太湖东部水域浮游硅藻群落特征及其与环境因子关系

对太湖东部水域9个点位浮游硅藻的群落结构进行了分析。结果表明,9个点位的生物多样性处于一般到较丰富状态,其水质为中污染到轻污染;硅藻群落的物种丰富度、生物量和密度因水域地形特点、换水周期等因素出现差异,在半封闭水体中的物种丰富度较差,生物量和藻密度较高,优势种所指示的水质处于中等偏下水平。硅藻相对多度和各项环境因子冗余分析显示,总磷(TP)对群落的组成和分布影响显著。东北部水域浮游硅藻群落主要受到TP和浊度(NTU)的影响,东南部水域浮游硅藻群落受到TP和NTU的影响则很小。     

鸡粪与麦秆混合厌氧发酵环境中各因子响应关系研究

为了探究发酵过程中各因子之间的相互响应关系,以鸡粪和麦秆为发酵原料,利用Canoco4.5软件对鸡粪/麦秆不同比例混合发酵条件下不同发酵阶段内各因子进行分析,以阐明各发酵阶段内因子间的相互影响关系.结果表明:当鸡粪/麦秆以5∶5的比例混合时,能获得最佳单位甲烷产量(90.56 m L·g-1,以VS计).在整个发酵过程中甲烷产气速率表现为先升高再降低的趋势,将其根据产气速率的大小划分为3个阶段,分别为第Ⅰ阶段(预备期)、第Ⅱ阶段(高峰期)、第Ⅲ阶段(消退期).不同发酵阶段影响单位甲烷产量的主效因子有一定的差异性,其中,第Ⅱ阶段的主效因子为发酵基质的C/N,第Ⅲ阶段为p H值.各发酵阶段因子间相关性各异,第一阶段因子间相关性最强,此后相关性逐渐降低.因此,针对不同阶段各主效因子分别进行控制,能够有效提高发酵效率.     

Pollution profiles and physicochemical parameters in old uncontrolled landfills

The long-term effectiveness of the geological barrier beneath municipal-waste landfills is a critical issue for soil and groundwater protection. This study examines natural clayey soils directly in contact with the waste deposited in three landfills over 12 years old in Spain. Several physicochemical and geological parameters were measured as a function of depth. Electrical conductivity (EC), water-soluble organic carbon (WSOC), Cl⁻, NH₄⁺, Na⁺ and exchangeable NH₄⁺ and Na⁺ were used as parameters to measure the penetration of landfill leachate pollution. Mineralogy, specific surface area and cationic-exchange capacities were analyzed to characterize the materials under the landfills. A principal component analysis, combined with a Varimax rotation, was applied to the data to determine patterns of association between samples and variables not evident upon initial inspection. The main factors explaining the variation in the data are related to waste composition and local geology. Although leachates have been in contact with clays for long time periods (13-24 years), WSOC and EC fronts are attenuated at depths of 0.2-1.5 m within the clay layer. Taking into account this depth of the clayey materials, these natural substrata (>45% illite-smectite-type sheet silicates) are suitable for confining leachate pollution and for complying with European legislation. This paper outlines the relevant differences in the clayey materials of the three landfills in which a diffusive flux attenuation capacity (A_c) is defined as a function (1) of the rate of decrease of the parameters per meter of material, (2) of the age and area of the landfill and (3) of the quantity and quality of the wastes.     

Trace metals in atmospheric fine particles in one industrial urban city: Spatial variations, sources, and health implications

Trace metals in PM2.5were measured at one industrial site and one urban site during September, 2010 in Ji'nan, eastern China. Individual aerosol particles and PM2.5samples were collected concurrently at both sites. Mass concentrations of eleven trace metals(i.e., Al, Ti, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, Sr, Ba, and Pb) and one metalloid(i.e., As) were measured by inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy(ICP-AES). The result shows that mass concentrations of PM2.5(130 μg/m3) and trace metals(4.03 μg/m3) at the industrial site were 1.3 times and 1.7 times higher than those at the urban site, respectively, indicating that industrial activities nearby the city can emit trace metals into the surrounding atmosphere. Fe concentrations were the highest among all the measured trace metals at both sites, with concentrations of 1.04 μg/m3at the urban site and 2.41 μg/m3at the industrial site, respectively. In addition, Pb showed the highest enrichment factors at both sites, suggesting the emissions from anthropogenic activities existed around the city. Correlation coefcient analysis and principal component analysis revealed that Cu, Fe, Mn, Pb, and Zn were originated from vehicular trafc and industrial emissions at both sites; As, Cr, and part of Pb from coal-fired power plant; Ba and Ti from natural soil. Based on the transmission electron microscopy analysis, we found that most of the trace metals were internally mixed with secondary sulfate/organic particles. These internally mixed trace metals in the urban air may have diferent toxic abilities compared with externally mixed trace metals.     

辽河流域河流秋季CDOM光学特性及影响因素研究

了解有色溶解有机物(CDOM)的光学特性有助于对水生生态系统中溶解有机物(DOM)循环过程的研究,而环境要素对CDOM光学特性的影响会进一步影响水环境中的碳循环过程.利用2013年9月和10月辽河水体实测数据对水体反射特性、CDOM的吸收特性、荧光特性及各种水质参数对CDOM光学特性的影响进行研究.结果表明,辽河流域河流总氮(均值4.40 mg·L~(-1))、铬浓度(均值0.0065 mg·L~(-1))超过国家地表水V类标准.悬浮泥沙光谱特征较为明显的水样,其CDOM的吸收曲线非常相近,叶绿素a光谱特征较为明显的水样,其CDOM吸收曲线之间的差别较大.辽河流域水体CDOM的吸收斜率S275-295(0.0163~0.0191 nm-1)高于其他大多数河流,而低于湖泊、水库.对比辽河流域河流发现,东辽河与辽河水体CDOM组成物质的分子量相对较小,东辽河CDOM的芳香性最高,而西辽河最低.根据荧光指数、腐殖化指数及生物源指数分析发现,辽河流域水体主要以陆源的、高等植物DOM为主,太子河、大凌河CDOM具有较为明显的自生源特征.通过荧光峰的分布发现,辽河水体CDOM以类腐殖酸荧光峰(A峰、C峰)为主,部分河流(辽河干流)同时表现出较强的类蛋白质荧光峰(B峰、T峰).通过冗余分析(RDA)发现,水体中溶解有机碳(DOC)、总氮(TN)、总磷(TP)、总碱度(TAlk)、砷(As)及汞(Hg)与表征CDOM光学特性的参数之间存在显著的相关性(p0.05),是CDOM光学特征的主要影响因子.     

长江重庆段溶解性有机物的荧光特性分析

利用三维荧光光谱(EEMs),并结合平行因子分析(PARAFAC)及主成分分析(PCA),研究了长江重庆段溶解有机物(DOM)的荧光组分特征及其污染来源,并探讨了荧光强度同溶解性有机碳(DOC)及溶解氧(DO)的相关性.结果表明,PARAFAC模型识别出长江重庆段DOM由2类6个荧光组分组成,即类腐殖质荧光组分C1(350/422 nm)、C4(245,305/395 nm)、C5(260,340/420 nm)、C6(260/480 nm)及类蛋白荧光组分C2(275/300 nm)、C3(227,278/329 nm).在DOM来源组成中,陆源的类腐殖质含量占62.56%,类蛋白物质含量占31.31%.类腐殖质组分的荧光强度同DOC的含量存在明显的线性正相关(r=0.73),类蛋白组分的荧光强度同DO的含量呈明显的线性负相关(r=0.80).EEMs-PARAFAC不仅可以表征长江重庆段DOM的光谱特征,示踪长江重庆段的有机污染程度,还可以为三峡库区水体保护提供依据.     

类芬顿调理污泥用于微生物电解池产氢与磷回收的研究

为提高微生物电解池(MEC)利用剩余污泥产氢气和磷回收的效率,采用Fe~(3+)、原儿茶酸(PCA)和H_2O_2体系预调理污泥,探究中性PCA/Fe~(3+)/H_2O_2体系的试剂投加量对污泥液相总磷含量和溶解性化学需氧量(SCOD)的影响.在单因素试验的基础上,通过表面响应法(RSM)优化得到Fe~(3+)和H_2O_2投加量分别为12.96 mmol·L~(-1)和0.45 mol·L~(-1),液相总磷含量和SCOD含量实际值分别为(60.14±0.08) mg·L~(-1)和(3357.67±66.37) mg·L~(-1),模拟效果显著.与未处理的剩余污泥MEC反应器出水相比,经过调理后的剩余污泥MEC反应器出水中的总化学需氧量(TCOD)、多糖和蛋白质的去除率分别提高了30.03%、50.16%和97.31%,氢气转化率提升了1.31倍,有效提升了MEC产氢效率.通过鸟粪石结晶回收MEC污泥上清液中的磷,发现在初始pH值为10、Mg~(2+)浓度为0.056 mol·L~(-1)和NH~+_4浓度为0.08 mol·L~(-1)时效果最佳.鸟粪石晶体质量浓度最高可达7.6 g·L~(-1),晶体纯度最大为88.30%,上清液中77.55%的磷以鸟粪石的形式得到回收.在本研究最优化条件下进行中性PCA/Fe~(3+)/H_2O_2体系调理剩余污泥微生物电解池产氢与磷回收全过程中产出经济价值达到2.36元.实验研究最终表明,经过Fe~(3+)/PCA/H_2O_2体系调理污泥可促进污泥中磷的释放和MEC处理污泥的产氢效率,为探究污泥资源化提供了新的研究思路.     

基于Biolog解析添加酶液对堆肥化过程中微生物群落代谢的影响

以Biolog方法为主要监测手段,结合聚类分析以及PCA分析方法,考察了添加酶液对农业废物堆肥中木质纤维素降解及微生物群落代谢能力的影响.结果表明,添加酶液使得堆料中有机质的降解率提高了4.90%;微生物群落代谢聚类结果表明,添加酶液可以改善堆肥微生物对中间代谢产物类碳源的代谢能力.通过PCA发现,添加酶液提高了堆体中微生物对双亲化合物、聚合物、氨基酸和氨基化合物等碳源的代谢能力,由此可导致有机质被更高效降解;此外,堆肥各时期群落代谢聚类结果表明,酶液对堆肥进程的影响主要表现在一次发酵的第6 d和二次发酵的第30 d,从而有效地加速了堆肥进程.     

镇江城市道路沉积物中重金属污染的来源分析

道路沉积物是一重要环境介质,其颗粒物积累的潜在毒性对于城市水体是一重要危害,因此,识别道路沉积物重金属的含量及来源就显得尤其重要.分析了采集于镇江市商业区、河滨公园、居民区和交通繁忙区的62个样品中的Zn、Pb、Cu、Cr和Ni 5种重金属,它们在交通繁荣区含量最大,Zn、Cu、Cr和Ni含量在商业区、河滨公园和居民区并无明显差异.通过主成分分析识别道路沉积物中重金属的来源,发现不同功能区的重金属来源有所差别,各功能区中第一主成分(贡献率70％以上)代表来自交通活动产生的污染源,或者是与工业污染源共同产生的混合污染源;第二主成分代表来自工业污染源或者是生活污染源,并且道路沉积物中重金属与有机质显著相关,最后计算了重金属浓度富集率(CER),以评价人类活动对于重金属污染的影响程度.结果表明,有机质是镇江城市道路沉积物中重金属的重要载体, 人类活动对于该地区重金属污染影响达到中等或中等以上的程度.     

生态环境与社会经济发展协调性模型研究

利用主成分分析，分别选取生态环境和社会经济发展指标，并确定其权重值，利用这些指标和权重值，分别建立生态环境综合函数社会经济发展综合函数，再在此基础上建立可持续发展模型，以满里市为例，对区域生态环境和社会经济发展的协调性进行分析。