类芦植被对煤矸石堆场特征金属的富集特征及生物有效性的影响

以贵阳市花溪区麦坪乡废弃煤矿矸石堆场为研究区域,选择经过长期自然恢复定居于煤矸石堆场上的类芦植被为研究对象,研究类芦植被参与对煤矸石中特征金属(Fe、Mn、Cu、Zn)的富集特征、空间分布以及生物有效性的影响。结果表明:类芦植被参与下,煤矸石堆场特征金属在空间上主要分布在根系层和表层,且类芦地上部分对Mn和Fe、Cu、Zn的富集系数分别大于(比值1)和小于地下部分(比值1),类芦各部位金属含量的检测结果表明,Mn和Fe、Cu、Zn被类芦吸收后分别储存于地上部分(茎叶)和地下部分(根部)。类芦植被对Mn(3.62)和Fe(0.32)、Cu(0.60)、Zn(0.93)的转运系数分别大于1和小于1。相关分析结果表明,类芦植被对煤矸石特征金属的富集量与金属的有效态含量、全量之间呈显著或极显著正相关。除类芦根系层Mn的生物有效性高于对照外,类芦植被的存在能够明显降低煤矸石中特征金属的生物有效性,并对煤矸石中Mn、Zn具有较大转运、富集能力,因此可选择类芦作为煤矸石堆场污染物释放的原位生态控制和生态修复的先锋植物或优势植物。     

生物表面活性剂茶皂素离子浮选去除废水中镉离子

对生物表面活性剂茶皂素作为离子浮选剂去除废水中镉离子的能力进行了研究,对影响去除率和富集比的物理因素(包括溶液初始pH值、C茶皂素CCd2+(摩尔比)、离子强度(NaCl和NaNO3))和动力学参数(包括浮选时间和通气量)进行了考察.C茶皂素CCd2+=2∶1,pH为6.0,通气量为0.15L·min-1时得到了最佳去除效果,去除率达到85.87%,Cd2+的富集比达到19.43;而在C茶皂素CCd2+=2∶1,pH为8.0,通气量0.15L·min-1时,Cd2+去除率达到70.97%,富集比高达32.17.随着溶液离子强度的增强,镉离子去除率和富集比显著降低.泡沫浓缩液中加碱回收Cd2+,回收率为79.62%.     

Terrigenous Inputs and Accumulation of Trace Metals in the Southeastern Taiwan Strait

Abstract

Terrigenous inputs and sedimentary fluxes of trace metals were studied to understand the metal sources, transport and sinks in the southeastern Taiwan Strait. the major terrigenous metals come from seven major rivers in the southwestern Taiwan, even though significant fractions of most metals were retained in estuaries. the net fluxes of river borne metals contributed from 65% (Pb) to 92% (Fe, Zn) of total inputs. the remainder was attributed to marine sewage discharges (0.6–6.9%) and atmospheric inputs (5.3–31.5%). Sedimentary fluxes of trace metals were spatially variable as a result of derivation from site-specific sedimentation rates and metal distributions in sediments. in spite of imbalance between sources and sinks of trace metals, an accumulation of metals in the sediment of southeastern Taiwan Strait was found for sites close to Taiwan Island. Surface enrichment of metals in near-shore sediments beginning around 1976 was coincident with a time of industrial boom in Taiwan. the metal enrichment hierarchy was found as (Cd, Pb < Cu < Zn < Mn, Fe).     

Protocol for using compound‐specific isotope analysis in environmental forensics

Forensic arguments must be demonstrably objective. A protocol is proposed to supply a framework to achieve this when using data from compound specific isotope analysis (CSIA) in developing forensic arguments about volatile organic carbon (VOC) contamination in groundwater. The protocol uses a “line of evidence” approach to reiteratively refine a hypothesis by testing it against each of three criteria, modifying the hypothesis if it fails or accumulating supporting evidence if it passes. The criteria are intended to organize data interpretation and to maximize use of both site data and supporting literature. Specifically, the criteria are: 1) degradation: enrichment factors and dual isotope plot (DIP) slopes; 2) hydrogeology: groundwater flow and plume shape; and 3) site history: VOC use and previous remediation work. Each of these criteria is described in detail and examples are provided for these criteria to show how each criterion can be used to identify the more plausible explanation when alternate hypotheses are presented. The protocol built upon these criteria is intended to maximize the use of supporting data and to document that support, as well as to ensure that interpretations are self consistent. The protocol is intended to be flexible and provides the framework to use exceptions as a line of evidence supporting an explanation.     

火焰原子吸收法测定清洁水中痕量铜铅锌镉——高效富集

采用高效富集技术,以火焰原子吸收法测定清洁水中痕量铜、铅、锌、镉,满足日常分析要求。火焰原子吸收法测定重金属具有快速、准确、干扰少的优点。但因其灵敏度不够无法直接测定清洁水中痕量元素。将高效富集技术,引用火焰法可以测定清洁水中痕量重金属,此法操作简便,易于掌握,免去萃取富集的繁琐操作,避免使用有毒有害有机溶剂,克服无火焰原子吸收法灵敏度差的缺点,减少操作沾污,提高测量准确度。是一种可靠的分析方法。     

乌江流域沉积岩风化过程中铀的富集与释放

以乌江流域石灰岩、白云质灰岩、白云岩、硅质岩、黑色页岩和紫色砂岩等典型岩石的13条风化剖面为对象,运用相关分析和质量平衡计算方法,研究了这些岩石风化过程中铀(U)的富集与释放及其对河水U分布的影响,旨在增进对U生物地球化学循环的了解,也为流域U污染防治提供依据.结果表明,①乌江流域风化物和土壤中U的富集程度基本上高于上陆壳(upper continental crust,UCC)、中国土壤(China soil,CS)和世界土壤(world soil,WS);②U的富集和释放能力与母岩U含量以及风化剖面中粘土矿物和铁氧化物/氢氧化物含量及吸附能力有关;③石灰岩以及少量白云岩和碎屑岩风化过程中U的释放对河水U的分布特征具有重要的控制作用.     

宏转录组学在环境微生物生态学中的应用

系统总结了宏转录组学实验操作及数据分析流程，概述了宏转录组学在环境微生物生态学的研究策略和最新进展，并指出其应用前景.宏转录组学在解析环境微生物群落功能上具有广阔的前景，为了解微生物群落的动态演化及其与环境因素和生态系统功能的关系提供了强有力的工具.     

近百年来长江中游牛轭湖沉积物铅元素富集记录及其环境意义——以长江荆江段牛轭湖群为例

通过对长江荆江段天鹅洲、中洲子和尺八3个牛轭湖钻孔沉积物进行短寿命放射性核素、粒度、磁学、铅元素测试与史志资料分析,在利用²¹⁰Pb比活度计算平均沉积速率,并结合史志资料与沉积物特征指示的事件进行沉积物年代校核基础上,运用地表物质非自然富集系数(EF值)方法,分析了牛轭湖沉积物铅元素富集状况。结果表明:三钻孔铅元素非自然因素富集特征基本一致,均起始于20世纪80年代初,并于2000年后呈下降状态,与我国铅污染历史及禁用含铅汽油的时间基本吻合;利用沉积物中铅元素非自然因素富集事件对沉积物进行断代分析,具有一定的可行性;牛轭湖河/湖沉积相转变未对沉积物铅元素的非自然因素富集产生影响,说明铅污染具有较广的“暴露面”。     

青岛近海不同天气状况下大气气溶胶中金属元素浓度分布特征研究

为探究青岛近海不同天气下气溶胶中金属元素的浓度分布特征,于2012年4~5月,2012年8月~2013年3月在青岛近海采集了总悬浮颗粒物(TSP)样品,利用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)和电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICPAES)分析了主要微量金属元素.结果表明,Al、Ca、Fe、Na、K和Mg是TSP中主要的金属元素,质量浓度占所测元素总浓度的94.2%.TSP及金属元素浓度月变化明显,Fe、Al、K、Ca、Mg、Zn、Ba、Mn、Ti、Sr和Li均在11月和1月浓度最高,Be、Sc、Co、Ni和Cr在1月最高,Na在8、11和2月较高,12月最低,Pb在1月和2月最高,8月和12月最低.富集因子表明Be、Co、Al、Ca、Fe、K、Mg、Mn、Sr和Ti主要受自然源影响,Li、Cr、Ni、Zn、Ba和Na除受自然源外,还受部分人为源影响,Pb主要来自人为源.不同天气状况对TSP及其金属元素浓度影响较大,除Ti外,所测元素浓度均在烟雾天最高.与晴天相比,烟雾天除Ti外,其余元素均升高,增幅为1~4倍,雾天Li、Be、Cr、Ni、Al、Fe、Mg和Mn变化不大,Pb和Na升高较多,Co、Ca和Ti降低较多,霾天Cr、Co和Ti降低,其余元素浓度升高,增幅为1~3倍.大部分元素在晴天富集因子最小,雾天富集因子最大.Ni、Zn、Ba、K、Na、Pb和Sr富集因子为晴<霾<烟雾<雾,Fe和Mn为晴<烟雾<霾<雾,Al和Mg为晴<雾<霾<烟雾,其余金属不同天气下富集因子的变化规律各不相同.     

构筑根孔湿地中金属元素的来源、分布及其累积效应

石臼漾湿地是我国最大的饮用水源处理湿地,成为微污染水源水质改善的典范案例,已运行超过4年,主要运用人工湿地生态根孔技术、多级塘/植物床-沟壕系统协同净化技术来净化微污染水源.为了探明多级塘/植物床-沟壕系统对源水中常规金属K、Na、Ca、Mg、Al、Fe与重金属Cd、Cr、Cu、Ni、Zn、Pb的累积效应,研究了嘉兴石臼漾湿地岸边带与植物床-沟壕系统中沉积物/土壤的金属分布与累积量.结果表明,沉积物中的金属(Mg除外)均发生了富集和累积(富集系数EF∈(1.5,10.5)1.5).湿地内重金属潜在生态风险指数(RI∈(24.7,128.9)150)基本处于轻微风险水平,其最高值出现在湿地前端约1/8处的预处理塘(RI=174.94150).总体而言,重金属风险指数随水力流程而逐步降低.在湿地前端的预处理河道、预处理塘内,重金属沉积通量(23.97~157.72 mg·m-2·d-1)较高,而植物床-沟壕系统的沉积通量((38.80±16.17)mg·m-2·d-1)相对较低.占湿地面积11.35%的预处理河道、预处理塘中沉积的重金属高达9941.65 kg,占全湿地沉积量的37.90%,是重金属沉积的关键区域.而占湿地面积57.23%的植物床-沟壕系统中截留的重金属高达10601.89 kg,占全湿地沉积量的40.41%,是重金属去除的重点区域.湿地对重金属的主要持留机制是沉积作用,在湿地中单位平均沉积通量高达32.19 mg·m-2·d-1.据估算石臼漾湿地可沉积重金属6558.40 kg·a-1,植物吸收重金属约13.16 kg·a-1.本研究证明,多级塘/植物床-沟壕系统协同净化机制能够有效持留微污染水源中的金属特别是重金属,从而有效降低石臼漾湿地净化后源水的潜在生态风险.