大连市南部地区冬季气态总汞浓度特征研究

利用RA-915AM汞监测仪对大连市南部地区冬季环境空气中的气态总汞进行连续监测,研究了该地区气态总汞的污染现状、日变化特征以及与空气质量指数(AQI)和气象参数的关系。结果显示,采样期间气态总汞浓度日均值变化范围为2.1~7.1 ng/m3。气态总汞浓度与AQI具有几乎一致的变化趋势。气态总汞浓度从早晨7:00左右开始逐渐减小,中午时达到最小值,之后又逐渐增大。夜间浓度高于昼间,属于夜间控制型。气态总汞与风速呈显著负相关性,与相对湿度呈显著正相关性,与温度无相关性。     

农业文化遗产地有机生产转换期农产品价格补偿测算——以云南省红河县哈尼梯田稻作系统为例

高效农业技术广泛使用提高了农业生产效率,促进了粮食产量增长,但同时也带来环境问题、食品安全问题和传统农业文化逐渐消失等负面效应。哈尼梯田作为全球重要农业文化遗产(GIAHS),具有生态价值、农业生产价值和景观价值等多重价值,保护哈尼梯田农业系统意义重大。通过有机生产提高稻谷价格的方式,推动农民继续种植水稻,可以达到保护哈尼梯田农业系统的目的。然而,从非有机到有机生产有一个转换期,这期间稻谷无法以有机产品的价格出售,所以,政府须给予一定的价格补偿才可保证农民利益和生产的持续性。论文采用问卷和访谈等调查方法,获取哈尼梯田地区农户有机转换期种植投入产出状况和劳动力外出务工收入状况,以及现代规模生产方式下的投入产出状况,通过分析对比和核算,得到结果如下:1哈尼梯田地区有机转换期水稻种植直接投入高于现代水稻种植方式,总投入成本中劳动力成本占比最大,而单产低于现代水稻种植方式;2哈尼梯田地区的青壮年劳动力偏向于在城市生活和务工,外出务工收入明显高于常规农业收入,使农业机会成本较高;3有机转换期的稻谷价格补偿至少2.84元/kg才可保证有机转换期农民收入稳定,从而达到保护哈尼梯田景观的目的。     

北京市污水处理厂出水中雌二醇的概率生态风险评价

随着北京市再生水补给河湖规模扩大,污水处理厂出水中雌激素活性物质引起的受纳水体生态风险日益受到关注。以雌二醇为例,利用物种敏感度分布(species sensitivity distribution,SSD)模型和联合概率曲线(joint probability curve,JPC)方法开展北京市污水处理厂出水的概率生态风险评价研究。通过文献调研整理了北京市约430个物种,利用美国环境保护署ECOTOX数据库获取了其中7个物种的雌二醇毒性数据,构建了正态分布、对数正态分布、Logistic分布、对数Logistic分布、Weibull分布、Burr III型分布和Gumbel分布等7个SSD模型,评价了北京市污水处理厂二沉池出水以及"混凝-沉淀-过滤-臭氧"、"超滤-臭氧"和"超滤-活性炭-臭氧"3种深度处理工艺组合出水的生态风险。结果表明,利用北京市7个物种雌二醇毒性数据构建的SSD模型具有合理性,SSD模型选择对生态风险评价结果的影响较大,对数正态分布、对数Logistic分布、Weibull分布和Burr III型均是可接受的SSD模型,其中拟合效果最佳的Burr III型分布模型给出了最保守的风险估计。Burr III型分布模型的模拟结果显示,北京市污水处理厂二沉池出水以及3种深度处理工艺组合出水的总体风险期望值分别为0.070、0.040、0.036和0.026,该结果可以为北京市未来水生态保护目标的设定以及污水处理工艺的升级改造提供决策参考。     

全氟辛烷磺酸盐(PFOS)替代品对4种本土水生生物的生态毒性

本文选择了紫背浮萍、四尾栅藻、蚤状溞和稀有鮈鲫4种本土水生生物,开展了阳离子表面活性剂、织物三防整理剂、C4三防整理剂和C6三防整理剂4种全氟辛烷磺酸盐(PFOS)替代品的安全性评估,为筛选理想PFOS化学替代品提供科学依据。急性毒性结果发现阳离子表面活性剂对4种水生生物均未显示出急性毒性;织物三防整理剂、C4三防整理剂和C6三防整理剂对蚤状溞的LC50值分别为17.97、64.61和85.58 mg·L-1,显示出低的急性毒性。另外,织物三防整理剂对四尾栅藻的半数抑制浓度(EC50)值为88.32 mg·L-1,而对稀有鮈鲫半致死浓度(LC50)值为14.79 mg·L-1,均存在急性毒性。短期生长抑制试验结果发现阳离子表面活性剂、织物三防整理剂、C4三防整理剂和C6三防整理剂对稀有鮈鲫生长抑制最低可见效应浓度(LOEC)值分别为20、1.5、100和50 mg·L-1,表明4种PFOS替代品均显示低慢性毒性。急慢性综合分析可知C4和C6三防整理剂相对较安全,可能成为理想的PFOS替代品。     

北方地区人工湿地水质净化植被的选择研究

人工湿地是一种高效、无动力的生化处理技术,可对比较难处理的有机废水进行深度处理可取得良好的处理效果,并且运行费用低,工艺简单。但其合理的植被设计会对处理效率产生的较大的影响。对北方地区可用于人工湿地的植物进行了分析研究,选择合理的植被可以提高水质净化效率。     

基于人体可给性的重金属污染场地健康风险评价

《国家环境与健康行动计划》(2007—2015)文件指出要提高环境与健康风险评估能力。将基于体外模拟实验的人体可给性应用于污染场地健康风险评估,能够一定程度克服以污染物总量为基准进行风险核算的保守性问题。本研究利用相对可利用度修正毒性参数(经口参考剂量、经口致癌斜率),并对其合理性进行了分析,同时推导了筛选值和致癌风险值/危害商的计算公式。建议:(1)建立符合不同土壤类型的人体可给性方法;(2)建立基于关键影响因子的人体可给性预测模型和基于人体可给性的相对可利用度预测模型;(3)优化健康风险评价计算模型。旨在权衡"污染场地再利用"经济效益和人体健康的关系,完善重金属污染场的健康风险评价体系。     

Fe2+S2O82-EDTA体系中自由基离子对啶虫脒的氧化降解

为探讨水环境中自由基离子对啶虫脒的共降解作用,研究了Fe2+S2O82-EDTA体系中啶虫脒降解的可行性,以及在Fe2+S2O82-EDTA体系中3种组分最佳配比条件下自由基离子和底物浓度对啶虫脒降解率的影响.结果表明,在Fe2+S2O82-EDTA体系下反应360 min后啶虫脒的降解率达到58.25%,c(Fe2+)、c(S2O82-)和c(EDTA)对Fe2+S2O82-EDTA体系的氧化能力均有较大的影响.通过中心复合试验对Fe2+S2O82-EDTA体系中3种离子的最佳配比进行优化,c(EDTA)、c(Fe2+)、c(S2O82-)分别为1.61、3.46、7.99 mmolL.Fe2+S2O82-EDTA体系中·SO4-和·OH等自由基离子的存在是引起啶虫脒降解的主要原因,中性条件最有利于自由基离子的产生并提高啶虫脒高的降解率.然而该体系中自由基离子的量是一定的,过高的c(啶虫脒)(200μmolL)对降解率有明显抑制.     

植物中锌同位素的研究进展

锌同位素是示踪植物中锌地球化学的重要手段,详细了解植物中锌同位素的分馏过程是探究其生物地球化学的关键。本文对目前研究程度较高的超富集植物、普通植物的锌同位素分馏成果进行了系统的总结,发现二者锌同位素分馏趋势基本一致,即相比于培养液或土壤的同位素组成,植物根部相对富集锌的重同位素,而植物地上部(如茎、叶等组织器官)相对富集锌的轻同位素。对于能够引起植物发生锌同位素分馏的因素归纳如下:(1)植物根部相对富集锌的重同位素,是土壤中锌的形态、根部对锌的吸收方式、细胞表面吸附共同作用的结果;(2)植物木质部对锌的向上运输,会随着传输距离的增加而使地上部组织器官相对富集锌的轻同位素;(3)大气沉降也可能导致叶片富集锌的轻同位素。     

Antimony(V) removal from water by hydrated ferric oxides supported by calcite sand and polymeric anion exchanger

We fabricated and characterized two hybrid adsorbents originated from hydrated ferric oxides(HFOs) using a polymeric anion exchanger D201 and calcite as host. The resultant adsorbents(denoted as HFO-201 and IOCCS) were employed for Sb(V) removal from water. Increasing solution pH from 3 to 9 apparently weakened Sb(V) removal by both composites, while increasing temperature from 293 to 313 K only improved Sb(V) uptake by IOCCS. HFO-201 exhibited much higher capacity for Sb(V) than for IOCCS in the absence of other anions in solution. Increasing ionic strength from 0.01 to 0.1 mol/L NaNO3would result in a significant drop of the capacity of HFO-201 in the studied pH ranges; however, negligible effect was observed for IOCCS under similar conditions. Similarly, the competing chloride and sulfate pose more negative effect on Sb(V) adsorption by HFO-201 than by IOCCS, and the presence of silicate greatly decreased their adsorption simultaneously, while calcium ions were found to promote the adsorption of both adsorbents. XPS analysis further demonstrated that preferable Sb(V) adsorption by both hybrids was attributed to the inner sphere complexation of Sb(V) and HFO, and Ca(II) induced adsorption enhancement possibly resulted from the formation of HFO-Ca-Sb complexes. Column adsorption runs proved that Sb(V) in the synthetic water could be effectively removed from 30 μg/L to below 5 μg/L(the drinking water standard regulated by China), and the effective treatable volume of IOCCS was around 6 times as that of HFO-201, implying that HFO coatings onto calcite might be a more effective approach than immobilization inside D201.     

Performance and microbial diversity of an expanded granular sludge bed reactor for high sulfate and nitrate waste brine treatment

The disposal of waste brines has become a major challenge that hinders the wide application of ion- exchange resins in the water industry in recent decades. In this study, high sulfate removal efficiency （80%-90%） was achieved at the influent sulfate concentration of 3600 mg/L and 3% NaC1 after 145 days in an expanded granular sludge bed （EGSB） reactor. Furthermore, the feasibility of treating synthetic waste brine containing high levels of sulfate and nitrate was investigated in a single EGSB reactor during an operation period of 261 days. The highest nitrate and sulfate loading rate reached 6.38 and 5.78 kg/（m3-day） at SO42--S/NO3-N mass ratio of 4/3, and the corresponding removal efficiency was 99.97% and 82.26% at 3% NaC1, respectively. Meanwhile, 454-pyrosequencing technology was used to analyze the bacterial diversity of the sludge on the 240th day for stable operation of phase X. Results showed that a total of 9194 sequences were obtained, which could be affiliated to 14 phyla, including Proteobacteria, Firmicutes, Chlorobi, Bacteroidetes, Synergistetes and so on. Proteobacteria （77.66%） was the dominant microbial population, followed by Firmicutes （12.23%） and Chlorobi （2.71%）.