量子化学在化学品环境污染研究中的应用

化学品的大量生产和使用对环境和人们构成生态和健康风险.近年来量子化学研究方法广泛应用于化学品环境污染过程与归趋研究,理论计算结果均得到传统实验研究的较好验证.因此,本文综述了量子化学计算在化学品环境污染研究中的诸多应用.文章首先简介了量子化学基本原理及计算内容,阐述了小分子基态及激发态、生物大分子和无机大分子的量子化学计算方法及在化学品环境污染领域中的应用,结合过渡态理论,半定量计算可以得到化学品在环境中发生的迁移转化行为,从而为化学品环境管理和风险评估提供基础数据和理论依据.     

水处理活性炭吸附容量指标测定方法的优化及应用

苯酚值、碘值、亚甲蓝值、丹宁酸值被普遍用来表征水处理活性炭吸附性能的差异。但国内外对这4项指标检测方法的不统一,限制了活性炭吸附技术的应用,建立一套简易活性炭性能评价体系成了当务之急。在长期指标应用和选炭方法工作的基础上,综合中国及美国标准,提出了一套行之有效、环境友好的指标测定方法。优化了碘值和亚甲蓝值的测定方法,以Freundlich吸附等温方程回归拟合计算方法取代原本的查表法;确定了各指标测定时活性炭的最佳粒径为<200目;验证了所设碘值、苯酚值、丹宁酸值初始浓度的合理性。使用国家标准亚甲蓝值测定的初始质量浓度(1 500mg/L),可以在大幅度降低药剂耗量的同时更准确地区分各种活性炭对亚甲基蓝的吸附容量。     

城市居民对低碳农产品支付意愿与动机研究

与普通农产品相比较,低碳农产品生产所增加的成本如何合理分担是我国建设低碳农业体系中的核心问题。而消费者对低碳农产品生产成本增加所形成的额外价格的支付意愿与支付动机又是解决这一核心问题的基础。本文基于条件价值评估法(CVM)与对照法,通过对天津、山东和江苏等地的调查,以猪肉为例探究了消费者对食品低碳属性的支付意愿水平,并重点评估了消费者对食品低碳属性的支付意愿是源自利己动机还是利他动机?研究结果表明,我国城市消费者愿意为猪肉低碳属性的平均支付意愿为3.87元/斤;如果消费者事先获知低碳食品并不意味着更高的营养价值或安全属性的信息,将会显著降低他们的支付意愿。也就是说消费者为食品低碳属性支付溢价的动机来源于利他和利己动机两部分,如果消费者确信消费低碳食品只对环境有利而没有增加自身的效用,会显著地降低支付意愿。     

渝宜高速（重庆段）对土地利用变化驱动及景观格局的响应

为深入认识道路对土地利用/土地覆被变化的作用过程和机制,确定道路的影响范围和强度,论文选取渝宜高速（重庆段）两侧15 km缓冲带为研究区,基于1986、2000、2007和2013年4期遥感影像数据,利用ArcGIS技术和景观生态学方法,从4个分段、3个尺度探讨了高速公路驱动下土地利用和景观格局演变的梯度差异及其对道路演变的响应。结果表明,1986-2013年,研究区土地利用变化规律正在由“点”往“轴”向格局转变;2013年西段低山丘陵区、中段低山宽谷区、中段中低山峡谷区道路的影响范围分别是10、7、5 km,东段中山峡谷区道路效应不明显;总体来看,公路沿线3 km范围内土地利用开发强度高,并且4个分段的土地利用综合程度自西向东逐步降低;在道路的驱动下,全区景观格局的变化局限在一定范围内,对于西段低山丘陵区和中段低山宽谷区的景观格局显著变化在5 km内,中段中低山峡谷区、东段中山峡谷区的变化主要集中在4和3 km内,影响域内景观破碎化程度加剧,景观稳定性降低,生态景观风险增加;各分段土地利用和景观格局变化空间差异与其通车时间存在正相关关系,同时受区域经济和地形因素以及环境政策的影响。研究结论有助于丰富对生态脆弱区道路效应的理解,为区域交通规划及土地资源持续利用提供科学依据。     

黄土丘陵区退耕还林还草对土壤细菌群落结构的影响

为了探究黄土丘陵区退耕还林还草工程对土壤细菌群落的影响,本文以宁南山区玉米农地为对照,人工柠条地和天然草地为退耕还林还草的处理,利用Illumina二代高通量测序技术MiSeq对土壤细菌的16S rRNA V3~V4可变区进行测序,研究3种植被下土壤细菌的α多样性、物种组成和丰富度,并结合土壤理化性质探讨影响细菌群落结构的环境因素.3种土壤样品中共检测到细菌29门,76纲,135目,250科,375属,682种,主要的优势菌门为变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi）、芽单胞菌门（Gemmatimonadetes）、厚壁菌门（Firmicutes）,主要的优势菌纲为α-变形菌纲（α-Proteobacteria）、放线菌纲（Actinobacteria）、酸杆菌纲（Acidobacteria）、β-变形菌纲（β-Proteobacteria）、嗜热油菌纲（Thermoleophilia）、芽单胞菌纲（Gemmatimonadetes）、杆菌纲（Bacilli）、δ-变形菌纲（δ-Proteobacteria）.与耕地相比,林地的优势菌主要是变形菌门（Proteobacteria）和放线菌门（Actinobacteria）,草地的是放线菌门（Actinobacteria）和酸杆菌门（Acidobacteria）.柠条林地的土壤微生物多样性最高.通过RDA分析发现,影响本研究区域土壤细菌分布的最主要环境因子是全氮和有机质.研究表明通过退耕还林与还草工程明显地改善了土壤肥力和环境状况,改变了土壤细菌群落组成.     

Cd对小白菜生长及氮素代谢的影响研究

采用水培的方法,研究了不同Cd2 水平(0、1、2.5、5、10 mg·L-1)对小白菜叶片中铵态氮、硝态氮、可溶性蛋白质、游离脯氨酸、叶绿素、部分营养元素含量以及蛋白水解酶、硝酸还原酶、谷氨酰胺转化酶与合成酶活性的影响.结果表明,低浓度的Cd处理(1 mg·L-1)刺激了小白菜的生长,提高了小白菜的生物量、叶绿素含量以及硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶与转化酶活性.Cd处理降低了小白菜对Cu、Ca、Fe、Mg的吸收,但促进了P的吸收.10 mg·L-1的Cd处理显著降低了可溶性蛋白质含量、硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶和转化酶活性(p＜0.05),提高了蛋白水解酶活性,不利于叶片中铵态氮与硝态氮的同化,造成叶片中铵态氮和硝态氮的累积.小白菜叶片中游离脯氨酸含量与铵态氮含量成极显著正相关(p＜0.01),说明小白菜叶片中游离脯氨酸的累积在一定程度上缓解了铵的毒害.     

茅洲河流域民用井中耐药基因的分布特征与健康风险

抗生素的大量使用促进了抗生素耐药基因的产生与传播.地下水是重要的供水途径之一,然而地下水中耐药基因的分布特征与健康风险尚不清楚.采用高通量荧光定量PCR技术(high-throughput qPCR),分析了深圳茅洲河流域11口民用井中耐药基因的分布特征和多样性.结果表明, 11口民用井中共检出141种抗生素耐药基因和8种可移动遗传元件,其中磺胺类、多重耐药类和氨基糖苷类耐药基因的丰度最高.此外,民用井井水中也检出了临床重要的耐药基因,如超广谱β-内酰胺酶基因(blaSHV、blaTEM、blaCTX和blaOXA-1),万古霉素类基因(vanB和vanC-03)等.通过对耐药基因进行均一化计算,发现在民用井W7、 W8和W10的井水中,平均每个细菌携带有至少一个耐药基因,而W11井水中甚至每个细菌平均携带有4个耐药基因.磺胺类、多重耐药类、氨基糖苷类、β-内酰胺类以及氯霉素类耐药基因的丰度与可移动遗传元件的丰度均呈显著正相关(P0.01),表明民用井中可移动遗传元件可能促进了耐药基因在井水中的扩散.     

杭州市道路空气中挥发性有机物及其大气化学反应活性研究

研究了夏季杭州市主要类型道路（隧道、快速道路、主干道和支路）空气中挥发性有机物的污染特征,以及2010年11月—2011年7月间快速道路空气中VOC的季节变化规律.分析结果表明,杭州市道路空气中VOC浓度显著大于风景区内VOC浓度,隧道浓度最高（828.4μg·m-3）,其它道路空气中VOC浓度随着车流量减少而降低.源解析结果发现道路空气中VOC的主要贡献者为机动车排放,但同时也受到溶剂挥发、煤或生物质燃烧的影响,风景区内VOC则受煤或生物质燃料燃烧的影响更大.快速道路空气中VOC浓度和反应活性由机动车排放、植物排放和气象条件共同决定,呈现夏〉秋〉冬〉春的季节变化特征.机动车排放的烯烃和芳香烃是道路空气中主导的活性VOC物种,说明机动车排放是杭州市大气反应活性的最大贡献者.此外,在夏、秋季节,植被排放的异戊二烯显著的增强了道路空气中VOC的反应活性.     

基于复杂网络的中国臭氧拓扑特征

伴随着颗粒物浓度的快速下降,大气臭氧（O₃）污染呈快速上升和蔓延态势,已成为制约我国空气质量持续改善的瓶颈问题之一.因此,理清O₃浓度变化特征对于改善空气质量有重要意义.应用复杂网络方法,基于城市间O₃浓度的相关关系和其时滞,构建中国O₃浓度网络,并分析O₃浓度的关联结果和传输特征.结果表明,统计指标度、加权度和连边长度的概率密度函数遵循幂律分布,这说明O₃浓度的变化不是随机的,存在一定的规律性.加权度的空间分布分析表明,加权度的高值集中在京津冀和周边地区,与O₃浓度高值区分布一致.其中,北京、天津和河北东部（渤海湾沿线）城市向其他城市传输的能力较强.并且,冬季传输能力强于其它季节,主要是受到冬季风的影响.研究结果不仅有助于理解O₃浓度变化特征,也是复杂网络方法应用到大气环境中的有益尝试.     

水稻重金属污染研究进展

从水稻植株和籽实对重金属的吸收富集规律、重金属的分析方法、重金属的赋存形态、受重金属污染后水稻的生理生化效应等四个方面，介绍了水稻中重金属污染的研究进展，并对今后控制水稻受重金属污染的方向提了一些建议。