大型活动生物恐怖应急处置研究与系统开发

针对非传统安全威胁的现状及其应急处置中的主要问题,以典型的非传统安全事件-大型活动举办过程中生物恐怖事件为背景,通过比较分析,给出了生物恐怖的定义;从大型活动生物恐怖应急指挥与处置的角度,通过应急处置业务流程分析,提出了大型活动生物恐怖事件应急处置的系统框架;根据系统框架和处置功能分析,基于三维GIS和AJAX技术开发了大型活动生物恐怖应急处置原型系统,对复杂的应急处置体系进行了分层模块化和可视化,可为应急救援部门制定更为详细的救援方案和应急决策提供技术参考。     

固定化生物活性炭纤维处理洗浴废水的研究

采用混凝-砂滤-固定化生物活性炭纤维的组合处理工艺来处理洗浴废水.利用聚合氯化铝和聚丙烯酰胺为混凝剂对废水进行混凝处理,之后将废水通入砂滤柱,废水在曝气池进行曝气后进入固定化生物活性炭纤维(IBACF)单元.IBACF固定化完成后,连续运行30 d,去除率稳定之后,处理后的浊度、LAS、S0D_(Mn)平均值分别为2.2NTU、0.12 mg·L~(-1)、2.33 mg·L~(-1),平均去除率分别为95.2%、94.7%、84.8%.经处理后的洗浴废水各项指标均可以达到生活饮用水卫生标准或城市供水水质标准,可以直接回用于洗浴用水和其他生活杂用水.     

面包酵母菌对Pb2+和Cd2+单双重金属离子体系的吸附效果

为了探讨灭活面包酵母菌对Pb2+、Cd2+的单、双重金属离子体系(以下简称双离子体系)的吸附效果及影响机制,选择灭活面包酵母菌为吸附剂,对Pb2+、Cd2+的单离子体系和Pb2+-Cd2+双离子体系吸附动力学过程和等温吸附效果进行研究.结果表明,不同离子体系中,在相同初始浓度情况下,面包酵母菌对Pb2+的吸附量总是大于对Cd2+的吸附量.试验条件下,面包酵母菌对Pb2+、Cd2+的单离子体系和Pb2+-Cd2+双离子体系等温吸附符合Langmuir模型,最大吸附量qmax分别为0.414 9 mmol/g、0.346 8 mmol/g和0.488 5 mmol/g.SEM/EDS分析表明,Pb2+、Cd2+被吸附到菌体上,造成菌体变形或出现破裂,并使内部物质外泄,这可能是吸附进行一定时间后出现二次吸附过程的主要原因.灭活面包酵母对Pb2+和Cd2+具有良好的吸附效果,对Pb2+-Cd2+双离子体系的吸附,离子间的点位竞争和联合毒性作用是影响体系总体吸附效果的重要因素.     

基于机器视觉的鱼类行为特征提取与分析

近年来,水污染问题备受关注。生物式水质监测成为目前国家环境保护工作的重要任务之一。为准确监测水质污染情况,本文以青鳉鱼(Oryzias latipes)为研究对象,采用非接触式的机器视觉监测技术,提取青鳉鱼的生理特征(呼吸频率)和运动特征(胸鳍和尾鳍的摆动频率),并分析这些特征与水质之间的关系。本文采用支持向量机(Support Vector Machine,SVM)准确提取鱼鳃,并根据鱼鳃呼吸面积大小变化计算出鱼的呼吸频率。基于形态学细化算法提取青鳉鱼骨架,求出胸鳍和尾鳍的摆动频率。结果显示:不同浓度铜离子暴露实验测得的青鳉鱼生理特征和运动特征与实际情况一致;通过对不同铜离子浓度下的毒性实验数据对比,发现了青鳉鱼的生理特征和运动特征会随不同的铜离子浓度发生相应变化,可以作为水质监测的评价标准。     

肠道微生物对土壤中铜、锌、锰生物可给性的影响

为了更全面、准确地评价土壤中金属元素对人体的健康风险,研究土壤中金属元素在结肠阶段的生物可给性具有重要意义。通过采集我国一些地区的6种土壤,利用in vitro方法(PBET和SHIME联用)研究土壤中Cu、Zn、Mn在胃、小肠、结肠阶段的生物可给性。研究显示,土壤中Cu、Zn、Mn在胃阶段的生物可给性分别为23.8%~63.0%、21.2%~64.4%、11.7%~35.6%;从胃阶段到小肠阶段,土壤中Cu的生物可给性提高了0.4%~14.4%,而土壤中Zn在小肠阶段的生物可给性降低了6.7%~38.7%。结肠阶段,土壤中Cu、Zn、Mn的生物可给性分别为2.4%~12.9%、5.7%~18.7%、6.2%~18.9%,与小肠阶段相比,分别降低了21.7%~56.9%、0.4%~36.8%、4.5%~19.1%。结果表明,在肠道微生物存在的情况下,土壤中Cu、Zn、Mn在结肠阶段有较低的人体健康风险。     

稀有鮈鲫作为水生模式生物的研究及探讨

我国本土水生生物稀有鮈鲫(Gobiocypris rarus Ye et Fu,1983年)是一种优良的试验用鱼,具备成为模式生物必要条件。本文总结了稀有鮈鲫生物生态学研究情况,分析了稀有鮈鲫在多个应用领域与模式生物斑马鱼、青鳉存在的不足和差距,同时借鉴发达国家推动模式生物的实践经验,提出了针对性建议。     

应用底栖动物为指示生物的松花江干流水生态预警研究

指示生物监测及水生态预警是利用水环境中指示物种的数量、群落结构指标和个体生理指标等描述水生态系统的健康状态,其相比于常规理化监测和预警更直接地反映水体的生态质量。本研究在松花江干流2012—2015年大型底栖无脊椎动物监测结果的基础上,结合各监测点生态质量管理目标,通过分析物种的种类、出现的频次、物种污染敏感性(耐污值),尝试提出了松花江干流监控断面以底栖动物为指示生物的水生态预警模式,研究思路和结果对流域水环境风险管理指标的拓展有积极作用。     

菲和镉单一及复合污染条件下在毛蚶体内的富集动力学研究

采用室内半静态双箱动力学模型实验,研究了菲和镉单一及复合污染条件下在毛蚶(Anadara subcrenata)体内的生物富集,通过对富集与释放过程中毛蚶体内菲和Cd的富集量进行非线性曲线拟合,获得了菲和Cd单一及复合污染条件下在毛蚶体内的吸收速率常数k1、释放速率常数k2、生物富集因子BCF、生物半衰期B1/2和平衡状态下最大富集量CA max等动力学参数。实验结果表明,菲和Cd在实验前期富集速率较高,8 d以后富集速率减缓,释放阶段与富集阶段相似。毛蚶对菲的BCF值为37.80,远大于Cd的BCF值13.12,且生物半衰期时间更长,菲更容易在生物体内富集。菲和Cd联合暴露条件下,在毛蚶体内的CA max和BCF值均大于单一作用,说明二者同时暴露时,毛蚶对菲和镉的吸收富集均有所增强。实验模型拟合度较好,输出值和实测值之间无显著性差异,拟合方程和拟合参数可信。     

海洋中微塑料的环境行为和生态影响

微塑料一般指直径小于5 mm的微小型塑料颗粒或碎片,海洋中常见的微塑料类型主要包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等。由于形状、颜色多变,分子量大,结构稳定,粒径范围与浮游植物相近,海洋中的微塑料很容易对浮游植物、浮游动物和其他海洋动物等产生影响。微塑料还可以为病毒、细菌提供附着载体,影响浮游植物分布,进入海洋生物消化道或进一步转移到组织中对机体产生毒性效应,甚至通过捕食作用沿食物链传递,对高等动物及人类健康造成威胁。此外,微塑料可以作为海水中痕量化学物质的吸附载体,对生物产生联合毒性。根据目前对微塑料的研究进展情况,未来应加强对海洋微塑料分离、鉴定技术的研发以及海洋微塑料的生物毒性效应和生物传递效应机制等问题的研究。     

中国典型河湖水体铅的水生生物安全基准与生态风险评价

采用物种敏感度排序法(SSR)对我国铅的淡水水生生物安全基准进行推导,并以太湖为例进行了流域水生生物安全基准推导。对于难以获得的本土生物毒性数据,开展了相应的毒性试验。获得了我国国家与太湖流域铅的水生生物安全基准值,基准最大浓度(CMC)分别为63.92、104.26μg·L-1,基准连续浓度(CCC)分别为1.21、4.06μg·L-1。同时,对我国主要河流以及太湖流域进行了铅的生态风险评价,联合概率曲线法显示影响5%水生生物种类的概率分别为66.22%和43.19%,熵值法则显示中国主要河流存在较大的铅暴露风险,因此,我国铅的潜在生态风险较大,主要河流与太湖流域存在铅污染问题。