Diversity of methanotrophs in a simulated modified biocover reactor

A simulated landfill biocover microcosm consisting of a modifying ceramsite material and compost were investigated. Results show that the mixture can improve the material porosity and achieve a stable and highly efficient (100%) methane oxidation over an extended operating period. The diversity of the methanotrophic community in the microcosm was assessed. Type I methanotrophs were enhanced in the microcosm due to the increased air diffusion and distribution, whereas the microbial diversity and population density of type II methanotrophs were not significantly affected. Moreover, the type I methanotrophic community structure significantly varied with the reactor height, whereas that of type II methanotrophic communities did not exhibit a spatial variation. Phylogenetic analysis showed that type I methanotroph-based nested polymerase chain reaction-denaturing gradient gel electrophoresis (PCR-DGGE) resulted in the detection of eight different populations, most of which are related to Methylobacter sp., whereas that of type II resulted in the detection of nine different populations, most of which are related to Methylocystaceae. Methanotrophic community analysis also indicated that a number of new methanotrophic genera not closely related to any known methanotrophic populations were present.     

绿地再生水灌溉土壤微生物量碳及酶活性效应研究

再生水灌溉引起了土壤理化性质的变化,其对土壤生物活性的影响备受关注.以再生水利用较典型的北京为研究区,分层采集了不同再生水灌溉历史的城区公园绿地与城郊农田表层土壤样品,测定并分析了一些常规理化指标、土壤微生物量碳及5种土壤酶（脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶、脱氢酶和过氧化氢酶）活性,探讨长期再生水灌溉下土壤微生物量碳和酶活性的变化.结果表明,再生水灌溉下公园绿地土壤微生物量碳和酶活性均高于其自来水对照灌区,农田上升不明显.与对照相比,公园绿地与农田再生水灌区0～20 cm土层土壤微生物量碳平均含量分别上升了60.1%和14.2%,公园绿地再生水灌区0～20 cm土层中土壤酶活性平均增幅为36.7%,而农田为7.4%.调查区土壤微生物量碳及酶活性均随土壤深度的增加而降低,其中公园绿地0～10 cm与10～20 cm土层间差异极显著.因此,北京地区城市绿地使用再生水长期灌溉有助于提高土壤生物活性.     

Determination of 15 phthalate esters in air by gas-phase and particle-phase simultaneous sampling

Based on previous research, the sampling and analysis methods for phthalate esters (PAEs) were improved by increasing the sampling flow of indoor air from 1 to 4 L/min, shortening the sampling duration from 8 to 2 hr. Meanwhile, through the optimization of chromatographic conditions, the concentrations of 9 additional PAE pollutants in indoor air were measured. The optimized chromatographic conditions required a similar amount of time for analysis as before, but gave high responsivity, the capability of simultaneously distinguishing 15 kinds of PAEs, and a high level of discrimination between individual sample peaks, as well as stable peak generation. The recovery rate of all gas-phase and particle-phase samples of the 15 kinds of PAEs ranged from 91.26% to 109.42%, meeting the quantitative analysis requirements for indoor and outdoor air sampling and analysis. For the first time, investigation of the concentration levels as well as characteristics of 15 kinds of PAEs in the indoor air from four different traffic micro-environments (private vehicles, busses, taxis and subways) was carried out, along with validation of the optimized sampling and analytical method. The results show that all the 9 additional PAEs could be detected at relatively high pollution levels in the indoor air from the four traffic micro-environments. As none of the pollution levels of the 15 kinds of PAEs in the indoor air from the 4 traffic micro-environments should be neglected, it is of great significance to increase the types of PAEs able to be detected in indoor air.     

新型饮用水除氟材料Bio-F的除氟特性和比较研究

对3种传统除氟剂活性氧化铝、骨炭和改性沸石与自制的新型生物除氟剂Bio-F的除氟性能及影响因素（材料粒径、pH值、吸附时间、水样含氟浓度、其它离子、再生能力等）进行了比较,并模拟动态实验评估了这4种除氟材料对实际高氟地下水处理的效果.结果表明,Bio-F生物除氟剂对F^-的吸附过程符合Lagergren一级吸附动力学特征（R²=0.958 0）,吸附速率较快,且该过程属于吸热反应; Bio-F吸附F^-符合Langmuir吸附等温模型（R²=0.999 2）,吸附容量高,静态吸附容量可达4.088 3 mg·g^-1,分别约是活性氧化铝和改性沸石的1.8和 5.8倍.4种除氟材料吸附容量与氟浓度正相关,与吸附剂粒径负相关.高浓度的CO^2-₃、HCO^-₃明显抑制Bio-F的除氟（p<0.05）,但高浓度的Ca²⁺、NO^-₃、HPO^2-₄有利于Bio-F的除氟（p<0.001）.Bio-F除氟最佳停留时间3～4 min,远远低于沸石20 min和活性氧化铝11 min.在pH 4.0～9.0范围内Bio-F可保持90％以上吸附F^-的能力.再生性能稳定,10次再生后吸附容量变化不超过15%.Bio-F综合性能优于其它3种传统除氟剂,在我国广大农村地区推广有显著优越性.     

运动对2,3,7,8-四氯二苯并二恶英急性暴露大鼠肝脏抗氧化能力的影响

观察8周中等强度游泳运动对2,3,7,8-四氯二苯并二恶英(2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin,2,3,7,8-TCDD)急性暴露大鼠肝脏氧化应激的影响。以8周龄雄性Sprague Dawley大鼠为研究对象,将大鼠随机分为玉米油静养组(NC组)、玉米油运动组(EC组)、TCDD静养组(NT)和TCDD运动组(ET组)。将TCDD溶于玉米油中,NT和ET组大鼠按照10 µg·kg^-1(以单位体重计)腹腔注射TCDD,NC和EC组大鼠注射等量玉米油。正式实验开始后,EC和ET组大鼠进行运动(尾部负重5%游泳30 min),每周运动5 d,共8周,NC和NT组大鼠不进行任何运动干预。8周后,称重并宰杀大鼠,收集血清和肝组织样本,待测血清天门冬氨酸氨基转移酶(AST)、丙氨酸氨基转移酶(ALT)的活性;肝组织丙二醛(MDA)含量,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)以及谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的活性。将数据进行多因素方差分析,结果表明,染毒可升高大鼠血清AST的活性,增加肝脏MDA的含量,降低肝脏SOD、CAT和GSH-Px的活性;运动可降低大鼠肝脏GSH-Px的活性;染毒后运动可减少肝脏MDA的含量,升高肝脏SOD、CAT和GSH-Px的活性。研究表明,TCDD急性暴露可导致大鼠肝细胞功能受损,导致大鼠肝脏发生氧化应激。8周有氧运动改善TCDD急性暴露诱导的肝细胞损伤,改善肝脏氧化应激,这可能是运动改善TCDD肝毒性的机制之一。     

1m3粉尘环境模拟装置粉尘扩散数值模拟

在工业生产环境中,粉尘云会对工作人员产生职业危害,也会对生产设备造成危害,导致生产中断甚至安全事故.电气设备在工业生产中不可或缺,研究人员为研究工业电气设备的防尘性能开发了一种1 m3粉尘环境模拟装置.该试验装置的基本功能是利用持续气流使粉尘在罐体内形成相对稳定分布的粉尘环境,其内部空间可放置电气设备进行长时间的试验.为预测粉尘在装置中的分布,利用Fluent中的离散相模型对惰性粉尘进行了粉尘环境模拟装置内扩散的数值模拟研究.结果表明,粒径为1 μm、10 μm、30 μm、50 μm和70 μm的粉尘均可以在装置内部形成粉尘云,其罐体中心质量浓度可维持在0.2～0.5 kg/m3.不同粒径的粉尘分布截然不同,粒径越小的粉尘扩散的均匀程度越高,而较大粒径粉尘的运动稳定性更好,但分布均匀度较差,保持进气速度在40 m/s以上可以获得良好的粉尘扩散效果.     

电镀污泥中重金属溶出动力学及其在土壤中的归趋

电镀污泥是电镀工业中重金属的\"汇\",在降水的作用下可能向环境释放大量的重金属.本文通过连续浸出实验和动力学拟合探究了电镀污泥中重金属的溶出特性,并分析了重金属在土壤中的吸附、迁移转化及淋出行为.结果表明,在淋溶初期,重金属从电镀污泥中大量释放,且土壤中Cr （Ⅵ）、Ni的淋出浓度分别高达0.102、0.222 mg·L^-1.淋溶后,表层土壤中Ni、Cu的总量及可交换态/碳酸盐结合态含量均显著增加;由于专性吸附作用,Cu的铁锰氧化物结合态含量也大量增加,Cu在土壤中的吸附率高达89.32%~97.67%,降低了其从土壤中的淋出风险.Cr、Ni、Cu更易在红壤中发生吸附并转化为稳定的有机结合态,降低了重金属的潜在迁移性;相应地,电镀污泥中释放的Cr、Ni、Cu在栗钙土中具有较高的淋出风险.     

锌冶炼废渣重金属在地块土壤中的垂向迁移特征及归趋

为探讨冶炼废渣中重金属对土壤及地下水的影响,开展了90 d持续和间歇淋溶下锌挥发窑渣浸出液中重金属在场地剖面土柱的迁移模拟实验,分析淋出液Cd、 Cu、 Pb和Zn浓度及其在土壤剖面的累积、赋存形态和粒径分布特征,并探讨重金属在土壤剖面滞留机制.结果表明,土柱淋出液重金属浓度在淋溶初期达到峰值后迅速降低,Cd浓度超过《地下水环境质量标准》(GB/T 14848-2017)Ⅳ类水质限值(0.1 mg·L^-1),地下水存在Cd污染风险.剖面土壤对废渣中重金属固持量大,Cd、 Cu、 Pb和Zn主要累积在浅层土壤(0～10 cm),分别为淋溶前土壤的237～429、 1.25～16.2、 1.38～2.31和1.79～3.17倍;持续淋溶下废渣重金属较间歇淋溶的迁移距离较长,Cd在土柱深层有明显累积.土壤粗颗粒(0.5～2.0 mm)对Cd、 Cu和Zn累积总量的贡献率较大,而Pb更易累积在<0.25 mm粒径.BCR顺序提取结果显示,浅层土壤累积的Cd、 Cu和Zn主要以弱酸提取态为主,占比分别高达62.4%～76.7%、 72.0%～95.8%和67.6%～8...     

基于风险场的高速公路高风险区域甄别方法

为有效识别高速公路高风险区域,首先,在理论阐述和量化解释行车风险演化机制基础上引入势场理论,提出道路静态风险场的基本概念及性质;然后,在分析道路要素对行车安全影响的基础上,构建路域范围内的构造物、线形、路侧等要素的静态风险场计算模型,提出高速公路高风险区域甄别方法,同时,基于交通事故统计数据,对静态风险场计算模型的风险量进行参数标定;最后,依托实际项目,进行区域风险等级预测和有效性验证。结果表明:研究路段的33处区域中26处甄别结果与实际风险等级相同,仅有7处结果不一致,风险等级结果相差一个等级内的区域数量为30处; 风险等级预测结果准确率达78.79%,与实际风险等级结果相差一个等级内的准确率达90.91%。静态风险场能够有效应用于高风险区域甄别,研究有助于设计及运营阶段高速公路安全治理。     

基于LSTM循环神经网络的雷电潜势预测

为探索循环神经网络模型在非线性预测中的应用,进一步提高雷电潜势预测的准确率,构建长短期记忆(LSTM)循环神经网络模型,并以贵阳探空站为例,统计站点周边100 km、12 h范围内的闪电次数,获取23个与雷电活动关联度r>0.8的探空物理量参数,以此作为预测模型的样本特征;分析超参数选取对模型的影响,开展(0,24]h内的雷电潜势预测研究,并对比检验效果。研究结果表明:构建学习率为0.000 1、批量样本量为32、输入序列长度为10的LSTM网络模型,有利于提高模型泛化和快速收敛;通过输入前5天的大风指数、修正指数等23个探空物理量参数,发现(0,12]h的雷电潜势预测效果明显优于(12,24]h;采用该模型验证(0,12]h测试数据,得出被试工作特征曲线线下面积(AUC)接近于1,命中率(POD)为93.4%,虚警率(FAR)为17.4%,临界成功指数(CSI)为78.1%,验证了该模型的有效性。