化工过程废物最小化方法的研究进展

系统化的废物最小化方法对于环境友好且具有竞争力的化工过程的研发、综合、设计和改造具有非常重要的指导作用。简介了废物最小化的一般原则;综述了目前国内外各类系统的废物最小化方法,包括定性类方法如分层决策法、环境优化技术法、结构化法及3Es法等,定量类方法如各种数学优化法、夹点分析法、废物削减算法以及人工智能法及组合式方法;展望了该领域的研究发展趋势。     

Comparison of Pb and Cd adsorption to the surface coatings and surficial sediments collected in Xianghai Wetland

Surface coatings and surficial sediments were obtained in four natural waters in Xianghai Wetland in China to study the role of surface coatings and surficial sediments in controlling the transporting and cycling of heavy metals in aquatic environments. Pb and Cd adsorption to the surface coatings and surficial sediments were measured under controlled laboratory conditions(mineral salts solution with defined speciation, ionic strength 0.0.5 mol/L, 25℃ and pH 6.0 for surface coatings: and 0.00.5 mol/L CaCl2 solution, 25℃ and pH 6.0 for surficial sediments). The Langmuir adsorption isotherm was applied to estimate equilibrium coefficients of Pb and Cd adsorption to the surface coatings and surficial sediments, and the component analyses of surface coatings and surficial sediments were also carried out.Correlation analyses between the maximum adsorption of Pb and Cd (Гmax) and the components in the surface coatings and surficial sediments suggested that there was a statistically significant trend for Pb and Cd adsorption(Гmax) to the surface coatings to increase with increasing in contents of Fe and Mn oxides in the surface coatings and surficial sediments. And the metal adsorption abilities of surface coatings were much stronger than those of surficial sediments, highlighting that in the same water, i.e. at the same pH and initial metal concentrations, the metals(such as lead and cadmium) in supernatant were feasible to be adsorbed by surface coatings than surficial sediments. The more importance of surface coatings than surficial sediments for adsorbing and cycling of heavy metals in aquatic environments was evidenced.     

改性半焦脱除烟气中SO2的研究

对内蒙工业副产褐煤半焦（比表面积49.187m^2／g,孔容0.0351cm^2／g）,采用加压水热化学活化法,HNO3活化法和高温煅烧相结合的方法制备出半焦烟气脱硫剂,并对脱硫剂的脱硫性能进行固定床活性评价。分析表明,其脱硫效果比较好,转化率维持在50％以上的累计硫容可达24．30％,脱硫时间长达35h,远远高于原料半焦的脱硫效果（硫容为0．68％,时间为1．5h）;同时采用水洗法对脱硫剂进行再生,其再生液可用来制备浓度为9.01％的稀硫酸。     

Predicting Extinction Risk of Brazilian Atlantic Forest Angiosperms

Understanding how plant life history affects species vulnerability to anthropogenic disturbances and environmental change is a major ecological challenge. We examined how vegetation type, growth form, and geographic range size relate to extinction risk throughout the Brazilian Atlantic Forest domain. We used a database containing species‐level information of 6,929 angiosperms within 112 families and a molecular‐based working phylogeny. We used decision trees, standard regression, and phylogenetic regression to explore the relationships between species attributes and extinction risk. We found a significant phylogenetic signal in extinction risk. Vegetation type, growth form, and geographic range size were related to species extinction risk, but the effect of growth form was not evident after phylogeny was controlled for. Species restricted to either rocky outcrops or scrub vegetation on sandy coastal plains exhibited the highest extinction risk among vegetation types, a finding that supports the hypothesis that species adapted to resource‐limited environments are more vulnerable to extinction. Among growth forms, epiphytes were associated with the highest extinction risk in non‐phylogenetic regression models, followed by trees, whereas shrubs and climbers were associated with lower extinction risk. However, the higher extinction risk of epiphytes was not significant after correcting for phylogenetic relatedness. Our findings provide new indicators of extinction risk and insights into the mechanisms governing plant vulnerability to extinction in a highly diverse flora where human disturbances are both frequent and widespread. Predicción del Riesgo de Extinción de Angiospermas del Bosque Atlántico Brasileño     

半月周期的潮汐对滨海湿地土壤理化性质的影响

周期性的潮汐是滨海湿地重要的水文特征,为了探讨潮汐的半月周期(包括小潮期和大潮期)对土壤理化性质的影响及可能的机制,于2009年7月中下旬测定了长江口崇明东滩湿地土壤理化性质在小潮期和大潮期交替周期内的变化规律。结果表明,与小潮期相比,由于频繁的潮水淹没,大潮期0～5 cm土壤含水量的增加量从低潮滩向高潮位依次为:44.8%、18.5%、10.9%和14.3%,5～10 cm含水量的增加量从低潮滩向高潮位依次为:19.2%、9.8%、12.6%和16.2%,10～20 cm则依次为:5.6%、6.1%、2.5%和7.3%。大潮期,从低潮滩向高潮滩增加的盐度依次为0.18、0.13、0.10和0.09 ms·cm^-1,增加的硫酸盐依次为0.32、0.21、0.16、0.13 mg·g^-1。与小潮期相比,大潮期氧化还原电位(Eh)显著降低;土壤容重、pH、可溶性有机碳和可溶性氮在大小潮期间无明显差异。此外,在潮汐的半月周期内,低潮滩土壤比高潮滩有更高淹水频率和更长淹水时间,受潮水的影响更明显,大潮期低潮滩土壤含水量、盐度和硫酸盐的增加幅度大于高潮滩,低潮滩土壤Eh降低幅度则小于高潮滩。半月周期的潮汐可以显著影响滨海湿地的部分土壤理化性质,且不同潮位的土壤性质对潮汐的响应程度不同,进而可能会对湿地植物生长和相关生态过程起到重要的调控作用。     

沿海滩涂垦殖对土壤氮总转化速率的影响分析

滩涂湿地在吸收、转化和滞留氮、磷等营养元素方面具有重要功能。选取江苏东部沿海典型滩涂区,分别对垦殖时间为0、3、6、17、30、60 a的沿海滩涂进行采样,对相应的土壤氮总转化速率指标进行实验测定。结果表明,滩涂垦殖后,表征氮素活化过程的指标,如总矿化率、总硝化率、净矿化率和净硝化率等有所增加,而有利于氮固持的铵态氮同化率指标无显著变化,硝态氮同化率指标变慢;围垦期限超过30 a后,各氮总转化速率指标渐趋稳定。相关性分析表明,净矿化率、总矿化率、铵态氮同化率、净硝化率、总硝化率与围垦年限呈显著正相关(p<0.01),相关性系数分别为0.966、0.929、0.819、0.800、0.798;硝态氮同化率与围垦年限呈显著负相关(p<0.01),相关性系数为-0.685;除铵态氮外,全氮、硝态氮、pH值、有机碳均与各氮总转化速率指标呈显著相关关系(p<0.01)。滩涂垦殖后土壤理化性质指标的改变带来土壤氮总转化速率的变化,一定程度上破坏了土壤氮生态系统平衡。     

大同铅锌尾矿不同污染程度土壤细菌群落分析及生态功能特征

随着工业化飞速发展,矿山开采滞留大量废弃物严重破坏了生态环境,造成的污染亟待解决.以不同污染区为对象,利用Illumina高通量测序技术分析土壤细菌群落的变化,结合土壤理化因子探究土壤细菌群落主要影响因素,并对其潜在生态学功能进行预测.结果表明,受尾矿污染加剧影响,土壤养分流失严重.土壤样品共获得细菌操作分类单元(OTU)14 253个,重度污染区(W1)、中度污染区(W2)、轻度污染区(W3)和清洁区(CK)的OTU数分别为3 240、 3 330、 3 813和3 870个,随着污染加剧,土壤OTU值下降.在土壤细菌群落α多样性分析中,与CK相比,W1显著降低了Chao1、 ACE和Shannon指数(P<0.05),W3无显著差异.土壤细菌群落的优势菌门是放线菌门(β-Actinobacteria)、变形菌门(β-Proteobacteria)和绿弯菌门(β-Chloroflexi),污染区(W1～W3)提高了放线菌门和变形菌门的相对丰度,降低了绿弯菌门的相对丰度,W1优势菌门的相对丰度与CK差异性显著(P<0.05).RDA分析表明土壤理化性质与土壤细菌群落的总变异...     

中国镉超富集植物的物种、生境特征和筛选建议

植物修复作为一项绿色且有效的原位修复重金属污染土壤技术,在近20年引起了中国学者的关注并取得了一系列成果.通过检索镉超富集植物相关关键词,对过去20 a(2002～2021年)科技文献中报道的中国镉超富集植物的物种特征、野外发现地在中国各植被地带的分布、原生境特征、地质特征和镉的地球化学进行归纳总结,为镉超富集植物的筛选提供建议.结果表明,目前报道的镉超富集植物有45种.在植物物种上,隶属22科,36属,其中菊科(Compositae)植物最多,为14种.由野外调查发现的镉超富集植物有25种,主要发现于亚热带常绿阔叶林区域,其主要生长于铅锌矿周围的高浓度镉土壤上.归纳总结发现,丰富的植物物种资源、高浓度重金属土壤和长时间的驯化共同促进了超富集植物的形成.因此,具备这3点的区域可以视为超富集植物存在的高概率区域,并且超富集植物的野外筛选可以围绕此展开.最后,提出可以通过高概率区域识别和调查、富集能力验证、富集能力逆境习得筛查、生态型筛查、继代遗传检验和修复能力验证这6步,来进行超富集植物的筛选和植物超富集能力的鉴定.     

北京冬季奥运会历史同期大气PM2.5污染特征分析

基于2015~2021年的1~3月北京市大气PM_2.5浓度与化学组成长期观测数据,分析了2022年北京冬季奥林匹克运动会（冬奥会）和北京冬季残疾人奥林匹克运动会（冬季残奥会）历史同期的PM_2.5污染态势、化学组成特征以及潜在源区.2015~2018年的1~3月重污染［日均ρ（PM_2.5）>75 μg·m^-3］天数以及重污染期间PM_2.5平均值下降十分显著,之后这两者未发生明显改变.2018~2021年的1~3月每年平均发生重污染23 d,重污染天ρ（PM_2.5）平均值约为120.0 μg·m^-3.2015~2021年的1~3月超长重污染过程（连续重污染超过5 d）平均每年发生2~3次,其中2021年发生3次,且持续时间最长达到8 d.历年冬奥会历史同期发生重污染的天数为2~9 d,春节期间烟花爆竹大量燃放可能是该时期重污染发生的重要原因之一;冬季残奥会历史同期重污染天数一般为1~5 d,但2021年受频繁出现的静稳天气影响,重污染天数高达9 d.在同时段重污染期间,PM_2.5化学组成均以二次组分为主,例如在PM_2.5可测组分中,2020年NO₃^-质量分数高达46%,较同年清洁天（11%）显著增加;SO₄^2-质量分数为12%~19%,说明当前硫酸盐污染仍不容忽视.北京市1~3月PM_2.5主要贡献区域包括内蒙古自治区中西部、河北省、天津市、山西省、陕西省、山东省中西部和河南省北部.研究结果将为北京市冬季空气质量持续改善以及2022年冬奥会与冬季残奥会期间北京市环境空气质量保障提供科学依据.     

开花后小麦地上部镉、砷分布及其转运特征

为了探明小麦开花后叶片和茎节对籽粒中镉(Cd)和砷(As)累积的影响效应,采用田间小区试验,研究了山农28(SN28)和济麦22(JM22)两个小麦品种地上部各器官Cd和As的分布规律和迁移特征.结果表明,在灌浆期,小麦地上部的Cd主要分布在节中,Cd由节间3到节2、节间2到节1和叶鞘1到节1的转运能力显著强于其他部位.在成熟期,Cd主要分布于叶片中,Cd由叶鞘到叶片和由节1到穗轴的转运能力显著增强.此外,JM22中颖壳到穗轴和穗轴到籽粒的Cd转运能力显著低于SN28,使JM22的穗轴、颖壳和籽粒中Cd含量与SN28相比分别显著降低了22.3%、 40.8%和44.4%.同时,从灌浆期到成熟期小麦地上部的As主要分布于叶片中,且JM22颖壳和籽粒中As含量显著低于SN28,降幅分别为25.8%和33.3%.在灌浆期和成熟期,小麦中As转运系数由叶鞘到节显著高于叶到叶鞘和节到节间,平均增幅为438%和190%.此外,JM22中As由颖壳到籽粒和穗轴到籽粒的转运系数分别比SN28显著降低40.6%和44.4%.总之,开花后小麦旗叶、节1和穗轴调控了Cd转运及其在籽粒的累积,而小麦的叶3、旗...