三种红树植物落叶碎屑对海水中多环芳烃吸附作用的实验研究

在实验室条件下,研究了海水中多环芳烃（PAHs）（含苊、菲、）浓度分别为90、900或9000 μg/L时,无瓣海桑（Sonneratia apetala）、秋茄（Kandelia candel）和木榄（Bruguiera gymnorrhiza）不同分解状态落叶碎屑对PAHs的吸附作用。结果显示:在相同PAHs浓度下,无瓣海桑、秋茄和木榄落叶碎屑对PAHs的吸附总量差异显著（p < 0.05）,吸附率树种间也差异显著（p < 0.05）。当海水中PAHs的浓度为90和900 μg/L时,3种红树植物落叶碎屑对PAHs的吸附率均是无瓣海桑黑叶最高,分别为32.6%和35.1%。同一树种不同分解状态落叶碎屑对PAHs的吸附规律因树种而异:秋茄棕叶和黑叶对PAHs的吸附率均随着PAHs浓度的增加而增加;木榄棕叶和黑叶对PAHs的吸附率均随着PAHs浓度的增加,先上升（从90 μg/L到900 μg/L）,然后下降（从900 μg/L到9000 μg/L）;无瓣海桑棕叶对PAHs的吸附率是随着PAHs浓度的增加而增加,而黑叶却随着PAHs浓度的增加,吸附率先是上升,然后下降。3种红树植物同一分解状态的落叶碎屑对单个PAHs组分的吸附率规律存在差异。同一树种同一分解状态的落叶碎屑对不同PAHs组分的吸附规律也存在差异。     

基于NSBM-Malmquist模型的中国海洋绿色经济效率时空格局演变分析

在海洋强国和生态文明建设双重背景下,海洋经济绿色发展问题受到广泛关注。为明晰中国沿海地区海洋绿色经济效率的时空格局,文章应用NSBM-Malmquist模型评估海洋经济在绿色经济效率的效率值,然后运用空间计量分布图等方法,分别从一维和二维视角分析中国沿海地区海洋绿色经济效率的时空演变趋势。研究发现,我国海洋绿色经济效率的提高主要得益于海洋环境治理效率的提高;海洋经济绿色效率增长幅度受限,海洋经济技术进步指数都出现了不同程度的技术倒退现象;海洋绿色经济效率呈现出以"高中低效率增长更迭变化、中高增长区域占主导、由北向南逐步升高"为特征的时空分布格局。     

内嵌POT损失分布拟合模型的风暴潮灾害风险价值测算

近年来,全球气候的异常变化导致风暴潮灾害频发,给我国造成了巨大灾害性损失。科学测算风暴潮灾害的风险价值,对于度量风暴潮灾害风险、估计风暴潮灾害损失、指导灾害风险有效分散具有重要意义。针对中国风暴潮灾害损失数据鲜明的频率低、厚尾性特征,本文引入极值理论的POT模型完成风暴潮灾害直接经济损失分布拟合,测算出不同置信水平下的风险价值,并通过了Kupiec失败频率检验。研究表明,运用POT模型测算不同置信水平下的风险价值可以作为今后中国风暴潮灾害风险科学度量以及单次灾害最大可能损失合理估计的基础。     

Strong enhancement of methylene blue removal from binary wastewater by in-situ ferrite process

Dye wastewater containing heavy metal ions is a common industrial effluent with complex physicochemical properties.The treatment of metal–dye binary wastewater is difficult.In this work,a novel in-situ ferrite process(IFP) was applied to treat Methylene Blue(MB)–Cu(II)binary wastewater,and the operational parameters were optimized for MB removal.Results showed that the optimum operating conditions were OH/M of 1.72,Cu~(2+)/Fe~(2+)ratio of 1/2.5,reaction time of 90 min,aeration intensity of 320 mL/min,and reaction temperature of40°C.Moreover,the presence of Ca~(2+)and Mg~(2+)moderately influenced the MB removal.Physical characterization results indicated that the precipitates yielded in IFP presented high surface area(232.50 m2/g) and a multi-porous structure.Based on the Langmuir model,the maximum adsorption capacity toward MB was 347.82 mg/g for the precipitates produced in IFP,which outperformed most other adsorbents.Furthermore,IFP rapidly sequestered MB with removal efficiency 5 to 10 times greater than that by general ferrite adsorption,which suggested a strong enhancement of MB removal by IFP.The MB removal process by IFP showed two different high removal stages,each with a corresponding removal mechanism.In the first brief stage(5 min),the initial high MB removal(~95%)was achieved by predominantly electrostatic interactions.Then the sweep effect and encapsulation were dominant in the second longer stage.     

2009年与2014年太子河流域附石藻群落结构变化及其与水环境的关系

为了解近年来太子河流域附石藻群落结构和水环境状况的变化趋势及二者的响应关系,于2009年和2014年对太子河全流域的附石藻群落和水环境因子进行调查分析,并探究了基于附石藻群落保护的主要水环境因子浓度限值.结果表明:①与2009年相比,2014年太子河流域的附石藻密度、物种丰富度、群落多样性均显著升高（P < 0.05）;群落组成中对不良环境干扰呈负响应的藻属相对多度普遍升高,对不良环境干扰呈正响应的藻属相对多度普遍降低.②与2009年相比,2014年水环境因子中ρ（TDS）（TDS为总溶解性固体）、ρ（SS）、ρ（TN）、和ρ（NO₃--N）显著降低（P < 0.05）,ρ（DO）显著升高（P < 0.05）.典范对应分析（canonical correspondence analysis,CCA）显示,2009年ρ（TN）和ρ（NH₄+-N）是影响太子河流域附石藻群落的重要水环境因子;2014年ρ（TN）、ρ（NH₄+-N）和ρ（TDS）对附石藻群落结构有重要影响.③经局部加权回归散点修匀法（locally weighted scatterplot smoothing,LOWESS）和独立样本t检验得出,当ρ（TDS）、ρ（TN）和ρ（NH₄+-N）分别为185.00、1.00和0.22 mg/L时,其与P-IBI构成的拟合曲线存在拐点,且拐点两侧的P-IBI差异性显著（P < 0.05）.研究显示,2009—2014年太子河流域的附石藻群落和水环境状况整体有所改善,合理控制ρ（TN）、ρ（NH₄+-N）和ρ（TDS）对该流域的附石藻群落保护有重要意义.      

小球藻对土壤-水稻系统砷化学形态转化的影响

为揭示绿藻对土壤-水稻系统砷形态转化的影响特征,系统分析了不同浓度小球藻共存条件下水稻土砷氧化还原与溶解释放行为的变化,并结合水稻培育试验,对小球藻影响水稻砷吸收与体内砷形态的发生机制进行探讨.试验设置对照组及小球藻浓度（以体积分数计）分别为1%、5%、10%的处理,研究了小球藻对溶液体系、淹水土壤体系和淹水土壤-水稻体系中砷的化学形态转化的作用.结果表明:加藻组使As（Ⅲ）溶液和淹水土壤E_h（氧化还原电位）与pH均普遍高于对照组.在As（Ⅲ）溶液体系中,加藻组As（Ⅲ）氧化转化率较对照组升高2.38%~4.95%,该作用在淹水土壤中得到印证,小球藻的共存使土壤孔隙水ρ[As（Ⅴ）]较对照组升高129.22%~221.41%,而ρ（甲基砷）出现显著下降（5.25%~53.31%）.水稻栽培试验进一步发现,小球藻明显促进土壤中晶体态铁铝氧化物向弱结晶与无定形铁铝氧化物结合态砷等的转化,导致水稻幼苗对砷的吸收积累量增加-3.4%~23.11%,推测这与小球藻作用下土壤孔隙水ρ（DOC）的增加密切相关.研究显示,尽管小球藻有利于提高淹水土壤体系E_h并加速As（Ⅲ）的氧化转化,但小球藻可能通过有机酸等分泌物的竞争吸附作用促进铁铝氧化物结合态砷的溶解释放,从而增加水稻砷吸收;淡水藻类对土壤-水稻体系砷吸收积累的风险值得引起高度关注,并需要在大田试验中进一步加以验证.      

长期不同施肥对稻田土壤有机碳矿化及激发效应的影响

通过室内模拟培养实验,结合14C同位素标记技术,研究了不施肥(CK)、单施化肥(NPK)、秸秆还田+化肥(ST)这3种施肥处理下稻田耕层土壤有机碳矿化特征及其对添加外源葡萄糖的响应特征.结果表明,56 d培养实验结束时,CK处理土壤累积矿化率(土壤原有有机碳累积矿化量/土壤总有机碳含量)达到1. 64%,而NPK和ST处理较CK处理显著降低了0. 34%和0. 39%(P 0. 05),表明长期施肥对土壤碳有一定的固持作用.长期不同施肥处理土壤对添加外源葡萄糖的响应有所不同,表现出了不同程度的激发效应.随着培养时间的推移,3种处理土壤碳矿化的激发效应由负激发效应逐渐转为正激发效应. 56 d时,ST和NPK处理土壤的负累积激发效应比CK分别显著提高了22. 07和9. 05倍(P 0. 05).结构方程模型分析表明,土壤NH+4-N和DOC含量主要通过影响土壤MBC和MBN含量间接影响土壤累积激发效应,且NH+4-N对土壤累积激发效应有直接的显著负影响.综上所述,长期施肥降低了稻田土壤原有有机碳累积矿化率,有利于增强稻田土壤碳的固持和积累,秸秆还田加化肥效果更加明显.     

复配表面活性剂APG/SDBS对菲、芘的增溶特性

研究了烷基糖苷(Alkyl Polyglycoside,APG)和十二烷基苯磺酸钠(Sodium Dodecyl Benzene Sulfonate,SDBS)混合体系的不同复配比α(α=C_(SDBS)/C_总)、pH和温度(T)对菲和芘的溶解行为的影响.结果表明,当α=0.4时,复配体系具有最小的表面张力(γ)和临界胶束浓度(Critical Micelle Concentration,CMC),且菲、芘的表观溶解度(Sw)、增溶倍数(Sw/S*,S*为菲或芘在纯水中的溶解度)和摩尔增溶比(Molar Solubilization Ratio,MSR)均达到最大值.菲、芘的Sw随pH增加先增加后缓慢降低,pH=9时达到最大.随温度的升高,菲、芘的Sw逐渐增加,当T≥40℃时,增加变缓;因此,该复配体系的最佳反应条件为α=0.4、T=40℃、pH=9.本研究可为多环芳烃(PAHs)污染土壤的淋洗修复提供科学依据.     

东平湖CDOM吸收光谱特性及其来源解析

为分析东平湖有色可溶性有机物（CDOM）吸收特性、来源和空间分布的季节变化,分别于2013年8、12月以及2014年3月采集了35个表层水样,分析了各基本水质参数、CDOM吸收系数[a（440）]、比吸收系数[a^*（440）]和相对分子量参数M值的分布规律及CDOM吸收系数与水质参数之间的相关关系.结果表明：东平湖CDOM吸收系数a（440）呈现出枯水期 > 丰水期 > 平水期的规律,空间分布与CDOM比吸收系数[a^*（440）]相似.M值呈现出丰水期 < 平水期 < 枯水期的变化趋势.丰水期CDOM吸收系数与叶绿素a（Chla）具有显著相关关系;丰、平水期两季CDOM吸收系数与DOC存在显著相关关系.丰水期CDOM同时受外源和内源输入的影响,但以内源输入为主,主要来源于浮游植物降解产物;老湖镇湖区外源特征明显.平水期CDOM亦受内源和外源输入的双重影响,但浮游植物的腐烂降解不是CDOM的主要来源;北部湖区以外源输入为主.枯水期CDOM整体表现出较强的自生源特征,但相关分析显示,浮游植物降解并不是CDOM的主要来源,自生源特征可能与挖沙活动导致的悬浮物浓度增高有关;东南湖区因大汶河输入的影响呈现出较强的外源特征.利用东平湖丰、平水期两季CDOM浓度反演DOC浓度具有可行性.     

Effects of biochars on the bioaccessibility of phenanthrene/pyrene/zinc/lead and microbial community structure in a soil under aerobic and anaerobic conditions

The immobilization of co-contaminants of organic and inorganic pollutants by biochar is an efficient remediation strategy. However, the effect of biochar amendments on the bioaccessibility of the co-contaminants in dry versus flooded soils has rarely been compared. In batch experiments, bamboo-derived biochar(BB) had a higher sorption capacity for phenanthrene(Phe)/pyrene(Pyr)/zinc(Zn) than corn straw-derived biochar(CB), while CB had a higher sorption capacity for lead(Pb) than BB. After 150 days of incubation, the amendments of 2% CB, 0.5% BB and 2% BB effectively suppressed the dissipation and reduced the bioaccessibility of Phe/Pyr by 15.65%/18.02%, 17.07%/18.31%and 25.43%/27.11%, respectively, in the aerobic soils. This effectiveness was more significant than that in the anaerobic soils. The accessible Zn/Pb concentrations were also significantly lower in the aerobic soils than in the anaerobic soils, regardless of treatments.The Gram-negative bacterial biomass and the Shannon–Weaver index in the aerobic soil amended with 2% CB were the highest. The soil microbial community structure was jointly affected by changes in the bioaccessibility of the co-contaminants and the soil physiochemical properties caused by biochar amendments under the two conditions. Therefore, dry land farming may be more reliable than paddy soil cultivation at reducing the bioaccessibility of Phe/Pyr/Zn/Pb and enhancing the soil microbial diversity in the short term.