黑河重金属空间分布及与大型底栖动物的关系

为探究河流水体和表层沉积物重金属分布特征及其与大型底栖动物的响应关系,于2019年8月在黑河上、中游不同区域采集底栖动物、水体及表层沉积物样品,测定了8种重金属(Cr、Cu、Ni、Pb、Zn、Cd、Hg、As)的含量,利用多元统计法分析了底栖动物、水体及表层沉积物重金属空间分布特征,并运用综合污染指数、潜在生态风险指数...     

厨余垃圾粉碎机应用的环境影响研究现状与展望

为探究厨余垃圾粉碎机(food waste disposer,FWD)应用后的潜在环境影响,分别从生活垃圾减量化效益,垃圾处理系统能量流变化,碳减排效益,酸化以及富营养化效应等方面系统地梳理针对该设备的当前研究进展。结果表明,FWD的应用可实现厨余垃圾的源头分离,直接减少了城市生活垃圾的收运数量,但系统的净能源产出仍存在不确定性;FWD在降低碳排放和酸化效应方面有正向作用,但会增加富营养化效应。未来研究重点建议聚焦于本地化的清单数据挖掘,深化厌氧消化模式和FWD模式的环境影响的对比研究,分析FWD普及率阈值与环境影响的相互关系,以及探究FWD应用的新模式。     

基于拐点分析的汉江水华暴发突变与归因研究

科学认知河流生态退化的突变过程一直是水生态学科的研究难点.该文面向汉江河流水华的演变规律和成因,建立基于拐点分析(Mutation Test)的河流水华诊断与归因分析方法.综合采用STL趋势分解法(Seasonal Trend Decomposition using LOSS)、MK突变检验法(Mann-Kendall...     

16S rRNA高通量测序研究集雨窖水中微生物群落结构及多样性

为探究集雨窖水中细菌多样性及功能与主要水质因子之间关系,应用16S rRNA基因-Illumina MiSeq高通量测序技术分析和比较了不同类型集雨水窖中窖水的微生物群落结构及多样性.通过提取4组样品基因组DNA,对16S rRNA V4区测序,共获得用于物种分类的OTU 1605条,涵盖了22门、42纲、71目、115科、146属的细菌.微生物多样性分析表明,窖水具有很高的细菌多样性,不同样品多样性存在差异,细菌优势菌群分布呈现出大量的稀有种和少数常见种的模式.菌群分类发现,拟杆菌门（Bacteroidetes）、变形菌门（Proteobacteria）、放线细菌门（Actinobacteria）、疣微菌门（Verrucomicrobia）和OD1是主要的细菌菌门,其相对丰度占群落的87.1%~94.8%;放线菌门的放线细菌纲（Actinobacteria）、酸微菌纲（Acidimicrobiia）,拟杆菌门的噬纤维菌纲（Cytophagia）、黄杆菌纲（Flavobacteriia）、鞘脂杆菌纲（Sphingobacteriia）,变形菌门中α-变形菌纲（α-Proteobacteria）、β-变形菌纲（β-Proteobacteria）、γ-变形菌纲（γ-Proteobacteria）,疣微菌门丰收神菌纲（Opitutae）、疣微菌纲（Verrucomicrobiae）、Pedosphaerae,OD1的ZB2为纲层次上的优势菌;红细菌属（Rhodobacter）、脱氮单孢菌属（Dechloromonas）、黄杆菌属（Flavobacterium）、不动杆菌属（Acinetobacter）、丛毛单孢菌属（Comamonas）、假单孢菌属（Pseudomonas）、嗜氢菌属（Hydrogenophaga）等优势菌属大多数为具有脱氮除磷功能的反硝化菌和异养硝化-好氧反硝化菌;RDA分析表明,不同环境因子对微生物群落的影响有着明显的不同,即第Ⅱ簇内的菌属主要与反映窖水有机物含量的指标UV₂₅₄、高锰酸盐指数、BOD₅之间呈显著正相关关系,而第Ⅲ簇内的菌属主要与反映窖水氮、磷水平的指标TN、NO₂^--N、NO₃^--N、TP、NH₄⁺-N显著正相关,体现了生态功能的簇内相似性及簇间差异性.研究结果加深了对窖水微生物群落结构和多样性的认识,为深入研究窖水细菌多样性及功能与水质因子之间关系提供了借鉴.     

2016年10～11月期间北京市大气颗粒物污染特征与传输规律

本研究采用气溶胶化学组分在线监测仪（ACSM）对北京地区2016年10月15日~11月15日期间非难熔性PM₁（NR-PM₁）化学组分进行实时连续在线观测,探讨了NR-PM₁化学组分的演变特征;运用潜在源贡献分析（PSCF）法和气象-空气质量模式（WRF-CAMx）识别了北京PM_2.5潜在污染源区和传输路径,揭示了PM_2.5净传输通量的垂直分布特征.结果表明,北京秋季NR-PM₁和PM_2.5质量浓度分别为（59.16±57.05）μg·m^-3和（89.82±66.66）μg·m^-3,其中NR-PM₁平均占PM_2.5的（70.31±22.28）%.整个观测期间,有机物（Org）、硝酸盐（NO₃^-）、硫酸盐（SO₄^2-）、铵盐（NH₄⁺）和氯化物（Chl）分别占NR-PM₁总质量浓度的（42.75±11.35）%、（21.27±7.72）%、（19.11±7.08）%、（12.19±2.64）%和（4.68±3.24）%,不同化学组分的日变化特征存在明显差异.对北京秋季NR-PM₁污染影响较大的潜在源区主要集中在河北南部、河南东北部及山东西部,重污染期间保定、北京南部及廊坊等城市对NR-PM₁贡献较大.WRF-CAMx模拟结果表明,PM_2.5总的净传输通量呈现出显著的垂直分布特征.整个观测期间,毗邻城市主要向北京输入PM_2.5,净通量最大出现在海拔600~1000 m;而重污染前期外来源输送PM_2.5主要位于高空,直到污染最严重的11月5日,PM_2.5转为近地面传输,说明高空和近地面传输是影响北京秋季PM_2.5重污染形成的重要因素.同时鉴别出了两种传输路径,即西南-东北方向（保定→北京→承德）和西北-东南方向（张家口→北京→廊坊北→天津）.     

南京地区污水厂、自来水厂及长江中抗性基因MCR-1和NDM-1的污染特征

近年来,新型抗性基因以其易传播和耐药广等特性,展现出比传统抗性基因更严峻的健康风险,在临床卫生领域受到广泛关注,但目前对其在环境中的行为和风险研究很少.为此,考察了2种有代表性的新型抗性基因MCR-1和NDM-1的污染特征,并借助荧光定量PCR探索了长江下游（南京段）及附近污水厂和自来水厂中MCR-1和NDM-1的分布特征,进而采用RDA（冗余性分析）评价了分布特征受水质指标的影响效果.结果表明:①污水厂进水中MCR-1和NDM-1绝对丰度较高,且随处理流程呈下降趋势,总去除率分别为92.5%和92.7%,但出水中MCR-1和NDM-1绝对丰度仍分别达2.5×108和7.0×106 copies/L.②长江下游（南京段）各采样点MCR-1和NDM-1绝对丰度的范围分别为8.5×107~3.5×109和4.3×105~2.1×107 copies/L,随水流方向呈降低趋势,但在个别采样点出现异常升高的情况,主要受该区域人为污染的影响.③自来水厂处理工艺对MCR-1和NDM-1去除率分别为75.0%和70.6%,但出水中存留的MCR-1和NDM-1绝对丰度分别达1.4×107和6.3×104 copies/L,且MCR-1和NDM-1在排泥水中大量富集.④MCR-1绝对丰度与ρ（COD_Cr）、ρ（NH₃-N）、电导率呈正相关,而NDM-1绝对丰度仅和浊度存在弱相关关系,与其他水质指标无明显相关性.研究显示,污水处理工艺无法有效去除MCR-1和NDM-1,大量抗性基因通过污水厂出水排入长江,同时自来水厂以含有较高绝对丰度抗性基因的长江水作为水源水,最终自来水厂出水中残存的抗性基因可能进入人体,生态健康风险较大.      

基于RDA-REM模型的我国再生水开发利用潜力

为促进我国再生水资源高效利用,优化水资源配置结构,针对再生水开发利用潜力开展再生水开发利用影响因素分析,剖析再生水资源的特殊性与竞争性,揭示再生水开发利用的驱动机制与约束机制,建立再生水供需双侧协调交互式的潜力指标体系,并基于冗余分析（RDA）筛选潜力预测关键指标,并以此为基础,构建具有随机效应的潜力预测模型（REM）,预测全国再生水开发利用潜力.同时,针对REM模型参数的不确定性,刻画10%~90%分位数水平下的参数置信区间.结果发现,生态用水量、建成区供水管道密度、再生水处理设施建设固定资产投资和污水处理总量这4项指标与再生水开发利用紧密相关,为潜力预测关键指标.REM潜力预测模型拟合精度较高,最大拟合误差为-8.5%.未来一段时期内,我国再生水开发利用量将继续保持高速增长趋势,2025年全国开发利用潜力有望达到129亿m³,将有助于优化城市供水结构,提高区域水资源循环利用率.     

长期不同施肥对暗棕壤甲烷氧化菌群落特征与功能的影响

不同施肥方式对我国旱地农田土壤甲烷氧化影响的微生物机制尚不明确.本研究利用PCR-DGGE和实时荧光定量PCR技术,结合甲烷氧化速率和土壤性质测定,探索了长期不同施肥条件下暗棕壤的"土壤性质-甲烷氧化菌群落特征-土壤甲烷氧化速率"关系.结果表明,有机肥和无机肥配施处理显著降低了土壤甲烷氧化速率,降幅为61.2%,而单独施用有机肥或无机肥对暗棕壤甲烷氧化速率的影响不显著;与对照相比,有机肥处理土壤甲烷氧化菌多样性指数增加91.9%,有机肥和无机肥配施处理增加102.5%,而单施无机肥后土壤甲烷氧化菌多样性指数变化不明显;有机肥处理土壤的pmoA基因丰度显著增加,平均pmoA基因丰度为不施用有机肥的12.7倍;土壤甲烷氧化速率与甲烷氧化菌的群落结构和比活性呈显著正相关,相关系数分别为0.363和0.684,但与甲烷氧化菌群落丰度和多样性不相关;甲烷氧化菌的群落结构和比活性与土壤pH值、全氮和有机质含量呈显著正相关.上述结果说明,长期不同施肥可以通过改变暗棕壤的pH值、全氮和有机质含量等土壤性质,改变甲烷氧化菌群落结构和比活性,进而影响土壤甲烷氧化速率;有机肥和无机肥配施土壤甲烷氧化菌多样性和丰度大幅度增加,而甲烷氧化速率却显著降低,说明有机肥和无机肥配施土壤中只有部分微生物发挥了甲烷氧化活性,但有待进一步研究.     

细河流域土壤中重金属的污染现状及潜在生态风险

分别以《土壤环境质量标准》(GB15618—1995)中的二级标准和沈阳市土壤环境背景值作为参比值, 调查沈阳市细河流域表层(0~20 cm)土壤中的重金属含量与富集情况,对细河流域重金属富集系数和超标率进行探讨,并结合Müller地累积指数法和Hkanson潜在生态风险指数法对污染情况进行生态风险评价.结果表明,细河流域土壤w(Hg), w(Cd), w(Pb)和w(Zn)差异显著,4种重金属含量显著正相关.流域内土壤中w(Cd)严重超出土壤环境标准值,超标样品数量占67.88%;其次为Zn和Hg,超标样品数量分别占4.87%和3.41%, Pb未超标. 4种重金属含量均高于土壤背景值,表现出明显的累积效应,重金属的富集顺序为Cd>Hg>Pb>Zn;细河流域土壤中Hg, Cd, Pb和Zn具有不同程度的潜在生态风险; Pb除在细河上游流域局部污染区土壤中具有高风险外,其余均为一般风险; Zn在全流域污染区均属于一般风险; Hg和Cd在全流域污染区均为极高风险.      

华中地区夏季PM2.5中水溶性离子污染特征及来源分析

为探究我国华中地区不同区域夏季大气PM_2.5中水溶性离子污染特征及来源,选取武汉、随州和平顶山分别作为城市、郊区和农村监测站点进行大气PM_2.5样品采集,分析了大气中PM_2.5质量浓度以及8种水溶性无机离子含量.结果表明,采样期间3个站点ρ（水溶性离子）呈明显的空间分布特征,即:平顶山[（36.29±9.82）μg·m^-3]>武汉[（32.55±10.05）μg·m^-3]>随州[（26.10±6.23）μg·m^-3],分别占PM_2.5的质量分数为52.47%、 51.32%和48.61%,平顶山站点由于农村生物质燃烧活动,水溶性离子占比最大,其中,二次离子（SNA）是主要的离子成分,分别占总水溶性离子的95.65%、 96.12%和97.33%.武汉（0.64）和随州（0.63）站点硫氧化率均值高于平顶山站点（0.50）,而武汉（0.18）和平顶山（0.19）站点氮氧化率高于随州站点（0.15）,站点间硫氧化率和氮氧化率差...