北京城区水体中PPCPs的分布特征及潜在风险

采集北京城区河流34个表层水样和23个沉积物样品,采集后海、前海和西海这3个城市湖泊10个表层水样和5个沉积物样品,应用HPLC-MS/MS技术对表层水样及沉积物样品中10种药物及个人护理品(PPCPs)进行检测分析,发现河流表层水样和城市湖泊表层水样中PPCPs的浓度范围分别为N.D.~655 ng·L~(-1)和N.D.~252 ng·L~(-1).在河流表层水样中,10种PPCPs的检出率范围为0~100%,其中咖啡因的检出率为100%,磺胺甲唑、地尔硫卓和泰乐菌素均未检出;在湖泊表层水样中,10种PPCPs的检出率范围为0~100%,其中对乙酰氨基酚、林可霉素、咖啡因和阿奇霉素的检出率为100%,磺胺甲唑、地尔硫卓、泰乐菌素及卡马西平都未检出;河流沉积物和城市湖泊沉积物中PPCPs的含量范围分别为N.D.~1 709ng·g~(-1)和N.D.~35.9 ng·g~(-1),在河流表层沉积物中,10种PPCPs的检出率范围为4%~96%,其中甲氧苄啶的检出率最高,泰乐菌素的检出率最低;在湖泊表层沉积物中,10种PPCPs的检出率范围为0~100%,其中地尔硫卓的检出率最高,咖啡因、泰乐菌素和卡马西平均未检出.从各河流看,永定引水渠、凉水河、通惠河及坝河表层水体及沉积物中PPCPs的含量较高,永定河、昆玉河表层水体中PPCPs的含量较低.应用风险商值(RQ)模型评价北京城区各河流及湖泊表层水体与沉积物中PPCPs残留对生态环境的影响,发现北京城区河流及湖泊表层水体中的10种PPCPs的RQ值均低于0.1,对河流生态环境具有低风险.城区河流及湖泊沉积物中,对乙酰氨基酚对永定引水渠、通惠河及坝河底栖生态环境具有中等风险;林可霉素对永定引水渠、温榆河、通惠河、护城河、坝河、凉水河及后海底栖生态环境具有中等风险;甲氧苄啶对永定引水渠、清河、温榆河、通惠河、护城河、坝河、亮马河、凉水河及后海底栖生态环境具有中等风险;阿奇霉素对亮马河及凉水河底栖生态环境具有中等风险,对永定引水渠、清河、温榆河、通惠河、坝河及后海底栖生态环境具有高风险.     

黑龙江省秸秆露天焚烧污染物排放清单及时空分布

以黑龙江省为例,采用排放因子法计算了2016年秸秆露天焚烧污染物排放清单,分析了污染物的时空分布特征.结果表明,黑龙江省秸秆露天焚烧各污染物排放量为：CO₂ 1314.09万t、CO 41.92万t、CH₄ 3.77万t、NMVOCs 8.35万t、NH₃ 0.65万t、BC 0.44万t、OC 3.13万t、SO₂ 0.50万t、NO_X 3.28万t、PM₁₀ 8.81万t、PM_2.5 10.14万t.在95%的置信区间确定了排放清单的不确定性,不确定性范围为NO_X的±86%的低值到CO的±187%的高值.通过可靠性分析推断,本文的排放清单是合理的.玉米和水稻秸秆露天焚烧对同种大气污染物的贡献高于其他作物秸秆.大气污染物排放高值区位于黑龙江省西部和东部,污染物排放的时段在全年范围内具有明显的双峰特征.秸秆露天焚烧率的下降能有效促进大气污染物的减排,且农垦地区集约化和规模化的管理模式能有效控制秸秆露天焚烧.     

化学杀菌剂处理油田回注水的应用研究

目前油田进行的二次采油,需要向油井注入大量的回注水。回注水管道中含有大量硫酸盐还原菌(SRB)、腐生菌(TGB)和铁细菌(FB)等,其生长、代谢和繁殖易引起金属管道腐蚀,影响了油田正常生产。本文选取大庆油田回注水,用化学杀菌剂进行处理。结果表明化学杀菌剂处理油田回注水的合适应用条件是:pH值为5.0～9.5;对聚驱水采用异噻唑啉酮,采用均匀式加药方式,投加量为120mg/L,每3天加药一次;对水驱采用1227-异噻唑啉酮,每15天冲击加药一次,投加量为80mg/L。在此条件下,对于聚驱水杀菌率硫酸盐还原菌为99.99%,腐生菌和铁细菌100%;对于水驱水杀菌率硫酸盐还原菌可达100%,腐生菌99.99%,铁细菌99.99%。     

贵州开阳地区富硒地层及风化土壤地球化学特征

通过对开阳地层和土壤调查,发现灯影组、牛蹄塘组等地层富集硒元素,由其风化而来的土壤也富硒。富硒地层同时还富集Mo、As、Cd、Sb、Ba、Co、Ni、Tl、V、Zn等元素,而相对缺Ag、Bi、Cr、Ga、Rb、Sr、Ta、Zr等元素;富硒地层风化形成的土壤中As、Ba、Cd、Co、Mo、Ni、Sb、Se、Tl等元素对基岩有明显的继承而富集;Pb元素则在基岩风化过程中流失而亏损;Cu、Sc、V、Zn元素在基岩风化后明显富集;而Ni、Co、Cd则具有对基岩的继承和后期风化富集的双重特征。研究表明该地区硒的富集是热水沉积、深部物质沿白马洞深大断裂迁移、热卤水的迁移混合,铀矿化以及大量硫化物的存在共同作用的结果。开阳富硒地层及风化土壤中稀土元素总量∑REE为66.61～609.13×10-6,LREE/HREE比值为1.17～5.40,(La/Yb)N=5.08～15.72>1,REE分布模式为右倾型,轻稀土段右倾明显,(La/Sm)N=1.43～7.44>1,为LREE富集型,重稀土段则相对平缓,(Tb/Yb)N=1.01～2.39。通过对微量、稀土元素的分析表明,富硒的黑色岩系形成于缺氧条件下的低温热水沉积环境。     

基于MODIS影像的洪泽湖水生植被覆盖时空变化特征及影响因素分析

水生植被是湖泊生态系统的重要组成部分,在改善湖泊水质、维护生物多样性方面起到重要的作用.当前我国湖泊普遍面临富营养化和水生植被退化等问题,监测水生植被时空变化特征、探究主要影响因子,对于保护水生植被和修复富营养化湖泊生态系统具有重要意义.因此,本文选用2007～2017年中等分辨率卫星MODIS数据,引入植被频次法(vegetation present frequency,VPF)提取水生植被信息,结合气象因子和人类活动分析了洪泽湖近11 a水生植被的时空变化特征及潜在影响因素.结果表明,洪泽湖水生植被VPF存在着明显的季节和年际变化,VPF春夏显著高于秋冬(P 0. 05,one wayANOVA),最大值0. 43出现在6月,最小值0. 21出现在1月,4～10月生长期显著高于其他月份.年际上,洪泽湖北部湖区(Z1) VPF呈现显著降低的趋势(R2=0. 56,P 0. 01),由2008年的最高值0. 50下降到2016年最低值0. 27,下降了45. 8%,表明水生植被在该地区呈现快速退化趋势.空间上,洪泽湖水生植被VPF整体上由沿岸带向开敞水域递减,其中北部(Z1)和西部湖区(Z2)高于其他湖区(Z3～Z5).洪泽湖全湖VPF年际变化受年均气温、年降水量、年平均风速和年日照时数影响不显著(P 0. 05),表明气候要素对洪泽湖水生植被年际变化影响较小.在采砂活动和水生植被共同存在的北部湖区,总悬浮物浓度与VPF存在显著负相关(R2=0. 48,P 0. 01),表明采砂导致的总悬浮物浓度增加是影响Z1区域水生植被退化的重要原因,又以采砂区附近表现尤为明显.     

典型水稻土中硝态氮垂直穿透状况及模拟

硝态氮(NO3--N)不但可以污染地下水,也会造成河流和湖泊的富营养化.用穿透曲线(BTCs)描述室内土柱模拟的NO3--N在太湖地区3种典型水稻土(白土、黄泥土和乌栅土)中的垂直穿透状况并用Hydrus-1D模型对实验结果进行了拟合.结果表明,3种水稻土中NO3--N穿透土壤各土层所用的平均时间按从长到短的顺序为:黄泥土、乌栅土、白土,而峰值大小则正好相反,从大到小依次为:白土、乌栅土、黄泥土.因此,在白土样区过量施用氮肥最容易对水体造成污染.3种水稻土中NO3--N的穿透曲线都呈不对称分布,曲线尾部均存在一定的拖尾现象.通过对NO3--N穿透土壤的影响因素的分析可知,土壤容重和粘粒含量是影响NO3--N穿透的主要因素,土壤容重越大或粘粒含量越高,穿透所需的总时间就越长,峰值就越低且拖尾现象越严重;有机质含量对其也有一定的影响.用Hydrus-1D模型对实验结果进行模拟,所得的穿透曲线的模拟值与实测值均呈极显著的正相关关系,相关系数都在0.9以上.同时,在模拟过程中还得到了土壤饱和导水率和NO3--N的垂直扩散率等难以实测的参数,说明利用Hydrus-1D模型不但可以准确地预测NO3--N在研究区土壤中的运移状况,也可以推算出该地区水分和养分运移的参数.     

温度诱发的A/O除磷系统污泥沉降性变化与影响机理研究

本试验平行运行了两套A/O生物强化除磷系统,通过观测温度诱发的污泥性状及微生物群落结构的变化,探索了温度对污泥沉降性能的影响及机理.试验结果表明,温度从20℃升至25℃能够有效改善污泥的沉降性能,而从20℃降至15℃可以使污泥沉降性急剧恶化.升温和降温均可导致EPS中蛋白质含量在短期内急剧增加.高温(25℃)能够抑制丝状菌的生长,而低温(15℃)会刺激Thiothrix II型丝状菌大量增殖.SPSS相关性分析显示,丝状菌的数量变化不大时,污泥含磷量和不可挥发性固体含量对沉降性影响显著,EPS的增加不利于污泥沉降,污泥密度与污泥沉降性无相关性.聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)分析表明,不同温度会导致不同优势菌的生长.受高温影响较大的细菌为拟杆菌门(Bacteroidetes)和变形菌门(Proteobacteria),受低温影响较大的细菌为变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和放线菌门(Actinobacteria).     

张士灌区多环芳烃污染土壤的植物修复

以我国典型污灌区-沈阳张士污灌区某农田土壤为研究对象,进行了土壤中多环芳烃(PAHs)污染物种类与含量的调查研究,分析了PAHs的主要来源.同时,以13种牧草/草坪草为供试植物,开展PAHs污染土壤高效修复植物的筛选工作,修复周期约为80d.研究结果表明,张士灌区农田土壤受到严重污染,从土壤中分析检测到USEPA 16种PAHs中的13种,含量达2 294 μh·kg-1(干重),远高于荷兰农业土壤的PAHs标准.盆栽试验结果表明,不同植物对土壤中PAHs的去除效果不同,紫花苜蓿(Medicago sativa L.)、黑麦草(Lolium perenne L)、巴林(Poa pratenstis L.)、高羊茅(Festuca data.Kengex E.Alexeev)和白三叶草(Trrifolium repens L.)等植物对土壤中PAHs去除效果较好,适合用于张士灌区农田土壤的修复与治理.     

Abundance and distribution of ammonia-oxidizing archaea in Tibetan and Yunnan plateau agricultural soils of China

As low oxygen and high ultraviolet （UV） exposure might significantly affect the microbial existence in plateau, it could lead to a specialized microbial community. To determine the abundance and distribution of ammonia-oxidizing archaea （AOA） in agricultural soil of plateau, seven soil samples were collected respectively from farmlands in Tibet and Yunnan cultivating the wheat, highland-barley, and colza, which are located at altitudes of 3200-3800 m above sea level. Quantitative PCR （q-PCR） and clone library targeting on amoA gene were used to quantify the abundances of AOA and ammonia-oxidizing bacteria （AOB）, and characterize the community structures of AOA in the samples. The number of AOA cells （9.34 × 10^7-2.32× 10^8 g^-1 soil） was 3.86-21.84 times greater than that of AOB cells （6.91 × 10^6-1.24 × 10^8 g^-1 soil） in most of the samples, except a soil sample cultivating highland- barley with an AOA/AOB ratio of 0.90. Based Kendall＇s correlation coefficient, no remarkable correlation between AOA abundance and the environmental factor was observed. Additionally, the diversities of AOA community were affected by total nitrogen and organic matter concentration in soils, suggesting that AOA was probably sensitive to several environmental factors, and could adjust its community structure to adapt to the environmental variation while maintaining its abundance.     

基于Landsat8影像估算新安江水库光合有效辐射漫射衰减系数

光合有效辐射(photosynthetically active radiation,PAR)是指可以被植物利用并进行光合作用的那部分太阳辐射,其进入湖水后受光学组分(悬浮颗粒、有色可溶性有机物和浮游植物)的吸收和散射作用发生衰减,对湖泊生物的密度和分布具有重要影响.本研究构建了基于Landsat 8影像数据的较为清洁的新安江水库PAR漫衰减系数的遥感估算模型,进而分析其时空分布特征及主要影响因素.结果表明,利用Landsat 8的第二、三和第八波段构建的多元回归模型能够得到较为准确的估算结果,模型决定系数为0.87.利用独立样本对构建的模型验证,预测值和实测值相对误差绝对值均值为9.16%,均方根误差为0.06 m~(-1),由此可见利用Landsat 8数据的3个波段,采用多元回归模型能够较好地估算较清洁水体的PAR漫射衰减系数.基于14景Landsat 8影像发现,新安江水库PAR漫射衰减系数季节差异性明显,秋季(9~11月)和夏季(6~8月)PAR漫射衰减系数较高,分别为(0.82±0.60)m~(-1)和(0.77±0.41)m~(-1),而冬季(12~次年2月)和春季(3~5月)PAR漫射衰减系数相对较低,分别为(0.56±0.50)m~(-1)和(0.40±0.45)m~(-1).新安江水库PAR漫射衰减系数空间差异性显著,全湖PAR漫射衰减系数变化范围为(0.002~13.86)m~(-1),均值为(0.64±0.49)m~(-1).漫射衰减系数的季节变化主要是由季节性降雨和浮游植物季节性生长引起,空间差异性主要由外源河流输入和部分水域采砂过程导致悬浮物浓度变化引起.