湟水河流域水质时空变化特征及其污染源解析

基于2012—2014年水质数据,综合应用多元统计分析与一维水质模型(Qual2Kw),系统分析了湟水河水质时空变化及其污染物来源.结果表明:湟水河河流水质主要受化学需氧量、生化需氧量、铜、六价铬、水温、溶解氧、总氮、氨氮等8项水质指标影响,且氨氮和总氮污染严重;湟水河水质时间上可划分为3个时段:时段1(6—10月)、时段2(5月和11月)和时段3(12月—4月),时段1水质明显优于时段2和时段3,湟水河水体受工业生活排放污水的影响显著,面源污染对河流水质的影响低于点源污染;空间上可分为3大区段:湟水河上游、中游和下游,中游西宁市段污染较重;基于Qual2Kw模型的污染物贡献比例计算结果揭示了湟水河民和桥断面的氨氮负荷主要来源于扎马隆(S2)-西钢桥(S3),总氮主要来源于报社桥(S5)-小峡桥(S6),其中支流点源是氨氮的主要污染源,普通点源即城镇生活污水和工业废水排放是总氮的主要污染来源,上游干流农田地表径流、畜禽养殖废水、农村生活污水等污染源氨氮、总氮排放也不容忽视.研究结果可以为湟水河流域水环境管理提供科学依据.     

Alteration of dominant cyanobacteria in different bloom periods caused by abiotic factors and species interactions

Freshwater cyanobacterial blooms have drawn public attention because they threaten the safety of water resources and human health worldwide. Heavy cyanobacterial blooms outbreak in Lake Taihu in summer annually and vanish in other months. To find out the factors impacting the cyanobacterial blooms, the present study measured the physicochemical parameters of water and investigated the composition of microbial community using the 16S rRNA gene and internal transcribed spacer amplicon sequencing in the months with or without bloom. The most interesting finding is that two major cyanobacteria, Planktothrix and Microcystis, dramatically alternated during a cyanobacterial bloom in 2016, which is less mentioned in previous studies. When the temperature of the water began increasing in July, Planktothrix appeared first and showed as a superior competitor for M. aeruginosa in NO₃^?-rich conditions. Microcystis became the dominant genus when the water temperature increased further in August. Laboratory experiments confirmed the influence of temperature and the total dissolved nitrogen (TDN) form on the growth of Planktothrix and Microcystis in a co-culture system. Besides, species interactions between cyanobacteria and non-cyanobacterial microorganisms, especially the prokaryotes, also played a key role in the alteration of Planktothrix and Microcystis. The present study exhibited the alteration of two dominant cyanobacteria in the different bloom periods caused by the temperature, TDN forms as well as the species interactions. These results helped the better understanding of cyanobacterial blooms and the factors which contribute to them.     

气候变化主要因子对马铃薯生物量积累及产量和品质的影响

利用新型开顶式气室(OTC)开展CO2浓度升高和大气增温试验,分别为模拟增温2.0℃,模拟增温2.0℃且CO2浓度增加到650μmol·mol-1,对照CO2浓度约410μmol·mol-1,对马铃薯叶片、叶柄和茎等地上生物量、根和块茎等地下生物量积累过程及其特征参数的协同影响研究,分析气候变化对马铃薯产量形成和品质的...     

NH3-N在大连湾的水环境行为模拟研究

应用三维水质模型对大连湾中的主要污染物NH3-N的行为进行了模拟,对NH3-N浓度的时空变化规律以及其影响因素进行了研究,选择主要的模型参数进行了灵敏度分析。由空间分布的模拟结果可知,在大连湾,NH3-N浓度主要集中在排污口附近区域,灵敏度分析显示,在排污口区水体的扩散能力对NH3-N浓度的影响较大。由季节变化模拟结果可知,在湾顶部的排污口区NH3-N浓度显示明显的季节变化趋势。在湾中部和朝海边界的湾口区NH3-N浓度较低,变化平缓。模拟结果可以为大连湾的污染控制、水质规划和管理提供科学依据。     

藻类在大连湾的水环境行为数值模拟研究

应用三维水质模型对大连湾水体中的藻类碳浓度的时空变化规律以及其影响因素进行了研究,选择主要的模型参数进行了灵敏度分析。由空间分布的模拟结果可知,在大连湾,藻类主要集中在排污口附近区域。由季节变化模拟结果可知,在湾顶部的排污口区藻类生产显示明显的季节变化趋势,在夏季,主要受到磷酸盐浓度的限制。灵敏度分析显示,在排污口区水体的扩散能力对藻类生产的影响较大,在湾中部和湾口区主要受到磷酸盐负荷的影响。模拟结果可以为大连湾的污染控制、水质规划和管理提供科学依据。     

N和P对锥状斯氏藻(Scrippsiellat trochoidea)生长及孢囊形成的影响

在实验室设置了5个N、P浓度梯度,研究了它们对锥状斯氏藻（Scrippsiella trochoidea）营养细胞生长和孢囊形成的综合效应。结果表明,当N、P浓度分别超过10和1．5μg／L时,就能维持锥状斯氏藻一定的种群数量,而在高N、P浓度组（N浓度为500μg／L,P浓度为74μg／L组）的生长势态明显优于其他浓度组,稳定生长期持续时间较长,且有着较高的细胞比生长速率。孢囊一般在营养细胞达到稳定生长期后开始形成,但低营养盐浓度组孢囊开始形成的时间较早。各试验组孢囊形成率相近,最终形成率为17．8％～35．6％。     

白炽灯灯丝残骸微观形貌分析

本文模拟火灾中不同情况,制备普通白炽灯破坏的灯丝残骸,利用扫描电子显微镜（SEM）分析灯丝残骸的微观形貌,研究灯丝在不同情况下破坏的特征。发现通电状态下破坏的灯丝氧化严重,与未通电状态的灯丝具有明显的区别。即使经历了高温或火焰灼烧作用后,微观形貌特征仍具有明显的差别。根据这种微观特征可以判断火场中白炽灯的通电状态。     

Selective extraction and separation of Fe, Mn oxides and organic materials in river surficial sediments

In order to investigate the adsorption mechanism of trace metals to surficial sediments （SSs）, a selective extraction procedure was improved in the present work. The selective extraction procedure has been proved to selectively remove and separate Fe, Mn oxides and organic materials （OMs） in the non-residual fraction from the SSs collected in Songhua River, China. After screening different kinds of conventional extractants of Fe and Mn oxides and OMs used for separation of heavy metals in the soils and sediments, NH2OH .HCl （0.1 mol/L） ＋ HNO3 （0.1 mol/L）, （NH4）2C2O4 （0.2 mol/L） ＋ H2C2O4 （pH 3.0）, and 30% of H2O2 were respectively applied to selectively extract Mn oxides, Fe/Mn oxides and OMs. After the extraction treatments, the target components were removed with extraction efficiencies between 86.09%--3.36% for the hydroxylamine hydrochloride treatment, 80.63%- 101.09% for the oxalate solution extraction, and 94.76%-102.83% for the hydrogen peroxide digestion, respectively. The results indicate that this selective extraction technology was effective for the extraction and separation ofFe, Mn oxides and OMs in the SSs, and important for further mechanism study of trace metal adsorption onto SSs.     

神农架大九湖移民搬迁居民能源替代探讨

自2013年开始,神农架大九湖湿地启动生态移民工程.为了解大九湖生态搬迁后居民用火用电情况以及资源消耗情况变化,采用样地调查和走访调查的方法,对搬迁户、未搬迁户的能源消耗情况进行收集和分析.结果 表明:除了人口和牲畜数量,海拔也是家庭影响能源消耗的重要因素,薪柴量和用电量相差84％和62.1％,因此搬迁工作可以优先考虑高海拔地区;搬迁前后,居民做饭消耗从基本完全依赖薪柴转变为燃气和电混用,取暖消耗由薪柴转变为燃煤,搬迁后,居民实现了薪柴的零消耗和森林零砍伐,用电量大幅增加,相比搬迁前生活成本增加了折合3450元左右;搬迁后居民居住条件、生活条件、交通设施、创收机会均有所改善;搬迁的431户居民相当于每年保护森林47.08 hm2,对于封山育林和生态恢复工作起到了积极作用.     

武汉地区夏季和秋冬季大气污染的天气概念模型

利用2013～2019年武汉市生态环境局监测数据、L波段雷达探空资料、NCEP/NCAR逐日再分析资料,对夏季和秋冬季武汉地区污染日的大气污染特征、边界层结构、环流形势、物理量场进行研究,建立了武汉地区大气污染的天气概念模型.主要结论如下:(1)武汉市空气质量具有季节性变化特征,大气污染程度四季分布表现为冬＞秋＞春＞夏.夏季首要污染物是臭氧,冬季首要污染物是PM2.5.(2)比较挑选出的夏季清洁日和污染日的气象要素特征,污染日逆温的平均强度约为清洁日的一倍,逆温底高一般在600 m以下,空气质量一般为轻度-中度污染;静风频率(37.1％)明显高于清洁日的静风频率(2.9％);污染日平均风速小(0.8 m/s),边界层内相对湿度较低.同样比较秋冬季两类天气的气象要素特征,污染日逆温底高低、厚度小,不及清洁日的一半,不利于污染物的扩散,易出现重度污染天气.静风频率(20％)高于清洁日的静风频率(7.5％),风速小(1.6 m/s),污染日边界层内呈明显上千下湿的格局.(3)建立了夏季大气污染的天气概念模型,污染日副高偏弱位置偏东,长江流域易少雨干旱;地面我国东部大范围地区处于均压场中,武汉地区为偏东北异常小风,不利于大气污染物的扩散.(4)建立了秋冬季大气污染的天气概念模型,长江流域环流平直少波动,配合地面弱低压的天气形势和较强的逆温使得大气污染物聚集在近地面.蒙古冷高压强度偏弱,使得入侵我国的冷空气强度偏弱;武汉地区为偏北小风,对雾霾的移除和稀释扩散作用差.该研究结论可供大气污染预测预警研究和环境管理部门大气污染的联防联控参考.