不同磷肥对水稻铅积累的影响及其机理

采用盆栽实验,研究外源添加过磷酸钙(SSP)、磷酸二铵(DAP)对于铅胁迫下水稻的生长、铅吸收和铅分布的影响.结果表明:在铅胁迫下,水稻根、茎叶、籽粒的生物量随着两种磷肥浓度的增大而增大,以施加DAP的水稻茎和叶生物量增幅最大,分别增加13.77%和44.17%.水稻体内铅大部分分布在细胞壁中,并随铅浓度的增加,两种磷肥提高了细胞壁对铅的固定能力,有效抑制了水稻对Pb的吸收,Pb在水稻体内的分布表现为根茎叶籽粒,其中SSP的效果大于DAP,施加SSP有效地降低了水稻籽粒Pb的含量.     

桂林市细颗粒物典型排放源单颗粒质谱特征研究

利用单颗粒气溶胶飞行时间质谱仪(SPAMS)对桂林市四类PM2.5典型污染源排放颗粒物的粒径和化学成分进行分析,结果表明:除扬尘颗粒外,其他几类源排放颗粒物的粒径集中在0.2~1.25μm之间.几类污染源排放颗粒物的化学成分有明显区别,柴油车以EC颗粒为主,占总电离颗粒的74.7%,汽油车以富钙颗粒为主,占总电离颗粒的86.7%,燃煤排放以富铁、富铬颗粒为主,二者合计占了总电离颗粒的59.9%,生物质燃烧以含左旋葡聚糖颗粒为主,占总电离颗粒的44.4%,扬尘颗粒以富铝颗粒为主,占总电离颗粒的69.4%.这些特征为大气颗粒物的源解析提供了可能.     

城市地表径流污染物浓度数学模型的建立及验证

针对目前描述城市地表径流污染物排放过程的数学模型不能完全适用于不同降雨过程的情况,本研究建立了一个全新的P/r模型.P/r模型以地表沉积物量(P)与降雨强度(r)的比值为主要参数,描述了降雨过程产生的地表径流中污染物的排放规律.基于对发生在陕西省西安市的3场降雨事件的实测数据的模拟,本研究建立的P/r模型的预测值与实测值的归一化目标函数、相关系数和相关指数均优于Sartor-Boyd冲刷模型.根据对P/r模型进行的不确定性分析,当Nash-Sutcliffe效率系数为0.46时,采用P/r模型对陕西省西安市地表径流中的污染物浓度进行模拟时应采用的最大比浓度常数(Km)和径流冲刷能力半饱和常数(KS)的取值范围分别为0.65~1.35 kg·min·L-1和0.16~0.22kg·min·mm-1·L-1.P/r模型的预测带平均相对宽度(ARIL)为1.21,预测带对实测值的覆盖度为67%.Sartor-Boyd冲刷模型对具有地表径流初期冲刷效应且降雨强度波动较小的降雨事件的模拟结果较好,但对于不具有地表径流初期冲刷效应的降雨事件、间歇性降雨事件及降雨强度波动较大的降雨事件并不适用.本研究建立的P/r模型的适用范围广泛,对于上述Sartor-Boyd冲刷模型不能适用的降雨事件均可适用.与Sartor-Boyd冲刷模型相比,P/r模型能够更好的描述城市地表径流的污染物排放规律.P/r模型的提出能够进一步推动地表径流排污过程数学模型的发展.     

富营养化饮用水源地山仔水库限制性营养元素研究

世界范围内关于水体富营养化的研究表明,流域尺度上营养盐的控制和削减是修复富营养化水体的关键措施,甄别水体限制性营养元素进而采取相应的控制措施是修复富营养化水体的有效途径.本文在时空格局上分析了富营养化饮用水源地山仔水库的限制性营养元素.结果表明,2003—2012年,山仔水库初级生产力的关键限制性营养元素为磷.秋、冬、春季,水体总磷浓度在0.02~0.09 mg·L-1左右,TN/TP原子比值在35~72之间,表明TP浓度相对低,磷为限制性营养元素;夏季表层水TP浓度在0.06~0.13 mg·L-1左右,TN/TP原子比值在11~13之间,表层水溶解性磷的浓度较低,磷主要蓄积在藻细胞内,由于温跃层的存在,底层释放的磷无法向表层水补给,故溶解态磷相对缺乏.总之季节变化对磷的限制性作用有显著影响.通过对山仔水库2003—2012年水体TP浓度和叶绿素a浓度相关性分析得出,修复水体需要控制的TP浓度阈值为0.028 mg·L-1.根据上述结果综合分析了已采取修复措施的效果,从而进一步提出了山仔水库富营养化的修复策略.     

凤眼莲、稻草和污泥制备生物炭的特性表征与环境影响解析

有机废弃物限氧热解制备生物炭可在减缓温室气体排放的同时改善土壤和水体环境质量,但同时生物炭在环境中的应用具有潜在生态毒理风险.因此,在将生物炭大规模应用于各类环境介质前,对其关键物理-化学性质进行系统分析与评价是极为必要的.本文选择对我国水生生态环境危害最大的入侵植物凤眼莲(Eichhornia crassipes)和我国产量最高的农业废弃物稻草,以及市政污水处理厂剩余污泥3种生物质前体,于250~550℃进行低温慢热解,对所制备生物炭的表面形貌、元素组成、矿物形态和一系列关键化学特性进行了全面表征与比较分析.在此基础上,深入探讨了此3类生物炭应用于土壤改良、重金属污染修复和水体富营养化控制的潜力与风险.结果表明,凤眼莲生物炭中K、Ca、Na、Mg含量最为丰富,指示其对于缓解土壤酸化具有重要应用价值,而其中P主要以AlPO_4晶体态存在,水溶性较低,这有利于降低此类生物炭引起水体富营养化的风险;水稻秸秆生物炭阳离子交换量(CEC)相对较高,达到33.7 cmol·kg~(-1),表明其在提高土壤保肥能力和降低重金属生物有效性方面具有较大潜力;SEM-EDX显示,凤眼莲生物炭和稻草秸秆生物炭均具有发达的束筒结构,可优先考虑用于改善土壤通气性;但是,部分生物炭中水溶性Cd、As含量超出安全阈值,表明对有机质前体和热解产物进行严格检测和筛选是实现生物炭在环境与农业中安全利用的必要环节.     

In_2TiO_5纳米带的静电纺丝法制备及光催化性能

以酞酸丁酯(Ti(OC_4H_9)_4)、硝酸铟(In(NO3)3)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP-K30)为原料,采用静电纺丝技术制备了In_2TiO_5纳米带.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)和氮气吸附-脱附等温线(BET)等技术对样品进行了表征.考察了In_2TiO_5纳米带在光催化降解罗丹明B(RhB)、甲基橙(MO)、亚甲基蓝(MB)和左氧氟沙星(LEV)过程中的应用性能,研究了不同离子型物质、溶液的pH和MB起始浓度对In_2TiO_5纳米带光催化活性的影响.结果表明:In_2TiO_5纳米带具有正交晶系结构,禁带宽度为3.47 eV,比表面积为20.71 m~2·g~(-1),可应用于4种不同离子型物质的光催化降解,发现光催化效果与被降解物质的表面带电性质有关.在紫外光照射下,90 min,对MB的降解率达98.1%,其降解过程服从一级动力学模型.     

有机氯农药污染场地挖掘过程中污染物的分布及健康风险

分析了某污染场地挖掘过程中场地内及其周边空气中HCHs和DDTs的污染物分布特征;应用健康风险评价模型研究了挖掘场地附近居民区经呼吸暴露途径的致癌和非致癌风险.结果表明,挖掘区附近居民区空气中HCHs和DDTs呈现出明显的季节分布特征,秋冬季节浓度高,春夏季节浓度较低.ΣHCHs冬季浓度在5.65~133 ng·m-3之间,均值为28.6 ng·m-3;ΣDDTs冬季浓度在4.48~2 800 ng·m-3之间,均值为457.3 ng·m-3.ΣHCHs春季浓度在6.23~26.4 ng·m-3之间,均值为15.1 ng·m-3;ΣDDTs夏季浓度在3.17~8.1 ng·m-3之间,均值为6.1 ng·m-3,春夏季节施工可减少二次污染产生.居民区空气中HCHs和DDTs浓度与离地面高度呈显著负相关(P0.05,n=33).挖掘区附近成人居民经呼吸暴露产生的致癌风险及非致癌风险在可接受风险范围内,但挖掘过程对幼年居民产生一定的致癌及非致癌风险.因此,该类污染场地挖掘过程中应采取措施抑制挖掘区污染物向空气扩散,以降低风险.     

磁性石墨烯吸附水中Cr(Ⅵ)研究

以氧化石墨和铁盐为原料,采用化学沉淀法制备出磁性石墨烯复合材料,运用静态吸附实验研究了吸附动力学、热力学、等温吸附模型以及不同因素如p H、温度、时间对Cr(Ⅵ)吸附的影响.结果表明,吸附动力学符合假二级动力学模型;与Freundlich模型相比,Langmuir模型更适合描述吸附过程.热力学参数为:ΔHθ=33.89 k J·mol-1,ΔSθ=120.15 J·(mol·K)-1,ΔGθ=-2.51 k J·mol-1(303 K),这表明吸附过程是吸热并且自发的.实验最佳p H值为2,升高温度和延长时间均有利于吸附的进行.初始Cr(Ⅵ)浓度为5 mg·L-1时,重复利用3次后吸附量由3.9 mg·g-1下降到2.1 mg·g-1.在磁铁存在的条件下吸附剂可轻易从溶液中分离出来,利用Na OH可使其再生,因此可作为去除Cr(Ⅵ)的良好吸附剂.     

双酚A(BPA)暴露对WHHL家兔糖类和脂类代谢的影响

为利用和人类更为接近的动物模型来研究在高脂血症条件下,BPA暴露是否能促进脂类和糖类代谢异常,并探索潜在的毒性效应机制,选取渡边可遗传高脂血症家兔(WHHL)模型,通过灌胃的方式将其暴露于400μg·kg-1体重的BPA溶液长达12周。在持续暴露第8周,检测了在空腹状态下,家兔血浆中葡萄糖、胰岛素和脂肪含量的变化,并根据所得结果进行了静脉注射胰岛素耐受试验(IVTT)。在暴露第12周,同样对空腹状态下,家兔血浆中的葡萄糖,胰岛素和脂肪含量进行了检测,并测量了血压和心率。然后,将所有的家兔进行解剖,通过苏木精-伊红(HE)及糖原(PAS)染色分别对心脏和肝脏部位的脂肪及糖原蓄积情况进行了病理学切片分析。同时,检测了肝脏中与脂类和糖类代谢相关基因在m RNA水平上的表达变化。结果显示,BPA暴露8周后促使WHHL家兔发生了胰岛素抵抗现象,导致第12周血糖及胰岛素含量升高,同时也促进了高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)及游离脂肪酸(NEFA)含量的上升。BPA暴露第12周,暴露组WHHL家兔的冠状动脉粥样硬化损伤程度未发生明显增加,但心肌细胞发生了肿胀,胞质中出现了脂肪的蓄积,同时伴随着心律失常。肝脏重量发生增加,肝细胞中同时出现了脂肪和糖原的蓄积现象,相关基因的表达发生了显著上调。研究结果表明,BPA持续暴露可促进WHHL家兔发生脂类和糖类代谢异常,其毒性效应机制可能和胰岛素抵抗及相关基因的异常表达有关。     

预制式柔性电缆终端弯曲运行电场特性研究

针对目前预制式柔性电缆终端弯曲运行引起的闪络、电腐蚀性击穿及绝缘屏蔽层断口处击穿三种故障,基于有限元数值仿真对工频电压下预制式柔性电缆终端弯曲角度与弯曲位置的电场分布进行模拟计算,找出了不同弯曲位置引发故障类型的机理,确定了弯曲角度对电场分布不均匀度的影响。结果表明:预制式柔性电缆终端故障类型与弯曲位置密切相关,当弯曲角度低于 30°时,电场分布变化较小,可保证预制式柔性电缆终端安全、稳定运行。