"绿水青山就是金山银山"的转化机制与路径选择

党的十八大以来,探索"绿水青山就是金山银山"的实现机制成为生态文明建设中的重要议题。本文对"绿水青山就是金山银山"的核心内涵进行了梳理,从效用论的视角分析了经济发展各阶段对"绿水青山"和"金山银山"两种财富的认识转变,指明了"绿水青山"向"金山银山"转化的条件,对"绿水青山"向"金山银山"转化存在的障碍进行剖析,提出了实现"绿水青山"向"金山银山"转化的对策建议。     

艾比湖流域河流水化学季节特征及空间格局研究

基于2016年5月和10月两次野外水质数据,综合应用空间分析和多元统计方法,系统分析了艾比湖流域河水水质的季节性特征及空间分布格局.结果表明:流域大部分地表水的SO_4~(2-)、Cl~-和HCO_3~-浓度并无显著差异,水化学类型处于水化学类型易变的区域.但结合Piper图可以初步判断艾比湖周边的水化学类型为SO_4~(2-)-Na~+型,精河及博尔塔拉河为HCO_3~--SO_4~(2-)-Ca~(2+)-Na~+型,奎屯河为SO_4~(2-)-Cl~--Na~+型.流域水化学组成整体的自然起源主要受自身蒸发-结晶作用与以碳酸盐岩为主的风化溶解作用的共同影响,大气降水的输入作用十分微弱.10月河流部分地区受农业、工业等人类活动影响,说明人为因素对流域内的水化学组成产生影响.结果研究可以为艾比湖流域水环境管理提供科学依据.     

纤维素降解复合菌系的微生物多样性及关键功能菌解析

为分析纤维素降解复合菌系中微生物多样性及关键功能菌,本研究通过梯度稀释法观察不同梯度下滤纸降解及酶活变化情况,确定复合菌系实现滤纸有效降解的临界点为10-5;在此基础上结合高通量测序技术对不同稀释度下的稀释液进行测序.研究结果表明,具有降解能力的稀释液(稀释度≤10-5)与无降解能力的稀释液(稀释度10-5)微生物组成差异显著.从门水平热图看,Firmicutes和Proteobacteria为复合菌系的优势菌门;在属水平上,复合菌系中协同降解纤维素的菌株主要属于Clostridium、Petrobacter、Defluviitalea等属,Clostridium属在有降解能力(稀释度≤10-5)的稀释液中丰度较高,而随着稀释度的增大,在无降解能力(稀释度10-5)的稀释液中几乎消失.经分析判断梭菌属Clostridium是纤维素降解复合菌系的关键功能属,它们与Petrobacter、Defluviitalea等菌属协同作用从而实现纤维素的高效降解.     

人类活动对三峡消落带土壤亚硝酸盐型甲烷厌氧氧化菌群落的影响

由"Candidatus Methylomirabilis oxyfera(M.oxyfera)"主导的亚硝酸盐型甲烷厌氧氧化过程(nitrite-dependent anaerobic methane-oxidizing,ndamo)是碳循环中新发现的一个过程.已有研究发现三峡库区消落带有n-damo菌的存在.为了解人类活动对n-damo菌群落结构的影响,对三峡库区受人类活动干扰程度不同的消落带n-damo菌群落进行了研究.结果表明,人为干扰水平高的小河消落带n-damo菌基因丰度(8.98×102~3.31×105copies·g~(-1))整体上要高于白家溪(4.72×102~5.32×104copies·g~(-1)).此外,淹水都会导致两个地点n-damo菌基因丰度的增加.白家溪的n-damo菌丰度与累积淹水时间呈线性正相关,而小河的n-damo菌丰度与土壤总氮显著负相关.系统发育树和多样性分析表明,淹水前白家溪和小河相近高程土壤n-damo菌群落结构比较类似,但淹水后出现较大差异;较低高程土壤的群落多样性要明显高于较高高程土壤.消落带土壤中的n-damo菌群落具有明显的时空异质性,且淹水会导致这种异质性增加.淹水和人类活动对于n-damo菌的多样性具有同等的重要性.这些结果表明,淹水和人类活动都会影响消落带土壤中n-damo菌群落结构,而人类活动可能进一步增加n-damo菌的丰度和多样性.     

温度对沉水植物腐解释放DOM及微生物群落多样性的影响

在5,10,20,35℃下研究了黑藻和马来眼子菜腐解过程中DOM的特性、细菌和真菌群落结构多样性的变化.结果表明,腐解结束时5,10,20,35℃下黑藻的干物质剩余量分别为初始干物质质量的59.13%、43.91%、32.61%和29.57%,马来眼子菜的干物质剩余量分别为初始干物质质量的69.13%、51.3%、30.87%和29.57%.升高温度一定程度上促进了植物有机碳和全氮释放,对全磷无明显影响（P>0.05）.采用平行因子分析法得到黑藻中含有2种类腐殖酸组分C1、C2和1种类蛋白质组分C3,马来眼子菜中含有3种类腐殖酸组分C1、C2和C3.温度升高使得腐解水体中DO和电导率的变化程度加剧,总体上4种温度下2种植物腐解水体中DO均呈现先下降后上升的趋势.通过高通量测序得到腐解前期（0~16d）参与黑藻和马来眼子菜腐解的主要细菌分别为变形菌门（Proteobacteria）和拟杆菌门（Bacteroidetes）;腐解中后期（16~68d）参与黑藻和马来眼子菜腐解的细菌分别以厚壁菌门（Phylum Firmicutes）和变形菌门（Proteobacteria）为主,温度对细菌群落结构无明显影响,而参与2种植物腐解的真菌均以子囊菌（Ascomycetes）最为活跃.     

小麦对纳米银的吸收及毒性响应

以纳米银（AgNPs）为研究对象,Ag⁺（AgNO₃）为对照,通过添加半胱氨酸（L-cysteine）探讨小麦对AgNPs的吸收累积和毒性响应.小麦幼苗于不同浓度的AgNPs悬浮液中培养4h后,根系出现氧化应激反应和细胞膜损伤,丙二醛（MDA）和过氧化氢酶（CAT）含量分别由对照组的（2.9±0.5）nmol/L/mgprot和（8.6±1.2）U/mgprot增加至（4.9±1.5）nmol/L/mgprot和（12.4±1.2）U/mgprot.半胱氨酸缓解了AgNO₃对小麦的毒性并使小麦对AgNO₃的吸收速率常数从（275.4±12.3）L/（kg×h）降低到（210.8±11.2）L/（kg×h）.然而,半胱氨酸并没有缓解AgNPs对小麦的毒性,且AgNPs的吸收速率常数没有显著性变化[（12.6±0.8）和（11.2±0.6）L/（kg×h）].这说明AgNPs对小麦的有效性和毒性不仅来源于其释放的Ag⁺,还来源于纳米颗粒本身.通过进一步计算AgNPs暴露液中不同形态Ag的吸收速率常数,发现Ag⁺吸收速率常数最高[（275.4±12.3）L/（kg×h）],Ag-cysteine络合物吸收速率常数次之[（210.8±11.2）L/（kg×h）],纳米颗粒吸收速率常数最低[1.6L/（kg×h）].实验中建立了吸收速率常数预测方程,该方程预测结果与实验观测结果一致,说明该方程能够较好地描述小麦吸收AgNPs的具体过程.     

Formation of water disinfection byproduct 2,6-dichloro-1,4-benzoquinone from chlorination of green algae

We report that green algae in lakes and rivers can serve as precursors of halobenzoquinone(HBQ) disinfection byproducts(DBPs) produced during chlorination. Chlorination of a common green alga, Chlorella vulgaris, produced 2,6-dichloro-1,4-benzoquinone(2,6-DCBQ), the most prevalent HBQ DBP in disinfected water. Under varying p H conditions(p H 6.0–9.0), 2,6-DCBQ formation ranged from 0.3 to 2.1 μg/mg C with maximum formation at p H 8.0. To evaluate the contribution of organic components of C. vulgaris to 2,6-DCBQ formation, we separated the organics into two fractions, the protein-rich fraction of intracellular organic matter(IOM) and the polysaccharide-laden fraction of extracellular organic matter(EOM). Chlorination of IOM and EOM produced 1.4 μg/mg C and 0.7 μg/mg C of 2,6-DCBQ, respectively. The IOM generated a two-fold higher 2,6-DCBQ formation potential than the EOM fraction, suggesting that proteins are potent 2,6-DCBQ precursors. This was confirmed by the chlorination of proteins extracted from C. vulgaris: the amount of 2,6-DCBQ produced is linearly correlated with the concentration of total algal protein(R2= 0.98). These results support that proteins are the primary precursors of 2,6-DCBQ in algae, and control of green algal bloom outbreaks in source waters is important for management of HBQ DBPs.     

Formation process and mechanism of humic acid-kaolin complex determined by carbamazepine sorption experiments and various characterization methods

To explore the formation process and mechanism of organic matter and organic-mineral complex under humification and mineralization conditions, a series of samples including humic acid, kaolin, and humic acid-kaolin complex were prepared using a subcritical water treatment method(SWT) under specific temperature, pressure and reaction time conditions. HA was used as a surrogate for natural organic matter because it has a similar abundant pore structure,variety of carbon types, and chemical components. These samples were used in carbamazepine(CBZ) sorption experiments and characterized by a variety of techniques. The polymerization of humic acid under the conditions of increased temperature and pressure resulted in an increase in specific surface area and molecular quantity. In addition, the degree of aromaticity rose from59.52% to 70.90%. These changes were consistent with the transformation from ‘soft carbon' to‘hard carbon' that occurs in nature. The results of sorption experiments confirmed the interaction between humic acid and kaolin from the difference between the predicted and actual Qevalues. The conceptual model of humic acid-kaolin complex could be deduced and described as follows. Firstly, the aromatic components of humic acid preferentially combine with kaolin through the intercalation effect, which protects them from the treatment effects.Next, the free carboxyl groups and small aliphatic components of humic acid interact on the surface of kaolin, and these soft species transform into dense carbon through cyclization and polymerization. As a result, humic acid-kaolin complex with a mineral core and dense outer carbonaceous patches were formed.     

河北香河亚微米气溶胶组分特性、来源及其演变规律分析

霾的形成发展与细颗粒物化学组分变化紧密相关.本文利用颗粒物化学组分监测仪(ACSM)、黑碳仪等对河北香河夏季亚微米气溶胶(PM1)化学组分、来源及其演变规律进行详细分析.结果表明,PM1平均占到PM2.5的约71%,PM1主要分布在20~80μg·m-3间;观测期间有显著的秸秆燃烧事件,秸秆燃烧时段PM1质量浓度显著升高,其中有机物质量分数迅速升高,平均约占到47%;秸秆燃烧使得大气气溶胶由弱碱性转变为弱酸性;整个观测期间,正交矩阵因子分解法(PMF)共识别出4类有机气溶胶,分别为两种一次有机气溶胶(类烃类有机气溶胶和生物质燃烧有机气溶胶)和两种二次有机气溶胶(低挥发、高氧化性的有机气溶胶和低氧化、半挥发性的有机气溶胶),有机气溶胶氧化程度较高.其中二次有机气溶胶的贡献远大于一次有机气溶胶,平均占到有机物的~69%,而去除秸秆燃烧时段后PMF结果中未解析出生物质燃烧有机气溶胶.     

京津冀中部夏季大气颗粒物空间分布特征

为研究京津冀地区雾霾成因,以Y-12（运-12）飞机为大气颗粒物观测平台,对2016年夏季京津冀中部大气颗粒物污染特征进行了观测研究.结果表明,天津市颗粒物数浓度垂直分布特征为1 500 m（以下均为标准气压高度）以下呈单峰分布,1 500 m以上呈单调下降,峰值均出现在0.35~0.40 μm之间,峰值的最大值出现在900 m左右;颗粒物体积浓度谱呈三峰分布,分别在0.30~0.40、0.50~0.60和1.00~2.00 μm之间,峰值的最大值出现在450 m左右.天津市、保定市和衡水市600与2 400 m数浓度谱分布特征为单调下降和单峰分布并存;600 m表面积浓度谱呈三峰分布,分别在0.30~0.40、0.50~0.60和0.90~1.00 μm之间;2 400 m表面积浓度谱呈双峰分布,分别在0.30~0.40和0.50~0.60 μm之间;600与2 400 m体积浓度谱均呈三峰分布,分别在0.30~0.40、0.50~0.60和1.00~3.00 μm之间.天津市大气颗粒物数浓度谱峰值的最大值出现在900 m左右,说明逆温层对气溶胶累积的形成有重要影响.城市间数浓度谱峰值高低受地面颗粒物质量浓度大小影响.京津冀中部大气颗粒物表面积浓度谱在600 m呈三峰分布,在2 400 m呈双峰分布,可能是因为2 400 m空中以细粒子为主.京津冀中部大气颗粒物体积浓度谱在600与2 400 m空中均为三峰分布,而国外为双峰分布,发现粗粒子峰值粒径范围差别较大,这是由于国内PM_2.5在PM₁₀中占比较大.研究显示,京津冀中部600和1 200 m大气颗粒物多来源于山东、河南,经近地面输送;2 400 m大气颗粒物多来源于内蒙古地区,经高空和近地面两种途径输送.