上海农田土壤重金属的环境质量评价

对上海市农田土壤中Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、Hg、As进行测定分析,利用不同的评价方法和标准来评价土壤重金属的环境质量状况,并在GIS软件支持下,通过空间插值分析了研究区重金属含量的空间分布特征.结果发现,除As外,各重金属平均含量均高于其背景含量;Cu、Zn、Cd、Cr、Hg和As的浓度均有个别地方的含量超过了国家<土壤环境质量标准>(GB 15618-1995)二级标准限值;从土壤重金属空间分布来看,农田质量整体尚好,土壤优良率为71.4%,合格率为94.9%,不合格率为5.1%;土壤质量受到各种重金属不同程度的影响,存在显著的空间分异,而Zn、Cd、Hg的污染是引起上海地区土壤质量下降的主要原因;各级土壤以城镇建设用地为中心,圈层状分布特征明显,随着上海地区城镇化空间扩展的推进与土地利用方式的变化,可能会导致新污染区的出现与土壤质量的下降.     

用13C脉冲标记法研究玉米光合碳分配及其向地下的输入

研究玉米生长对土壤有机碳的贡献对了解农田碳平衡与农业生产之间的关系具有重要意义.应用4次¹³C脉冲标记对不同生育时期（苗期、拔节、抽雄和灌浆期）玉米光合碳在玉米-土壤系统中的分配特征进行了为期1个生长季的研究.结果表明,留在地上部的¹³C占玉米净吸收¹³C的百分含量,在灌浆期标记时最大,为80.01%.在不同生育时期,玉米向地下转移的¹³C比例分别为43.24%、46.46%、30.30%和19.99%;此部分¹³C中有34.68%～77.56%被根际呼吸消耗,16.63%～57.02%存在于根部,5.05%～8.30%通过根际沉积转化为土壤有机碳.整个生育期内,玉米分配到地上部、根部、根际呼吸和土壤有机碳中的光合碳量,分别占净吸收碳量的62.39%、17.88%、17.07%和2.67%.在拔节、抽雄和灌浆期,玉米的根际呼吸分别占土壤呼吸总量的67.07%、63.31%和28.82%;同时其根际激发效应使土壤原有有机碳分解分别增加了31.11%、79.09%和120.83%.以大田玉米地上部干重18 t·hm^-2、含碳量42%计算,玉米在其生育期内输入到地下的总碳量为4.6 t·hm^-2,其中有2.1 t·hm^-2通过根际呼吸进入大气,2.2 t·hm^-2存在于根中,0.33 t·hm^-2转化为土壤有机碳.     

石化企业平面布局多米诺效应指标表征研究

多米诺效应是导致石化企业火灾、爆炸及中毒事故后果扩大的根本原因,往往会引起事故损失成倍增长,而合理的平面布局设计可以大幅降低企业的多米诺效应风险。本文在前人研究的多米诺效应评估指标基础上,结合源发事故单元事故场景发生概率、多米诺事故扩展概率,以及目标单元事故强度等概念,构建了基于源发事故单元及目标单元多米诺风险的表征表达式,进一步构建了评估整体布局多米诺风险的评估指标并给出了具体的实施程序,用于评估单元和整个布局的多米诺风险。研究表明该法能够反映厂区布局多米诺特征,对于持续完善多米诺评估指标研究工作以及工程建设初期的布局草案筛选具有一定意义。     

天津芦苇湿地影响碳储量关键参数的模拟优化

采用室内模拟试验的方法,研究了水位、氮沉降、电导率等单因素对土壤呼吸的影响,以及三因素对土壤碳储量交互影响的响应面优化,并得到了土壤碳储量最大的最优方案。结果表明:对于单因素试验而言,过高或过低的水位及氮沉降梯度均会对土壤呼吸造成不利影响,而电导率的增加对土壤呼吸呈显著抑制作用,当水位、氮沉降、电导率分别为-9 cm、20 g/m2、0.3 d S/m时,土壤90 d累积呼吸总量最大,分别为84.95μmol/(m2·s)、92.88μmol/(m2·s)和85.70μmol/(m2·s);响应面优化分析中,北大港芦苇湿地碳储量的最优方案为水位-5.49 cm,电导率3.52 ds/m,氮沉降13.40 g/m2,在此条件下预测的理论碳储量最大值为8.62 g/kg。该优化方案可为天津滨海湿地资源的合理开发利用及湿地保育政策的制定等提供参考。     

东营市挑河和神仙沟的河水重金属污染评价

为评价东营市挑河、神仙沟河水中重金属的时空分布、产生生物毒性的可能性及其综合污染水平,在夏季和秋季分别采集6个河水样品,监测7种重金属质量浓度。与国内外其他河流相比,研究区域河水中重金属(除Cd、Pb外)质量浓度均处于中等水平。大多数重金属在夏季质量浓度较高,且具有明显的空间分布。根据美国环保署制订的国家推荐性水质基准,各站位的Zn在两个季节均可能造成水生生物急性中毒;而大多数站位的Cu可能产生急性中毒(夏季)或慢性毒害(秋季)。改进型内梅罗指数计算结果表明,夏秋两季所有站位(除秋季1个站位外)的重金属综合污染水平达到严重等级,Hg对综合污染的贡献最大。Cu-Hg、Cu-Pb(挑河)及Cu-Pb-Cd(神仙沟)之间的显著正相关性与河流两侧分布的铜业、化工、电子、机械制造等企业的废水排放有关;河水Zn与上述元素大多呈显著负相关,其可能来源于沿河两侧路尘(含Zn)在河水中的沉降。     

不同草本植物间作对Cd污染土壤的修复效果

为了研究不同草本植物间作对空心菜Cd吸收效果及污染土壤中Cd移除率的影响,采用盆栽试验,以空心菜茎叶Cd消减率与土壤中Cd移除率为主要指标,研究了空心菜在Cd污染土壤中单作及与10种草本植物（高丹草,苏丹草,狼尾草,黑麦草,苦卖菜,菊苣,籽粒苋,三叶草,紫花苜蓿,紫云英）间作的Cd积累效应与对Cd污染土壤的修复效果.结果表明：不同间作处理对空心菜茎叶与根中Cd含量有显著影响,其中,空心菜与高丹草、苏丹草、狼尾草间作后,空心菜茎叶Cd含量显著降低,空心菜茎叶Cd的消减率分别达到34.0%、35.8%、34.3%;菊苣、籽粒苋、三叶草、紫花苜蓿及紫云英与空心菜间作对空心菜茎叶Cd吸收有不同程度促进作用.间作的不同草本植物对土壤中Cd的吸收间有显著差异,地上部Cd含量范围1.81~12.87mg/kg,最大相差7.1倍;不同间作植物茎叶中Cd含量大小为：苦荬菜 > 菊苣 > 苏丹草≈黑麦草 > 高丹草≈狼尾草 > 紫花苜蓿≈籽粒苋 > 三叶草≈紫云英.不同草本植物与空心菜间作对土壤Cd移除率为0.35%~1.49%,其中,高丹草、苏丹草、狼尾草对土壤Cd的移除率分别达到1.46%、1.49%和1.48%;高丹草、苏丹草、狼尾草间作不仅可以有效降低空心菜Cd含量,同时对污染土壤中Cd具有较高的移除率,在Cd污染农田土壤的间作修复中具有较好的应用价值.     

基于天地协同的巢湖水华分布特征分析

基于MODIS影像监测2016年巢湖蓝藻水华分布,结果表明：水华的频次,持续时间从西北部水域向东南部水域逐渐减弱;西半湖湖心水华开始日期最早（5月19日）,持续时间最长为131d,塘西水华发生频次较多（10次）.进一步将水华遥感监测结果与同步水面实测水质参数数据（藻密度,叶绿素a,总氮,总磷）进行相关性分析,利用Q型聚类分析将水面实测采样点分为东区和西区两部分.西区藻密度,叶绿素a,总氮,总磷和水华面积相关性较强（R²均大于0.6）.     

同步去除并富集磷酸盐生物膜驯化过程中微生物种群分析

本实验以同步去除并回收高浓度磷酸盐溶液为目标,开展了以挂式尼龙为生物载体的生物膜驯化培养聚磷菌的人工配水实验研究.通过扫描电镜(SEM)和Illumina MiSeq高通量测序分析技术研究了生物膜驯化过程中生物膜内菌群形态、优势菌及物种多样性变化并验证了短时间内在该常规生物膜上回收高浓度磷酸盐的可行性.反应器运行10 d后挂膜成功,COD出水50 mg·L~(-1)以下,出水磷浓度接近于零,磷去除率95%以上,并在该水平上稳定运行40 d.SEM结果显示50 d时微生物菌落均匀饱满,外形规则,轮廓清晰,成球状.MiSeq高通量测序发现优势菌门包括变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、放线菌门(Actinobacteria)、Ignavibacteriae门、硝化螺旋菌门(Nitrospirae).其中变形菌门从47%增长至58%,占主导地位.而优势聚磷菌为Rhodocyclaceae,从17.9%增长至28.9%.回收阶段,通过提高进水磷酸盐浓度和厌氧阶段溶液中COD浓度,富磷溶液浓度从40 mg·L~(-1)升高到82 mg·L~(-1),在生物膜上实现磷酸盐的富集,并且浓度满足鸟粪石法磷回收的要求.     

有机溶剂使用企业挥发性恶臭有机物排放特征及特征物质识别

为研究有机溶剂使用企业挥发性恶臭有机物排放特征以及识别各企业恶臭特征物质,测定了南方某工业区内典型溶剂使用企业挥发性恶臭有机物(VOCs)的排放成分.结果表明,不同企业间物质组成存在一定的差异,同一企业不同工艺流程物质组成也存在一定差异,汽车制造企业:面漆喷涂车间排气筒醇类(21.87%)和酯类(21.62%)是重要的VOCs排放种类;面涂烘干车间芳香烃(41.14%)排放比例最高.电子元件生产企业:喷涂排气筒酯类(67.99%)是重要的VOC排放种类.涂料生产企业:两家涂料企业酯类物质排放比例均是最高,但1号涂料企业芳香烃(24.37%)排放比例较高,2号涂料企业酮类(18.88%)排放比例较高.印刷企业主要是醇类物质(99.32%).制冷设备生产企业:烷烃排放比例最高(83.01%).结合物质浓度和阈稀释倍数,初步识别酯类(乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸异丁酯)、芳香烃(甲苯、乙苯、苯乙烯)、醇酮类(乙醇、甲基异丁酮、2-丁酮)为有机溶剂使用企业恶臭特征物质.