生物除铁除锰滤层营养条件的研究

采用模拟生物除铁除锰滤柱,通过测定整个生物滤层对铁、锰的去除效果考察了营养物质对生物滤层综合生化能力的影响,从而探求了生物滤层对铁、碳、氮等营养元素的需求.结果表明,成熟滤层内的铁、锰氧化细菌对进水铁的营养需求极低(0.04 mg/L).成熟滤层对有机物具有一定的去除能力,而无机碳减少量相对较大,大约有3～4 mg/L,溶解在水中的二氧化碳即可保证滤层对碳的需求.成熟滤层将氨氮转化为硝酸盐和亚硝酸盐,但这种转化实际上并没有使水中氮的总量减少,只是氮的形态发生了转化;而滤柱内氮的减少是被生物体利用的结果.极低的氮素含量即可保证成熟生物滤层对氮素的需求.这表明极低的营养条件即可满足铁、锰氧化细菌的正常生理代谢,铁、锰氧化细菌可以在贫营养环境下生存.结合全国大部分地区的地下水水质状况,进而得出地下水生物除铁除锰技术在全国大部分地区可以推广使用.     

SPH方法在土工大变形分析中的应用研究进展

瞬时土工大变形往往给人民的生命及财产安全带来巨大损害.为此,预测其路径、速度和深度等形变特征,对正确提出缓解和保护措施极其重要.光滑粒子流体动力学(SPH)是一种纯Lagrange、无网格计算方法,可避免极度大变形时网格畸变而造成计算停止等问题.总结了SPH的发展历史与研究现状,对国内外主要数据库相关学术论文的收录情况进行统计分析,结果显示SPH已进入快速发展阶段.综述了SPH的基本理论、土体本构模型、边界条件方面的新进展,介绍了SPH在土工大变形分析中的实际应用——泥石流、土坡滑移、土体爆炸模拟方面的典型成果,指出了SPH在土工大变形模拟方面的研究方向.     

中国沿海地区经济增长与海洋环境污染现状分析研究

随着沿海地区经济的快速增长,与之对应的海洋环境污染状况也日益严重.文章对中国沿海地区的经济发展和海洋环境污染状况进行了定性分析,认为当前中国沿海地区已经成为全国经济的核心,近十年来,尽管中国海洋环境质量有所改善,但是陆源污染尤其是工业废水的直接排放及海洋环境灾害的发生令海洋环境总体状况不容乐观.只有通过增加环保资金投入、强化环境执法、坚持因地制宜发展等有效措施才能促进海洋经济与环境的协调可持续发展.     

基于物种敏感性分布的保护海水水生生物的石油烃急性毒性基准研究

溢油污染对水生生物的危害以及分散剂使用对原油毒性的影响一直是溢油应急响应及危害评估时关注的焦点。本研究收集筛选了基于标准测试方法的90组急性毒性数据(LC50/EC50),其中37组毒性数据来自15种油品的水容纳组分(water accommodated fraction,WAF),53组来自11种化学分散剂与15种油品的分散液(chemically dispersed water accommodated fraction,CEWAF),应用物种敏感性分布(species sensitivity distribution,SSD)方法推导了基于水生生物保护的石油烃总量(total petroleum hydrocarbon,TPH)的急性毒性基准值,同时还分析了分散剂和不同暴露方式对原油毒性的影响。结果显示,以名义浓度(nominal concentrations)所表示的毒性结果可能高估分散剂对原油毒性的影响,基于CEWAF和WAF的LC50/EC50所推导的有害浓度(HC5s)差异较小,计算出的保护水生生物TPH急性毒性基准值为0.38 mg·L-1(TPH);鱼类对原油污染的响应明显敏感于甲壳类;同时证明了SSD方法在溢油毒性评估及风险阈值推导中具有可行性和合理性。     

海洋酸化对鱼类感觉和行为影响的研究进展

海洋酸化是指大气增多的二氧化碳(CO2)溶解于海水而导致海水p H值降低的过程。海洋酸化将改变海水碳酸盐平衡体系,使依赖于原化学环境的多种海洋生物乃至生态系统面临巨大威胁。海洋酸化对钙质生物影响的研究最早引起大家关注,而海洋鱼类具有较完善的酸碱调节机制,大家普遍认为酸化对其影响不大。但在过去的5年中,不少实验证明海洋酸化会影响海洋鱼类仔稚鱼的感觉和行为,减弱其野外的生存能力及增加被捕食率,很可能将威胁自然种群补给量和影响全球的渔业资源量。本文从嗅觉、听觉、视觉及高级意识和相关行为角度,综述近几年海洋酸化对鱼类感觉和行为影响的研究进展,介绍了鱼类神经行为生物学的研究,为全面了解和预测海洋酸化的生态、经济和社会效应提供科学依据。     

Fe(Ⅲ)对海藻酸钙凝胶层过滤特性的影响

为考察饮用水处理膜工艺中Fe(Ⅲ)对多糖污染层过滤特性的影响,本研究以海藻酸钠为模型多糖污染物,分析海藻酸钙在有Fe(Ⅲ)及无Fe(Ⅲ)存在时形成污染层的过滤特性,并用压缩性方程及渗透性方程对凝胶层的过滤特性进行定量描述.研究结果表明,Ca2+的存在会使海藻酸钠分子间结合,形成内部结合紧密的凝胶层,产生较大的过滤阻力;往海藻酸钙溶液中进一步加入Fe(Ⅲ)后,由于可溶性Fe(Ⅲ)较易水解,加入Fe Cl3后溶液中铁离子和铁的氧化物/氢氧化物颗粒同时存在,少量Fe(Ⅲ)对海藻酸钙凝胶层的过滤特性影响不大,较多量Fe(Ⅲ)会形成铁的氧化物/氢氧化物颗粒,一定程度上改变了凝胶层的结构,使过滤性能变好.     

海洋放射性污染生态风险评价研究进展

近年来,随着我国核电事业迅猛发展,海洋放射性污染的风险激增,放射物质的事故性污染将成为海洋环境一个重要问题。目前,海洋环境放射性污染风险评估的研究仍然较为薄弱,开展海洋放射性污染生态风险评价有助于了解事故对海洋生态的危害程度,为海洋与海岸带环境管理提供科学决策依据,维护海洋生态系统的健康与安全。梳理总结当前国内外海洋放射性污染生态风险评价的相关研究进展,结果表明:目前国内外对海洋放射性污染生态风险评价尚未做出科学的定义;现有海洋放射性污染生态风险评价的技术路线大体可归纳为基于经典风险评估框架和基于迭代的生态风险评价框架2种类型;ERICA Tool模型以及RESRAD-BIOTA模型是目前放射性风险评价中应用最多的方法 ,但存在海洋放射性污染标准限值少的问题;现有的研究主要集中于评估事故中后期均衡条件下的长期慢性暴露评价,对事故初期的高剂量、短期急性暴露的风险影响研究较少;我国海洋放射性污染的生态风险评价与环境影响评价的概念混淆,至今没有明确的海洋放射性污染生态风险评价的概念及技术框架。     

中国沿海城市化推进对海洋污染的影响及作用机制——基于面板空间计量方法

探究沿海城市化推进与海洋污染间的关系对沿海城市绿色发展具有重要意义。本文基于2006—2013年中国沿海46个地级市的海洋污染物浓度数据和遥感所得的夜间灯光亮度数据，运用面板空间计量技术从深度推进和广度推进两方面系统考察了沿海城市化对海洋污染的影响及作用机制，结果表明：以紧凑集约为特征的城市化深度推进与海洋污染之间存在着非线性的“U形”关系，而以规模扩张为特征的城市化广度推进只会单纯地加剧海洋污染。城市化深度推进会通过集聚效应和技术进步效应对海洋污染产生积极影响，而城市化广度推进过程中所带来的人口规模的扩大会加剧海洋污染，此外产业结构和绿色技术未能转型升级也是城市扩张加剧海洋污染的关键因素所在。本研究提出在海洋环境管理过程中，一是要加强区域合作，实现海洋污染的区域联防联控；二是应注重城市的紧凑集约化发展，发挥沿海城市化推进对海洋污染防治的正外部性影响；三是需推进海洋经济的绿色可持续发展，实现海洋经济发展与海洋环境污染的脱钩。     

Radarsat observations and forecasting of oil slick trajectory movements

RADARSAT data have a potential role for coastal pollution monitoring. This study presents a new approach to detect and forecast oil slick trajectory movements. The oil slick trajectory movements is based on the tidal current effects and Fay‘s algorithm for oil slick spreading mechanisms. The oil spill trajectory model contains the integration between Doppler frequency shift model and Lagrangian model. Doppler frequency shift model implemented to simulate tidal current pattem from RADARSAT data while the Lagrangian model used to predict oil spill spreading pattern. The classical Fay‘s algorithm was implemented with the two models to simulate the oil spill trajectory movements. The study shows that the slick lengths are effected by tidal current V component with maximum velocity of 1.4 m/s. This indicates that oil slick trajectory path is moved towards the north direction. The oil slick parcels are accumulated along the coastline after 48 h. The analysis indicated that tidal current V components were the dominant forcing for oil slick spreading.     

Comparing spatial conservation prioritization methods with site- versus spatial dependency-based connectivity

Larval dispersal is an important component of marine reserve networks. Two conceptually different approaches to incorporate dispersal connectivity into spatial planning of these networks exist, and it is an open question as to when either is most appropriate. Candidate reserve sites can be selected individually based on local properties of connectivity or on a spatial dependency-based approach of selecting clusters of strongly connected habitat patches. The first acts on individual sites, whereas the second acts on linked pairs of sites. We used a combination of larval dispersal simulations representing different seascapes and case studies of biophysical larval dispersal models in the Coral Triangle region and the province of Southeast Sulawesi, Indonesia, to compare the performance of these 2 methods in the spatial planning software Marxan. We explored the reserve design performance implications of different dispersal distances and patterns based on the equilibrium settlement of larvae in protected and unprotected areas. We further assessed different assumptions about metapopulation contributions from unprotected areas, including the case of 100% depletion and more moderate scenarios. The spatial dependency method was suitable when dispersal was limited, a high proportion of the area of interest was substantially degraded, or the target amount of habitat protected was low. Conversely, when subpopulations were well connected, the 100% depletion was relaxed, or more habitat was protected, protecting individual sites with high scores in metrics of connectivity was a better strategy. Spatial dependency methods generally produced more spatially clustered solutions with more benefits inside than outside reserves compared with site-based methods. Therefore, spatial dependency methods potentially provide better results for ecological persistence objectives over enhancing fisheries objectives, and vice versa. Different spatial prioritization methods of using connectivity are appropriate for different contexts, depending on dispersal characteristics, unprotected area contributions, habitat protection targets, and specific management objectives. Comparación entre los métodos de priorización de la conservación espacial con sitio y la conectividad espacial basada en la dependencia