河北洨河溶解性有机物光谱学特性

基于荧光光谱、紫外吸收光谱与水质基本化学指标,联合主成分分析与相关性分析,对典型城市纳污河流——河北洨河的溶解性有机物(DOM)进行光谱学特性研究.结果表明,河流水体中DOM主要有类蛋白和类腐殖质两类,其中含氮化合物及DOM与水体COD之间相关性较高,尤其以氨氮对类腐殖质贡献较大.因此降低洨河水体中COD可通过减少氨氮与DOM来实现,同时此两类指标也应作为日后水体监控指标.干流水体样品中DOM下游相对上游类蛋白逐渐减少,而类腐殖质则呈现增加的趋势,并以类胡敏酸为主要存在形式.代表支流4种样品中,S1、S2水体DOM主要以类胡敏酸为重要成分,其组成有机物多为大分子量、芳香性高的有机物质,而S3、S6水体中主要为相对易降解的类蛋白,其相对分子质量相对较小、芳香性程度较低.针对代表支流的4个污水处理单位出水水体中的DOM特征,建议S1与S2应添加或改进对大分子物质有较好去除效果的膜处理设备,以加强对水体中相对难降解类腐殖质物质的去除;S3与S6应优化相关厌氧与好氧生物处理工艺,从而提高易降解的类蛋白物质的去除能力.     

抗生素在城市污水处理系统中的分布及去除

根据目前国内外已有的研究结果,综述了几类主要的抗生素在世界各国城市污水处理厂污水、污泥中的残留浓度及抗生素在城市污水处理系统中的去除途径和去除效果。结果表明,世界各国城市污水处理厂污水、污泥中抗生素的种类和浓度有明显差异:污水中抗生素的浓度与该国抗生素的使用量有关,我国城市污水中四环素类、磺胺类的检出最高浓度达到103¹04ng/L,远高于其他国家;环丙沙星和甲氧苄啶在美国城市污水处理厂出水中检出浓度较高,达到103ng/L。污泥中抗生素残留主要是通过污泥吸附作用,残留浓度受到抗生素在固-液相的分配系数、亲脂性和离子所带电荷影响。自然条件下,水解、光解和传统生物处理工艺对抗生素的去除率低,而高级氧化技术和膜过滤技术对抗生素的去除效率高,可以达到90%以上。     

湖北省土壤侵蚀量模拟及其在吸附态氮、磷量匡算中的应用

采用美国通用USLE(土壤流失方程)作为建立侵蚀模型的基本理论,使用GIS等空间信息技术作为研究的技术平台,对湖北省进行了多年(1989—2008年)平均土壤侵蚀量的模拟,并对模拟结果进行验证. 利用土壤普查资料获得氮、磷营养物含量,进行多年平均吸附态氮、磷量模拟.结果: ①研究并建立了湖北省多年平均状况土壤侵蚀模型. 利用USLE和栅格计算方法得到的土壤侵蚀强度等级大体上可以与水利部土壤侵蚀遥感数据相当,存在显著相关关系,由此验证了所建立的湖北省土壤侵蚀模型的可行性. ②对湖北省吸附态氮、磷负荷进行的模拟结果显示,土壤吸附态氮、磷负荷整体结构与土壤侵蚀量分布规律相似,以长江、江汉盆地为输沙沉积中心,分别从南、北向中部,由西向东依次下降.      

腐殖质氧化还原和电子转移特性研究进展

腐殖质在无氧和有氧条件下都具有一定的氧化还原能力,其氧化还原能力与氧化还原电势有关,而腐殖质的氧化还原电势受芳香度、取代基类型、取代位置等因素影响.除氧化还原能力外,腐殖质还能介导电子转移,其电子转移能力受腐殖质结构和所处环境两大因素影响.水体腐殖酸比土壤和沉积物腐殖酸具有相对较小的电子接受能力(EAC)和较大的提供电子能力(EDC);p H、温度、光照、氧气条件和微生物活动等因素均对腐殖质氧化能力和电子转移能力具有重要影响.腐殖质可以介导重金属和有机污染物的还原降解,不同重金属还原反应效率差异较大,其中Fe(Ⅲ)盐还原速率最高;有机污染物降解速率从大到小为六氯乙烷(HCE)>四氯化碳>三溴甲烷.目前在腐殖质氧化还原特性和电子转移能力研究中还存在诸多不足,需要广大学者做进一步探究.     

土地管理措施对营养物质排放的影响

采用分布式的非点源污染模型SWAT(soil and water assessment tool),结合GIS技术,模拟了张家冲小流域化肥施用量变化、等高种植和退耕还林对营养物质氮磷排放的影响.结果表明,当农业用地的氮肥施用量由630 kg/hm2增加到955 kg/hm2,磷肥施用量由200 kg/hm2增加到300 kg/hm2时,氮、磷营养物质排放量也呈现增大的趋势.其中,硝态氮负荷达到了3 776.59 kg,增加了19.7%,变化率最大,变化率最小的为无机磷,仅增加了2.7%.采取等高种植的方式对氮、磷排放负荷的影响较小.当小流域内坡度25%的坡耕地全部退耕还林后,各种形态氮、磷排放负荷下降,其中有机态磷下降16.3%;有机氮、氨氮和无机磷与退耕还林前相比,分别降低了22.7%,25.4%和27.9%,在张家冲小流域,对坡度25%的坡耕地实行退耕还林、减少化肥施用量对减少氮磷负荷排放作用明显.     

第二阶梯湖泊富营养化自然地理因素及效应

为了明晰影响我国地形地貌第二级阶梯湖泊富营养化的主要自然地理驱动因素,为湖泊富营养化的有效治理提供参考,采用曲线回归方法分析了位于我国第二级阶梯的云南和新疆湖泊中Chl-a以及营养状态综合指数(TLI)与自然地理特征的相关性.结果表明,平均水深、海拔以及年均温与TLI指数具有较好的相关性,拟合模型分别符合三次/对数模型、二次模型和三次模型.Chl-a与年平均日照时数具有较好的相关性,拟合模型符合二次/三次模型.分析富营养化效应,藻类生长对透明度的影响以及营养物质对浮游藻类的生态效应(Chl-a/TP),结果发现,新疆湖泊中Chl-a与透明度呈倒数关系,云南湖泊中Chl-a与透明度呈幂函数关系;Chl-a与总磷的线性方程的斜率分别为177.595(云南)和222.758(新疆).影响我国第二级阶梯湖泊富营养化的主要自然地理驱动因素是湖泊的平均水深、海拔、年均温度及年平均日照时数,透明度与Chl-a含量的相关性以及营养物质TP对浮游藻类的生态效应存在区域差异.     

县域土壤资源管理与施肥决策信息系统的建立——以北京市平谷区为例

以作物推荐施肥模型为智能决策支撑,建立了基于地块的县域土壤资源管理与施肥决策信息系统。该系统采用C/S和B/S混合结构,采用Delphi开发语言和GIS组件技术,对GIS、数据库和模型进行耦合与集成,实现了土壤资源和决策信息查询、更新;养分资源管理决策与咨询;耕地质量评价;耕地环境质量预警等四个主要功能。系统在北京市平谷区得到应用和验证,应用表明该系统对于区域土壤资源信息高效管理、决策和面向公众的土壤信息服务具有重要意义。     

SPE和LC-MS／MS联用同时检测水体中的15种抗生素

采用（SPE）固相萃取柱进行分离富集,使用LC—MS／MS联用仪进行检测,建立了一种高效、低成本的可同时检测水体中多种抗生素的方法,并在河北省子牙河流域汪洋沟水体抗生素污染现状调查中得到应用。实验结果表明,（1）最优实验条件的选择为：水样体积为1L,洗脱剂用量为10mL,pH为3．0;（2）回收率达到69．2％～86．3％,相对标准偏差在1．8％～8．4％之间,表明检测结果准确度和灵敏度均较高;（3）在所检测的15种抗生素中,头孢西丁、土霉素、氯唑西林和布洛芬4种抗生素是该河流的主要抗生素污染物,其含量比重（中位数）高达73．5％,检测浓度最高（中位数）的是磺胺类抗生素,浓度为100．4ng／L;（4）各抗生素的含量从上游到下游大体呈逐渐衰减的趋势,这主要归因于下游支流的稀释作用,但水体中抗生素浓度仍远高于已有报道的地区;（5）污染源解析表明,水体中抗生素主要来源于制药企业的废水,部分来源于附近居民的生活污水。     

垃圾填埋水溶性有机物组成、演化及络合重金属特征

采集不同填埋年限垃圾和渗滤液,提取制备水溶性有机物(DOM),采用紫外光谱、荧光光谱及1H-核磁共振,研究垃圾填埋DOM组成、演化及络合重金属特征.结果表明,填埋初期(5 a)DOM以脂肪族类物质为主,DOM中芳香族物质随填埋进行含量降低,苯环结构上的羰基、羧基和羟基等随填埋进行不断减少;填埋中后期(5 a)DOM以碳水化合物、有机胺等为主,随着填埋年限的延伸DOM中芳香性物质含量上升,苯环上羰基、羧基和羟基等官能团不断增加.填埋产生的渗滤液原液DOM中同时含有脂族类物质、碳水化合物、有机胺等,渗滤液经过厌氧-好氧和MBR处理后,碳水化合物和芳香族化合物含量相对增加,但小分子有机物和烷基链烃物质含量减少,脂肪链支链变短,分支增加.垃圾填埋DOM通过含氮和含氧官能团络合金属Zn从而影响其分布,而对其他金属的分布影响较小.     

几种电解质对土壤吸附Cu2+的影响

采用平衡吸附法研究了潮褐土、红壤对Cu^2 的等温吸附以及不同pH和电解质对土壤吸附Cu^2 的影响。结果表明，(1)土壤对Cu^2 的吸附量随平衡溶液中Cu^2 浓度增加而增加，潮褐土CuCu^2 最大吸附量明显比红壤的高，约是红壤的4—5倍。(2)体系pH显著影响土壤对Cu^2 的吸附，随pH升高Cu^2 吸附率增加，基本呈S形曲线变化。(3)随体系电解质浓度的增加，土壤对Cu^2 吸附率的变化趋势因土壤性质及体系中电解质种类、浓度的不同而不同。随KNO3浓度提高，土壤Cu^2 吸附率降低。KCl、KH2PO4对潮褐土吸附Cu^2 的影响与红壤的有些不同，低浓度KCl、KH2PO4抑制潮褐土对Cu^2 的吸附，高浓度KCl、KH2PO4促进潮褐土对Cu^2 的吸附，面对红壤。KCl降低Cu^2 的吸附率，KH2PO4提高Cu^2 的吸附率，但随KH2PO4浓度的提高，其提高幅度逐渐减弱。