Insights into reactive oxygen species formation induced by water-soluble organic compounds and transition metals using spectroscopic method

Ambient particulate matter (PM) can cause adverse health effects via their ability to produce Reactive Oxygen Species (ROS). Water-Soluble Organic Compounds (WSOCs), a complex mixture of organic compounds which usually coexist with Transition Metals (TMs) in PM, have been found to contribute to ROS formation. However, the interaction between WSOCs and TMs and its effect on ROS generation are still unknown. In this study, we examined the ROS concentrations of V, Zn, Suwannee River Fulvic Acid (SRFA), Suwannee River Humic Acid (SRHA) and the mixtures of V/Zn and SRFA/SRHA by using a cell-free 2′,7′-Dichlorodihydrofluorescein (DCFH) assay. The results showed that V or Zn synergistically promoted ROS generated by SRFA, but had an antagonistic effect on ROS generated by SRHA. Fluorescence quenching experiments indicated that V and Zn were more prone to form stable complexes with aromatic humic acid-like component (C1) and fulvic acid-like component (C3) in SRFA and SRHA. Results suggested that the underlying mechanism involving the fulvic acid-like component in SRFA more tending to complex with TMs to facilitate ROS generation through π electron transfer. Our work showed that the complexing ability and complexing stability of atmospheric PM organics with metals could significantly affect ROS generation. It is recommended that the research deploying multiple analytical methods to quantify the impact of PM components on public health and environment is needed in the future.     

南京城市边缘带化工园区土壤重金属污染评价

为揭示城市边缘带强烈人为活动对土壤环境质量的影响,以南京化工园附近20km^2区域为研究区,网格化精确布点,采集表层土壤样品共计54个,并对其重金属Cu、Zn、Pb、Cr、Cd、Hg、As含量进行了测定分析.结果表明,研究区表层土壤中除Hg外的其它6种重金属含量均未超过国家二级标准;Hg是本区表层土壤重金属污染的主要因子.另外,应用地统计学的克里格方法对研究区内表层土壤污染的空间变异特征进行了分析,并讨论了研究区域的潜在污染源及其污染途径.结果表明,研究区内局部土壤重金属污染主要由蔬菜土壤高强度利用及农化产品投入所致,同时不排除污染水灌溉的影响.     

华北区域点冬季二次有机气溶胶特征与影响因素

为探明二次有机气溶胶(SOA)的污染特征和影响因素,本研究于2018年11月—2019年1月对华北区域点(德州市郊区点)细颗粒物(PM_(2.5))的化学组成进行了在线测量,并分析了PM_(2.5)中有机碳(OC)、元素碳(EC)和水溶性离子组分的污染特征及PM_(2.5)与气象要素之间的相关性.结果表明,观测期间德州PM_(2.5)污染严重,平均质量浓度为(115.6±24.6)μg·m~(-3);其中,有机碳和元素碳是PM_(2.5)的主要成分,平均质量浓度分别为(8.2±5.8)μg·m~(-3)和(2.6±2.2)μg·m~(-3),占PM_(2.5)总质量的7.1%和2.2%;PM_(2.5)与风速呈负相关,与相对湿度呈正相关,与气温的相关性较差,偏北风对PM_(2.5)浓度影响较大.同时,本研究利用EC示踪OC/EC比值法对PM_(2.5)中的二次有机碳(SOC)进行了估算,通过估算得到的SOC结果表明,华北区域点冬季SOC是OC的重要组成部分,平均浓度为(4.0±2.9)μg·m~(-3),占OC的45.7%,SOC在白天占比较高(62.7%),早晚由于有局地生物质燃烧影响,SOC占比降低,约占OC的42.7%.本研究还分析了SOC生成的影响因素,分析了德州市冬季O_3、含水量、酸度与SOC的相关性.结果表明,SOC受臭氧浓度影响,但在白天和夜晚表现出不同的相关关系,可能存在不同的生成机制.最后,利用ISORROPIA模型估算了颗粒物的含水量和酸度,发现SOC在高含水量和低含水量下存在不同的关系,高含水量更能促进SOC生成;在高含水量下SOC与H~+具有显著相关性,但在低含水量下则不相关,表明颗粒物含水量较高、H~+浓度较高情况下液相酸催化反应可能对SOC具有重要贡献.     

利用钢铁盐酸酸洗废液在填料塔中制备FeCl3

以钢铁盐酸酸洗废液为原料,亚硝酸钠为催化剂,氧气为氧化剂,在填料塔中催化氧化制备三氯化铁。考察了反应温度、催化剂加入量和添加方式、循环流量等对制备三氯化铁的影响。实验结果表明,在优化的工艺条件为料液预热温度为60 ℃、催化剂加入量为钢铁盐酸酸洗废液总质量的0.30%、料液循环流量6.0 m³/h的条件下,反应80~120 min,酸洗废液中的Fe²⁺完全氧化为Fe³⁺。     

基于资源环境承载力与开发建设适宜性的国土开发强度研究——以江苏省为例

以江苏省为研究区域,运用特尔斐法、线性拟合预测、Kaya分解模型和多要素空间叠置分析等方法,测算未来各地市基于资源环境承载力与开发建设适宜性的可承载国土开发强度,进而识别影响区域建设用地扩张的限制性因素。结果表明：（1）不同资源环境要素对江苏省建设用地扩张的约束作用呈现显著差异,水资源对国土开发的承载水平总体稍高于环境承载水平,而碳峰值承载水平为三者最低;（2）“不适宜”开发区主要分布在湖泊湿地和沿海滩涂地区,“适宜”开发区则以苏锡常环太湖一线、宁镇扬盐沿长江一线和滨海沿线为轴带集聚分布;（3）各地市未来可承载国土开发强度呈现地域性、时间性和结构性差异,苏南地区主要面临环境和碳排放的双重约束,苏中和苏北则受水、环境和碳排放的交替约束。国土开发强度承载水平预测可为制定区域差异化的用地规模调控与生态保护政策提供理论与数据支撑。     

生态工程建设背景下贵州高原的植被变化及影响因素分析

基于MODIS-NDVI和气象数据,运用趋势分析、偏相关分析和残差分析等方法,对生态工程建设背景下贵州高原的植被变化及影响因素进行分析,并定量探讨气候因素与人类活动对植被变化的影响。结果表明：(1)2000~2016年期间,贵州高原植被NDVI在空间上呈东高西低的分布特征,高值分布于野生动植物及自然保护区等,低值分布于湿地保护工程区。NDVI总体呈上升趋势,湿地保护工程区、退耕还林工程区等植被覆盖上升速率较快,野生动植物及自然保护区呈略微的下降趋势。(2)植被改善区域(83.74%)分布于研究区边缘及西北部,退化区域(16.26%)分布于研究区中部和东南部,其中退耕还林还草工程区植被改善最为明显,野生动植物保护及自然保护区和速生丰产工程区改善效果较差。(3)从气侯因素分析来看,气温和降水在总体上与NDVI均呈正相关,气温对贵州高原植被生长的影响大于降水。(4) 从人类活动分析来看,人类活动对植被的建设作用强于破坏作用,人类活动正作用（76.68%）主要分布于西北部,负作用（23.32%）集中分布于东南部。植被覆盖增加是气候因素和人类活动共同作用的结果,人类活动对植被的贡献率为75.53%,气候因素为24.47%。     

野生动物冲突中个体特征、事件严重性及救援效果对心理创伤的影响研究

随着党的十九大提出加大生态系统保护力度,构建生态廊道和生物多样性保护网络,我国野生动物种群数量不断增加,野生动物冲突的频次和范围逐渐增大。野生动物冲突带来的心理创伤已成为影响人与野生动物和谐相处的重要难题。在心理创伤相关理论基础上,运用交叉分析、因子分析、次序logistic回归模型分析了野生动物冲突事件受害个体心理创伤的影响因素,得到如下结论：(1)野生动物冲突事件中女性、老年人、受教育程度低、健康状况差、经济实力弱的个体更容易发生心理创伤;(2)随着受害者经济实力的提高,野生动物冲突的心理创伤程度显著降低;(3)野生动物冲突事件越严重,其造成的心理创伤程度显著增加;(4)野生动物冲突救援补偿措施效果越好,越能缓解受害者的心理创伤。最后借此提出：(1)对重点对象进行灾后心理干预;(2)增强受灾者的经济实力;(3)建立野生动物冲突预防和应急管理机制;(4)完善野生动物冲突补偿措施等政策建议。     

基于CYCBD和麻雀搜索算法的滚动轴承故障特征提取方法

目的解决在较强的噪声环境下最大二阶循环平稳盲解卷积(MaximumSecond OrderCyclostationary Blind Deconvolution,CYCBD)算法在滚动轴承故障特征提取时效果欠佳的问题,为滚转尾翼导弹的尾翼滚动轴承故障诊断提供方法参考。方法提出一种利用麻雀搜索算法(SparrowSearchAlgorithm,SSA)优化CYCBD算法的方法,将CYCBD算法解卷积的包络谱熵作为SSA寻优的适应度函数,利用SSA高效地寻找出合适的循环频率以及滤波器长度,选择自适应参数后,再使用CYCBD算法有效解卷得到周期脉冲特征。结果同时对比SSA优化CYCBD前后进行故障特征提取的包络谱图,CYCBD的噪声幅值不超过0.13 m/s^(2),峰值不超过0.29 m/s^(2),用SSA优化CYCBD的噪声幅值不超过0.08 m/s^(2),峰值不超过0.32 m/s^(2),故障频率成分更加突显,无论是噪声幅度,还是峰值幅度特性,均较CYCBD有了较大改善。结论仿真实验验证了SSA优化CYCBD方法能够更加清晰地辨识到故障特征频率及其倍频成分,其具有良好的工程应用前景。     

C/N和pH值对高温好氧反硝化菌产N2O的影响研究

以50℃高温、好氧条件下能进行高效好氧反硝化的菌株TAD1为研究对象,在不同C/N和pH值培养条件下,对其24 h的反硝化效率和反硝化过程中N2O的逸出量进行了研究。结果显示,C/N和pH值对菌株TAD1的反硝化效率和N2O产生量有明显影响.菌株TAD1最适宜的C/N为9,pH值为7,此时反硝化效率达到99.12%,N2O产生量仅为3.35×10-2 mg/L,N2 O转化率为0.045%,反硝化产物以氮气为主。另外,菌株TAD1不适宜在酸性条件下生长,pH值为6时反硝化效率为83.18%,N2O产生量为13.88×10-2 mg/L,是pH值为7时的4.14倍,是pH值为8时的5.07倍。     

大数据时代政府环境治理路径创新

本文针对政府环境治理面临政府失灵、市场失灵和社会低效三个困境,提出运用大数据方法创新治理路径。政府应用大数据提高环境治理过程中的事前、事中和事后监管效能,创新监管模式提升环境治理能力,改善政府失灵困境;依托大数据完善市场化调节机制,激励企业环境行为市场化,构建企业环境信用评价体系,改变企业环境信息披露模式,弥补市场失灵;利用大数据增进公众环境意识,建设公开、透明、平权化的环境信息交互体系,重视环境信息的舆情引导,促进环保价值理念传播,改变公众参与低效现状。进而提出完善大数据治理平台、技术和体系,构建政府、企业、公众共同参与的立体化环境治理模式,提高环境治理的精准化、精细化和智能化水平。