不同亲疏水性质纳米氧化铝存在下铜对斜生栅藻毒性效应的研究

纳米氧化铝是应用非常广泛的一类人工纳米材料。当它被释放到水环境中后,会与环境中原有的重金属发生相互作用并对其毒性产生影响。文章研究了不同亲疏水性质的纳米氧化铝存在下铜对斜生栅藻的毒性效应,测定了藻细胞的生长抑制、金属积累及超氧化物歧化酶、谷胱甘肽、丙二醛等生化指标的变化。结果表明,纳米氧化铝显著降低了铜离子对藻细胞的生长抑制,藻细胞内铜的积累量及氧化损伤降低。但不同亲疏水性质的纳米氧化铝之间并不存在显著差别。这可能是由于纳米氧化铝对水中的铜离子发生了吸附,间接降低了藻液中的不稳态铜的浓度,从而减轻了铜对藻细胞的毒害。而纳米氧化铝的不同亲疏水性质对吸附水中铜离子的能力没有显著的影响。     

北京市河流氨氮浓度时空演变特征分析

选取2010—2017年北京市地表水监测数据,对河流氨氮(NH 3-N)浓度的时空演变特征进行分析。结果显示,空间上,全市河流NH 3-N浓度整体上保持上游优于下游的分布特征;年均浓度显著下降,由2010年的8.53 mg/L逐年下降至2017年的3.09 mg/L;河流NH 3-N浓度与化学需氧量、总磷呈显著正相关,与溶解氧显著负相关,总氮与NH 3-N的比值随着水质由差到好呈上升状态。污水收集处理和再生水利用是改善北京市河流水质的关键措施。为持续降低河流NH 3-N浓度,改善首都水环境质量,须提高污水处理能力和出水水质,有机结合再生水回用与生态治水理念。     

深井大采高综采面矿压显现及覆岩破断规律研究

针对深井大采高综采技术中采场矿压控制难的特点,以潘二矿11223大采高综采工作面为工程背景,采用相似模拟、数值模拟、现场矿压监测、理论分析等方法,对深井大采高综采工作面矿压显现及覆岩运动破断规律进行研究。结果表明:深井大采高综采面覆岩运动破断后结构形态演化特征可概括为“组合悬臂岩梁结构——压实填充结构——非铰接岩梁结构——铰接岩梁结构”的动态演化过程,这种动态演化过程直接影响着工作面的矿压显现特征及覆岩破坏特点;得到工作面初次来压步距为34 m,基本顶周期来压步距15 m,来压由中部开始向两端转移;工作面前方应力集中区距煤壁平均4.4 m,应力峰值平均为26 MPa,工作面矿压显现特点受控于覆岩运动破断的动态演化力学结构,研究结果对类似条件下的工作面安全开采具有一定的理论依据和借鉴意义。     

中国工业碳排放强度时空特征分析

基于我国2003—2015年30个省市的工业碳强度数据,运用Moran’s I指数分析法和动态演进模型,分析了中国工业碳强度的时空差异性特征。研究表明,中国工业碳强度呈现"西高东低"的特征且其空间集聚特征明显,以H-H和L-L集聚为主;在2003—2015年全国、东部和中部地区工业碳强度分解差距持续走低,呈动态收敛趋势,仅西部地区的分解差距先扩大后减小,但整体变化幅度不大。     

中国城市矿产政策演化研究

城市矿产是工业化和城市化过程的产物,它是蕴藏于城市中有较高经济价值并可回收利用的二次资源,具有载能性、循环性、战略性。随着工业化、城镇化和消费持续升级,"垃圾围城"已然成为中国许多大中城市亟需解决的环境问题,严重阻碍中国的可持续发展。城市矿产变废为宝,能有效化解资源与环境双重约束。为此,中国政府先后出台一系列城市矿产产业政策以推动其快速发展。本文收集1987—2015年国家层面颁布的相关政策文件,在运用内容分析法对政策文本梳理、编码并统计计量的基础上,首先从颁布部门、数量、力度等方面对政策体系进行总体分析,然后构建并运用政策工具-政策作用环节两维度分析框架,探讨中国城市矿产政策体系的演化过程及发展特征。研究发现:(1)从政策发展历程分析,中国城市矿产政策体系经历了依附环境保护政策的孕育期、体系初建的形成期和效力深化的发展期。(2)从政策颁布维度分析,中国城市矿产政策颁布速度逐渐加快,力度逐渐增强,参与机构数量不断增多。(3)从政策工具维度分析,中国城市矿产政策体系以环境型政策为主,逐渐呈现出强化供给型政策的演化趋势。(4)从政策作用环节分析,中国城市矿产政策体系由重点关注回收、深加工环节向关注全产业链环节演变。最后,针对中国城市矿产政策体系演变特征与存在的不足,本文从以下三个方面提出了促进中国城市矿产产业发展的政策建议:一是加强部际联系,完善顶层设计;二是加强消费引导,完善需求型政策;三是立足产品全生命周期,健全产业政策体系。     

环渤海地区海洋经济发展进程中的生态环境响应及其影响因素

基于海洋经济发展进程的生态环境演化模型,建立了环渤海地区海洋经济与生态环境发展水平评价指标体系,通过构建响应度模型定量分析2004至2014年环渤海地区海洋经济发展的海洋生态环境响应变化及影响因素,得出以下结论:(1)通过构建海洋经济与生态环境发展水平评价指标体系及综合评价模型进行测算发现,环渤海地区海洋经济发展综合评价值由2004年的0.135提升至2014年的0.850,表明环渤海地区海洋经济发展水平不断提高,并呈现出良好的发展势头;海洋生态环境发展综合评价值先由2004年的0.647降至2012年的0.335,后又缓慢回升至2014年的0.374,表明环渤海地区海洋生态环境水平虽在2012至2014年间略有好转,但总体仍呈波动下降趋势。(2)通过构建海洋生态环境响应度模型进行测算发现,环渤海地区海洋经济发展的生态环境响应指数由2004年的-0.073下降至2012年的-0.576,而后又增大至2014年的-0.297,表明环渤海地区海洋经济发展对生态环境演变产生了"胁迫"影响,总体呈现出由"弱胁迫"向"强胁迫"变化的态势,但胁迫程度在2012至2014年间有所缓和。(3)通过多元回归分析发现,与海洋生态环境响应指数的偏回归系数较高的3个自变量分别为海洋科技课题成果应用数量、海域利用效率、单位面积工业废水排放达标量,且海域利用效率的回归系数最高为0.749。表明海域利用效率是影响环渤海地区海洋生态环境响应演变的主要因素,此外,海洋科技发展水平的提高以及海洋污染治理力度加强等因素也对胁迫程度的减小具有一定的推动作用。     

多环芳烃典型电子性质与其大型蚤光致毒性的构效关系研究

多环芳烃(PAHs)是环境中广泛分布的持久性有毒有机污染物,备受研究者关注。基于密度泛函理论(DFT)先期计算PAHs前线分子轨道能隙可能与其光致毒性诱发所需吸收光照辐射能有一致性,本研究选取非取代PAHs对大型蚤(Daphnia magna)光致毒性实验数据,通过DFT计算典型电子性质,由偏最小二乘(PLS)分析方法优化发展了定量构效关系模型,经与前人结果比较和验证其拟合优度、稳定性和内外部预测性能均有显著提升,可在应用域(AD)范围内准确预测PAHs光致毒性而满足风险评估需求。构效关系分析结果表明,PAHs光致毒性与分子前线轨道能隙紧密相关,除苯并[k]荧蒽和屈可能具有不同的光致毒性作用机制之外,多数PAHs若具有较低的前线轨道能隙、较小分子稳定性和较大分子变形性,均将有利于促进其光致毒性作用的发生;结合PAHs光致毒性与分子前线轨道能隙间的相关关系,可推测DFT计算前线轨道能隙宽度在2.740~4.208 e V之间和对应光照辐射波段约为295 nm~450 nm时,PAHs污染暴露将可能诱发较高的光致毒性效应。这为太阳光照射下PAHs光致毒性作用机制阐释和风险评价提供了数据支持与理论依据。     

中国工业用水效率的动态演进及驱动因素研究

选取中国31个省级行政区1999~2014年的面板数据,运用Frontier4.1软件测算了我国各省区历年工业用水效率值,还通过聚类分析方法将各省区分为高效率组、中效率组、低效率组进行工业用水效率差异分析,接着选择自然资源、经济水平、工业发展、工业结构、用水结构和政府影响这6个因素,构建Tobit回归模型对这6个驱动因素分全国、高、中、低效率组样本分别对工业用水效率的影响进行实证分析。研究结论如下:我国工业用水效率平均值呈现逐年上升的趋势;东、中、西部地区的工业用水效率值差异较为明显;工业用水效率整体分布从东南向西北逐渐递减的趋势;我国各省区的工业用水效率处于一种较快的增长趋势且地区间的工业用水效率差距在不断缩小;人均水资源量与工业用水效率呈负相关关系;经济水平驱动因素和工业发展驱动因素都与工业用水效率存在很强的正相关关系;合理的工业结构可以显著提高工业用水效率;政府作为对于工业用水效率的提高也是至关重要的。     

SPEI及SPI指数在滇西南地区干旱演变中的对比分析

以滇西南地区为研究区,计算出近53 a该区及周边44个气象站点标准化降水蒸散指数(SPEI)和标准化降水指数(SPI)。运用M-K突变检测和Morlet小波交换等方法,对滇西南地区两种指数对应下的4种类型季节连旱变化特征进行系统分析。结果表明:近53 a中,两种指数判定的同一时间尺度下的干旱事件次数和发生时间基本统一,4种类型季节连旱事件为12~14次,多存在并发性;4个季节连旱时段上两种指数均存在3 a左右显著周期变化;同一时段上,两种指数在趋势变化格局空间分布和变化程度上均存在着较大差异,4个时段上的干湿变化趋势也表现出SPEI呈变干趋势,SPI则变干、变湿各为一半的明显不同,这主要是由于期间研究区显著增温加剧了"降水量-蒸散"的水分平衡;与SPI相比,SPEI考虑了热量因子对潜在蒸散发的贡献,能较好地对气候变暖背景下研究区干旱进行刻画。     

长江中游荆南三口河系径流演变特征及趋势预测

以荆南三口五站1951~2015年实测径流数据,利用Mark-Kendall趋势突变检验法、累计距平、Morlet复小波等方法分析三口河系径流演变特征;选用ARIMA模型和时间序列模型预测荆南三口河系径流演变趋势。结果表明:(1)荆南三口径流年际变化较大,径流年内分配不均匀,5~10月为丰水期,11月~次年4月为枯水期,呈现出明显季节差异;(2)三口径流总体上呈下降趋势,其中以1959~1980年径流下降趋势最为明显,其趋势幅度p的绝对值达到了698.313,2003~2015年径流下降趋势较为缓慢,无明显趋势,但其p的绝对值仍达到了166.524;(3)运用Mark-Kendall突变检验及累计距平法共同检验,三口径流突变年份为1970年、1985年;(4)1951~2015年间三口径流变化过程主要存在48~58 a、20~28 a、10~18 a 3个尺度的周期变化,以55 a、24 a、14 a为周期中心,其小波方差显示三口径流序列第一、第二、第三主周期分别为55 a、24 a、14 a;(5)三口径流在2016~2030年呈现出先减小后增大的趋势,即2016~2018年为波动增减期,2019~2026年前后为枯水期,2026~2030年为丰水期。