南方丘陵区土壤重金属含量、来源及潜在生态风险评价

为了探究南方丘陵区土壤重金属污染特征及生态风险状况,选择南方某省丘陵区作为研究区,利用2017年采集的60个点位的土壤样品,采用单因子污染指数（P_i）、内梅罗综合污染指数（P_综）和潜在生态风险指数（RI）评估As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn这8种重金属含量特征和潜在生态风险程度,并利用正定矩阵因子分解模型（PMF）解析其污染来源.结果表明：①研究区8种重金属元素的含量均有超标,内梅罗综合污染指数显示,研究区呈现轻度、中度和重度污染所占的比例分别为63%、8%和2%,无污染和轻微污染的样点占27%,因此基本处于轻度污染;②综合潜在生态风险指数表明,土壤重金属RI为39.58~224.15,低等和中等生态风险的样点所占的比例为73.33%和25%,而重度生态风险的样点所占比例为1.67%,该样点生态风险程度虽然最高,但重金属含量低于该省土壤元素背景值;③通过PMF模型得到6个污染源：自然源、农业活动源、铜矿采选和交通运输组成的混合源、工业活动源、交通源和生活垃圾排放源,贡献率依次为24.8%、17.7%、17.7%、17.6%、12.0%和10.2%.     

紫色土旱坡地油菜/玉米轮作下氮流失的年际变化特征

明确三峡库区紫色土旱坡地氮流失的年际变化特征,为库区的施肥管理措施和面源污染治理提供参考.依托中国科学院成都山地灾害与环境研究所三峡库区试验站,于2018～2020年连续3 a设置不施肥(CK)、常规施肥(F)、优化施肥(OF)、化肥减量配施生物炭(BF)和化肥减量配施秸秆覆盖(SF)5种处理,研究紫色土旱坡地在油菜-玉米轮作模式下氮流失的年际变化特征.结果表明：(1)三峡库区紫色土旱坡地地表径流主要发生在5月和8月,壤中流主要发生在6～10月. 2018～2020年降雨量逐年增加,各处理地表径流产流量逐年减少,壤中流产流量大致呈逐年增加的趋势,年尺度下,壤中流产流量和产流次数均高于地表径流.(2)2018～2020年每年各形态氮的最高流失浓度出现时间大概一致,地表径流全氮、铵态氮和硝态氮最高流失浓度分别出现在5、 8～10和7月,壤中流各形态氮最高流失浓度分别出现在10、 10和5～7月.(3)地表径流各形态氮流失通量呈逐年降低趋势,壤中流各形态氮流失通量大致逐年增加.(4)生物炭和秸秆还田第一年降低氮流失通量的效果较好,但后续两年还田反而加剧了氮素流失通量.因此,三峡库区紫色土旱坡...     

土石混合体地基系数支持向量机模型与应用∗

针对缺乏土石混合体地基系数评价模型这一现状,构建了基于支持向量机的土石混合体地基系数评价模型.该模型以土体弹性模量、泊松比以及块石含石率作为输入参数,地基系数作为输出参数.为建立训练数据,基于土石混合体弹性模量与泊松比计算模型,建立了FLAC3D平板载荷模型开展数值实验.基于数值实验数据,训练支持向量机模型并进行初步验证.将该支持向量机模型用于预测现场试验获得的土石混合体地基系数,进一步验证了该模型的合理性与准确性.通过敏感性分析发现,土体弹性模量对土石混合体地基系数的影响最大,其次为含石率.基于支持向量机模型,讨论了5种已有地基系数计算模型应用于土石混合体地基系数计算的可行性,确认了可用于评估土石混合体地基系数的显式模型.     

崇明东滩大型底栖动物食源的稳定同位素示踪

利用稳定同位素示踪技术,对崇明东滩盐沼湿地夏季不同生境大型底栖动物的食物来源和营养结构进行了初步研究。结果显示,表层沉积有机质稳定碳、氮同位素组成分别在-21.3‰~-24.2‰、4.6‰~5.6‰,不同生境下存在一定差异。植物体各组织的同位素值存在差异,在判别食物来源时需要注意,不能简单地以植物叶片值来代替整个植株。大型底栖动物的δ¹³C值为-14.7‰~-23.6‰,表现出食物来源的差异。总体上说,湿地优势植物的活植物体不是大型底栖动物的主要食物来源,沉积有机质是大部分底栖消费者的食物基础。底栖动物的氮同位素能较好地反映其食性和营养级,计算出崇明东滩大型底栖动物营养级在2.0~3.7,为一级消费者和二级消费者。     

内陆输送过程中沙尘单颗粒类型及其非均相反应

采用单颗粒分析方法对2004 年2~3 月发生在北京的3 次沙尘暴的样品中沙尘颗粒物的化学成分进行了测定.3 次沙尘暴的反向轨迹图显示,它们主要来自于中国北部、西北部和蒙古的戈壁沙漠地区,且这些沙尘颗粒主要通过高空长距离输送到下游区域.使用带能谱的扫描电镜对481 个沙尘颗粒进行分析,并根据成分特征,把这些沙尘颗粒划分为8 种类型,主要类型有“富Si”、“富Ca”、“富S”、“富Fe”.将北京样品分析结果与呼和浩特、塔克拉玛干和敦煌的结果进行对比,结果显示,长距离输送的沙尘颗粒表面发生了SO₂ 的非均相化学反应,导致部分颗粒局部的表面发生化学修改作用,且“富Ca”的碱性矿物为非均相化学反应提供了更有利的反应界面.     

内蒙古鄂尔多斯市大气气溶胶中的多环芳烃

采集了鄂尔多斯市5 个监测点大气气溶胶中的PM₁₀ 和PM_2.5 颗粒物样品,用色谱-质谱技术检测了多环芳烃化合物(PAHs).结果表明,萘、苊、二氢苊等低分子量PAHs 的浓度较低, 、苯并[a]芘、茚并[1,2,3-cd]芘、苯并[ghi]苝等高分子量PAHs 的浓度较高.东胜、棋盘锦、准格尔监测点的PAHs 主要存在于PM_2.5 中,杭锦旗、柒盖淖监测点PM_2.5 中PAHs 所占的比例不大.监测点污染程度依次为准格尔旗>棋盘锦>东胜区>杭锦旗>柒盖淖.运用比值法和多元统计技术对PAHs 的来源进行了解析,东胜区主要以机动车尾气为主,且汽油车影响较大;棋盘锦、准格尔以燃煤污染为主;这3 个监测点的PAHs 均为本地来源.杭锦旗和柒盖淖2 个监测点的PAHs 为迁移而来.     

北京市昌平区松针中HCHs 与DDTs 的污染特征

对北京昌平区油松和白皮松松针中的HCHs 和DDTs 的污染状况进行了初步研究.结果表明,昌平松针中HCHs 总量与欧洲20 世纪90 年代基本持平,DDTs 则高于欧洲,HCHs 和DDTs 均低于美国20 世纪80 年代水平,高于喜玛拉雅北坡、意大利山区和加拿大西部山区.昌平松针中HCHs 和DDTs 总量均比20 世纪80 年代北京地区下降了90%以上,表明自1983 年以来,我国禁止生产和使用OCPs,已经取得了明显的效果.常绿树树叶OCPs 污染具有逐年累积、多年富集的特征,其特点为不完全的线性关系,富集速率呈逐年下降的趋势.树叶OCPs 异构体相对组成年际变化明显, α-HCH 显著增加, P, P′-DDT 下降, P, P′-DDE 上升.研究显示,昌平地区近期没有HCHs 工业品的使用, P, P′-DDT 使用大幅度减少,而O, P′-DDT 则有新的输入,三氯杀螨醇的使用很可能是O, P′-DDT 的主要来源.     

钯/泡沫镍电极对水体中2-氯联苯的电催化脱氯作用

采用两室流通式隔膜电解池,研究了钯修饰泡沫镍电极对纯水相中2-氯联苯(2-CB)的电催化还原脱氯作用,考察了电流密度、pH 值和溶液流速对2-CB 脱氯率的影响.结果表明,当电流密度为1.5mA/cm²、阴极液pH 值为5.5、阴极液流速为7.4mL/(min·cm²)时,脱氯反应30min,2-CB 脱氯率达91.4%.脱氯产物包括联苯和苯基环己烷,根据脱氯过程碳平衡关系可确定该过程为逐步氢化反应.     

乌梁素海浮游动物与底栖动物调查及水质评价

于2004年4,8和10月及2005年1月分别对乌梁素海浮游动物进行了监测,共检出浮游动物34属62种. 其中,原生动物11属16种;轮虫17属33种;枝角类4属4种;桡足类5属9种. 大型浮游动物的年均丰度为687 L-1,年均生物量为3.498 5 mg/L;原生动物年均丰度为2.508×104 L-1,年均生物量为0.125 4 mg/L. 于2004年8和10月进行了2次调查,共获底栖动物4科11种,底栖动物平均丰度为3 031.4 m-2,平均生物量为71.672 g/m2. 调查结果显示,随着季节的变化,浮游动物的丰度及生物量变化幅度很大,夏季最高,春季次之,秋、冬两季极低. 利用浮游动物和底栖动物的生物量作为水体状况评价指标,对乌梁素海营养状况进行的初步评价表明,乌梁素海水体处于富营养化状态.      

轻质陶粒滤料生态滤床的挂膜与启动研究

以自行设计的反应器作为生态滤床的基础,采用活性污泥作为接种污泥,采用轻质陶粒作为生态滤床的滤料,对其进行挂膜.在整个挂膜过程中,温度控制在中温条件下,进水pH值控制在7左右,水力停留时间为24 h,进水方式为连续进水,并根据需要对曝气量进行调节.在挂膜过程中对进、出水的COD、NH_3-N、TP、Cl~-和pH进行检测,并刮取少量轻质陶粒上的生物膜制成镜检切片后用多媒体显微镜对生物膜的形态进行观察.研究结果表明,在中温条件下采用活性污泥作为接种污泥,以轻质陶粒为滤料的生态滤床在15 d内挂膜成功;且随着进水污染负荷的提高,其去除率也逐渐提高,其中COD的去除率最后稳定在95%左右,NH3-N的去除率稳定在85%左右,TP的去除率在挂膜后期达到了80%以上;Cl~-作为微生物所需的微量元素在微生物生长高峰期为50%,稳定期保持在20%左右;进水pH保持在7左右,出水pH略高于进水,在8左右;从第13 d和第15 d的切片可观察到轮虫这种象征生物膜成熟的微生物的出现,此外还有大量的丝状菌和菌胶团.