基于PMF模型的土壤重金属源解析中变量敏感性研究

为探究应用受体模型对土壤污染物进行源解析,输入变量对模型运行及其结果的影响,以乐安河中上游地区土壤重金属调查数据作为典型受体模型（PMF模型）的输入数据集,并在PMF模型基础方案运行结果的基础上,采用局部敏感性分析法来探讨输入变量变化对模型诊断及源识别结果的影响.结果表明：6因子数情景是研究区土壤重金属源解析PMF模型最佳运行结果;土壤中Cu、Mo、Na₂O、As、Mn和Cd等参数属于敏感变量,这些变量均为每个因子中的主要载荷元素,即每个源的特征污染物;不同变量的敏感性有较大差异,Cu、Mo的总敏感性最大,分别为12.1,8.2,大于其他输入变量的敏感性.因此,在应用PMF模型进行源解析时,特征污染物是敏感性较强的变量,其数据质量的优劣是影响源解析结果可靠性的重要因素.     

Importance of nutrient availability for soluble microbial products formation during a famine period of activated sludge: Evidence from multiple analyses

Much remains unknown about compositional variations in soluble microbial products (SMP) with the shift of the substrate condition from a feast to a famine phase in biological treatment systems. This study demonstrated that the formation of SMP could be suppressed by up to 75% during the famine phase with the addition of essential nutrients. In contrast, presence of electron acceptor did not play any significant role during the stress condition, showing the similar amounts of SMP (r?=?0.98, p?<?0.05) formation between the bioreactors supplied with air and N₂. The SMP formed in the famine phase was more bio-refractory in the famine versus the feast phase with a linear correlation shown between the production and their aromatic structures in the composition (R²?>?0.95). The fluorescence excitation–emission matrix coupled with parallel factor analysis (EEM-PARAFAC) revealed the presence of four different fluorescent components, including two protein-like (C1 and C4), fulvic-like (C2), and humic-like (C3) components, in the SMP and bEPS formed at different conditions. Both C1 and C4 showed increasing trends (R²?>?0.95) with the length of starvation in the bioreactors without essential nutrients. Nutrient availability was found to be a key factor to quench the production of large-sized biopolymers. This study provides a wealth of information on operation conditions of activated sludge treatment systems to minimize large sized SMP molecules (particularly proteins), which typically exert many environmental concerns to effluent organic matter quality.     

油田用钨合金镀层腐蚀性能评价研究

目的评价钨合金镀层油管的腐蚀性能。方法利用高压釜模拟高压气井和高含硫气井的腐蚀环境,进行高压高温腐蚀试验,以及标准的氢致开裂(HIC)和硫化氢应力腐蚀试验。采用电子扫描显微镜(SEM)及其能谱仪(EDS)和X射线衍射分析仪(XRD),分析或检测钨合金镀层和基管的腐蚀形貌、腐蚀产物的组成。结果油管表面的钨合金镀层平整而致密,其主要组成元素为W和Ni。高温高压腐蚀试验后,镀层仍然致密平整,腐蚀程度轻微。在60、90、120、140℃试验7天时,镀层和基材的H_2S/CO_2腐蚀速率分别为0.0179、0.0093、0.0102、0.0369 mm/a和1.030、1.272、1.183、0.991 mm/a。试验30天,在120℃时,其H_2S/CO_2腐蚀速率分别为-0.0085、0.1789 mm/a;在160℃时,其CO_2腐蚀速率分别为0.0091、0.8976 mm/a。该钨合金镀层均通过了标准的氢致开裂和硫化氢应力腐蚀试验。结论该钨合金镀层具有很好的耐腐蚀性能。     

酸热活化对海泡石吸附水溶液中Cd的影响机制

为增加SP（海泡石）的比表面积并提高其对水溶液中Cd的去除效率,采用HCl对SP进行酸热活化,探索制备HHSP（酸热活化海泡石）最佳的c（HCl）、酸改性时间和热活化温度,并比较SP和HHSP对Cd的吸附动力学和等温吸附特征,通过对吸附前后的SP和HHSP进行SEM-EDS（扫描电镜）、XRD（X射线衍射）和XPS（X射线光电子能谱）分析,以阐明HHSP吸附Cd的微观反应机理.结果表明:0.9 mol/L的HCl改性24 h后,500℃下热活化1 h制备的HHSP吸附性能最佳.准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型均能够很好地描述SP和HHSP对Cd的吸附特征.SP和HHSP对初始质量浓度为50 mg/L的溶液中Cd的去除率在2 h内分别达73.13%和85.96%,在24 h内达到吸附平衡.HHSP的最大饱和吸附量（q_max）为22.147 mg/g,比SP（4.200 mg/g）增加了4.23倍.酸热处理降低了SP的pH和pHpzc（零电荷点）,表明在SP表面吸附活性中心增多.SEM-EDS显示,酸热活化未改变SP的纤维状结构,Cd吸附量由SP的1.57%增至HHSP的2.13%.XPS分析表明,SP和HHSP对Cd的吸附作用包括了表面羟基（-OH）络合作用以及产生CdCO₃、CdCl₂、CdO和Cd（OH）₂沉淀.XRD分析表明,酸改性通过清除SP的CaCO₃成分,比表面积增加,从而增加了HHSP对Cd的吸附量.研究显示,酸热活化可增加HHSP对Cd的吸附效能,为利用HHSP有效控制稻田土壤Cd生物有效性提供了有益途径.      

日照岚山港对二甲苯泄漏风险分析与海洋环境影响预测

随着国民经济快速发展,我国沿海危险化学品的种类和数量逐年增加,随之而来的危化品泄漏风险日益增大,给海洋生态环境构成了潜在威胁。本文聚焦于我国北方最大的散装危化品集散中心-岚山港,以年吞吐量约占危化品总量41%的对二甲苯作为研究对象,利用危化品输移扩散模型和危化品海洋生物影响评价方法,预测了在三种事故情景下发生最大可信泄漏量对二甲苯泄漏入海事故的海洋环境影响。结果显示,陆上泄漏事故（化工码头操作性事故50 t对二甲苯泄漏或化工品储罐事故800 t对二甲苯泄漏）对二甲苯入海后,其高浓度范围主要集中在港池及港区附近,对附近3个海洋保护区无影响;当船舶在航道上发生2000 t对二甲苯等挥发微溶性化学品泄漏事故时,泄漏到水面的对二甲苯在北风涨落潮流和南偏东南风涨潮流的影响下会全部提前挥发掉而不会对附近的旅游区和海洋保护区产生影响,仅在南偏东南风落潮流的控制下向东北方向快速移动扩散,4 h后会开始影响金乌贼海洋保护区,最大浓度为5 mg/L,但持续时间较短,在泄漏后8 h左右挥发掉。     

我国江河入海流量实时在线监测系统规范化设计与实现

根据海洋生态文明建设的要求,大批入海流量实时在线监测系统正在或即将投入建设,为避免盲目建设,急需系统化、规范化的设计方案作为指导。针对这一问题,本文给出了我国江河入海流量实时在线监测系统规范化设计方案,该方案对江河入海流量实时在线监测系统的设计原则、组成及各部分的功能、运行流程、数据流等内容提出了规范化的设计要求。依据该方案,在辽河建设了一套入海流量实时在线监测系统并进行了长期业务化运行。     

基于可拓理论与区间赋权的煤矿水害安全评价

煤矿水害是煤矿安全生产过程中的五大灾害之一。本文针对煤矿水害系统的复杂性,在建立科学合理的煤矿水害评价指标体系的基础上,将区间赋权法与可拓综合评价法相结合,建立了煤矿水害综合评价的物元模型,并以福建省龙岩市某煤矿为实例,运用该方法对该煤矿水害进行了安全评价。结果表明:该煤矿水害安全等级为安全,基于区间赋权的可拓综合评价方法在一定程度上克服了评价的主观性,不但可以准确地反映煤矿水害的安全等级,而且还能反映与相邻安全等级的距离。     

山东省O3时空分布及影响因素分析

为认识山东省环境空气中O3的污染现状,基于2015～2019年国省控环境空气自动监测站的O3监测数据、2019～2020年4～9月气象代表站的气象数据及邻近环境空气站的O3监测数据,探究了山东省O3时空分布特征及与气象因素的关系.结果表明,山东省O3污染日益突出,年均ρ(O3-8h)(90百分位)和ρ(Ox)(O3 与NO2之和)升高速率分别为7.6μg·(m3·a)-1和7.0μg·(m3·a)-1,年均ρ(PM2.5)、ρ(CO)(95百分位数)和ρ(NO2)均逐步下降,下降速率均小于ρ(O3)上升速率.03污染呈现夏季高冬季低的"M型"或"倒V型"月变化特征,在6月或9月达到峰值,且污染月呈提前出现趋势.山东省年均ρ(O3-8h)(90百分位)呈现"内陆高,沿海低"的特点,并有区域均匀性发展趋势.相关性分析表明,山东省ρ(O3-8h)总体与日最高温度呈正相关,与相对湿度、气压和风速呈负相关,其中日 最高温度和相对湿度是O3-8h主控气象因子,气象因素对不同城市O3-8h超标率的影响具有显著差异.     

上海沙田湖养殖区及周边水体中氟喹诺酮类抗性基因的分布特征及其与环境因子关系

集约化水产养殖区常被认为是水体抗生素和抗性基因的主要潜在来源,然而对其该类水体中抗生素和抗性基因污染情况的研究仍相对匮乏.本文以上海市沙田湖养殖区及周边水体为调查对象,利用宏基因组学高通量测序技术,于2020年9月对水体中的氟喹诺酮类抗生素(fluoroquinolones,FQs)和氟喹诺酮类抗性基因(fluoroquinolones antibiotic resistance genes,FQs-ARGs)的种类和丰度进行了调查,并利用多元统计分析方法研究了水体理化因子和FQs对FQs-ARGs的影响.结果表明,沙田湖养殖区及周边水体共检测出5类耐药机制、共46种FQs-ARGs,其中各水体共有基因为44种.抗性基因mfd和patA在养殖水体和周边水体中均为优势抗性基因,抗生素抗性基因变异或突变为优势耐药机制.养殖水体和周边河湖水体、不同养殖品种水体之间FQs-ARGs的平均丰度无显著差异(P＞0.05).偏冗余分析(pRDA)表明,除了诺氟沙星和环丙沙星2种抗生素外,水体电导率(Spc)、总磷(TP)、总氮(TN)、氨氮(NH4+-N)、溶解氧(DO)、pH和叶绿素a(Chl-a)等环境因子是影响水体中FQs-ARGs组成与分布的关键性因子,且非抗生素因子的总贡献率远高于抗生素.     

碳磷添加对黄土区农田土壤呼吸及温度敏感性的影响

黄土区耕地面积占全国耕地面积的15%以上,该区域降水资源贫乏,是我国土壤生产力和土壤有机碳储量最低的区域之一。营养的大量投入可以极大地提高土壤生产力,但对于营养添加下土壤CO_2排放有何变化以及是如何改变黄土区土壤环境,进而影响土壤呼吸及温度敏感性还尚不清楚。本文以长武实验田的黑垆土作为研究对象,分别对N12(施氮量120 kg?hm~(-2))土样设置不添加、添加磷源以及CK(长期连作不施肥)土样设置不添加、添加磷源、碳源、碳磷源(共计6个处理),比较分析在15℃和25℃培养下土壤呼吸速率的变化,以及培养周期内土壤温度敏感性Q_(10)(即温度每升高10℃,温室气体排放速率变化的倍数)的变化趋势。通过对呼吸前后土壤pH值、全碳全磷、有机碳、速效磷、硝态氮、铵态氮以及微生物生物量碳磷(MBC、MBP)的测定,分析其影响因素。碳磷添加在一定程度上提高了土壤的呼吸速率,其中碳源的添加明显增强了土壤呼吸速率以及土壤Q_(10)值。碳磷添加大幅度提高了土壤全碳、速效磷含量以及微生物活性,15℃条件培养后,土壤微生物生物量最高。碳磷添加后,土壤呼吸速率与土壤pH、全碳、铵态氮、MBC呈极显著相关关系。该研究为黄土区土壤生产力的提高以及降低温室气体的排放、恢复和改善生态环境提供理论依据。