水信息学及其在水环境中的应用研究综述

水信息学是一门新兴的学科,是在水范围内运用知识的新途径、元知识.它着重运用计算机技术、通信网络技术、3S技术、可视化技术等一系列高新技术,并结合传统水科学和工程学的方法,研究与水环境相关数据的收集、存储、处理、模拟、预测和结果显示等问题.文章首先探讨了几种不同的水环境概念及水环境研究模型,阐述了近年生态水力学模型的制约因素.生态水力学模型建市在时空一致性和质量能量守恒等假设上,而水生态系统的高度复杂性、非线性和时空特异性制约模型的发展.从"知识发现"和"知识管理"两个视角出发,重点阐述数学模型、数据挖掘、数据同化、数据驱动、地理信息系统、决策支持系统、商业软件等水信息学方法在水环境研究中的应用.目前水信息学还处于起步阶段,各方法交叉结合的研究还比较少,在今后的研究中有待加强,包括基于数据的各方法手段的结合、基于数据和基于过程的两者结合、水环境的知识发现和知识管理的结合等.     

硅营养缓解水稻幼苗Cd、Cr毒害的生理研究

两系法杂交稻“培杂山青”和常规稻“双桂３６”幼苗经较高浓度的Ｃｄ２＋（ｃ＝９．６～３８．４μｍｏｌ／Ｌ）或Ｃｒ３＋（ｃ＝７．５～２５．０μｍｏｌ／Ｌ）处理可使其叶片光合速率、叶绿素（ａ＋ｂ）含量、叶绿素ａ／ｂ比值、叶片可溶性糖、淀粉及可溶性蛋白质含量降低，而叶片的ＰＯＤ活性提高；低浓度Ｃｄ２＋（ｃ＝４．８μｍｏｌ／Ｌ）和Ｃｒ３＋（ｃ＝２．５μｍｏｌ／Ｌ）处理幼苗对上述生理指标有提高作用，但ＰＯＤ活性稍降低．加Ｓｉ（Ｎａ２ＳｉＯ３）［ｃ（ＳｉＯ２）＝１．３３１ｍｍｏｌ／Ｌ］的Ｃｄ、Ｃｒ处理比不加Ｓｉ的Ｃｄ、Ｃｒ处理的幼苗叶片上述生理指标明显提高，且明显降低其ＰＯＤ活性．说明Ｓｉ在不同程度上起到缓解Ｃｄ、Ｃｒ对水稻幼苗的毒害作用．而ｃ（Ｃｒ３＋）＝２５．０μｍｏｌ／Ｌ是“双桂３６”幼苗的致死浓度     

岩溶山区不同土地利用方式对土壤活性有机碳动态的影响

对贵州茂兰自然保护区内三种典型土地利用方式(林地、草地和耕地)下土壤活性有机碳组分(土壤溶解有机碳和土壤微生物量碳)的月变化及其对环境因子的响应进行了研究,结果表明在不同的土地利用方式下上覆植被类型不同,其凋落物数量、质量及分解行为不同,有机质的输入量及质量也不相同,从而形成不同的土壤溶解有机碳含量差异,土壤有机碳的大小也存在较大差别。研究结果显示:从全年平均值来看,林地土壤溶解有机碳分别比草地和耕地高25%、48%;从3月到8月,三者均随气温的上升呈增加的趋势,林地和耕地在8月均达到最大值,而草地则在10月达到最大值;林地和草地土壤微生物量碳分别高于耕地81%和45%,林地和草地在10月达到最大值。不同的土地利用方式导致土壤活性有机碳的差异较大,这说明岩溶生态系统中土地利用方式对土壤碳库的大小有较大影响。不同土地利用方式下土壤活性有机碳对环境因子的响应也各不相同,这表明土壤活性碳受众多因素的制约而呈现出一种动态平衡关系,进一步的机理仍需要进行深入研究。     

生物气溶胶研究进展:环境与气候效应

生物气溶胶是大气气溶胶的一个重要组成部分,在大气中的扩散、传播会引发人类的急慢性疾病以及动植物疾病。生物气溶胶还可以间接影响全球气候变化,并对大气化学和物理过程有着潜在的重要影响。相关研究已成为国际研究的热点,也逐渐得到更广泛的关注。生物气溶胶中的几类生物体(如真菌、细菌和藻类)都被鉴别出是有效的云凝结核(CCN),并在以活性CCN的形式存在。当生物气溶胶与有机物(OC)碰撞接触时可以改变大气中OC的化学组成并改变其CCN特性,从而影响云量并间接影响全球气候变化。空气中的微生物也是影响空气质量的重要因素之一,相关研究主要集中于室内空气细菌、病毒、真菌等生物体的监测及来源调查。而对生物气溶胶的准确测定依赖于采样的有效性,为了减少采样中的误差和活性损失,近年来开发了一些具有应用前景的在线采集、分析技术,如自动拉曼光谱、时间飞行质谱等。分布在大气中的生物气溶胶同样可以遵从传输路线进行长距离传输,而且不同类型的生物气溶胶在大气中具有不同的浓度和时空分布模式。文章对国内外学者近年来在大气生物气溶胶环境效应、样品采集、监测分析以及分布和传输方面的研究进展作了较系统的综述。     

青岛近海秋季生物气溶胶分布特征

生物气溶胶是大气气溶胶的重要组成部分,对生物气溶胶的分布特征进行分析对于了解其对人体健康和大气环境的影响具有重要作用.于2007年9-10月运用安德森6级生物粒子采样器在青岛近海连续采集生物气溶胶样品,探讨陆源和海源细菌及真菌的浓度和粒径分布特征.结果表明,青岛近海生物气溶胶中陆源细菌浓度高于海源细菌,而陆源真菌浓度低于海源真菌,海源菌总数高于陆源菌;陆源和海源细菌及真菌浓度分布表现为上午﹥下午﹥中午.9-10月陆源和海源细菌主要分布在大于2.1 (m的粒子中,占总数的80.0%以上,呈偏态分布;9月陆源和海源真菌主要分布在2.1~7.0 (m的粒子中,10月陆源和海源真菌主要分布在1.1~4.7 (m的粒子中,呈对数正态分布.总体而言,青岛近海生物气溶胶受到陆地与海洋的双重影响,海洋影响更为显著.     

Metagenomic analysis on resistance genes in water and microplastics from a mariculture system

• Total 174 subtypes of ARGs were detected by metagenomic analysis. • Chloramphenicol resistance genes were the dominant ARGs in water and microplastics. • The abundances of MRGs were much higher than those of ARGs. • Proteobacteria, Bacteroidetes, and Actinobacteria were the dominant phylum. • Microplastics in mariculture system could enrich most of MRGs and some ARGs. Microplastics existing widely in different matrices have been regarded as a reservoir for emerging contaminants. Mariculture systems have been observed to host microplastics and antibiotic resistance genes (ARGs). However, more information on proliferation of ARGs and metal resistance genes (MRGs) in mariculture system at the presence of microplastics is needed. This study used metagenomic analysis to investigate the distribution of ARGs and MRGs in water and microplastics of a typical mariculture pond. Total 18 types including 174 subtypes of ARGs were detected with the total relative abundances of 1.22/1.25 copies per 16S rRNA copy for microplastics/water. Chloramphenicol resistance genes were the dominant ARGs with the abundance of 0.35/0.42 copies per 16S rRNA copy for microplastics/water. Intergron intI1 was dominant gene among 6 detected mobile genetic elements (MGEs) with the abundance of 75.46/68.70 copies per 16S rRNA copy for water/microplastics. Total 9 types including 46 subtypes of MRGs were detected with total abundance of 5.02 × 10²/6.39 × 10² copies per 16S rRNA copy for water/ microplastics while genes resistant to copper and iron served as the dominant MRGs. Proteobacteria, Bacteroidetes, and Actinobacteria accounted for 84.2%/89.5% of total microbial community. ARGs with relatively high abundance were significantly positively related to major genera, MGEs, and MRGs. Microplastics in mariculture system could enrich most of MRGs and some ARGs to serve as potential reservoir for these pollutants. The findings of this study will provide important information on resistance gene pollution at presence of microplastics in the mariculture system for further proposing suitable strategy of environmental management.     

Removal of PCDD/Fs and PCBs from flue gas using a pilot gas cleaning system

A 100 Nm3 /hr capacity pilot scale dual bag filter (DBF) system was tested on the flue gas from an actual hazardous waste incinerator (HWI), the removal efficiency of polychlorinated dibenzo-p-dioxins and polychlorinated dibenzofurans (PCDD/Fs) and polychlorinated biphenyls (PCBs) was also studied. The first filter collected most of the fly ash and associated chlorinated organic; then activated carbon (AC) was injected and used to collect phase chlorinated organic from the gas. Concentrations of PCDD/Fs and PCBs after the DBF system were 0.07 and 0.01 ng TEQ/Nm3 , respectively, which were both far below the national emission standard. Comparing with the original single bag filter system, the PCDD/Fs concentration dropped a lot from 0.36 to 0.07 ng TEQ/Nm3 . Increasing AC feeding rate enhanced their collection efficiency, yet reduced the AC utilization efficiency, and it still needs further study to select an appropriate feeding rate in the system. These results will be useful for industrial application and assist in controlling emissions of PCDD/Fs and other persistent organic pollutions from stationary sources in China.     

印制电路板酸性蚀刻废液的回收利用

综述了酸性蚀刻废液的污染危害及处理现状,全面介绍了酸性蚀刻废液回收利用的方法.金属置换法、中和酸溶法方法简便、投资少;酸性蚀刻废液、碱性蚀刻废液自中和法制备碱式氯化铜经济、高效,是大型印制电路板制造企业间收利用蚀刻废液的优选方法;电解再生法不仪使蚀刻废液恢复原有的蚀刻效能,而且产出具有商业价值的铜,成为印制电路板制造企业的首选方法.     

黄土高原湿润期特点与农业生产布局

本文利用黄土高原208个气象台(站)的历年旬降水量与计算的旬潜在蒸发量之比(R/PE),经过10旬滑动平均计算,确定了湿润期(G)及变差系数(C)、播种雨开始期(S)及其标准差(δ)和干旱指数(A),同时还计算了湿润期内出现的干旬(D)、湿旬(W)及其标准差(β、α)。湿润期及其变量的研究,对合理安排农业生产具有重要意义。     

水库调度和营养物消减关系的探讨

以北京密云水库为研究背景,研究和分析水库的水质分布特征,在此基础上研究水库调度与富营养物质消减之间的关系.并在对实际水质监测数据和模型模拟结果分析的基础上,提出了水库富营养化控制中的水库调度措施,即结合水库的防洪调度,采用底层放水的方式去除营养负荷.最后还分析该运行管理措施的可行性和应注意的几个问题.