无锡市生态足迹的系统动力学仿真研究

以生态足迹衡量居民对生态资源的需求,构建了包含社会经济、环境、人口、资源子系统的无锡市生态足迹系统动力学模型,分析了各因素对生态足迹系统的驱动作用和相互关系。基于模型预测了无锡市“十二五”期间的生态足迹数值,显示未来5年无锡市的生态足迹将继续呈现递增趋势,反映出居民对生态资源需求和对环境潜在压力不断增大。因此,市政府需重视居民的生态需要,不断改善生态环境,持续推进生态城市建设工作。     

曝气量和盐度对硝化型颗粒污泥脱氮速率及粒径分布的影响

采用SBR反应器,在交替缺氧/好氧模式下处理低C/N生活污水,考察曝气量、盐度对短程硝化好氧颗粒污泥脱氮速率及粒径分布的影响.结果表明,在25 ℃、pH为7.5~8.0条件下,当进水NH₄⁺-N为65 mg·L^-1时,控制曝气量分别为8.75、12.50和16.25 L·h^-1·L^-1,在第35、24和23个周期时NH₄⁺-N去除率分别高达95.49%、98.46%和98.54%,选取12.50 L·h^-1·L^-1为最佳曝气量.控制在最佳曝气量条件下,当盐度为0时,NH₄⁺-N去除率及亚硝积累率分别为98.46%和90.42%;在盐度为5.0%时,NH₄⁺-N去除率和亚硝积累率分别为98.34%和96.71%.当曝气量从8.75 L·h^-1·L^-1提升为16.25 L·h^-1·L^-1,颗粒污泥平均粒径由170 μm增大为231.5 μm;控制曝气量在12.5 L·h^-1·L^-1,增加盐度至5.0%,颗粒污泥平均粒径由231 μm下降至156 μm,其占比由40.50%增加到48.26%.     

p,p'-DDE与雄激素受体突变体H874Y及T877A激动性作用机制的理论研究

1,1-二氯-2,2-双(对氯苯基)乙烯(p,p'-DDE)是一种已知的雄激素受体(androgen receptor,AR)拮抗剂。有趣的是,已有研究证实p,p'-DDE同时可经由作用于AR的2种天然突变体H874Y和T877A产生拟雄激素效应,但其相互作用的分子机制尚不清晰。本研究联用分子动力学模拟与MM-GBSA方法,以内源性激素二氢睾酮(DHT)作为对照,对p,p'-DDE与2种突变体的相互作用分子机制进行了研究。模拟结果指出范德华相互作用是维持p,p'-DDE与AR突变体结合的主要驱动力,而溶剂化作用的差异是导致p,p'-DDE与H874Y具有较高结合活性的主要原因,H874Y结合口袋与p,p'-DDE的结构匹配度优于与T877A。与内源性配体二氢睾酮相比较,范德华作用与静电相互作用的差异是造成p,p'-DDE比DHT结合活性低的主要原因,p,p'-DDE与AR突变体之间缺乏氢键的稳定。MM-GBSA的结果确定p,p'-DDE与突变体结合过程的关键氨基酸以疏水性残基为主,其中L704、M745、L873尤为重要。计算获得的p,p'-DDE对H874Y及T877A相互作用分子机制有助于理解该污染物在不同人群中内分泌干扰效应的差异。     

堆肥处理对污泥腐殖物质组成和光谱学特征的影响

采用凝胶(Sephadex G-75)色谱、荧光光谱和红外光谱法研究了污泥堆肥的HA和FA在堆制前后的组成与结构特征变化．凝胶色谱分析表明,污泥经过63d堆腐后,HA中大分子组分含量明显提高;而FA则由不同分子量物质组成,其中小分子量物质占主要部分,在堆腐以后,FA中大分子物质含量下降30％,小分子量物质含量则相对增加．同时,荧光光谱、红外光谱的结果表明：随着污泥堆肥的进行,HA中有机物不饱和结构的多聚化或联合程度增大,芳香结构物质含量增加;但经过堆制的FA具有更多的结构简单的低分子量物质和更低的芳构化水平．     

黄海近岸表层沉积物中多环芳烃来源解析

采集了黄海近岸(日照岚山海域)12个站位的表层沉积物样品,利用气相色谱-质谱仪(GC-MS)分析了样品中16种多环芳烃(PAHs)的含量,结果显示16种PAHs含量范围在76.384～7512.023 ng·g-1,平均值为2622.576 ng·g-1.低环PAHs组分所占比重较大,中高环PAHs相对较小.利用比值法定性解析PAHs的来源,初步判断PAHs可能来自燃煤、燃油、焦化、柴油泄漏等污染源.进一步引用相关源成分谱,应用化学质量平衡模型(CMB8.2)对PAHs的来源进行定最解析,拟合计算结果表明研究海域表层沉积物中PAHs的主要来源为燃煤源、燃油源(主要为柴油燃烧)和焦炉源,其相对贡献率分别为53.99%、25.57%和13.97%.     

散堆填料对海水脱硫吸收系统性能影响的实验研究

在海水烟气脱硫中试实验台上进行了填料形式、填料高度变化对脱硫效率和系统压降影响规律的实验研究;研究中将喷淋空塔和分别填装A型、B型、C型3种填料的吸收塔进行了综合性能对比,并进行了填料高度分别为0.6、1.2和1.8 m的对比实验。结果表明,填料塔的脱硫效率高于喷淋空塔;当空塔气速为3 m/s时,填装C型填料的吸收塔的综合性能最优;当空塔气速小于2.5 m/s时,填装A型填料的吸收塔的综合性能最优;在满足相同脱硫效率的指标下,虽然增加填料高度降低了海水喷淋量,并且系统压降出现一定比例下降,但是在工程设计中必须综合考虑塔高、填料支架载荷等因素选择合适的填料堆积高度。     

松花江流域水生态环境质量评价研究

采用生物完整性指数(IBI)法评价松花江流域的水生态环境质量。对25个候选生物参数进行敏感度分析、Pearson相关性分析,最终筛选出由总分类单元数、EPT分类单元数、EPT密度、敏感种分类单元比例、敏感物种数量、Hilsenhoff生物指数(HBI)6个核心参数构成的IBI评价指标。采用95%分位数法建立了IBI评价标准,将IBI评价结果划分为5个等级:大于35.84为优,26.88~35.84为良好,17.92~26.88为一般,8.96~17.92为较差,小于8.96为很差。结果表明,建立的IBI评价方法适用于松花江流域水生态环境质量评价,松花江流域各位点30.0%生物状况为优和良好,23.3%为一般;46.7%为较差和很差,说明流域内近一半区域的水生态质量存在不同程度的受损。流域生境质量主要处于一般-良好的状态;水质处于轻度污染。     

纳米零价铁和零价铁对餐厨垃圾暗发酵制氢过程铁离子和酶活性的影响

通过投加不同浓度的纳米零价铁(NZVI)和零价铁(ZVI),考察了暗发酵制氢过程中铁离子组成和浓度变化、氢化酶和脱氢酶活性,研究了2种添加剂强化餐厨垃圾高温((55±1)℃)暗发酵制氢的作用机制。结果表明:投加NZVI和ZVI均可提高餐厨垃圾暗发酵制氢性能;当投加100 mg·L~(-1) ZVI时,产氢效果最佳,最大产氢潜力和最大产氢速率分别为425.72 mL和66.32 mL·h~(-1),是投加NZVI实验组的1.64倍和1.34倍,代谢途径是以乙醇型发酵为主的混合型发酵;在投加NZVI和ZVI后,暗发酵制氢末端产物的Fe~(2+)和Fe~(3+)浓度升高,投加300 mg·L~(-1)NZVI和100 mg·L~(-1) ZVI实验组Fe2+浓度最大,是未投加实验组的2倍和1.87倍;与反应前相比,Fe~(2+)显著升高,Fe~(3+)由于微生物利用与转化浓度降低,同时可有效提高氢化酶活性。投加100 mg·L~(-1) ZVI不仅可提高氢化酶活性,还可提高脱氢酶活性。以上结果可为提高餐厨垃圾等复杂有机废物的高效能源化提供参考。     

大型蚤标志酶用于城市二级出水毒性的评价

大型蚤是一种国际公认的标准实验生物,广泛应用于污水、地表水等水质毒性检测。毒性水平较低的城市二级出水,对大型蚤往往无急性毒性效应,而具有慢性毒性效应,但慢性毒性检测周期过长,因此探索一种更灵敏的指标,实现快速检测,对于控制二级出水的水质风险具有重要意义。本研究考察了大型蚤在短期暴露于城市二级出水条件下,其体内乙酰胆碱酯酶、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、ATP酶、羧酸酯酶和碱性磷酸酯酶的酶活变化特征,从中筛选出对二级出水毒性响应灵敏的标志酶指标。实验结果表明,碱性磷酸酯酶、过氧化氢酶对二级出水毒性响应相对较灵敏,具有成为标志酶的潜力,研究结果为城市二级出水生物毒性评价方法优化提供新的思路。     

Positive matrix factorization as source apportionment of soil lead and cadmium around a battery plant (Changxing County,China)

Chemical compositions of soil samples are multivariate in nature and provide datasets suitable for the application of multivariate factor analytical techniques. One of the analytical techniques, the positive matrix factorization (PMF), uses a weighted least square by fitting the data matrix to determine the weights of the sources based on the error estimates of each data point. In this research, PMF was employed to apportion the sources of heavy metals in 104 soil samples taken within a 1-km radius of a lead battery plant contaminated site in Changxing County, Zhejiang Province, China. The site is heavily contaminated with high concentrations of lead (Pb) and cadmium (Cd). PMF successfully partitioned the variances into sources related to soil background, agronomic practices, and the lead battery plants combined with a geostatistical approach. It was estimated that the lead battery plants and the agronomic practices contributed 55.37 and 29.28 %, respectively, for soil Pb of the total source. Soil Cd mainly came from the lead battery plants (65.92 %), followed by the agronomic practices (21.65 %), and soil parent materials (12.43 %). This research indicates that PMF combined with geostatistics is a useful tool for source identification and apportionment.