汉江上游现代洪水滞流沉积物重金属元素特征

年对汉江上游现代洪水SWD(滞流沉积物)系统采样,并分析样品的粒度、烧失量和重金属元素质量分数,以揭示该流域内大洪水期间重金属的面源污染状况. 结果表明:汉江上游现代洪水SWD的粒度成分中,黏粒(粒径<2μm,下同)占1.3%~6.9%,细粉沙(2~<16μm)占9.0%~40.9%,粗粉沙(16~63μm)占22.7%~50.3%,并且三者沿程自上而下逐渐增加;而沙粒(>63μm)占7.1%~65.6%,沿程自上而下呈逐渐减少的趋势. 与全国泛滥平原沉积物重金属背景值比较发现,Co、Cr、Ba和V累积明显,而w(Cu)、w(Ni)、w(Pb)和w(Zn)不同程度地高出背景值. 运用地质累积指数(I_geo)和污染指数(PI)评价表明,主要污染元素的地质累积指数为Co>Cr>Ba>V,而Cu、Ni、Pb和Zn都属于清洁. 汉江上游现代洪水SWD的重金属整体处于中等污染水平. 利用相关性和主成分分析发现,Co和Cr多富集在沙粒中,而Cu、Ni、Pb、Zn、Ba和V多累积在黏粒、细粉沙和粗粉沙中. 现代洪水SWD的粒径分布和重金属元素质量分数空间变化明显,聚类分析发现其空间分布可分为安康盆地、汉江上游北岸和汉江上游南岸3类,这种分布特征与汉江上游地貌特征、羽毛状水系和人类活动的影响等密切相关.      

循环弯曲和内压作用下连续油管壁厚变化规律试验研究

连续油管作业期间,除受到循环弯曲载荷作用外,管内还常受内压作用,从而产生严重的塑性变形,会出现壁厚减薄和截面椭圆化,而大多数情况的疲劳裂纹都是源于壁厚减薄处。采用自制的连续油管疲劳试验机进行室内试验,模拟全尺寸连续油管在实际工况中受到的循环弯曲和内压作用,利用超声波测厚仪检测不同循环次数下的油管壁厚值。在300mm最大弯曲行程、20MPa内压下,连续油管壁厚变化率成抛物线下降趋势,得到壁厚变化率与循环次数拟合关系,可为预判连油管工作寿命提供依据。     

黄土高原生态系统过渡带土地覆盖的时空变化分析

在全球气候变化及其生态环境效应研究中,生态系统过渡带作为气候变化和人类活动的敏感区域,其土地覆盖的时空变化分析逐渐成为土地利用科学研究的热点问题。基于GIS的时空分析方法,在对Holdridge生命地带模型的判别标准进行改进的基础上,构建了生态系统过渡带的时空分析模型。在建立土地覆盖正向和逆向转换规则的基础上,构建了土地覆盖正向和逆向转换指数模型。并以黄土高原为案例区,在定量识别生态系统过渡带类型及其空间格局的基础上,定量评价了各种生态系统过渡带类型土地覆盖的转换情况。模拟分析结果表明,黄土高原地区共有14种生态系统过渡带类型,其总面积占整个黄土高原的25.21%。在1985-2005年期间,黄土高原生态系统过渡带内的耕地面积平均每10 a减少0.93%,而湿地和水体、林地、草地的面积则平均每10 a分别增加3.47%、0.24%、0.06%。整个过渡带区域土地覆盖的转换率从28.53%降低到21.91%,且其正向转换和逆向转换面积总体上均呈减少的趋势。另外,黄土高原生态系统过渡带区域和非过渡带区域的土地覆盖转换率对比分析显示,过渡带区域土地覆盖的转换率高于非过渡带区域。     

近50a玛纳斯河流域土地利用/覆被变化对碳储量的影响

土地利用变化对碳收支的影响是当前全球变化研究领域的重点内容之一,中国西北干旱区土地利用变化对陆地生态系统碳收支的影响尚不清楚。论文以西北干旱区流域绿洲水土开发的典范--玛纳斯河流域为研究区,基于Bookkeeping模型,利用多期土地覆被类型图、植被和土壤碳密度历史文献及实地调查资料,开展玛纳斯河流域近50 a荒漠转变为绿洲农田和农田弃耕两种主要土地覆被变化对碳收支的影响研究。玛纳斯河流域的垦殖活动有利于碳储量的增加,在1962-2008年的46 a间,土地利用变化导致流域植被碳储量增加6.34×10⁵ t,土壤碳储量增加3.14×10⁶ t,总碳储量增加3.77×10⁶ t。受土地覆被变化面积和转换类型碳密度差异的影响,不同土地覆被类型转换对碳储量的影响存在显著差异:荒漠草地、裸地开垦为耕地均引起植被和土壤碳储量显著增加;林地开垦为耕地引起植被碳储量减少,土壤碳储量增加,总碳储量减少;而耕地弃耕通常会导致流域碳储量减少。     

腐植酸对nZVI去除水中Cr(VI)的抑制及抑制作用的消除

以纳米级零价铁(nZVI)为主要工具修复受污染水体中的Cr(VI),考察了腐植酸(HA)对nZVI去除水中Cr(VI)的抑制作用,并初步探讨了淀粉稳定化nZVI对HA抑制作用的消除.结果表明,随着HA初始浓度由0增加大5,10,15,20,30mg/L,反应10min nZVI对Cr(VI)的去除效率分别达到91.9%,82.6%,78.6%,70.4%,70.0 %和69.4 %.可见,HA对nZVI去除Cr(VI)的影响是双方面的,一方面,HA会吸附在nZVI的表面,占据nZVI表面的活性反应部位,导致反应速率的下降;另一方面,HA表面带有大量的活性基团, 有较大的负电性,会起到一定传递电子的作用,进一步促进反应的进行.由于nZVI的比表面积较大,HA的吸附作用占据主导地位, 导致HA的加入对nZVI去除Cr(VI)反应产生明显的抑制作用. 适量淀粉(0.5g/L)的加入确实能够起到阻碍nZVI颗粒团聚和HA在nZVI颗粒表面吸附的作用,从而维持nZVI较高的反应活性,消除HA对nZVI去除Cr(VI)的抑制作用.     

工业废水重金属排放区域及行业分布格局

掌握工业废水重金属污染区域及行业分布格局, 是有针对性开展全国性重金属污染防控的必要前提. GIS空间分析表明, 2003-2010年间, 工业废水重金属Hg、Cd、Pb、As排放主要集中在以湖南为核心、包括江西、云南、广西在内的南方四省区, 和北方甘肃、陕西两省, 而广东、福建、浙江、江苏等东部沿海省区Cr6+排放所占比重较大; 在行业分布格局方面, 南方和北方省区的重金属污染主要与当地有色金属、黑色金属矿采选、冶炼和加工行业密切相关, 而东部沿海地区则更多与当地电子、电器、运输设备制造业、化工、金属制品、纺织、皮革制品等行业密切相关.各地区、不同行业、不同类别重金属排放特征及减排成效存在较大差异, 反映了工业废水重金属防控亟需多学科研究技术支撑.     

台风过程珠江三角洲边界层特征及其对空气质量的影响

利用2006年7月珠江三角洲南北向3个点为期1个月的小球测风、低空探空资料及9个地面气象站逐时风向、风速资料,通过计算和分析风、温梯度资料,研究了台风过程珠江三角洲边界层特征及其对珠江三角洲地区空气质量的影响,重点分析了台风下沉气流影响导致灰霾天气期间的边界层结构.结果表明,2006年7月珠江三角洲地区空气质量主要受2个台风过程影响,当台风中心位于粤东及福建以东海域时,台风外围的下沉气流会对珠江三角洲地区的空气质量产生强烈影响,出现灰霾天气.在台风登陆前出现灰霾日时,珠江三角洲被均压场所控制,大部分区域为静小风,沿海地区会出现局地的海陆风,边界层风速较小.在200~500m低空会出现逆温层,同时最大混合层高度迅速下降到不足500m.     

上海淀山湖水环境容量评估

淀山湖是上海市重要的饮用水源保护区和生态涵养区.近10年来水质富营养化程度急剧增加,藻类水华频发,对上海饮用水源地水质安全构成了巨大威胁.为水污染控制和水质改善提供科学依据,利用已有评估模型评估了不同水质目标情景下淀山湖对COD、TN 和TP的最大容量,结果表明,在保持现状水质条件下,COD、TN和TP的环境容量分别为47213,8337.7,476.3t/a;水质控制目标为II类时,其环境容量分别为46325,1191.1,59.5t/a;水质目标为III类时,环境容量分别为68547,2382.2,119.1t/a.为IV类水质目标时,TN、TP的环境容量分别为3573.3,238.2t/a.     

污染水体中鱼体内三聚氰胺的累积及其在清洁水体中的消除

以吉富罗非鱼（Oreochromis niloticus）为受试动物,在室内用水族箱进行模拟养殖试验,设定污染水体中三聚氰胺初始浓度为0.2 g·L-1,考察罗非鱼在其中饲养1周期间体内三聚氰胺的累积情况。再将鱼转移至不含三聚氰胺的清洁水体中饲养1周,考察鱼体内三聚氰胺在其中的消除情况。结果表明,三聚氰胺能在鱼体内迅速富集,鱼肉及内脏中三聚氰胺的含量均与鱼在污染水体中暴露的时间成正相关。其中,鱼肉中三聚氰胺的浓度几乎成线性增大,拟合所得方程为y=5.598 8x＋12.897,相关系数为0.995 9。内脏对三聚氰胺的富集速率先快后慢,且其中三聚氰胺的浓度为鱼肉的2~3倍。在试验后期,鱼肉及内脏中三聚氰胺的浓度分别高达51.55 mg·kg-1和93.89 mg·kg-1,此时罗非鱼表现出明显的中毒迹象。将罗非鱼转移至清洁水体中养殖后,鱼肉及内脏中三聚氰胺的残留量均迅速下降,尤其是后者的消除速度甚快,一周后两者的浓度分别降至0.13 mg·kg-1和0.21 mg·kg-1。此时,罗非鱼中毒症状逐渐消失,活动趋向正常。     

阜阳城区水体浮游动物群落周年结构特征及其与水质的关系

于2011年3月到2012年2月逐月对阜阳城区几条主要河流：颍河（A）、泉河（B）、西城河（C）、东城河（D）、南城河（E）、西清河（F）、中清河（G）、东清河（H）及三角洲（I）水体进行设点采样,研究各水体浮游动物的结构特征及多样性水平,并分析了各水体浮游动物的生物量与相应水体主要水质指标的相关关系。结果表明：浮游动物密度在各水体一年中出现两个高峰,分别在4—5月和10月,生物量也有两个高峰,分别比相应密度高峰晚一个月左右;这些高峰与水质指标具有相伴关系;各水体浮游动物生物量与相应水体主要水质指标（CODCr,、BOD、DO、TP、NH。-N）具有显著的相关关系。因此,阜阳城区各水体浮游动物生物量与水体污染程度有一定关系,可根据浮游动物生物量来判别相应水体水质,但鉴于水生态环境的复杂性,在监测水质时,其它生物因子也应综合考虑。