硒暴露对斑马鱼(Danio rerio)组织元素含量及氧化胁迫的影响研究

以斑马鱼为受试材料,研究了Se(Ⅳ)暴露对斑马鱼组织的元素含量及氧化胁迫的影响。试验分4组,分别为对照组,5 μg·L^-1、50 μg·L^-1和500 μg·L^-1暴露组,处理21 d后,对斑马鱼各组织(脑、鳃、肝、肠、肌肉)中的Se、Al、Cr、Cu、Mg和Zn的含量进行测定,同时测定各组织中超氧化物歧化酶(SOD)活性、谷胱甘肽-S-转移酶(GST)活性、还原型谷胱甘肽(GSH)含量和脂质过氧化产物(MDA)含量。结果显示,与对照组相比,硒处理组斑马鱼各组织呈现不同程度的硒累积,肝组织中硒累积量最高,且元素Cu和Zn显著增加。肝组织中SOD和GSH水平呈现先升高后降低的趋势,500 μg·L^-1处理组肝组织中GST活性显著降低56.5%,而肝和鳃组织中MDA分别显著升高3.1倍和1.6倍。研究结果表明硒暴露破坏斑马鱼组织Cu、Zn元素平衡,引起脂质过氧化,诱导斑马鱼肝鳃组织发生氧化胁迫,试验为进一步从元素平衡和氧化胁迫角度研究硒暴露对水生生物的毒性效应奠定了基础。     

雌激素受体作为壬基酚的主要作用靶点导致机体免疫毒性

雌激素作为一类重要的性腺类固醇化学信使,已经被证实能够直接调节机体免疫反应,因此,一些具有拟雌激素特性的环境内分泌干扰物(endocrine disruptors, EDs),会通过影响雌激素相关信号通路对免疫系统产生干扰作用。壬基酚(nonylphenol, NP)作为典型的环境内分泌干扰物,已有大量的文献报道其通过拟雌激素特性或干扰雌激素的合成、分泌、转运以及与靶点的结合,破坏机体生殖功能以及神经-免疫-内分泌系统,影响整体生理平衡与稳定。近年来,NP对免疫系统的干扰作用逐渐引起重视,研究发现,NP暴露会引起小鼠免疫器官及免疫细胞的发育异常,并且会导致新生小鼠肝毒性,肝脏细胞内炎性因子TNF-α、IL-1β分泌增加。除NP作为配体干扰雌激素信号通路外,尚未发现其他明确的分子机制解释NP造成的免疫毒性。本综述主要结合近年来相关的实验结果,总结了NP对免疫系统的潜在影响及其可能的分子机制。     

薄壁深孔件拉深过程的数值模拟

利用上限元技术(UBET)模拟出薄壁深孔件在变薄拉深成形过程中,几种主要工艺参数对断裂的影响程度,由此得出防止断裂产生的措施。     

《大气污染防治行动计划》实施环境效果模拟

本研究利用2010年污染源普查数据和MEIC排放清单建立全国大气污染物高时空分辨率排放清单,在此基础上利用2012年环境统计数据对其进行修订建立2012年全国大气污染物高时空分辨率排放清单;结合《大气污染防治行动计划》(以下简称《计划》)研究工作,测算了《计划》实施后在污染源综合治理、落后产能淘汰、能源结构调整方面对SO2、NOx、颗粒物、VOCs的减排量,同时对污染物新增量进行了预测,建立了《计划》实施后全国大气污染物高时空分辨率排放清单;利用CMAQ空气质量模型模拟分析了《计划》实施的空气质量改善效果。结果表明:《计划》实施后,将可以减少641万吨SO2、859万吨NOx、547万吨颗粒物(不含扬尘污染控制)、627万吨VOCs,全国、京津冀、长三角及珠三角区域PM2.5年均浓度将分别比2012年下降22.08%、33.99%、23.98%、24.04%。如果《计划》要求全部落实,可以实现空气质量改善目标。     

基于习性和食物网的白洋淀大型底栖动物群落恢复研究

白洋淀由于长期受人类活动影响,部分区域内源污染严重。针对该类区域,\"十三五\"水专项开展了生态清淤试点工程以实现内源治理。在清淤过程中底栖生物容易遭到严重破坏,与之密切联系的食物网受到影响。在沉水植物补种成功后,如何科学地恢复底栖动物群落并维持长效稳定,急需寻求解决方案。本研究于2018年对白洋淀大型底栖动物群落进行调查,根据调研结果、习性特征和食物网模型,提出了受损后大型底栖动物群落恢复方案。研究发现,春季优势种为螺类软体动物和虾类甲壳类动物,夏季和秋季为螺类软体动物和昆虫类摇蚊幼虫。全年主要优势种为中华圆田螺、中国圆田螺、羽摇蚊和大红德永摇蚊。通过食物网模型计算,确定了软体动物是2010年和2018年的关键功能组。因此,综合优势种和关键种,底栖动物群落恢复物种主要选择虾类、螺类和摇蚊幼虫。根据底栖动物的习性,确定甲壳动物和摇蚊幼虫以自然恢复为主,螺类以人工恢复为主的恢复方式。针对螺类关键物种,根据2018年调研生物量、工程经验值和生态容量综合确定其恢复投加量合理范围。通过以上研究,建立了基于食物网成熟度和稳定性的底栖动物群落恢复优化调控方案,为受损底栖动物群落的恢复提供借鉴。     

压实黄土抗剪强度参数影响因素研究

为了进一步研究河南三门峡地区黄土抗剪强度的影响因素,采用应变控制式三轴仪对不同含水量、不同压实度下的重塑黄土进行不固结不排水三轴试验。试验结果表明:相同压实度下,随着含水量的增加,应力应变关系曲线由弱应变硬化向强应变硬化转变;粘聚力与内摩擦角均随含水量的增加而减小,粘聚力与含水量的变化呈明显负线性相关,内摩擦角与含水量无明显的相关性。相同含水量下,粘聚力与内摩擦角随压实度的增加而逐渐增大,且呈现出明显的指数相关。含水量对抗剪强度参数的影响比压实度大。对以上强度参数采用最小二乘法进行拟合,得出考虑含水率和压实度的抗剪强度相关关系式,能够较为准确的反映在某种试验条件下强度参数的变化规律,为实际工程应用和数值模拟提供依据。     

气浮技术在膜生物反应器剩余污泥浓缩过程中的应用

污泥浓缩作为污泥处理的关键环节之一,开发高效的污泥浓缩工艺对于降低污泥含水率、提高脱水设备的运行效率、降低脱水能耗具有十分重要的意义。针对MBR污泥浓度高、污泥粒径小、污泥沉降性能较差等特点,故采用传统的重力浓缩和机械浓缩技术很难有效实现污泥浓缩。因此,尝试采用气浮浓缩技术降低污泥含水率的可行性。从气浮浓缩的中试结果来看,较适宜运行参数为:固体负荷为15 kg/(m2· h),水力负荷为1.5 m3/(m2· h),回流比为1,PAM投配率2‰(w/w干固体),溶气压力为0.4 MPa,气固比为0.03。经过中试设备进行气浮浓缩后,污泥含水率降低至96%左右。此外,还研究了采用气液多相泵系统对剩余污泥的浓缩效率,结果显示,该设备的使用相对于传统溶气气浮工艺,其优点表现在占地小、工程造价低以及运行成本低等方面。     

A2/O耦合MFC工艺的启动及C/N对其产电性能的影响

为了达到在处理生活污水的同时可以产生电能的目的,研究了微生物燃料电池与传统的A2/O工艺相耦合的性能。实验中启动电阻为1000Ω,经过37 d的间歇式培养,系统成功启动,最大电压达到574 mV,对COD和氨氮的去除率分别达到了92.9%和72.1%。启动成功后外阻改为100Ω,采用连续进水方式考察不同C/N对系统产电及污水处理效果的影响。实验取C/N分别为3、4、2和6,结果表明,C/N为4.2时系统达到最大电压为534 mV,对COD的去除率达到了96.1%~97.1%,C/N对氨氮的去除率影响不大。实验说明,MFC耦合A2/O工艺在产电和处理废水方面具有一定的发展潜力。     

生活垃圾催化热解液体产物特性

为探索生活垃圾催化热解液体产物特性变化规律,选取Na2CO3、CaO、Fe2O3 3种催化剂,利用固定床实验、红外分析(FT-IR)进行生活垃圾热解液体产物产率和组分特性研究。结果表明,热解终温600℃无催化剂时,生活垃圾热解液产率为39.80 wt %,添加3种催化剂后热解液产率均降低;生活垃圾分别添加1%的Na2CO3和CaO后,热解油氧含量由22.49%分别降低到20.12%和18.53%,低位热值由30.30 MJ /kg分别提高到33.79和32.74 MJ/kg;无催化剂时热解油成分为脂肪类、含氧化合物及少量芳香类混合物,加催化剂后热解油中芳香类物质峰面积比例显著增加,而含氧化合物峰面积比例降低,羟基类及羧酸类含氧化合物峰面积比例明显减少,其他含氧物峰面积比例却增加;CaO催化效果较明显,生活垃圾添加1%的CaO热解油中芳香类物质峰面积比例从4.36%增加到29.46%,含氧化合物峰面积比例由49.42%降低到23.12%,其中羟基类和羧酸类化合物峰面积比例分别由34.03%和10.65%降低到0.00%和3.34%,其他含氧化合物峰面积比例由4.73%增加到19.77%。     

2009—2014年河北平原浅层地下水硝态氮特征及其来源

依据2009—2014年河北平原浅层地下水硝态氮(NO3--N)监测数据,分析河北平原浅层地下水NO3--N污染状况,并利用氮氧双同位素的方法对地下水中硝态氮的来源进行了示踪。结果表明,2009—2014年河北平原浅层地下水硝态氮平均含量变化范围在0.00~121.50 mg/L之间,总平均值为(18.72±1.55)mg/L,超过美国饮用水标准(10 mg/L)的0.872倍;三个子平原区的SO42-/Cl-差异较大而NO3-/Cl-值相差不大,说明地下水中的氯化物、硝态氮以及硫酸盐有着不同的来源。东部滨海平原区NO3--N含量最大,为31.55 mg/L,已超出美国饮用水标准2.155倍;其次为山前平原区,为16.45 mg/L,超出美国饮用水标准0.645倍;中部平原区的含量最低,仅为4.19 mg/L,未超标。根据同位素的数值进行分析,揭示了东部滨海平原区以及中部平原区的硝态氮来源主要为化粪池废弃物,山前平原区的硝态氮主要来自化肥中的NH4+。