同位素示踪技术在环境领域中的应用研究

稳定碳氮同位素作为一种有效的示踪手段,在研究外源有机质来源和氮循环,特别是污染源的识别方面有着重要意义。在简要总结碳氮同位素的应用现状、分馏效应的基础上,重点论述和分析了稳定氮同位素在富营养化湖泊中的氮源识别,并结合研究现状探讨了研究前景。     

膜化学技术在造纸废水深度处理中的应用研究

采用膜化学反应器对造纸废水的二级生化出水进行了实验 ,讨论了废水通过膜化学反应器时 ,温度、pH值、氧化剂AK的剂量、曝气量等主要影响因素对废水CODCr去除率的影响 ,结果表明 ,最佳工艺条件下CODCr、色度的去除率达 87 1%、95 % ,出水CODCr<10 0mg L ,出水完全可以回收利用。     

利用三维荧光技术分析太湖水体溶解性有机质的分布特征及来源

利用三维荧光光谱法研究了太湖125个样点表层(0.5m)和底层(1.5m)水体溶解性有机质(DOM)的组成和分布特征,并对不同湖区DOM的来源进行了分析.结果表明,太湖大部分湖区水体DOM以类蛋白物质为主,其中,竺山湾DOM中的腐殖质和类蛋白物质含量均较其它湖区高.太湖水体DOM的分布存在区域差异性,即:竺山湾湖区西部湖区梅梁湾湖心区贡湖湾南部湖区.分析认为,太湖DOM的来源具有陆源输入与内源微生物降解的双重特征,但竺山湾和西部湖区以陆源输入为主,而梅梁湾、贡湖、南部湖区及湖心区以内源微生物降解为主.分析各类荧光峰强度与水质参数的相关性发现,太湖水体DOM4类荧光峰之间呈显著正相关关系,DOM的4类荧光峰均与总氮(TN)、总磷(TP)、硝酸根离子(NO3-)、铵根离子(NH4+)呈显著正相关关系(p0.01),DOM的各类荧光峰强度和溶解氧呈显著负相关(p0.01),这可能是由于水体DOM含量升高后,微生物比较活跃,消耗大量的溶解氧所致;DOM的各类荧光峰强度和溶解性有机碳(DOC)之间的相关性不显著,可能与不同湖区样品中一些非荧光物质在DOM中的比例不同有关.     

独流减河流域污染现状及空间分布特征

为进一步明确流域主要污染物负荷及负荷贡献,解析流域污染的优先控制区域、重点污染源及其空间分布特征,基于数字高程模型(DEM),应用Arc Map的拓展模板Arc Hydro tools软件,进行独流减河流域河流水文分析及汇流计算,划分控制单元和子流域。在此基础上,估算独流减河流域点源和农业非点源COD、TN、TP和NH_3-N四种污染物的排放量和入河量。利用SPSS和GIS软件对污染排放强度进行聚类分析及空间解析,解析出流域污染的优先控制区域、重点污染源及其空间分布特征。结果表明:独流减河流域农业非点源COD、NH_3-N、TN、TP入河量分别为5 036 t、574 t、1 374 t和232 t,点源COD、NH_3-N、TN、TP入河量分别为2 204 t、299 t、461 t和16 t;流域农村生活、农田种植、污水处理厂、水产养殖、直排企业和畜禽养殖6类污染源中,农村生活是首要控制来源,贡献率为25.58%,其次为农田种植,贡献率为20.16%;流域内子牙河是独流减河流域污染排放量最大的水系,其次是南运河、青静黄排水渠、运东排干;流域上游子牙河、南运河、青静黄排水渠、运东排干等子流域为整个流域非点源污染的敏感区和优先控制区,流域内西部和西南部污染物排放处于较高的等级,而流域北部和东部污染物排放量较小,处于较低的污染等级;在独流减河流域划分的污染类型中,以综合污染型面积最大,为1 708 km~2,占整个流域总面积的47.24%。     

腐殖酸对NH+4-N在饱和含水层中迁移的影响

通过等温吸附实验,研究了有和无腐殖酸2种情况下,NH 4＋-N在石英砂上的等温吸附过程,并运用Langmuir方程和Freundlich方程进行了拟合,计算了不同条件下NH 4＋-N在石英砂上的最大吸附量;通过室内土柱模拟实验,测定了不同时间内土柱出水中的NH 4＋-N、NO 3--N和NO 2--N的含量,分析了腐殖酸在饱和含水层中对水中NH 4＋-N迁移转化的影响,并运用伪二级动力学方程和二阶段吸附速率方程对动力学过程进行了拟合.结果表明,Langmuir方程和Freundlich方程均能很好地描述NH 4＋-N的等温吸附过程;腐殖酸的存在增加了石英砂对NH 4＋-N的吸附量,无腐殖酸时NH 4＋-N最大吸附量为0.205mg.g-1,有腐殖酸时NH 4＋-N最大吸附量为0.354 mg.g-1.室内土柱实验结果表明,在实验前期,腐殖酸通过增加吸附空间而增大了NH 4＋-N吸附量;当吸附饱和后,腐殖酸可能为硝化细菌等微生物提供碳源和能量,参与NH 4＋-N转化为NO 3--N和NO 2--N的化学反应,使有腐殖酸条件下的NH 4＋-N出水浓度始终低于无腐殖酸条件.伪二级动力学方程和二阶段吸附速率方程均能很好地描述NH 4＋-N的吸附过程（无腐殖酸条件下R2=0.992 3,R2=0.994 4;有腐殖酸条件下R2=0.997 7,R2=0.998 1）,推测石英砂对NH 4＋-N的吸附属于化学吸附过程;通过比较二阶段吸附速率常数k3（有、无腐殖酸时分别为0.247和0.143）和k4（有、无腐殖酸时分别为0.006 27和0.001 7）,发现NH 4＋-N的吸附主要表现为第一阶段吸附,不定向地吸附在石英砂表面的活性点位上,且腐殖酸的存在使NH 4＋-N的平衡吸附量qe增大.     

丰水期渤海湾水体中DOM的分布特征及来源

为了解丰水期渤海湾水体中污染物的来源,采用三维荧光光谱和紫外光谱,结合平行分子模型和相关性分析研究了渤海湾水体中DOM（溶解性有机质）的分布特征和来源,以期间接了解其他污染物的来源.结果表明：渤海湾水体DOM对荧光强度贡献率表现为近岸海域高,而远离海岸的海域低.DOM荧光光谱主要有高激发光色氨酸（S峰）、低激发光色氨酸（T峰）、类腐殖酸（A峰）和类富里酸（C峰）这四类荧光峰,类蛋白类荧光峰（S峰和T峰）在研究海域北部荧光强度贡献率较高,类腐殖质类（A峰和C峰）呈现近海岸高、远离海岸低的特征;渤海湾和入海河流荧光指数（FI）均在1.4左右,说明类腐殖质主要受到外源影响,大部分显示出强腐殖质化特征（HIX >3.0）,只有子研究区北部区域由于藻类暴发显示出强自生源特征（BIX >1.0）.紫外特征吸收波长结果显示渤海湾近岸海域类富里酸和类腐殖酸对紫外吸收系数的贡献率（20.18±4.04）%显著低于入海河流中的类富里酸和类腐殖酸贡献率（26.43±3.85）%,可能是由于入海河流输入DOM受到了海水盐度作用,高盐度海水会使DOM产生絮凝作用,随着悬浮物汇入海底沉积物中,使DOM中类富里酸和类腐殖酸对紫外吸收系数的贡献率降低.整体上渤海湾水体中DOM在丰水期受到外源河流输入影响较为显著,应加强对外源输入河流污染物的控制和管理.     

黄河三角洲不同植物群落土壤有机碳特征及其影响因子

土壤有机碳的变化对于土壤质量演变有着十分重要的意义. 以黄河三角洲潮上带芦苇（Phragmites australis）、盐地碱蓬（Suaeda salsa）和柽柳（Tamarix chinensis）群落为研究对象,分析0~50 cm土层范围内土壤有机碳（SOC）、易氧化有机碳（EOC）、溶解性有机碳（DOC）和颗粒有机碳（POC）的分布特征,并基于紫外-可见光谱、三维荧光光谱和平行因子分析（PARAFAC）技术,对土壤溶解性有机物（DOM）的组成和来源进行解析,最终结合土壤理化性质揭示影响不同植物群落土壤有机碳和DOM组分特征的关键因子. 结果表明：①不同群落比较,盐地碱蓬群落ω（SOC）最高,为7.53 g·kg^-1,柽柳群落ω（DOC）最高,为0.98 g·kg^-1,芦苇群落ω（EOC）和ω（POC）显著高于盐地碱蓬和柽柳群落,分别为1.47 g·kg^-1和0.65 g·kg^-1;垂直分布上,除POC含量外,均呈现出随着土层加深而降低的趋势. ②芦苇、盐地碱蓬和柽柳群落土壤DOM的主要成分均为腐殖质、类蛋白物质、类富里酸物质,其中外源组分在以上群落中占比分别为55.80%、56.41%和52.81%;③不同群落比较,芦苇群落的腐殖化程度显著高于盐地碱蓬和柽柳群落,但其芳香化程度和自生源占比显著低于柽柳群落;垂直分布上,DOM芳香化和腐殖化程度随土层的加深逐渐增加,且深层土主要以疏水组分占比低的相对分子质量小的DOM为主. ④冗余分析可知,N（P<0.01）、NO₂^--N（P<0.01）和NH₄⁺-N（P<0.05）是影响土壤有机碳和DOM组分变化的关键因子.     

生态位理论及其对企业经营管理的启示

在生物进化过程中存在趋异性特征,通过生物多样性的发展来更有效的利用自然资源。生态位理论强调的是一种差异进化,用协同来避免竞争。企业应在经营过程中准确找到自身的生存空间,避免过度竞争。     

基于控制单元的独流减河流域农村非点源污染空间特征解析

提出了一种基于子流域的控制单元划分方法,估算了独流减河流域农田种植、畜禽养殖、农村生活和水产养殖4个主要来源的农村非点源COD、TN、TP和氨氮的入河量,并进行空间特征解析。结果表明,2015年独流减河流域农村非点源COD、TN、TP和氨氮总入河量分别为5 036.20、1 373.94、231.75、573.73t,COD是流域中最主要的农村非点源污染物。4个来源对流域污染物入河量的贡献大小依次为农村生活、农田种植、水产养殖和畜禽养殖。空间特征解析结果表明,西部的控制单元1和控制单元2污染物入河量大,东北部的控制单元3、控制单元4包括控制单元5污染物入河量小。主要污染水系为子牙河水系、南运河水系、青静黄排水渠水系、运东排干水系等。     

修饰金电极对甲烷的电催化氧化

采用连续电位扫描法对含有Pd(Ⅱ)离子的溶液进行多次循环电位扫描,将钯沉积到金电极、多壁碳纳米管(WCNTs)-Nafion修饰的金电极上,制备了钯纳米、钯纳米-WCNTs修饰的金电极(Pd/Au、Pd-WCNTs/Au电极),利用循环伏安法、交流阻抗法对修饰电极的电化学特性进行了表征,利用差分脉冲法及计时电流法分别研究了Pd/Au电极、Pd-WCNTs/Au电极、Au电极及Pb电极对甲烷电氧化的催化活性,并研究了电极的稳定性和重现性,结果表明,Pd-WCNTs/Au电极对甲烷具有最高的电催化活性,重现性好、稳定性高。