三峡水库两条支流水-气界面CO2、CH4通量比较初探

三峡水库是亚热带气候背景下的超大型水库,其水生生态系统碳循环过程存在显著的时空异质性.本研究于2010年6月～2011年5月对三峡水库两条支流(龙溪河、澎溪河)水-气界面CO2、CH4通量特征进行了1 a的定位跟踪观测与比较分析.研究发现,位于三峡水库库尾变动回水区的龙溪河CO2、CH4通量年均值分别为(7.30±1.89)mmol·(m2.h)-1、(0.11±0.095)mmol·(m2.h)-1.而位于三峡水库库中常年回水区的澎溪河CO2、CH4通量年均值分别为(0.71±0.46)mmol·(m2.h)-1、(0.007 4±0.001 7)mmol·(m2.h)-1.龙溪河的温室气体通量水平显著高于澎溪河,季节性变化剧烈,幅度也显著大于澎溪河.相比澎溪河,龙溪河回水区极不稳定的水力、生境条件让浮游植物难以稳定生长,其水体固碳能力显著受限;加之龙溪河受淹区域土壤有机质、全氮含量以及单位流域面积内污染负荷程度均显著高于澎溪河,共同导致了龙溪河温室气体通量水平普遍高于澎溪河流域.两条支流CH4通量的主要影响因素仍需进一步研究.     

卫生和生物反应器填埋场夏季N2O释放的研究

采用静态箱/气相色谱(GC)法现场监测了杭州市天子岭废弃物处理总场卫生填埋场和生物反应器填埋单元夏季的N₂O释放通量,并讨论了相关影响因素. 研究发现:卫生填埋场覆土后N₂O释放通量(以N₂O-N计)随垃圾填埋龄的增加而大幅降低,其均值(18.07 μg/(m2·h))为生物反应器填埋单元(5.57 μg/(m2·h))的3倍多. 垃圾填埋龄、覆土土质与结构及填埋场操作方式是影响填埋场N₂O释放的主要因素,这些因素均主要通过改变覆土的理化特性而影响N₂O的释放. 采用多元线性逐次回归分析得到:卫生填埋场N₂O与覆土含水率和有机碳(SOC)质量分数构成的线性方程显著相关(R2＝0.86,P<0.01);生物反应器填埋单元N₂O的释放通量与覆土含水率、碳氮比(w(C)/w(N))和w(NO₃-)构成的线性方程显著相关(R2=0.89,P<0.01).      

基于系统动力学的城市生态系统建设路径研究——以天津市为例

城市生态系统是一个复杂的巨系统,随着经济社会的发展,城市生态系统面临着诸多环境问题,研究城市生态系统建设路径对城市生态环境的改善具有重要意义.本文将影响城市生态系统建设的宏观因素分为5个主要子系统：经济子系统、人口子系统、环境子系统、资源子系统和能源子系统.利用系统动力学模型（System Dynamics, SD）构建城市生态系统的因果回路图和存量流量图,定量描述人口、资源、环境、能源与经济子系统中各相关变量之间的动态反馈关系,以模拟其建设状况及未来变化趋势.考虑到不同的政策驱动因素对城市生态系统建设的影响不同,设置了自然增长型、人口控制型、环境导向型、科技导向型、资源节约型和平衡发展型6种建设路径,通过改变主要模型参数的值来模拟关键变量的变化.研究发现,城市生态环境问题是人口增速过快、产业发展不均衡、水资源匮乏等综合原因造成的.最适合天津市的发展路径是在控制人口增量的同时加强人才引进政策,以此来提高全市科技发展水平,在增加供水方面不仅要依靠科技进步来促进再生水利用量,还要增加外来调水.     

广州城区冬季黑碳气溶胶污染特征及其来源初探

于2007年12月至2008年2月利用黑碳(Aethalometer)和气体在线现测仪(Thermo 42i型二氧化硫、43i型氮氧化物争49i型臭氧分析仪)和MAWS自动气象站获得了大气细粒子中每5分钟黑碳气溶胶(BC)浓度,每1小时SO2、NO2、NO和O3浓度和风速、风向等气象因子观测数据.结果发现,黑碳日均值浓度值为10.5±7.7 μg/m3,浓度变化范围为2.7～34.8 μg/m3.非降雨期BC有相对明显的两个峰值和一个谷值;降雨期BC昼间呈单调上升,夜间呈单调降低.通过对BC与气体污染物相关性分析并结合城市污染源分布,发现BC的最主要来源是工业燃煤和机动车尾气排放.     

内蒙古某电厂周围土壤汞分布特征及其影响因素

研究内蒙古草原两燃煤电厂附近土壤中汞含量分布特征及其与土壤性质的关系.结果表明,48.15%的供试土壤汞含量超出当地土壤汞含量背景上限值,且距电厂越近,汞含量越高.距电厂较远、受污染较小地区的土壤汞含量与土壤理化性质密切相关:土壤pH8.0时,趋势相反;土壤有机质与汞含量呈现出正相关性;土壤颗粒越细,对汞的吸附能力越强,汞含量越高,但当颗粒细至粘粒时,随着粘粒含量的增多,汞含量呈现出减少的趋势.     

黄河兰州段消落带表层沉积物对磷的吸附

为探究黄河消落带表层沉积物对磷的吸附特征,基于吸附动力学、吸附热力学及单因子实验,现场采集黄河 (兰州段) 消落带表层沉积物进行实验室模拟研究。结果表明：沉积物对磷的吸附动力学经历快速吸附、慢速吸附、吸附平衡3个阶段,扰动条件下,在10 min内吸附量达到最大吸附量的85%以上,480 min达到吸附平衡;沉积物对磷的吸附符合Langmuir吸附等温方程,随着温度的升高最大理论吸附量Q_m随之增加,25 ℃时Q_m达到119.831 mg·kg⁻¹;单因子实验中,扰动频率增加对磷的吸附量具有明显的促进作用;pH为7~8时沉积物吸附效果最佳,偏酸性条件次之,偏碱性条件下吸附效果较差;增大上覆水KH₂PO₄浓度,吸附量增加,吸附率整体呈下降趋势。由此可知,黄河消落带表层沉积物对磷元素具有一定的拦截效应,河水的扰动能够促进沉积物对PO₄^3--P的吸附,但是水体的pH值变化及高浓度陆源污染物均会削弱消落带对磷元素的吸附拦截作用。该研究结果可为黄河上游的水污染防治及消落带的生态管理提供研究依据。     

纳米铜及三氯生对污泥硝化作用的影响

金属纳米颗粒 (NPs) 与药品及个人护理品 (PPCPs) 的广泛使用,使其不可避免地释放至污水中,进入污水处理系统对污水生物处理产生潜在危害。由于硝化菌极易受到有毒有害物质的影响,选取纳米铜(CuNPs) 和三氯生 (TCS) 作为目标污染物,研究其对污泥硝化过程中COD去除、硝化效果、污泥理化性质等方面的影响。结果表明,目标污染物的暴露初期对硝化效果产生不同程度的抑制,TCS、CuNPs及二者复合暴露时硝化效率分别下降8.7%、34%和31.7%,但随着暴露时间的增加,硝化效率逐渐恢复至正常水平。然而尽管硝化反应结束后对NH+4-N的去除率无明显差异,但CuNPs及二者同时暴露时对硝化速率及污泥的同化作用有显著抑制,而单独的TCS无明显影响。进一步研究发现CuNPs及二者复合暴露时对污泥的表面结构有一定的破损影响,且污泥的沉淀性能变差。     

宜都市PM2.5与O3季节性分布特征及潜在源区分析

为了解宜都市PM_2.5与O₃的污染特征及潜在来源,利用宜都市2020年3月至2022年2月在线监测数据及气象数据,对宜都市PM_2.5与O₃质量浓度变化特征、气象影响因素及潜在源区进行了分析,结果表明:宜都市PM_2.5质量浓度冬高夏低,日变化呈双峰特征,O₃质量浓度夏高冬低,日变化呈单峰特征。高湿、静稳的气象条件以及较强偏北风作用下的区域污染传输对PM_2.5污染有重要影响,高温以及中湿度对O₃污染过程有重要作用。春、夏、秋季偏南方向气流轨迹占主导,且携带较高的污染物浓度,冬季来自湖北东北及西南方向的气流占比较高且携带的PM_2.5浓度较高;宜都市PM_2.5、O₃的潜在源区具有季节性差异,总体来看,主要分布在河南南部、湖北东部及湖南的北部区域。     

温室气体光声光谱检测系统的建立及效果分析

“双碳”目标下,温室气体在线长期稳定监测技术是全面掌握温室气体排放及其环境、气候效应,并预测未来变化趋势的重要保障。为了实时在线监测工业生产现场等环境温室气体浓度及其变化趋势,及时采取相应措施,在分析光声光谱信号产生机理及多组分气体混合监测原理的基础上,根据温室气体的主要成分,分析其吸收光谱特性,基于光声光谱的多组分温室气体的定性和定量监测技术,搭建温室气体光声光谱在线监测实验平台,分析监测器内部噪声和环境温度、湿度等外部影响因素,并通过现场测试,分析试验数据,应用吸附法降低内外部因素的影响。结果表明,对称安装传声器和非共振式光声腔能有效削弱外部噪声对测试结果的影响;空气净化器能降低空气中水蒸气和其他气体对测试结果的影响;低、高浓度混合气体监测结果偏差均小于0.5,与GC测试结果偏差小于10%。应用光声光谱技术的环境温室气体监测技术监测范围宽,选择性好,且监测精度达10^-6,适用于环境温室气体浓度在线监测。     

Reduction of nitrobenzene by the catalyzed Fe/Cu process

The polarization behavior of the couple Fe/Cu in 100 mg/L nitrobenzene aqueous solution was studied using Evans coupling diagrams.The results indicated that the iron corrosion was limited by both anodic and cathodic half-cell reactions under the neutral conditions,and cathodically controlled under the alkaline conditions.Batch experiments were performed to study the effect of solution pH,reaction duration,concentration,type of electrolyte,and dissolved oxygen(DO)on the reduction of nitrobenzene by the ca...