生态承载力环评:研究进展·存在问题·修正对策

环评技术标准的科学性和完备性是决定环评文件质量及应用价值的关键,但长期以来生态承载力环评技术一直是环评标准体系中最薄弱的环节.通过回顾国内外生态承载力研究发展历程,解析生态承载力概念和内涵,介绍自然植被净第一性生产力评估法、生态足迹法、资源供需平衡法与综合指数法等常用生态承载力评估方法的评价原理、技术流程,指明上述各类方法片面注重“承载力”极值的量化或超载与否的评估,但却忽视人类经济社会发展产生压力指标与区域自然承载能力对应关键指标在指标类型、大小及空间上的矛盾对立性研究,以致评价过程不清晰、评估成果对于优化区域人地关系的参考价值十分有限.在此基础上结合我国生态承载力环评制度、技术导向及研究实践状况论述,指出现有生态承载力环评技术标准存在技术方案不完整、评价内容项目针对性弱、评价空间尺度与项目影响范围不匹配等问题,以此为前提,提出重新界定规划环评领域生态承载力概念,以提升科学性与实用性为目标革新生态承载力环评技术框架体系,针对项目生态压力类型及空间格局确立生态承载力评价内容,充分利用3S等新技术开展生态承载力定量化评估等修正对策建议.研究旨在为开展生态承载力评估技术革新与探索研究提供借鉴.      

Accumulation of different sulfur fractions in Chinese forest soil under acid deposition

Atmogenic sulfur (S) deposition loading by acid rain is one of the biggest environmental problems in China. It is important to know the accumulated S stored in soil, because eventually the size (and also the "desorption" rate) determines how rapidly the soil water pH responds to decrease in S deposition. The S fractions and the ratio of total carbon/total sulfur (C/S) of forest soil in 9 catchments were investigated by comparing soils at the rural and urban sites in China. The S fractions included water-soluble sulfate-S (SO(4)-S), adsorbed SO(4)-S, insoluble SO(4)-S and organic S. The ratio of C/S in soil at the rural site was significantly (p < 0.05) greater than that at the urban site. C/S of soil in the A horizon was significantly (p < 0.05) and negatively correlated with the wet S-deposition rate. The ratio of C/S presents a better indicator for atmogenic S loading. Organic S was the dominant form in soils at rural sites; contributing more than 69% of the total S in the uppermost 30 cm soil. Organic S and adsorbed SO(4)-S were the main forms of S in soil at urban sites. High contents of water-soluble SO(4)-S and adsorbed SO(4)-S were found in uppermost 30 cm soils at urban sites but not at rural sites. Decades of acid rain have caused accumulation of inorganic SO(4)-S in Chinese forest soil especially at the urban sites. The soil at urban sites had been firstly acidified, and the impacts on the forest ecosystem in these areas should be noticed.     

磺胺二甲基嘧啶(SM2)高效降解菌J2的分离筛选及降解特性研究

从城市污水处理厂活性污泥中分离得到一株能以磺胺二甲基嘧啶(SM2)为唯一碳源的菌株,经生理生化鉴定和16S rRNA基因序列同源性分析,将此菌鉴定为蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus),命名为J2.不同条件下的降解特性研究结果表明,J2菌株具有极高的SM2耐受性(100 mg·L~(-1))、较广的温度(20～30℃)和pH(6～8)适用范围;在温度30℃、pH=8.0、初始OD_(600)=0.1、SM2起始浓度为50 mg·L~(-1)的条件下,J2菌株在36 h内对SM2的降解率可达100%,降解效率远超目前已报道的其他SM2降解菌株,展现出了良好的应用潜力.J2菌株降解SM2过程中产生了5种主要中间代谢产物,分析推断其降解SM2的途径分为两条:①磺胺二甲基嘧啶分子首先在酶促反应作用下脱除SO_2,生成嘧啶环和苯胺环自由基,这两种自由基再经过环间耦合生成N-(4,6-二甲基嘧啶-2基)-1,4-二苯胺,该分子中的C—N键在活性氧物种的作用下断开生成苯胺和2-氨基-4,6-二甲基嘧啶;②在漆酶的作用下N~4键断裂,产生N-(3,5-二甲基嘧啶)-苯磺酰胺,之后N-(3,5-二甲基嘧啶)-苯磺酰胺的N—S键断裂,进一步形成2-氨基-4,6-二甲基嘧啶和苯亚砜.     

活性污泥降解四溴双酚A的特性、途径及毒性评估

电子行业典型污染物溴代阻燃剂对环境的污染引起了广泛关注.本文以产量最大、应用最广的典型溴代阻燃剂四溴双酚A(Tetrabromobisphenol A,TBBPA)为研究对象,考察了活性污泥降解四溴双酚A的特性、影响因素、降解途径并进行毒性评估.结果显示:活性污泥能有效降解水体中的TBBPA;在初始接菌量OD_(600)=0.77,TBBPA浓度为2.50 mg·L~(-1),温度为40℃,pH值为6.0时,经6 h反应后降解率可达58.46%,脱溴率达43.80%;在自然水体中活性污泥对TBBPA的降解受到抑制,尤其在腐殖质含量较高时;自然光能促进TBBPA降解,紫外光则抑制其降解活性;利用LC-Q-TOF-MS/MS检测到3种中间产物,推测TBBPA可能通过以下两种路径降解:①TBBPA发生甲基化和脱溴反应,产生甲基化的二溴双酚A,随后发生羟基化反应生成5-[1-(3-溴-4-甲氧基-苯基)-1-甲基-乙基]-2-甲氧基-苯酚;②TBBPA发生羟基化反应生成5-[1-(3-溴-4,5-二羟基-苯基)-1-甲基-乙基]-苯-1,2,3-三醇,随后发生脱溴、羟基化和甲基化反应,生成5-[1-(3-羟基-4,5-二甲氧基-苯基)-1-甲基-乙基]-2-甲氧基-苯-1,3-二醇;最后,利用发光细菌对该降解过程进行毒性评价,结果表明,活性污泥降解TBBPA的过程中其毒性未被完全去除,仍存在一定的环境风险.     

不同浓度指数施肥对美丽异木棉等3个树种幼苗生长的影响

基于植物生长模型,考虑到植株体内养分含量的稳定性,本实验采用指数施肥法对美丽异木棉、红花荷和黄花风铃木3种华南地区常见园林树种幼苗进行N素指数施肥试验。结果表明,氮素指数施肥能给植物的生长、植物的根系和叶片带来显著的影响:(1)不同氮素处理间幼苗生长差异显著,其中美丽异木棉处理Ⅵ(5 000 mg)的苗高、地径及总干质量表现为最佳状态,红花荷与黄花风铃木的处理Ⅴ(4 000 mg)效果最好。3个树种幼苗各生长指标受N素影响的程度表现各不相同。(2)3个树种各处理间幼苗的根系变化有差异。美丽异木棉和红花荷幼苗根系的体积、表面积、投影面积均呈现出先上升后下降再上升的趋势。氮素对根系长度、根系的平均直径、根尖数、分叉数、交叉数的影响在3个树种上有不同的表现。(3)3个树种各处理间幼苗叶片的变化有显著差异。氮素对叶片的影响表现出相似的规律性变化,几乎所有幼苗的叶片长宽比随着氮素的施入,趋势基本保持稳定,而叶面积、叶片周长、穿孔数量等指标变化有差异。     

载体好氧预挂膜处理对厌氧附着膜膨胀床反应器的影响

研究了生物腹载体经好氧预挂膜处理对厌氧附着膜膨胀床（ＡＡＦＥＢ）反应器的起动、运行效能、厌氧生物颗粒性状的影响。载体经１０天好氧预挂腹处理后的反应器比对照提前１５天完成起动;且具有较好地耐受有机质负荷和水力负荷冲击的效能。处理反应器中厌氧生物颗粒的一些性能指标值,如最大比产酸活性、最大比产甲烷活性、Ｆ（４２０）、生物膜浓度等均优于对照。另外,两种反应器厌氧生物颗粒内微生物相也存在明显的差异。     

1,2,4-三氯苯对大蒜根尖分生细胞有丝分裂的影响

以大蒜根尖分生细胞为材料研究1,2,4-三氯苯(1,2,4-TCB)对有丝分裂的影响.结果表明,1,2,4-TCB使大蒜根尖分生细胞有丝分裂指数下降,且呈现明显的剂量-效应和时间-效应关系;1,2,4-TCB使有丝分裂前期细胞所占比例相对增加,中期、后期、末期细胞相对减少;与后期、末期相比,中期细胞的减幅更大;1,2,4-TCB各处理组的微核细胞发生率与对照组相比均没有统计学差异;双核细胞发生率在高浓度处理组与对照组相比,有极显著性的统计学差异(p＜0.01),并呈现一定的剂量-效应和时间-效应关系.研究表明,1,2,4-TCB对大蒜根尖分生细胞有丝分裂具有阻滞作用,并诱发有丝分裂异常的显著升高.     

CdS-TiO_2/MWCNTs结构表征及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法,制备了多壁碳纳米管(MWCNTs)负载的双组分复合半导体光催化剂CdS-TiO2/MWCNTs。通过透射电镜(TEM)、比表面分析(BET)、X射线衍射(XRD)和紫外-可见吸收光谱(UV-vis)等分析方法对光催化剂进行了结构表征,并考察了CdS-TiO2/MWCNTs对甲苯降解的光催化性能。结果表明:纳米活性粒子CdS-TiO2均匀负载于MWCNTs上,比表面积、光吸收阈值和强度增大,活性粒子间以及活性粒子与载体之间具有协同作用,有利于光催化性能的提高,CdS-TiO2/MWCNTs在主波长为254 nm紫外光照射下对甲苯的降解效果较好,去除率可达55.3%。     

基于变异CPSO算法的LSSVM出水COD的软测量研究

在分析混沌粒子群优化算法(CPSO)和最小二乘支持向量机(SVM)理论基础上,以某污水处理厂的氧化沟系统为对象,采用带有末位淘汰机制的混沌粒子群优化算法优化支持向量机的参数,建立了基于变异CPSO算法的LS-SVM的氧化沟出水水质COD软测量模型,并与PSO-LSSVM,LSSVM模型比较,研究表明,ICPSO-LSSVM模型预测准确,泛化性能好,且该模型预测结果中相对误差小于10%的样本达到90%,最大相对误差仅为12.5%,均方差MSE为0.0106,模型具有较高的精度,基本可以实现出水COD浓度的在线预估。