基于叶绿素荧光成像技术的藻毒性检测法的建立及在环境监测中的应用

应用新型大面积调制叶绿素荧光成像系统(Maxi-Imaging-PAM),以蛋白核小球藻作为指示生物,以典型的光合作用抑制剂敌草隆和莠灭净为测试物质,建立了微孔板式藻毒性检测方法,确定了实验参数对结果的影响,并将该方法应用于检测石油废水的藻毒性.结果表明,最适实验条件为:藻细胞的暴露浓度在3.45×10~6～5.28×10~6 cell·mL~(-1)范围内,暴露时间为2 h时,毒性检测最灵敏,获得的敌草隆和莠灭净的半最大效应浓度(EC_(50))分别为(4.33±0.38)μg·L~(-1)和(3.87±0.27)μg·L~(-1).将该方法成功应用于某石油废水的藻毒性检测,确定其EC_(50)值为1.03%±0.07%(稀释百分数),相当于414.96μg·L~(-1)的敌草隆的毒性.本研究建立的微孔板式藻毒性检测方法具有灵敏度高、所需样品量少、可大批量测试等优点,对毒理学发展具有重要意义.     

渗铝温度/时间对镍基高温合金的渗层形成影响规律

目的提高材料的高温抗氧化腐蚀性能。方法采用气相渗铝方法在K417镍基高温合金表面制备铝化物涂层,通过光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)和能谱(EDS)分析渗铝层厚度、显微组织形貌和各元素在渗层中的分布,分析温度和时间对镍基高温合金渗铝层的形成影响规律。结果气相渗铝方法制备的渗铝层组织为典型的外扩散型组织即外层是单一的β-NiAl相,内层是含富Cr析出相的扩散层,扩散层的细小析出相对Al元素的扩散起到阻碍作用。结论随着渗铝温度的提高和渗铝时间的延长,渗层厚度逐渐增加,且渗铝温度对渗层厚度的影响远高于渗铝时间对渗层深度的影响。渗铝温度临界值为980℃,低于该温度时厚度增长不显著,高于该温度时厚度对渗铝温度和时间的敏感性增加。此外,渗铝温度越高,渗铝层组织中形成孔洞的倾向越大。     

基于复杂网络的海洋生态系统压力影响量化方法及应用

海洋生态系统压力、状态与生态系统服务因素的识别及影响关系分析是实施基于生态系统海洋管理的前提和基础。基于对压力-状态-生态系统服务三者网络化影响关系的认识,本文引入DEMATEL（decision making trial and evaluation laboratory technique）方法并与DPSER（driver-pressure-state-ecosystem service-response）概念模型结合,进行海洋生态系统压力对状态与生态系统服务影响问题的量化研究。首先对研究范围确定、概念模型选择、分析要素确定及DEMATEL量化方法进行了简要介绍,并对实施基于生态系统海洋管理过程中的压力管理和状态监测等问题进行了探讨。尔后,利用美国南佛罗里达州MARES研究计划提供的相关数据进行了模型的实证分析,结果显示本文方法能够更加系统和全面地反映三者之间的影响关系,多种类型的计算指标可以为基于生态系统海洋管理的有效实施提供有效支撑。     

关中城市群道路移动源气态污染物排放特征

基于MOVES模型对参数进行本地化修正,计算机动车排放的气态污染物排放因子,以2012年为基准年建立关中城市群的道路移动源常规和非常规气态污染物的排放总量清单,并得到不同车型、不同城市区域的机动车污染物排放分担率.结果显示,关中城市群的道路移动源常规气态污染物中一氧化碳（CO）的排放量为45.40万t,氮氧化物（NO_x）为8.190万t、二氧化硫（SO₂）为0.420万t、氨（NH₃）为0.10万t;非常规气态污染物中非甲烷碳氢化合物（NMHC）的排放量为4.168万t,甲醛（HCHO）为0.057万t、乙醛（CH₃CHO）为0.027万t、丙烯醛（C₃H₄O）为0.004万t、1,3-丁二烯（C₄H₆）为0.012万t、苯为0.090万t、甲烷（CH₄）为0.123万t、氧化亚氮（N₂O）为0.004万t.此外,各城市按照排放分担率从高至低依次为西安（50%）、渭南（23%）、咸阳（含杨凌）（12%）、宝鸡（10%）和铜川（5%）.本研究还发现污染物排放分担率在不同车型中差异显著,其中NO_x排放以重型货车（33.85%）和中型货车（21.21%）为主;SO₂、醛类物质在重型货车中排放分担率分别为31.31%和30%;而CO、NMHC、C₄H₆、苯和CH₄的排放主要来自小客车（分别为32.86%、17.55%、26.64%、26.45%和38.85%）和摩托车（分别为32.64%、55.21%、43.29%、49.04%和30.97%）;NH₃的小客车和重型货车排放分担率分别为49.5%和31.31%.     

京津冀生态屏障区景观格局变化及其对水源涵养的影响

选择京津冀重要水源涵养区--滦河,潮河和白河流域,通过分析2010与2015年土地利用的变化及景观格局演变,研究该研究区的土地利用转移与景观格局特征的时空分布与变化特点;运用SWAT水文模型模拟分析该时段内研究区的水源涵养量分布与变化;并和降水分布特征进行对比分析.利用偏相关分析法,重点分析了景观格局的变化对水源涵养量的影响.结果表明水源涵养量与PLAND指数相关性为-0.846;与NP指数相关性为-0.635;与LPI指数相关性为0.468;与LSI指数相关性为0.523;与COHESION指数显著相关,相关性为0.918.景观格局和水源涵养量存在以下关系：①景观多样性越高,聚集程度越高,景观形状越复杂,越趋向不规则且优势度越高,越有利于水源涵养;②景观的破碎化程度越高,水源涵养量越低.     

安徽某铁矿排土场废矿石中产酸微生物群落

安徽某铁矿排土场是该铁矿主要的废矿石堆放地.这些露天堆放的废矿石经过长期的氧化,于20世纪70年代在排土场中央形成了一个大型酸水库.此外,在该酸水库周边还存在一些近年形成的小范围酸性矿山废水(acid mine drainage,AMD).为研究该区域废矿石的产酸潜力及产酸微生物群落,采集了酸水库周边长期堆放的废矿石以及两处新形成AMD周边的废矿石样品共6个,分别为酸水库边1号位裸露1LL,新形成的AMD 5号位旁5J、5Y,6号位旁6-1、6-2和6-3.物化分析表明6个样品酸性均很强,样品1LL的pH最高,也仅为2.77,而其他5个样品的pH均在2.60以下.1LL的电导率为0.32m S·cm~(-1),5号和6号位样品的电导率则高达2.25~7.08 m S·cm~(-1),证明其中含有更高浓度的阴阳离子.1LL中Fe~(2+)的含量为0.80 mg·kg-1,而其它几个样品的含量则为2.91~33.40 mg·kg~(-1),证明1号的样品经过长期的风化,Fe~(2+)基本上已被氧化成Fe~(3+).16S rRNA基因高通量测序表明,5号位和6号位样品中的嗜酸菌主要属于γ-Proteobacteria、Firmicutes、Nitrospira.1号位样品中的嗜酸菌主要属于Actinobacteria、Acidobacteria、Chloroflexi.5号位和6号位样品含有大量的铁硫氧化菌,如Sulfobacillus、Leptospirillum、Acidithiobacillus,证明其中发生着旺盛的产酸过程;而1号位样品1LL微生物群落相对复杂,但基本不存在铁硫氧化菌,原因可能是酸水库周边长期堆放样品中的铁和硫都已经氧化殆尽,基本上不再产酸.统计学分析结果表明,1号位样品1LL与另外5个样品微生物组成存在明显差异,说明不同物化条件对微生物群落结构有决定性影响.     

北京市冬季灰霾期NMHCs空间分布特征研究

2005年冬季一个典型灰霾期,在北京市城区和郊区选择了6个代表性采样点(北四环、天安门、苹果园、垡头、首都机场和密云)同时采集并分析了非甲烷烃(NMHCs)和NO x样品.采样期间NMHCs污染水平从高到低依次是:北四环(1 101.29μg·m-3)>垡头(692.40μg·m-3)>天安门(653.28μg·m-3)>苹果园(370.27μg·m-3)>首都机场(350.36μg·m-3)>密云(199.97μg·m-3),采样期北京大气苯污染较严重.北京市城区采样点NMHCs/NO x(2.1~6.3)指示采样期北京市大气臭氧峰值浓度受挥发性有机污染物(VOCs)控制;丙烯等效浓度和臭氧生成潜势均显示,NMHCs的反应性从高到低的次序为:北四环>垡头>天安门>苹果园>首都机场>密云.苯/甲苯比值(0.52~0.76)表明北京冬季除机动车污染外,还存在煤燃烧等其它排放源的影响;异戊烯的区域变化特征表明,北京市冬季异戊烯的人为源有所增加而植物排放减少;丙烷和丁烷浓度的区域变化表明,北京存在城区液化石油气排放.     

基于动态CGE的挥发性有机污染物VOCs排放预测和控制研究

从成本效益角度,通过宏观经济手段来控制挥发性有机化合物(VOCs)的研究将对我国改善大气环境有十分积极的作用.在先前研究的基础上,将静态CGE动态化,以2007年为基准年,预测了我国挥发性有机物在当前政策下到2020年的排放量.模拟对排放量高的部分工业部门征收环境税,探讨了其对排放量以及经济系统的影响,为我国挥发性有机物的控制对策提出了建议.结果表明,通过征收税收,可以实现减排VOCs的目的,但经济成本也较大.由于部门经济关联关系,虽未对交通运输业征收VOCs环境税,其影响也较大.因此,在采用宏观经济政策控制VOCs时,需要做好相应的补贴措施.     

基于3D响应曲面法与重离子辐射优化海迪茨氏菌降解原油的研究

基于模拟12C6+重离子辐射及生物降解特点,利用中心合成设计及响应曲面法优化了海迪茨氏菌去除原油中有机物过程中互动变量参数因子(辐射剂量、pH值、接种量与温度4个变量参数)及在5个不同水平下所有因素的响应特性,并利用GC-MS进行表征,验证分析降解原油目标函数模型对海迪茨氏菌去除原油样品中有机物的去除率.实验结果表明:二阶回归方程中回归系数β0、β1、β2、β3、β4、β1β2、β1β3、β1β4、β2β3、β2β4、β3β4、β21、β22、β23、β42对海迪茨氏菌降解原油影响效果显著;当辐射剂量与接种量范围分别为15～35Gy和2.5%～7.5%时,对原油的降解率(η)响应值能达到最高值62.6%.降解产物表征结果表明,模拟目标函数中的互动参数,当辐射剂35Gy、温度29℃、pH=6.75、接种量6.75%时,在第7d,原油样品中C16、C19、C25与C26完全被去除;在第14d,原油样品中C21、C22、C24与四甲基完全消失;第36d,原油样品中的C、C、C与3,5-二甲基十二烷的去除率分别达到83.5%、58.9%、65.8%、74.5%.     

化学沉淀法去除稀土湿法冶炼废水中钙与高浓度氨氮研究

离子型稀土湿法冶炼过程中会产生大量氨氮废水,由于废水中含有大量Ca2+,而Ca2+是影响磷酸铵镁沉淀法脱氮效率的重要因素.向废水中投入Na2CO3固体生成CaCO3沉淀物,去除废水中的Ca2+,再利用磷酸铵镁(MAP)沉淀法去除废水中的氨氮.实验采用响应面实验设计方法中的中心复合设计法,利用响应面分析法对磷酸铵镁沉淀法反应参数进行优化,得到最优反应条件及最优反应条件下沉淀产物.利用扫描电子显微镜(SEM)及X射线衍射(XRD)对最优反应条件下两种沉淀物进行分析.结果表明,当n(Ca2+)∶n(CO23-)=1∶1.05,搅拌速率为1 500 r.min-1,反应时间为30 min时,Ca2+去除率接近100%;对除钙后废水进行磷酸铵镁法脱氮处理的最优反应条件为:pH=9.03,n(Mg)∶n(N)=1.20,n(P)∶n(N)=1.1,反应时间为30 min,搅拌速率为1 000 r.min-1,氨氮去除率达到95.40%,剩余总磷浓度为5.65 mg.L-1;沉淀物分别为纯净的CaCO3及MgNH4PO4.6H2O.