Development and application of a comprehensive ecological risk assessment indicator system in Xiamen,China

Urban ecological risk is one of the important factors that may restrict the social and economic development. Therefore, it is of great significance to carry out a comprehensive assessment of ecological risks so that an ecological risk prevention and control plan can be scientifically formulated. In this paper, a comprehensive ecological risk assessment indicator system of Xiamen was established based on local ecological properties and socioeconomic status. This indicator system covers seven indicators including air pollution, soil pollution, water pollution, fresh water consumption, change in land use, occupation of key zones with ecological functions, and road network expansion. Based on this indicator system and in conjunction with the single factor assessment of ecological risks, this study constructed a model of comprehensive ecological risk assessment and forecasted the comprehensive ecological risk of Xiamen in 2020. The results showed that the comprehensive ecological risk level of Xiamen in 2020 is medium and the main stressors are the discharge of air and water pollutants. From the perspective of risk receptors, i.e. the ecosystem services, the risk posed to the ecosystem services associated to the maintenance of air quality and water purification is the highest. Therefore, this study proposed the recommendations on ecological risk prevention and regulation in Xiamen based on the comprehensive assessment of ecological risks, in the hope to provide scientific support for local ecological protection and sustainable development.     

往复流河道沉积物重金属的污染特征和风险评估

在往复流现象明显的蕰藻浜中下游河道选择16个采样点,分析研究沉积物性状以及Cr、Cu、Zn、Cd、Ni、Pb、Mn的含量以及分布情况。结果表明:蕰藻浜总体污染程度为中等,其中陈行桥、江杨北路桥以及淞港码头污染较严重。Cr、Cd、Pb、Ni、Cu、Zn和Mn的含量分别为24.0~357.0、0.06~0.69、20.0~85.4、18.2~132、14.2~136、84.6~685、472~1 086 mg/kg。通过分析发现,Pb、Ni、Cu、Zn和Cr总量都具有显著的相关性,很有可能来自同一外源污染,而中游河段的Mn主要来自于沉积物母质。河道两岸以往的工业与生活排污以及往复水流使得重金属污染物在沉积物中聚集是造成重金属污染的潜在原因。运用地累积指数法、潜在生态危害指数法、污染负荷指数3种风险评价法对沉积物重金属进行风险评估,总体来说,3种评价方法都表明Cu的污染程度较严重,Mn的污染较轻。其中地累积指数法结果显示,各重金属的污染顺序为CuZn≥CdPb≥CrNiMn,然而由于Cd本身生物毒性较高,对沉积物生态环境危害贡献率可达到60%;污染负荷指数评价结果发现蕰藻浜下游河段部分断面沉积物达到了极强污染程度,应当受到重视。     

抗生素在地下水系统中的环境行为及生态效应研究进展

抗生素在环境中的残留已引起广泛关注。随着对地下水污染的报道日益增多,抗生素对地下水系统的潜在影响不容忽视。本文系统地阐述了地下水中抗生素的来源、污染水平及迁移转化规律,总结了抗生素对地下水微生物群落的影响以及抗生素诱导产生的抗性基因的潜在污染趋势。因地下水赋存隐蔽,一旦污染难以及时察觉,抗生素进入地下水系统后易长期残留。目前,针对抗生素及抗性基因在地下水系统中的环境行为及生态效应研究还十分有限,本文据此指出了当前形势下开展相关研究的必要性,并对今后的研究方向进行了展望。     

乙酸铜对银鲳幼鱼急性毒性及抗氧化酶活性的影响

为评价乙酸铜对银鲳的安全性及毒性效应,采用静水急性暴露实验,研究了8个乙酸铜浓度梯度(0、0.150、0.206、0.282、0.387、0.531、0.729、1.00 mg·L~(-1))对银鲳幼鱼的急性毒性,以肝脏和鳃组织的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化酶(GSH—PX)以及谷胱甘肽巯基转移酶(GST)活性为指标研究乙酸铜对银鲳幼鱼的毒理作用,并进行安全评价。结果表明,高浓度乙酸铜会对银鲳幼鱼产生了较大的毒性,48 h和96 h-LC_(50)分别为0.898 mg·L~(-1)、0.264 mg·L~(-1),安全质量浓度为0.026 mg·L~(-1);不同浓度乙酸铜胁迫下银鲳幼鱼组织中的SOD、CAT、GSH-PX和GST活性均表现为低浓度被诱导而高浓度受抑制的规律,与乙酸铜浓度呈抛物线型剂量效应关系,此外,肝脏中4种抗氧化酶活性普遍高于鳃组织。研究发现,乙酸铜胁迫对抗氧化酶的影响,可以反映银鲳幼鱼机体的受损状况,其中SOD可较灵敏地指示早期低浓度的铜污染。     

催化臭氧化降解技术中的两个问题

探讨了有机物特性及中间产物H₂O₂在催化臭氧化中的作用。结果表明,有机物在自由基链反应过程中的特性直接影响催化臭氧化的降解效率。当目标有机物是对链反应具有促进作用的甲酸时,自由基引发反应可以明显提高甲酸的臭氧化效率。当目标有机物是对自由基链反应具有抑制剂作用的乙酸时,O₃和Fe²⁺/O₃对乙酸有着相似的降解效率。以上结果表明,自由基引发反应并不是臭氧化降解效率提高的充分条件。另外,当臭氧化过程有H₂O₂产生时,必须考虑类Fenton反应对臭氧化效率的影响。     

Zn/Fe体系湿法催化氧化高效脱除沼气中H2S的研究

提出了Zn/Fe体系湿法催化氧化脱除沼气中H₂S新工艺,阐述了反应机理、实验装置和工艺流程,考察了各单因素操作条件对H₂S脱除效率的影响,在此基础上进行的综合条件实验,脱硫效率都维持在99.6%以上,净化后沼气中H₂S含量低于国家标准。过程不消耗任何化工原料,不产生二次污染,体系无降解问题。     

La2O3/ZnO/TiO2光催化降解活性艳红K-2BP的研究

采用溶胶-凝胶法制备了La₂O₃/ZnO/TiO₂复合光催化剂,以紫外灯为光源,活性艳红K-2BP为模型降解物,研究了La₂O₃/ZnO/TiO₂的光催化性能。结果表明：当锌和镧的掺杂量w(ZnO)=20%, w(La₂O₃)=0.5%, 煅烧温度为500℃时,La₂O₃/ZnO/TiO₂复合光催化剂的光催化活性最高;当催化剂投加量4 g/L,通气量800 mL/min,初始pH值3.12时,La₂O₃/ZnO/TiO₂对活性艳红K-2BP的降解效果最好。实验证明,La₂O₃/ZnO/TiO₂对活性艳红K-2BP的降解遵从Langmuir-Hinshelwood动力学模型,测得其反应速率常数k＝11.5 mg/(L·min);吸附常数K＝2.88×10^-2 L/mg。     

油库上装密闭发油鹤管的研发

根据油库油气回收系统的工艺要求,分析了现有油库上装发油系统实现油气密闭收集的技术难点及需要解决的问题。借鉴下装式发油的技术特点,研发了上装密闭发油系统,提出了鹤管系统及油罐车改造方案。在对现有油库上装发油鹤管不进行大规模改造的前提下,实现了上装密闭发油,经现场应用,效果良好。     

渭河陕西段潜流带沉积物重金属变化初步分析

为厘清潜流带沉积物重金属时空变化及与水量交换、沉积物颗粒结构间的关系,于2013年春夏两季对渭河陕西段5个研究断面66个测试点位沉积物的野外原位渗透系数、颗粒粒径、重金属含量进行分析.结果表明:影响渭河沉积物渗透系数的主要因素是沉积物粒径,同时沉积物垂向分层、排列组合也影响其渗透性能;沉积物重金属Cu、Zn、Pb、Cd质量分数在垂向上不同深度其含量大小不同,在时间上总体呈现春季夏季,富集系数(EF指数)分析结果显示春季Cu、Zn(除华县)、Pb(除眉县)、Cd富集严重且主要受人为输入源影响,夏季除Cd元素外,Cu、Zn、Pb的EF值均1.5,说明其含量主要来源于地壳和岩石圈的自然风化过程;Pearson相关分析发现粘土与粉砂(粒径0.075 mm)百分比与沉积物重金属质量分数呈弱相关,重金属粒径效应不显著,粒径不是控制重金属含量的主要环境影子;对单一重金属垂向不同深度含量进行相关性研究发现除Cd外,其余3种重金属在垂向上的相关系数均0.5(p0.01),说明单一重金属在垂向上具有同源性且存在相互迁移与转化.