基于生态系统服务理论内涵的山水林田湖草生态保护修复实践——以河南省南太行地区试点工程为例

科学实施山水林田湖草生态保护修复是生态文明建设的重要内容。将提升生态系统服务功能与山水林田湖草生态保护修复工程相结合,以国家第三批山水林田湖草生态保护修复试点项目——河南省南太行地区试点工程为例,探索以提高生态产品供给能力、维护生态安全为目标的南太行地区山水林田湖草生态保护与修复工程实践。地区区位特征及生态环境问题分析表明,南太行地区近年来生态系统服务价值整体呈下降趋势且生态环境破坏严重,许多矿山生态破坏和环境污染历史遗留问题亟待解决,生物多样性保护现状堪忧。以区域突出生态环境问题与主要生态功能定位为依据,按照“格局优化、系统稳定、功能提升”的目标,明确了南太行地区生态保护修复“一山一渠两流域”的总体布局与绩效目标,将其划分为5个生态功能区和7个工程治理区,根据不同功能区和治理区分别提出修复方案和工程治理措施。工程试点方案实施1年多,各项绩效目标完成进度较好,实现了生态效益、经济效益和社会效益的良好结合。     

湖库型饮用水源蓝藻水华应急处置模拟实验

水源水体富营养化及造成的藻类水华是淡水生态系统面临的主要问题之一,严重威胁城市供水。以华南地区赤水水库为例,基于2019年5月暴发的蓝藻水华事件,开展了水库水质、蓝藻密度的监测分析及壳聚糖改性高岭土复合聚合氯化铝的应急除藻技术研究,确定了絮凝剂的最佳投加量并评估了除藻效果。结果表明: 水华暴发时取水口表层TN、TP浓度超过地表水III标准且水体主要限制性元素为磷,若集水区内磷的浓度继续增大,则水华暴发的频率继续增加;此次蓝藻水华的优势种为铜绿微囊藻,且垂向主要聚集在表层及水下5 m处,随水深的增加藻细胞密度逐渐降低,表层藻细胞密度高达6.87×10⁸ cells·L⁻¹;采用壳聚糖改性高岭土复合聚合氯化铝去除蓝藻效果较好,在改性黏土投加100 mg·L⁻¹,聚合氯化铝投加10 mg·L⁻¹时,1 h去除率约60%,且随着时间延长,去除率持续提高。改性黏土复合聚合氯化铝能在短期内使藻类沉降至水库底部,可应用于湖库型饮用水源蓝藻水华的应急处置。     

制革工业水污染全过程防治技术组合方案研究

制革废水具有产生量大、污染物种类多、成分复杂、含重金属等特点,一直是水环境监管的重点。对制革生产工序及废水产排特征进行梳理,通过调研和梳理制革企业排污许可证信息,对目前业内主流的水污染防治技术进行汇总分析,并按照原辅材料替代技术、过程控制技术、末端治理技术对行业主流水污染防治技术进行分类总结,其中,对过程控制技术按污染防治目标污染物进行分类总结,对末端治理技术按废水分质处理要求进行分类总结。基于不同类型制革企业水污染全过程防治需求,推荐16套技术组合方案。最后,结合技术发展情况,对制革工业水污染全过程防治技术发展趋势进行展望,提出强化制革废水分质处理、强化清洁生产技术的研发推广、推进制革企业入园等建议,以期提升行业水污染全过程防治水平和绿色发展水平,助力“十四五”深入打好污染防治攻坚战。

     

腐殖酸改良脱碱赤泥的环境风险评估

处理过酸性矿涌水的赤泥如果未经处理大量堆存会对环境造成严重的危害,对其进行土壤化改良是实现其大宗消纳的一种可行性方法。腐殖酸呈酸性,是自然界中广泛存在的大分子有机物质,其对土壤的修复和改良作用十分明显。为研究腐殖酸改良脱碱赤泥的环境风险,通过腐殖酸联合脱碱赤泥试验,对脱碱赤泥及其浸出液的理化性质进行了分析,并对添加腐殖酸后脱碱赤泥的浸出风险进行了评估。结果表明：添加质量百分比（腐殖酸:赤泥）为10%的腐殖酸改良脱碱赤泥效果最好。此时,脱碱赤泥pH由9.1降至7.8左右;脱碱赤泥在pH较高时电动电位（Zeta电位）绝对值由20增大到28;腐殖酸中的富里酸类物质会逐渐转变成更加稳定的胡敏酸类物质;脱碱赤泥浸出液金属离子浓度降低,对赤泥金属离子固定有一定积极作用。综上,腐殖酸改良脱碱赤泥可以降低脱碱赤泥的环境风险。

     

基于实测的超低排放燃煤电厂砷、硒、铅迁移与排放特性

选择煤粉炉（PC）和循环流化床（CFB）超低排放燃煤电厂开展实测研究,同步采集烟气净化装置（APCDs）前后烟气样品进行分析;并同时采集分析入炉煤、飞灰、底渣、省煤器（LTE）灰、脱硫浆液和湿式电除尘器（WESP）废水等样品,以揭示砷（As）、硒（Se）和铅（Pb）迁移与排放特性。结果表明：两家电厂APCDs对烟气中As、Se和Pb的总协同脱除率达到96%,净烟气中污染物浓度低,分别为0.13~0.49、1.05~2.15和0.86~3.19 μg/m³;不同APCDs的协同脱除率存在较大差异,其中布袋除尘器（FF）最高（99.56%~99.74%）,静电除尘器（ESP）次之（85.61%~98.44%）,湿法烟气脱硫（WFGD）的脱除率波动较大,WESP脱除率为11.61%~55.08%。燃煤中As、Se和Pb大部分迁移到飞灰中,占比为74.38%~95.24%;CFB底渣占比为3.51%~24.08%;LTE灰占比为5.85%~12.11%;脱硫浆液中均低于6%;WESP废水和出口烟气中占比最低,分别为0.68%和0.62%。相对于煤粉炉,循环流化床电厂底渣中As和Pb富集性更高;而对于Se,则燃烧方式无明显影响,但其在净烟气中占比高于As和Pb。

     

活化过氧乙酸技术降解环境有机污染物的研究进展

近年来,以抗生素、内分泌干扰物等为代表的新污染物在环境中被频繁检出,对生态系统和人类健康构成潜在风险,高效稳定的有机污染物控制技术研发是当前环境领域的研究热点。以活化过氧乙酸的高级氧化技术为研究对象,对过渡金属、碳材料及其复合材料活化过氧乙酸的效果及其降解有机污染物的机制进行系统论述,重点探讨反应过程中的自由基（有机自由基、羟基自由基）和非自由基（单线态氧、高价金属氧物种、电子转移和表面络合的复合物）降解机制,总结了活化过氧乙酸技术在废水、土壤或沉积物、地下水等环境介质中对污染物的降解效果。提出了未来研究重点,即开发高效稳定的活化过氧乙酸催化剂,加强活化过氧乙酸技术在土壤和沉积物中降解有机污染物机制的探索,深入联合其他处理技术的应用研究。

     

我国粉煤灰生态环境标准体系现状及建议

对我国粉煤灰管理相关的现行法律法规、部门规章和文件及有关标准进行了梳理,结果显示,现行生态环境标准中尚无专门针对粉煤灰的污染环境防治技术标准,粉煤灰的环境管理中适用的是一般工业固体废物相关标准,且标准数量较少,覆盖面不全。粉煤灰在产生、收集、运输环节还缺乏污染环境防治技术标准,也缺乏针对粉煤灰各综合利用方式的污染环境防治技术标准,不利于粉煤灰的综合利用和污染防控。目前,粉煤灰生态环境标准体系需要在全过程管理环节以及促进综合利用、污染防治、风险防控、信息化建设等方面进一步完善。

     

云南大理洱源西湖浮游植物功能群季节演替特征

为探讨云南大理洱源西湖浮游植物功能群特征及其与环境因子的关系,于2019年9月—2020年8月每月采集浮游植物样品及水环境指标,采用修正的卡尔森营养状态指数和浮游植物功能群分类法评价洱源西湖水体富营养化程度及探讨浮游植物的季节演替特征。结果表明：洱源西湖为低透明度且浊水状态的富营养化水体;研究期间共镜检鉴定出浮游植物7门72属,划分为23个浮游植物功能群,其中MP〔颤藻（Oscillatoria sp.）〕、S1〔伪鱼腥藻（Anabaenopsis sp.）〕、H1〔鱼腥藻（Dolichospermum sp.）〕和S_N〔拟柱胞藻（Cylindrospermopsis sp.）〕为优势功能群,其均为蓝藻门的丝状藻类;秋季浮游植物主要以颤藻、拟柱胞藻为主,冬季和春季主要以伪鱼腥藻和颤藻为主,而夏季主要以颤藻和鱼腥藻为主;冗余分析结果显示,洱源西湖浮游植物功能群演替的关键环境因子为水温、pH、正磷酸盐浓度与可溶性总磷浓度,尤其是可溶解性磷（主要为 PO₄ ³⁻-P）浓度变化促成了优势功能群的季节演替。洱源西湖的富营养化状态为丝状蓝藻占优势且藻类结构单一。

     

气管滴注大气细颗粒物对大鼠心脏的急性毒性及其机制研究

为探讨大气细颗粒物(PM2.5)对大鼠心脏的急性毒性及其机制,将28只健康雄性Wistar大鼠随机分为空白膜对照组、7.5mg·kg-1、15mg·kg-1和30mg·kg-1剂量组.细颗粒物采用一次性咽喉部气管滴注染毒,24h后处死动物.分别于染毒30min、1h和24h后测定大鼠心电图,采用间接免疫荧光化学方法测定大鼠心脏缝隙连接蛋白Cx43的分布,采用免疫印迹法(Western blot)测定连接蛋白Cx43的表达;光镜下观察心脏的组织病理学改变.结果发现,染毒30min后,各组大鼠心律失常发生率均高于基础测量时,染毒1h后对照组恢复正常心律,而颗粒物染毒组仍显示异常心律,与对照组相比,15mg·kg-1和30mg·kg-1剂量组大鼠心律失常发生频率显著增加(p<0.05),染毒24h后各组均恢复正常心律.Cx43免疫荧光结果显示,染毒24h后,15mg·kg-1和30mg·kg-1剂量组大鼠心肌Cx43荧光强度显著降低(p<0.01);Western blot测定结果显示,随着PM2.5染毒剂量的增加,心肌组织Cx43表达逐渐减少,15mg·kg-1和30mg·kg-1剂量组Cx43蛋白水平分别为对照的57%和51%,与对照组相比,差异具有显著性(p<0.01);病理切片结果发现,对照组和各剂量均可见到心肌横纹,心肌排列正常,横纹清晰,未见明显心肌细胞萎缩、变性,亦未见炎细胞浸润.本次研究结果表明,大气PM2.5可引起健康Wistar大鼠心律异常的发生,心肌组织Cx43分布和表达的异常可能是其机制之一.     

基于熵权综合健康指数法的瀛湖水生态系统健康评估

瀛湖是南水北调丹江口水库重要的水源涵养区,承担着丹江口水库60%的供水量,又是沿线乡镇和安康市城区饮用水水源地。在充分调查的基础上,采用综合健康指数法对1986—2012年之间瀛湖的水生态系统健康状况进行了评估,结果表明,1986—2005年,瀛湖水生态系统健康指数呈逐渐下降趋势,健康状态由健康降至一般病态;2005—2012年之间,瀛湖水生态系统健康指数总体呈上升趋势,健康状态除2010年为一般病态外,其余均为亚健康状态。