水稻秸秆生物炭中铜和镉的形态分布及释放特性

由于目前缺乏对生物质原料来源的管控办法,极有可能用产自受污染农田土壤的秸秆制备出具有高重金属含量的生物炭,因此,研究生物炭中重金属的形态分布及其释放特性对于防控生物炭应用产生的环境风险具有重要意义.基于此,分别采集江西省贵溪铜冶炼厂周边九牛岗污染区和中国科学院鹰潭红壤生态实验站清洁区种植的水稻秸秆制备生物炭（分别记为“九牛岗生物炭”和“红壤站生物炭”）,分析两种生物炭中Cu、Cd的含量及其化学形态分布,考察不同固液比及pH对生物炭中Cu、Cd浸出的影响.结果表明:九牛岗生物炭中Cu、Cd的总量（以w计）分别为119.99、3.83 mg/kg,显著高于红壤站生物炭（19.50、0.96 mg/kg）.尽管九牛岗生物炭中w（酸溶态Cu）、w（酸溶态Cd）显著高于红壤站生物炭,但在形态分布上,九牛岗生物炭中Cu、Cd主要为相对稳定态（可氧化态和残渣态）,二者占比分别为80.3%、76.7%,高于红壤站生物炭（二者占比分别为53.2%、48.0%）.高固液比和低pH可有效增加两种生物炭中Cu、Cd的浸出毒性,其中,九牛岗生物炭在固液比为1:20和1:60时,浸出液中ρ（Cu）、ρ（Cd）均超过GB/T 14848—2017《地下水质量标准》中Ⅱ类标准限值.动力学及累积释放试验表明,两种生物炭中的部分Cu、Cd可在短时间内迅速释放而后逐渐平稳并有上升趋势,且九牛岗生物炭中Cu、Cd释放量显著高于红壤站生物炭.研究显示,来自污染区水稻秸秆生物炭中的Cu、Cd活性显著高于清洁区生物炭,具有更高的环境风险.      

兰州地区大气臭氧时空变化及影响因素研究

本文采用OMI臭氧遥感数据,结合甲醛垂直柱浓度、气象数据以及经济数据,分析了2005~2015年兰州地区臭氧柱浓度时空变化格局,并探索了影响臭氧的新气象因子,总结达到臭氧污染的日照、气压等气象条件,确定影响臭氧柱浓度的主要人为源并确定其限域。结果表明:1)2005~2015年夏季柱浓度值最高,冬季、秋季次之,春季最低;夏季波动幅度最大,其余三季波动幅度较小且平稳。2)11年中,臭氧柱浓度具有较大的波动。2005年至2010年快速增长到最高值331.997 DU。2010年之后,臭氧柱浓度缓慢下降,2014年起有回升趋势。3)OMI遥感数据具有较高的可靠性,并根据AQI的线性关系划分了臭氧柱浓度的污染等级。结果指示了11年大气臭氧空间变化,2005~2009年5年间研究区全区空气质量一直处于良,2010年全区轻度污染,后两年污染逐渐减弱,2013~2015年全区恢复至良。4)根据兰州发展的趋势以及周边城市的关系,划分了兰州经济圈及功能区,并结合臭氧柱浓度空间分布图得出臭氧污染与经济特征的密切关系。5)正弦模型拟合后臭氧柱浓度变化趋势呈不明显的周期性,说明臭氧的人为来源贡献较大。6)创新探索影响臭氧污染的新气象因子(日照、气压等参数),并确定其重要人为源限域。     

过去50年中国森林资源和降水变化的统计分析

论文对过去50年中国森林资源和降水变化进行了统计分析，以期在大尺度上寻找森林资源与降水变化之间的关系。主要结论为：①建国以来我国的森林覆盖率呈上升趋势；②过去50年全国、林区、非林区降水量均呈减少趋势，干旱化趋势明显；③对建国后历次森林资源调查（清查）时段内降水差值（以百分数为单位）、森林覆盖率（以相邻两次变化百分数为单位）变化关系的分析表明，二者的统计关系并不显著，即：过去50年我国森林资源的变化对降水没有显著的影响；④森林影响降水是一个复杂的系统问题，该研究还存在着许多不确定性因素，需进一步实验验证与理论探讨。     

草浆次氯酸盐漂白过程中二噁英的变化

在实验室模拟了纸浆的工业次氯酸盐单段漂白过程,对该过程中二英(polychlorinated dibenzo-pdioxins and polychlorinated dibenzofurans,PCDD/Fs)的生成情况进行了研究,结果表明,次氯酸盐漂白过程中有少量PCDD/Fs生成,且产物以TCDF为主.在此基础上,研究了不同次氯酸钠用量和不同初始pH对PCDD/Fs的影响.结果显示,在较高次氯酸盐用量条件下PCDD/Fs浓度降低,说明高次氯酸钠用量对PCDD/Fs的生成有一定的抑制,或者对PCDD/Fs有降解作用;pH值对PCDD/Fs生成的影响主要表现在PCDD上,在中性和弱酸性条件下,高氯代PCDD的量有所增加,而TCDD减少.对草浆甲苯提取物和提取后纸浆次氯酸盐漂白产物对比发现,次氯酸盐漂白过程中PCDD/Fs的生成主要来源于可提取部分.因此,在工业次氯酸盐漂白过程中可以通过增加水洗次数的方法来减少漂白过程总有机氯化物的生成.     

模糊综合评价法的改进及其在水库水质评价中的应用

为了克服传统模糊综合评价法中权重赋值的片面性及最大隶属度原则导致评价结果不合理的弊端,提出了基于层次分析法和熵权法的主客观组合权重,并结合相乘相加算子及加权平均原则,建立了改进的模糊综合评价法.选取TP、TN、DO、NH3-N、CODMn和BOD5为评价指标,用改进的模糊综合评价法对重庆某水库2012年7-12月的水质进行了综合评价.结果表明:TN为主要的污染物;水质最差时段为8月,评价结果为2.655,水质属于Ⅱ级,略偏于Ⅲ级.评价结果与人工神经网络模型所得结果基本一致.     

含氯有机物机械化学法脱氯试验研究

难降解含氯有机物的处理一直是环境治理中的难点,研究开发高效、安全的新型降解技术是目前研究工作的当务之急.以含氯有机物四氯苯醌为研究对象,采用新型的机械化学法(球磨)对其进行脱氯降解试验,研究了四氯苯醌的脱氯速率与还原剂种类(铁酸锌、烟尘、锌粉、石灰)及添加比例、球磨时间等参数之间的关系.试验结果表明:石灰作为还原剂脱氯效果最好,当四氯苯醌与石灰质量比为1∶11、球磨时间为4h时,其脱氯率接近100％.通过对球磨产物进行XRD、IR、GC-MS分析,结果发现球磨后产物大部分是CaO和Ca(OH)2,氯从四氯苯醌上脱除并形成了碳氢键,氯离子可能以无定形形态存在.     

地壳元素铁的吸光贡献对黑碳吸光增强估算的影响——以武汉为例

传统方法使用固定的波长吸收指数来估算地壳元素或棕碳吸光,但该方法只能处理仅存在两种组分的情形(黑碳/棕碳,或黑碳/地壳元素)的吸光贡献,存在较大不确定性.为此,本文提出一种新的方法,利用武汉在线观测数据(2021年2、3、8、9月),采用铁作为地壳元素的示踪物,利用最小相关系数法(MRS)得出地壳元素的吸光贡献,在扣除地壳元素吸光之后,再得到黑碳吸光增强系数(E_abs).结果显示观测期间370nm波段地壳元素吸光贡献均值为12.3%,月均值范围5.7%~15.5%,且波长吸收指数与铁的浓度正相关,表明地壳元素吸光贡献不可忽视.地壳元素吸光贡献呈现出显著的季节特征,呈现出冬季低,春季高的特点.地壳元素吸光的分离前后计算的E_abs存在一定的差异,受到了黑碳和铁的相关性的影响.观测期间扣除地壳元素吸光后,E_abs均值为1.43±0.53,在季节性上呈现春夏高,秋冬低的特性,春季较高E_abs值与春季黑碳较高的老化程度有关.E_abs对无机盐和有机物的含量存在正的依赖关系,证明了这些包裹物质对吸光增强的影响.     

缺氧条件下土壤砷的形态转化与环境行为研究

采集张士污灌区0～100 cm深的土壤并在实验室里负载低浓度的砷,采用不加硫和加硫对比研究了厌氧条件下土著微生物对土壤中砷的形态转化、环境行为影响及其机制.结果表明,在不外加硫酸盐条件下厌氧培养8 d后,微生物还原作用造成砷的大量还原和释放,释放的砷70%以上是以As(Ⅲ)形式存在,尤其20～40 cm深度土壤砷的释放量明显高于其它层土壤,As(Ⅲ)和As(T)分别达到892.8μg.L-1和1 240.6μg.L-1.与非生物对照相比每层土中盐酸可提取的砷总量都大大降低,且盐酸提取的As(T)几乎全部转化为As(Ⅲ).伴随砷的释放,铁发生还原和释放,溶解态的亚铁基本都在40 mg.L-1以上,不同土层固相中亚铁离子的量都在9.0～13.4 g.kg-1范围内,固相盐酸可提取态总铁中亚铁离子所占的比例基本都在50%以上,说明微生物还原作用造成固相中铁氧化物发生还原性溶解和矿物结构转化.当体系中添加10 mmol.L-1的硫酸盐时,每层土的生物培养体系中铁的释放几乎完全被抑制,砷和铁浓度也减少了50%.与不加硫生物培养体系相比,固相中盐酸可提取的砷量减少了50%,一部分砷被转化为稳定的硫化物As2S3而固定.可见在硫酸盐不足条件下微生物还原作用可造成砷被还原、活化和释放,而补充土壤中硫酸盐的量可促使微生物还原/活化的砷转化成更加稳定的形态,稳定的硫化物矿物As2S3是土壤微生物固定砷的重要途径.     

环氧化PVA载体固定漆酶的最佳工艺条件研究

在T=35℃,HAc-NaAc缓冲溶液pH为4的条件下,用环氧化PVA载体对漆酶进行固定化,固定后酶活为游离酶活的95%。用该固定化漆酶处理制浆造纸废水,反复使用6次后,酶活仍保持为初始酶活的45%,且每次COD去除率在40%以上,处理后的废水BOD增大了50%,废水可生化性得到很大提高。     

藏南羊卓雍错湖水化学空间分异特征

2010年7月对藏南羊卓雍错流域进行了水样采集,通过测定与分析,揭示了流域最大湖泊羊卓雍错表层湖水化学水平分布特征和深水剖面变化规律,并探讨了该湖与流域其他水体化学性质的差异。结果表明:流域特殊的高寒气候、湖泊形状与补给来源、湖岸水系发育程度不同是造成羊卓雍错湖水化学空间分异特征明显的关键。在水平方向上,湖水HCO3-、Ca2+以及矿化度南高北低,而SO42-和Mg2+南低北高。这是由于湖水从南向北缓慢流动过程中蒸发浓缩所致;卡鲁雄曲径流量经空姆错补给羊卓雍错北部,使其矿化度较低。在垂直方向上,愈向湖泊深处,湖水SO42-、Cl-、CO32-和矿化度愈大,HCO3-则降低。与流域其他湖泊相比,羊卓雍错水化学性质与同属以降水补给为主的湖泊相近,与以冰雪融水补给为主的湖泊差异显著。与河水和地下水相比,羊卓雍错湖水SO42-和Mg2+当量浓度最大,河水和地下水则HCO3-和Ca2+含量较大。