BPAC-UF对二级出水中抗生素抗性基因的去除及膜污染缓解机制

采用生物粉末活性炭(BPAC)-超滤(UF)组合工艺去除控制二级出水中抗生素抗性基因(ARGs),并对ARGs的去除和BPAC缓解膜污染机制进行了探讨。结果表明：与直接超滤工艺相比,组合工艺对水中四环素类抗性基因(tetA、tetW)、磺胺类抗性基因(sul Ⅰ、sul Ⅱ)以及溶解性有机碳(DOC)的去除效果均有较大的改善,这主要是由于BPAC对ARGs的吸附降解作用所致;水中16S rDNA、int Ⅰ 1和DOC含量与不同种类ARGs浓度具有显著相关性,强化上述指标的去除可有效促进ARGs的削减;在BPAC投加量较低时,组合工艺的膜比通量较直接UF有所提高,膜污染状况明显改善;直接UF时,膜污染状况与滤饼层过滤模型的拟合度最好,而组合工艺的膜污染状况与标准膜孔堵塞模型和滤饼层过滤模型拟合度均较好。BPAC-UF组合工艺是一种较好的去除ARGs的工艺。     

活化温度对SCAC制备过程中副产物生成规律的影响

文章研究了污泥-玉米芯活性炭(SCAC)制备过程中,活化温度对副产物(热解气和热解油)生成规律的影响。热解气和热解油分别采用气相色谱仪和气质联用仪进行分析检测。试验结果表明,随着活化温度的升高,SCAC的产量逐渐降低,热解气与热解油的产量则随之增多。不同温度条件下,热解气的主要成分均为H2和CO2,热解气中H2所占的体积百分数随着活化温度的升高而增加,而CO2则相应降低。此外,热解气中CH4的含量也会随着活化温度的上升而略有提高,说明较高的活化温度更有利于热解气的资源利用。热解油组分较为复杂,每个温度条件下的液态产物都包括上百种化合物,可分为烷烃,烯烃,苯类,酚类,腈类,杂环化合物,多环芳烃,有机酸,酰胺,酯类,甾体,醇,酮以及其他类共14大类型,其中以有机酸、腈类和甾体类有机物含量居多。随着活化温度的升高,有机酸和多环芳烃的含量有所增加,而酚类化合物的含量则有所降低;当活化温度升高至650℃以上时,甾体类有机物含量明显降低。     

基于碳储量最大化的流域多目标土地利用分区优化模拟—以广西西江清水河为例

土地利用变化是影响碳固存变化的重要因素,土地利用优化对实现区域碳平衡具有重要作用。以广西西江清水河流域为研究对象,基于2000年、2010年和2020年土地利用数据,通过FLUS-InVEST耦合模型预测2060年清水河流域4种模拟情景（基线情景、耕地保护情景、水域保护情景、高碳储用地保护情景）下土地利用变化与碳储量的时空发展特征;针对高、中、低碳储能力等级区域适宜发展的方向,构建基于碳储量最大化的灰色线性规划模型,优化土地利用数量结构并运用FLUS模型模拟土地利用空间布局;利用Fragstats软件分析流域上、中、下游区域不同土地利用类型的形态格局,探讨其与碳储量的相关性并提出相应的优化策略。结果表明：1）4种模拟情景下,2060年流域碳储量仅在高碳储用地保护情景下稳定提升,其他3种情景都大幅下降;2）基于优化方案,2060年流域内林地、湿地和水域面积增加,建设用地面积稳定增长,草地、耕地面积相对减少且连片耕地保持不变,流域整体碳储量增长达1.32×10⁶ t;3）流域土地利用形态格局影响碳储量,且不同流段存在空间异质性,整体上斑块呈现复杂不规则的形态和较高的聚集度、连接度,有利于提高区域整体碳储量。优化策略能更好地满足流域不同区域的发展需求并统筹流域整体发展,增加流域碳储量的同时推动总体效益最优化。

     

中国交通运输碳排放强度时空交互特征及跃迁机制

采取多种空间分析的方法,对2002～2020年交通运输业碳排放强度的时空交互特征进行剖析,通过得到的时空跃迁类型与面板分位数模型进行嵌套来探究其跃迁机制,最后根据不同的跃迁机制引入地理探测器模型来考察影响交通运输业碳排放强度的不同因素之间的交互作用效应.结果表明：(1)中国30个省区的交通运输业碳排放强度整体呈波动下降态势,在空间上的聚集水平也相对稳定.(2)ESTDA的时空交互特征表明,西北地区和周边邻接空间单位的关系不稳定,变化和波动较大.而东部沿海城市等经济发达地区已经形成了成熟的交通运输网络,因此局部空间格局也相对稳定,但仍有部分地区存在时空竞争性.(3)交通运输业碳排放强度时空跃迁可分为4类驱动或制约模式（人口-经济-城镇化制约模式;人口-经济-城镇化-设施制约模式;技术-消费-产业驱动模式和技术-产业-规制驱动模式）.大部分省份受低分位制约和高分位驱动两种模式的影响,仅有少部分省份受高分位制约和低分位驱动的作用影响,且绝大多数属于西北或西南地区.(4)根据得出的交通运输业碳排放强度跃迁机制进一步引入地理探测器模型,注重多因子的协调发展,加强区域间协同治理.     

Soil and vegetation carbon stocks in Brazilian Western Amazonia: relationships and ecological implications for natural landscapes

The relationships between soils attributes, soil carbon stocks and vegetation carbon stocks are poorly know in Amazonia, even at regional scale. In this paper, we used the large and reliable soil database from Western Amazonia obtained from the RADAMBRASIL project and recent estimates of vegetation biomass to investigate some environmental relationships, quantifying C stocks of intact ecosystem in Western Amazonia. The results allowed separating the western Amazonia into 6 sectors, called pedo-zones: Roraima, Rio Negro Basin, Tertiary Plateaux of the Amazon, Javari-Juruá-Purus lowland, Acre Basin and Rondonia uplands. The highest C stock for the whole soil is observed in the Acre and in the Rio Negro sectors. In the former, this is due to the high nutrient status and high clay activity, whereas in the latter, it is attributed to a downward carbon movement attributed to widespread podzolization and arenization, forming spodic horizons. The youthful nature of shallow soils of the Javari-Juruá-Purus lowlands, associated with high Al, results in a high phytomass C/soil C ratio. A similar trend was observed for the shallow soils from the Roraima and Rondonia highlands. A consistent east–west decline in biomass carbon in the Rio Negro Basin sector is associated with increasing rainfall and higher sand amounts. It is related to lesser C protection and greater C loss of sandy soils, subjected to active chemical leaching and widespread podzolization. Also, these soils possess lower cation exchangeable capacity and lower water retention capacity. Zones where deeply weathered Latosols dominate have a overall pattern of high C sequestration, and greater than the shallower soils from the upper Amazon, west of Madeira and Negro rivers. This was attributed to deeper incorporation of carbon in these clayey and highly pedo-bioturbated soils. The results highlight the urgent need for refining soil data at an appropriate scale for C stocks calculations purposes in Amazonia. There is a risk of misinterpreting C stocks in Amazonia when such great pedological variability is not taken into account.     

A Simulation of Temporal and Spatial Variations in Carbon at Landscape Level: A Case Study for Lake Abitibi Model Forest in Ontario,Canada

Using a case study of the Lake Abitibi Model Forest (LAMF), this study aims to assess the temporal and spatial variability in carbon storage during 1990–2000, and to present a comprehensive estimation of the carbon budget for LAMF's ecosystems. As well, it provided the information needed by local forest managers to develop ecological and carbon-based indicators and monitor the sustainability of forest ecosystems. Temporal and spatial carbon dynamics were simulated at the landscape level using ecosystem model TRIPLEX1.0 and Geographical Information System (GIS). The simulated net primary productivity (NPP) and carbon storage in forest biomass and soil were compared with field data and results from other studies for Canada's boreal forests. The results show that simulated NPP ranged from 3.26 to 3.34 tC ha⁻¹ yr⁻¹ in the 1990s and was consistent with the range measured during the Boreal Ecosystem-Atmosphere Studies (BOREAS) in central Canada. Modeled NPP was also compared with the estimation from remote sensing data. The density of total above-and belowground biomass was 125.3, 111.8, and 106.5 tC ha⁻¹ for black spruce, trembling aspen, and jack pine in the LAMF ecosystem, respectively. The total carbon density of forested land was estimated at 154.4 tC ha⁻¹ with the proportion of 4:6 for total biomass and soil. The analysis of net carbon balance of ecosystem suggested that the LAMF forest ecosystem was acting as a carbon sink with an allowable harvest in the 1990s.     

蚯蚓生态滤池中蚯蚓与植物对污水净化的作用评估

构建具有不同蚯蚓和植物配置的4个单级蚯蚓生态滤池,依次编号为A(无蚯蚓无植物)、B(有蚯蚓无植物)、C(有蚯蚓栽种芦苇)和D(有蚯蚓栽种水生鸢尾)。通过比较4个滤池在6个月实验期间对化学需氧量(COD)和总氮(TN)的去除效率,系统分析蚯蚓和植物对滤池去除污染物的影响。实验分2个阶段进行:5月上旬至9月上旬,滤池进水碳氮比恒定为6;9月中旬至11月中旬,滤池每周进水碳氮比交替为3、6、9。研究结果表明,蚯蚓对滤池去除COD有一定的促进作用,且作用强度显著受到进水碳氮比的影响。植物的存在与种类对滤池去除COD效率没有显著影响。蚯蚓和植物对滤池的TN去除效率都没有显著影响。滤池进水的碳氮比是显著影响滤池去除TN效率的主要因素。     

南京冬季气溶胶光学特性及黑碳光吸收增强效应

2016年1月1~19日在南京北郊利用三波长光声黑碳光度仪(PASS-3)对气溶胶的光学性质进行了实时在线观测,同时结合气溶胶化学组成分析了黑碳气溶胶的光吸收增强效应.结果表明,观测期间气溶胶在532 nm下的吸收系数、散射系数、单散射反照率的平均值为(64.19±35.28)Mm-1、(454.68±238.71)Mm-1、0.87±0.03,受边界层高度及颗粒物浓度的影响,呈现出明显的日变化特征.黑碳气溶胶的质量吸收截面(MAC)在观测期间的变化趋势为前期低,后期高,与非EC组分相对EC比值的变化趋势一致,受不同污染条件下二次物质的占比及覆盖物厚度变化的影响.基于MAC计算得到的405、532、781nm下的光吸收增强(EMAC)平均值分别为1.53±0.56、1.34±0.47、1.14±0.40,随着波长增加而降低,存在棕色碳(Br C)的贡献.各非EC组分相对EC的比值与EMAC均有一定相关性,其中OC/EC与EMAC相关性最高,说明有机物的积累是导致黑碳光吸收增强的主要原因.K+/EC与EMAC的高相关性表明生物质燃烧过程对光吸收增强也有一定影响.     

矿用救生舱内二氧化碳净化特性研究

煤矿救生舱是在矿井下发生事故后保护被困矿工生存、等待救援的密闭舱室设备。在救援过程中,二氧化碳的处理是舱内空气净化系统的一项主要功能。本文对救生舱内二氧化碳净化装置的功率、吸收效率、药剂床层厚度等因素进行了一系列试验,确定了救生舱二氧化碳的最优净化方式,并通过救生舱内真人生存试验对其进行了验证。最终得出救生舱内处理二氧化碳最佳反应条件为:药剂量20kg,最佳功率为100W;间歇式工作的运行时间与停机时间比例为2:3;在救生舱内8人生存模拟实验中,得出8kg药剂可供8人使用6.1h,平均吸收速率为1.34L/min。     

不同渗滤液循环方式对填埋层甲烷产生的影响

通过填埋模拟柱, 实验室研究了以我国大城市生活垃圾组成为依据的新鲜垃圾填埋层在不同渗滤液循环方式条件下甲烷产生的规律.渗滤液循环方式包括:原液循环、好氧预处理(SBR)后循环、与陈垃圾出水混合后循环.结果表明:新鲜垃圾填埋层初期渗滤液COD、VFA浓度高, 原液循环导致有机酸的积累, 抑制了甲烷化进程;初期渗滤液经预处理控制一定COD、VFA浓度后循环, 能够显著地缩短产甲烷滞后时间、加速甲烷化进程;当填埋层进入稳定的甲烷化阶段后, 渗滤液循环才能有效地降解渗滤液中的有机污染, 近100%地转化为填埋气体.