Endosulfan in the Chinese environment: monitoring and modeling

This paper reviews the usage and emissions of endosulfan, the newest member of the persistent organic pollutants (POPs), in China, and its fate and behavior in Chinese environment. Endosulfan usage in China has been estimated to be approximately 25700 t between 1994 and 2004. Concentrations of endosulfan in different environmental compartments in China, such as air, soil, water, and biota, but focusing at air and surface soil, have been summarized. Concentrations of total endosulfan in surface soil across China were ranged from below detection limit (BDL) to 19000 pg·g^?1 dry weight (dw), with geometric mean of 120 pg·g^?1dw. The results indicated that endosulfan sulfate had highest concentration in Chinese soil, followed by ??- and ??-endosulfan. Air concentrations of endosulfan in China were ranged 0?C340 pg·m^?3 for ??-endosulfan and 0?C121 pg·m^?3 for ??-endosulfan, with high concentrations occurred in the cotton production areas. Gridded usage inventories of endosulfan on a fine gridded system with a 1/4° longitude by 1/6° latitude resolution were compiled, from which, emission to air and residues in soil of endosulfan were calculated in each grid by using a modified simplified gridded pesticide emission and residue model (SGPERM), an integrated modeling system combining mathematical model, database management system, and geographic information system. Total emissions were around 10800 t from 1994 to 2004. Based on the emission and residue inventories, concentrations of ??- and ??-endosulfan in Chinese air and agricultural surface soil were also calculated for each grid cell, which are in general consistent with the published monitoring data.     

Sediment microbial fuel cell with floating biocathode for organic removal and energy recovery

A sediment microbial fuel cell (SMFC) with three dimensional floating biocathode (FBC) was developed for the electricity generation and biodegradation of sediment organic matter in order to avoid negative effect of dissolved oxygen (DO) depletion in aqueous environments on cathode performance and search cost-effective cathode materials. The biocathode was made from graphite granules with microbial attachment to replace platinum (Pt)-coated carbon paper cathode in a laboratory-scale SMFC (3 L in volume) filled with river sediment (organic content 49±4 g·kg^-1 dry weight). After start-up of 10 days, the maximum power density of 1.00W·m^-3 (based on anode volume) was achieved. The biocathode was better than carbon paper cathode catalyzed by Pt. The attached biofilm on cathode enhanced power generation significantly. The FBC enhanced SMFC performance further in the presence aeration. The SMFC was continuously operated for an over 120-day period. Power generation peaked within 24 days, declined gradually and stabilized at a level of 1/6 peak power output. At the end, the sediment organic matter content near the anode was removed by 29% and the total electricity generated was equal to 0.251 g of chemical oxygen demand (COD) removed.     

基于Logistic回归和DEA的水资源供需月风险评价模型及其应用

我国城市水资源供需研究多集中在供需平衡分析方面,而忽略了供需风险的研究。针对这一问题,论文从危险性、脆弱性和损失的角度构建水资源供需风险指标体系,建立了危险性和损失的函数表达式,并且考虑了随机性对损失的影响。利用Logistic回归模型模拟供水量和需水量系列的概率分布,建立了基于数据包络分析的水资源供需风险评价模型,对2020年北京市水资源供需月风险进行定量评价。结果表明：在1956—2012年的来水条件下,北京市月风险具有明显的季节变化特征,其中春季和夏季的风险系数值比较小,在0.4左右波动,秋季的风险系数值较大,基本在0.4到0.6之间波动,冬季的风险系数值最大,在0.6到1之间波动,如果不采取一些措施进行风险调控,1—10月的水资源供需风险会不断增大;利用再生水和南水北调水后,1—12月的风险均有了大幅度的降低,但是1—10月和12月的风险仍然有增大的趋势。     

乌鲁木齐市大气污染治理成效的综合评估分析

2012~2013年乌鲁木齐采用了以煤改气为主的大气环境治理措施.利用2009~2014年冬季主要污染物浓度、1993~2014年的直接辐射、能见度、霾日数据,并参考相关文献,从大气环境的化学属性、物理属性两个方面评估煤改气等工程措施对乌鲁木齐市大气环境的改善效果.结果表明, 2013~2014年两个冬季乌鲁木齐市主要污染物PM₁₀、SO₂、NO₂浓度比煤改气前期(2009~2011年冬季)各自下降了26.1%、80.2%、11.6%;细颗粒物PM_2.5中水溶性物质的总浓度比例下降了20.57%.煤改气工程前后PM_2.5中可溶性离子浓度排名前三位的均是SO₄^2-、NH₄⁺和NO₃^-,但后期SO₄^2-和NH₄⁺占据PM_2.5质量浓度比例比前期下降近一半,NO₃^-质量浓度比例变化不大.从大气物理特性来看,煤改气等工程之后乌鲁木齐冬季直接辐射量提高,且2014/2015年冬季的直接辐射量是过去23年中第二个峰值;2012/2013年冬季能见度平均增加了5.7km,是1997年以来的最大值.与上年度同期相比,增幅达35.0%;2012/2013年冬季霾日数比上年度同期减少了15d,降幅达50%.上述结果说明乌鲁木齐市的大气环境得到了一定程度的改善.     

社会-生态系统弹性概念分析及评价综述

社会-生态系统如何响应全球环境变化已经被认为是当今自然资源管理中重点关注的方面之一,弹性理论为科学分析社会-生态系统中扰动和适应性的相互作用提供重要理论基础。在人地矛盾日益突出的今天,弹性作为自然界和人类系统一个有价值的特性,对其概念内涵进行分析并总结其评价的研究进展,具有重要的意义。在介绍弹性起源基础上,对弹性定义进行了剖析,对工程弹性、生态系统弹性以及社会-生态系统弹性进行解释。在此基础上,着重分析了弹性分别与脆弱性、适应性和可持续发展之间的区别与联系,并从评价框架、评价指标和评价工具等方面对弹性的定量评价与应用进行回顾。最后,从弹性内涵、定量评价和退化的社会-生态系统弹性修复实践3个方面对未来的发展趋势进行展望。     

铬渣处理方法研究现状

铬元素是现代工业最重要的原材料之一,但有钙焙烧工艺产生的铬渣会对环境和人体健康产生巨大的危害。介绍和分析了国内外铬渣处理处置的主要方法及其优缺点,国外集中于铬渣的无害化处理,而国内则以铬渣的综合利用为主。在越来越注重环境效益和资源利用率的今天,铬渣的综合利用更能获得经济效益和环境效益的双赢。     

丹江口水库早春真核浮游植物群落结构特征及其与环境因子的关系

采用高通量测序技术研究了2019年早春（2月）丹江口水库浮游植物群落结构特征及其与环境因子的关系.结果显示：①本次调查共检测到浮游植物6门57属,主要包括绿藻门、硅藻门、金藻门、甲藻门、隐藻门等,其中,绿藻种类（47种）>硅藻（24种）>金藻（17种）,硅藻相对丰度（58.8%）>绿藻（27.2%）>金藻（11.8%）,各采样点浮游植物群落结构总体相似;②浮游植物优势种为硅藻门的冠盘藻（Stephanodiscus suzukii）、变异直链藻（Melosira varians）,绿藻门的葡萄藻（Botryococcus braunii）、索囊藻（Choricystis sp.）,以及金藻类的近囊胞藻一种（Paraphysomonas sp.）;③Shannon-Wiener多样性指数为1.76~2.52,Pielou均匀度为0.28~0.38,依据多样性指数水质评判标准判断水质整体处于β-中污带;水质符合Ⅱ类标准,但总氮（TN）除外,浓度为0.93~1.21 mg·L^-1;④相关性分析表明,香农-威纳指数（H''）与Pielou均匀度指数（J）、Simpson多样性指数显著相关（p<0.01）;冗余分析表明,pH、NH₄⁺-N和NO₂^--N是影响丹江口水库早春季节浮游植物群落结构最主要的环境因子.总体而言,丹江口水库水质较好,但早春季节冠盘藻（Stephanodiscus suzukii）的大量繁殖使丹江口水库发生水华的风险增加,因此,要加强对丹江口水库水质的检测和防范意识.     

低温等离子体结合锰基催化剂去除乙酸乙酯的研究

利用固态法和溶胶-凝胶法分别制备了钙钛矿（LaMnO₃）和八面体分子筛（OMS）两种锰基催化剂,在不同工况（输入电压、初始浓度、停留时间和催化剂放置量）条件下考察了等离子体催化对乙酸乙酯的降解特性.结果发现,锰基催化剂的加入显著提高了乙酸乙酯的去除率,减少了副产物的生成,并且OMS的催化活性高于LaMnO₃;此外,乙酸乙酯去除率随着电压的升高而增加,随着污染物初始浓度的增大而减少,并随停留时间的增长而变大;催化剂放置量为0.2 g时催化效果最佳.OMS催化剂在等离子体催化长期运行过程中表现出较好的稳定性.基于X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、H₂程序升温还原（H₂-TPR）、比表面积测试（BET）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等手段对锰基催化剂物理化学性质的分析表明,OMS具有较高的催化活性主要归功于其拥有更高比例的Mn⁴⁺/（Mn³⁺+Mn⁴⁺）和吸附氧（O_ads）/晶格氧（O_latt）.     

广州市居民食品砷摄入的健康风险评价

从暴露途径来看,食物是人体砷暴露的主要途径之一。从饮食结构来看,广州市居民膳食主要来源于谷类食品,同时鱼虾类总体平均摄入量约为全国总体平均摄入量的2倍。因此,在分析广州市市场大米和海鲜这2种典型食品中砷含量的基础上对广州市居民食品砷摄入的健康风险进行了评价。分析了广州市场上的26种不同品牌的大米中的总砷含量,其含量范围为0.082～0.171μg·g~(-1),平均浓度为(0.127±0.027)μg·g~(-1),满足绿色食品大米标准(≤0.40μg·g~(-1))。在14种鱼虾蟹贝类海鲜中的砷含量分析基础上,计算得出广州市场上鱼类中总砷的平均含量为0.488μg·g~(-1),虾蟹贝类中总砷的平均含量为3.44μg·g~(-1),相比较国内外,广州市场鱼虾蟹中砷的含量整体处于中间水平。最后综合文献调研中其他主要食品中砷的含量,计算得出广州市成人通过食品每日摄入总砷的量为5.08μg·kg~(-1)BW·d~(-1)。建议日常饮食需要特别控制每日海鲜的摄入量,尤其是砷含量较高的濑尿虾、红虾及红蟹、花蟹。     

溴氰菊酯对中华绒螯蟹的毒性作用和组织病理研究

为探讨溴氰菊酯对中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)的毒性影响,采用换水式渔药毒性试验的方法进行了溴氰菊酯对河蟹急性毒性实验和慢性毒性作用下组织病理的研究。结果表明：溴氰菊酯对河蟹24 h、48 h、72 h和96 h半致死浓度(LC50)分别为2.127 μg·L-1、1.380 μg·L-1、1.153 μg·L-1和0.905 μg·L-1,安全浓度(SC)为0.0905 μg·L-1,溴氰菊酯对河蟹的毒性为剧毒;河蟹在溴氰菊酯浓度为0.005~0.32 μg·L-1的慢性毒性作用下,分别于第7、14和21天进行鳃、肝胰腺、心脏、肠、肌肉组织和神经团的组织病理观察,鳃出现鳃小叶水肿、渗出物增加、萎缩到鳃腔闭合出现细胞坏死,肝胰腺的部分肝胰腺管中肝胰腺细胞空泡变性、坏死和肝胰腺管基膜崩解,心脏出现水肿,部分心肌纤维横纹模糊和消失到局部心肌纤维坏死,肠黏膜层柱状上皮细胞从空泡变性、部分坏死到较多上皮细胞坏死崩解脱落入肠腔,肌肉组织和神经团无组织病理变化现象。最早出现不可逆的坏死组织病理变化是在第14天的0.005 μg·L-1浓度组,肝胰腺细胞坏死,此时即使去除溴氰菊酯的毒性作用,坏死已不能恢复。通过与河蟹水瘪子病组织病理的比较分析,溴氰菊酯毒性作用下的河蟹具有独特的组织病理变化特点。