生态恢复措施提升高寒沙化草地的固碳效应

为评估不同生态恢复措施对高寒沙化草地系统固碳效应的影响,为高寒沙化草地生态功能恢复提供实践指导,该文以实施围栏禁牧草本模式(EG)、围栏禁牧灌草间作模式(ESG)和围栏禁牧沙障+灌草间作模式(ESSG)的退化草地为对象,未修复草地为对照(CK),研究沙化草地在不同生态修复模式和年限下的土壤有机碳和活性组分含量以及恢复草地固碳效应的变化特征。结果表明:恢复地土壤总有机碳含量、易氧化有机碳含量和溶解性有机碳含量较CK分别显著增加5.09～6.15倍、2.82～7.41倍和2.36～2.71倍(p0.05)。土壤有机碳及活性组分含量在不同恢复模式间的高低顺序是ESSGEGESG,在同一模式下按≥15 a、7～9 a、≤5 a的顺序显著降低。恢复地的总有机碳密度较CK显著提高1.28～7.66倍(p0.05)。3种恢复模式间的总有机碳密度大小为ESSGESGEG,且恢复年限7～9 a时ESSG分别较EG和ESG显著提高1.71倍和1.80倍,≥15 a时ESG和ESSG的分别比EG显著高54.2%和63.5%(p0.05)。各模式下的总有机碳密度随恢复年限的增长而增加,≥15 a的分别是7～9 a和≤5 a的1.83～2.96倍和2.32～5.80倍。可见,围栏禁牧沙障间作灌草能持续高效提升退化高寒沙化草地系统的碳固存,促进土壤有机碳活化,有利于土壤质量的提升,是沙化高寒草地的优选生态恢复措施。     

锰氧化物对水体中铊的去除机制研究进展

铊（Tl）是国际公认的优先控制的13种金属污染物之一,近些年频繁发生的水体Tl污染事件推动了Tl去除研究工作的进展,作为去除Tl的高效吸附剂、催化剂和氧化剂,锰氧化物是研究热点之一.该研究综述了Tl在合成锰氧化物、矿物锰氧化物、改性锰氧化物及锰氧化物复合材料上的吸附特征,总结了pH、共存离子和有机质对锰氧化物去除Tl的影响,深入探讨了Tl在锰氧化物上的吸附机制.前人的研究成果表明:经过科学改性的锰氧化物及锰氧化物复合材料在吸附选择性、可重复利用及易分离方面表现出更好的Tl去除效果.pH主要通过静电作用和氧化还原作用影响锰氧化物对Tl的去除机制,是影响锰氧化物去除Tl效率的最关键因素;共存离子和有机质分别通过竞争吸附位点和络合作用的方式抑制锰氧化物对Tl的吸附;锰氧化物去除Tl的主要机制为络合作用、氧化沉淀和静电引力,矿物锰氧化物还可以依靠离子交换和同位素分馏作用去除Tl.锰氧化物对Tl去除机制的定性和定量研究,以及不同晶型结构锰氧化物及锰氧化物与微生物的结合对地下水中Tl的去除技术是未来的研究方向.      

大型海藻代谢产物对赤潮微藻的抑藻活性分析

该文分析了亚油酸、单棕榈酸甘油酯、α-细辛脑、海藻糖、二十二碳酸甲酯和异植醇对强壮前沟藻、赤潮异弯藻、米氏凯伦藻、球形棕囊藻、东海原甲藻和中肋骨条藻生长的影响。在此基础上,通过测定藻细胞内SOD、GSH和抗超氧阴离子等活性以及丙二醛含量和藻胆蛋白相对含量和相对比例等生理生化指标,研究它们对赤潮微藻生长的抑藻活性。结果表明,海藻糖显著抑制了米氏凯伦藻和中肋骨条藻的生长,其余5种化合物对4种(或5种)赤潮微藻的生长表现出明显的抑制作用。比较此6种化合物和重铬酸钾对赤潮微藻生长的半抑制效应浓度,发现在抑制某种或某些赤潮微藻生长上,5种化合物(除二十二碳酸甲酯)表现出比重铬酸钾更为明显的优势。α-细辛脑和异植醇明显改变了藻细胞抗氧化酶SOD和/或GSH和/或抗超氧阴离子活性,破坏了抗氧化酶防御系统,进而导致膜脂质过氧化,致使MDA含量明显增加。藻胆蛋白各组分相对含量和相对比例发生明显变化,可能致使光合作用受到影响,从而干扰了赤潮微藻细胞的新陈代谢过程,最终导致藻细胞生长受到抑制。     

稳定剂对电解锰废渣中高浓度可溶性锰稳定效果的影响

为满足大宗废渣经济性处理的需要,从碱性物质、磷酸盐、碳酸盐类药剂筛选出“物美价廉”稳定剂,考察了CaO、MgO和Ca10(PO4)6(OH)2及其与NaHCO3和Na3PO4的组合对电解锰废渣中的可溶性锰的稳定化效果,并采用矿物组成分析、锰价态分析和形态变化探讨可溶性锰固定机理.结果表明:投加10%MgO锰渣中可溶性锰固定率达到100%,9%CaO+5%NaHCO3和9%CaO+5%Na3PO4的组合实现可溶性锰固定率95%以上.上述3组稳定剂将可溶性Mn2+先转变为沉淀态锰进一步转变为高价态含锰物相.后两组中NaHCO3或Na3PO4的加入促进了Mn2+向Mn3+、Mn4+的转化.     

不同价态Mn离子对刺参幼参急性毒性效应及富集作用

静水条件下,研究了Mn2+与Mn7+对刺参幼参行为和存活的影响,并分析了其在幼参体内的富集状况。结果表明,幼参在0.8 ~ 16 mg/L浓度范围内的Mn2+暴露96 h后死亡率均为0.0%,Mn2+在此浓度范围内无明显的急性毒性作用;但暴露于0.1 ~ 6.5 mg/L Mn7+中时,幼参的死亡率随浓度和暴露时间增加而升高。暴露48 h时,幼参的死亡率与Mn7+的浓度呈极显著正相关(P 0.01),Mn7+浓度高于0.5 mg/L时即对幼参表现出明显的急性毒性作用,其安全浓度(SC)为0.31 mg/L,Mn7+对幼参的急性毒性作用强于Mn2+。随着水体中Mn2+与Mn7+浓度的增加,幼参体内Mn元素含量和累积速率均逐渐升高,但富集系数变化存在较大差异。Mn7+在幼参体内的富集作用强于Mn2+。     

巢湖表层沉积物重金属生物有效性与生态风险评价

以巢湖表层沉积物为对象,对重金属(Cd、Cr、Cu、Zn、Ni和Pb)总量及形态进行分析并运用潜在风险指数法和风险评价编码两种方法对巢湖表层沉积物重金属的生态风险进行了评价.结果表明,巢湖表层沉积物中的重金属含量表现为西部湖区高,东部湖区低的特征,其中南淝河入湖区重金属含量是全湖的1.09~1.21倍.BCR形态分析表明,巢湖表层沉积物中Cr、Ni和Cu以残渣态为主(分别占总量82.99%、63.63%和54.25%),Cd和Zn以弱酸提取态为主(分别占总量55.96%和35.84%),Pb以可还原态和可氧化态为主(分别占总量39.66%和24.56%).潜在生态风险危害指数(RI)表明,南淝河入湖河口区域具有较大生态风险(RI值范围为351.54~381.17).风险评价编码方法(RAC) 的结果显示,Cd处于极高风险水平,Zn基本处于高风险水平,Cu 和Ni处于中低风险,Pb处于低风险水平,Cr各采样点均处于无风险.因此, 对需着重考虑对南淝河入湖湖区的Cd和Zn元素的重点治理.     

细微泥沙对活性污泥系统的影响及其恢复特征

不同地区、排水体制和季节下,我国城市污水厂进水中细微泥沙含量〔以ρ(ISS)/ρ(COD_Cr)表征,ISS为无机悬浮固体〕差异较大,细微泥沙进入生化处理单元将会对活性污泥系统的正常运行产生一定影响. 考察在不同进水细微泥沙浓度下,活性污泥系统各运行参数的变化及系统恢复情况,结果表明:①随着进水中细微泥沙浓度的增大,活性污泥系统ρ(MLVSS)/ρ(MLSS)、SOUR′(单位质量污泥活性)、CST(污泥毛细吸水时间)和SVI(污泥容积指数)降低;在影响期,ρ(MLVSS)/ρ(MLSS)最小值、SOUR′平均值、CST平均值与细微泥沙浓度均呈良好的线性关系,R2(相关系数)分别为0.963 7、0.979 9和0.786 5;系统恢复所需时间与进水细微泥沙浓度呈正相关. ②污泥中细微泥沙浓度的增加导致SOUR′下降,使得ρ(MLSS)和剩余污泥量增加,不利于污水厂的节能减排. 可见进水中细微泥沙浓度的增大不利于污水厂的稳定高效运行.      

利用大型土柱自然淋溶条件下研究土壤重金属的迁移及形态转化

为研究不同重金属在土壤中的迁移和形态转化,通过分层填装土柱,在土柱0~5 cm深度范围内添加Pb、Ag、Bi、In、Sb和Sn等重金属污染土壤,并在自然条件下淋溶4 a,分析各重金属在红壤、潮土、黑土和砂土中的迁移速率及其形态组成. 结果表明:①在>30 cm深度范围内,红壤、潮土和黑土中各重金属质量分数与其相应本底值相比变化不大;与试验前土壤相比,砂土整个剖面中6种重金属质量分数均较高. ②6种重金属在4种土壤中的残留率表现为砂土<潮土<黑土<红壤;对于0～10 cm土壤中Pb的残留率,在潮土中大于Ag和Sb,在黑土中大于Ag,在红壤中大于In,在砂土中则大于Sn. ③模拟试验后残留在土柱中的重金属主要分布在土壤表层(0～30 cm),而深层(>30 cm)较少;6种重金属在红壤、潮土、黑土和砂土中的残留率平均值分别为98.0%、65.1%、65.9%和56.5%. ④与添加污染土壤之前相比,试验后土壤中残渣态等稳定形态重金属质量分数较低,其中Pb、In和Sb均以碳酸盐结合态和有机金属络合态为主,Ag和Sn分别以有机金属络合态、双氧水可提取有机结合态和有机金属络合态、无定形铁锰氧化物结合态为主,而Bi则以碳酸盐结合态和双氧水可提取有机结合态为主. 结果显示,红壤中Pb的迁移风险较低,潮土和黑土中Ag、Sb的迁移风险较高,而砂土中Sn和Sb的迁移风险需要格外关注.      

冬季不同污水处理工艺对溶解性有机物的去除

以东北地区4个城市污水处理厂为研究对象,考察冬季不同污水处理工艺对溶解性有机物(DOM)组分的去除效果,以及对DOM组分的光谱学特性和卤代活性的影响.利用XAD树脂将DOM分为5个部分:疏水性有机酸(HPO-A)、疏水性中性有机物(HPO-N)、过渡亲水性有机酸(TPI-A)、过渡亲水性中性有机物(TPI-N)和亲水性有机物(HPI).结果表明,A/O法、曝气生物滤池、浮动填料法和A2/O法对DOM都具有较高的去除能力,其中曝气生物滤池对DOM的处理效果最好.经4种污水处理工艺处理后,5种组分的芳香性和三卤甲烷生成活性(STHMFP)均升高.A2/O法对HPO-A和TPI-A的芳香性增强程度最高,而曝气生物滤池对HPO-N,TPI-N和HPI的芳香性增强程度最高.浮动填料法对HPO-A,TPI-A和HPI的STHMFP升高最显著,A2/O法对HPO-N的STHMFP增加最显著,曝气生物滤池对TPI-N的STHMFP升高最显著.4种污水处理工艺对HPI中荧光物质的去除率高于非荧光物质.而对于其他4种DOM组分来说,不同的污水处理工艺对不同荧光峰的改变不相同.