硫酸盐还原菌介导的吸附态砷的迁移转化

自然界中砷(As)主要被吸附在铁氧矿物上,吸附态砷从铁氧矿物释放至水体是水中砷污染的主要来源.在此过程中,微生物起着至关重要的作用.本研究的目的是探究加入硫酸盐还原菌Desulfovibrio vulgaris DP4对吸附态砷迁移转化的影响.结果表明,0 h两体系砷释放量均为0μmol·L~(-1).与对照组相比,前84 h DP4促进了吸附态五价砷[As(Ⅴ)]的脱附,在13 h砷的释放量达到最大值12.6μmol·L~(-1),占初始总吸附量(16μmol·L~(-1))的79%,是对照组(1.5μmol·L~(-1))的8.4倍.而在84 h之后,DP4体系的砷浓度低于非生物对照组,表明溶解态砷被再次固定.此过程中,砷的释放量与氧化还原电位(Eh)显著相关(P=0.001).XRD结果表明,在DP4作用下针铁矿的结晶度降低了50%,且结晶度越低,吸附能力越强,这可能是后期砷被再次固定的原因之一.同时SEM-EDS表明DP4使得针铁矿发生团聚,部分被转化为硫铁矿.As的XANES结果表明固相中没有硫化砷生成,这进一步证明固相中生成的主要是硫铁矿,它对砷的再吸附导致了后期DP4体系中溶解态砷的浓度低于非生物对照组.此外,在固相中检测出了19%的As(Ⅲ),而液相中并未检测出溶解态的As(Ⅲ),据此推测硫酸盐还原菌原位还原了吸附态As(Ⅴ).     

南黄海表层海水重金属的变化特征及影响因素

根据1997～2004年每年1次的南黄海表层海水重金属(As、Cd、Cu、Hg、Pb、Zn)及有关环境因子的调查数据,重点研究了2003-10南黄海表层海水重金属的分布特征、控制其分布的生物地球化学机制以及8 a的年际变化趋势.结果表明,2003-10南黄海表层海水中As、Cd、Cu、Hg、Pb、Zn的平均浓度分别为2.33、0.078、1.41、0.0036、0.37、6.21μg/L.8 a中重金属除Zn有明显的上升趋势外,其它元素变化较小.重金属的分布模式与离岸距离有关,即除Pb外,在离岸较远的南黄海中部地区含量较低,而近岸海区则普遍较高,这种分布模式典型地体现了人类活动对近海的影响.对于重金属在局部海区的分布,亦存在其它控制因子,如Pb受大气沉降影响较大, Cd与海水盐度和pH密切相关, Hg受海水中有机碳浓度影响较大,沉积物再悬浮影响着As的浓度与分布, Cu、Zn则典型地受到了径流和排污的影响.8 a海水重金属浓度的均值皆符合国家一类海水水质标准,采用潜在生态危害指数法(ERI)分析2003年6种重金属的叠加生态效应,结果显示海水总的重金属生态危害指数较可发生重金属生态危害的ERI值小一个数量级,这从重金属的角度说明南黄海海水质量良好.     

三峡库区(重庆段)生态系统健康评价

生态系统的健康和相对稳定是人类赖以生存与发展的必要条件. 分析了三峡库区(重庆段)生态系统的健康状况,使用3S技术获取基础地理数据,构建基于压力-状态-响应模式的三级指标体系模型,并以AHP法结合专家咨询法选取人口密度、地质灾害易发度等10项指标,进行综合得分计算并分级. 结果表明:①在生态环境调查的基础上,应用GIS空间分析方法进行生态系统健康评价具有可操作性和结果的可靠性;②三峡库区(重庆段)生态系统健康质量表现出2～4级生态系统占主体(82.6%)的特点,生态质量一般,人类社会经济活动对生态系统的健康状况造成较大影响;③生态系统健康质量水平分布表现出明显的区域差异,从行政范围来看,彭水县、巫山县较好,巫溪县、武隆县等次之,云阳市、万州区等则较差. 结合系统聚类分析方法分析三峡库区(重庆段)生态系统健康状况空间分异的成因;并从宏观尺度上提出了对该地区人为活动的不良生态后果予以积极预防和有效调控的综合对策.      

厦门水库水体颗粒物分布特征及其与环境因子的关系研究

研究了厦门湖边水库、石兜-坂头水库水体颗粒物的分布特征及其与环境因子之间的关系。结果表明:(1)水体颗粒物平均含量以坂头库区最高,石兜库区次之,湖边水库最低,平均含量分别为31.9、27.7和23.1mg/L;在空间分布上,不同水库或库区、不同采样站位间,由于水体颗粒物的来源成因不同,其分布规律呈现出明显的差异。(2)从水体颗粒物与环境因子的关联度分析,湖边水库及石兜-坂头水库两个库区的水体颗粒物与总氮和总磷都有较大关联性。(3)利用Pearson积矩相关系数(两尾)进行检验,湖边水库及石兜-坂头水库两个库区的水体颗粒物均与总氮呈显著或极显著相关,与透明度呈显著负相关,与叶绿素a均呈负相关,与其它因子的相关规律性不明显。(4)水体颗粒物与环境因子的逐步回归分析表明,在不同的水库或库区,对水体颗粒物有显著影响的环境因子各不相同,湖边水库是高锰酸盐指数和总氮,石兜库区是高锰酸盐指数、总氮和总磷,坂头库区是pH、溶解氧和总磷。     

水力空化的最佳条件研究

采用了不同几何尺寸的孔板作为水力空化发生器,研究了流量、进口压力、孔内流速、孔板的孔径与厚度之比及孔板过流总面积与管道横截面积的比值对空化数的影响,得出进口压力控制在20mH2O,孔内流速控制在14.5m/s,δ/d为1.8s,为0.06,空化效果较好.     

Pseudomonas sp. QJX-1的锰氧化特性研究

从锰矿土壤样品中分离、纯化出1株高效锰氧化细菌(QJX-1),经16S rDNA序列鉴定为Pseudomonas sp.QJX-1.研究表明,Pseudomonas sp.QJX-1含有锰氧化的必需成分多铜氧化酶基因CumA,当初始Mn2+为5.05 mg·L-1,菌密度D600为0.020时,该菌可在48 h内将Mn2+转化,且转化率高达99.4%.在寡营养条件下该菌锰氧化速率较富营养条件下有显著提高;添加石英砂滤料促使生物膜的快速形成,进而促进Mn2+的生物转化.根据研究结果推测地下水处理过程中生物锰氧化速率较快.     

黄海和东海海域溶解铋地球化学分布特征

结合大面调查,典型断面剖析及关键站位连续观测结果,研究了黄海和东海海域溶解铋的含量水平,时空分布特征及与生态环境的耦合关系,探讨其主要来源和影响因素.结果表明,表层海水溶解铋含量在0~0.029μg·L-1之间,平均值为0.008μg·L-1;底层海水浓度稍高,介于0.001~0.189μg·L-1之间,平均值为0.016μg·L-1.水平方向上,溶解铋低值分布与盐度所示长江冲淡水双支扩散特征吻合,表明其可示踪长江冲淡水路径;高值出现在黄海暖流和苏北沿岸流途经之处及长江冲淡水与沿浙闽沿岸水交汇之处,表明其分布受控于海流系统循环.垂直方向上,水体对流和涡动混合使近岸海水均匀混合,陆架区强潮混合锋面将近岸垂向混合区和离岸层化海水区分隔,阻挡了溶解铋向外输运,使锋区内溶解铋含量明显高于外海.周日内,溶解铋变化主要与潮汐、再悬浮作用和温盐跃层等海域特定水动力条件密切相关,与温度,盐度等环境因素波动尚未呈现明显关系.溶解铋与悬浮颗粒物显著正相关,表明其易从固相释放至水体,并确定由颗粒态转化为溶解态的最佳温度(22~27℃)、盐度(28~31)和pH(7.9~8.1).     

中山市农业区域土壤-农产品中邻苯二甲酸酯(PAEs)污染特征

在广东省中山市农业区域范围内共采集了65个表层土样和37个农产品样品,采用GC-FID检测方法分析了土壤和农产品样品中被美国环境保护署(EPA)优先控制的6种邻苯二甲酸酯(PAEs)化合物含量,并对其污染水平、污染程度进行了评价.结果表明,中山市农业土壤样品中6种PAEs化合物总浓度(ΣPAEs)范围为0.14~1.14 mg·kg-1,平均含量为0.43mg·kg-1,检出率为100%.不同土地利用类型中土壤的ΣPAEs含量大小顺序依次为菜地果园地稻田.与美国土壤6种优控的PAEs控制标准相比,邻苯二甲酸二正丁酯(DBP)和邻苯二甲酸二甲酯(DMP)含量超过控制标准,超标率分别为93.85%和27.69%,其余4种优控PAEs化合物的含量均低于美国标准.总体上,中山市农业土壤中ΣPAEs含量处于较低水平.中山市农产品中ΣPAEs含量范围为0.15~3.15 mg·kg-1,平均含量1.12 mg·kg-1,蔬菜中ΣPAEs的含量高于水稻和水果.农产品中PAEs含量低于美国和欧洲食品建议指标,健康风险很小.DBP和DEHP在土壤、农产品中占ΣPAEs的百分比和检出率均较高,是中山市PAEs污染物的主要组成部分.不同种类农产品-土壤中的ΣPAEs、DBP存在显著正相关,其中蔬菜-菜田土壤的Pearson相关系数(r)分别为0.81(P=0.000)、0.75(P=0.000),水稻-稻田土壤中二者的r分别为0.74(P=0.036)、0.65(P=0.041),水果-果园土壤中相关系数分别为0.66(P=0.029)、0.78(P=0.045).不同农产品对土壤中6种PAEs化合物的累积能力存在明显差异,但对ΣPAEs总量的富集系数均大于1.因此,在农业区域土壤质量评价过程中,应重视农产品自身特性对PAEs吸收和累积的影响.     

基于粮食安全保障的土地整理区域差异与对策研究——以四川省为例

分析粮食与耕地资源态势,研究省域土地整理区域差异与对策,为合理制定土地整理规划目标、确保粮食安全提供科学依据.研究结果表明,四川耕地质量差,耕地后备资源贫乏,人地矛盾日益尖锐,粮食安全保障问题日益凸显.为确保粮食安全,经济较发达、人地矛盾尖锐的成都平原区和盆地丘陵区应以农村居民点和农地整理为主,加强中低产田土改造,从深度上挖掘耕地资源潜力,提高耕地粮食综合生产能力;经济较落后的川西南山地区、盆周山地区和川西北高山高原区,土地整理应与退耕还林、治水治沙相结合,改善生态环境,搞好灾后土地整理复垦规划,加强土地整理复垦工作.全省应重点抓好成都平原区农村居民点整理、川南喀斯特地貌农地和炼磺污染地整理、攀西地区土地复垦开发重点工程,以及地震灾区土地整理复垦、生态恢复与重建.     

安全生产效益的分析评价及其与安全投入的关系

通过把握和界定安全效益、安全投入等反映安全生产的经济活动特征和规律的经济学范畴的内涵,指出从企业的经营利润指标上看安全投入不能带来直接经济效益,只产生远期(长远)的、潜在的间接性效益,包括间接经济效益和非经济效益,安全投入的效益具有间接性、潜在性、隐形性、不确定性和迟滞性。由于生产安全事故风险不可能为零,当事故预防水平达到一定程度(可接受的程度及其以下)时,通过增加经济投入提高预防水平而对于事故风险的削减无明显的效果,就应考虑与经济效益的结合问题。笔者提出安全投入数量限度问题和安全投入的阈值;并进一步建立安全效益评价模型和安全投入与安全指标的函数关系模型,对安全投入与安全水平(安全指标)、安全效益的关联关系进行了定性分析。