分层水环境曝气诱导形成内波的过程与特性

采用分层水库模型,在平均温度梯度为0.37℃/cm条件下,开展了系统的曝气诱导内波的中试研究.分析了曝气诱导形成内波的过程,探究了曝气诱导形成内波的类型,重点揭示了曝气扰动源形式和跃温层厚度对内波形成过程和特性的影响.实验结果表明：扬水曝气产生的气水两相流是一种非定常的周期性扰动源,气水两相流的尾迹带动整个模型水体上下振动,这种振动在分层水体跃温层处诱导形成内波.从激发源角度上说,它是一种尾迹效应波.气弹释放周期在44.06～58.69s之间时,内波波高达到最大,当气弹释放周期达到180s时不能形成连续的内波;曝气器出流口增大,内波波高、周期呈增大趋势.分层水体的跃温层厚度也影响内波的形成,相同温度梯度条件下,随着跃温层厚度的增加,内波的波高、周期随之增大.     

基于多区域CGE模型的水污染间接经济损失评估——以长江三角洲流域为例

通过构建长江三角洲流域多区域CGE模型,模拟了2011年水污染对长江三角洲流域内部地区（上海、流域内浙江、流域内江苏）造成的间接经济损失.并且构建间接影响系数来反映流域内不同区域和行业受水污染的间接波及程度.研究结果表明：水污染对流域内区域的经济影响差异明显,从GDP绝对值减少量来看,上海GDP损失最大（161.3亿元）,但从GDP百分比变化来看,流域内浙江损失更为显著（2.84%）;上海经济对长江三角洲流域水污染最为敏感,其间接经济损失将是其直接经济损失的3.5倍左右,而流域内江苏、流域内浙江仅为0.92倍和1.98倍.     

基于SWAT模型的阿什河流域非点源污染控制措施

以阿什河流域为研究区,建立了SWAT模型,并通过情景模拟技术分别模拟了退耕还林.等高种植、化肥减量与植被过滤带等非点源污染控制措施及其综合效果.结果表明:通过坡耕地退耕还林,可减少1.03%~5.35%的非点源TN负荷与0.94%~8.09%的非点源TP负荷;通过等高耕作,可减少0.51%~2.77%的非点源TN负荷与0.49%~4.54%的非点源TP负荷;通过20%的化肥减量可减少0.65%~6.52%的非点源TN负荷与0.01%~2.95%的非点源TP负荷;20m的植被过滤带可减少42.62%~69.51%的非点源TN负荷与80.09%~86.27%的非点源TP负荷.通过综合管理措施,可减少34.90%~54.36%的TN负荷与35.32%~60.89%的TP负荷.为达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中Ⅳ类水体TN与TP的浓度标准,2006~2010年尚需削减45.87%~82.53%的点源TN负荷与35.58%~66.85%的点源TP负荷.     

中药三七中5种微量元素的含量及健康风险

为了解三七中Fe、Mn、Al、Zn、Se人体微量元素的含量,并客观评价这5种微量元素对长期服用三七药品的患者的健康风险,在三七的产区及周边市县进行采样,采用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)对三七中这5种微量元素的含量进行测定,并采用点推定和概率推定对各元素的非致癌风险危害商值(HQ)值进行评估,结果发现三七中5种微量元素的平均含量分别为1375.84,108.31,1213.62, 0.16,21.99mg/kg,表现出Al > Fe > Mn > Zn > Se的高低顺序,HQ值大小顺序为Fe > Al > Mn > Zn > Se. HQ值均小于1,提示针对各元素,一般消费者不存在非致癌健康风险.然而,Fe,Al,Mn的日摄入量分别为0.09573,0.10759,0.00832mg/(kg·d),超出了来源于药物的微量元素的经口允许摄入量,应该加以控制.对危害指数(HI)的概率推定结果显示,5.19%的三七服用者对这5种微量元素的暴露具有非致癌健康风险.     

亚热带茶园土壤酸度特征研究——以福建省武夷山市为例

调查测试福建省武夷山市60个茶园6个土类120个土层的土壤酸度指标,分析茶园土壤酸度特征,结果表明:福建省武夷山市茶园0~20cm土层土壤平均pH值为4.52,其中pH < 4.5的重度酸化土壤占总调查样本的55.00%;20~40cm土层土壤平均pH值为4.52,pH < 4.5占53.33%;茶园红壤、紫色土、粗骨土0~20cm、20~40cm土层土壤平均pH值均低于4.5,茶园土壤酸化严重.总体上茶园土壤中交换性Al³⁺的数量和相对比例随交换性酸总量增加而增大,交换性H⁺的相对比例则呈相反的变化特征,交换性Al³⁺占交换性酸的比例为76.67%~98.40%;茶园土壤pH值与交换性酸、H⁺和Al³⁺均呈极显著的负相关关系,相关系数分别为-0.61、-0.46和-0.59.茶园土壤酸碱缓冲性能随着土壤pH值的降低呈现下降趋势;总体上茶园土壤pH值与盐基饱和度呈极显著正相关关系, 土壤pH值与盐基饱和度的正相关主要受到交换性Ca²⁺、Mg²⁺饱和度的制约.但不同土壤类型表现不一,体现了茶园土壤酸度的复杂性、多样性.     

长三角农田土壤中滴滴涕的污染特征与生态风险

以长江三角洲地区农田土壤为研究对象,分析了土壤和蔬菜中滴滴涕(DDTs)的残留水平和空间分布特征,评估了DDTs对土壤生态和人体健康的潜在风险。结果显示,长三角地区农田土壤中DDTs含量范围为0.2~3 520 ng·g-1,平均63.8 ng·g-1,主要残留在土壤耕作层(0~30 cm)。土壤中DDTs及其代谢产物残留量较低,98.5%的点位土壤符合《中国土壤环境质量标准》的二级标准。15%的蔬菜样品中检出DDTs,其浓度为相应土壤DDTs浓度的9%~18%,土壤残留的DDTs通过食物链进入人体导致的健康风险很小。低残留DDTs对土壤微生物的群落结构和多样性无显著影响(-0.25R0.25,0.307P0.979)。应用美国环保署(USEPA)方法评估了土壤中DDTs对人体的健康风险,其中致癌风险级别为非常低,对儿童和成人具有非致癌风险的样品比例分别为1.1%和0.7%。因此,长三角地区大多数点位农田土壤DDTs残留量较低,不会对生态环境和人体健康产生危害。     

丙烯腈诱导的氧化应激对大鼠睾丸NF-κB信号通路的影响

为探索丙烯腈(acrylonitrile,ACN)诱导的氧化应激对大鼠睾丸NF-κB信号通路的影响,将50只SPF级健康SD雄性大鼠按体重随机分为12.5、25、50 mg·kg~(-1)ACN染毒组,50 mg·kg~(-1)ACN+300 mg·kg~(-1)N-乙酰半胱氨酸(N-acetylcysteine,NAC)干预组(NAC干预组),对照组(给予等体积玉米油),每组10只,灌胃,1次/天,6天/周,共90 d。可见光分光光度法检测睾丸组织中超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)、还原型谷胱甘肽/氧化型谷胱甘肽比值(glutathione/oxidized glutathione,GSH/GSSG)、丙二醛(malondialdehyde,MDA)。免疫荧光染色法检测睾丸核因子-κB(nuclear factorκB,NF-κB)激活及核转移。Western Blot检测睾丸p65、IκB蛋白表达。结果显示,低、高剂量染毒组大鼠睾丸GSH/GSSG比值、GSH-Px酶活性与对照组比较降低(P0.05)。中、高剂量染毒组大鼠睾丸MDA含量与对照组比较升高(P0.05)。NAC干预组大鼠睾丸MDA含量与高ACN组比较降低(P0.05);NAC干预组大鼠睾丸GSH/GSSG比值与高ACN组比较升高(P0.05);免疫荧光结果显示,高ACN组大鼠睾丸NF-κB被激活,并转移入细胞核。NAC干预组与高ACN组比较p65蛋白表达及核转移显著减少。Western Blot结果显示,高剂量染毒组大鼠睾丸p65蛋白表达与对照组比较升高(P0.05),IκB蛋白表达与对照组比较降低(P0.05);NAC干预组大鼠睾丸p65蛋白表达与高ACN组比较降低,IκB蛋白表达与高ACN组比较升高,差异有统计学意义(P0.05)。结果表明丙烯腈引起的氧化应激激活了大鼠睾丸生殖细胞NF-κB信号通路。     

Effect of salinity on community structure and naphthalene dioxygenase gene diversity of a halophilic bacterial consortium

The aim of this study is to analyze the effect of salinity on polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) biodegradation, community structure and naphthalene dioxygenase gene (ndo) diversity of a halophilic bacterial consortium with the denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) approach. The consortium was developed from oil-contaminated saline soil after enrichment for six times, using phenanthrene as the substrate. The prominent species in the bacterial consortium at all salinities were identified as halophilic bacteria Halomonas, Alcanivorax, Marinobacter, Idiomarina, Martelella and uncultured bacteria. The predominant microbes gradually changed associating with the saline concentration fluctuations ranging from 0.1% to 25% (w/v). Two ndo alpha subunits were dominant at salinities ranging from 0.1% to 20%, while not been clearly detected at 25% salinity. Consistently, the biodegradation occurred at salinities ranging from 0.1% to 20%, while no at 25% salinity, suggesting the two ndo genes played an important role in the degradation. The phylogenetic analysis revealed that both of the two ndo alpha subunits were related to the classic nah-like gene from Pseudomonas stutzeri AN10 and Pseudomonas aeruginosa PaK1, while one with identity of about 82% and the other one with identity of 90% at amino acid sequence level. We concluded that salinity greatly affected halophilic bacterial community structure and also the functional genes which were more related to biodegradation.

Open image in new window

     

Environmental deterioration of farmlands caused by the irrational use of agricultural technologies

Without considering the ecosystem-dependence of agricultural production, irrational use of agricultural technologies could bring only short-term economic benefits but leave long-term environmental deterioration. If some agricultural lands have to be abandoned because of these technologies such as chemical films or groundwater depletion, it will aggravate the burden of remaining lands for maintaining or enhancing production. Thus, agricultural production should be a part of public services, requiring the consideration of interests of different stakeholders and sustainability.     

福州市PM2.5污染过程中大气边界层和区域传输研究

以福建省会福州市2013年1月空气质量变化为对象,分析大气边界层变化和周边区域污染物传输对福州市大气颗粒物PM2.5的影响.利用福州市2013年1月逐日地面和探空观测资料以及NCEP提供的2013年1月FNL分析资料,通过大气边界层要素与PM2.5浓度之间的相关性,对PM2.5污染过程的大气边界层特征进行分析;同时采用HYSPLIT后向轨迹模拟及区域风场相关矢分析对影响福州雾霾的污染物区域传输路径进行探讨.结果表明:地面气温与PM2.5浓度呈正相关,地面风速与PM2.5浓度呈负相关,近地面边界层条件有利于霾颗粒物的形成和累积.但不同于我国东部主要污染源区霾污染过程中存在大气边界层逆温,福州PM2.5污染过程中并未出现大气边界层逆温结构,这一边界层结构的垂直混合可有利于区域传输的污染物从上层大气到达近地面从而加重福州霾污染,福州是华东地区一个PM2.5污染物的主要接受区,PM2.5污染物主要以外源输送为主.2013年1月份福州市清洁日近地面风向为海洋吹向大陆的东南风,霾污染日则为大陆吹向海洋的偏北风,PM2.5污染物主要从长三角地区、苏北以及安徽河南一带通过东北和西北方向的传输路径影响福州的空气质量.