城市化进程中长江经济带长江干流水化学演变特征及影响因素

快速的城市化过程对城市周边水体水化学组成特征产生了诸多影响.为揭示长江经济带城市群发展对长江水化学特征的影响,于2020年10—11月沿长江干流,采集了四川宜宾至上海145个河流水样,并对比了历史水化学数据.同时,运用数理统计、离子比值法等方法探究了长江经济带平水期水化学特征.结果表明：长江河水的主要水化学类型为HCO₃·SO₄-Ca型,主要受流域内分布的碳酸盐岩等岩石风化作用控制;河水中阳离子以Ca²⁺为主,阴离子以HCO₃^-为主,Cl^-浓度沿径流方向升高,Ca²⁺和Mg²⁺浓度沿径流方向先升高后降低,SO₄^2-浓度沿径流方向逐渐上升,HCO₃^-浓度沿径流方向降低;城市化进程中,由于人类活动和工业活动加剧,除HCO₃^-外,Ca²⁺、Mg²⁺     

苏州古城区域河道碳氮磷类污染物的分布特征

苏州是水质型缺水城市,节水、减排、控源和截污等工程实施后,水质问题依然严峻.为了解苏州古城区域河道中碳氮磷类污染物的总量及分布特征,提出河道疏浚决策依据,于2019年春季在苏州古城区域采集了20个代表性断面的河道底泥和水体样品,测定了河道底泥的深度,分析了河道底泥和水体样品中碳氮磷类污染指标的含量,评价了河道底泥和水体的污染程度,并预测了换水、引水、降雨和疏浚情境下水质的变化.结果表明,苏州古城区域河道底泥深度在22~1025 mm之间（均值为266 mm）,底泥总质量约为5.2×10⁵ t.底泥中总有机碳、总氮、氨氮、总磷和有效磷平均含量分别为3.4%、2074 mg·kg^-1、140.2 mg·kg^-1、1765 mg·kg^-1和57.2 mg·kg^-1,属中度污染,总磷含量超标点超过90%,环城河污染程度最高,建议优先疏浚.水体中总有机碳、生化需氧量、化学需氧量、总氮、氨氮、凯氏氮、总磷和磷酸盐平均浓度分别为7.8、0.6、13.1、2.5、0.643、1.3、0.18和0.09 mg·L^-1,属重度污染,为劣V类地表水,总氮浓度严重超标.基于沿程碳氮磷类污染物总量的分布情况,苏州古城区域河道疏浚推荐顺序为环城河、古城北部河道、干将河和古城南部河道.降雨情景下,初期径流污染物浓度高,将导致河道水质急剧下降;换水和引水情境下水中总氮总量均减少0.2 t,完全疏浚后水中总氮总量分别进一步减少4.58 t和2.19 t.底泥磷以外源输入为主,可受纳部分水体中的磷,故疏浚后,水体中总磷总量可能增加.     

承德市PM2.5中碳质组分的季节分布特征及来源解析

为研究承德市PM_2.5中碳质组分的季节变化及污染来源,于2019年1、4、7和10月采集大气PM_2.5样品,测定碳质组分浓度.通过有机碳（OC）与元素碳（EC）比值、总碳质气溶胶（TCA）及二次有机碳（SOC）的估算,分析碳质组分的变化特征;结合后向轨迹和主成分分析（PCA）方法,分析污染来源.结果表明,采样期间PM_2.5、OC和EC的平均质量浓度分别为（31.26±21.39）、（13.27±8.68）和（2.80±1.95）μg ·m^-3.PM_2.5的季节变化趋势为：冬季[（47.68±30.37）μg ·m^-3]>秋季[（28.72±17.12）μg ·m^-3]>春季[（26.59±15.32）μg ·m^-3]>夏季[（23.17±8.38）μg ·m^-3],与总碳（TC）、OC和EC季节变化趋势一致,冬季（R²=0.85）的OC与EC来源较一致;OC/EC值得出4个季节均受到交通和燃煤源排放的影响,且冬季受烟煤排放影响显著.TCA的平均浓度为（21.38±13.68）μg ·m^-3,占PM_2.5比例达68.39%,二次转化率（SOC/OC）为：春季（54.09%）>秋季（37.64%）>夏季（32.91%）>冬季（25.43%）.后向轨迹模拟结果表明,春季和夏季气团携带的污染物浓度相对较低,秋季污染物的传输通道为西南方向,冬季为西北方向,主成分分析（PCA）表明,承德市PM_2.5削减的关键是控制机动车尾气、燃煤和生物质燃烧源的排放.     

Enterobacter sp. CV-v对甲基橙的脱色特性与条件优化

从浙江温州分离筛选到1株甲基橙高效脱色菌株CV-v,经16S rRNA基因序列分析表明,该菌株属于Enterobacter sp.属.单因素实验结果表明:当pH值在5.0~9.0之间时,培养48h以后,该菌株对甲基橙的脱色率均在80%以上;脱色的最适温度范围为30~40℃之间;所测碳源中的葡萄糖和麦芽糖、氮源中的牛肉膏和酵母粉对脱色的促进效果最为显著,且Ca2+和Mg2+也对脱色有显著的促进效应;此外,当接种量达到7%(V:V)以后,48h的脱色率即可达近100%.响应面设计实验结果显示,该菌株对甲基橙脱色的最优操作条件为:pH 8.0,葡萄糖1.7g/L,酵母粉3.0g/L,氯化镁3.0mmol/L及培养温度35.9℃.验证实验结果表明在最优条件下,该菌株在10h内对甲基橙的脱色率可达88.0%.总体而言,该菌株在偶氮染料脱色中的应用潜能较大.     

太湖西岸河网沉积物中重金属污染特征及风险评价

为研究太湖西岸河网沉积物中重金属污染特征及风险,调查了丰-平-枯3个水期19个点位8种重金属的含量,结果表明,沉积物中重金属浓度顺序为ZnCrCuPbNiAsCdHg,其中Cd、Cu、Zn、Pb、Ni明显高于其环境背景值,除As外,其余7种重金属平水期含量高于丰水和枯水期.地累积指数(I_(geo))和潜在生态指数(RI)评价表明,研究区沉积物中Cd属于中等污染程度和中等生态风险,Cd对RI贡献率为35%,重金属生物毒性不利影响评价值(mP EC-Q)范围为0.12~0.76,平均值0.30,表明研究区发生生物毒性不利影响的可能性为15%~29%,工业与生活混合区点位S2从污染程度、生态风险、生物毒性不利影响和主成分评价的污染及风险均最大,表现出多种重金属的协同污染,这与其周围污染排放特征一致,为该区域河流沉积物中重金属污染控制提供依据.     

基于决策树的城市黑臭水体遥感分级

水体黑臭程度遥感监测是了解城市水质现状和综合评价城市水环境治理效果的重要手段.以南京、常州、无锡和扬州为研究区,共采集171个样点,同步测量水质参数和光学参数,分析黑臭水体与一般水体的水色和光学特征,构建决策树模型进行重度黑臭水体、轻度黑臭水体和非黑臭水体（记为一般水体）识别.结果表明：①根据色度可将水体分为1~6类水体,其中,类型1~4为黑臭水体,分别为灰黑色、深灰色、灰色和浅灰色水体,类型5和类型6水体为一般水体,分别为绿色系和黄色系水体;②类型1水体的非色素颗粒物和有色可溶性有机物含量高,但色素颗粒物的吸收并不占主导,类型2和5水体的吸收以色素颗粒物吸收占主导,类型3、4和6水体的吸收以非色素颗粒物吸收占主导;③根据六类水体的反射光谱差异用黑臭水体差值指数（difference of black-odorous water index,DBWI）、三波段面积水体指数（green-red-nir area water index,G-R-NIR AWI）、绿光波段反射率和归一化黑臭水体指数（normalized difference black-odorous water index,NDBWI）构建的水体分类识别决策树,能够有效识别出重、轻度黑臭水体和一般水体;④将决策树模型应用于2019年4月9日扬州的PlanetScope影像上,并利用10个同步过境点进行验证,整体识别精度达到80.00%,K值达到0.67.通过水色分类后的城市水体分级模型方法,可推广应用于类似的水体,为黑臭水体监管提供技术方法.     

太子河鱼类群落结构空间分布特征

以辽河流域太子河为例,开展鱼类生态调查,分析鱼类群落的空间分布特征,在此基础上进行鱼类地理分布区域划分. 结果表明,太子河鱼类分属2纲9目12科36属44种,符合辽河亚区鱼类的分布特征,其种类繁多,且以纺锤形体型的鲤科鱼类居多. 通过CCA(典范对应分析)发现,水深、水体电导率以及ρ(TDS)(TDS为总溶解固体)和ρ(TN)与鱼类的种类及数量的相关性最大. 根据对各采样点鱼类的渔获量、Shannon-Wiener指数的聚类分析,并且结合各采样点的水温、水深、饵料生物组成、岸边植被、底质、流速、土壤等生态环境因素,以及鱼类分布和种群的结构特征,将太子河流域划分为2个生态区,其中A区包括太子河中、上游的流域,涵盖了51个采样点;B区包括19个采样点,主要是太子河下游的绝大部分流域.      

一株壬基酚降解菌的分离鉴定及其对壬基酚同分异构体降解特性研究

壬基酚(NP)是典型的内分泌干扰物,具有雌激素效应.目前对NP的研究主要集中于微生物降解对其整体去除效果,而对各NP同分异构体的降解行为尚缺乏系统性研究.从钱塘江沉积物中筛选得到一株能够降解NP的细菌,命名为N-1,实验室条件下该菌能以NP为唯一碳源生长.经形态、生理生化及16S rRNA基因序列分析,N-1鉴定为假黄单胞菌(Pseudoxanthomonas sp.).通过正交试验确定N-1降解NP的最适条件为:温度30℃,p H=7.0,菌量10%,NP浓度5~10 mg·L~(-1).最适条件下,N-1对NP 16 d整体降解率可达88.0%,对10种NP异构体降解率在69.7%~100%之间,说明N-1对NP同分异构体的降解具有结构-降解特性,即不同结构NP异构体表现出不一样的降解能力.进一步研究发现,NP异构体降解率随着NP烷基C链长度增加而升高,随着烷基取代基结构越复杂而降低.NP降解选择性导致的难降解成分残留现象,为NP类异构体污染物的微生物修复提供了一定的理论依据.     

Quantifying the characteristics of particulate matters captured by urban plants using an automatic approach

It is widely accepted that urban plant leaves can capture airborne particles. Previous studies on the particle capture capacity of plant leaves have mostly focused on particle mass and/or size distribution. Fewer studies, however, have examined the particle density, and the size and shape characteristics of particles, which may have important implications for evaluating the particle capture efficiency of plants, and identifying the particle sources. In addition, the role of different vegetation types is as yet unclear. Here, we chose three species of different vegetation types, and firstly applied an object-based classification approach to automatically identify the particles from scanning electron microscope(SEM)micrographs. We then quantified the particle capture efficiency, and the major sources of particles were identified. We found(1) Rosa xanthina Lindl(shrub species) had greater retention efficiency than Broussonetia papyrifera(broadleaf species) and Pinus bungeana Zucc.(coniferous species), in terms of particle number and particle area cover.(2) 97.9% of the identified particles had diameter ≤10 μm, and 67.1% of them had diameter ≤2.5 μm. 89.8% of the particles had smooth boundaries, with 23.4% of them being nearly spherical.(3) 32.4%–74.1% of the particles were generated from bare soil and construction activities, and 15.5%–23.0% were mainly from vehicle exhaust and cooking fumes.     

四川省典型工业行业PM2.5成分谱分析

利用荷电低压颗粒物撞击器(ELPI+)对四川省水泥行业、玻璃行业、陶瓷行业、砖瓦行业、燃煤锅炉、生物质锅炉、电厂、钢铁行业等典型行业开展排放特征测试,通过组分分析,获取各行业PM_(2.5)成分特征谱.结果表明:①水泥、玻璃、陶瓷、砖瓦等建材行业均以Si、Ca、Mg等元素为主要排放组分,双碱法脱硫SO_4~(2-)排放占比高于其他脱硫工艺;②电厂PM_(2.5)中SO_4~(2-)、Ca~(2+)、NH_4~+、Mg和Si为特征组分;燃煤锅炉中OC、Al、Si和Ca等为特征组分;③OC和EC是生物质锅炉PM_(2.5)主要排放组分,成型生物质燃料锅炉中K排放占比也较高,非成型生物质燃料锅炉中Cl~-排放占比为所有行业中最高;④钢铁行业中Ca含量最高,为18. 11%,其次为SO_4~(2-)、Na~+和Fe.