Evaluation of ecosystem health for regional development in the southwestern Beijing, China

Ecosystem health assessment is one of the most important issues in regional ecological quality and safety studies. It also has a great significance to ecological conservation and regional development. This study focused on assessing the health status of forest, agriculture and urban ecosystems in the southwestern Beijing, China, including the Fangshan and Fengtai Districts. Based on field surveys and data collection, an assessment index system containing the vigor, organization and resilience factors was developed to measure the ecosystem health. Each index was scored from 1 to 5, representing five levels that contribute to the whole ecosystem health. The analytic hierarchy process (AHP) method was used to measure the weights of each index and three factors, and thus an overall score for a certain ecosystem was calculated. The results show that the forest ecosystem in the Fangshan District had higher health value than the Fengtai District, while the urban ecosystem had a slightly lower value in the Fangshan District than the Fengtai District. Both districts show lower resilience values in forest and urban ecosystems. Maintaining the ecosystem health will definitely benefit the long-term development of two districts. This study suggested that an approach for assessing the regional ecosystem health could be further developed to address spatial and synergy relationships between ecosystems and the three health factors.     

北京、上海两地2004和2005年大气污染特征对比分析

为了解北京、上海两市大气污染的变化及其影响因素之间的关系,根据2004、2005年大气质量监测数据,分析了北京、上海两地大气污染特征和两地主要大气污染物的变化规律.结果表明,2004、2005年北京市的PM10最大值是最小值的63.7倍,北京市的变化幅度较上海市的变化幅度大;2004、2005年北京市的SO2最大值是最小值的46.7倍,上海市的SO2最大值是最小值的13.1倍,上海市的SO2污染的因素变化幅度较小;两市的NO2浓度都较高,且季节变化不太明显;两市NO2浓度年平均值满足国家空气质量二级标准,但质量浓度都较高,这与两市的机动车尾气污染有关;两市SO2浓度年平均值除上海市2005年外均满足国家空气质量二级标准,上海市SO2污染严重与上海市消耗大量煤炭有关,北京市SO2污染物浓度年度变化剧烈与冬季取暖烧煤有关;两市可吸入颗粒物污染比较严重,北京市PM10浓度年平均值超过国家空气质量二级标准,上海市PM10浓度年平均值达到国家空气质量二级标准.总体上上海市的大气质量要好于北京市.两地大气主要污染物随时间的变化规律与两地的污染物来源、地理、气候等条件有关.     

渗滤液灌溉土壤N_2O释放及氨挥发的研究

选用2种供试土壤(S1和S2),通过培养试验研究了渗滤液投加土壤后N2O释放、氨挥发及矿物氮的转化,并讨论了土壤理化性质对上述过程的影响.土壤pH值较大程度地决定了氨的挥发,仅投加渗滤液的碱性土S1在培养期的前5 d内测到氨挥发,通过氨挥发共损失了约3.0‰的渗滤液氮.投加同等含量的渗滤液后,不同土壤可导致N2O释放量近20倍的差异(P<0.01).土壤含水率(WFPS)影响了土壤中硝酸盐氮的生成速率,从而制约了N2O释放通量的高低.与WFPS为46%时相比,投加蒸馏水的土壤S1、投加渗滤液的土壤S1和土壤S2在WFPS为70%的条件下N2O的释放通量均值分别提高了6.5(P>0.05)、1.8(P>0.05)和2.2倍(P<0.05).渗滤液投加土壤在10 d培养期内,土壤S1和S2因N2O释放分别损失了41.1‰和2.3‰的渗滤液氮.为此,控制灌溉土壤的含水率(<70%WFPS),并选用酸性土壤可有效地控制渗滤液灌溉下N20的释放和氨挥发.     

纳米TiO_2在环境应用方面的研究进展

纳米TiO2具有很强的光催化活性,在环境保护领域有广阔的应用前景。文章综述了纳米TiO2的制备方法和纳米TiO2改性的研究进展以及在环境保护中的应用,并提出今后的研究方向。     

生物滴滤塔净化低浓度苯乙烯废气的研究

在生物滴滤塔中进行低浓度苯乙烯废气的生物净化实验,建立动力学模型,测定苯乙烯实验数据并定性定量检测生物膜微种群。当进口气体浓度为200～1000mg/m3、气体流量0.2～0.25 L/h、液体喷淋量10×10-3～12×10-3m3/h、停留时间50～65s、循环液体pH6.5～7.5时,净化效率为90%～99%。动力学模型的模拟计算值与实验值之间有很好的相关性,相关系数R为0.96～0.99。湿润生物膜微群落的优势菌种群包括恶臭假单胞菌、梭形芽胞杆菌、罗非氏不动杆菌等。恶臭假单胞菌的最大活菌数为5.5×107CFU/g,并随生物滴滤塔运行时间延长有减少趋势。     

沈阳某冶炼厂污染土壤中砷的稳定化研究

稳定化是一种相对经济有效的治理重金属污染土壤的方法。文章以沈阳某冶炼厂厂区旧址的重金属复合污染土壤为研究对象,通过向土壤中添加不同药剂,研究了不同碱性化学物质对土壤砷稳定化的效果。结果表明,碳酸钠和硫化钠的加入对土壤pH的贡献均较大,但使砷的浸出毒性增强,对土壤中砷的稳定起负作用;碳酸钙和多硫化钙对土壤中砷的稳定化效果也不明显;氧化钙的效果最好,使得该重污染土壤中砷的浸出毒性降低到危险废弃物毒性浸出标准(GB5085.3-1996)以内。     

1株壬基酚降解菌的分离鉴定及其降解特性研究

从给水处理系统长期运行的颗粒活性炭上分离到1株可以以壬基酚(NP)为唯一碳源生长的好氧细菌F-10,利用Sherlock微生物鉴定系统(MIS)分析,初步鉴定为红球菌属中的红串红球菌.通过摇瓶实验考察了温度、pH、NP初始浓度、细菌投量、金属离子等因素对F-10降解NP性能的影响,得出最佳降解条件是温度30℃,pH值6.0,在该条件下,2%菌投量对1 mg/L NP去除率达到了62%,且降解过程满足一级动力学模型,速率常数(k)为0.086 5 d-1,半衰期(t1/2)为8.0 d;此外,菌的降解速率与NP的初始浓度关系不大,而与菌量呈正相关;增加溶液中NH4、Mn2 、Mg2 、NaCl浓度或加入葡萄糖、醋酸钠和酵母膏等底物对菌降解NP均有促进作用;而Ca2 、Cu2 、Fe2 和磷酸盐的作用则相反;同时混合菌体系的降解性能要优于纯菌.     

城市雾天单个矿物颗粒物理和化学特征

应用场发射扫描电镜(FESEM)和带能谱的扫描电镜(SEM-EDX)对北京冬季雾天和正常天气下收集的4个样品进行研究.雾天中矿物颗粒的数量-粒度分布的峰值出现在0.1～0.3 μm和1～2.5 μm之间,并且发现雾天出现的二次矿物颗粒的数量百分含量(4.67%)高于正常天气条件(0.12%).单个矿物颗粒的EDX能谱显示,雾天和正常天气中单个矿物颗粒的主要化学成分有一定的差别,尤其是S元素.矿物颗粒分为9种不同类型:"富Si"、"富Ca"、"富S"、"富Fe""富Mg"、"富Al"、"富Ti"、"富K"和"富Cl",其中雾天"富Ca"中55%的颗粒含有Ca(50%±1.2%)和S(37%±1.6%),"富S"中72%的颗粒含有S(44%±1.5%)和Ca(33%±2%),说明了雾天中绝大部富集S的颗粒物中同时富集Ca,这在一定程度上说明了北京市大气中这些含Ca的碱性矿物对雾水酸性有一定的缓冲作用.雾天样品中S/Ca的平均比值为6.11,如果以冬季正常天气条件下S/Ca的均值0.73为背景值,雾天中S/Ca的比值是冬季正常天气的8倍,可见雾天中颗粒物表面的硫化现象相当严重,同时也显示出雾天SO2向硫酸盐的转化率比较高.     

基于实测的建筑类涂料挥发性有机物(VOCs)含量水平及组分特征

选取内墙涂料、外墙涂料、防水涂料、地坪涂料、防腐涂料5类建筑涂料为研究对象,通过对企业生产与市场销售的涂料抽检获取涂料样品,利用国内建筑涂料挥发性有机化合物标准检测方法,对其VOCs含量水平及组分特征进行检测.结果表明,内墙涂料与外墙涂料VOCs含量水平分别处于0~145 g·L~(-1)与0~171 g·L~(-1)之间,内墙面漆、内墙底漆、外墙面漆与外墙底漆符合HJ 2537-2014中VOCs含量限值的样品数分别占抽检样品总数的90%、80%、96%与94%,VOCs含量水平较低.90%以上聚合物水泥防水涂料与丙烯酸酯聚合物乳液防水涂料VOCs含量水平都小于10 g·L~(-1),聚氨酯防水涂料VOCs含量水平处于1~324 g·L~(-1)之间.溶剂型涂料VOCs含量水平总体很高,溶剂型防腐涂料与溶剂型地坪涂料VOCs含量水平分别处于291~681 g·L~(-1)与16~580 g·L~(-1),不同成分与不同品牌溶剂型涂料VOCs含量水平有很大差异.水性建筑涂料中VOCs物种占比最高的是1,2-丙二醇与乙二醇,其次是甲醇与2-氨基-2-甲基-1-丙醇,不同品牌涂料使用的醇类物质种类与比例不同.溶剂型建筑涂料中VOCs物种主要包括甲苯、乙苯、间/邻/对二甲苯等芳香烃类,乙酸乙酯、乙酸丁酯与乙酸异丁酯等酯类.     

人工湿地不同基质和粒径对污水净化效果的比较

为研究人工湿地基质类型和粒径对水质净化效率的影响,选择了1~2、2~4、4~8 mm的沸石,2~4、4~8、8~16mm的砾石和2~4、3~5、6~8 mm的无烟煤基质,在无植物人工实验柱中开展单一基质的水质净化实验.结果表明,相同类型不同粒径的基质对COD、TN、TP的去除效果不同.4~8 mm沸石和砾石、6~8 mm无烟煤对COD的去除率最高,分别为53.74%、60.76%、62.93%;人工实验柱中氮素的去除以反硝化作用为主,粒径对TN去除效果的影响表现为小粒径更优;砾石和无烟煤的TP去除率也表现为小粒径更高,但沸石的TP去除率随着粒径的增大而增大.基质类型对COD、TP、TN的去除效果也存在差异.无烟煤对COD、TP、TN均有较好的去除效果,平均去除率在60%以上;沸石对TN的去除效果最好,TP去除率不高;砾石对COD有较高的去除率,对TP的去除效果一般.