《环境功能材料》专题序言

环境污染物降解与环境治理技术在很大程度上需要依赖于材料的性能,基于环境功能材料结构设计与性能研究一直是环境科学和环境工程领域的关键环节。 近年来,充分利用材料结构设计的理念,对环境功能材料进行结构和性能的设计成为研究热点。同时,基于绿色环保和节能减排的理念,设计充分利用太阳光（特别是可见光）能量的环境功能材料,实现对水相和气相污染物的自然、快速和高效降解已经成为当前国内外各级部门倡导的研究方向。     

一组中温厌氧消化菌群高温启动过程中的菌群多样性变化研究

该研究利用37℃培养的中温厌氧消化菌群为菌源,直接提温至50℃驯化培养,获得连续处理高浓度糖蜜废水的厌氧消化产甲烷菌群,并考察高温驯化过程中菌群结构及多样性的变化特征.结果表明,中温厌氧消化菌群直接转入高温培养后,在高浓度有机废水连续进料的条件下,厌氧消化过程能够快速启动生成甲烷,并在22 d后形成稳定的高温厌氧消化产甲烷菌群,平均甲烷生成效率为162.3 m L CH_4/g COD.乙酸和丙酸是厌氧发酵液内的2类主要有机酸,产气稳定期间的质量浓度分别为25.3和145.3 mg·L~(-1).转入高温培养后,菌群结构产生巨大变化,细菌变异程度强于古菌,并逐渐稳定成为以代谢糖、多种有机酸的细菌和产甲烷古菌为主要优势菌群的高温厌氧消化菌群.克隆结果显示细菌菌群以Thermacetogenium和Acetomicrobium faecal为主要优势菌群,分别占细菌克隆文库的33.44%和20.99%;古菌菌群以Methanosaeta和Methanoculleus为主要优势菌群,占古菌克隆文库的56.40%和39.75%.转入高温培养后,产甲烷古菌的总生物量下降,含量约为7.6×106拷贝/g活性污泥.研究结果对阐明温度选择压力对厌氧消化菌群结构与功能影响,改进高温厌氧消化菌群富集方法具有重要意义.     

白洋淀上游城市内河浮游动物群落调查与水质评价

对处于白洋淀上游的保定市城区府河设点调查监测,分析其浮游动物群落结构特征及变化规律。通过计算Shannon-Wiener多样性指数、Margalef指数和Pielou均匀度指数进行了府河水质评价。结果显示:监测期内在监测河段共检出浮游动物81个种属(原生动物未计入);优势种8种,且大多数为生活在中污性水体中的种类;ShannonWiener指数月平均值波动范围为1.38~2.64;Margalef指数月平均值波动范围为1.69~2.83;Pielou均匀度指数月平均值波动范围为0.47~0.58。依据生物多样性指数对监测河段进行水质评价结果表明其水体为中污染。     

天津市近岸海域环境功能区划调整研究

为适应新的海域使用功能要求,科学管理、严格保护海洋环境,结合全市海洋功能区划和总体发展规划,对天津市近岸海域环境功能区划进行调整。展现了调整方法、过程及成果。调整后的天津近岸海域环境功能区共分为四大类21个环境功能区,相比之前的区划,调整后的区划中一类环境功能区范围有较大缩小,二、三、四类近岸海域环境功能区面积均有增加。对本次区划调整过程中发现的主要问题进行了分析,在此基础上提出若干建议,包括将近岸海域环境功能区提升至战略高度,将《近岸海域环境功能区划分技术规范》上升为国家标准,修订《近岸海域环境功能区划分技术规范》及《近岸海域环境功能区管理办法》等。     

小兴凯湖浮游植物功能群特征及其影响因子

为分析北方寒冷地区浑浊型富营养化湖泊湿地浮游植物功能群时空变化特征及其影响因子,分别于2014年春季(5月)、夏季(7月)和秋季(9月)对小兴凯湖12个采样点进行了浮游植物采样,系统分析了浮游植物功能群的组成特征. 结果表明:小兴凯湖浮游植物共划分为21个功能群,其中重要功能群为H1、MP、D、C、Y、X2、J和W1,春季以功能群X2和D占优势,分别占49.02%和24.32%;夏季以功能群X2、C和H1占优势,分别占28.86%、16.11%和14.16%;秋季以功能群X2和C占优势,分别占46.97%和27.66%. 浮游植物功能群随季节变化表现为X2+D→X2+C+H1→X2+C的特点,反映至水体环境,春季为低温、高营养、中度浑浊水体,夏季为高温、富营养、高度浑浊、低光照水体,秋季为低温、富营养、高度浑浊、低光照水体. Pearson线性相关性分析表明,重要功能群功能群H1同ρ(TP)极显著正相关;功能群D同透明度、ρ(BOD₅)极显著正相关,同ρ(COD_Cr)显著正相关,同浊度和ρ(TIC)显著负相关;功能群X2同透明度极显著正相关,同ρ(TP)显著正相关,同浊度极显著负相关. RDA多元统计分析表明,ρ(TP)、浊度、透明度是小兴凯湖浮游植物功能群的主要影响因子,ρ(TC)、ρ(TOC)同大多数小兴凯湖浮游植物功能群正相关,但不是主要影响因子,ρ(TIC)与小兴凯湖浮游植物功能群无相关性. 小兴凯湖虽然整体营养盐水平很高,但较高的浊度抑制了浮游植物的生长.      

煤炭开采对生态系统功能的胁迫作用:模型·实证

为研究煤炭开采对生态系统功能的胁迫作用,基于系统动力学原理构建一般情况下煤炭开采对生态系统功能胁迫作用的系统动力学模型,分析不同情境下煤炭开采对生态系统功能的胁迫作用特征,并以淮河流域典型煤炭资源型城市——淮南市为例进行实证研究. 结果表明:煤炭开采对生态系统功能有胁迫作用,政府是重要影响因素;不同情境下煤炭开采对生态系统功能的胁迫作用不同,表现为情境一(理想状态)<情境二(良性状态)<情境三(一般状态)<情境四(停滞状态)<情境五(糟糕状态);生态治理投资系数和煤炭开采技术投资系数的比值越大,则煤炭开采对生态系统功能的胁迫作用越小. 实证结果通过有效性检验,表明该研究建立的系统动力学模型具有可靠性. 当前淮南市生态治理投资和煤炭开采技术投资的比值为0.511,表明淮南市生态系统功能系统和煤炭开采系统处于一般状态. 研究显示,政府在维持生态系统功能稳态中发挥着一定作用. 煤炭开采对生态系统功能的胁迫作用特征:当生态治理投资系数和煤炭开采技术投资系数的比值为0时,生态系统功能系统和煤炭开采系统处于糟糕状态;当比值为(0,1)时,处于一般状态;当比值为1时,处于良性状态;当比值大于1时,两大系统进入理想状态.      

长江中上游生物多样性与保护研究——以滇西北为例

长江经济带是生态文明建设的先行示范带,生物多样性是生态文明建设的重要内容和物质基础。滇西北是全球生物多样性热点地区,是《中国生物多样性保护战略与行动计划(2011—2030年)》划定的横断山南段生物多样性保护优先区的重要组成部分,是长江中上游重要的生态屏障。本文介绍了滇西北生物多样性保护概况和滇西北县域生物多样性本底调查成果。调查结果表明,滇西北县域生物多样性丰富,本底数据不清,大部分县域调查数据较历史记录数据有较大比例的增加,生物遗传资源丧失流失严重,建议加强生物多样性本底调查,制定区域保护规划,进一步加强滇西北生物多样性保护,为长江经济带建设与战略的实施提供物质保障。     

设计配置对生物滞留设施污染物去除性能的影响研究

生物滞留是一种常用的低影响开发技术,通过不同机理去除径流中的各种污染物。设施面积、消能池设置、表面覆盖物的合理设计可降低外界的不利影响;内部斜坡与多元结构可优化设施性能,介质层的改良填料和较长深度可提高污染物的去除效率;配置适宜植物可提高环境耐受能力与污染物去除效果,引入多样植物可提高设施生物多样性,有利于发挥动植物相互作用,提高设施的稳定性与整体性能。     

河南省野菜资源多样性调查及开发利用对策

在本文中,笔者主要结合自身多年调查和前人文献总结,对河南省的野菜资源的多样性进行了研究,统计和分析其食用部位、生活型、采收期以及生境分析等,总结了河南省野菜资源的特点,并进一步提出了其发展的对策。研究发现,河南省当前野菜资源的种类共有415种,226属,91科。根据其食用部位的不同,主要分为五类:第一类为叶菜类,第二类为根茎类,第三类为花菜类,第四类为果菜类,第五类为竹笋类,第六类为地衣类。草本野菜资源共计311种,木本的野菜资源共计104种。春季采收的野菜资源有354种,夏季采收的野菜资源有217种,秋季采收的野菜资源有66种,冬季采收的野菜资源有7种。有33.33%的野菜生长在郊野田间,66.67%的野菜生长在山地和森林。河南省野菜种质资源有其自身特点,未来应结合其特点,采取合理的开发利用对策,更好的推进河南省野菜资源的利用效率。     

三江源地区生物多样性保护探析

三江源地区对于我国以及东南亚整片土地的生物多样性具有极其密切的联系。由于区域宽广,地形复杂,气候条件多样化,生态系统极其容易受到破坏,该地区也是世界上生态最敏感、最具特点的地区,其生物与人类活动的空间局限性较大。随着该地区气候变化加剧及人类活动范围的扩展,该地区生态系统的生物多样性问题面临着极大的挑战,保证该地区的生物多样性是实现生态系统稳定的重要途径。