离子强度、pH对土壤胶体释放、分配沉积行为的影响

采用重力沉降法,根据司笃克斯(Stokes,1945)定律结合分速离心法提取两种粒径等级的自然土壤胶体样品.利用美国EPA批处理实验方法,进行一系列实验室静态吸附、解吸实验,并获取相应的动力学解离/沉积曲线以及热力学等温平衡解吸/吸附曲线.通过对土壤胶体释放/沉积速率、解离效率和解吸因数等行为因子的定量解析,描述自然土壤胶体的释放、稳定、沉积/分配动力学和热力学行为,考察土壤水溶液pH/离子强度、胶体粒径因素对土壤胶体释放、分配沉积行为的影响.实验结果表明,环境溶液pH的增大及离子强度的减小对土壤胶体的稳定和释放起促进作用,但对胶体向土壤颗粒中的沉积过程是不利的.pH和离子强度条件能够改变土壤胶体表面带电荷状态,改变土壤胶体与土壤介质表面吸附排斥作用力的大小,提高或降低土壤胶体与介质表面的碰撞接触效率,从而表现出土壤胶体在土壤介质中的沉积分配行为上的变化.粒径大小对土壤胶体的释放沉积行为影响明显.大粒径土壤胶体颗粒较小粒径颗粒更容易向土壤介质表面分配沉积.由此可知,土壤介质对土壤胶体持有和吸附的能力是与胶体颗粒粒径大小密切相关的,这主要是因为颗粒粒径大小能够有效的影响胶体颗粒与介质表面间的反应能量.土壤胶体沉积分配动力学曲线揭示,土壤胶体向土壤介质的分配过程是一个动态变化过程,土壤介质对土壤胶体的持留吸纳能力随时间而逐渐减弱.分配系数被证实是表征和分析土壤胶体沉积分配过程受环境物理化学因素影响的有效过程因子.     

森林新近凋落叶溶出DOM的性质及其对菲增溶作用的影响

凋落叶作为森林凋落物的主要组成部分,其溶出的大量有机质也是森林土壤可溶性有机质（DOM）的主要来源之一。研究森林凋落叶溶出DOM对PAHs增溶作用的影响有利于合理预测及评价森林土壤中PAHs的环境行为和生态风险。本研究采集了南亚热带常绿阔叶人工林的4种常见树种--尾叶桉（Eucalyptus urophylla）、木荷（Schima superba）、大叶相思（Acacia auriculiformis）和湿地松（Pinus elliottii）的新近凋落叶为试验材料,研究其DOM含量、组成与性质,对比分析了不同凋落叶DOM对菲的増溶作用及其与DOM性质的相关关系。结果表明,4种凋落叶的可溶性有机碳（DOC）质量分数在C 11.61~36.25 mg·g-1之间,其中尾叶桉的含量最大,湿地松最小。尾叶桉和木荷DOM的主要组分是可溶性糖（SS）和可溶性酚（SP）,两者总C量占DOC的比例超过47%,而大叶相思和湿地松中SS和SP两者总量所占比例均低于30%。另外,4种凋落叶DOM的质量分数（以C计）与其电导率的线性关系图中有明显转折点,说明它们均具有表面活性剂的性质。凋落叶DOM在临界胶束浓度（CMC）之上对菲具有不同程度的増溶作用,其与菲的结合系数（logKDOC）的大小顺序为尾叶桉（3.05 L·kg-1）＞木荷（3.02 L·kg-1）＞大叶相思（2.79 L·kg-1）＞湿地松（2.54 L·kg-1）,这表明尾叶桉和木荷DOM的增溶作用明显高于大叶相思和湿地松DOM。经分析表明,logKDOC与各DOM在254、280 nm处的特征紫外吸光度值（SUV-A254、SUV-A280）及其SS、SP的相对含量均呈显著正相关（p＜0.01）,与A240/A420、A254/A400比值呈显著负相关（p＜0.01）,说明DOM的芳香化程度越高,分子量越大, SS与SP所占比例越高,其对菲的増溶效果越明显。     

不同化肥品种对水稻铬吸收和分配的影响

采用盆栽试验,研究在300mg/kg铬污染水稻土中分别施加氮肥(NH4Cl、NH4NO3、Ca(NO3)2和CO(NH2)2)、钾肥(K2SO4和KCl)、磷肥(Ca(H2PO4)2和NaH2PO4)对水稻生长以及吸收和分配铬的影响。结果表明:(1)施肥处理虽然增加了水稻的产量,但也改变了水稻植株对土壤铬的吸收和积累。从总体上看,不同施肥处理对水稻植株总铬的影响达到显著水平(p0.05);氮肥、钾肥处理的水稻植株总铬比对照处理增加了1.7%~72.9%,磷肥处理的水稻植株总铬比对照处理降低了2.1%~21.9%。(2)不同施肥处理明显影响了铬在水稻植株内的分配与迁移。受试的氮肥、钾肥不仅促进水稻根部对铬的吸收和累积,也促进了铬向地上部分迁移;而磷肥则降低了水稻根部对铬的吸收和累积以及铬向地上部分迁移。(3)受试8种不同施肥处理均显著提高了水稻糙米总铬,施肥处理后水稻成熟期糙米总铬为1.10~1.32mg/kg,均超过《食品中污染物限量》(GB 2762—2005)中铬的限量(粮食1.0mg/kg),比对照处理提高了139.1%~187.0%,增加了铬通过食物链威胁人体健康的风险。     

北京怀柔O3污染过程初始VOCs浓度特征及来源分析

为了解北京怀柔区夏季典型O₃污染过程中初始VOCs（挥发性有机物）浓度（以φ计）的特征,识别其关键物种及主要来源,于2016年8月3-11日在中国科学院大学雁栖湖校区教学楼顶开展强化观测,利用光化学物种比值法和连续反应模型法测算观测期间大气初始φ（VOCs）,采用MIR（最大增量反应活性）法估算初始VOCs的OFP（O₃生成潜势）,识别关键物种,并应用PMF（正交矩阵因子）模型对初始VOCs的来源进行解析.结果表明:北京怀柔区O₃污染过程中初始φ（VOCs）平均值为25.27×10-9,如忽略化学损失,φ（VOCs）将被低估约18.6%.初始VOCs的总OFP值为144.6×10-9,VOCs物种对总OFP贡献率的顺序依次为醛酮类>烯烃>芳香烃>烷烃,异戊二烯、乙醛、己醛、间/对-二甲苯、甲苯、乙烯、丙烯、1,2,4-三甲苯、丁酮、1,3,5-三甲苯是怀柔区O₃形成的关键活性物种.PMF解析结果显示,机动车尾气源对初始φ（VOCs）的贡献率（23.5%）最高,其次是溶剂使用源（18.3%）、植物排放源（18.1%）、工业过程源（17.6%）、生物质燃烧源（12.1%）和煤炭燃烧源（10.5%）.研究显示,在北京怀柔区典型O₃污染过程中,减少机动车尾气源、溶剂使用源、上风向工业过程源的排放是控制怀柔区VOCs的有效措施,而控制异戊二烯、乙醛、己醛、间/对-二甲苯、甲苯等关键活性物种则是有效抑制VOCs排放对O₃生成贡献的重要手段.      

城市交通干道降雨径流中PAHs的污染特征

以上海、温州市典型交通干道地表径流为研究对象,分析了样品中16种溶解态和颗粒态PAHs浓度,了解了城市交通干道降雨径流中PAHs污染特征及其动态变化过程.结果表明,径流中∑PAHs(包括溶解相、颗粒相)浓度范围为919.8～16711.6ng·L-1,溶解相中PAHs浓度要远低于颗粒相(分别为4.9～1558.0ng·L-1,635.4～16624.0ng·L-1).通过对3场降雨事件中PAHs浓度随降雨过程变化的研究,可以发现并不是所有道路径流都有初期冲刷效应,初期冲刷的产生受雨前干期、降雨强度以及径流量等因素共同作用,因此简单拦截初期径流并不能十分有效地降低PAHs污染负荷.径流中PAHs在颗粒相-水相间的分配系数Kp值为2.3×104～2.5×106L·kg-1,随着悬浮颗粒物含量增加而减少,这可能跟径流过程中颗粒物粒径组成有关.     

~(134)Cs在水相生态系中的行为——~(134)Cs在水-萍-底泥中的消长与分配

~(134)Cs在水-萍-底泥系统中的消长遵循指数回归形式;萍能从水体中吸收~(134)Cs,并富集在其体内.萍种间的富集能力有差异,其中,小叶满江红>满江红>蕨状满江红>浮萍>卡州满江红,底泥对水体中的~(134)Cs有很强的吸附能力,从而减少萍对水体中Cs的吸收量;在适当的土水比下,底泥能有效地去除水体中的~(134)Cs;钾离子能抑制萍对~(134)Cs的吸收.     

液相高压放电降解RB5染料废水的试验研究

随着印染工艺不断更新,大量化学分子结构复杂的化工染料应用到印染行业,使得常规的水处理工艺难以降解印染废水中的染料。本文以活性黑（RB5）染料为研究对象,采用液相高压放电产生强氧化性自由基来降解染料废水,考察反应时间、初始浓度和气体流量对RB5降解的影响,研究结果表明：在外部功率相同的情况下,浓度高染料其降解率相对较低;通入氧气量增加,产生的活性自由基和活性物质数量也增加,RB5的降解率也增大,但气流量不宜过大;高压放电产生的各种活性物质容易破坏染料发色基团的分子链,使其脱色。     

胞外聚合物对微生物还原含镉聚合硫酸铁絮体过程次生矿物形成及镉迁移转化的影响

异化铁还原菌（Dissimilatory Iron Reducing Bacteria,DIRB）能够还原铁矿物,并对矿物中所含重金属的再分配产生深远影响.胞外聚合物（Extracellular Polymeric Substances,EPSs）是决定细胞体表微环境理化性质的关键组分,对金属迁移转化及矿物形成具有重要影响.本文探究EPSs对微生物还原含镉聚合硫酸铁絮体（Cd-loaded polyferric sulfate,Cd-PFS）过程的影响,该絮体通常在河流镉污染应急处理中形成.通过序批实验和矿化模拟实验,结合X射线衍射、扫描电镜、傅里叶红外光谱、X射线光电子能谱等分析方法,发现EPSs促进了微生物还原絮体中的Fe（Ⅲ）,导致絮体解构,Fe³⁺、Fe²⁺及Cd²⁺释放进入溶液中.EPSs中磷酸化蛋白质和核酸中的磷酸基可作为成核位点,与铁原子形成P—O—Fe键,固定和聚集溶液中的Fe³⁺、Fe²⁺,加速铁的沉淀,促进纤铁矿、磁铁矿等铁矿物形成,而这些铁矿物含有丰富的羟基官能团,通过内层络合增强了对溶液中Cd²⁺的吸附,降低了Cd²⁺的可迁移性及可生化性.     

外生菌根对欧洲赤松苗(Pinussylvestris)Cu、Zn积累和分配的影响

通过测定２种不同施锌和施铜水平下苗木和离体菌丝中铜锌含量研究了接种外生菌根（Ｓｕｉｌｌｕｓｂｏｖｉｎｕｓ）对欧洲赤松（Ｐｉ－ｎｕｓｓｙｌｖｅｓｔｒｉｓ）苗生长和微量元素积累和分配的影响． 结果表明菌丝的侵染增加了苗木生长同时也增加了植物体内重金属的含量．然而菌根植物中的重金属大部分分布在根部在铜处理中菌根植物地下部分的铜含量是无菌根植物的２．６倍在锌处理中锌是无菌根植物的１．３ 倍． 说明菌丝侵染使植物将过量的重金属滞留在根部从而增加了植物对过量重金属的抗性．通过进一步测定培养在过量重金属中的离体菌丝的重金属含量结果显示随着外界重金属浓度的增加菌丝分泌物内重金属含量比菌丝内重金属含量增加快说明滞留在根部的重金属可能并没有进入根系而是以某种形态滞留在菌丝分泌物和菌丝内．     

Review on water leakage control in distribution networks and the associated environmental benefits

Water supply is the primary element of an urban system. Due to rapid urbanization and water scarcity, maintaining a stable and safe water supply has become a challenge to many cities, whereas a large amount of water is lost from the pipes of distribution systems. Water leakage is not only a waste of water resources, but also incurs great socio-economic costs. This article presents a comprehensive review on the potential water leakage control approaches and specifically discusses the benefits of each to environmental conservation. It is concluded that water leakage could be further reduced by improving leakage detection capability through a combination of predictive modeling and monitoring instruments, optimizing pipe maintenance strategy, and developing an instant pressure regulation system. The environment could benefit from these actions because of water savings and the reduction of energy consumption as well as greenhouse gas emissions.