硝酸钙抑制底泥磷释放的模拟研究

在实验室模拟了硝酸钙对底泥磷释放的影响、环境效应及作用机制。结果表明,硝酸钙可有效降低孔隙水和上覆水中溶解活性磷(SRP)的浓度,且对于红枫湖底泥来说,抑制磷释放的硝酸钙Ca(NO3)2·4H2O最佳用量为187.5g/m2。实验表明硝酸钙的使用是安全的,既可保证上覆水中氨氮浓度满足III类水的要求,也不会造成水体重金属的污染。硝酸钙抑制底泥磷释放作用机制如下:1)硝酸钙在底泥脱氮微生物的作用下发生反硝化作用,在硝态氮被消耗的同时,溶解有机碳亦被氧化降解;2)硝酸钙将底泥中的Fe2+氧化为Fe3+,促使铁氧化物及氢氧化物的形成,最终使孔隙水及上覆水中SRP的浓度大幅降低。因此,硝酸钙可有效抑制底泥内源磷的释放,是一种高效的底泥内源磷释放原位钝化剂,可为湖泊底泥磷污染提供有效的治理手段。     

贵州红枫湖底泥磷释放的模拟实验研究

在实验室条件下,模拟了温度、溶解氧(Dissolved Oxygen,DO)、pH、扰动、微生物等环境因子对红枫湖底泥磷释放的影响。实验结果表明:(1)底泥磷的释放量随温度的升高而增大,5℃时底泥磷的释放通量为0.59mg·m-2·d-1;25℃和35℃时底泥磷的释放通量分别为1.25和3.68mg·m-2·d-1。(2)厌氧(DO2.0mg/L)条件下,底泥磷释放显著,释放通量在1.15~4.57mg·m-2·d-1之间;好氧(DO6.0mg/L)条件下,底泥磷的释放通量仅为0.82mg·m-2·d-1。(3)底泥磷的释放与上覆水pH值密切相关,且释放量随上覆水pH值的升高而增大,当pH=5.5和pH=7.5时,底泥磷的释放通量分别为1.15和1.25mg·m-2·d-1;当pH=9.5时,底泥磷的释放通量为4.57mg·m-2·d-1。(4)扰动条件下的底泥磷释放通量(2.62mg·m-2·d-1)明显大于静置条件下的底泥磷释放通量(1.25mg·m-2·d-1)。(5)微生物对底泥磷释放有明显影响,灭菌条件下的底泥磷释放量明显大于有微生物条件下的底泥磷释放量。综上所述,高温、厌氧、高pH值、强烈扰动均可促进红枫湖底泥磷的释放,微生物对底泥磷释放有明显抑制作用。基于红枫湖底泥磷释放模拟实验结果,计算了不同环境条件下红枫湖底泥磷的释放通量,在此基础上估算出红枫湖夏季热分层期间(6~9月)底泥磷释放量约为8.58t,占红枫湖水体总磷负荷(约28t)的30.6%,表明红枫湖底泥内源磷释放对水体磷负荷和富营养化有重要贡献,亟待开展底泥内源污染治理。     

Oxidative stress in the kidney injury of mice following exposure to lanthanides trichloride

Environmental pollution from lanthanides (Ln) has been recognized as a major problem due to a grab exploitation of Ln mine in China. Exposure to Ln has been demonstrated to cause the nephrotoxicity, very little is known about the mechanism of oxidative damage to kidney in animals. In order to understand Ln-induced nephrotoxicity, various biochemical and chemical parameters were assayed in mouse kidney. Intragastric exposures of LaCl₃, CeCl₃, and NdCl₃ at doses of 2, 5, and 10 mg kg⁻¹ BW for 90 consecutive days caused nephritis or epithelial cell necrosis and oxidative stress to kidney. An increase in coefficients of the kidney, La, Ce, and Nd accumulation and histopathological changes in the kidney could be observed, followed by increased reactive oxygen species production and peroxidation levels of lipid, protein and DNA, and decreased activities of superoxide dismutase, catalase, glutathione-S-transferase and glutathione reductase as well as antioxidants such as glutathione, ascorbic acid and thiol contents. Furthermore, La, Ce, and Nd significantly suppressed expression of genes and proteins of these antioxidative enzymes in mouse kidney. In addition, kidney functions were disrupted, including an increase of the creatinine, and reductions of uric acid, urea nitrogen, calcium and phosphonium. These findings suggest that nephritis generation or epithelial cell necrosis in mice following exposure to Ln is closely associated with oxidative stress. Of these damages, the most severe was in the Ce³⁺-exposed kidneys, next in the Nd³⁺-exposed kidneys, and the least in the La³⁺-exposed kidneys, which may be attributed to the 4f electron of Ln.     

河北平原土壤重金属人为污染的富集因子分析

在环境地球化学研究中,自然异常与人为异常往往同时存在,因此要判断环境污染状况,从自然异常中分离人为异常是十分重要的。文章根据重金属元素的环境地球化学行为,采用富集因子来判别河北平原表层土壤中重金属的人为污染情况。以4 km^2为一个评价单元,选择Zr为标准化元素,分别以河北太行山区岩石平均值及该评价单元所对应的深层土壤样品的分析值为地球化学背景,计算得到了河北平原表层土壤中重金属元素的两组富集因子值,分别用EF和CEF表示。结果表明,除As、Ni外,其它重金属元素的EF和CEF分布特征基本一致。按CEF计算结果,该区表层土壤约有50%的区域（约40 000 km^2）发生了1级轻微的重金属污染;As、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn约有1%～5%的少部分区域发生了2级中度以上重金属污染;Cd、Hg达到2级中度污染的面积为河北平原总面积的14.7%和49.6%,达到3级显著污染级别以上分别为1.1%（880 km^2）和12.6%（10 080 km^2）。重金属污染主要分布在工矿区（如冀东北部地区的铁矿集区、白洋淀及周边的小冶炼厂集中区）、污灌区（如唐海县的Cd异常、石家庄及其南部的河两岸的多金属异常）、大中城镇（Hg异常）。河北平原的实例研究表明,应用富集因子可有效区分重金属污染的自然影响和人为影响。     

羊卓雍错水体pH偏高的成因

羊卓雍错（简称“羊湖”）流域是我国生态环境保护的重点区域,但羊湖水体pH往往超标,令当地管理部门倍感压力.针对羊湖pH偏高的问题,利用地球化学方法,从水化学和流域风化的角度寻找相关线索,以揭示羊湖水体pH偏高的成因.结果表明:①羊湖水体pH在8.5~9.3之间,超标率为49%,同时具有季节性变化特征;而羊湖流域水源（包括地表水、地下水和冰川融水等）pH中间值为8.52,基本代表该流域水源pH的背景值.②羊湖流域水源水化学类型为Ca-HCO₃或Ca-SO₄,汇入羊湖经历长期蒸发浓缩和复杂地球化学过程后,水化学类型转化为Mg-SO₄.③羊湖流域不但存在碳酸盐岩和硅酸盐岩的风化,还有硫化物矿物风化特征.羊湖水体pH超标与羊湖流域水源无关,而是流域风化和其自身长期自然演化的结果.流域风化为羊湖水体提供的大量HCO₃-,是羊湖pH在特定条件下自然演化的物质基础.羊湖封闭型水动力学特征使HCO₃-滞留并累积在水体中,这为羊湖pH自然演化提供了一个必要条件.在长期蒸发浓缩过程中,水体中一部分HCO₃-转化为CO₃2-,导致水体pH逐渐上升,这是羊湖水体pH偏高的充分条件.简言之,羊湖pH偏高是流域风化、封闭型的水动力学和水体长期蒸发浓缩共同作用的结果.鉴于羊湖水体pH偏高是长期自然演化的结果,建议将pH从羊湖水质管理的考核指标中排除,以免造成不必要的管理成本和压力.      

城市污水管网中水质变化特性

以管网中城市污水为研究对象,通过模拟管道的循环流动研究了水质变化特性。结果表明,在水力流动6 h的条件下,因管道沉积和管内微生物作用,城市污水中的TCOD(总有机物)去除率为10.79%,其中,沉积和生物降解作用对TCOD去除的贡献率分别为68.85%和31.15%。而管道中的氮类污染物的去除率为11.15%,管道沉积与生物降解作用各占约50%,其中生物降解引起的氮类污染物的变化主要是水中有机氮转化为NH3-N(NH3-N由35.51 mg/L升至38.38 mg/L),以及反硝化作用造成的NO3-N转变(NO3-N由2.36 mg/L降至0.84 mg/L)。总磷的变化相对较小,与管道内相对稳定的缺氧环境有关。     

一株异养硝化好氧反硝化菌的筛选鉴定及其脱氮特性

从长期施用农家肥的土壤中筛选出一株异养硝化好氧反硝化菌SQ2,经形态学和16S rRNA同源性分析,初步确定该菌株为不动杆菌Acinetobacter sp..实验研究了菌株SQ2对氨氮、硝酸盐和亚硝酸盐的去除特性,通过改变碳氮比、pH、接种量、碳源、温度和转速考察了菌株异养硝化条件,并探究了菌株耐高氨氮特性.结果表明,在28℃、180 r·min~(-1)好氧条件下,菌株SQ2对氨氮、亚硝态氮和硝态氮去除率分别达到100%、99.6%和96.9%,异养硝化体系中氮源降解速率、COD去除速率及菌株生长量均要高于好氧反硝化体系.菌株SQ2异养硝化最适条件为:碳氮比为12,pH为7~9,接种量为5%,碳源为琥珀酸钠,温度为28℃,转速为180~220 r·min~(-1).菌株SQ2具有良好的耐高氨氮特性,对实际高氨氮猪场废水脱氮效果良好,在高氨氮污水等生物处理方面具有良好的应用前景.     

燃煤锅炉共用烟气脱硫装置的设计与应用

采用钠钙双碱法对燃煤锅炉烟气脱硫,多台锅炉中每台配置一套旋流板脱硫吸收塔,共用一套脱硫溶液配制、循环、再生及硫酸钙脱水系统。循环水量大,NaOH容量多,系统耐冲击负荷能力强。循环脱硫液使用流量不同的输送泵,在1台、2台或3台锅炉分别运行的状态下,脱硫系统、脱硫液循环系统、硫酸钙脱水系统等正常运行,运行灵活性强,节能效果明显。     

贵州草海水化学特征及离子来源分析

为明确草海水体化学的时空分布特征,揭示水-岩作用以及人类活动对水化学的影响,分别在枯水期和丰水期对草海湖水、河水及地下水进行系统采样,并通过Piper、Gibbs等水文地球化学方法分析水化学控制因素和主要离子来源.结果表明,草海水化学类型主要为HCO3-Ca和HCO3-SO4-Ca-Mg型.HCO3-、Ca2+为优势离...     

草海底泥原位钝化工程示范及其生态环境效应

选取贵州草海重污染湖区,利用改性粘土钝化剂开展底泥原位钝化技术示范,对示范区内外主要水质参数、浮游生物和底栖动物等进行了对比监测与研究。结果表明：示范工程实施一年后钝化区水体氨氮（NH3-N）和总磷（TP）含量分别降低至对照区的29%和23%,水体溶解氧含量达9 mg·L-1以上,透明度显著增加;钝化区水体藻类总丰度降低40%以上,蓝藻所占比例大幅下降;钝化区沉水植物生长繁茂,水体自净功能明显增强,已形成草型清水生态系统。钝化区与对照区水体浮游动物、底栖水生生物种群及丰度无显著变化,表明钝化剂未对动物生长造成不良影响;原位钝化技术具有快速提升水体透明度和溶解氧含量、抑制底泥污染物释放、降低水体营养盐含量及抑制藻类生长等特点,且实施方便、成本低廉,在湖泊底泥污染治理和水体富营养化防治领域具有广阔应用前景。