基于压力-状态-响应(PSR)模型的潘安湖湿地水环境健康评价

以PSR模型为框架,选取污水处理率、水质状况、生物多样性、环保投资指数等14个评价指标建立了潘安湖湿地水环境健康评价体系,采用层次分析法确定指标的权重,将湿地水环境健康状况由很健康到病态分成5个级别,利用模糊综合评价法对潘安湖湿地水环境健康状况进行评价。结果表明:潘安湖湿地水环境健康指数为2.8166,属于亚健康状态。其中压力指标得分1.7405,属于疾病状态;状态指标得分3.2563,属于亚健康状态;响应指标得分2.4483,处在亚健康状态与疾病状态之间。该结果可为类似地表水体环境健康评价提供参考。     

基于TLSER和QSPR关系预测PAHs和PCBs的LDPE膜-空气分配系数

有机污染物在被动采样材料与环境介质之间的平衡分配系数(K_P),是测定环境中有机污染物浓度的重要参数,但K_P值大部分都需要经过繁琐的实验测定获取,无法逐个测定数量繁多的污染物,因此需开发一种预测K_P值的方法。为此,搜集整理了一些多环芳香烃(PAHs)和多氯联苯(PCBs)的低密度聚乙烯(LDPE)-空气分配系数(K_PA)的实测值,基于理论线性溶解能(TLSER)和定量结构性质关系(QSPR),利用逐步多元线性回归(MLR)分别构建了预测K_PA值的模型。模型的决定系数R2adj分别为0.927和0.956,交叉验证系数Q2LOO分别为0.915和0.946,外部系数Q2ext分别为0.913和0.960。结果表明,2种模型具有良好的拟合优度、稳健性和预测能力,并解释了模型的机理。所构建的2种模型均可用来预测应用域内有机污染物的LDPE膜-空气分配系数。     

基于GC-QTOF/MS的大气中有机污染物的非靶标筛查及半定量分析

本文借助气相色谱-四极杆飞行时间质谱仪(GC-QTOF/MS)开展了大气中有机污染物的非靶标筛查,并对识别出的特征污染物进行半定量分析.基于高分辨质谱数据库和NIST质谱数据库的匹配,样品中共识别出139种污染物,主要以多环芳烃(PAHs)及其衍生物、邻苯二甲酸酯(PAEs)为主;除此之外,还识别出多种尚未受到监管的杂环类化合物,例如苯并噻唑、四甲基哌啶酮、1-甲基-2吡咯烷酮、氧杂蒽等.识别出的有机污染物半定量浓度为288 ng·m-3,其中大气常规监测的16种PAHs的浓度是18.1 ng·m-3,仅占总浓度的6.28％.PAEs的浓度为44.6 ng·m-3,邻苯二甲酸二丁酯(DBP)的浓度最高(14.8 ng·m-3).以含氮、氧、硫为主的杂环化合物浓度是47.9 ng·m-3,其中苯并噻唑浓度最高,为9.51 ng·m-3;其次是1-甲基-2吡咯烷酮、四甲基哌啶酮、尼古丁和二苯并呋喃,浓度分别为9.22、8.78、5.11、4.15 ng·m-3.本研究展示了高分辨质谱技术在未知物识别中的优势,并对识别出的特征污染物进行了半定量分析,其结果能够为后期污染物的风险评估提供借鉴意义.     

氯苯类还原性气氛下高温降解反应机理

氯苯类化合物(CBz)是生活垃圾热处置过程中存在的重要污染物,热解、气化技术能够有效降低热处置过程的CBz排放.为了探究其在热解、气化环境下的降解机理,以1,2,4-三氯苯(1,2,4-TrCBz)为研究对象,进行了1,2,4-TrCBz在中高温段(550-850℃)还原性气氛(H2,CO等)下的降解特性实验,同时通过量子化学计算,利用Gaussian 09W软件模拟了降解过程中可能存在的多条反应路径,并比较了各路径的竞争关系.结果 表明温度越高,1,2,4-TrCBz的降解效率越高.降解效率在750℃和850℃时,分别为14.07％和60.27％,1,2,4-TrCBz分子的C—Cl键解离能在370 kJ·mol-1左右,温度在650℃以下时,环境提供的热量不足以使C—Cl键断裂,H2降低了40 kJ.mol-1左右的C—Cl键断裂所需的能量,提高了降解反应速率.单独的CO不参与1,2,4-TrCBz的降解反应,实验降解特性与N2气氛相似.CO与H2共存时,在相同温度下,降解表现呈现H2＞H2+CO＞CO的规律,CO的存在提高了H2近20 kJ·mol-1的降解反应活化能,从而降低了反应速率.1,2,4-TrCBz的降解过程存在3条有效降解路径,反应更趋向于通过生成1,3-二氯苯(1,3-DCBz)的路径进行.     

大型水生植物混合腐解对入湖河口水质的影响及适宜生物量研究

为探究水生植物腐解释放的营养盐在泥-水-植物系统中迁移规律以及冬春季衰亡期大型水生植物的最适生物量,在塑料通风大棚内,开展不同梯度生物量下多种水生植物混合腐解试验.选择冬季蠡湖-陆典桥浜河口区的水生植物为研究对象,根据实际收割规律,设定腐解试验的生物量依次为除根部以外总生物量的0%、20%、40%、60%、80%、100%,于2018年12月25日开展试验,共150 d.结果表明:①与恒温室内条件相比,近自然条件下多种混合水生植物腐解的前2个阶段具有长时性和持续性.②水生植物腐解致使含C、N、P元素的指标在0~30 d内快速升高,70 d左右达到峰值,100 d后缓慢降低直至稳定,整个变化过程持续近120 d,但植物茎叶未彻底分解,多数沉积在底泥表面.③泥-水-植物系统中,试验初期底泥以释放营养盐为主,30 d后以吸附为主;相关性分析表明,茎叶生物量与水体和底泥中养分浓度均呈正相关.研究显示,与其他试验组相比,收割后水生植物生物量剩余20%时更有利于入湖河口水质的改善.      

复杂地质低渗煤层水力压裂-割缝综合瓦斯增透技术研究

针对水力压裂区域化瓦斯增透盲区,提出了水力割缝局部化瓦斯增透技术措施,形成了复杂地质低渗煤层水力压裂-割缝综合瓦斯增透技术,并进行现场验证。研究结果表明:水力压裂区内的3个压裂钻孔平均瓦斯抽采纯流量较238底板道常规抽采钻孔单孔瓦斯抽采纯流量提高15.8倍,瓦斯抽采浓度提高4%,压裂区瓦斯抽采纯流量较对比区提高2.1倍,但水力压裂区域性措施受断层及煤层硬度等地质条件限制,存在盲区;水力割缝增透区内的抽采钻孔瓦斯浓度平均提高4.9倍,瓦斯纯流量平均提高3.3倍,对不同地质条件的适应性强,但是割缝影响范围小,抽采时效短;复杂地质低渗煤层水力压裂-割缝综合瓦斯增透技术综合了水力压裂与割缝的优点,对复杂地质煤层具有较强适应性,大幅提高了瓦斯治理水平。现场验证结果表明复杂地质低渗煤层水力压裂-割缝综合瓦斯增透技术在复杂地质条件下煤层强化抽采中有较好的实际应用价值。     

城市化对城市森林组成和结构的影响——以上海“城-郊”样带为例

由于城市森林可改善人居环境并提高居民的生活环境质量而备受关注,而城市化进程的加剧使生态系统的结构也发生了很大变化。论文以快速城市化进程中上海“城-郊”样带为例,基于地理信息技术,采用景观格局分析和数理统计方法,有效量化“城-郊”样带;并借助植被功能分类的相关理论,以乔木组成和结构变化为载体,探讨城市化程度对城市森林的影响。结果表明：1）城区乔木丰富度指数（S）、Shannon-Wiener指数（H）和Simpson指数（D）高于郊区,二者存在显著性差异（P<0.05）;但城区和郊区乔木物种均匀度分别为0.448±0.043和0.394±0.038,不存在显著差异（P>0.05）。2）城区乔木的密度小于郊区,分别为248±25和472±57株/hm²;且二者间存在显著性差异（P<0.05）。3）城区和郊区的城市森林群落的生长潜能存在一定的差异,郊区具有较多数量的高生长潜能乔木,而城区中低生长潜能的常绿乔木密度比郊区高;4）城区、郊区中各胸径量级的乔木数量分布均呈倒J型曲线。通过该研究以期促进城市森林生态系统服务功能发挥的同时也为进行城市森林的管理提供科学依据。     

微塑料和其他新兴污染物相互作用研究进展

微塑料在环境中的广泛存在及潜在风险引起了研究者的关注。同时,环境中微塑料易和其他类型新兴污染物发生相互作用,从而对生态环境产生联合影响。文章首先综述了微塑料在海洋、土壤等环境介质中的赋存水平和特征,其次总结了微塑料和其他几种典型新兴污染物,如药品和个人护理品、抗生素抗性基因和纳米颗粒的相互作用及联合效应等方面的研究。文章亦归纳了影响微塑料和其他新兴污染物作用的因素,如微塑料种类、性质、pH和离子浓度等,并提出展望,未来应着重于研究长期条件下实际环境中多类型新兴污染物的联合环境行为,同时关注微塑料的溶出对新兴污染物相互作用的影响和多种新兴污染物共存对地球理化循环的联合风险。