大连近海沉积物多环芳烃污染特征及源解析

本文对大连近海海域15个表层沉积物样品中16种多环芳烃(PAHs)污染特征及来源进行研究。结果表明,沉积物中16PAHs总浓度为30.0410-9~89.2410-9,平均值为50.8410-9,其中工业区显著高于城市地区(p0.05),极显著高于农村地区(p0.01)。沉积物中PAHs含量与总有机碳(TOC)含量间存在显著正相关性(p0.05),表明沉积物有机质含量是影响PAHs含量的主要因素。主成分分析得出,大连近海海域PAHs污染源为石油泄漏造成的石油源、生物质及化石燃料燃烧形成的燃烧源和燃油燃烧形成的交通源。     

京津冀PM2.5时空分布特征及其污染风险因素

为分析京津冀及其周边区域2013年典型污染事件中PM_2.5的时空分布特征及污染风险因素,根据国家城市环境空气质量实时发布数据和京津冀地区地理国情信息监测成果,采用空间数据挖掘方法对PM_2.5污染的热点区域进行了划分;并采用地理探测器定量分析了PM_2.5污染风险因子及其影响程度. 结果表明:在选取的京津冀6个城市中,在PM_2.5污染事件统计上存在保定—廊坊—北京—天津—承德—张家口的污染顺序. PM_2.5污染在空间上呈河南省(山东省)—河北省—北京市(天津市)一线的带状分布特征,在单次污染事件中,城市间的PM_2.5污染存在空间运移关系. 空间热点探测表明,京津冀及其周边区域主要分为5个热点聚集区,其中3个高值区分布在北京市、天津市、河北省和山东省的中部,面积分别为5.31×104、10.26×104、5.04×104 km2. 在8个污染风险因子中,污染企业总数(影响力为0.97,下同)、降水量(0.93)、地形坡度(0.89)对PM_2.5污染的影响显著高于其他风险因子;其他风险因子影响力排序依次为人口数量(0.60)、降水量大于0.1 mm的降水日数(0.57)、地表覆盖类型(0.52)、年均相对湿度(0.51)、年均风速(0.33),但风险因子间相比没有显著性差异. 研究显示,京津冀地区PM_2.5污染的主要因素是污染物排放,其次,气象要素中的年降水量和自然地理环境中的地形坡度也是影响PM_2.5污染特征的重要风险因子.      

椒江口海域营养盐及富营养状况的时空变化

以2006年、2011年、2014年春季椒江口水质监测资料为基础,运用富营养指数法、有机污染综合指数法和潜在性富营养化评价法,对近10a来椒江口海域营养盐的时空分布变化特征和富营养化状况进行了研究分析。结果表明:近10a来,椒江口海域表层水体DIN、DIP均劣于四类海水水质标准,海域水体呈严重污染状态,富营养化程度较高;从时间上看,DIN、DIP浓度和富营养化程度均呈先加重后减轻的趋势;从空间上看,椒江口海域表层水体的DIN、DIP以及E值、A值平面分布均呈由河口向外海逐渐递减的阶梯状分布。入海径流携带的污染物、周边大型用海工程是影响该海域水体营养盐浓度和富营养化程度的主要因素。     

基于响应面分析法的微波-过氧化氢-碱预处理污泥水解酸化优化研究

为进一步优化微波-过氧化氢-碱(MW-H2O2-OH)预处理污泥的水解酸化操作参数,在前期单因素试验研究的基础上,采用3因素3水平的响应面分析法,建立了水解温度、水解酸化时间和蛋白酶投加量分别对总VFA浓度和SCOD浓度影响的回归模型,并进行了碳源组成及其可利用性的评估.结果表明,模型极显著,拟合度、可信度和精确度高,数据合理,试验误差小.通过对回归模型的求解及综合考虑,得到优化的工艺条件为水解温度53.13℃、水解酸化时间4 d、蛋白酶投加量30.14 mg·g-1(蛋白酶/总固体浓度(TS),下同).验证结果表明,总VFA浓度和SCOD浓度的相对误差均在3%以内,说明该模型能很好地优化微波-过氧化氢-碱预处理后污泥的水解酸化操作条件和预测总VFA浓度和SCOD浓度.在碳源组成方面,优化工艺条件下SCOD占TCOD(混合液总COD)的44.56%,总VFA、溶解性蛋白质、溶解性糖类分别占SCOD的66.42%、19.34%和6.89%,碳源以总VFA为主,其中,VFA以乙酸(35.11%)、异戊酸(20.14%)、正丁酸(19.94%)、丙酸(16.90%)为主.三维荧光光谱的分析结果表明,污泥上清液中以溶解性微生物产物类酪氨酸和类色氨酸为主.优化组的污泥上清液作为碳源时的反硝化速率(0.184g·g-1·d-1,以每g VSS每天反硝化的NO-3-N量(g)计,下同)远远高于未优化组(0.065 g·g-1·d-1),碳源可利用性介于甲醇和乙酸钠之间,碳源可利用性较好.     

北京某污水处理厂污泥重金属污染特征、潜在生态风险及健康风险评价

连续采集了北京市某污水处理厂污泥,样品经过微波消解后利用ICP-OES测定重金属含量,同时,利用BCR连续提取分析方法分析了污泥中重金属赋存形态.在分析测定污泥中Pb、Zn、Cd、Cr、As、Ni、Cu 7种重金属含量及形态的基础上,开展了污泥重金属污染水平评价、潜在生态风险评价及健康风险评价.结果表明,污泥中重金属含量最高的是Zn,含量为930.08 mg·kg-1,残渣态及可提取态所占比例最高的元素分别是Pb和Ni,所占比例分别为80.86%及18.84%;污泥重金属综合污染指数为4.84,属重度污染;污泥重金属潜在环境综合风险指数为237.60,属极高生态风险.基于健康风险评价模型建立两条暴露途径,分别对儿童及成人进行健康风险评价,得出儿童非致癌指数及致癌指数分别为2.02×10-1和1.44×10-4,而成人非致癌指数及致癌指数分别为7.21×10-2和5.13×10-5.     

旱柳(Salix matsudana Koidz)对Pb的耐性、富集、转运与胁迫响应研究

耐性机理的系统解析对于旱柳在土壤Pb污染控制上的应用具有重要意义.为了明确旱柳对Pb的耐性机理,通过盆栽试验研究了旱柳对Pb的耐性、富集、转运特征,采用STEM、EDAX、FTIR分析了旱柳对Pb的胁迫响应机制.结果表明:低含量(≤600 mg·kg-1)Pb对旱柳生长有促进作用,高含量(≥1000 mg·kg-1)Pb明显抑制旱柳的生长;旱柳对Pb具有很高的耐性,耐性指数TI(%)可达108.32,属Pb高耐性植物;旱柳对Pb的富集能力较强,富集系数均值可达7.5773,而对Pb的转运能力较弱,转运系数均小于1;低含量Pb胁迫不影响叶绿素的合成,也不会促生丙二醛(MDA),而高含量Pb胁迫明显抑制叶绿素的合成,促使MDA大量生成,导致严重的细胞膜脂过氧化和膜损伤;抗氧化酶(POD、CAT、SOD)及可溶性蛋白能够对低含量Pb胁迫做出积极有效的响应,但无法清除高含量Pb胁迫所产生的毒害;扫描透射电镜(STEM)分析表明,Pb胁迫使根系发黑、萎蔫,茎部破败、堵塞,叶片褶皱、卷曲,破坏气孔结构;傅里叶红外光谱(FTIR)分析表明,Pb胁迫使导致膜脂过氧化和膜损伤的自由羟基增多,而使对Pb具有络合、螯合作用的连生羟基、巯基、羰基数量减少;能谱(EDAX)分析表明,Pb胁迫抑制了Ca、K的吸收,同时干扰其他矿质元素的吸收利用.     

基于LLE-ELM的矿井瓦斯涌出量预测方法研究

基于局部线性嵌入(Locally Linear Embedding,LLE)算法和极限学习机(Extreme Learning Machine,ELM)神经网络建立矿井瓦斯涌出量预测模型,该预测模型运用LLE算法对矿井瓦斯涌出量影响因素样本进行数据挖掘,得到降维后的有效因子,再将这些有效因子作为ELM神经网络的输入层进行训练和预测。利用某矿井的实测数据进行实例分析,结果表明该预测模型预测速度快,精度高,能够用于矿井瓦斯涌出量预测。     

澧阳平原黑褐色土壤剖面常量元素地球化学特征

对澧阳平原典型土壤剖面--玉成(YC)剖面进行常量元素地球化学分析,结果表明,YC剖面沉积物中SiO2,Al2O3和TFe2O3(包括Fe2O3和FeO)三者的含量总和达到80%-85%,其中SiO2的含量占60%-65%,Al2O3含量在12%-15%之间,而TFe2O3的含量占5.5%-7%;其它常量元素的含量相对较低,表现为K2O(2.5%-2.8%)>TiO2(1.2%-1.5%)>MgO(0.7%-1.2%)>CaO(0.5%-0.8%)>Na2O(0.4%-0.6%)>MnO(0.1%-0.5%)>P2O5(0.1%-0.15%).黑褐色土壤剖面CIA值(74.82)远高于上地壳(UCC)的平均值47.96,明显高于黄土高原黄土(63.73)和古土壤(67.36),略高于镇江下蜀黄土(70.45).表明黑褐色土壤剖面经历了比黄土高原黄土和古土壤更强烈的化学风化.CIA指数的垂向变化表明黑褐色土壤剖面经历了风化相对较弱、风化相对较强、风化相对较弱、风化相对较强4个阶段.     

通江城市河道浮游植物分布研究——以镇江市古运河为例

为了解通江城市河道浮游植物分布动态规律，同时为制定有效的水环境质量改善方案，对镇江市古运河的浮游植物组成与分布变化进行现场调查与分析，探讨了环境因子变化对河道浮游植物结构与数量的影响。结果表明，研究区共检出藻类6门38属，其中绿藻门、蓝藻门和硅藻门为3个常见门类。河道内藻类细胞密度与生物量排序为春季>秋季>夏季>冬季。对比河源采样点，河道内藻类细胞密度、生物量均在春、秋季大幅增长，藻类种类组成比例也逐渐由硅藻门为主过渡到以绿、蓝藻为主，但在夏、冬季这种变化趋势不明显。水动力、营养盐浓度、水温以及水体悬浮泥沙含量等多环境因子影响了河道内藻类生长与繁殖条件，其中因受闸控影响的水动力学条件变化是造成藻类分布变化的关键诱发要素。〖     

工业用水与经济发展的关系——用水库兹涅茨曲线

经验数据显示,发达国家工业用水随经济发展的变化存在着一个由上升转而下降的转折点。因此,工业用水随收入增长的演变模式可以用库兹涅茨曲线形式来表示。工业用水下降点对应的人均GDP的阈值是3700-17 000US$(PPP,以1985年为基数)。与之相应的第二产业在GDP总量中所占份额是30％～50％。工业用水下降的直接原因是用水效率的提高,其来源有两方面:部门用水效率的提高和经济结构调整。这提供了一个积极的信号,即发展中国家的工业用水将不会一直持续增长,从而为更好地预测发展中国家的工业用水量提供非常重要的思路,也为正确把握用水变化规律,制定符合规律的水资源对策提供科学基础。