模拟排水沟渠非点源溶质氮迁移实验研究

农田排水沟渠是由水-底泥-植物组成的复合生态结构,其间非点源溶质的迁移转化对研究沟渠拦截、控制和管理农业非点源污染具有重要意义.本研究以模拟排水沟渠静态实验为基础,以典型非点源溶质氮素为例,分析了实验期内水体、底泥及芦苇不同介质内氮含量变化过程,分析了底泥吸附与解析、芦苇生长与衰败等年内不同时期对水体中氮素浓度的影响,探讨了水-底泥-芦苇复合生态体内氮迁移及对水体中氮浓度的影响机制.结果表明,底泥的吸附与解吸、芦苇生长的吸收和同化对水体中氮素浓度均有影响,10月之前这种影响表现为促使水体中氮素浓度降低,是水体的氮净化过程;10月之后这种净化作用开始降低,11月之后表现为促使水体中氮素浓度升高.同时,模拟沟渠水-底泥-芦苇生态体内氮迁移联系密切,任一介质内或介质间氮素迁移转化都会引起水体中氮素浓度相应调整.     

重大事故根源分析的周易社会层级模型研究

重大事故的发生有着多重的致因因素,目前国内流行的事故调查与分析主要是针对企业或者组织内部的人因与管理失误,缺乏对事故社会原因的分析与探讨。将国际上流行的事故致因理论与中国的传统文化周易相结合,提出了重大事故根源分析的"周易社会层级模型"假设,将重大生产安全事故的致因调查与根源分析划分为六个社会层级因素与防护屏障,包括直接原因(危险监控层)、间接原因(作业控制层)、系统原因(管理体系层)以及社会原因(公司治理层、标准规范层和法律法规层),并以此为基础开发出周易社会层级模型的重大事故根源分析工具。通过该模型在重大事故调查与根源分析实际案例中的应用,结果表明该模型不仅可以分析时间事件链中每个关键事件或状态的直接原因、间接原因和系统原因,还能找到公司治理、标准规范和法律规范等方面的社会原因,可为重大事故的调查与根源分析提供参考思路、方法和工具。     

Characterization of typical taste and odor compounds formed by Microcystis aeruginosa

Production and characteristics of typical taste and odor (T&O) compounds by Microcystis aeruginosa were investigated. A few terpenoid chemicals, including 2-MIB, β-cyclocitral, and β-ionone, and a few sulfur compounds, such as dimethyl sulfide and dimethyl trisulfide, were detected. β-Cyclocitral and β-carotene concentrations were observed to be relevant to the growth phases of Microcystis. During the stable growth phase, 41-865 fg/cell of β-cyclocitral were found in the laboratory culture. β-Cyclocitral concentrations correlated closely with β-carotene concentrations, with the correlation coefficient R2 = 0.96, as it is formed from the cleavage reaction of β-carotene. For dead cell cases, a high concentration of dimethyl trisulfide was detected at 3.48-6.37 fg/cell. Four T&O compounds, including β-cyclocitral, β-ionone, heptanal and dimethyl trisulfide, were tested and found to be able to inhibit and damage Microcystis cells to varying degrees. Among these chemicals, β-cyclocitral has the strongest ability to quickly rupture cells.     

基于Petri网的井喷事故应急响应系统动态过程建模

井喷事故是石油天然气勘探开发行业主要事故之一,它不仅可造成重大的财产损失,也可造成极其不良的环境破坏和社会影响。本文在对井喷事故应急响应系统组织机构的职责进行分析的基础上,建立了井喷事故应急响应系统的工作流程,并利用Petri网对该系统工作流程进行了动态过程建模,以为井喷事故应急响应系统的优化提供理论基础。     

人工湿地净化海水养殖外排水影响因素与效果实验研究

以海水养殖外排水为处理对象,构建芦苇复合垂直流人工湿地模拟系统进行处理效果的影响因素(盐度,水力负荷,污染负荷)实验。植物选择芦苇,种植密度为48株/m2,基质填料选择细纱、蛭石、高炉矿渣、沸石和砾石。实验结果显示,随着盐度的升高,人工湿地对CODMn和NH4-N的去除率差异不显著(P>0.05),对PO4-P的去除率在逐渐降低,变化显著(P<0.05),但芦苇表现出较强的耐盐性,在盐度20时生长良好。随着水力负荷的增加,人工湿地对CODMn、NH4-N和PO4-P的去除率呈现出降低的趋势,变化显著(P<0.05);而当污染负荷增加时,去除率呈现出先增加后降低的趋势。综合考虑运行合理性及运行效果,得出合理工况为盐度20,水力负荷0.4 m3/(m2.d),污染负荷CODMn 10 mg/L,NH4-N 2 mg/L,PO4-P 0.5 mg/L。在此工况下,系统稳定运行2个月,显示人工湿地对海水养殖外排水中的污染物具有较好的去除效果。     

2014年APEC期间北京市PM10和PM2.5氧化性损伤能力研究

为评估APEC会议期间联防联控措施对北京市大气可吸入颗粒物毒性的影响,采集2014年APEC会议前后3个月北京市大气PM₁₀和PM_2.5样品,应用质粒DNA损伤评价法来研究其氧化性损伤能力. 结果表明,APEC会议期间PM₁₀对DNA的损伤率高于PM_2.5,颗粒物对 DNA损伤率随剂量的增加而增加. 本研究用TD30值来指示颗粒物氧化性损伤能力,TD30为引起30%的DNA损伤率所需要的颗粒物剂量（单位为 μg·mL^-1）,TD30值越低,颗粒物氧化性损伤能力越强,APEC会议前后样品的TD30值表现为 APEC期间（11月）>APEC前（10月）>APEC后（12月）,说明氧化能力APEC后 >APEC前 >APEC期间. 用PM₁₀质量浓度乘上其在250 μg·mL^-1 剂量下的DNA损伤率得到颗粒物暴露毒性指数TI（toxic index）,与往年具有代表性月份样品的数据对比,TI大小顺序为2004年 >2014年 >2008年,说明大气中颗粒物暴露毒性随着政策控制力度的加大而降低.     

Community structure and elevational diversity patterns of soil Acidobacteria

Acidobacteria is one of the most dominant and abundant phyla in soil,and was believed to have a wide range of metabolic and genetic functions. Relatively little is known about its community structure and elevational diversity patterns. We selected four elevation gradients from 1000 to 2800 m with typical vegetation types of the northern slope of Shennongjia Mountain in central China. The vegetation types were evergreen broadleaved forest,deciduous broadleaved forest,coniferous forest and sub-alpine shrubs. We analyzed the soil acidobacterial community composition,elevational patterns and the relationship between Acidobacteria subdivisions and soil enzyme activities by using the 16 S rRNA meta-sequencing technique and multivariate statistical analysis. The result found that 19 known subdivisions as well as an unclassified phylotype were presented in these forest sites,and Subdivision 6 has the highest number of detectable operational taxonomic units(OTUs). A significant single peak distribution pattern(P 0.05) between the OTU number and the elevation was observed. The Jaccard and Bray–Curtis index analysis showed that the soil Acidobacteria compositional similarity significantly decreased(P 0.01) with the increase in elevation distance. Mantel test analysis showed the most of the soil Acidobacteria subdivisions had the significant relationship(P 0.01) with different soil enzymes. Therefore,soil Acidobacteria may be involved in different ecosystem functions in global elemental cycles. Partial Mantel tests and CCA analysis showed that soil pH,soil temperature and plant diversity may be the key factors in shaping the soil Acidobacterial community structure.     

剩余污泥对柠檬黄-85的吸附行为

以城市污水厂中的剩余污泥为主要原料制备污泥吸附剂(SA),并用于柠檬黄-85(Tt-85)脱色的实验研究。静态实验主要考察了pH值、投加量、反应时间、反应温度和Tt-85初始浓度对吸附的影响。结果表明:在投加质量浓度为6 g/L,pH值=2.0,温度为25℃的条件下,反应90 min后,SS对水中初始质量浓度为65 mg/L和221 mg/L的Tt-85去除率分别达到了97%和75%。对动力学实验数据进行拟合,发现准二级动力学模型能较好地描述SA对Tt-85的吸附行为。动态吸附柱实验表明,污泥凝胶球对水中Tt-85的去除率为64%。Langmuir等温吸附模型符合SA对Tt-85的吸附过程,其最大吸附质量比为27.78 mg/g,由SEM,FTIR和XRD的分析可得,SA对柠檬黄-85的化学吸附主要发生在表面,其中SA表面羟基官能团起到关键性作用。     

农田排水沟渠水体-底泥中溶质氮分布特征试验研究

沟渠系统"过程拦截"是现阶段农业非点源污染控制和管理的重要手段.针对当前农田排水沟渠水体-底泥-植物系统内各介质间非点源溶质迁移转化机制不清的现状,本研究以天然沟渠为对象,以非点源溶质氮为例,通过2014年3月~2015年2月现场监测试验,分析了农田排水沟渠水体及底泥中非点源溶质氮的分布特征.结果表明,沿沟渠纵向,试验沟渠水体中总氮质量浓度、底泥中总氮含量均呈现一定程度递减趋势,表现出沟渠系统对非点源溶质的净化作用;水体中总氮质量浓度、底泥中总氮含量在沟渠横断面分布存在较大不均匀性,其分布特征与断面形态、流量变化过程、流速分布等因素有关,其中水体中总氮质量浓度均衡度为76.89%,底泥中总氮含量均衡度为57.04%;试验期内,水体中总氮质量浓度呈"凹"形变化、底泥中总氮含量呈"凸"形变化,二者表现出相逆的变化趋势.     

典型地区农用地污染调查及风险管控标准探讨

针对《土壤污染风险管控标准——农用地土壤污染风险管控标准》(GB 15618—2018),提出以土壤中全量浓度筛选值和管控值作为衡量农用地土壤污染风险管控的标准,对湖南省部分稻田农用地土壤及点对点稻米样品中镉、铅、砷、汞的总量和有效态浓度及稻米中含量进行监测,根据重金属总量浓度分为低风险、中风险、高风险3组。结果显示:(1)土壤及稻米中镉含量基本为随着风险级别的升高而增加,铅、砷在土壤和稻米中含量无规律性结果,汞监测结果均为未检出。(2)低风险组稻米镉超标率为12. 0%,高风险组稻米镉达标率为33. 3%,表明利用总量浓度对农用地土壤潜在风险进行分组存在一定的局限性。(3)依据4种重金属在土壤中总量及稻米(早稻)中含量情况,对风险级别进行调整并综合判断:有58个样品为低风险组,占样品总数的68. 2%,超标率为零;有15个样品为中风险组,占样品总数的17. 7%,超标率为80. 0%;有12个样品为高风险组,占样品总数的14. 1%,超标率为100. 0%。调整后评价结果与上述标准的划分目标更接近,能够提高上述标准的准确性和实用性。