纳米颗粒原位植入法制备改性超滤膜及其抗生物污染性能研究

选取氧化铝分散体(Al2O3)、Linde A型沸石(LTA)、Linde L型沸石(LTL)和X型八面沸石(FAU-X)4种纳米颗粒,采用原位植入的方法对超滤膜进行表面改性,以提高聚砜超滤膜的抗生物污染性能.通过扫描电子显微镜、接触角测定、抗生物污染性能测试等方法来表征改性前后膜结构和性能的变化.结果表明,纳米颗粒在膜表面的原位植入具有其可行性,该方法只改变超滤膜的表面形貌,对断面和底面的结构没有影响;纳米颗粒原位植入法改性后,超滤膜的亲水性有显著提高.就抗生物污染性能而言,纳米颗粒的植入提高了膜的抗粘附性能,在纳米颗粒覆盖的区域没有大肠杆菌粘附生长;在这4种膜中,UF-LTA和UF-LTL膜的抗粘附性能优于UF-Al2O3和UF-FAU-X膜.相较而言,LTA型沸石在膜表面分散效果良好,原位植入后显著改善了膜的亲水性并且表现出较好的抗粘附性能,可作为理想的材料用于下一步研究.但LTA型沸石的抗水流剪切的能力较弱,要想提高该种纳米颗粒在膜表面的结合牢固性,应考虑减小颗粒的粒径.     

硝酸盐对土壤反硝化活性及蒽厌氧降解的影响

多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)在土壤中的反硝化降解是其厌氧去除的重要途径之一,但严格厌氧条件下反硝化电子受体(硝酸盐)对土壤反硝化活性及PAHs降解影响的报道还不多见.通过添加硝酸盐和蒽的厌氧微宇宙培养实验,探讨厌氧条件下硝酸盐对土壤蒽的厌氧降解及反硝化活性的影响.设置了不添加(N0)和添加硝酸盐(N30:30mg·kg~(-1))的两组处理,每组处理分别含3个蒽浓度(A0:0 mg·kg~(-1)、A15:15 mg·kg~(-1)、A30:30 mg·kg~(-1)),共6个处理(N_0A_0、N_0A_(15)、N_0A_(30)、N_(30)A_0、N_(30)A_(15)、N_(30)A_(30)).厌氧条件下25℃黑暗培养45 d,并于第3、7、15及45 d测定土壤N2O和CO2的产生速率、反硝化相关功能基因(nar G、nir K、nir S)丰度及蒽含量.结果表明,在培养第3 d检测到较强的反硝化活性,且硝酸盐及蒽均能显著促进土壤的反硝化酶活性.随着培养时间的延续,各处理中土壤反硝化活性急剧下降,蒽对土壤反硝化活性却表现出明显的抑制作用.方差分析的结果也表明,硝酸盐、蒽及其交互作用均能显著影响土壤的反硝化活性.3种反硝化功能基因中,只有narG和nirS基因的丰度在培养期间呈现逐渐升高的趋势,且它们能够受到硝酸盐、蒽及其交互作用的显著影响.厌氧条件下土壤蒽的最终去除率在33.83%~55.01%之间,添加硝酸盐对土壤蒽的去除率和降解速率均无显著影响,但高蒽含量(N_0A_(30)、N_(30)A_(30))处理的降解速率显著高于低蒽含量(N_0A_(15)、N_(30)A_(15))处理(P0.05).综上,硝酸盐的添加能显著影响土壤的反硝化活性及与反硝化相关的narG和nirS基因的丰度,但对土壤蒽的厌氧降解无显著影响.     

保定城区地表灰尘污染物分布特征及健康风险评价

以河北省保定市城区为研究区域,采集了保定城区内办公区、商业区、居住区、工业区、交通区和屋顶6个类别共14个采样点的地表灰尘,分析了地表灰尘重金属和营养元素N、P在不同区域的分布特征,并分析了其可能来源.最后,应用重金属健康风险评价模型（Chronic Daily Intake,CDI）对地表灰尘中Cd、Cr、Cu、Pb和Zn 5种重金属进行了健康风险评价.结果表明,城市屋顶灰尘污染物质含量普遍高于其它区域,之后依次是商业区>交通区>工业区>办公区>居住区,Cd(5.10 mg·kg-1)、Cr(470 mg·kg-1)、Pb(997 mg·kg-1)、Zn(1377 mg·kg-1)和P(999 mg·kg-1)的最大值均来自屋顶灰尘,而Cu(867 mg·kg-1)和N(19.40 mg·kg-1) 的最大值则来自商业区的地表灰尘.重金属Cd和Cr具有复合污染特征,来源复杂且多样化;重金属Pb、Zn和Cu的含量在各区域中的变化趋势较一致且显著相关,主要来源于交通排放.Cd的平均致癌风险指数均达到了1.25×10-5,超过了美国EPA 10-6的标准,由此将导致每百万人增加12.5个癌症患者,已对当地居民的身体健康造成了严重的威胁;各种重金属的平均叠加风险度达0.124,重金属摄入为慢性参考剂量的10%左右,不会对居民的身体健康产生较大的非致癌风险.     

兰溪市PM2.5中有机物的组成特征、季节变化及来源研究

为更好地理解我国中小城市地区大气细颗粒物的污染特征,利用大流量采样器采集了浙江中部典型内陆城市-兰溪市近郊和市区两个站点2016年四个季节的PM_(2.5)样品,测定了碳质气溶胶的含量,利用气相色谱/质谱联用仪(GC/MS)分析了正构烷烃、藿烷、多环芳烃和长链脂肪酸等弱极性有机物的组成.结果表明,兰溪PM_(2.5)中有机碳的年均浓度为9.7μg·m~(-3),有机物中正构烷烃、藿烷、多环芳烃和脂肪酸的年均浓度分别为40.8、2.0、21.0和168 ng·m~(-3).同系物分布特征表明,化石燃料燃烧是兰溪PM_(2.5)中正构烷烃的主要来源,但植物蜡也有重要贡献;藿烷的组成及其季节变化显示兰溪PM_(2.5)中的藿烷主要来源于机动车排放,但冬季存在明显的燃煤贡献;基于BeP/(BeP+BaP)、IcdP/(IcdP+Bg P)等特征比值分析,兰溪PM_(2.5)中的多环芳烃主要来源于机动车尾气和煤炭/生物质燃烧的混合贡献,冬季燃煤贡献较高;兰溪夏季多环芳烃的老化程度较低,表明兰溪夏季PM_(2.5)以本地排放新鲜颗粒为主,外来输送的影响较小;脂肪酸的浓度和组成说明餐饮排放对市区PM_(2.5)的影响较大.研究结果为大气PM_(2.5)的来源解析提供了重要的基础信息.     

景观生态学指导下的城市生态文化建设

内容庞杂的生态文化建设工作需要一种指导性理论框架,而景观生态学的综合整体性、宏观区域性等特征为其指导城市生态文化建设提供了可能性。借鉴景观生态学的基质-斑块-廊道模式,构建了城市生态文化建设的框架。以武夷山市为例,从基质、斑块、廊道三方面给出了城市生态文化建设的具体方案,力争通过点、线、面结合的全方位的生态文化建设,塑造出武夷山市旅游、文化、教育、印象等城市名片。     

黄河流域典型湿地生态环境需水量研究

运用科克兰(Cocnran)Q检验法,将黄河流域湿地分为河道湿地型、河滨湿地型、河口型3类.基于生态水文学方法,计算了黄河流域典型湿地生态环境需水量,提出了“湿地生态环境需水量计算时应主要关注湿地消耗水量”的观点,并进一步将黄河流域湿地生态环境需水量分为最小、适宜和理想3个等级.计算结果表明,黄河流域湿地最小、适宜、理想生态环境需水量分别为2 0 .3×10 8m3、3 7.6×10 8m3和5 4.9×10 8m3;黄河流域典型湿地与河道重复量为1.9×10 8m3.研究结果显示,要维持湿地基本的生态环境功能,需每年最小向湿地分配水量2 0 .3×10 8m3.为使黄河流域湿地恢复到理想状态的需水量为5 4.9×10 8m3.     

典型气田土壤铁还原活性与微生物群落关系研究

由微生物驱动的土壤铁还原过程在铁的生物地球化学循环中起到重要作用,该过程还可与土壤重金属的转化及石油烃类有机污染物的降解等过程相偶联.油气田土壤常具有潜在有机污染物风险,本研究以重庆涪陵页岩气田的土壤（潜在烃类有机物污染风险）为对象,测定土壤铁还原活性（Iron Reducing Potential,IRP）,并利用Illumina Miseq测序解析其中的铁还原微生物类群,进而探讨IRP、土壤基本性质及微生物群落之间的关系.结果表明,该区域土壤铁还原菌群的优势菌门为厚壁菌门（Firmicutes）、变形菌门（Proteobacteria）和拟杆菌门（Bacteroidetes）.与低IRP样品相比,高IRP样品中Pseudomonas、norank Peptococcaceae及Lentimicrobium等菌属具有较高的相对丰度.基于各样品OTU （Operational Taxonomic Unit）组成的PCoA （Principal Co-ordinates Analysis）分析表明,高、中及低IRP样品中铁还原菌群落结构差异显著（R²=0.25,p<0.01）,且一些分别属于Acetoanaerobium、Proteiniphilum、Petrimonas、Tessaracoccus及Exiguobacterium菌属中的OTUs在高IRP样品中显著上调.结构方程模型表明,铁还原微生物的群落结构是直接决定土壤IRP的主要因子,土壤氨氮及有效磷均可通过影响微生物群落结构来间接影响IRP,且氨氮还可通过直接影响有效磷来间接影响土壤IRP.本研究揭示了影响典型页岩气田土壤铁还原活性的关键因子及微生物机制,为进一步深入研究铁还原条件下土壤有机污染物去除的微生物机制打下基础.     

西北重点区域石化产业发展的环境制约研究

西北石油化工产业发展拉动区域经济增长的同时造成的环境制约问题已凸显,石化规模的扩张严重威胁石化企业周边人群健康。通过核算甘青新三省(区)石化产业的污染物排放量和资源能源消耗量,并分析石化行业特征污染物的危害性、石化产业发展与城市发展的冲突、石化基地布局不合理带来的环境和人群健康风险等,提出针对西北石化产业发展的对策建议与环境管理要求。     

一种海岸带生态安全管理方法及其应用

论述了海岸带生态安全管理的内涵,提出战略环境评价作为一种海岸带生态安全管理的方法,是有效的辅助决策工具,分析了面向海岸带生态安全管理的战略环境评价的对象、主要内容与范围以及评价方法,介绍了自然资源可持续利用评价的一种方法———资源定位法。并以象山港作为实例研究,运用资源定位法进行战略环境评价,评价结果表明象山港的主导功能应是水产养殖,同时兼顾滨海旅游是最佳的选择,港口建设应以小型的民用码头为主。     

大兴安岭南瓮河湿地类型对土壤中甲基汞分布的影响

甲基汞(methylmercury,MeHg)是所有汞(Hg)的化合物中毒性最强的有机物,其毒性远远大于无机Hg. MeHg可能通过食物链的传递进入人体,威胁人类健康.本研究以大兴安岭南瓮河国家自然保护区为研究对象,分析了中位沼泽、低位沼泽、岛状林、森林土4种湿地类型土壤样品MeHg含量分布差异以及土壤性质对MeHg含量的影响.结果表明:(1)总汞(THg)与MeHg含量变化趋势不一致,THg含量的高低顺序为:岛状林[(138. 76±101. 97) mg·kg~(-1)]森林土[(117. 57±32. 44) mg·kg~(-1)]低位沼泽[(71. 8±1. 42) mg·kg~(-1)]中位沼泽[(65. 11±26. 69) mg·kg~(-1)],而MeHg含量高低顺序为:岛状林[(1. 14±1. 15)μg·kg~(-1)]中位沼泽[(0. 87±1. 06)μg·kg~(-1)]低位沼泽[(0. 28±0. 06)μg·kg~(-1)]森林土[(0. 1±0. 05)μg·kg~(-1)];(2)岛状林和中位沼泽中MeHg的含量较高且随采样位点波动较大,低位沼泽和森林土中MeHg的含量较低,每个取样点之间变化较小;(3)沼泽湿地形成的时间越长,MeHg的含量越多,即中位沼泽[(0. 87±1. 06)μg·kg~(-1)]低位沼泽[(0. 28±0. 06)μg·kg~(-1)];土壤p H与MeHg的含量呈显著正相关(P 0. 05);含水率(WC)、有机质(OM%)、总碳(C%)、总汞(THg)含量在中位沼泽地区与MeHg含量呈显著的线性关系(P 0. 05);土壤p H、铵态氮(NH+4-N)含量在岛状林地区与MeHg含量呈显著的线性关系(P 0. 05).本研究阐明了不同湿地生态系统MeHg的分布特点及其影响因素,为全面评价湿地生态系统中MeHg积累及其环境风险提供了数据支撑.