基于损失函数的城市洪涝灾害弹性演化规律研究∗

为了提升城市防洪水平与洪涝灾害恢复能力以及推进以人为核心的新型城镇化战略的目标任务,以潍坊市城区为研究区域,借助基于元胞自动机的CAflood 模型获取淹没水深数据,并通过数据挖掘与相似性分析方法直接移植引用城市损失率建立研究区淹没水深?损失率函数,构建基于损失函数的城市洪灾弹性模型方法并计算了潍坊城区在遭遇5、50、100 及200 a 重现期降雨时的内涝弹性指数分布。同时,分析研究区在2012、2017 和2022 年3 种不同土地利用情况下,潍坊市城区洪涝灾害弹性的时空变化趋势,揭示潍坊城区城市演化与区域洪涝灾害弹性响应关系。结果表明：潍坊市城区洪涝灾害弹性随重现期增加总体呈下降的趋势,且下降剧烈区域主要集中在人造地表面积占比较大的中心城区、街道和东部开发区,以及河流周边平坦低洼区域。从空间分布上看,这种下降趋势呈现出以主城区为中心向外扩张的趋势。此外,随着城市化程度的增加,研究区各分区的平均弹性指数均有不同程度的降低,其中C7 山丘区一直处于弹性较高水平,C4 高新开发区在多种模拟情景下均处于较低水平,并且在遭遇相同重现期降雨后,城市化程度越高,各分区的平均弹性指数降幅越大。研究结果为潍坊市应对未来增长的洪涝风险,实施城市洪灾弹性提升策略提供了科学支撑。     

基于自动监测网络的湘江流域衡阳段铊污染原因分析

运用自动监测网络与实验室验证相结合的手段,通过测定湘江流域衡阳段干流与支流铊浓度,分析铊浓度与溶解氧含量、氨氮浓度及叶绿素a浓度等水质指标的关系,进而对湘江流域衡阳段铊污染进行原因分析。结果表明,2021年8月上旬,湘江流域衡阳段干流铊污染的来源主要为多支流污染汇入。其中,松木下游断面铊污染极有可能来源于支流上游企业排放,江东水厂断面铊浓度异常的原因主要为溶解氧降低、死藻富集。该案例可为我国铊污染应急监测及污染原因分析提供借鉴。     

不同温湿度条件下微米硼的氧化过程研究

目的 探究不同温湿度条件下微米硼的氧化层结构特征。方法 利用高温水浴浸泡处理去除原料微米硼的表面氧化层,然后在恒温恒湿条件下对微米硼进行加速氧化,利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜和X射线光电子能谱对加速氧化后硼颗粒的氧化层厚度及组成进行分析,总结表面氧化层结构及成分组成变化规律,揭示温湿度条件下微米硼的氧化机制。结果 微米硼经高温水浴浸泡处理后,表面氧化层去除率达到50%。随着加速氧化时间的延长,硼颗粒氧化层的厚度逐渐增大,由内向外硼颗粒表面可以用B-BxOy-B2O3三层结构来表示,BxOy总是伴随着B2O3同时出现的,且随着氧化反应的进行,颗粒表面BxOy的含量将超过B的含量。结论 不同温湿度条件下微米硼的氧化机制为O2向B颗粒内部单向扩散的反应机制,B先与O2反应,形成低氧化物BxOy,BxOy进而与O2反应生成B2O3。随着氧化层厚度的增加,O2向B颗粒内部扩散的阻力增大,氧化反应速率随之降低。相比湿度的影响,温度的升高可显著加快硼表面氧化层的形成;温度一定时,湿度的增加可促进硼氧化层的形成。     

伪装遮障材料耐老化性能与机理分析

目的 研究伪装遮障材料在实用期的老化机理,获悉伪装遮障材料失效的主要环境因素。方法 通过分析伪装遮障材料在自然环境和实验室单因素环境中的性能变化,得出影响伪装遮障材料老化失效的主要因素。采用扫描电子显微镜、红外光谱仪、X射线光电子能谱仪表征材料的微观形貌、化学结构和化学成分变化,解释伪装遮障材料的老化机理。结果 获得了在不同自然环境、实验室单因素环境下,伪装遮障材料颜色外观和力学性能的变化规律,得到了伪装遮障材料在老化过程中发生的微观形貌、化学结构和化学成分变化。结论 伪装遮障材料在西双版纳自然环境下的老化程度最大,在济南自然环境下的老化程度最小。光照是导致伪装遮障材料颜色外观及力学性能降低的主要因素。老化过程中,主要是材料表面的聚氨酯发生老化、脱落,导致材料的力学性能下降。伪装遮障材料破坏时,纤维有2种失效形式,一种是纤维脱黏、直接断裂;另一种是纤维脱黏,拔出,或者拔出过程中断裂。     

环境样品中微塑料及其结合污染物鉴别分析研究进展

微塑料作为一种新型污染物,具有难以被彻底降解、在环境中分布广泛、易结合疏水性有机污染物和重金属等特性,已成为国内外学者研究的热点问题.近年来,微塑料在海水、淡水、沉积物、土壤和大气等环境介质中不断被报道,且数量不断增加,甚至在人口稀少的偏远地区均有微塑料的检出.微塑料尺寸较小极易被生物误食,微塑料及其结合的污染物对生态环境产生潜在风险.开展微塑料及其结合污染物鉴别分析技术是研究微塑料环境行为、生态毒理效应及风险防控的基础.本文梳理了微塑料的相关研究,总结和比较分析了不同介质（水体、土壤/沉积物、生物体、大气）中微塑料的采样、分离提取、定性（物理形态表征和化学组分鉴定）、定量（数量丰度和质量浓度）以及结合污染物的检测分析技术和方法,为相关领域的研究提供了方法学的参考.     

厌氧膜生物反应器污泥处理与膜污染控制研究进展

随着我国污泥产量连年递增,污泥处理处置市场热度骤升.与传统的污泥厌氧消化相比,厌氧膜生物反应器（AnMBRs）体现出很大的优势.本文着重于AnMBRs处理污泥时的主要操作参数固体停留时间（SRT）、水力停留时间（HRT）、有机负荷（OLR）和温度对其消化性能影响的相关研究,并对AnMBRs的主要膜污染控制方法进行了综述.在目前的研究基础上,提出了AnMBRs处理污泥时的操作条件与膜污染控制方法的进一步研究方向,以此推动AnMBRs的污泥消化技术研究与应用.     

小清河济南段表层沉积物重金属和营养盐污染现状评价与来源分析

本文分析评价了小清河济南段干流29个点位表层沉积物中有机碳、总氮、总磷以及8种重金属空间分布和风险特征,解析了重金属和营养盐污染来源。结果表明,8种重金属中,Hg未检出,7种重金属平均含量由高到低依次为,Zn＞Cr＞Cu＞Pb＞Ni＞As＞Cd;与《土壤环境质量——农用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB 15618—2018）中风险筛选值（pH＞7.5）为标准值比较,Zn和Cd两种重金属平均含量超标,其他5种重金属平均含量未超标;各重金属平均含量均高于背景值。地累积指数评价结果为Zn和Cd为偏中度污染,Cu、Pb、Cr为轻度污染,Ni和As为无污染。潜在生态风险为中度风险,其中Cd为较重风险,其他重金属均为低风险。Cd是综合生态危害指数构成的最主要的金属。有机氮和有机指数均为清洁水平。TN含量水平较低,TP污染水平较高。推测沉积物中Cd、Cr、Cu、Pb、Zn主要来源为工业源和城市交通源,营养物主要来源为城市生活源。因此,本研究可为开展小清河济南段环境管理的重金属和营养物的污染防治工作提供技术支撑。     

生物炭含氧官能团的生成溯源及其在污染物吸附-降解过程中的作用

近年来,生物炭在土壤、水体污染物去除中展现了良好的应用潜力。大量学者围绕生物炭吸附-降解污染物的作用机制展开了深入的研究,发现生物炭含氧官能团结构在污染物去除过程中扮演着重要角色。生物炭制备温度是影响其含氧官能团结构的主要因素,因此本文以生物炭热解温度为背景,区分了生物炭中环境持久性自由基（EPFRs）降解污染物的贡献,探究了生物炭中酚羟基（Phenolic-OH）和醌基团（Quinoid C=O）等活性含氧官能团对污染物的吸附-降解作用机制。此外,本文对生物炭中含氧官能团的产生和含量进行了溯源综述,包括制备生物炭的生物质来源、制备工艺和制备温度,总结了通过物理、化学改性方法对生物炭含氧官能团结构的影响,针对性地提出了提高生物炭的氧化/还原能力的方法,以及微生物与生物炭含氧官能团结构协同作用去除污染物的技术手段,为后续生物炭的工程应用奠定理论基础。     

双酚B对斑马鱼性别分化的影响及作用机制

双酚A（bisphenol A,BPA）是一种典型的内分泌干扰物,双酚B（bisphenol B,BPA）作为其替代物,使用量逐渐增多。一些研究表明,BPB也具有内分泌干扰效应,但是其对鱼类性别分化的影响尚无报道。本文将斑马鱼胚胎暴露于不同浓度的BPB中至受精后60 d（days post fertilization,dpf）,研究BPB对斑马鱼性别分化的影响及可能的分子机制。结果表明,10、100和1 000 μg·L^-1的BPB暴露导致斑马鱼性别比例向雌鱼偏离,雄鱼的精巢中发育出初级卵母细胞,并导致斑马鱼体内17β-雌二醇（17β-estradiol,E2）水平升高,睾酮（testosterone,T）水平降低,表明BPB对斑马鱼具有雌激素效应。从基因水平探讨这2种物质导致斑马鱼雌性化的原因,发现BPB使卵巢分化相关基因foxl2的表达水平上升,精巢分化相关基因dmrt1、amh和sox9a表达水平降低,并进一步提高了芳香化酶基因cyp19a1a的转录水平,促进E2的合成,导致斑马鱼的性别分化过程发生异常。     

双酚F对斑马鱼早期生命阶段内分泌干扰效应研究

双酚A （bisphenol,BPA）的内分泌干扰性导致许多国家出台了管控措施,双酚F （bisphenol F,BPF）作为其替代物被大量使用,并广泛存在于水体和食品中,导致人群和野生动物长期处于其慢性暴露过程中,可能会威胁人类和生态健康。以斑马鱼胚胎为研究模型,将其暴露于不同浓度的BPF中至受精后144 h （hours post fertilization,hpf）,研究BPF对斑马鱼胚胎发育阶段的内分泌干扰作用。结果表明,BPF能够导致斑马鱼的畸形率升高,且具有剂量-效应关系。斑马鱼胚胎暴露于100 μg·L^-1和1 000 μg·L^-1 BPF后,引起了三碘甲状腺原氨酸（triiodothyronine,T3）水平升高,甲状腺素（thyroxine,T4）和类固醇皮质醇（cortisol,C）水平降低;而10 μg·L^-1以上浓度BPF导致17β-雌二醇（17β-estradiol,E2）的水平显著性升高,睾酮（testosterone,T）水平显著性降低。另外,BPF导致下丘脑-垂体-甲状腺（hypothalamic-pituitary-thyroid,HPT）轴、下丘脑-垂体-性腺（hypothalamic-pituitary-gonadal,HPG）轴和下丘脑-垂体-肾上腺（hypothalamic-pituitary-adrenal,HPA）轴上一系列基因表达水平发生改变,这些改变会影响斑马鱼的内分泌功能,进而可能会对生物体的生长发育产生影响。