浅谈深入信息化建设促进环境监测转型发展

信息化建设为提高环境监测工作效率,提升监测数据利用率和规范监测信息管理等起到了重要的作用,然而环境监测信息化发展过程中凸显的问题,严重制约了信息化的进一步发展,并且影响了信息化建设对环境监测转型发展的促进作用。文章分析了地市级环境监测信息化建设的现状及问题,并结合环境监测转型的发展要求,提出了环境监测信息化建设应以科学规划、整体布局为基础,严格遵循标准化要求,通过与各项监测业务有机融合和对数据深度挖掘和综合分析,从而不断提升监测能力建设,助推监测转型发展。     

一种改进的模拟水灭火过程对抗式交互模型

针对虚拟火灾和燃气真火模拟训练系统中的灭火过程交互模型,研究了改进型对抗式系统动力学特性模型,并完成符号求解。讨论并提出了消防员行为、火场外部特征等要素变化条件下的模型架构,给出了连续时间区间的模拟灭火交互模型序列构成形式。分析了交互过程控制参数特性、功能和物理意义,对灭火过程的简化模拟方法进行了完整描述。运用模型编制了消防水灭火典型过程的参数化交互控制时序规律,给出了灭火过程交互模型实际应用的基本方法和步骤。     

北京冬季奥运会历史同期大气PM2.5污染特征分析

基于2015~2021年的1~3月北京市大气PM_2.5浓度与化学组成长期观测数据,分析了2022年北京冬季奥林匹克运动会（冬奥会）和北京冬季残疾人奥林匹克运动会（冬季残奥会）历史同期的PM_2.5污染态势、化学组成特征以及潜在源区.2015~2018年的1~3月重污染［日均ρ（PM_2.5）>75 μg·m^-3］天数以及重污染期间PM_2.5平均值下降十分显著,之后这两者未发生明显改变.2018~2021年的1~3月每年平均发生重污染23 d,重污染天ρ（PM_2.5）平均值约为120.0 μg·m^-3.2015~2021年的1~3月超长重污染过程（连续重污染超过5 d）平均每年发生2~3次,其中2021年发生3次,且持续时间最长达到8 d.历年冬奥会历史同期发生重污染的天数为2~9 d,春节期间烟花爆竹大量燃放可能是该时期重污染发生的重要原因之一;冬季残奥会历史同期重污染天数一般为1~5 d,但2021年受频繁出现的静稳天气影响,重污染天数高达9 d.在同时段重污染期间,PM_2.5化学组成均以二次组分为主,例如在PM_2.5可测组分中,2020年NO₃^-质量分数高达46%,较同年清洁天（11%）显著增加;SO₄^2-质量分数为12%~19%,说明当前硫酸盐污染仍不容忽视.北京市1~3月PM_2.5主要贡献区域包括内蒙古自治区中西部、河北省、天津市、山西省、陕西省、山东省中西部和河南省北部.研究结果将为北京市冬季空气质量持续改善以及2022年冬奥会与冬季残奥会期间北京市环境空气质量保障提供科学依据.     

1株铁基质自养反硝化菌的脱氮特性

从武汉市东湖深层底泥中分离得到1株铁基质自养反硝化细菌W5,对其自养反硝化脱氮性能进行了研究.结合生理生化试验和16S rRNA基因序列分析,初步鉴定菌株W5属于微杆菌属(Microbacterium sp.).对其脱氮能力和影响因素的研究结果表明,W5菌株的最适脱氮培养条件为NO-3-N 40 mg·L-1,Fe2+500 mg·L-1,pH 6.8~7.0.在最适脱氮条件下培养一周,硝酸氮去除率可达到87.0%,在整个培养过程中亚硝氮产生量很少,最高不超过0.31 mg·L-1.同时未见有氨氮生成,硝酸氮大部分转化成N2.作为电子供体的Fe2+的氧化率达到95.2%.     

1株反硝化除磷菌的鉴定及其反硝化功能基因研究

研究反硝化除磷菌(denitrifying polyphosphate-accumulating organism,DPAO)的筛选、鉴定及反硝化功能基因.利用反硝化培养基分离得到菌株ZQN2,经好氧吸磷试验,硝酸盐还原产气试验并辅助异染颗粒和PHB颗粒染色,确定其为反硝化除磷菌.厌氧释磷/缺氧吸磷试验结果表明,菌株ZQN2在厌氧段释磷并合成PHB(poly-β-hydroxybutyrate),在缺氧段以NO3-为电子受体氧化PHB并过量吸磷,进行了同步反硝化除磷.对菌株ZQN2进行16S rRNA基因序列分析,并构建系统进化树,结果表明该菌株与GenBank数据库中多株Bacillus cereus菌株16S rRNA基因的同源性在99%以上.结合生理生化检测,判断菌株ZQN2为蜡状芽胞杆菌(Bacillus cereus).对其反硝化功能基因的研究表明,菌株ZQN2为nirS+和nirK-型,从分子生物学角度确认其具有反硝化功能;菌株ZQN2的nirS序列的系统发育分析结果表明,其nirS序列与多株Pseadomonas aeruginosa的亲缘关系最接近,这与基于16S rRNA的系统发育分析的结果不一致.     

燃煤电厂重金属排放与周边土壤中重金属污染特征及健康风险

为揭示燃煤电厂烟气中重金属排放对周边土壤环境的影响.以石家庄地区6座燃煤电厂为研究对象,测定了燃煤电厂烟囱入口烟气中As、Cd、Cr、Cu、Pb、Hg和Ni这7种重金属元素,同时对电厂周边土壤中重金属含量进行了测试分析,并对其进行了源解析和健康风险评价.结果表明,各燃煤电厂烟气经过一系列烟气污染物控制措施净化后,烟气中不同重金属元素的排放量范围为0.11~6.32 mg ·（MW ·h）^-1,Cu、Cr和Ni是主要排放污染物.各电厂向大气环境中排放的7种重金属元素总量在33.56~275.71 kg ·a^-1之间.燃煤电厂周边表层土壤中Cr、Cu、Pb、Hg和Ni这5种重金属元素含量平均值均高于河北土壤背景值,且超出背景值1.16~2.32倍.电厂周边土壤中重金属含量与烟气中重金属排放量具有一定相关性.不同风向上土壤中重金属含量随距电厂距离的增大,呈现出先增大后逐渐减小趋势.源解析表明煤炭燃烧排放对电厂周边土壤重金属的贡献率最大,达到41.4%,其次为工业排放,占比为23.6%,交通运输排放占比为19.6%.总而言之,人为活动对土壤重金属富集起主导作用,约占84.6%.健康风险评估显示电厂周边土壤中重金属元素的健康风险整体处于可接受范围内.     

怀洪新河浮游动物群落特征与水环境因子的关系研究

为研究怀洪新河太湖新银鱼国家级水产种质资源保护区(以下简称保护区)水域浮游动物的群落结构及其与水环境因子的关系,于2014年6月(夏季)在怀洪新河进行采样分析,并对调查区域内的浮游动物及主要环境因子进行了主成分分析(PCA)和典范对应分析(CCA)。结果表明,保护区河段属中营养型河流;保护区浮游动物有4门24属33种,其中轮虫类最多,为11种(占33.33%),其次为原生动物和桡足类,均为8种(占24.24%),最少的为枝角类6种(占18.18%);保护区浮游动物细胞密度平均为1.82×10~4ind./L,生物量平均为2.45mg/L;水温和氨氮是影响水体环境的关键因子;水温、总氮、浊度、氨氮、高锰酸盐指数(COD_(Mn))和pH是影响浮游动物群落结构的主要驱动因子。     

城市复合生态系统碳氧平衡分析——以沿海城市厦门为例

通过综合城市复合生态系统内社会经济活动的主要排碳、耗氧行为,以及城市区域内湿地、淡水、海洋、森林和农田5种遗留自然生态系统的固碳释氧功能,构建了城市碳氧平衡分析模型（UCOB）,并估算了城市社会经济活动和城市中自然生态系统的碳氧收支,对城市生态系统平衡状况进行定量化指征.最后,以中国东南沿海城市厦门为例进行研究.结果显...     

中国地表水氟化物时空分布特征初步研究

氟是一种常见的化学物质,摄入过多或过少都会造成危害。以2020年国家地表水环境质量监测网监测数据进行分析,氟化物年均浓度介于0.016～4.448mg/L之间,满足地表水Ⅲ类水质标准(<1.0mg/L)断面数占97.7%。淮河流域地表水氟化物平均浓度为0.610mg/L,为各流域中最高;西南诸河地表水氟化物平均浓度为0.190mg/L,为各流域中最低。长江、珠江流域月度波动幅度较小,西北诸河、辽河流域月度波动幅度较大。影响地表水氟化物浓度水平的主要因素包括高氟地质背景、地下水流动补充、有利于氟富集的地形地貌和气候气象等自然条件,以及工农业污染和污染治理设施不完善等人为原因。     

华中地区供水水库抗生素抗性基因的季节变化及影响因素

为明确华中地区饮用水水源地抗生素抗性基因（antibiotic resistance genes,ARGs）的赋存特征,本研究选取了11个大型饮用水水源地,分别于2019年秋季和2020年夏季对整合子基因intI1和19个ARGs进行了定量.结果表明,水库环境中ARGs的丰度并不随时间产生明显变化.四环素类、磺胺类及β-内酰胺类耐药基因是华中地区供水水库的优势基因.选取的2种磺胺类ARGs sul1及sul2丰度和检出率均处于较高水平,表明这两种基因是水库环境的优势基因.耐多粘菌素基因mcr-1并未检出,表明我国抗生素限用政策已取得一定效果.与其他环境介质相比,水库环境中ARGs丰度处于较低水平.相关性分析结果显示水质指标与ARGs有一定相关性,表明水质指标可以成为水库环境中ARGs污染的指示指标.由于碳青霉烯类抗生素用量受到严格限制及其易降解的特性,其相应ARGs丰度及检出率均较低;四环素类耐药基因与其他类耐药基因关系密切,基因的水平转移可能是导致该现象的重要因素;intI1虽然整体上与ARGs相关性不强,但仍可能是导致水库环境中个别基因传播扩散的重要因素.