基于Monte-Carlo模拟的湖南省典型工厂周边农田土壤重金属区域潜在生态风险特征及来源解析

为探究湖南省典型工厂周边农田土壤重金属的污染特征、生态风险和来源,以氟化工厂、皮革工厂和电镀工厂为研究对象,分析其周边农田土壤中8种重金属的污染特征,利用地累积指数和潜在生态风险指数对重金属污染进行评估和风险评价,利用相关性分析、聚类分析和主成分分析对重金属污染来源进行解析,利用Monte-Carlo模型对于区域生态风险进行概率风险评估.结果表明,土壤中主要污染元素为Cd和Zn,其均值为背景值的4.46和2.73倍;3个典型工厂周边土壤中Zn处于轻度污染水平,氟化厂周边土壤中Cd处于偏中度污染水平;典型工厂周边土壤中重金属主要来自自然源、工业活动源（“三废”排放、矿产挖掘、金属冶炼等活动）和交通源.潜在生态风险评价结果表明,氟化厂周边土壤中重金属污染的生态风险处于高风险等级,皮革厂和电镀厂生态风险处于较高风险等级,Cd是主要贡献元素.Monte-Carlo概率生态风险评价结果降低了确定性评价的不确定性,可为区域实现精准风险管控提供科学依据.     

基于KZ滤波法的韶关市O3不同时间尺度变化特征分析研究

利用2015—2019年韶关市3个地面环境空气质量站逐时臭氧(O₃)观测资料、同期的气象资料和2017—2019年广东南岭站逐时O₃观测资料及同期气象资料,采用Kolmogorov-Zurbenko (KZ)滤波、多元回归和后向轨迹潜在来源贡献分析等统计方法,分析了韶关市O₃浓度不同尺度变化特征与气象要素的关系.结果表明：(1)不同时间段气象因素对韶关市盆地区域O₃浓度变化的影响不同：2015年1月—2016年6月及2018年6月—2019年6月,气象因素有利于降低近地面O₃浓度;而2016年6月—2018年6月及2019年下半年,气象因素有利于增加地面O₃浓度.2018年6月前,气象因素影响导致近地面O₃浓度的增加或降低幅度范围在2μg·m^-3;2018年6月后,气象因素影响造成地面O₃浓度的增加或降低幅度范围上升到4μg·m^-3,说明韶关市O₃...     

基于注意力机制优化的LSTM河流溶解氧预测模型研究

溶解氧(DO)是水体中的重要水质指标,构建数据驱动模型,实现对溶解氧的准确预测,将为水环境管理提供科学有效的技术手段. 考虑到溶解氧序列数据非线性强、非平稳性突出的特点,提出一种基于双阶段注意力权重优化机制的长短时记忆网络(long short-term memory, LSTM)的河流溶解氧预测模型(DAIW-LSTM模型),该模型的编码器包含双阶段权重优化的空间注意力机制,而解码器包含双阶段权重优化的时间注意力机制. 将该模型应用于流溪河流域白云李溪坝、流溪河山庄、从化街口等水质监测站溶解氧日均值预测的研究,开展了该模型与DA-LSTM、LSTM、Bi-LSTM等基线模型的预测效果对比分析,探讨了特征权重优化机制及上游站点水质数据输入对模型预测性能的影响. 结果表明:①通过与基线模型的预测效果对比,验证了DAIW-LSTM模型的精准性,其对白云李溪坝站溶解氧预测的对称平均绝对百分比误差(SMAPE)、平均绝对误差(MAE)、均方误差(MSE)分别为0.075、0.611、0.712,在所有模型中最优. ②对于新的注意力权重优化机制,第二阶段会对第一阶段的初步权重进行优化修正;针对pH、电导率、水温、气温等影响溶解氧预测的重要特征,DAIW-LSTM模型会自适应调整其权重在时间序列上的分布,从而提高该模型的预测精度. ③加入上游水质特征的输入影响,通过9个组合试验对比可知,DAIW-LSTM模型仍然为表现最佳的模型,该系列组合试验也证明上游站点及其特征变量选取的重要性. 研究显示,注意力权重优化机制的引入使得该模型相较其他基线模型展现出更好的适用性和精准性,可为地表水水质预测研究提供新思路.      

环保产业“十四五”农业农村污染治理攻坚战的机遇和挑战

文章分析了我国农业农村污染治理领域的形势与机遇,提出了“十四五”时期农业农村污染治理面临的问题与挑战,阐述了环保产业在农业农村污染治理攻坚战中的重要性。     

固定化微生物吸附剂的制备及其对六价铬和磺胺类抗生素的吸附性能

以银叶金合欢木屑为载体包埋伯克氏菌属(Burkholderia sp.,简称Y12菌)制备固定化微生物吸附剂——木屑-Y12吸附剂(SY12),考察了其对不同磺胺类抗生素和重金属Cr(Ⅵ)的吸附性能。结果表明,SY12能有效吸附水体中的磺胺甲嘧啶 (sulfamerazine, SMZ)、磺胺嘧啶(sulfadiazine, SZ)和磺胺甲噁唑(sulfamethoxazole, SMX),且对5 mg·L⁻¹ SZ的去除率最高,为47.9%。SY12对Cr(Ⅵ)也有高效吸附效果,其中对1 mg·L⁻¹ Cr(Ⅵ)吸附效果最佳,去除率达96.7%,吸附机制以化学吸附为主。SY12还能同时去除Cr(Ⅵ)–磺胺类药物((sulfonamide antibiotics, SAs)复合污染,但复合污染体系中,SY12对SAs的吸附能力略微下降,对Cr(Ⅵ)的去除能力却增强。此外,SY12能有效去除酸性电镀废水中的Cr;热干燥处理的木屑更有利于吸附Cr(Ⅵ)。     

国内外生活垃圾焚烧烟气排放与监管标准比较分析

我国生活垃圾焚烧发电规模占全球的66.1%,环境风险不容忽视,需要制定适宜的烟气污染物排放限值与监管措施,可参考欧盟、美国、日本等较早应用生活垃圾焚烧处理的国家 (地区) 的有益经验。但是,现有的国内外对比研究仅关注了排放限值的差异,忽略了国内外标准在历史沿革、基准条件、适用对象、执行尺度等方面的差异及原因。本研究基于2017年以来国内生活垃圾焚烧行业专项整治取得的成效,深入分析国内外标准的差异及原因,得出以下结论：1) 烟气排放限值落地执行需要与之配套的监管措施,自动监测手段有利于实现对生活垃圾焚烧烟气常规污染物及炉温的全天候监管,在欧盟、美国已广泛应用,在我国的应用已取得良好成效;2) 与国外相比,我国生活垃圾焚烧烟气排放限值未考虑焚烧炉规模与技术差异化的影响,在排放与监管标准中未兼顾小型焚烧炉,但实际上有必要给予小型焚烧炉适度的、合理的差异化要求,以规范市场并增强环境监管的严肃性;3) 与国外相比,我国生活垃圾焚烧烟气排放限值总体上处于严格行列,监管刚性很强但柔性不足,部分省市制定的地方标准限值严于欧盟,但缺乏类似欧盟标准B类限值的达标评价方式,有必要在探索“正面清单”等更为灵活的监管方式的同时,基于自动监测手段表现出的精准监管能力,进一步优化和拓展更具弹性的排放限值与监管措施。本研究有利于识别我国生活垃圾焚烧行业环境监管政策和模式与发达国家 (地区) 的差异,可为进一步优化固定源环境监管政策和模式提供依据。     

广州市某A2/O工艺城镇污水处理厂出水对大型溞的生殖毒性作用

城镇污水处理厂废水中存在大量生物毒性物质,但该废水对动物的生殖能力影响研究还十分缺乏。利用大型溞暴露实验,检测广州市某采用A~2/O工艺的城镇污水处理厂出水的急性毒性和生殖毒性。48 h急性毒性实验表明,所有水样均未表现出急性毒性效应。慢性生殖毒性(14 d)测试结果表明:(1)从进水到缺氧池出水均能显著提高第一胎产溞数量;(2)进水和沉砂池出水显著增加受试期总产溞数量;(3)从厌氧池到出水工艺段受试溞的第一胎产溞时间均推后;(4)好氧池出水的毒性显著降低,但仍然对大型溞具有生殖毒性。研究表明,好氧池(A~2/O)工艺能够显著去除具有大型溞生殖毒性的物质,但污水处理厂废水的生殖毒性仍需要引起关注。     

广西龙江突发性镉污染对鱼类影响及健康风险评估

突发性镉污染事件能造成水体剧烈"瞬态污染"。鱼类对水体和底泥中镉的摄入吸收导致镉在鱼类组织器官中富集,周边当地居民食用受镉污染的鱼类可能存在人体健康风险。以龙江突发性镉污染事件为例,以不同类型鱼类为研究对象,于2012年2月-2013年12月期间对广西龙江进行6次采样调查,分析了不同食性和生活水层鱼类肌肉的镉含量以及基于污染指数法和健康风险评价模型研究其污染水平和健康风险。调查结果表明,从不同时段看,突发事件初期鱼类肌肉中镉含量均较高,污染较严重,其中杂食性鱼类污染指数在4.73-5.65之间,底层鱼类污染指数在5.13-6.75之间,在采取应急处置措施后以及流水冲刷稀释下鱼类肌肉对镉的累积量逐步降低;根据食性排序,不同食性鱼类肌肉的污染水平为:杂食性肉食性草食性;不同生活水层鱼类肌肉其排序为:底层中下层中上层;在健康风险方面,受镉污染的杂食性鱼类和底层鱼类均分别相比于其他食性和水层的鱼类呈现出更大的健康风险值,但除突发事件初期事件发生点附近的S5(风险值为9.03×10~(-5)?a~(-1))外,其他各监测断面鱼类肌肉中镉的平均健康风险均未超过国际防辐射委员会(ICRP)推荐的污染物所致健康危害的个人年风险最大可接受值(5.0×10~(-5)?a~(-1)),因而当地居民摄食本次镉污染事件的鱼类的潜在健康风险很小,但在突发事件初期应重视人们食用含镉杂食性鱼类和底层鱼类的健康风险。     

农药对秀丽隐杆线虫毒性效应及其机制的研究进展

随着大量农药被广泛的使用并最终汇聚到环境介质中,对生态环境和人体健康产生潜在影响。秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)是土壤中最丰富的后生动物,在土壤生态系统中具有重要地位,并作为一种重要的模式生物广泛应用于环境毒理学研究。本文从秀丽隐杆线虫常用的毒理学研究方法入手,以致死率、生长发育、运动行为、繁殖、活性氧自由基(ROS)水平、细胞凋亡水平、相关基因表达量和蛋白水平等作为测试指标,归纳总结农药对秀丽隐杆线虫的衰老性、神经及生殖系统的毒性效应,分析探索其毒性机理,并展望了未来的研究重点。