土壤镉污染毒性效应的多指标综合评价

以草甸棕壤为供试土壤,以蚕豆幼苗根尖有丝分裂指数、染色体畸变率以及微核率,幼苗叶片内抗氧化酶活性、植物内源激素含量为指标,采用盆栽方法研究了0～10 mg·kg^-1镉胁迫对植物细胞的遗传和生态毒性效应.结果表明,在此浓度范围内,蚕豆根尖细胞有丝分裂指数、染色体畸变率以及微核率均随镉浓度增加呈显著的剂量-效应正相关关系,其中微核率变化最为明显,处理组微核率分别为对照组的1.43～3.22倍;蚕豆幼苗叶片内的SOD和POD活性变化呈先升高后下降的趋势;而CAT活性随镉浓度增加其变化规律与SOD、POD相反.此外,镉胁迫下植物激素脱落酸(ABA)、赤霉素(GA₃)与细胞分裂素类的玉米素和玉米素核苷总含量(Z&ZR)均表现出低浓度下诱导和较高浓度下诱导率降低的趋势,在镉浓度为2.5 mg·kg^-1时３种植物激素含量均达到最高值,分别比对照组增加了6.6%、 4.0%和12.6%.研究表明,各指标对污染物的毒性具有响应且响应的域值及其敏感度不同,将各指标综合使用可使土壤镉污染的遗传和生态毒性诊断更为有效.     

部门水足迹及其经济效益的时空匹配特征研究

利用水足迹账户法,核算了2005—2015年张家口市市辖区、坝上和坝下三个区域的农业、工业、建筑业、服务业和生活等部门的水足迹,在此基础上分析不同产业部门水足迹经济效益的时空特征。研究结果表明:(1)马铃薯种植成为张家口市农业水足迹快速上升的最主要驱动因子。马铃薯对农产品水足迹的贡献率由10%上升至50%,成为优势农作物,但是主要集中在坝上地区。(2)工业水足迹下降了64%,市辖区下降最快;建筑业水足迹只有工业水足迹的1%～4%;服务业水足迹由571万m3上升至1436万m3,市辖区上升最快。(3)为实现节水目标,张家口市应继续调整种植业结构、最大限度利用降水,进一步减少灌溉用水;工业领域建立与水有关的投入产出表,并对工业内部产业结构和区域产业布局进行节水规划。     

FeS-Fe0纳米复合材料活化过硫酸盐降解双酚S的研究

双酚S(BPS)是一种新兴的内分泌干扰物,在环境中广泛存在,并对自然环境和人体健康有严重危害。制备了FeS-Fe⁰纳米复合材料作为催化剂,明确了FeS-Fe⁰纳米复合材料活化PS体系(FeS-Fe⁰/PS体系)的反应条件对去除BPS的影响,包括材料中FeS与Fe⁰摩尔比、材料投加量、PS浓度、溶液初始pH值等,并应用X射线衍射分析、X射线光电子能谱分析等技术表征该复合材料,通过反应体系对比实验、Fe离子溶出实验、PS的消耗实验、猝灭实验、电子顺磁共振波谱检测,探究了FeS-Fe⁰纳米复合材料的活化机理。实验结果表明:FeS-Fe⁰/PS体系降解BPS的最优条件为溶液初始pH=3、FeS与Fe⁰摩尔比1∶25、材料投加量0.10 g/L、PS浓度1.0 mM;FeS-Fe⁰/PS体系中产生的硫酸根自由基(SO₄^·-)和羟基自由基(HO·)可降解BPS,且HO·占主导作用;FeS-Fe⁰纳米复合材料表面的FeS促进了铁离子的溶出和循环,因此其活化能力优于纳米零价铁。     

基于声辐射控制的高速铁路低频降噪技术研究

降低声源强度和提升声学材料吸/隔声性能是当前高速铁路噪声控制的主要技术路线。针对高速铁路既有降噪基础设施抑制低频噪声有限的现状,探讨了基于声辐射控制的高速铁路低频降噪技术。通过分析薄膜型复合结构的声振耦合特性,研究了薄膜型声学超材料的声学性能及关键影响参数,并利用声学超材料的相位控制能力,以控制轮轨区域噪声为例,对桥面板进行了声学设计,验证了声辐射控制技术降低铁路噪声的有效性,为后续相关研究提供了新思路。     

水体中常见无机阴离子对TiO2薄膜光催化降解甲醛的影响

选择了5种水体中常见的阴离子(Cl^-,SO^2-₄,HPO^2-₄/HPO^2-₄,HCO^-₃/CO^2-₃和NO^-₃),分别考查了其对TiO₂薄膜光催化降解模拟甲醛废水的反应速率的影响;从上述离子的光吸收,对·OH的捕获及其生成的相应的无机自由基的氧化作用以及与甲醛的竞争吸附3个方面讨论了上述离子影响TiO₂薄膜光催化降解模拟甲醛废水的反应速率的原因。结果表明,HCO^-₃/CO^2-₃对TiO₂薄膜光催化降解甲醛具有抑制作用,Cl^-和SO^2-₄的影响不大,H₂PO^-₄/HPO^2-₄和NO^-₃具有促进作用。造成上述结果的主要原因是HCO^-₃/CO^2-₃具有很强的·OH捕获作用;Cl^-,SO^2-₄对·OH捕获作用以及竞争吸附都较弱;H₂PO^-₄/HPO^2-₄在TiO₂表面具有较强的吸附能力,释放出的H⁺起到了酸催化剂的作用;NO^-₃在紫外光的照射下可以产生·OH,此外NO^-₃作为电子受体而降低了TiO₂表面光生电子和空穴的复合几率。     

浅析矿山地质环境综合评价

阐述了矿山地质环境综合评价的定义、评价工作的流程,即指评价指标体系的建立、指标权重的确定、指标单元的划分、数学模型的选取等,对评价工作中常用的指标权重确定和数学模型建立方法的原理和应用进行了重点论述,并指出了当前评价过程中存在的问题和进一步完善的建议.     

基于GIS的小尺度耕地质量综合评价研究——以山东省丁庄镇为例

小尺度耕地综合评价是小区域范围内耕地质量保护和管理的重要手段。研究对影响丁庄镇耕地质量的土壤养分状况、耕地立地条件、耕地理化性状和耕地土壤污染状况分别进行了评价。采用土壤图和土地利用现状图叠置方法划分评价单元,系统聚类和DELPHI法筛选评价因素,层次分析法确定权重,模糊评价法确定耕地质量等级。研究结果表明：①丁庄镇耕地土壤养分含量较高,一二级地占总面积的54.41%;②立地条件和理化性状较好,一二级地分别占总面积的58.26%和60.00%;③土壤污染较轻的一二级地占61.02%,主要集中在中部和北部地区;④耕地综合质量状况总体良好,其中一级地占总面积的21.17%,二级地占31.60%,三级占29.38%,四级占17.85%,耕地等级分布与当地实际产出相一致。     

黄浦江底泥和生物膜对汞的吸附及形态分析

为探讨影响沉积物和生物膜对汞的吸附量及吸附形态的各种因素,采集了黄浦江底泥和生物膜样品,进行汞的吸附实验,发现pH值和Na^ 浓度是影响吸附的重要因素：pH=6时,汞的吸附量达到最大;在低的离子浓度范围内,吸附量随着离子浓度的增加而增加,当Na^ 浓度达到一定值时,吸附量反而降低。通过对吸附数据的拟和发现,Freundlich方程更适于描述汞在底泥中的吸附过程,而Langmuir方程更适于描述汞在生物膜中的吸附过程。外加汞源后,生物膜所转化的气态汞和有机质结合态汞含量较高,而底泥中的有机质结合态的汞含量则较高。     

黄浦江生物膜中汞的分布及形态分析

生物膜对于水环境中痕量重金属的迁移、最终归宿、生物可利用性和生物毒性的过程,起着非常重要的作用。该文采集了黄浦江中的生物膜样品,分析了其中不同生长时间、不同深度、不同季节的总汞含量;提取了生物膜中不同形态的汞,并和底泥中不同形态汞的分布做了对比。结果表明,随着生长天数的增加,生物膜中的汞含量也随之增加;表层生物膜中的汞含量大于水深1m处生物膜中的汞含量;生物膜中的汞含量夏季最高,冬季最低;生物膜中生物可利用态的汞,远大于底泥中生物可利用态汞,更容易进入食物链,从而造成更大的生态危害。     

喀斯特洞穴通风效应特征变化及其对洞内空气环境的影响研究——以贵州绥阳麻黄洞为例

为探究喀斯特洞穴内部空气变化特征,揭示喀斯特洞穴通风效应时空变化规律及其变化模式,于2016年1月～2019年6月间两个监测周期对贵州绥阳麻黄洞洞内外温度、湿度、C02浓度以及气压进行为期32个月的数据采集,并基于相关模型进行系统分析,结果表明:(1)麻黄洞存在3种通风模式:限制性通风模式、积极性通风模式和过渡阶段.其中夏季主要为限制性通风模式,洞内外气流交换较弱;冬季主要为积极性通风模式,洞内外气流交换运动明显,春季和秋季处于过渡阶段,两种模式交替存在.(2)洞道结构影响通风模式,同样,通风效应影响洞穴空气环境变化.根据洞道结构和通风效应对洞穴空气环境的影响可以将麻黄洞洞道分为3个部分:空气环境变化较大的1#～5#监测点、空气环境变化逐渐减小的6#～9#监测点以及空气环境稳定的10#～15#监测点.(3)受特殊的洞道结构影响,洞道中6#～9#存在"狭管效应"引起的"峡谷风",使得春秋两季洞道中部存在明显气流.基于模型分析洞穴通风效应及其对洞穴空气环境影响,研究喀斯特洞穴通风模式及其变化特征,对洞穴沉积物形成及气候变化及碳循环模式研究有重要意义.