基于RZWQM模型模拟太行山低山丘陵区农田土壤硝态氮迁移及淋溶规律

太行山低山丘陵区是华北平原地下水补给区,近年来山区农田面积增加,农田过量氮肥投入造成地下水硝酸盐浓度逐年升高,因此,研究典型农田土壤氮淋溶过程对保护补给区地下水具有重要意义.本文以位于太行山低山丘陵区的中国科学院太行山生态试验站冬小麦-夏玉米轮作农田为研究对象,应用根区水质模型（root zone water quality model,RZWQM）对太行山低山丘陵区2015~2016年冬小麦-夏玉米的1个轮作周期内1m土壤剖面水分和硝态氮运移进行模拟.结果表明,土壤硝态氮淋溶主要发生在夏玉米季（雨季）,当全年施氮量为300 kg·hm^-2时,夏玉米季硝态氮淋失量达到59.9 kg·hm^-2,而冬小麦生长季硝态氮淋失量仅为2.12 kg·hm^-2.不同施氮量和不同降水年型下玉米季土壤硝态氮淋溶模拟结果表明,当施氮量为0、300和450 kg·hm^-2时,2016年（丰水年）极端降水后,玉米季土壤硝态氮潜在淋失量分别为10.5、59.9和136.5 kg·hm^-2;当全年施氮量为300 kg·hm^-2时,2013（枯水年）、2015（平水年）和2016年（丰水年）玉米季硝态氮淋失量分别占轮作周期总施氮量的9%、10%和20%;当全年施氮量为450 kg·hm^-2时,2013（枯水年）、2015（平水年）和2016年（丰水年）玉米季硝态氮淋失量分别占总施氮量的11%、17%和30%,表明大降水事件不仅对地下水形成大量补给,很大程度上也增加了累积在农田土壤中的硝态氮淋溶损失,增加了对区域地下水硝酸盐潜在污染威胁.     

表流湿地细菌群落结构特征

为探讨表流湿地细菌群落结构的空间分布以及细菌环境影响因子,采用高通量测序方法,对表流湿地沿水流方向10个不同处理单元细菌群落结构进行分析,并利用冗余分析对其与环境因子的关系进行了探究.研究表明:细菌群落多样性指数(香农-威纳指数)平均值为6.57,细菌群落主要属于Proteobacterice(38.97%)、Bacteroidetes(15.63%)等18个门类,丰度大于1%的共有22个属;沿程细菌多样性总体呈现先升高后降低的波动性变化,最终处理单元与最初处理单元的多样性均较其余各处理单元低;细菌丰度与pH、ORP、NH_4~+-N、NO_2~--N、TN均有相关性.     

机动车代用燃料性能比较

由于机动车对大气环境污染的贡献率越来越大，以及石油等能源面临枯竭，代用燃料逐渐进人人们的生活，如天然气、甲醇、乙醇、氢燃料和液化石油气等等。这些燃料因其物理、化学性质不同，所表现出来的动力性能、排放性能、经济性能和其他方面（如存储、运输、原料等）也有很大区别。通过比较得出，代用燃料比传统燃料更为清洁，但在其他方面还有待进一步改善。     

三峡库区典型农村型消落带沉积物风险评价与重金属来源解析

本研究以三峡库区核心区——忠县典型农村型消落带为对象,于2011年7月,采集大坝水位回落后消落带沉积物样品,分析重金属含量,评价沉积物潜在风险,解析三峡库区农村型消落带重金属来源,为库区流域面源污染物控制提供基础数据.结果表明,消落带沉积物中As、Cd、Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn的变化范围分别为155~160 m:5.17~14.81、0.06~0.57、8.55~20.56、62.79~93.04、15.38~60.97、425.72~782.32、21.34~48.5、23.03~43.39、57.78~130.10 mg·kg-1;170~175 m:7.05~12.57、0.17~0.33、10.71~18.89、65.22~92.89、18.89~42.91、74.06~774.41、22.47~42.49、24.17~29.23、55.67~103.18 mg·kg-1.地累积指数(I geo)表明,155~160 m消落带沉积物重金属累积顺序为Cd>Co>Mn>As>Cu>Pb>Zn,170~175m消落带累积程度大小为Co>Mn>Cd>As.沉积物污染指数(SPI)说明,155~160 m消落带沉积物潜在风险高于170~175 m沉积物,忠县城区下游155~160 m消落带沉积物风险达到峰值.统计分析结果显示,155~160 m消落带重金属Cr、Cu、Pb和Zn主要来源于自然背景,As、Ni、Cd、Co和Mn则来源于上游来水;170~175 m消落带沉积物重金属Cr、Ni、Pb和Zn主要来自自然背景,Cd、As、Co、Mn和Cu则极有可能来源于农田面源和上游.     

新疆阿克苏平原区地下水水化学演化特征

地下水作为新疆平原区重要的饮用水水源。为了解新疆阿克苏平原区地下水化学演化过程，运用数理统计、Piper三线图、Gibbs图、离子比法、矿物稳定场图和反向水文地球化学模拟，对研究区2017年30组地下水取样点的检测结果进行分析。其结果表明：阿克苏平原区地下水中阳离子平均含量总体为Na⁺ > Ca²⁺ > Mg²⁺ > K⁺，阴离子平均含量总体为SO₄^2- > HCO₃^- > Cl^-；从山前倾斜平原到冲积平原地下水中各离子表现出累积作用；地下水各化学成分不仅来源于蒸发盐岩和碳酸盐岩的溶滤，钠长石、钙长石等硅酸盐岩对地下水中化学成分也存在一定影响，各矿物溶解强度表现为岩盐岩 > 蒸发盐岩 > 碳酸盐岩 > 硅酸盐岩；在反应路径中，含水介质岩土颗粒越细，反应路径越长，越有利于离子交换。     

高锰酸钾预氧化强化混凝去除绿藻的研究

以小球藻为对象,研究不同高锰酸钾投加量下小球藻胞外有机物分子量的分布、Zeta电位和胞外有机物浓度变化,并观察细胞结构,探讨预氧化强化混凝的机理.研究发现,当高锰酸钾浓度≤2 mg·L-1时,氧化前后藻液中的有机物组成基本不变,胞外分泌物(EOM)部分被氧化;在预氧化初期,EOM在高锰酸钾诱导下释放,胞外有机物浓度升高;藻的表面电位先下降后上升,藻活性由于高锰酸钾氧化受到抑制,但藻细胞结构保持完整,氧化后生成的MnO2附着在藻细胞表面,增加了藻细胞的比重,有利于后续的混凝沉降除藻.高锰酸钾浓度≥3 mg·L-1时,细胞壁被破坏,藻液中出现大分子的有机物,胞外有机物浓度上升,Zeta电位下降,这些都不利于后续的混凝除藻.结果表明,当高锰酸钾投加量为2 mg·L-1,预氧化1h后,PAC投加量为40 mg.L-1时,除藻效率达到92％,去除效果远好于直接混凝除藻.     

基于分布式水文模型的三峡库区污染负荷对气候变化的响应研究

在建立的耦合了污染负荷模拟模块的三峡水库分布式水文模型的基础上,结合多个全球气候模式的集合平均模拟结果,采用统计降尺度模型SDSM将全球气候模式和分布式水文模型耦合,评估了未来气候变化对三峡库区污染负荷的影响,考虑到研究中存在的不确定性,采用假设情景法,分析了三峡库区污染负荷对不同降水量变化的响应情况.结果表明,库区总氮和总磷负荷均与降水量成正相关,在降水量增加量相同的情况下,总氮负荷变化比总磷更剧烈,而在降水量减少量相同的情况下,总磷负荷变化比总氮更剧烈.另外,降水变化主要对三峡库区4—8月的污染负荷量有较大影响.     

重金属铅、铬胁迫对斜生栅藻的生长、光合性能及抗氧化系统的影响

以斜生栅藻(Scenedesmus obliquus JNU49)为研究对象,研究了重金属Pb2+、Cr3+、Cr6+对斜生栅藻生物量积累、光合性能及抗氧化系统的影响.结果表明,Pb2+、Cr3+、Cr6+对斜生栅藻的半数抑制浓度(IC50)分别为82.94、121.15、23.65μmol·L-1.半数抑制浓度胁迫下,斜生栅藻的放氧速率分别在第2~8 d(Pb2+胁迫)、1~3 d(Cr3+、Cr6+胁迫)受到明显抑制,而呼吸速率无明显变化;Pb2+胁迫下,斜生栅藻光系统Ⅱ(PSⅡ)的原初光能转化效率(Fv/Fm)、实际光能转化效率(Yield)、相对电子传递速率(rETR)均明显低于对照,光化学淬灭(qP)从第1~5 d高于对照,而第6~8 d则显著低于对照;Cr3+和Cr6+胁迫对斜生栅藻光合性能的影响不如Pb2+胁迫明显.斜生栅藻丙二醛(MDA)含量在重金属胁迫下变高,以第3、4 d尤为明显;超氧化物歧化酶(SOD)活性升高,于第3、4 d较为明显;过氧化氢酶(CAT)活性、总抗氧化活性(T-AOC)在重金属胁迫下均小幅度提升.通过本研究发现,斜生栅藻的生物量、光合速率、叶绿素荧光参数和SOD活性等指标对重金属胁迫的反应均较为灵敏,可作为评估重金属胁迫对微藻危害的指标.     

蜈蚣草对污染土壤中As、Pb、Zn、Cu的原位去除效果

通过2年的原位修复试验,探讨了蜈蚣草对污染土地中As、Pb、Zn、Cu的修复(去除)潜力.研究结果表明,蜈蚣草除了能富集As外,对Pb也有较强的富集能力,地上部Pb含量可高达1303mg·kg-1·蜈蚣草生物量达到了极大值时,地上部As、Pb、Zn、Cu含量可分别高达1455、937、365、101mg·kg-1.蜈蚣草对As和Pb都具有良好的修复效果,每年刈割2次蜈蚣草,As、Pb分别能够去除15.5kg·hm-2·a-1和8.5kg·hm-·2a-1.蜈蚣草对As、Pb、Zn有很强的耐性,在土壤中Pb、Zn、Cu含量高达10913、2511、510mg·kg-1时,不会显著降低蜈蚣草的生物量.     

香溪河流域人类活动净磷输入量及其影响因素

为了阐明三峡库区第一大支流香溪河流域人类活动对磷输入的影响程度,收集流域所涉及的2001~2019年的乡镇统计数据,运用改进的人类活动净磷输入（NAPI）模型,分析了该流域NAPI的发展趋势.结果表明：在时间尺度上,香溪河流域2001~2019年的NAPI整体呈下降趋势;在空间尺度上,NAPI呈现东北部高于西南部的趋势,影响香溪河流域NAPI的主要乡镇为黄粮镇、峡口镇和昭君镇,占香溪河流域NAPI的63.8%;河流磷输出占NAPI的百分比为10.7%~79.5%;从NAPI结构上看,影响香溪河流域NAPI主要的影响因素为磷肥施入量,占香溪河流域NAPI的46%~68%,次要影响因素为食物磷和磷化工及磷矿开采导致磷素释放量,分别占香溪河流域NAPI的14%~32%和16%~24%;从NAPI影响因素上看,NAPI与人口密度和耕地面积占比均呈极显著正相关（P<0.001）,而在小流域研究尺度上,NAPI与河流磷输出的相关性不显著（P>0.05）,不具有直接的响应关系.因此,香溪河流域磷素管理应优先考虑重点区域（黄粮镇、峡口镇和昭君镇）,控制化肥施用量,并提高工厂污染物排放标准.