溶解无机碳的拉曼光谱定量分析可行性研究

海水溶解无机碳(DIC)的平均浓度约为2.05mmol/L,其中HCO3-占93%, CO32-为6%,CO2和H2CO3共1%.HCO3-的拉曼散射活性太弱,而其他成分的浓度又过低,使得海水中DIC组分不能产生明显的拉曼散射强度,目前还未见有关溶解无机碳拉曼光谱定量分析的报道.为突破这一局限,本研究探索了一种碱化辅助的拉曼定量分析方法,以海水DIC中拉曼活性最低、占比例最大的HCO3-为研究对象进行了可行性实验研究.通过碱化处理(100mL样品中添加NaOH试剂15mg)将HCO3-转化为拉曼活性更强的CO32-,有效提高了拉曼光谱系统对HCO3-的检出限(<3mmol/L).定量分析使用内标定法,选取水在~1635cm-1附近的O—H弯曲振动谱带作为标定物.实验结果显示,该方法对与海水中浓度相当的低浓度HCO3-溶液的定量分析具有良好的精度(相对误差<6.5%).     

电化学传感技术在海洋环境监测中的应用

近年来,海岸带环境保护已经引起全球广泛关注.开展近岸海域环境监测能够为海洋环境保护、资源利用和可持续发展提供科学决策依据和技术支撑.随着微电子、材料加工和计算机技术的快速发展,以及新原理、新技术、新材料和新工艺广泛应用,电化学传感器在微型化、集成化、智能化等方向得到快速的发展,多种电化学传感器不断涌现并进入实际应用.本文以应用于海洋环境监测的电化学传感器为主体,按照检测对象的不同,对电化学传感技术在海洋监测中的应用加以综述,探讨其未来发展趋势.     

典型海水淡化系统的水足迹评价

海水淡化是缓解我国水资源匮乏的有效方式之一。目前国内外主要关注海水淡化技术的成本和水质,缺乏对海水淡化水资源效益的量化评价。根据ISO水足迹理论,划定海水淡化量化边界,进行典型海水淡化工艺生产阶段清单分析,建立了海水淡化水足迹量化及评价方法。结果表明:低温多效蒸馏水稀缺足迹比反渗透水稀缺足迹高出3~4倍,2种工艺的海水淡化水稀缺足迹的关键影响因素均为电耗;反渗透工艺的水劣化足迹均低于低温多效蒸馏工艺海水淡化。因此,在样本范围内,反渗透工艺的水资源效益整体优于低温多效蒸馏工艺。水足迹评价研究结果揭示,海水淡化生产阶段的水资源消耗和水质影响,有助于引导海水淡化技术向提高水资源效益和降低能耗、消除水污染的方向发展,以期为海水资源科学开发利用提供技术支撑。     

一株海洋细菌对中肋骨条藻的溶解效应及其溶藻特性

从山东胶州湾分离得到1株海洋溶藻菌,暂将其命名为JZ-1.根据生理生化及16S rDNA 序列分析鉴定,菌株JZ-1属于交替单胞菌属(Alteromonas).研究表明,菌株JZ-1对中肋骨条藻具有很好的溶解效果,它能够破坏藻细胞膜内物质的结构和细胞膜的完整性,使细胞膜内物质流出导致藻细胞死亡.溶藻现象发生在细菌培养液的上清液和0.2μm的过滤液中,而不是在细菌菌体中,这表明菌株JZ-1通过分泌代谢物对中肋骨条藻产生溶解作用,且当菌株JZ-1由对数生长期向稳定期过渡时,其代谢物的溶藻率达到最大.代谢物分子量<5kD,具有热稳定性、耐酸性,但不耐碱.     

高效耐海水型厌氧氨氧化污泥的驯化

针对部分含海水废水生物脱氮效能较低的问题,研究了梯度盐度海水对淡水厌氧氨氧化污泥的驯化过程.考察了不同海水盐度对厌氧氨氧化反应动力学、厌氧氨氧化菌细胞形态和反应器中菌群变化的影响.结果表明,梯度盐度废水可以成功驯化淡水厌氧氨氧化污泥,通过145d的驯化,其总氮去除速率为2.80kgN/(m3·d).在海水盐度由0提高至10‰、20‰和30‰的过程中厌氧氨氧化反应速率经历了升高、降低、再升高的过程,其中,海水盐度20‰在淡水厌氧氨氧化污泥的驯化过程中是一个临界点.驯化后,厌氧氨氧化菌细胞结构更加不规则,并在细胞壁上出现了类菌毛状结构,经16S rDNA PCR扩增测序鉴定该优势厌氧氨氧化菌为“Candidatus Kuenenia Stuttgartiensis”.驯化前后反应器中细菌菌群也发生改变.     

我国海水养殖业碳汇能力测度及其影响因素分解研究

以我国海水养殖2005~2012年的数据为研究对象,运用物质量评估法对其碳汇能力进行了估算,结果发现我国海水养殖的碳汇能力巨大,年均碳汇能力达到100万t以上,且近年来呈现出增加的趋势。在此基础上,运用修正的Laspeyres指数分解法对我国海水养殖碳汇能力进行了分解研究,结果发现产量因素对海水养殖碳汇能力的变化起主要作用,结构因素的作用很小,最后提出了我国海水养殖业进一步增强碳汇能力的建议。     

电导率法在海水入侵与土壤盐渍化监测中的应用

基于辽东湾西侧绥中砂质平原地区海水入侵与土壤盐渍化实测数据,讨论了电导率法在分析该地区海水入侵与土壤盐渍化监测方面的应用。给出了适用于本地区的氯化物-电导率、全盐量-电导率关系线及方程,为快速、方便、准确地利用电导率法分析该地区海水入侵和土壤盐渍化现象提供了依据。     

大鹏湾环境容量研究Ⅰ:自净能力模拟分析

在估算大鹏湾污染源强及统计海水污染物浓度的基础上,采用三维水动力模型及污染物扩散模型,模拟了大鹏湾的海水交换及污染物扩散过程,分析了大鹏湾海水交换与生化降解对自净能力的贡献.结果表明,大鹏湾潮差小,约为1m,潮流弱,污染物难于向湾外扩散,其物理自净能力差,湾内海水自净主要取决于生化降解.在吐露港海区与沙头角海区,污染排放较大,水深较小,海水难于交换,容易受到污染.     

海水淡化全成本分析及其发展前景探讨——以天津北疆电厂海水淡化项目为例

水资源短缺是全球关注的重大环境问题,而中国是全球最为缺水的国家之一。选取天津北疆发电厂海水淡化项目进行成本实证评估与分析,进行全成本的构成分析和综合核算评估,进而与其他新型水资源利用方法(南水北调、中水回用与污水资源化、雨水利用)进行成本比较与分析,探讨其海水淡化模式应对京津地区水资源危机的可行性。