A red water occurrence in drinking water distribution systems caused by changes in water source in Beijing,China: mechanism analysis and control measures

A red water phenomenon occurred in several communities few days after the change of water source in Beijing, China in 2008. In this study, the origin of this problem, the mechanism of iron release and various control measures were investigated. The results indicated that a significant increase in sulphate concentration as a result of the new water source was the cause of the red water phenomenon. The mechanism of iron release was found that the high-concentration sulphate in the new water source disrupted the stable shell of scale on the inner pipe and led to the release of iron compounds. Experiments showed that the iron release rate in the new source water within pipe section was over 11-fold higher than that occurring within the local source water. The recovery of tap water quality lasted several months despite ameliora- tive measures being implemented, including adding phosphate, reducing the overall proportion of the new water source, elevating the pH and alkalinity, and utilizing free chlorine as a disinfectant instead of chloramine. Adding phosphate was more effective and more practical than the other measures. The iron release rate was decreased after the addition of 1.5 mg. L-1 orthophosphate- P, tripolyphosphate-P and hexametaphosphate-P by 68%, 83% and 87%, respectively. Elevating the pH and alkalinity also reduced the iron release rate by 50%. However, the iron release rate did not decreased after replacing chloramine by 0.5-0.8 mg. L-1 of free chlorine as disinfectant.     

炭化秸秆吸磷剂的制备及吸附性能研究

以水稻秸秆为原料,经炭化、KMnO4预氧化和FeSO4溶液改性后,制备得到低成本的改性炭化水稻秸秆（modified carbonized rice straw,MCRS）.采用Zeta电位分析仪、扫描电镜、能谱仪、比表面积分析仪、红外光谱分析仪和X射线衍射分析仪多种手段,分析了炭化水稻秸秆和MCRS的理化性能.通过静态吸附试验研究了吸附剂投加量、pH值和温度对MCRS除磷效果的影响.结果表明：MCRS对磷的吸附是一个吸热过程,其吸附等温线可用Langmuir方程进行拟合.当投加量为4g·L^-1、pH值为7时,MCRS对水溶液中磷的去除率最高可达96％;依据Langmuir方程计算得到,30℃条件下,MCRS对磷的最大吸附量为5.49 mg·g^-1.     

典型喀斯特地区土壤退化机理探讨:不同土地利用类型土壤水分性能比较

我国西南喀斯特生态脆弱区以土壤退化为核心的环境退化形势严峻.揭示土壤退化过程和退化机理,是认识喀斯特这个特殊环境的土地生态系统诸多环境退化问题的一个重要途径.本文选择黔中猫跳河流域上游长顺县广顺乡典型喀斯特景观为研究区,通过野外采样和实验室分析,对不同土地利用类型的土壤水分性能进行了比较研究,以探讨喀斯特地区土壤退化的过程与机理.结果表明,与基本无退化的本底林地相比较,草地土壤的水分性能明显变劣,表现为:土壤的持水能力下降,田间持水量和毛管持水量分别下降49.5%和56.2%;土壤供水能力降低,总有效含水量下降56.4%;土壤渗透性能减弱,150 min饱和渗水量减少70.1%.土壤的这些水分特征与土壤发生的强度和速度都有着非常密切的关系,草地土壤水分性能的这种退化将加剧土壤的侵蚀.可以认为,在西南典型喀斯特地区,土壤的水分退化是土壤退化的一个关键过程和因素.     

长江重庆段表层水体中多环芳烃的分布及来源分析

采集了长江重庆段干流以及重要支流共7个断面的表层水样,采用液相色谱法分析15种优先控制的多环芳烃(PAHs).结果表明,水体中总PAHs浓度范围为6.44—109.39 ng·L-1,平均值为41.83 ng·L-1.在5个断面水体中检出苯并(a)芘,浓度为0.05—1.32 ng·L-1,低于我国地表水标准限值(2.8 ng·L-1).长江重庆段的PAHs浓度水平低于大部分国内其他河流,与国外一些河流的浓度水平相当.PAHs组成以中低环PAHs(3环和4环)为主,平均比例分别为55.7%和38.8%,高环PAHs(5环和6环)含量较低,分别占3.6%和1.9%.示踪PAHs比值法结果显示长江重庆段表层水体PAHs主要来源于石化产品的泄漏污染.     

酰胺类除草剂对铜绿微囊藻的生长影响及氧化损伤效应

酰胺类除草剂的广泛使用对水生生态环境构成了潜在风险。为探究其对藻类的毒性作用,以铜绿微囊藻为对象,分别从藻类生长和氧化损伤效应角度探讨了甲草胺、乙草胺和丁草胺对铜绿微囊藻的毒性影响。实验结果显示,酰胺类除草剂对藻类的影响存在明显的滞后效应和剂量–效应关系,低浓度暴露组刺激藻类增长,高浓度表现为抑制作用;3种酰胺类除草剂增加了铜绿微囊藻的氧化压力,并随着暴露时间的延长和浓度的增加而增强。其中,藻体内过氧化脂质降解产物丙二醛(MDA)含量明显增加,同时超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性也显著增强。经96 h暴露后,甲草胺(32.0 mg·L~(-1))、乙草胺(32.0 mg·L~(-1))和丁草胺(15.0 mg·L~(-1))暴露溶液中相对MDA含量分别为138%、204%和154%,相对SOD活性分别为116%、87%和115%,相对POD活性分别475%、278%和627%。结合生物量及氧化损伤效应实验结果可知,3种除草剂对铜绿微囊藻的毒性大小顺序为丁草胺乙草胺甲草胺。     

土壤多环芳烃污染根际修复研究进展

多环芳烃(polycyclicaromatichydrocarbons,PAHs)是环境中普遍存在的具有代表性的一类重要持久性有机污染物,具“三致性”、难降解性,在土壤环境中不断积累,严重危害着土壤的生产和生态功能、农产品质量和人类健康。修复土壤多环芳烃污染已成为研究的焦点。根际修复是利用植物-微生物和根际环境降解有机污染物的复合生物修复技术,是目前最具潜力的土壤生物修复技术之一。对国内外学者近年来在土壤多环芳烃污染根际修复的效果、根际修复机理和根际修复的影响因素方面的研究进展作了较系统的综述,并分别分析了单作体系、混作体系、多进程根际修复系统和接种植物生长促进菌根际修复系统对土壤多环芳烃的修复效果。指出根际环境对PAHs的修复主要有3种机制:根系直接吸收和代谢PAHs;植物根系释放酶和分泌物去除PAHs,增加根际微生物数量,提高其活性,强化微生物群体降解PAHs。并讨论了影响根际修复PAHs的环境因素如植物、土壤类型、PAHs理化性质、菌根真菌以及表面活性剂等。植物-表面活性剂结合的根际修复技术、PAHs胁迫下根际的动态调节过程、运用分子生物学技术并结合植物根分泌物的特异性筛选高效修复植物以及植物富集的PAHs代谢产物进行跟踪与风险评价将成为未来研究的主流。     

水资源约束下西北干旱区城市扩张特征与变动趋势分析——以西陇海兰新经济带城市为例

论文以西北干旱区陇海兰新经济带城市为例,分析了城市水资源利用状况及其短缺程度,认为绝大多数城市“缺水又费水”,城市发展具有明显的“旱生性”。在水资源约束下,西陇海兰新经济带城市的发育程度远远落后于东部地区城市,也落后于全国城市平均水平,略好于西部地区城市,但明显好于西北地区城市,城市扩张的总体特征表现为以总量扩张为主,“农转非”空间和用地拓展空间大,以高耗低效扩张为主,水土资源投入产出效益普遍低下,城市发展处在主要依靠资源开发拉动经济增长的低级阶段,扩张质量有待提高。城市发展具有明显的外部推动性。未来20a,在水资源短缺的继续约束下,经济带城市扩张步伐将比较缓慢,扩张幅度将不会有大的变化。表现为将净增城市非农业人口6.31×106人,城市化水平将提高到35.97%,20a共净增7.21%,特大城市数量将保持西安、兰州和乌鲁木齐3个不变;大城市从无到有,将建成宝鸡、咸阳、铜川、天水、石河子和库尔勒6个;中等城市数量将会显著增加,由2000年的10个增加到2020年的14个,在不考虑“县改市”的前提下,小城市的数量将会进一步减少。为了确保经济带沿线城市的有序扩张,建议在城市建设过程中以人为本,以水为生命线,以经济发展为动力,以城市规划为法定依据。     

水资源约束力的内涵、研究意义及战略框架

针对世界和我国快速城市化进程中水资源对社会经济发展制约作用不断加强的态势,首次较为系统地提出了水资源约束力的概念,并在阐述其基本内涵和研究意义的基础上,就水资源约束力研究的战略框架进行了初步探讨。研究认为:水资源约束力研究是我国和世界21世纪水安全研究的重要内容之一;在水资源承载力、水资源压力研究的基础上,进一步研究水资源约束力,可以完整地揭示水资源系统与社会经济系统之间的相互作用和关系,对水资源科学的发展具有重要的理论和现实意义;当前应尽快建立并完善水资源约束力研究的理论体系,加强水资源约束力的基本理论、量化方法和实证研究,重点加强区域水资源约束力的产生、影响因素、影响机制、变化规律、调控途径等的研究,并不断拓展研究领域,加强水资源约束力与水资源科学其它领域的集成研究。     

溶藻细菌L7溶藻活性代谢产物的分离鉴定

在对溶藻细菌L7所分泌的溶藻活性物质进行分离和纯化后,通过质谱法、紫外光谱扫描法、红外光谱扫描法以及特征显色法对该活性物质进行了初步鉴定.结果表明,质谱分析出第12#组分中的5种物质分子量分别为243.7,364.0,508.1,602.1,678.7.紫外光谱扫描分析出溶藻细菌L7溶藻活性代谢产物可能含有2个共轭的不饱和键.红外光谱扫描和薄层层析特征显色结果显示,其可能含有芳香醛类、氨基酸类、醇类或糖类物质,但一定不含有酚类物质.     

Expression of sulfur uptake assimilation-related genes in response to cadmium, bensulfuron-methyl and their co-contamination in rice roots

The responses of sulfur （S） uptake assimilation-related genes＇ expression in roots of two rice cultivars to cadmium （Cd）, bensulfuron-methyl （BSM） and their co-contamination （Cd＋BSM） were investigated by gene-chip microarray analysis and quantitative real-time PCR （QRT-PCR） technology. Treatments of Cd and Cd＋BSM induced expression of sulfate transporter and permease genes, and promoted sulfate uptake in rice roots. Cd＋BSM could alleviate Cd toxicity to cv. Fengmeizhan seedlings, probably due to Cd＋BSM promoting greater S absorption by seedlings. Cd and Cd＋BSM induced expression of sulfate assimilation-related genes, and thus activated the sulfur assimilation pathway. Cd and Cd＋BSM induced expression of phytochelatin synthase and metallothionein genes, and induced expression of glutathione S-transferases （GSTs）, glutathione synthase （GS） and S- containing antioxidation enzyme genes, which detoxified Cd2＋. It is suggested that （to cope with the toxicity of Cd, BSM and their co-contamination） the S uptake and assimilation pathway was activated in rice roots by increased expression of related genes, thus enhancing the supply of organic S for synthesis of Cd or BSM resistance-related substances.