含高浓度铁锰地下饮用水处理技术分析

含高铁锰地下水危害较大,以北方地区典型工程项目为例,开展含高浓度铁锰地下饮用水处理技术研究。先后采用曝气接触过滤氧化法和生物除锰法去除高铁高锰含量的地下水,在运行过程中仍然出现铁锰含量超标的现象。如果工艺进行大的调整,将花费较高的成本。经分析,采用调整锰砂滤料形状的方法提高滤料的表面积,进而实现提高地下水铁锰去除率。滤料改善前后,较改善滤料前出水铁和锰含量平均减少分别为32.8%和31.6%,实现水质达标。     

左家自然保护区采伐迹地土壤动物群落特征

林地采伐后形成采伐迹地,其植被处于逐渐恢复阶段,改变了原有地上植物群落组成及土壤的生态环境.于2011年4月和7月研究了吉林左家自然保护区采伐13-14年迹地和未被采伐的相应生境的土壤动物群落结构,以期为森林生态系统恢复提供土壤动物学依据.采样生境分别是:蒙古栎+黑桦林采伐迹地,人工落叶松林采伐迹地,蒙古栎+黑桦林和人工落叶松林.结果显示:蒙古栎+黑桦林采伐迹地大型土壤动物个体密度为251.5只/m2,类群数22类,多样性指数为2.34,显著低于未经采伐蒙古栎+黑桦林的个体密度(309.5只/m2)、类群数(30类)、多样性指数(3.13);中小型土壤动物个体密度为0.97×104只/m2,类群数20类,多样性指数1.98,均低于未经采伐蒙古栎+黑桦林的个体密度(2.12×104只/m2)、类群数(22类)、多样性指数(2.05).人工落叶松林采伐迹地则相反.土壤动物群落与土壤有机质、全氮(P0.05)和pH(P0.05)有明显相关性,而与土壤全磷(P0.05)和含水率(P0.05)相关性不明显.总之,采伐在一定程度上改变了土壤动物的群落组结构,但由于采伐前林型不同使得采伐后植被恢复过程中土壤动物群落的变化也存在差异.     

有机污染物对水生生物毒性作用机理的判别及影响因素

有机污染物对水生生物急性毒性作用机理的判别及影响因素是定量结构与活性相关研究的基础,对准确预测有机污染物对水生生物的毒性具有重要的意义.本文根据目前国内外在该领域的研究现状和本课题组在该领域的研究成果,系统地总结了有机污染物对水生生物的急性毒性作用机理、毒性作用机理的判别方法、及影响毒性作用机理判别的因素.有机污染物对水生生物的急性毒性作用机理可分为非极性麻醉型、极性麻醉型、反应型和特殊作用型;化合物的毒性比率、毒性临界值和结构警示是目前判别毒性作用机理的主要方法;有机化合物的生物富集、非生物转化、生物代谢、离子化率和溶解度是毒性作用机理判别的主要影响因素.     

长白山森林不同演替阶段土壤微生物群落结构

森林生态系统是陆地生态系统中最为重要的类型之一,土壤微生物是森林生态系统的主要调节者。随着森林演替的正向进行,地上植物类型和多样性的改变会造成土壤微生物群落结构组成的差别。为了深入探究长白山森林不同演替阶段的土壤生物学特性,为长白山地区森林资源的可持续发展提供理论数据,本研究选取长白山年龄为30年、70年、300年的森林样地,分析了长白山森林不同演替阶段土壤理化性质和微生物群落水平上的演变规律。结果表明,不同演替阶段土壤微生物群落结构存在差异,70年与30年和300年相比具有明显的变化,70年的土壤微生物总PLFAs含量以及多样性均显著高于300年,且土壤微生物群落结构受到土壤pH和土壤养分含量的显著影响。     

有机污染物土壤吸附预测模型及其影响因素

以701种有机化合物的土壤吸附系数作为数据集,选取594种有机化合物作为训练集,剩余107种作为测试集.根据训练集化合物建立土壤吸附系数Koc与辛醇/水分配系数Kow的线性和非线性模型,应用平均残差(AE),平均绝对残差(AAE)和均方根误差(RMSE)来检验模型的预测能力,模型具有良好的预测能力.同时,比较不同类型的化合物的实测值与预测值,发现部分同系物的预测值与实测值存在系统的偏差,这些偏差主要是由吸附机理,溶解度,水解作用,挥发作用,实验误差等原因造成,这些因素均会对土壤吸附系数的预测产生影响.     

芳香族化合物与水合电子水相反应速率常数的QSAR模型研究

基于水合电子(e_(aq)~-)的高级还原技术(ARPs)是一种有效地去除水中痕量有机污染物的技术.有机物与水合电子反应的速率常数(k_(e_(aq)~-))是评价高级还原处理体系中有机物去除效率的一个重要参数.然而化学品种类繁多,通过实验方法一一获取k_(e_(aq)~-)是不现实的.因此,需要建立一种能够快速预测k_(e_(aq)~-)的方法,填补现有数据的缺失.本研究搜集整理了94种芳香族化合物的k_(e_(aq)~-)实验值,采用逐步多元线性回归(MLR)和支持向量机(SVM)方法分别构建了预测化合物的k_(e_(aq)~-)线性和非线性定量结构活性关系(QSAR)模型.两个模型均具有良好的拟合度(R_(adj,tr)~2 0.800)、稳健性(Q_(ext)~2=0.782)和预测能力(Q_(ext)~2 0.790).机理分析表明,最低未占据分子轨道能(E_(LUMO))和偶极矩加权的来自扩增边缘邻接处的最大特征值(SpMAD_AEA(dm))是影响有机物同e_(aq)~-反应活性的重要参数,此外,k_(e_(aq)~-)还与化合物的键级和极化率有关.元分析结果表明具有吸电子官能团的芳香化合物比含供电子基团的化合物倾向于与e_(aq)~-有更高的反应活性.     

四溴双酚A在近岸海水中的光降解动力学研究

四溴双酚A(TBBPA)是水环境中被经常检出的一种新型污染物,因其具有潜在的生态与健康风险而备受关注.本研究考察了模拟日光照射下,TBBPA在纯水、淡水和海水中的光降解行为.结果表明,TBBPA在海水中的光降解慢于其在纯水和淡水中的光降解,海水中溶解性物质对TBBPA的光降解总体表现为抑制作用.选用提取自黄海水中的溶解性有机质(H-DOM)和Suwannee河天然有机质(SRNOM),研究了DOM对TBBPA光降解的影响,发现DOM主要通过竞争光吸收抑制TBBPA的光降解,但H-DOM的抑制作用弱于SRNOM.还考察了Cl~-和Br~-对TBBPA光降解的影响,发现Cl~-通过淬灭单线态氧和激发三线态TBBPA而抑制TBBPA的光降解;Cl~-的离子强度效应及Br~-对TBBPA的光降解没有显著影响.基于测定的数据,预测了TBBPA在黄河三角洲区域的淡水、河口水和海水中的光降解速率常数.结果表明,TBBPA在表层海水中的光降解速率最慢,但当水深超过0.05 m时,其在海水中的光降解速率会超过在淡水和河口水中的光降解速率.本研究对评价TBBPA在近岸海水中的归趋具有重要意义.     

向海湿地动态变化及其影响因素分析

向海湿地以保护国家级珍稀鸟类及其栖息繁殖生境为主要目的,属我国内陆湿地与水域生态系统类型的国家级重点湿地保护区。论文借助遥感与地理信息系统等先进技术,利用多个时期不同分辨率的卫星数据,得出过去20年来不同时期向海湿地的各类信息,并定量分析了其变化特征;利用向海湿地周围5个气象测站的气象资料以及通榆县的人口、耕地和牲畜存栏数等资料。研究表明,过去20年来,向海地区年降雨量与遥感数据提取的湿地面积之间存在同步关系,年降雨量明显减少,而通榆县的人口、耕地和牲畜存栏数持续增加,导致湿地面积减少。气候变化和人类活动是导致向海湿地环境变化的主要原因。     

萘胁迫对水稻基因组DNA甲基化模式及水平的影响

运用MSAP技术测定水稻(Oryza sativa L.)纯系品种‘日本腈’和‘松前’经萘染毒胁迫后,不同生长时期叶片基因组DNA甲基化变异的情况.结果表明,水稻经萘胁迫后存在基于DNA甲基化水平和模式改变的表观遗传变异;5-甲基胞嘧啶百分含量的变化无统一趋势或规律;全部检测到的1051个位点中,日本腈有16.56%发生了变异,相对于松前的12.08%具有显著差异,一定程度上说明抗萘胁迫能力与基因型有关:松前强于日本腈;不同基因型及不同生长时期DNA甲基化模式的变异存在明显差异,表现为以去甲基化为主(0.48%~10.41%),超甲基化较少(0.10%~1.92%),由此推测DNA去甲基化可能是植物抗萘胁迫机制的一部分.     

萘对斑马鱼(Danio rerio)内脏团抗氧化防御系统的胁迫与生物响应

经急性毒性实验,得到萘对成体斑马鱼96 h的半数致死浓度(LC50)为11.8 mg·L-1.在此基础上,设置5个浓度梯度:0、 1/6 LC50、 1/4 LC50、 1/3 LC50、 1/2 LC50,研究了在不同的暴露时间下(0.5、 1、 2、 4、、 14d),萘对斑马鱼抗氧化防御系统的影响.结果表明,还原型谷胱甘肽(glutathione, GSH)、谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase, GPx)和谷胱甘肽硫转移酶(glutathione S-transferase, GST)对萘非常敏感,在暴露0.5 d时就受到抑制或诱导.0.5 d后GPx活性整体上被诱导,只在第14 d时高浓度组(1/3 LC50和1/2 LC50浓度组)GPx活性被抑制;GST和GSH则总体上是低于对照的.超氧化物岐化酶(superoxide dismutase, SOD)活性在2d后呈现先诱导后抑制;过氧化氢酶(catalase, CAT)活性在1 d后整体上受抑制.萘对斑马鱼内脏团抗氧化防御系统能产生影响,其变化可作为生物标志物,来评价暴露于多环芳烃有机污染的鱼类的生物学效应.