京津冀区域PM2.5污染相互输送特征

基于CAMx-PSAT空气质量模型,对2015年京津冀区域PM_(2.5)污染及相互输送特征进行定量模拟,建立了京津冀13个城市的PM_(2.5)传输矩阵.结果表明,在年均尺度上京津冀区域PM_(2.5)以本地污染源贡献为主(21.49%~68.74%),传输贡献为辅,其中区域内传输贡献约为13.31%~54.62%,区外贡献约为13.32%~45.02%.PM_(2.5)传输特征呈现显著的时空差异性,区域中部城市唐山、北京、天津、保定和石家庄PM_(2.5)受本地贡献主导,在冬季尤其明显,而受传输影响较大的城市多分布在区域边界且在南部集中.区内作为汇的城市有廊坊、衡水、承德、秦皇岛和邢台,作为源的城市有天津、沧州、唐山、北京、石家庄和邯郸,张家口和保定对区内城市输出和受区内输入基本持平.典型城市分析证明城市间PM_(2.5)污染交互影响,北京与廊坊、保定、承德、天津和沧州等城市之间,天津与廊坊、唐山、北京、沧州和保定等城市之间,石家庄与邢台、衡水、保定、邯郸和廊坊之间均存在显著的PM_(2.5)相互输送.     

黄河流域典型湿地生态环境需水量研究

运用科克兰(Cocnran)Q检验法,将黄河流域湿地分为河道湿地型、河滨湿地型、河口型3类.基于生态水文学方法,计算了黄河流域典型湿地生态环境需水量,提出了“湿地生态环境需水量计算时应主要关注湿地消耗水量”的观点,并进一步将黄河流域湿地生态环境需水量分为最小、适宜和理想3个等级.计算结果表明,黄河流域湿地最小、适宜、理想生态环境需水量分别为2 0 .3×10 8m3、3 7.6×10 8m3和5 4.9×10 8m3;黄河流域典型湿地与河道重复量为1.9×10 8m3.研究结果显示,要维持湿地基本的生态环境功能,需每年最小向湿地分配水量2 0 .3×10 8m3.为使黄河流域湿地恢复到理想状态的需水量为5 4.9×10 8m3.     

松嫩平原芦苇湿地退化与修复过程中土壤细菌和甲烷代谢微生物的群落结构

湿地是全球CH₄重要的源与汇.受人为活动和气候条件影响,我国湿地退化严重,相关部门近年来已逐步开展湿地生态修复的工作.为研究湿地退化与修复过程中细菌和甲烷代谢微生物群落结构的响应,以松嫩平原芦苇湿地为研究对象,采集原始未退化芦苇湿地土壤、退化的和正在修复的芦苇湿地土壤,采用基于细菌16S rRNA基因、产甲烷菌mcrA基因和甲烷氧化菌pmoA基因的高通量测序技术研究细菌和甲烷代谢微生物的多样性和群落组成.结果表明,芦苇湿地退化导致土壤细菌和产甲烷菌的α多样性降低,甲烷氧化菌的α多样性升高,而细菌和产甲烷菌的α多样性与土壤含水率呈显著正相关关系,含水率越高的湿地土壤产甲烷菌的多样性也越高.原始未退化芦苇湿地土壤中细菌Rhizobiales和产甲烷菌Methanobacteriaceae的相对丰度较高;湿地退化导致根际促生菌Rhizobiales的相对丰度下降,致病菌Burkholderiaceae、耐污染细菌Sphingomonas、抗辐射细菌Rubrobacter以及Type Ⅰ型耐受极端环境的甲烷好氧氧化菌Methylobacter、Methylomonas和Methylococcus的相对丰度上升;正在修复的芦苇湿地土壤中细菌Bacillus和产甲烷菌Methanosarcinaceae、Methanomicrobiaceae以及Type Ⅱ型甲烷好氧氧化菌Methylocystis的相对丰度较高.因此,不同的芦苇湿地状态可以间接改变土壤性状进而改变湿地甲烷代谢菌群落结构.     

京津冀地区居民采暖"煤改电"的大气污染物减排潜力与健康效益评估

散煤燃烧等低矮面源的排放对京津冀等地区采暖季ρ（PM_2.5）贡献较大,是重污染天气形成的重要原因之一.针对京津冀地区居民采暖“煤改电”治理工程,以2025年为目标年,以不做任何散煤治理工作为基准情景,同时设计2种不同的控制情景（控制情景1、控制情景2）,评估不同控制情景下“煤改电”带来的健康效益.通过综合考量民用散煤占燃煤消费量的比例、散煤PM_2.5排放强度,结合京津冀地区各城市PM_2.5源解析结果,确定民用散煤对大气环境ρ（PM_2.5）的贡献系数,计算空气质量改善情况.在此基础上,综合流行病学相关研究成果,运用环境健康风险评估方法,预测不同控制情景中京津冀地区居民采暖“煤改电”带来的健康效益.结果表明:①京津冀地区在控制情景1中ρ（PM_2.5）年均值分别下降4.9、4.9和1.1 μg/m3,在控制情景2中分别下降5.4、5.6和2.0 μg/m3;②在控制情景1、控制情景2中京津冀地区居民采暖“煤改电”带来的健康效益分别为266.55×108和352.34×108元,分别约占京津冀地区2015年GDP的0.38%和0.51%.研究显示,通过实施”煤改电”,京津冀地区可实现的健康效益相当可观,其中,北京市获得的健康效益最大,其次是河北省和天津市.      

土地利用变化对松花江下游湿地土壤真菌群落结构及功能的影响

本研究通过分析土地利用变化对沿江湿地土壤真菌群落结构与功能的影响,识别受损滨江湿地的自然恢复潜力,以期为松花江湿地资源管理和保护提供理论依据.于2018年7月,通过采集松花江下游自然湿地、水稻田、采砂迹地和恢复湿地的土壤,对土壤真菌ITS间隔区定向酶扩增,并使用Illumina MiSeq PE300二代高通量测序平台进行测序,分析不同类型样地土壤真菌群落组成和功能的差异及其影响因素.结果表明,沿江湿地开垦为稻田或进行采砂活动可造成土壤真菌α多样性指数显著降低（P<0.05）,采砂迹地被修复为人工湿地后可显著提高土壤真菌Ace和Chao1指数（P<0.05）.稻田与其它3种土地利用类型的土壤真菌群落结构差异显著（P<0.05）.沿江湿地土壤真菌划分为16个菌门,子囊菌门（Ascomycota）、担子菌门（Basidiomycota）、被孢菌门（Mortierellomycota）和隐真菌门（Rozellomycota）为沿江湿地的主要真菌门类（相对丰度>1%）.自然湿地和恢复湿地的真菌功能群以外生菌根真菌为主,辅以苔藓寄生真菌、地衣寄生真菌和杜鹃花类菌根真菌,稻田和采砂迹地的主要功能菌群以凋落物腐生菌和土壤腐生菌为主.动植物病原菌群在稻田中的相对丰度显著高于其它样地（P<0.05）.土壤pH、总碳、有机碳、总氮和总磷是土壤真菌群落多样性的主要影响因子.由此可见,在自然湿地进行资源开发增加了潜在的生态风险,降低了生态系统稳定性.     

鄱阳湖双退区受损湿地植被恢复对水质的影响

退化湿地的植被恢复有助于提高湿地生物多样性和净化水体功能。通过监测鄱阳湖双退区（湿地）生态恢复过程中前后水质变化,分析了不同植被覆盖率和植物残体分解对水质的影响。结果表明,在植物生长期间,湿地水体TN质量浓度下降65.4%～71.3%,NO3--N也呈较大幅度下降,并能降低水体TP浓度水平;高植被覆盖增加水体叶绿素质量浓度水平,中低植被覆盖不影响水体叶绿素质量浓度,植被覆盖能有效保持水体较高透明度,但不能降低水体COD质量浓度。在枯水期,高植被覆盖因为植物残体分解使氮素回流水体,导致水体含TN,NH4＋-N,NO3-_N质量浓度显著升高,中低植被覆盖植物残体分解同样显著增加水体氮素,但增加程度小于高植被覆盖;植物残体分解不影响水体TP质量浓度水平;高植被覆盖植物残体分解增加水体叶绿素质量浓度,中低植被覆盖则无影响;高中低植被覆盖区植物残体分解都显著增加水体混浊度,也提高了水体的BOD,对水体COD没有影响。     

复合型人工湿地模型对污水厂尾水的深度净化效果

采用由一级垂直流湿地、连续的4级沉水植物氧化塘和二级垂直流湿地组成的复合型人工湿地处理小城镇污水处理厂尾水。结果表明,在0.13 m3.m-2.d-1水力负荷条件下,模型出水仅ρ(CODCr)和ρ(氨氮)(以NH4+-N计)达到地表Ⅲ类水标准(GB 3838—2002);但当进水ρ(TP)达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)一级B标准时,出水ρ(TP)亦达到地表Ⅲ类水标准。当二级垂直流湿地水力负荷调整为0.06 m3.m-2.d-1时,出水ρ(TP)和ρ(TN)最终都达到地表Ⅲ类水标准。认为水体中TN主要通过一级垂直流湿地的过滤吸附和二级垂直流湿地的反硝化作用去除,而TP则主要以一级垂直流湿地中石灰石的吸附沉降方式来去除。     

人工湿地对北方城市污水深度处理效果的研究

采用三级串联人工湿地试验装置以及无芦苇的空白对照装置在户外自然条件下进行试验,分阶段考察该组合式人工湿地系统对实际城市污水的深度处理效果.第一阶段为装置初运行阶段,采用较长的停留时间,该阶段装置对COD、TN、NH3-N、NO2--N和TP的去除率分别为75%、75%、95%、75%和50%.芦苇的存在使以上各指标相对于空白对照分别提高了10%、40%,20%、20%和50%;第二阶段采用较短的停留时间,该阶段装置对COD、TN、NH3-N、NO2--N和TP的去除率分别为85%、75%、100%、70%和98%,芦苇的存在使以上各指标相对于空白对照分别提高了10%、20%、35%、25%和63%.试验结果表明,该试验装置对城市污水具有较好的深度处理效果,能够有效降低水中的N和P,对改善水质、恢复生态系统和控制水体富营养化问题具有重要意义.     

修复受污染水体的潜流人工湿地微生物多样性研究

进行了潜流人工湿地修复受污染水体试验研究,并比较单一植物与单一填料系统与多种植物系统与多种填料系统的处理效果.运用PCR-DGGE技术研究3种不同类型的潜流人工湿地中微生物种群结构,结合多样性分析和聚类分析方法,分析了人工湿地微生物种群结构特征.     

水平潜流人工湿地系统处理微污染原水的研究

采用水平潜流人工湿地系统处理微污染原水,同时考察了水力停留时间、温度、水力负荷以及植物的生长状况等对人工湿地系统处理效果的影响。结果表明,水平潜流人工湿地系统对微污染原水有较好的处理效果,COD、TP、TN、NH⁺₄-N、NO^-₃-N和NO^-₂-N的平均去除率分别为51.55%、49.90%、51.74%、 47.36%、52.67%和63.23%。按照国家地表水环境质量标准（GB3838-2002）,经过湿地处理后,出水COD平均值达到Ⅰ类;出水TP平均值达到Ⅱ类;出水TN平均值基本接近Ⅳ类;出水NH⁺₄-N平均值达到Ⅱ类。另外,研究表明, 本系统在水力停留时间为3 d时,水力负荷为0.2 m/d处理效果最好,温度的变化与污染物的去除率呈正相关关系,植物生长旺盛程度直接影响着整个系统的处理效果。