2013~2014年北京市NO2时空分布研究

根据2013~2014年北京市NO₂监测数据,对比分析了全年及重污染日NO₂时空分布特征.结果表明:2013年NO₂平均浓度为56μg/m³,2014年北京市NO₂年均浓度为56.7μg/m³.年均及重污染日NO₂月均浓度均呈波浪型分布,日变化呈双峰型分布;空间分布上北部及西部山区NO₂浓度明显低于中心城区及南部地区. NO₂浓度与PM_2.5、CO、NO呈正相关关系,与O₃、OX无明显相关性;全年NO₂光解速率峰值平均在0.105/min左右,重污染日光解速率峰值平均在0.026/min左右;全年及重污染期间,氮氧化速率分别为0.142±0.061、0.190±0.036;高浓度NO₂既有利于O₃生成,又对重污染的形成起到了促进作用;重污染日特定条件下北京市NO₂的两种转化机制以转化为NO₃^-过程为主导.经计算2000~2014年北京市机动车的保有量与NO₂浓度的相关系数R为-0.84,机动车NO_x排放量对北京市NO₂浓度的变化有显著的影响.     

颗粒型厌氧生物膜改善高氢分压下丙酸降解抑制研究

为了改善氢辅助型原位沼气提纯系统中高氢分压对丙酸降解的抑制, 考察了不同颗粒型厌氧生物膜(有无载体、导电和非导电载体) 培养初期和末期的丙酸降解性能;并通过微生物形态和群落分析,探讨了颗粒型生物膜丙酸降解机制.结果表明,导电碳毡厌氧生物膜和厌氧颗粒污泥能有效改善高氢分压下丙酸降解抑制问题.其最大丙酸降解速率分别达到2.2,1.2mmol/(L·h).碳毡厌氧生物膜可能主要通过产酸细菌(Thermovirga、Levilinea、Syntrophomonas属)和产甲烷古菌(Methanosaeta属)的电子直接传递(DIET)途径实现丙酸的降解;而厌氧颗粒污泥降解丙酸的途径可能主要依靠产酸细菌(Syntrophobacter属)与嗜氢型甲烷菌(Methanolinea 、Methanobacterium属)的共生营养代谢过程.     

文蛤谷胱甘肽抗氧化系统对北部湾沉积物中可提取态重金属的响应

为识别海洋双壳类谷胱甘肽抗氧化系统对滨海沉积物重金属可提取态和总量的响应特征差异,分析了北部湾潮间带沉积物中不同形态Cu、Pb、Zn、Cd、Cr的质量分数,文蛤(Meretrix meretrix)鳃组织中w(GSH)(GSH为还原型谷胱甘肽)、w(GSSG)(GSSG为氧化型谷胱甘肽)、GPx(谷胱甘肽过氧化物酶)和GST(谷胱甘肽硫转移酶)活性,并计算w(GSH)/w(GSSG)、tGSH(总谷胱甘肽)含量和OSI(氧化逆境指数). 结果表明:w(TE-Pb)(TE-Pb为可提取态Pb,下同)、w(TE-Cr)、w(TE-Cu)、w(TE-Zn)和w(TE-Cd)平均值分别为13.40、1.93、13.19、30.09和0.10mg/kg; w(TE-Cd)占w(T-Cd)(T-Cd为总Cd,下同)的60.2%~98.1%,并且主要为弱酸溶解态和有机物及硫化物结合态;部分采样点w(TE-Pb)和w(TE-Zn)较高,二者占w(T-Pb)和w(T-Zn)的平均值分别为44.6%和56.6%;Cr、Cu分别在全部或大多数采样点以残渣态为主,可提取态含量平均仅占总量的17.9%和36.5%. 重金属的可提取态质量分数与总量的空间分布基本一致(Cr除外). 文蛤鳃中w(GSH)、w(GSSG)分别为4.07~6.06、4.01~6.59mg/g. 抗氧化指标对沉积物中重金属总量和可提取态质量分数均有显著响应的为w(GSSG)与Cd,w(GSH)/w(GSSG)与Cr和Cd,OSI与Cr和Cd. 然而,w(GSH)/w(GSSG)和OSI只对w(T-Zn)有良好响应;GST只与w(TE-Cu)、w(TE-Zn)显著相关. 某些抗氧化指标对重金属总量和可提取态质量分数表现出不同程度的响应,因此,不能单独依据双壳类对重金属总量的生化响应特征来筛选用于沉积物综合毒性评价的生物标志物.      

pH对鱼腥藻和普通小球藻生长竞争的影响

pH值是藻类生长环境的重要理化指标,它可以通过改变环境酸碱度和碳酸盐平衡系统及不同形态无机碳分配关系来影响藻类的生长。为揭示水体中常见藻类的生长过程及其与pH的相互关系,设置了6.0,7.0,8.0和9.0等4个pH梯度,通过室内实验模拟水体条件,研究不同pH条件下主要水华藻类--鱼腥藻（Anabaena sp.strain PCC）和常见淡水藻类--普通小球藻（Chlorella vulga）的生长和种间竞争。结果表明,无论是在单种培养还是在共同培养体系中,4个pH条件下两种藻类的最大生物量差异显著（P〈0.05）,鱼腥藻和普通小球藻的最适pH均为9.0,其中单种培养时鱼腥藻和普通小球藻的最大生物量分别为4473.5×104,689.6×10^4 cells·mL-1;共同培养时鱼腥藻和普通小球藻的最大生物量分别为2798.0×10^4,296.5×10^4 cells·mL-1。竞争试验结果表明,pH对藻类种间竞争抑制参数能够产生显著影响,pH 7.0时普通小球藻对鱼腥藻的竞争抑制参数（β）最大,为12.91;鱼腥藻对普通小球藻的竞争抑制参数（α）则是pH 6.0时最大,为1.778。在4个pH条件下普通小球藻对鱼腥藻的竞争抑制参数（β）均大于鱼腥藻对普通小球藻的竞争抑制参数（α）,与单种培养相比,鱼腥藻最大藻细胞数受到明显削弱,说明普通小球藻在竞争中占优势。因此,在水产养殖过程控制和精准培水技术研究,以及控制养殖水体富营养化的过程中,可以通过调节养殖水体pH值以及普通小球藻的浓度来控制鱼腥藻的生长。     

增塑剂邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯的危害、分布及生物降解

邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯（DEHP）广泛用于塑料产品、皮革、建筑材料、个人护理产品、洗涤剂、油漆和药物等产品中。作为最常用的增塑剂,DEHP一直是备受关注的人工合成物。本文在国内外已有研究成果的基础上,综述分析了DEHP的危害、分布和生物降解等,为今后的研究提供思路。许多动物实验研究结果显示,DEHP具有生殖发育毒性、免疫毒性、胚胎毒性、肝脏毒性及致癌性等多种毒性,并具有引起甲状腺素代谢改变的类雌激素活性。虽有针对 DEHP 与乳腺癌、胰腺癌、睾丸癌、呼吸系统癌症和多发性骨髓瘤等的关系之间的研究,但无足够证据表明 DEHP 会导致人类患上这些癌症或其他疾病。由于人体实验数据的严重缺乏,DEHP对人体的毒性并未得到完全确认,因此WHO将DEHP列为2B类物质,意为可能的致癌物质。作者认为DEHP的人体毒性实验是有关DEHP研究的前提和首要任务,因此建议对DEHP接触人群开展追踪研究,以获得基础性数据。另外鉴于环境中存在多种污染物质,因此建议开展 DEHP 与其他物质的协同毒性的研究。检测数据表明,DEHP已经广泛存在于水、食品容器、空气和土壤中。我国松花江、黄河和长江等多处采样点的数值超出了国家规定的生活饮用水水源水标准或国家地表水水质标准。DEHP 也是污水中最为常见的内分泌干扰物质。DEHP也广泛存在于牛奶、肉、奶酪、谷物、鱼和各种海产品等,且脂类含量越高,如牛奶、肉类和鱼类等,则DEHP的含量越高。塑料包装的食品如果放置时间过长,则会导致更多的DEHP释放到食品中。家具及装修材料也会释放DEHP,因此室内空气中也会含有一定量的DEHP。目前,美国、澳大利亚、日本等大多数国家规定DEHP在空气中的职业暴露限值为5 mg·m^-3,WHO建议饮用水中DEHP的限值为8μg·L^-1,我国也?     

下垫面条件对流域极端事件影响及综合应对框架

在剖析下垫面条件变化对流域极端水文事件演变影响的基础上,构建了流域极端水文事件综合应对技术框架,并阐述其中的关键研究命题。结果表明,自然植被条件能够提高流域干旱之前土壤含水量并降低干旱过程中土壤蒸发速率,在一定程度上起到减缓干旱的强度和持续时间的作用;水利工程通过调节流域水资源的时空分布,增加可利用水资源量,能够缓解甚至规避流域干旱事件,但同时可能加剧坝址下游地区的干旱程度。自然植被条件将延长降水坡面产-汇流历时、降低洪峰流量,对极端降水洪涝事件具有一定的消减作用;此外,流域水土保持和修建水利工程等下垫面条件改变有利于河道行洪过程,能够起到缓解洪涝事件的作用。基于下垫面条件变化的流域极端水文事件综合应对技术框架包括旱涝事件监测、机理识别、影响评价和综合应对四个方面的内容,其中的关键研究命题主要为下垫面条件变化对流域极端水文事件影响的定量评估、面向流域极端水文事件合理的水土资源配置及其集成管理等。     

考虑中间主应力对圆形巷道Hoek Brown准则解的影响

为了建立更加适用于深部巷道围岩塑性解分析的Hoek Brown准则,获得更加准确的巷道围岩塑性区范围及其支护变形量。通过将洛德参数表示的中间主应力带入Hoek Brown准则中,经过理论公式的推导,获得巷道围岩塑性区的应力和半径以及巷道周边位移的解析解。经算例分析,随着中间主应力的减小,塑性区范围也减小,当中间主应力趋近于第三主应力时,塑性区范围为最小;并且支护阻力和原岩应力对巷道塑性区范围也有一定影响;最后将计算的结果与Mohr-Coulomb准则对应的卡斯特纳解进行比较,发现文中建立的Hoek Brown强度准则更加适用于深部巷道塑性区分析。由此可知考虑中间主应力的Hoek Brown强度准则,更能全面分析巷道围岩塑性区的范围,获得更为准确的结果;在工程实践中,在易破坏的地段取地应力值时,应适当的增大中间主应力的取值,并且刚开挖巷道应及时支护,这样可有效的维护巷道围岩的稳定。     

混气喷涂改善作业环境的实验研究

传统的油漆喷涂环境污染严重,危害人体健康。以混合喷涂技术为主要研究对象,将混气喷涂与传统的空气喷涂在柴油发动机上进行实际应用与对比分析,对混气喷涂的技术性能与环境污染特征进行了评估。结果表明,与空气喷涂相比,混气喷涂可有效提升喷漆的漆膜厚度(平均提高约39.5%),喷涂质量较高;油漆利用效率较高,减少了涂料的消耗约20%,降低了生产成本;可抑制漆雾的飞散,减少了50%以上的VOCs排放,改善了作业环境质量;此外,混合喷涂还可降低喷涂时间,提高喷涂效率。因此,建议我国政府提倡推进此新技术的应用,逐步淘汰落后技术设备,降低喷涂带来的环境污染。     

基于PERT图的LMRP集油罩深水井喷应急作业设计

底部隔水管总成(LMRP)集油罩可高效回收深水井喷海底漏油,为有效支持应急演练和事故现场救援的开展,基于计划评审技术(PERT)进行LMRP集油罩应急作业设计。面向1500m水深事故场景,将LMRP集油罩作业分为15项子作业并编制应急作业PERT图,计算LMRP集油罩应急作业在不同规定期限内的完成概率。结果表明:PERT图可直观定量描述深水井喷应急作业,得到LMRP集油罩作业关键路线总时长为575h并给出作业优化建议。LMRP集油罩作业在规定期限45、50、55、60、65、70h内完成的概率分别为00002、00174、02420、07580、09826和09998。随着规定期限时间延长,应急作业完成概率提高,且在关键路线总时长附近增长率最大。     

陕北水蚀风蚀交错区生物结皮的形成过程与发育特征

生物结皮的形成发育具有明显的时空分异性,荒漠地区的诸多研究结果不能直接推演至黄土高原地区。研究黄土高原生物结皮的形成过程与发育特征,是对全球生物结皮认知的重要补充,也是揭示其生态功能的基础。论文选择陕北黄土高原水蚀风蚀交错区的典型小流域,通过定位动态观察和全面调查测算,探讨生物结皮的发育过程。结果表明：①流域内生物结皮经历了由退耕裸地—物理结皮—生物结皮的发育阶段。退耕撂荒的第1 年,物理结皮便迅速形成;第2 年,土表颜色明显变深,藓结皮开始发育。流域内藓结皮占绝对优势,发育稳定后（15 a）覆盖度可达90%。②不同发育年限生物结皮的物种组成及种数差异很大。发育初期（<6 a）发现苔藓植物2 科4 属5 种,其中芦荟藓（Aloina rigida (Hedw.) Limpr.）和短喙芦荟藓（A. brevirostris (Hook. & Grev.) Kindb.）为先锋优势种。发育稳定的生物结皮（15 a）鉴定出苔藓植物2 科8 属13 种。其中,丛藓科占6 属8 种,以对齿藓属（Didymodon）的尖叶对齿藓（D. constrictus (Mitt.) Saito）、黑对齿藓（D. nigrescens (Mitt.) Saito）、硬叶对齿藓尖叶变种（D. rigidulus Headw. var. ditrichoides (Hedw.) Zand.）所占种数最多。不同阶段的藓结皮均有藻类伴生,发育初期（<6 a）的藓结皮中鉴定出藻类植物26 科35 属50 种。③水热同期的雨季是生物结皮形成的关键时期。发育2 a 的生物结皮厚度达到6.3 mm,超过稳定结皮厚度（9.8~11.8 mm）的50%,抗剪强度约30 kPa。发育初期（<6 a）,容重无明显变化（1.40~1.43 g·cm^-3）,发育稳定（15 a）后容重下降到1.0~1.3 g·cm^-3。该区生物结皮的形成过程同荒漠区类似,但表现出发育速度快、稳定周期短的特点;藻类、苔藓组成及其优势种[坑形细鞘丝藻（Leptolyngbya foveolara）、尖叶对齿藓]与荒漠区明显不同。