芦苇占优势农田溪流暂态存储特征及影响分析

2014年9月~2015年6月,在合肥市二十埠河流域一长约90m的芦苇占优势农田源头溪流渠段,选择NaCl为示踪剂,采用恒速连续投加的方式,开展8次野外示踪实验.在此基础上,利用OTIS模型对考虑和不考虑暂态存储影响的两种情景开展水质模拟,计算示踪剂氯离子(Cl^-)浓度峰值的相对偏差,并以暂态存储指标定量刻画农田溪流的暂态存储潜力.结果表明,不同季节的暂态存储交换系数α稳定在10^-4数量级;不考虑主流区与暂态存储区交换作用的Cl^-浓度峰值相对偏差HI的变化范围为2.60%~12.54%,平均值为5.35%;HI与流量Q呈现显著的对数函数关系,且随Q的增加而逐步减小;HI与比值A_s/A呈明显的线性关系,并随A_s/A的增加而逐步增大;8次示踪实验对应主流区停留时间T_c、暂态存储区水力停留时间T_s差异均较显著,且春季、初夏的暂态存储能力较秋、冬季更强一些;比值A_s/A变化范围为1.036~1.627, F_med²⁰⁰数值介于8.10%~23.03%,两者均表明该芦苇占优势渠段具有较大的暂态存储潜力.     

风险评价代码法对农田土壤重金属生态风险的评价

为揭示矿区周边农田土壤中重金属分布特征及其潜在生态风险,于2013年在云南省某铅锌矿周边的农田土壤共布设68个采样点,分析土壤中Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu和Zn的含量及污染程度,并采用改进的BCR法测定了各重金属形态分布特征,在此基础上运用风险评价代码法评价了重金属的潜在风险程度.结果表明,7种重金属都存在不同程度的超标,其中超标最严重的是Cd和Zn,超标率分别达到92.6%和75%.7种重金属化学形态也不尽相同:在重金属有效态中,Cd的水溶态和可提取态较高(平均值达到31.2%);Pb、Cu和Zn可还原态、可氧化态这两部分含量较高,两部分之和的平均值分别可达到27.9%、30%和29.2%;Hg、As和Cr的残渣态含量较高,平均值分别为90.4%、72.9%和76.8%.风险评价代码评价结果表明,54.4%的样点Cd为高生态风险,45.6%的样点Cd为中度生态风险;100%的样点Zn为中度生态风险;Cu有41.2%的点位属于低生态风险,58.8%的点位属于中度生态风险;As和Pb主要以低生态风险为主(所占比例分别为92.6%和91.8%);Hg主要以无生态风险为主(所占97.1%).综上,该矿区周边农田土壤受到了严重的重金属污染,其中土壤中Cd的生态风险最高,同时,Zn和Cu的生态风险也不容忽视.     

耐性细菌的分离鉴定及重金属污染修复初步研究

清远市是中国最大的电子废弃物拆解基地之一,小作坊生产模式已经进行了20多年,大量无法回收的电子废料和处理残渣等被倾倒在田地、沟渠和山谷中,致使周边土壤长期受到重金属Cd、Cu、Pb污染。近年来国内外对拆解区周边的土壤重金属污染现状分析、健康风险评价等相关报道较多,但针对电子废弃物复合重金属污染生物修复技术的研究却并不多见。通过富集、驯化、分离,从清远市电子废弃物拆解区污染土壤中得到4种耐性菌株,经菌落形态、扫描电镜分析以及16S rDNA技术鉴定得出,菌株HS-01、JH-02、YB-03、JY-04分别为海水芽孢八叠球菌（Sporosarcina aquimarina）、佐吕间湖生芽孢八叠球菌（Sporosarcina saromensis）、巨大芽孢杆菌（Bacillus megaterium）、甲基营养型芽孢杆菌（Bacillus methylotrophicus）。由生长特性实验得到,细菌HS-01与JY-04生长周期相同,在0～8 h为调整期,8～12 h为对数期,12～24 h为稳定期,24～32 h为衰亡期。而细菌JH-02与YB-03生长周期相同,在0～4 h为调整期,4～12 h为对数期,12～24 h为稳定期,24～32 h为衰亡期。细菌HS-01、JH-02、JY-04的最适温度与pH分别为30℃和8,而YB-03则为35℃与7.5。生物吸附实验结果显示,随着重金属离子质量浓度的升高,4种耐受细菌对重金属离子的吸附量也逐渐升高,但吸附量增长率以及吸附率却逐渐降低,这4种细菌对Cd2＋、Cu2＋、Pb2＋最大吸附量分别达到了2.25、2.05、2.28、2.25 mg,8.19、4.95、8.53、11.78 mg和10.84、10.59、7.66、9.02 mg。最大吸附率则分别达到了94.4、99.2、100、93.3%,86.1、90.8、88.6、87.3%和88.9、82.2、81.2、86.7%。其中细菌HS-01、YB-03、JY-04吸附Cd2＋能力较强,而细菌JY-04对Cu2＋以及HS-01、JH-02对Pb2＋吸附能力最强。上述结果显示了4种耐性细菌均具有较好的修复复合重金属污染水体的应用潜力,但对     

农业小流域源头区池塘底泥磷形态和吸附特征

选择开慧河小流域源头区为研究对象,分析3类池塘(近年来由农田改建的人工塘为第Ⅰ类,受人为影响大的山边塘为第Ⅱ类,受人为影响小的山边塘为第Ⅲ类)的水质、底泥理化性质和底泥磷吸附特性。结果表明,3类池塘底泥的全磷、草酸提取态磷、不同形态无机磷(NH4Cl-P除外)以及生物可利用性磷(BAP)含量从大到小依次均为Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ类,与3类池塘水质状况相一致。无机态磷中不同形态磷含量从大到小依次为金属氧化物结合态磷(NaOH-P)、钙结合态磷(HCl-P)、可还原态磷(BD-P)和弱吸附态磷(NH4Cl-P),其中,NaOH-P是主要赋存形式(占68.51%)。BD-P含量和HCl-P含量分别与活性铁(Feox)含量呈显著正相关(P0.01),NH4Cl-P含量和NaOH-P含量分别与活性铝(Alox)含量呈显著正相关(P0.05)。采用Langmuir方程拟合吸附数据得出:Ⅰ类(塘1、6和12)、Ⅱ类(塘10和11)和Ⅲ类(塘3)池塘底泥吸附/解吸平衡磷浓度(C0EP)、磷最大吸附量(Smax)和磷吸附键能参数(Kc)分别为0.02~0.12 mg·L-1、526.32~826.45 mg·kg-1和0.31~1.11 L·mg-1。其中,塘6底泥Smax和Kc最小,C0EP最大,潜在磷释放风险大;塘10和11具有较高的Smax、Kc及较低的C0EP值;塘3底泥对磷的吸附能力介于Ⅰ和Ⅱ类塘之间。可见,研究区人类活动输入外源污染物在一定程度上影响了池塘底泥磷含量和吸附特性,在控制农业小流域源头磷污染的同时应考虑磷的流入负荷及水体底泥的磷吸附能力。     

石油输入对河口芦苇湿地根际微生物的影响

以辽东湾双台子河河口芦苇湿地为对象,以石油污染物作为主要的外源性污染物,采用湿地模拟实验装置进行了为期6个月的室外模拟实验,研究了石油的重要组分正构烷烃和多环芳烃在芦苇根区土壤中的时空分布及对湿地植物根际土壤微生物种群数量和群落结构的影响. 结果表明,石油污染物的输入降低了土壤的含氧量,减少了根际细菌的数量,芦苇根际细菌的数量仅为对照的1/4,同时也改变了微生物群落的优势菌群.经过6个月的含油河水灌溉后,形成了以变形菌门(Proteobacterium spp.)和拟杆菌门(Bacteroidetes spp.)为主要优势菌群的群落结构,而厚壁菌门(Firmicutes spp.)、放线菌门(Actinobacteria spp.)和蓝藻门(Cyanobacteria spp.)则受到不同程度的抑制.     

非饱和土边坡三维稳定性分析方法及考例

为了同时考虑边坡的饱和状态和三维尺度,根据非饱和土Barcelona模型进行了三维有限元数值模拟,确定了非饱和土边坡的应力位移分布。结合稳定性分析理论,将吸力对强度的贡献嵌入安全系数公式中,研究了非饱和土边坡的三维稳定性分析方法,并通过标准算例边坡的稳定性分析,确定了吸力对安全系数的贡献,并证明了该方法能够很好地退化到常规稳定性分析。     

从玉米淀粉生产浸泡水中提取蛋白质及脂多糖的研究

提出了一种提取分离玉米浸泡水中蛋白质及脂多糖的方法.首先将大部分蛋白质分离出来,然后利用脂多糖易被活性炭吸附的特点,用活性炭将脂多糖从经过浓缩和去除了蛋白质的浸泡水中吸附分离出来.再使脂多糖从活性炭上脱附,同时考虑脂多糖的提纯.本文将脂多糖脱附与提纯两步合并为一步,通过活性炭色谱分离实现.得到脂多糖初步产品后,为了提高其经济价值,采用色谱分离对脂多糖进行提纯,最终使产品纯度达到97.4%.     

三峡库区重庆段农村面源污染时空格局演变特征

论文以三峡库区重庆段21 个区县为实例,利用空间自相关及冷热点分析方法,在区县级尺度上,研究了化学肥料施用、有机肥施用、农作物秸秆、畜禽养殖、水产养殖、农村生活污水、生活垃圾和农田土壤侵蚀等8 个来源中农业面源污染化学需氧量(COD)、生化需氧量(BOD5)、全氮(TN)、全磷(TP)的时空变化特征,结果表明:① 从Moran's I 值判断,2005-2011年间,三峡库区重庆段的COD、BOD5、TN、TP在区域上一直处于较高的集聚状态,2005-2008年集聚减弱,2008-2011 年集聚增强。② 从COD、BOD5、TN、TP排放总量来看,由农业面源污染引起的COD、BOD5、TN、TP 绝对排放量,2005 年分别为15.85×10⁴、7.35×10⁴、5.50×10⁴ 和0.97×10⁴ t·a^-1;2008 年分别为10.93×10⁴、6.45×10⁴、5.60×10⁴ 和1.04×10⁴ t·a^-1;2011 年分别为14.67×10⁴、8.68×10⁴、6.94×10⁴和1.14×10⁴ t·a^-1。COD、BOD5 绝对排放总量经历了先降后升的趋势,TN和TP绝对排放总量则一直处于增长的态势。③ 从冷热点分析结果来看,三峡库区腹地是热点区域的集中区,而三峡库区库尾都市核心区是冷点区域集中区。     

基于农业面源污染的三峡库区重庆段水质时空格局演变特征

农业面源污染已成为我国河流污染的主要来源。三峡库区是典型的生态脆弱区,水资源安全已越来越受到关注。以三峡库区重庆段21个区县为实例,在区县级尺度上,研究了2005-2011年农业面源污染化学需氧量（COD）、生化需氧量（BOD5）、全氮（TN）、全磷（TP）所导致的水质的变化。并借助地统计学中的空间插值方法,对30个水质监测站点的数据进行插值分析,最后利用内梅罗综合水质指数,通过核算和实测的数据来研究三峡库区重庆段水质的时空变化。结果表明：1）从库区平均水质浓度分析得出,2005、2008、2011年3个时间断面的TN、TP的浓度已经超过地表水环境质量三级标准。2）从核算数据所反映的水质综合指数的时空特征来看,2005、2008、2011年水质综合指数分别为2.48、2.51、2.88,均处于中度污染状态,而2011年甚至逼近严重污染状态。在空间分布上,三峡库区重庆段库中和库区腹地的区县整体的水质状况在下降,而位于库尾的核心都市区水质状况则有所提升。3）从监测数据所反映的水质综合指数的时空特征来看,2005、2008、2011年水质综合指数分别为1.26、1.38、2.14,2005和2008年属于轻污染状态,而2011年则为中度污染状态。在空间分布上,和核算数据的空间分布呈现出相似的地方。4）通过河流水体断面的监测数据与理论核算数据的对比看出,两者呈现出较好的吻合度。     

广州市流溪河河岸带土壤反硝化作用的多尺度影响因子

以广州市水源地流溪河二级支流的河岸带为研究对象,分析嵌套结构的多尺度因素对河岸带土壤反硝化作用的影响,确定调节河岸带土壤反硝化酶活性的不同尺度控制因素.结果表明:以土壤反硝化酶活性表征的反硝化潜力,其在研究区内的剖面尺度空间变异性显著大于断面尺度和流域景观尺度;反硝化酶活性的空间变异受多尺度因子的作用,其中剖面尺度中土壤有机碳、全氮、硝态氮等因子对其空间分布起主要的直接控制作用,而断面尺度的景观位置、植被密度与流域景观尺度的地形指数、高程及土地利用类型等因子通过影响土壤性质而间接调控反硝化酶的空间分异性;研究区的反硝化酶活性在剖面尺度中表层最高,随着深度增加呈急剧减小的趋势;断面尺度中活性值最高位于河岸区中间的景观位置,因该位置具有良好的景观连接性和较高的植被密度;流域景观尺度中,除受人为扰动严重城市化地区外,河岸带土壤反硝化酶活性沿流域从上游至下游呈不断增加的趋势.