数据的概率分布,考察重金属对土壤生物的毒害程度,从而确定土壤中重金属对于生态系统的风险。建立从简单到复杂的多等级综合评价方法,表征重金属的污染等级、浓度效应、多种重金属污染物的协同效应、不同重金属的毒性效应和土壤对不同重金属污染物的敏感性。选择典型地区采集有代表性的土壤样品,测定不同重金属的总量和有效态,验证评价模型的实用性和评价分级的合理性。旨在解决土壤重金属风险评价的方法学问题,为土壤环境质量管理提供支持。     

典型地区农用地污染调查及风险管控标准探讨

针对《土壤污染风险管控标准——农用地土壤污染风险管控标准》(GB 15618—2018),提出以土壤中全量浓度筛选值和管控值作为衡量农用地土壤污染风险管控的标准,对湖南省部分稻田农用地土壤及点对点稻米样品中镉、铅、砷、汞的总量和有效态浓度及稻米中含量进行监测,根据重金属总量浓度分为低风险、中风险、高风险3组。结果显示:(1)土壤及稻米中镉含量基本为随着风险级别的升高而增加,铅、砷在土壤和稻米中含量无规律性结果,汞监测结果均为未检出。(2)低风险组稻米镉超标率为12. 0%,高风险组稻米镉达标率为33. 3%,表明利用总量浓度对农用地土壤潜在风险进行分组存在一定的局限性。(3)依据4种重金属在土壤中总量及稻米(早稻)中含量情况,对风险级别进行调整并综合判断:有58个样品为低风险组,占样品总数的68. 2%,超标率为零;有15个样品为中风险组,占样品总数的17. 7%,超标率为80. 0%;有12个样品为高风险组,占样品总数的14. 1%,超标率为100. 0%。调整后评价结果与上述标准的划分目标更接近,能够提高上述标准的准确性和实用性。     

清水冲涮对向家坝以下金沙江河床及岸线资源的影响

随着金沙江下游梯级水电开发的蓬勃开展,清水下泄对下游河床及岸线的影响问题逐渐显露。通过实地观测,走访及清水下泄前后政府和民间数据、影像资料等对比分析,探讨问题的根源和避免问题严重化途径,为共抓长江大保护,为修复长江生态环境提供参考依据。结果发现:清水下泄对向家坝水电站坝址以下金沙江段部分河床及岸线资源造成了较为明显的影响。如该江段原来常见的砂滩、砾石滩除杨湾码头仅存一个沙岛外,其余全部消失;无防护设施的河段(如火焰村小岸组、火焰组和新桥组,豆坝村的马槽、娱乐、黄泥、丰收、中心三组,普安镇的13、12、7、5、4、3、2、1组,西郊街道白石社区新村组)受顶冲作用导致一半以上河漫滩地流失甚至引起滩岸坍塌;白家滩大堤一处坝垛根石将被掏蚀殆尽。此外,水富港三期扩能工程因侵占河道和开挖船池,进一步加剧了对四川安边镇小岸坝的不利影响。严重的下蚀侧蚀导致该江段同期水位明显下降,也对岸线两侧的居民生产生活带来安全隐患。相关各方对区域的特殊性及水电站修建造成的影响存在认识不足,各自的发展、利益和环境保护需求之间的矛盾等是问题产生的根本原因,问题出现后又缺少有效的沟通机制等。     

升金湖湿地景观格局变化对越冬鹤类地理分布的影响

升金湖湿地是安徽省内的唯一以越冬鹤类为保护对象的国家级自然保护区。研究湿地景观格局变化对越冬鹤类地理分布的影响在恢复湿地生态系统、保护鹤类种群等方面具有重要参考价值。该文对升金湖湿地的白头鹤、白鹤、灰鹤及白枕鹤越冬鹤类的地理分布特征进行了分析,结合升金湖湿地1986～2017年间的8期遥感影像分析景观格局变化特征,并探讨了景观格局变化对越冬鹤类地理分布特征的影响。结果表明:1986～2017年间,升金湖湿地景观格局变化显著,斑块数量增加,景观破碎化严重。泥滩地、草滩地、建设用地、水田面积总体呈增加态势,旱地、林地、芦苇滩地及水域面积总体呈减少态势;4种鹤类数量总体呈减少趋势。鹤类主要地理分布区域为水域、水田、芦苇滩地、泥滩地及草滩地;升金湖湿地景观破碎化不断加剧,鹤类地理分布区域面积整体上在逐渐减少,适宜鹤类生境面积减少,直接导致近30年来鹤类数量逐渐减少。     

中国三大粮食作物化肥施用特征及环境风险评价

基于中国三大粮食作物化肥施用强度及配方肥用量核算数据,运用化肥施用环境风险评价模型定量分析了2016年中国三大粮食作物化肥施用特征及其环境风险。结果表明:(1)2016年中国三大粮食作物普遍存在化肥施用过量现象,且不同区域之间单质肥料施用过量程度差异显著,其中,小麦和玉米种植单质肥料存在施用过量的空间范围及过量程度整体上要高于水稻。(2)中国三大粮食作物化肥施用环境风险具有显著的空间差异性,且处于相同风险等级的区域呈现出一定的空间邻近性。(3)中国三大粮食作物总化肥环境风险水平整体较低,但内蒙古、新疆和江苏的小麦种植以及内蒙古、甘肃和湖北等地的玉米种植化肥施用环境风险仍达到了中度或重度风险等级,应成为重点关注的区域。针对当前三大粮食作物化肥施用过量现象严重的问题,政府应当加快三大粮食作物配方肥的推广应用,出台政策措施鼓励企业按大配方生产配方肥,并引导企业在适宜地区进行销售,制定补贴政策以提高农民选用配方肥的积极性,开展科学指导和技术服务以提高农户科学施肥能力和认知水平。