溴系阻燃剂毒理效应的计算模拟预测与环境风险评估进展

溴系阻燃剂(brominated flame retardants,BFRs)作为生产和使用量巨大的有机阻燃剂,在环境介质和生物体内被广泛检出。BFRs及其代谢产物会对生物体造成神经毒性、遗传毒性、发育毒性及内分泌干扰效应等,环境和健康风险得到日益广泛的关注。国内外学者通过最小二乘法(LS)和类似马尔可夫链蒙特卡罗算法(AMCMC)等统计分析方法建立了BFRs在环境中转化和归趋的预测模型,采用分子对接、分子动力学模拟和定量结构-活性关系(QSAR)模型等方法分析了BFRs及其代谢产物毒性作用的微观机制。综合近年来国内外的相关研究,发现BFRs的结构(取代基的类型和数量)会影响其环境行为和毒理效应,在总结研究成果的基础上,对BFRs的生态和健康风险进行评估,为其未来的研究和发展方向提供参考。     

厦门后溪流域沿城乡梯度浮游细菌多样性及其与环境因子的关系

为研究城市化对河流浮游细菌的影响,选取厦门后溪流域沿城乡梯度采集样品,并利用变性梯度凝胶电泳(Denaturing gradient gel electrophoresis,DGGE)和多元统计方法对浮游细菌群落空间分布格局进行分析.结果表明,Shannon-Weiner多样性指数和DGGE条带数随着采样站点和城市中心距离的减小呈现先升高后下降的趋势.聚类分析(Cluster)和多维尺度分析(Multidimensional scaling,MDS)将12个站点的浮游细菌群落分为4组,测序结果显示β-变形菌(Betaproteobacteria)是优势类群,占40.0%.统计分析表明,pH和总氮(Total nitrogen,TN)是影响后溪浮游细菌群落组成最主要的环境因子,他们共同解释了47.6%的群落组成变化.总之,沿城乡梯度随着水体理化指标的变化,浮游细菌群落也发生明显转变,表明后溪浮游细菌受到城市化的强烈影响.此外,结果也提示DGGE可以作为监测与评价河流生态系统健康的重要工具.图6表2参33     

镁基膨润土和水泥对砷铅复合污染土壤的钝化效能与机理研究

利用镁基膨润土（MB）和水泥（SN）作为钝化剂修复化工厂砷（As）、铅（Pb）复合污染土壤,探索了两种钝化剂对土壤pH值、有机碳含量（OC）、阳离子交换量（CEC）、浸出毒性及重金属形态分布的影响,结合钝化前后土壤形貌的变化,初步揭示了钝化机理.结果表明,两种钝化剂均可使土壤pH值显著升高,有机碳含量增加,阳离子交换能力增强.钝化30 d后,MB-5对As、Pb的钝化率分别达到67.09%和65.93%;SN-5对As、Pb的钝化率分别达到65.76%和65.04%.经两种钝化剂处理后,Pb的弱酸提取态和可还原态向更加稳定的可氧化态和残渣态转化.MB处理使土壤As由可交换态、可氧化态向无定形铁结合态、结晶性铁结合态转化,SN处理使土壤As向残渣态转化.两种钝化剂均可使土壤的微观形态从片状转变为碎屑状、增加团聚颗粒.与SN相比,MB更能促使土壤As（Ⅲ）向As（V）转化,从而显著降低土壤毒性.     

观测数据权重对地下水有机污染物生物降解模型参数估计的影响

地下水多组分反应运移模型是刻画解释微生物降解地下水有机污染物的水文地质、生物地球化学耦合过程并对各组分分布特征进行预测的重要工具.反应运移模型往往包含多个参数,并含有多种不同生物化学组分的观测数据,高维参数和观测数据类型的多样性给模型参数的反演带来了极大的困难.因此,本文以反应运移软件PHT3D模拟某污染场地地下水中有机污染物生物降解的理想正问题为例,对比讨论了不同观测数据权重对反应运移模型参数估计的影响.结果表明:未考虑观测数据权重时参数估计结果与真实值相差较大,而采用反映观测误差的权重时参数估计值与真实值更接近.敏感性分析表明,参数对于不同观测组数据的敏感度有明显差异.对于本例,生物降解模型中的降解反应参数最敏感,其次是溶解速率迁移常数,多相溶解度摩尔分数敏感度较小.     

生态承载力研究进展

从生态承载力角度研究区域资源-生态-环境问题,是当今生态学、地理学和经济学等学科研究的热点与前沿领域之一。在调研现有研究成果基础上,阐述了承载力的起源、演化与发展以及国内外研究进展,对生态承载力的概念、研究方法、研究趋势及其与可持续发展的关系等进行了评述。生态承载力内涵可以概括为“特定时间、特定生态系统自我维持、自我调节的能力,资源与环境子系统对人类社会系统可持续发展的一种支持能力以及生态系统所能持续支撑的一定发展程度的社会经济规模和具有一定生活水平的人口数量”。今后生态承载力研究的发展方向是:研究对象趋向多元化,研究领域呈现交叉综合趋势;生态脆弱带将继续成为研究的热点地区;研究重点将继续向动态模拟化方向发展;新方法、新技术手段将不断应用于生态承载力研究。     

农用污泥中铜的生态安全阈值研究

本论文采用污泥和土壤外源铜的活性差异系数法研究了农用污泥中铜的生态安全阈值。首先通过比较确定不同土壤条件下污泥中铜和水溶性铜的活性差异的系数,然后利用系数法得到相应土壤条件下污泥铜HC5值(即能够保护95%物种的浓度),并建立了土壤理化性质参数与污泥铜HC5值的量化关系和预测模型。最后与我国现行污泥农用标准值进行了比较,提出了修改建议。结果表明,土壤中来源污泥的铜活性均值约为来源水溶性盐的40%左右。土壤阳离子交换量(CEC)是影响土壤中污泥源铜的毒性的主控因子,可影响污泥铜HC5值变异的84.6%,而土壤pH值和有机碳含量(OC)分别可影响污泥铜HC5值变异的8.4%和1.8%。基于土壤pH、OC和CEC的三因子模型进行预测优于基于土壤pH和CEC的两因子模型,其相关性达到94.8%。与模型预测值相比,我国现行污泥农用标准GB4284-84与CJ/T309-2009中对铜限值的规定均存在着不同程度的保护不足或保护过度问题。     

脉冲喷吹金属滤袋的压力分布影响因素分析

金属纤维滤袋可直接过滤高温烟气粉尘,解决高温烟气粉尘导致的环境、安全问题,对高温烟气的余热能源回收利用有非常重要的意义。目前,金属滤袋除尘器脉冲喷吹参数是依照传统纤维滤袋器设计的,存在着脉冲瞬时气流导致喷吹清灰失效问题。针对此问题,在脉冲喷吹实验平台上,通过改变喷吹压力、喷吹距离以及喷吹孔径,针对ϕ130 mm×2 000 mm的金属滤袋,利用压力数据采集系统测试喷吹压力0.2~0.6 MPa、喷吹孔径6~14 mm、喷吹距离50~250 mm时,金属滤袋距顶部80、200、600、1 000、1 400和1 800 mm 6个部位的侧壁压力峰值,以探求针对金属滤袋的脉冲喷吹的合理参数。结果表明：2 m金属滤袋的最佳脉冲喷吹孔径为8 mm,最佳喷吹距离为200 mm,最佳喷吹压力为0.5 MPa;此条件下的P1(80 mm)、P2(200 mm)、P3(600 mm)、P4(1 000 mm)、P5(1 400 mm)、P6(1 800 mm)的侧壁压力峰值分别为1 000、1 686、839、746、749和2 005 Pa。金属滤袋的侧壁压力峰值大小排列呈下>上>中的规律。随着喷吹孔径的增大,最优喷吹距离有逐渐减小的趋势。金属滤袋的中、下部(距滤袋口600~1 400 mm)清灰将是未来金属滤袋清灰的重点关注部位。上述研究结果可为金属滤袋的推广发展提供参考。     

某水源水库嗅味来源及潜在产嗅藻分布特征解析

华东地区某水源水库近年来出现季节性嗅味问题。为解析嗅味产生来源及其成因,于2018年4月至2019年12月对该水库上游以及库内水体进行长期监测。监测结果表明,2-甲基异莰醇(2-MIB)是主要的土霉味致嗅物质,伪鱼腥藻是该水库潜在产嗅藻种,且其主要为外源输入。相关性分析结果表明,伪鱼腥藻的生长与水温及水下光照(透明度、浊度)等有关。为进一步解析水下光照因素驱动下伪鱼腥藻在水库水体中的分布特征,在水库高嗅期间开展了72 h连续监测,重点分析了伪鱼腥藻昼夜与垂向分布特征。结果表明,在08:00,伪鱼腥藻往表层迁移,在10:00—14:00,表层密度达到最高值,白天在水体中呈现明显的垂向迁移特征,而夜晚在水体中各层的分布无明显变化,这进一步说明水下光照对伪鱼腥藻生长的重要性。以上结果进一步提升了对实际水体中伪鱼腥藻分布规律的认识,可为水源地中伪鱼腥藻导致的嗅味问题提供借鉴。     

气体循环条件下等离子体催化氧化吸附态的苯和甲苯

在气体循环条件下,以MnOx-AgOx/γ-Al2O3、CoOx-CeOx/γ-Al2O3为吸附剂兼催化剂,研究了低温等离子体催化氧化吸附态的苯和甲苯,并对催化剂进行了BET和XRD表征。结果表明：气体循环条件下等离子体催化氧化技术同样适用于吸附态的双组分苯与甲苯的降解,并且COx产率和CO2选择性不比降解单组分苯或甲苯时的低。气体循环放电90 min后,与γ-Al2O3相比,引入MnOx-AgOx/γ-Al2O3、CoOx-CeOx/γ-Al2O3后,COx产率分别提高了9%、12%;CO2选择性也得到了提高并都接近100%;臭氧浓度分别减少了51%、39%;N2O浓度相应也降低了26%和38%。最后结合实验结果讨论了引入催化剂后反应机理的变化。     

回转定位脉冲喷吹袋式除尘器滤袋长度可延长性分析

采用物理模型实验,对回转定位喷吹系统的扁圆形滤袋壁面峰值压力分布进行测试,得出该滤袋同一截面压力分布均匀,且其沿滤袋长度方向的壁面峰值压力分布规律也与圆形滤袋相似。在该规律成立条件下,将扁圆形滤袋运用等效面积法转化为圆形滤袋,通过数值模拟方法,设计正交实验得出：滤袋壁面峰值压力随着喷吹压力和喷嘴直径的增大而增大,而随滤袋长度增加无明显变化;并进行单因素实验得出,当滤袋长度增加至10 m,可满足工程设计清灰需要,为滤袋长度的设计提供了重要依据。