水位变化对湖泊(水库)消落带生态环境影响的研究进展

消落带是水域生态系统与陆地生态系统的交替控制地带,具有生物的多样性、人类活动的频繁性和生态系统的脆弱性等特征。水位变化是影响湖泊特别是湖泊消落带生态系统主导因素,水位变化的频度、大小、持续时间等因素对消落带水-陆交换过程有重要的影响。本文回顾了近年来水位变化影响研究的基本概况,分析了水位变化对消落带物理因子、植物、动物、生物地球化学过程的影响,并讨论了国内外的研究趋势以及存在的问题。     

汶川地震前周至深井观测数据的异常特征

分析了汶川地震前后周至台流体数据异常特征,特别对该台水位、流量数字化资料分钟值的的毛刺现象进行了深入研究,并用水位的整点值做了潮汐变化分析和小波分析.结果表明,汶川地震前,该台流体观测有一定的前兆显示,为流体学科的异常判定提出了新的思路.     

近20年中国表层土壤中多环芳烃时空分布特征及源解析

随着中国经济社会的快速发展,表层土壤多环芳烃（polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs）污染问题受到了全社会的高度关注.本研究通过搜集2000~2020年间有关我国表层土壤PAHs污染的相关研究,并对筛选得到的166篇文献采样数据综合运用统计学、空间插值分析和污染物特征比值源解析方法,定量分析了我国表层土壤PAHs污染水平、时间变化特征、空间分布特征以及来源特征.结果表明,我国表层土壤普遍存在人为因素的PAHs污染,其含量中位值为675.70 μg·kg^-1,总体情况良好但部分采样点位污染情况较为严重,单体含量中荧蒽（Fla）和芘（Pyr）含量较高,而苊烯（Acy）和二氢苊（Ace）含量较低;调查时段中,表层土壤PAHs含量数据大体稳定在313.10~1070.45 μg·kg^-1的中度污染水平范围内,其年度变化受石油生产与消费的影响相对较小,且不存在明显波动;统计学以及空间插值结果表明,我国表层土壤PAHs污染存在明显区域特征,地区含量从西北、华北、华东、东北、西南和中南依次递减,多数省份的PAHs污染水平处于"中度污染"或"轻度污染";源解析结果表明,我国大部分地区表层土壤PAHs污染来源于石油、生物质和煤等化石燃料的高温燃烧,但黑龙江以及新疆、西藏等西北地区主要表现为石油源污染.本研究对我国土壤环境管理和PAHs污染治理工作开展有一定参考价值.     

滹沱河超采区地下水回补的水化学效应研究

由于长期超采地下水,导致滹沱河冲洪积平原地下水位持续下降,水质恶化,为缓解滹沱河超采区水资源矛盾,2018年开始实施了河道回补工程,回补水源为黄壁庄水库水和“南水北调”水.为了研究回补后地下水化学效应变化,应用水文地球化学、水文学和统计学等理论方法,开展了现场动态监测、地下水化学检测工作.结果表明:①实施滹沱河补水后地下水位上升显著,滹沱河沿线地下水位平均回升5.83 m;2019年较2015年滹沱河超采区地下水位平均回升5.93 m,地下水漏斗形状发生改变,地下水向漏斗中心汇集已不明显.②滹沱河多年受上游高硫酸盐水源补给的影响,滹沱河沿岸分布HCO₃·SO₄-Ca·Mg型地下水,并在HCO₃·SO₄-Ca·Mg型水两侧形成了条带状的HCO₃·SO₄·Cl-Ca·Mg型水.与2015年相比,2019年HCO₃-Ca·Mg型水的面积减少了20.6%,HCO₃·SO₄·Cl-Ca·Mg型水和HCO₃·SO₄-Ca·Mg型水的面积增加了13.6%.③河道补给有效缓解了地下水环境恶化,区域地下水中硫酸盐平均含量基本持平,氯化物浓度、TDS（溶解性总固体）浓度、总硬度呈下降趋势;受上游黄壁庄水库补水影响,滹沱河沿岸附近地下水中硫酸盐的浓度升高,高浓度的硫酸盐主要分布在滹沱河、石津灌渠及黄壁庄水库副坝附近,随着补水的不断推进,水位持续回升,在水动力作用下,其有向下游扩散的趋势.研究显示,科学合理地选择补水水源与回补方式是减缓该地区地下水硫酸盐污染及保持地下水可持续利用的有效方式.      

太湖流域水源地多氯联苯分布特征与污染水平

为系统了解太湖流域主要水源地多氯联苯(PCBs)的污染现状,于2012年3月和6月分别采集水相、悬浮颗粒物和沉积物样品,并利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对PCBs的浓度进行了分析。结果表明,3月水相、悬浮颗粒物和沉积物中均未检测出PCBs类物质。6月水相中PCBs质量浓度在ND~1.04 ng·L~(-1)之间,平均值为0.57 ng·L~(-1),悬浮颗粒物和沉积物中PCBs质量浓度分别在0.96~2.72 ng·g-1和0.47~1.29 ng·g-1之间。Aroclor 1016和Aroclor 1260在3种介质中均有检出,且Aroclor1016浓度均为最高。与国内外研究相比较,太湖流域主要水源地PCBs污染水平较低。水相中PCBs浓度水平低于我国地表水环境质量标准;悬浮颗粒物和沉积物中PCBs浓度水平均低于加拿大保护水生环境沉积物化学品风险评价标准的LEL值,说明各样点PCBs对底栖动物无毒性影响。     

铀尾矿库区稻田土中放射性核素的空间分布和放射性水平评价

以我国南方某铀尾矿库下游稻田土壤为研究对象,通过现场取样与室内检测,对土壤中放射性核素238U、226Ra、232Th、40K的比活度进行空间分析。同时采用γ辐射吸收剂量率和年有效剂量法进行土壤环境放射性水平评价,得出土壤中所检测的4种典型核素放射性比活度差异较大。在土壤表层和剖面,226Ra和40K的均值、最大比活度和标准差均较高,232Th和238U较低。而226Ra含量超出当地背景值较多。剖面上4种放射性核素比活度均有随深度降低的趋势,高值出现在土壤浅层,这可能与土壤的有机质含量等有关。综合垂向和平面上的分布特征可知核素232Th、40K的迁移能力比238U、226Ra弱。放射性水平评价结果显示:研究区土壤年有效剂量率平均值小于联合国原子辐射效应科学委员会和全国年有效剂量率的推荐背景值,但是γ辐射吸收剂量率均值高出全国和世界平均水平的3倍。准确定量评价了尾矿库对居民造成的辐射影响,同时为放射性核素在周边稻田植物根系中的迁移机理研究提供基础资料。     

Impacts of n-alkane concentration on soil bacterial community structure and alkane monooxygenase genes abundance during bioremediation processes

Petroleum hydrocarbons, mainly consisting of n-alkanes and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), are considered as priority pollutants and biohazards in the environment, eventually affecting the ecosystem and human health. Though many previous studies have investigated the change of bacterial community and alkane degraders during the degradation of petroleum hydrocarbons, there is still lack of understanding on the impacts of soil alkane contamination level. In the present study, microcosms with different n-alkane contamination (1%, 3% and 5%) were set up and our results indicated a complete alkane degradation after 30 and 50 days in 1%- and 3%-alkane treatments, respectively. In all the treatments, alkanes with medium-chain length (C₁₁-C₁₄) were preferentially degraded by soil microbes, followed by C₂₇-alkane in 3% and 5% treatments. Alkane contamination level slightly altered soil bacterial community, and the main change was the presence and abundance of dominant alkane degraders. Thermogemmatisporaceae, Gemmataceae and Thermodesulfovibrionaceae were highly related to the degradation of C₁₄- and C₂₇-alkanes in 5% treatment, but linked to alkanes with medium-chain (C₁₁-C₁₈) in 1% treatment and C₂₁-alkane in 3% treatment, respectively. Additionally, we compared the abundance of three alkane-monooxygenase genes, e.g., alk_A, alk_P and alk_R. The abundance of alk_R gene was highest in soils, and alk_P gene was more correlated with alkane degradation efficiency, especially in 5% treatment. Our results suggested that alkane contamination level showed non-negligible effects on soil bacterial communities to some extents, and particularly shaped alkane degraders and degrading genes significantly. This study provides a better understanding on the response of alkane degraders and bacterial communities to soil alkane concentrations, which affects their biodegradation process.

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热重实验条件下不同氧气浓度对煤自燃反应能级的实验研究

为研究不同氧气浓度对煤自燃反应能级的影响,基于热重实验分别得到6个不同氧气浓度下的煤自燃特征温度点,通过计算不同阶段内煤自燃的反应动力学参数分析氧气浓度与煤自燃反应能级关系。实验结果表明:n≠1时,氧气浓度对煤自燃反应能级(n)的影响在不同温度段内的影响不同;氧气浓度与T1,T2,T3特征温度点的关系曲线变化趋势不明显,T4~T8温度点与氧浓度的关系呈现先增大后减小的趋势。     

环空带压气井液位测试方法改进研究及应用

为了实时有效监测环空带压气井的液面位置,评价环空带压气井的风险,在传统回波定位技术基础上,提出了1种基于自相关分析的气井液位声波测试方法;建立了环空液位声波测试实验系统,开展了不同起爆压力下环空液位测试实验;对检测到声波信号进行平滑降噪和自相关分析,计算液面位置,并与真实液位进行对比分析;将该方法在现场含噪声的环空带压气井液位测试中进行了应用。结果表明:该方法能够对环空液位声波测试信号中的液面反射波进行有效提取;相比较现有在测试信号平滑降噪基础上提取的液面位置,降低了计算误差;同时,该方法能够在井下噪声环境中实现微弱液面反射声波的有效提取,其处理后的信号峰值指标更为突出,提高了测试系统对液位的识别能力,便于自动识别。     

苏南地区耕地质量评价与分区保护研究

耕地质量监测与评估研究是我国耕地保护工作的重要支撑。针对苏南地区耕地保护面临的新问题,整合农用地分等定级、多目标地球化学调查和土壤侵蚀等相关研究资料,重构耕地综合质量评估指标体系,综合运用空间分析、加权综合和聚类分析方法,根据耕地基础地力、耕地健康和耕地外部环境的空间分异和组合特征,识别优先保护、地力提升、污染治理和水土保持等耕地类型,分类讨论耕地保护与整治路径。分析表明:苏南地区现状耕地中,优质耕地占比不足65%,近30%的耕地基础地力较差,超过5%的耕地受到水土流失、重金属污染威胁。其中,优质耕地集中于茅山以东的太湖平原和沿江平原地区,茅山以西地区基础地力相对较差,宁镇沿江、太湖东北岸部分地区土壤重金属污染和水土流失风险较高,需要因地制宜开展地力提升、土壤修复、水土保持和农业结构调整等治理措施,以增强地产农产品质量安全。