四环素在水体中的自然光解作用机制

近年来,抗生素引发的水体环境污染问题日益受到关注,光解是其在环境中消减的重要过程,但其中的关键机制及影响因素尚不明确.本研究系统地考察了初始浓度、pH以及无机离子、溶解性有机物等环境因子对四环素（TC）光解的影响,明确了自然光解的关键活性氧物种（ROS）,同时结合理论计算和降解产物的分析,揭示出了TC的自然光解路径及作用机制.结果表明,模拟自然光条件下TC可快速降解,5 μmol·L^-1 的TC在180 min内降解率为75.0%,符合一级反应动力学,反应速率常数为0.007 min^-1,远高于避光条件.随着TC初始浓度的上升,TC光解率和速率呈现出下降的趋势,并且碱性条件更有利于TC光解.水体中存在Cu（II）、Fe（III）和NO₃^-均能显著促进TC光解;富里酸（FA）则由于光屏蔽和淬灭作用对TC的光解产生显著抑制,但FA 和Fe（III）共存时,Fe（III）对光解的促进作用占主导.水体中TC的自然光解不仅存在直接光解,并且以超氧阴离子（O₂^-·）和羟基自由基（·OH）为关键ROS的自敏化光解在TC的光解过程中也起到重要作用.结合TC光解后的产物分析发现,发生间接光解后TC发生开环反应,相比于直接光解和自敏化光解降解地更充分.综上,TC在自然水体中的光解强烈受环境因素影响,可以通过增强活性氧介导的间接光解过程促进水体抗生素污染修复.     

环渤海地区土壤重金属富集状况及来源分析

土壤是人类赖以生存的基本要素和重要资源.人类活动导致大量重金属富集于土壤中,引起土壤质量下降并通过食物链逐级富集,直接危害人类健康.本研究以环渤海地区农田土壤为例,收集公开发表的数据建立环渤海地区土壤重金属数据库并进行整合分析,计算环渤海地区8种土壤重金属含量,评估重金属的富集程度,预测其生态风险,并探讨重金属的主要来源,旨在为该区域土壤重金属污染防控、治理提供重要信息.结果表明,环渤海地区土壤Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、Hg、As、Ni的含量分别为27.7、71.7、25.1、0.4、57.4、0.1、9.2、25.3 mg·kg~(-1),其中,Cu、Pb、Cd、Hg 4种重金属含量高于中国土壤元素背景值,且Cd、Hg的累积量较大.内梅罗污染指数结果显示,研究区域11.9%的土壤已有重金属污染,另有13.5%的土壤处于重金属污染警戒范围内.Hankanson生态风险评估结果表明,Cd和Hg为中等生态风险,其余重金属为轻度生态风险,25.9%的案例为中度生态风险状态,有少部分案例(3.7%)达到强度生态风险.利用多元统计方法分析重金属来源的结果显示,Zn、Cr、Ni、As主要来源于成土母质;Cu、Pb、Cd、Hg主要受以工业生产、农业活动及交通排放为代表的"人为源"影响.     

水环境质量评价的普适指数公式

在适当设定水质指标的“基准”值情况下,用相对于“基准”值的指标相对值替换对数形式的指数公式中的水质指标值,采用遗传算法优化不同指标的指数公式中的参数,得到对多项指标通用的水质普适指数公式;并用折衷型激励功效函数将单项指标的指数加权为综合指数。公式的正确性已被多处水质评价检验。      

小流域农业面源氮污染时空特征及与土壤呼吸硝化关系分析

土壤呼吸与硝化特性是控制土壤生态系统中氮素转化和面源氮流失的关键因子,也是土壤氮循环的重要组成部分.选取位于巢湖北部的柘皋河流域作为案例研究区,应用BaPS技术测定林地和农田土壤呼吸、硝化和反硝化特性,运用SWAT模型分析农业面源氮污染输出的时空特征,并初步探讨土壤呼吸和硝化特性与农业面源氮污染的相互作用关系.结果表明,由于土地利用和施肥量的变化,1996~2012年间的年均和月均面源氮污染负荷明显大于1980~1995年间的模拟结果,不同月份的面源氮污染输出负荷均存在显著性差异,月均氮负荷受降雨量影响密切.1996~2012年流域面源总氮流失平均负荷为10.40 kg·hm-2,明显大于1980~1995年的8.10 kg·hm-2,方差分析表明两个时期面源总氮流失负荷的空间分布存在一定的差异.林地的呼吸速率远大于农田的呼吸速率.农田较高的总硝化速率和反硝化速率导致土壤氮库中的氮素减少,从而在一定程度上使得面源氮污染的输出负荷减小.农田土壤的总硝化速率大于反硝化速率,导致农田硝态氮的面源污染流失量增加,而有机氮的流失量有所减少.因此,土壤呼吸与硝化特性的研究有利于从土壤生物学角度深入分析土壤氮循环,对农业面源氮污染的防治具有重要的理论和现实意义.     

环鄱阳湖区生态足迹与经济产业发展关系的实证研究

生态足迹是衡量区域生态承载力状况的一个较成熟的方法。首先通过计量模型计量出环鄱阳湖区1989~2008年生态足迹的时间序列值,并评价了其承载状况。结果显示,近20 a来,环鄱阳湖区的生态足迹从1989年的1 401万hm2提升到2008年的3 145万hm2,呈波动上升趋势;生态承载力从1989年的6 255万hm2上升至2008年的7 215万hm2,基本上呈不断上升的变化趋势。环鄱阳湖区生态承载力能满足区域的生态足迹需求,表现出生态盈余,但其盈余空间从1989年的4 220万hm2降低至2008年的4 069万hm2,总体上呈减少趋势。其次,将生态足迹与区域的经济总量和三次产业进行协整分析后得出,生态足迹的GDP弹性为035,其三次产业的弹性分别为0668 3、0011、0049 4。最后,从加强土地管理、强化区域贸易、改变消费方式、完善产业体系等角度提出了协调环鄱阳湖区生态环境与经济产业发展的政策措施     

TSP超前地质预报技术在沪昆高速铁路湖南段中的应用

随着我国客货运输需求的日益增长,为了实现中国铁路跨越式发展战略,国家正在大力发展铁路运输业,而隧道在其中所扮演的角色日趋重要。铁路隧道施工过程中存在诸多复杂和不确定的地质因素,因此采用超前地质预报技术来获取工程地质信息显得尤为重要。本文介绍了隧道地震波法超前地质预报技术的原理和方法,并结合沪昆产高速铁路专线湖南段隧道工程实例,探讨了该技术的应用效果,通过将预报结果与实际工程进行对比,从而验证了该技术的科学性和可靠性。     

长期施用猪粪水稻土抗生素抗性基因污染研究

为了全面研究猪粪有机肥对水稻土抗生素抗性及分布格局的影响,选择295对抗生素抗性基因引物,采用高通量荧光定量PCR对水稻土中的抗生素抗性基因污染情况进行了研究.结果表明,未施用猪粪水稻土检测出66种抗性基因,而施用猪粪水稻土则检测出107种抗生素抗性基因,施用猪粪后水稻土中抗生素抗性基因种类显著增加(P<0.05).相对于未施用猪粪水稻土,施用猪粪水稻土有49种抗生素抗性基因丰度显著增加(P<0.05),其中施用猪粪水稻土中喹诺酮类/氯霉素类抗性基因的mexF的丰度相对于未施用猪粪水稻土增加1791倍.高通量定量结果表明,施用猪粪的水稻土抗生素抗性基因分布格局发生显著变化,高通量定量技术是研究环境抗生素抗性基因的一个非常实用的工具.     

森林生态系统的水文调节功能及生态学机制研究进展

森林水文调节功能是森林所实现的重要服务功能之一,可是由于森林资源被无节制的开采利用,导致人们不断遭受森林破环所带来的洪旱灾害。因此关于森林生态水文功能研究已成为生态学和水文学的研究重点之一。近年来,国内外对森林水文调节过程及其生态学机制进行了广泛深入的研究,所以文章从森林的水文过程出发,对林冠截留、树干流、凋落物层截留、林地水分涵养和蒸发蒸腾及其影响因子的国内外研究现状进行了归纳分析,研究认为林地各冠层均能够截留降雨,降低雨水动能,从而减少地表径流的产生和对地表的冲击;凋落物层能蓄留水分、抑制蒸散、减缓地表径流;而树干流改变降雨水平空间格局,影响水分入渗以及土壤水源涵养。森林结构复杂,明显改变了降雨分配过程,而森林水文过程及调节功能又受到森林结构的制约,因此定量定性探讨森林生态系统的结构、过程与水文调节功能之间关系,是未来森林生态水文功能研究的重点。     

基于Hurst模型的庐山自然保护区植被覆盖优势及其可持续性分析

基于RS、GIS平台,利用1999-2007年间SPOT VEGETATION NDVI数据、同期土地覆盖类型数据、Landsat8 OLI TIRS数据等,通过与江西省整体情况对比,应用Hurst模型分析庐山自然保护区植被覆盖优势及其可持续性,为自然保护区的开发整治提供科学依据。研究结果表明:9年来庐山自然保护区保护措施基本到位,植被覆盖的累计优势明显;年内植被覆盖变化呈"四谷三峰"形态,季节性特征突出,保护力度与效果明显大于江西省整体水平;同时优势保持趋势亦十分显著,保护区森林生态系统的复杂性、稳定性、多样性有望进一步提高。     

京津冀PM_(2.5)的主要影响因素及内在关系研究

大气污染物的源排放是形成灰霾天气的内因,气象条件是形成灰霾天气的外因。本研究通过构建PM_(2.5)浓度的两段式分布滞后模型,结合自然环境因素及经济因素对PM_(2.5)的影响因素进行了综合分析。在第一段模型中构建了PM_(2.5)和大气污染物排放量的分布滞后模型,第二段模型中构建了不同的大气污染源对大气污染物排放量的影响因素模型。大气污染物排放源主要包括工业源、生活源、机动车源、集中式污染治理设施源。在工业源中,工业废气重度污染行业是大气污染物排放主要的贡献者;在生活源中,燃煤消费量对大气污染物排放影响很大,这也是冬季供暖期间PM_(2.5)剧增的原因;在机动车源中,尽管黄标车的保有量仅占汽车保有量的10%左右,但却占据了颗粒物排放量的绝大部分。利用京津冀代表性城市PM_(2.5)日度数据研究得出平均气温、平均风速、日照时数、平均气压、降雨量、平均相对湿度、沙尘暴等因素对PM_(2.5)浓度的负向与正向作用。研究发现,大气污染物排放量对PM_(2.5)浓度具有聚集的滞后效应,当期大气污染物排放量、滞后一期、滞后两期、滞后三期大气污染物对PM_(2.5)浓度具有显著的正向作用,且影响依次递减。构建的大气污染物排放量的污染源影响因素模型揭示一个地区煤炭消费量、工业废气重度污染行业工业增加值、黄标车保有量对该地区大气污染物排放量具有显著影响。本研究对优化能源消费结构和产业结构,减少空气污染物排放提出了对策建议。