Sulfur cycle as an electron mediator between carbon and nitrate in a constructed wetland microcosm

• Fe(III) accepted the most electrons from organics, followed by NO₃^‒, SO₄^2‒, and O₂. • The electrons accepted by SO₄^2‒ could be stored in the solid AVS, FeS₂-S, and S⁰. • The autotrophic denitrification driven by solid S had two-phase characteristics. • A conceptual model involving electron acceptance, storage, and donation was built. • S cycle transferred electrons between organics and NO₃^‒ with an efficiency of 15%. A constructed wetland microcosm was employed to investigate the sulfur cycle-mediated electron transfer between carbon and nitrate. Sulfate accepted electrons from organics at the average rate of 0.84 mol/(m³·d) through sulfate reduction, which accounted for 20.0% of the electron input rate. The remainder of the electrons derived from organics were accepted by dissolved oxygen (2.6%), nitrate (26.8%), and iron(III) (39.9%). The sulfide produced from sulfate reduction was transformed into acid-volatile sulfide, pyrite, and elemental sulfur, which were deposited in the substratum, storing electrons in the microcosm at the average rate of 0.52 mol/(m³·d). In the presence of nitrate, the acid-volatile and elemental sulfur were oxidized to sulfate, donating electrons at the average rate of 0.14 mol/(m³·d) and driving autotrophic denitrification at the average rate of 0.30 g N/(m³·d). The overall electron transfer efficiency of the sulfur cycle for autotrophic denitrification was 15.3%. A mass balance assessment indicated that approximately 50% of the input sulfur was discharged from the microcosm, and the remainder was removed through deposition (49%) and plant uptake (1%). Dominant sulfate-reducing (i.e., Desulfovirga, Desulforhopalus, Desulfatitalea, and Desulfatirhabdium) and sulfur-oxidizing bacteria (i.e., Thiohalobacter, Thiobacillus, Sulfuritalea, and Sulfurisoma), which jointly fulfilled a sustainable sulfur cycle, were identified. These results improved understanding of electron transfers among carbon, nitrogen, and sulfur cycles in constructed wetlands, and are of engineering significance.     

High heterogeneity of bacterioplankton community shaped by spatially structured environmental factors in West Lake,a typical urban lake in eastern China

Environmental Science and Pollution Research - Elucidating the bacterioplankton spatial distribution patterns and its determinants is a central topic in ecological research. However, research on...     

给水厂污泥陶粒制备及其对氮磷吸附研究

水中氮磷的去除能有效控制水体富营养化。用给水厂的两种污泥在3种烧结温度下制备陶粒,并进行陶粒同步吸附氮磷的性能实验。结果表明,600℃烧结温度下平流沉淀池湿污泥制备的陶粒吸附氮磷的综合效果最好。该陶粒对磷酸盐和氨氮的吸附过程都符合Langmuir模型和准二级动力学模型。pH为7时,陶粒同步吸附氮磷,对氨氮的吸附量可达0.650mg/g,对磷酸盐的吸附量可达0.706mg/g。可见,给水厂污泥陶粒同步吸附氮磷表现出良好的吸附效果。     

底泥性质对重金属生物淋滤效果的影响

生物淋滤技术是一项可以将重金属从污染底泥或土壤中分离出来的环境修复技术,具有反应温和、耗酸少、运行成本较低、去除效率高,以及脱毒后底泥的脱水性能好等优点。然而,底泥成分复杂、流域特异性高,这使得相似的生物淋滤工艺对不同底泥的重金属去除效果不尽相同、淋滤技术的工艺参数标准化难度增加。综述了底泥性质对淋滤反应的3方面影响:底泥中的有机质与酸可挥发性硫化物(AVS)会改变重金属的形态;pH、可还原性硫、水溶性有机物(DOM)会对淋滤功能菌的活性产生影响;底泥粒度和耗酸能力(ACC)也会影响重金属的化学淋出效果。在此基础上提出今后该技术有待开展的研究内容,以期为该技术的进一步推广应用提供理论依据和技术支撑。     

饮用水中三卤甲烷的生成机理与影响因素研究进展

在饮用水消毒过程中,氯会与天然有机物(NOM)等反应生成消毒副产物(DBPs),三卤甲烷(THMs)是一种主要的DBPs,长期低浓度的THMs暴露对人体有一定的健康风险。THMs和其前驱物种类繁多、生成机理复杂且影响因素诸多,如何抑制消毒过程中THMs的形成是饮用水安全领域的研究热点。通过查阅大量文献,从THMs形成机理及影响因素等方面归纳了目前THMs研究现状,总结了甲基酮、腐殖酸、氨基酸、β-二酮等重要前驱物生成THMs的反应途径,探讨了操作条件以及离子对THMs生成的影响,对该领域未来研究方向进行了展望。     

喀斯特生态环境治理下土壤保持功能对石漠化的响应机制

喀斯特地区土壤保持功能是衡量石漠化生态治理成效的重要手段之一,基于InVEST模型,利用"3S"技术对2005、2010、2015年的关岭-贞丰花江示范区的石漠化进行解译,研究石漠化与土壤保持量两者的响应机制。结果表明:(1)2005～2015年石漠化程度总体减缓,面积由3 773.56 hm~2减少至3 474.23 hm~2,土壤保持总量相继上升,从29.29万t提高至37.29万t,2005～2010年单位面积土壤保持增量集中在6～30 t·hm~(-2)·a~(-1),后五年增量在0～6 t·hm~(-2)·a~(-1)。(2)由于土地利用方式、坡度、土层厚度等差异,土壤保持功能并未呈现简单式下降,而是表现为强度中度、轻度潜在、非喀斯特无石漠化。其中轻度与潜在差值最大,可达5.53 t·hm~(-2)·a~(-1),说明了潜在石漠化是今后治理的重点。(3)2005～2010年石漠化恢复型土壤保持增量为10.27 t·hm~(-2)·a~(-1),由于土地利用方式的转变以及治理时效性在2010～2015年降低为3.01 t·hm~(-2)·a~(-1)。稳定型石漠化变化土壤保持变化最为平稳,强度石漠化减缓区土壤保持功能上升快,轻度最为平缓,表明了治理期长且需循序渐进。因而,在治理过程中需考虑不同等级石漠化具有的土壤保持功能特性及其恢复的时效性。     

长江经济带战略性新兴产业创新能力时空演化及空间溢出效应

基于产业创新指数,运用空间计量模型对2001～2016年长江经带战略性新兴产业创新能力发展水平时空演化格局及溢出效应深入分析。研究发现:(1)长江经济带战略性新兴产业创新能力总体增幅迅猛,但空间差异总体呈扩大态势。创新能力空间非均衡性特征显著,"东强西弱"地带性格局稳固;(2)长江经济带战略性新兴产业创新能力存在显著的空间正相关,长三角地区形成稳定的热点区,冷点区域增加,环城市群地带形成稳定的冷点区;(3)战略性新兴产业各细分产业创新能力发展状态不一,高端装备制造产业、新材料产业、新能源汽车产业呈多核心轴带模式演化,新一代信息技术产业呈单中心极化模式演化,节能环保产业、生物产业、新能源产业呈多核心组团模式演化;(4)战略性新兴产业创新能力存在空间溢出效应,除人力资源外,经济发展水平、产业结构、政府政策、对外联系水平、创新环境产生明显正向效应。     

乡镇居民对突发公共卫生事件及常见传染病的认知与健康需求

为了解乡镇居民对突发公共卫生事件及常见传染病的关注度和认知水平,并分析其健康教育的需求和培训方式。随机抽取陕西省某市某镇5个行政村650名居民进行问卷调查,了解居民对突发公共卫生事件及常见传染病的认知与需求,并对结果进行统计学分析。研究结果表明,乡镇居民对突发公共卫生事件及常见传染病的关注度普遍较高（平均得分9.01±0.25分）,而认知水平较低（平均得分5.03±0.33）,其关注度和认知水平均与学历、职业和月收入有关。低学历组、低收入组和在家务农以及偶而外出打工的居民,关注度较高但认知水平较低,高学历组、高收入组和常年在外打工和有固定工作单位的居民,关注度和认知水平均较高。绝大多数乡镇居民十分愿意深入了解突发公共卫生事件及常见传染病的相关知识,其培训方式需求依次为手机短信和微信推送、设置宣传栏和发放宣传单、专家当面讲授、专家义诊咨询。建议对低学历、低收入和常年在家务农以及偶尔外出打工的人群进行相关知识的宣教。     

基于特征显著性的地震灾害发生后建筑物裂缝智能检测模型

由于地震灾害发生后建筑物表面具有多纹理性、多目标性特征,导致现有的建筑物裂缝智能检测方法已经不能满足检测需要。为了提高检测效果,该文设计提出基于特征显著性的地震灾害后建筑物裂缝智能检测方法。建立压缩感知去噪框架,通过图像重构消除震后建筑裂缝图像噪点。采用FCM聚类分割法对去噪图像进行分割,引入灰度直方图作为灰度级的模糊聚类样本点,利用灰度样本完成图像聚类。基于人眼视觉特征,对图像背景区域重新划分,完成图像边缘检测。基于提取的二值化图像确定裂纹特征,根据特征值范围确定裂缝种类实现震后建筑裂缝检测。     

矿山地质环境开发式治理模式研究

该文梳理了矿山地质环境开发式治理提出的政策背景,总结了开发式治理的概念内涵、治理模式与研究思路,并提出了开发式治理的可行性评价方法。结果表明:矿山地质环境开发式治理是在政府引领、政策支持下,吸纳多元资金,进行经济发展和生态环境治理并重的治理方式;开发式治理可以总结为残留资源再利用模式、废弃土地再利用模式、固体废弃物再利用模式、水资源循环再利用模式等4种模式;开发式治理可行性评价指标主要包括宜性因素（自然地理条件、矿业开发条件）和限制性因素（经济效益、环境效益和社会效益）,通过综合指数法评价认为,韩城西山石灰岩开采区最优开发式治理方案为“残留资源再利用模式”。通过矿山地质环境开发式治理模式的研究,以期为矿区环境保护和生态修复提供支持。