滇池流域高分辨率氮、磷排放清单

氮、磷富集是我国浅水湖泊水质恶化和水生态退化的关键原因之一,但以往流域尺度氮、磷排放清单不足以精确识别排放的空间异质性和满足地表过程数值模拟的分辨率要求.为了提高控源减排措施的针对性,以滇池流域为例建立其高分辨率氮、磷排放清单.通过现场调查、采样观测与资料收集,确定各污染源的活动水平和修正排放因子,基于GIS平台核算企业源(工业、第三产业)、生活源(城镇、农村)、城市源(暴雨径流)、农业源(种植业)等7种点源和非点污染源在110个子流域的氮、磷排放量(平均分辨率约5 km×5 km).主要结论包括:①2008年滇池流域氮、磷排放总量分别为10736 t和542 t,且以城镇生活点源为主,占72.7％和42.8％;②氮、磷排放空间异质性十分明显,子流域氮、磷排放总量分别为(97.6±291.7)t(1个标准方差)和(4.93±11.8)t,其中全流域70％的氮、磷排放量仅集中在占流域面积16.2％的10个子流域和37.9％的21个子流域,而排放量最大的是盘龙江上游(氮、磷分别占21.9％和20.2％);③各污染源的排放格局异质性也大,对于氮而言,除了滇池北岸城区和沿流域边界的外围子流域以城镇生活和种植业为最大污染源,东、南、西岸湖盆区大部分则以其他污染源为主;相比而言,磷排放的各子流域最大污染源差异性更大;④通过与传统分辨率结果的比较,高分辨率排放清单能够更为准确甄别排放格局异质性、污染类型等信息,更加有利于明确控源减排的措施、布局和规模.     

温度和光照对红花檵木和南天竹异戊二烯和单萜烯释放的影响

植物是生物源挥发性有机化合物(Biogenic volatile organic compounds,BVOCs)的最主要来源,城市绿色植物释放的BVOCs会影响城市大气组分,进而改变城市大气环境.本实验以红花檵木(Loropetalum chinense)和南天竹(Nandina domestica)为研究对象,调节温度(T)和光合有效辐射(PAR),测量两种植物主要BVOCs(异戊二烯(Isoprene,ISO)、单萜烯(Monoterpenes,MTs))的通量及光合参数.结果表明,在T=30℃、PAR=500μmol·m~(-2)·s~(-1)时,南天竹BVOCs释放速率大于红花檵木,分别为4916.51和3388.62 pmol·m~(-2)·s~(-1),BVOCs释放种类以ISO为主,占BVOCs总量99.8%以上,MTs以α-蒎烯和3-蒈烯为主.ISO释放速率随温度升高而增加,35℃时达到最大值,红花檵木和南天竹分别为8436.48和15138.81 pmol·m~(-2)·s~(-1),显著高于其他两种温度下ISO释放;而单萜烯在30℃时最大,分别为4.96和8.24 pmol·m~(-2)·s~(-1),红花檵木单萜烯的释放受温度影响较为显著.PAR增加会显著促进两种植物ISO的释放,PAR=1000μmol·m~(-2)·s~(-1)时红花檵木和南天竹释放速率分别达3279.21和7355.17 pmol·m~(-2)·s~(-1),而单萜烯释放在PAR为500μmol·m~(-2)·s~(-1)最高.温度和光照主要通过影响植物气孔导度和蒸腾速率等从而影响其BVOCs的释放,不同温度和光照处理下,异戊二烯释放碳占光合作用固定碳的0～3.28%.不同植物BVOCs释放对温度和光照响应的差异要求加强对城市绿色植物BVOCs释放的研究,以便为城市绿化树种选择及城市生态环境改善提供科学依据.     

华北平原典型区土壤氟的形态及其分布特征

为了研究华北平原典型区小麦-玉米农田土壤氟的形态及其分布特征,采用连续化学提取方法,测定了采自该地区的耕作层土壤样品(0～30 cm)和剖面土壤样品氟含量.结果表明,研究区耕作层土壤总氟含量为338.31～781.67 mg·kg-1,平均含量为430.46 mg·kg-1.耕作层土壤中不同形态氟含量以残余态最高,其平均含量为402.73 mg·kg-1;其次为水溶态,平均含量为14.39 mg·kg-1,处于氟污染较高水平,可能会对人体健康和生态环境产生重要影响;再次为有机态和铁锰结合态,其平均含量分别为8.90 mg·kg-1和4.10 mg·kg-1;可交换态含量最低,其平均含量为0.33 mg·kg-1.耕作层土壤中水溶态氟含量与土壤pH、CEC呈正相关,与土壤黏粒含量呈负相关;铁锰结合态氟含量与土壤pH、CEC、土壤砂粒含量呈正相关,与黏粒含量呈负相关.逐步回归分析结果表明,土壤pH值对土壤水溶态氟和铁锰结合态氟含量影响最显著,土壤CEC对土壤总氟和残余态氟含量影响最为显著.土壤剖面总氟含量受土壤岩性变化控制,在包气带中呈现峰谷交替的变化特征;土壤剖面水溶态氟含量受土壤岩性变化较小,受土壤pH影响较大,各土壤剖面水溶态氟含量与土壤pH呈显著正相关,主要在靠近地表0～100 cm处变化.本研究可为该区域土壤氟污染防治提供科学依据,也为土壤氟的迁移转化、土壤氟对生态和环境的影响研究奠定了理论基础.     

典型锰矿区周边农田土壤-农作物重金属污染特征及生态风险评价

以湖南省某典型关停锰矿区为研究对象,采集了矿区周边（污染区）和远离矿区（对照区）的农作物及其对应的土壤样品,测定了Cr、 Mn、 Ni、 Cu、 Zn、 As、 Cd和Pb等8种重金属含量,利用ArcGIS空间插值和主成分分析法分析了土壤重金属的分布及主要来源,重点探讨了土壤及对应农作物间重金属迁移规律,采用单因子、综合污染指数法以及潜在生态风险指数法进行了生态风险评价.结果表明,污染区存在严重的Cd、 Zn、 As和Mn污染,其中旱田中的平均含量分别为6.22、 612.28、 37.72和1 506.2 mg·kg^-1,相较农用地风险筛选值,Cd、 Zn和As超标率分别为88.41%、 94.2%和84.06%, Mn的平均含量是湖南土壤背景值的3倍,水田污染相对较轻.由主成分分析可知农田土壤中Cd、 Zn和Mn的来源与锰矿开采有关,As可能来源于农业活动.污染区为重污染等级,Cd、 Mn和Zn是主要的污染因子,土壤中Cd存在极强的潜在生态风险,其余重金属具有轻微的潜在生态风险.研究区农作物主要存在Cr、 Pb和Cd超标且超标率在1.1%～37.3%,其中,玉...     

超顺磁性纳米Fe3O4@SiO2功能化材料对镉的吸附机制

含镉废水的处理对于重金属镉的排放控制具有重要的意义.通过共沉淀法制备出了超顺磁性纳米Fe₃O₄@SiO₂功能化材料（MFS）,采用等温吸附实验和动力学实验方法研究了MFS对Cd²⁺的吸附热力学和动力学特征,并借助BET、XRD和SEM等结构表征研究了MFS对Cd²⁺吸附过程及机制.结果表明,MFS对Cd²⁺有较好的吸附效果,Langmuir方程能极好地描述吸附等温特征,最大吸附容量值为69.49 mg·kg^-1;吸附反应的自由能变ΔG、焓变ΔH和熵变ΔS表明MFS材料对Cd²⁺的吸附是自发、吸热和熵增的过程;反应体系最佳初始pH为7;溶液中的Mg²⁺、SO₄^2-、Ca²⁺和NO₃^-这4种干扰离子对吸附反应存在一定的抑制作用;拟二级动力学模型表明MFS对Cd²⁺的吸附过程分为快速的外扩散阶段与缓慢的内扩散阶段;MFS吸附Cd²⁺后经洗脱再生,材料重复使用3次后对Cd²⁺去除率仍达73%以上.BET、XRD、FTIR和VSM结构表征表明SiO₂成功修饰在Fe₃O₄表面,MFS主要成球状,平均粒径为38.7 nm,饱和磁化强度为85.38 emu·g^-1;XRD、EDS和XPS图谱揭示Cd²⁺被成功吸附到材料上,主要机制为Cd²⁺与材料表面的—OH发生配位反应.     

好氧颗粒污泥处理制糖工业废水厌氧出水的除磷特性研究

制糖工业废水经厌氧生物处理后,COD大幅下降,但是出水中N、P含量仍然较高,严重破坏水体生态平衡.利用好氧颗粒污泥对制糖工业废水的厌氧出水进行脱氮除磷处理,讨论了其除磷过程.经复合底物(乙酸盐、丙酸盐、丁酸盐)培养的好氧颗粒污泥直径1.7 mm,SVI为38.43 mL.g-1,TP去除率达90.9%,出水磷含量仅为1.3 mg.L-1,单位COD释磷率为0.571,厌氧条件下磷的释放速率达到5.73 mg.(g.h)-1,好氧颗粒污泥表现出较好的沉淀性能和较高的除磷活性.由于底物中丙酸盐、丁酸盐含量增加,使得聚磷菌在反硝化过程中NO3--N的利用率增加,即消耗单位质量的NO3--N可以吸收更多的磷.好氧颗粒污泥及其胞外聚合物中P元素的含量与其中Mg、Ca、Fe元素的含量表现出很高的相关性,胞外聚合物对P的吸附使得体系除磷能力进一步增强.通过对污泥反硝化除磷的研究发现,反硝化聚磷菌占总聚磷菌的61.9%,其吸磷量与消耗硝酸盐的比值[m(P)/m(NO3--N)]为1.14.     

抚仙湖、星云湖与杞麓湖营养状态演变及突变分析

为科学评价抚仙湖、星云湖和杞麓湖(简称三湖)营养状态及其变化趋势,基于三湖1991-2015年水质数据,采用综合营养状态指数法评价其富营养化水平,通过Mann-Kendall(Sneyers)方法判识三湖富营养化趋势及突变时间。结果表明:三湖都存在水质恶化现象,其综合营养状态指数及各分项指数均呈变差趋势,表征其营养物质在增加。三湖的营养化水平和演变时间存在显著差异,抚仙湖处于贫营养,星云湖由中营养转变为富营养,杞麓湖表现为中度-重度富营养化;抚仙湖和杞麓湖分别在2004、2011年出现突变点,星云湖自2000年后综合营养状态指数显著增加。基于三湖营养状态演变及趋势,结合变化特征及相关情况的讨论,提出对抚仙湖的管理应减少农业化肥和农药排放,对星云湖和杞麓湖的管理应削减高污染工矿企业排放等。     

突发火灾高校大学生疏散行为及心理调查研究

为了解突发火灾高校大学生疏散行为及心理,为疏散方案及应急预案制定提供依据,本文运用问卷调查法,对高校大学生在突发火灾时的应急个体特性、应急经验、应急意识、疏散行为及心理等方面进行统计分析.结果表明:大部分学生对疏散环境、灭火器、疏散指示标志等疏散设施不熟悉,因此在突发火灾应急情况下会产生从众行为(约11％)、极端行为(约3％)、错误逃生行为(约50％)、不听从指挥(约35％)、"自私"行为(约70％)等不良心理及行为反应而错失逃生机会,高校需加强对大学生消防知识尤其是疏散设施及逃生技能的培训及实践指导.     

南京都市圈环境风险管控协作机制研究

区域环境风险具有显著外溢性,跨界环境风险损害时有发生,区域环境风险管控的协作机制亟待探究.在系统分析了南京都市圈环境风险管控面临的新挑战的基础上,借鉴国内外环境风险管控协作机制的实践经验,从执法机制、信息共享、应急预警、环境监测以及生态补偿等方面,提出了南京都市圈建立环境风险管控协作机制的对策建议及其保障措施,为在都市...