杭州西湖“香灰土”沉积物轻、重有机质组成特征及其环境意义

为探索城市浅水湖泊高有机质含量沉积物中有机质污染特征及其与氮、磷等营养元素的关系,调查了西湖8个湖区沉积物柱状样不同深度泥层有机质含量及其轻、重组分和氮磷污染特征,通过与国内相关湖泊有机质组分的比较,定量刻画了西湖"香灰土"沉积物的有机质特征.结果表明,西湖沉积物属典型高有机质含量底质,不同湖区底泥有机质含量平均值为28~251 g·kg-1;不同湖区沉积物有机质含量差别很大,引水入口湖区比其他湖区的有机质含量明显偏低;垂向上,大多湖区有机质含量随深度增加而增加,反映出有机质在西湖丰富的沉积历史.有机质轻/重组分离研究表明,西湖沉积物中轻组有机质含量为0.57~9.17 g·kg-1,平均占总有机质的2.83%,重组含量为5.35~347.41 g·kg-1,平均占总有机质的90%;与玄武湖、月湖、太湖、白洋淀等浅水湖泊相比,西湖底泥轻组有机质含量与之相当,但重组有机质含量明显偏高,反映出西湖作为历史悠久的城市湖泊,有机质污染负荷高,底泥腐殖化程度高.西湖底泥轻组有机质与总磷、总氮显著相关,而重组有机质含量仅与总氮含量显著相关,与磷没有相关性,表明轻组有机质对氮、磷内源释放潜力具有较大的影响.研究表明,西湖"香灰土"型沉积物有机质含量高、重组有机质比例高,对内源氮磷释放的缓冲能力强,在西湖营养盐内源负荷控制及水体富营养化治理中应予以充分考虑.     

黄河中游(渭南-郑州段)全/多氟烷基化合物的分布及通量

本研究收集黄河中游(渭南—郑州段)表层水样品,利用高效液相色谱质谱串联的方法分析了水相和颗粒相中的28种全氟和多氟烷基化合物(PFASs).结果表明,水相和颗粒相中Σ28PFASs的含量分别为18.4~56.9 ng·L~(-1)和26.8~164ng·g~(-1)(以干重计).水相和颗粒相中以全氟己酸(PFHx A)为主要污染物,分别占总含量的27%和16%,且3H-全氟-3-(3-甲氧基丙氧基)丙酸(ADONA)、氯代多氟醚基磺酸(6∶2和8∶2 Cl-PFESA)在颗粒相均有检出,表明PFASs替代品的生产和使用逐渐增多.PFASs在水相-颗粒相中的lg Kd变化范围为2.95±0.553(PFPe A)~3.85±0.237(8∶2 FTUCA),颗粒物吸附氟调聚羧酸(FTCAs)和不饱和氟调聚羧酸(FTUCAs)的能力随碳链长度的增长而增加,全氟烷基磺酸(PFSAs)较全氟烷基羧酸(PFCAs)更容易被颗粒物吸附.黄河郑州—渭南段PFASs的通量呈现先降低后增加的趋势,表明该河段接纳了来自上游及支流的污染输入.此外,结果表明水相中的PFASs通量大于颗粒相.     

基于因子载荷矩阵的复杂气井井筒完整性失效贡献因素重要度量化方法

基于统计学理论提出了一种针对复杂油气井井筒完整性失效贡献因素的量化评价方法并进行了工程应用。通过引入因子载荷矩阵推导了井筒完整性评价的因子分析模型,以最少信息丢失为原则对井筒完整性失效的贡献因素进行了分类、筛选和重要度排名,将井筒完整性失效的贡献因素类别从23类压缩为7类,在保证精度的情况下提高了统计效率。重要度分析表明:"抗剪切失效"对普光T4井筒完整性失效的贡献最大,累计重要度达到了11. 093;而"结构失效"对顶事件普光T4井筒完整性失效的贡献最小,累计重要度为1. 199。研究成果可为复杂油气井井筒的设计、安全评价提供理论和方法支持。     

氮负荷升高对螺-附着藻-苦草生态关系的影响

本文设计了双因子(氮负荷升高、有无螺类)受控实验,研究了氮负荷升高(太湖正常氮负荷的3倍)对螺-附着藻-苦草关系的影响.结果表明,氮负荷升高处理明显提高了水体总氮、总溶解氮、叶绿素a等指标的含量,显著增加了附着生物干重,进而抑制了苦草生长;与正常氮负荷处理组相比,3倍氮负荷处理组中苦草的相对生长率、株高和叶片数分别降低了33%、25%和13%.环棱螺降低了附着生物干重和水体叶绿素a含量,明显促进了苦草生长.氮负荷升高和环棱螺存在对水体各项理化指标、附着生物干重和苦草的各项生长指标均无交互作用.此外,氮负荷升高还降低了环棱螺的生长速率.分析认为,氮负荷升高对沉水植物生长的抑制机理主要体现在浮游藻类与附着生物生物量增加的抑制效应;环棱螺的存在虽然在一定程度上减弱了这种效应,但由于氮负荷升高还同时使环棱螺生长率降低,削弱了其对附着生物的牧食压力,从而使得附着生物对苦草生长的抑制作用加强.因此,氮负荷升高使螺-附着藻-沉水植物之间的生态关系失衡,也可能是氮浓度较高的富营养湖泊中沉水植被稀少的重要原因.     

太湖主要环湖河道沉积物反硝化潜力及其控制因子

河流反硝化作用是水体氮素去除的重要途径,对流域氮负荷削减具有重要意义.为探究河网区河道的反硝化脱氮能力及其主要控制因子,本研究调查了太湖14条主要环湖河道的水质和沉积物特征,通过泥浆培养实验,利用氮氩比的方法和膜接口质谱仪分析技术,测定了14条环湖河道的沉积物反硝化潜力.结果表明,太湖环湖河道的反硝化潜力为-9.93~35.71 μmol·L^-1·d^-1,均值为（20.79±14.79） μmol·L^-1·d^-1,南部河道的反硝化潜力显著低于北部河道,负值代表沉积物的吸附或固氮行为.水柱中的硝态氮浓度、溶解氧、溶解性有机碳（DOC）和沉积物中的碳含量均会对沉积物反硝化潜力产生影响.相关分析结果表明,硝态氮浓度对河道反硝化作用的影响有限,反硝化作用对硝态氮底物的响应遵从米氏动力学模型（R²=0.77）的规律.而在太湖氮负荷严重的西部和北部河道区,水体中的DOC是反硝化潜力的主要限制因素.改善氮的去除环境对促进水体氮去除过程和区域氮管理具有重要意义,在氮负荷严重的流域河道,水体的DOC应该得到更多的关注.     

基于摩拜骑行数据的上海市共享单车减排效益时空分析

移动互联网环境下的共享单车能够有效减少机动化出行,可在一定成程度上缓解当下交通污染、气候变化等问题,具有显著的减排效益.本研究基于上海市摩拜单车的骑行数据,结合精细化的交通方式排放因子及共享单车替代率调查数据,计算共享单车与其替代交通方式相比所减少的温室气体排放和污染物排放,并分析共享单车减排效益的时空分布特征.结果表明：2016年上海市共享单车的CO₂、CO、HC、NO_x、PM_2.5和PM₁₀减排量分别为6322、74、8.57、6.33、0.32、0.48 t;在时间上具有典型的峰谷现象,其中,早晚高峰贡献了约45%的减排量;在空间上主要分布于中心城区,其中,南京东路街道单位面积减排量最高.因此,上海市共享单车的减排效益主要产生于早晚通勤交通与人口集聚的地区.为了提高共享单车的减排效益,政府和运营者需要在未来继续扩大共享单车的覆盖范围,增加在郊区的投放数量,鼓励更多外围居民使用共享单车.     

太湖地区水稻土表层土壤10年尺度重金属元素积累速率的估计

以江苏省几个水稻土历年监测的重金属元素变化资料为基础,估计太湖地区水稻土表层土壤的重金属元素积累速率并推算本地区相应的几种环境影响的污染通量.结果表明,Cu/Zn、Pb和Cd的积累速率分别达到0.3～lmg·(kg·a)^-1、0.2～1mg·(kg·a)^-1和0.3～3μg·(kg·a)^-1,它们的年污染通量分别为0.5～1kg·(hm²·a)^-1,0.5～1.0kg·(hm²·a)^-1,0.5～3.0kg·(hm²·a)^-1和0.8～10×10^-3kg·(hm²·a)^-1.观察到有效态含量的积累速率高于全量.就整个区域来说,Pb、Cd的面源复合污染强度明显较其他环境影响因子大,尤其是Cd的污染通量较国际上的报道偏高,说明本地区环境污染较为严重,仍然是区域环境质量的制约因素本地区土壤重金属元素的变化及其对食物链的影响以及人类健康的影响必须引起广泛的重视.     

加卸载下含水率对含瓦斯煤岩损伤变形的影响分析

采用含瓦斯煤热流固耦合三轴伺服控制渗流试验装置对不同含水状态煤样进行了加卸载下三轴变形与渗流特性的试验研究。研究结果表明:含水率越高,煤样的三轴强度越低,失去抵抗外部载荷所产生破坏的能力越快,且塑性变形增强,脆性破坏减弱,瓦斯流量增加越小;含水率的增加能够使得煤岩破坏时积聚的弹性能减少,并且释放速率更加缓慢,更多的消耗于塑性变形中,这有助于预防煤岩破坏时由于弹性能的突然释放而导致的大型煤与瓦斯突出事故的发生;基于Logistic方程和能量耗散理论,建立了煤岩损伤演化数学模型,通过对试验数据的拟合分析,两者吻合程度较高,能够为煤岩损伤破坏提供预测。研究结果对于具有煤与瓦斯突出危险性的煤层进行注水消突具有理论指导意义。     

油气膜分离回收技术在汽油装车系统的应用

炼化企业油气回收作为一种清洁生产工艺,具有较好的应用前景。2006年5月,哈尔滨石化公司建成应用膜分离技术的油气回收装置,并将该技术应用于汽油装车系统。经过现场评价,装置处理能力为650m~3/h时,油气排放浓度为14 g/m~3,油气处理效率达97%,均满足《储油库大气污染物排放标准》(GB 20950 -2007)的要求。     

Conserving alpha and beta diversity in wood-production landscapes

International demand for wood and other forest products continues to grow rapidly, and uncertainties remain about how animal communities will respond to intensifying resource extraction associated with woody bioenergy production. We examined changes in alpha and beta diversity of bats, bees, birds, and reptiles across wood production landscapes in the southeastern United States, a biodiversity hotspot that is one of the principal sources of woody biomass globally. We sampled across a spatial gradient of paired forest land-uses (representing pre and postharvest) that allowed us to evaluate biological community changes resulting from several types of biomass harvest. Short-rotation practices and residue removal following clearcuts were associated with reduced alpha diversity (−14.1 and −13.9 species, respectively) and lower beta diversity (i.e., Jaccard dissimilarity) between land-use pairs (0.46 and 0.50, respectively), whereas midrotation thinning increased alpha (+3.5 species) and beta diversity (0.59). Over the course of a stand rotation in a single location, biomass harvesting generally led to less biodiversity. Cross-taxa responses to resource extraction were poorly predicted by alpha diversity: correlations in responses between taxonomic groups were highly variable (−0.2 to 0.4) with large uncertainties. In contrast, beta diversity patterns were highly consistent and predictable across taxa, where correlations in responses between taxonomic groups were all positive (0.05–0.4) with more narrow uncertainties. Beta diversity may, therefore, be a more reliable and information-rich indicator than alpha diversity in understanding animal community response to landscape change. Patterns in beta diversity were primarily driven by turnover instead of species loss or gain, indicating that wood extraction generates habitats that support different biological communities.