涠洲岛珊瑚礁区多介质环境中有机磷酸酯的污染特征、风险评价及来源解析

有机磷酸酯(OPEs)是环境中新兴的有机污染物,其在珊瑚礁区多介质环境中的污染特征及生态风险尚不清楚。为此,本文以南海北部涠洲岛珊瑚礁区为研究区域,使用气相色谱串联三重四极杆质谱仪(GC-MS/MS)对该区域海水、沉积物和珊瑚中11种典型OPEs的污染特征进行了研究。结果表明,涠洲岛珊瑚礁区多介质环境中OPEs以氯代为主,占比为77%～96%。海水和沉积物中OPEs总含量(∑₁₁OPEs)分别为43.2～51.7 ng/L和7.09～20.5 ng/g,相对于我国其他海域,其污染水平较低。珊瑚共生虫黄藻中∑₁₁OPEs(146～4048 ng/g)含量显著高于珊瑚组织(nd～334 ng/g)(p<0.01),共生虫黄藻在珊瑚积累OPEs时起重要作用。生物稀释效应强烈影响珊瑚共生虫黄藻中磷酸三异丁酯(TIBP)和磷酸三正丁酯(TNBP)的累积。海水中大部分OPEs的生态风险可以忽略不计,仅磷酸三苯酯(TPHP)对所有站位藻类和部分站位鱼类构成低生态风险,有关OPEs对珊瑚共生虫黄藻的毒性效应仍需进一步探讨。海水和沉积物中OPEs可能主要...     

海州湾潮间带沙蚕对沉积物微塑料的指示作用

海洋微塑料污染已成为全球性环境问题,纤维是我国近海微塑料的主要存在形态。然而,微纤维对近海底栖生物的影响研究相对较少,底栖生物对微纤维的摄入和排出过程仍不明晰。本文采用近海沉积物中的代表性物种——双齿围沙蚕（Perinereis aibuhitensis）作为受试生物,以长度（1.09±0.21） mm、直径100 μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）纤维作为目标污染物,研究海水暴露途径下沙蚕对接近环境相关浓度（50个/L、100个/L、200个/L）PET微纤维的72 h摄入过程,以及暴露结束后转移至干净海水中恢复72 h的排出动力学过程。摄入实验结果表明,对于整个72 h暴露过程而言,沙蚕对PET微纤维的摄入量总体呈上升趋势,并且在暴露结束时沙蚕的摄入量均达到最大值（分别为2.35个/g、4.89个/g和8.55个/g）,各浓度组对PET微纤维的摄入速率常数K_u分别在6 h、1 h、3 h达到最大值（分别为1.70×10⁻⁴ L/kg/d、1.60×10⁻⁴ L/kg/d和1.40×10⁻⁴ L/kg/d）。排出实验结果表明,沙蚕体内PET微纤维残留量总体呈下降趋势,各处理组沙蚕体内PET微纤维残留量分别在恢复的72 h、24 h和48 h达到最小值（分别为1.17个/g、2.05个/g和2.98个/g）;低浓度组沙蚕对PET微纤维的排出速率常数K_d在恢复3 h达到最大值,为（4.81±1.95）/d,对应残留半衰期t_1/2为（0.28±0.18）d;中、高浓度组沙蚕的K_d在恢复1 h达到最大值,分别为（7.19±4.20）/d和（9.12±3.30）/d,对应t_1/2达到最小值,分别为（0.18±0.08）d和（0.11±0.05）d。恢复阶段结束后,PET微纤维主要残留在沙蚕体内,其次是海水溶液中,粪便中最少。本研究表明,PET微纤维浓度影响沙蚕摄食和排泄微纤维的数量和速率。研究结果可为科学评估微塑料在底栖生物中的毒性效应和生态风险提供依据。

     

钒酸铋基异质结光催化降解水中有机污染物的研究进展

水环境污染是21世纪人类迫切需要解决的难题之一。光催化技术作为新兴的水处理技术,符合绿色、循环、低碳的发展理念。钒酸铋(BiVO₄)是当今热点光催化剂,具有优异的化学和光子特性,良好的可见光响应能力能够使其利用太阳光中48%的可见光谱。但单组分BiVO₄光生载流子复合速度快,电荷运输能力较差,近年来相关学者开发了多种BiVO₄基异质结光催化剂,有效改善了单组分BiVO₄的不足。系统综述了BiVO₄基异质结的光催化机理(Ⅰ型、Ⅱ型和Z型)、异质结构建方式(协同金属氧化物、金属硫化物、同系铋基材料和金属有机框架)、光催化体系的优化方法(界面接触方式、晶面和形貌调控、元素掺杂、碳材料修饰和空位工程)以及应用过程的优化方法(光催化膜技术、负载锚定)在水处理研究中的最新进展,提出了当前研究中亟待解决的科学问题,为未来开发稳定高效的BiVO₄基异质结光催化材料提供参考。     

厌氧膜生物反应器出水溶解甲烷回收研究进展

厌氧膜生物反应器（AnMBR）是一种能耗低、处理效率高的污水处理技术. 然而,受温度、污泥龄、水力停留时间等工艺参数的影响,生成的甲烷大量溶解在出水中形成过饱和溶液,并随出水排放至环境中,造成了能源物质损失和温室气体排放. 若将溶解甲烷有效回收,其可作为补充能源或脱氮碳源原位利用,具有重要的应用价值. 为了实现AnMBR出水溶解甲烷有效回收或再利用,本文阐述了目前3种主流回收溶解甲烷技术（膜回收技术、反硝化厌氧甲烷氧化技术、微生物燃料电池）的原理、回收效能和局限性. 在此基础上,评估了AnMBR处理污水全过程的碳足迹,并针对AnMBR出水溶解甲烷回收的未来研究进行了展望. 本研究可为双碳背景下AnMBR技术实现能量盈余和资源回收提供理论依据和技术参考.     

酒石酸浸出钴酸锂动力学机理研究

提出了一种绿色回收废旧钴酸锂电池正极活性物质的方法。采用酒石酸为浸出剂和还原剂,湿法回收废旧钴酸锂电池中的钴和锂。结果表明:钴酸锂与酒石酸摩尔比为1∶4,反应固液比为15 g/L,反应温度为90℃,反应时间为5 h时,金属钴和锂的浸出率分别为92.95%、91.86%;动力学分析显示,Co、Li浸出反应利用经典模型拟合效果最佳,其表观活化能分别为55.20,63.65 kJ/mol,浸出过程属于吸热反应和化学反应控制。该工艺可实现废旧钴酸锂正极活性物质的高效绿色回收,为其他废旧锂离子电池的回收提供理论基础。     

微塑料对牟氏角毛藻的毒理效应

本文选取聚对苯二甲酸乙二酯（PET）和聚苯乙烯（PS）微粒作为目标污染物,探讨其不同浓度（50 mg/L、100 mg/L和200 mg/L）和不同粒径（100 μm、175 μm和250 μm）对受试生物牟氏角毛藻（Chaetoceros muelleri）的影响。结果表明,3种粒径和浓度的微塑料（PET 和 PS ）均对微藻细胞密度产生抑制作用,PET（100 μm,200 mg/L）和PS（100 μm,200 mg/L）对微藻产生的最大抑制率分别为 37.3% 和 32.5%。微塑料浓度越大,对藻细胞密度的抑制作用越强;而粒径变化对藻细胞密度的抑制作用未呈现明显规律。PET对牟氏角毛藻细胞干重的影响较小,与对照组相比无显著性差异（P>0.05）,PS则对牟氏角毛藻细胞干重无影响。微塑料对牟氏角毛藻叶绿素a（Chl a）的抑制作用与其类型和暴露时间有关。PET对Chl a起抑制作用,PS则起促进作用。     

渤、黄海在低氧形成期与消亡期生源要素的分布差异及响应特征

近年来,渤、黄海海域呈现溶解氧浓度降低并导致季节性低氧的特征,对海洋生态环境形成潜在危害。在此背景下,本文基于2011年6月（低氧形成期）和2011年11－12月初（低氧消亡期）在渤、黄海的观测数据,通过分析水体表观耗氧量（AOU）、pH、溶解无机碳（DIC）及营养盐之间的相关关系,探讨了生源要素在低氧形成期与消亡期的变化特征及主要控制机制。结果表明,生物的光合作用与有机物的降解过程是调控低氧事件前后渤海生源要素变化的主要因素之一,而黄海底层水体有机物的降解过程是调控水体溶解氧浓度及营养盐浓度变化的主要原因之一。     

土地利用变化对喀斯特水体溶解无机碳、总氮和总磷输出的影响——以贵州普定沙湾模拟试验场为例

耦联水生光合作用的碳酸盐岩风化碳汇是全球碳循环研究的关键问题,生物碳泵效应不仅能够稳定碳酸盐风化碳汇,也有利于改善水环境,而过量输入氮、磷会导致水环境变差。土地利用变化作为全球变化重要内容之一,对流域碳氮磷的输出具有重要影响,但关于土地利用变化对喀斯特水体溶解无机碳、总氮和总磷输出影响的研究有待进一步加强。本研究以贵州普定沙湾喀斯特试验场为研究对象,以研究土地利用变化对水文、水化学、溶解无机碳汇通量、总氮通量和总磷通量的影响。结果表明,流量、径流深、土壤CO₂浓度、pCO₂、HCO^-₃浓度和电导率呈现出夏秋季节高、春冬季节低的变化特征,与pH变化相反。样地间,土壤CO₂浓度、pCO₂、HCO^-₃浓度和电导率表现为草地>灌丛地>农耕地>裸土地>裸岩地,与pH变化相反。参与岩溶作用的土壤CO₂是造成水化学变化的主要原因。溶解无机碳汇通量和总氮通量呈现出夏秋季节高、春冬季节...     

酸沉降背景下太湖流域碱基离子流失特征模拟研究

太湖流域是我国酸沉降较严重的区域之一,酸沉降对流域碱基离子流失产生了显著影响。通过室内模拟试验,研究了流域内代表性碳酸盐岩及其风化产物和流域分布广泛的沙壤土在不同pH模拟酸溶液作用下碱基离子的释放特征。结果表明：1）碳酸盐岩中碱基离子释放量与酸溶液pH和粒径均呈显著负相关（P<0.01）。在10 d试验期内,Ca²⁺释放量最小值为0.26 g/kg,最大值达14.30 g/kg,且比K⁺、Na⁺和Mg²⁺释放量高1个数量级。2）碳酸盐岩风化产物与沙壤土中碱基离子对模拟酸溶液的敏感性为Ca²⁺>Mg²⁺>K⁺。其释放量不仅与模拟酸溶液pH有关,还取决于介质本身特征（本身离子总量、成土母质环境及交换态离子量）。3）太湖流域不同介质对模拟酸溶液的缓冲能力存在显著差异,表现为碳酸盐岩>白云岩风化产物>石灰岩风化产物>沙壤土。分析认为,大量的碳酸盐与质子迅速发生的中和作用是碳酸盐岩及其风化产物具有较强缓冲能力的关键因素。

     

中国东南主要河流表层水中全氟烷基酸的赋存特征及风险评价

全氟烷基酸（perfluoroalkyl acids, PFAAs）是一类持久性有机污染物并且在水体中被普遍检出。本文采集了中国东南13条主要河流52份水样并分析了17种PFAAs的浓度,采用因子分析、相关分析和主成分分析等方法分别探究了表层水中PFAAs的赋存特征、入海通量、污染来源及其对流域水生生物的生态风险和对人体的健康风险。研究结果表明该流域 ∑₁₇PFAAs的浓度范围是0.90—231.52 ng·L⁻¹,平均浓度为46.82 ng·L⁻¹。PFAAs的主要污染来源是工业源,排放估算为7.12 t·a⁻¹。生态风险和人体健康风险评价结果表明东南主要河流全氟烷基酸的整体风险较低,但钱塘江、闽江等部分河段PFOA和PFOS的生态风险熵大于1,部分河段具有潜在的生态风险,可能对水生生物产生不利影响。此外,钱塘江部分河段饮水健康风险熵大于1,可能对人群健康产生潜在风险。