氧化石墨烯固化土壤中重金属离子的有效性及界面能特征

以修复土壤中重金属污染物为目标,开展以石英砂为多孔介质材料,氧化石墨烯为吸附剂,在改变重金属种类、重金属污染物浓度、注入氧化石墨烯浓度和渗流速度条件下的土柱穿透试验.首先,对单一重金属的迁移特性及氧化石墨烯对重金属的去除效果和固化机制进行研究.试验表明,改变渗流速度对单一重金属离子(Pb²⁺和Cd²⁺)的迁移影响较小.氧化石墨烯穿透污染土柱时,低重金属污染浓度和高渗流速度会促进氧化石墨烯的迁移,进而促进重金属污染物的迁移.氧化石墨烯对重金属离子(Pb²⁺和Cd²⁺)有很好的去除及固化效果,对铅离子和镉离子的最大固化率为88.2%和63.9%.其次,通过SEM、FTIR、Zeta电势试验发现,氧化石墨烯对重金属离子的吸附机理主要是静电吸引、离子交换和表面络合.通过DLVO理论计算结果可知,负载重金属的氧化石墨烯相较于未负载重金属的氧化石墨烯更易固化在土壤中,其中负载镉离子的氧化石墨烯比负载铅离子的氧化石墨烯更容易固化在土壤中.     

煤化工产业园区挥发性有机物污染特征及其对大气复合污染的贡献

为研究煤化工产业园区挥发性有机物(VOCs)污染特征及其对大气细颗粒物(PM_2.5)和臭氧(O₃)的贡献,本研究于2021年夏季利用气相色谱/质谱联用仪在某大型煤化工产业园区开展了环境空气115种VOCs的在线监测研究,分析了VOCs的浓度水平、组成特征、日变化特征、潜在来源及其对O₃和PM_2.5中二次有机气溶胶(SOA)的生成贡献. 结果表明:①观测期间,园区站点VOCs的平均体积分数为89.32×10?9±50.57×10?9,显著高于该园区所在城市的城区站点VOCs浓度水平. ②含氧VOCs (OVOCs)是该园区VOCs的主要特征污染物,占总VOCs体积分数的48.2%,乙醇、丙醛和甲醛是体积分数排名前三的物种. ③VOCs的臭氧生成潜势(OFP)为595.64 μg/m3,各组分对O₃贡献潜势的大小表现为OVOCs>烯烃>芳香烃>烷烃>卤代烃>含硫VOC>炔烃. OFP排名前十的物种均为OVOCs、烯烃和芳香烃,其中丙醛对OFP的贡献占比最高,占总OFP的22.2%. ④间/对-二甲苯、邻二甲苯和乙苯等苯系物对二次有机气溶胶生成潜势(SOAFP)的贡献突出,其中间/对-二甲苯的SOAFP最大,占总SOAFP的29.6%,主导了SOA生成. 研究显示,煤化工产业园区中丙醛和甲醛等OVOCs、顺-2-丁烯等烯烃以及间/对-二甲苯与邻二甲苯等芳香烃对大气复合污染贡献较大,是开展PM_2.5和O₃污染协同控制重点关注的物种.      

混合抗生素对大肠杆菌耐药性的联合诱导效应

群体感应抑制剂（quorum sensing inhibitors,QSIs）作为一类新型抗生素,具有广阔的应用前景,目前已被使用在水产养殖、污水治理和农作物病害防治等领域中,其与传统抗生素极有可能在环境中共存。因此,有必要探究QSIs与传统抗生素对细菌耐药性的联合效应。以往的研究往往采用单位法探究固定浓度下混合抗生素的联合耐药效应,但单位法无法在较大浓度范围评价其联合耐药风险。该研究以RP4质粒接合转移表征细菌耐药性的传播,将独立作用模型（independent action,IA）应用到联合耐药作用的判别中,以喹诺酮（quinolones,QNs）作为传统抗生素的代表,探究了QSIs与QNs对大肠杆菌（Escherichia coli）RP4质粒接合转移的联合效应。结果表明,15组QSIs-QNs混合物均能诱导E. coli产生接合转移效应,混合物的最大促进率在23.32%～73.07%。对比IA曲线与混合物对E. coli接合转移的剂量-效应曲线的位置关系,发现QSIs-QNs对E. coli的联合接合作用均表现出浓度依赖特征,即混合物促进E. coli接合转移频率时的联合作用模...     

城市垃圾分类处理的经济效益与空间优化效益

我国快速城市化的过程中,城市人口迅速集聚,垃圾产量急剧上升,解决“垃圾围城”的现实问题成为大部分城市环境治理中的重点,化解垃圾分类处理难题成为环保研究的热点。自2017年生活垃圾分类政策推行以来,我国垃圾治理从减量化阶段迈向资源化阶段。在政策实施过程中,老城区逐渐暴露出垃圾收集设施不能满足居民需求,垃圾中转设施污染严重等问题。基于这一现实问题,以城区面积较大、城市更新较慢的沈阳市中心城区为例,核算沈阳市垃圾分类治理后产生的各种效益。利用空间网络分析和选址分析,对沈阳市中心城区垃圾处理站进行优化,使站点建设数量大大降低,服务覆盖范围大幅提升。最后,从源头分类、产业发展和空间优化3方面提出对策。     

垃圾焚烧发电项目碳排放核算与减排效应研究

采用IPCC国家温室气体清单指南法计算了合肥市某生活垃圾焚烧发电项目的碳排放,分析了项目碳减排效应,并给出了垃圾焚烧的减排路径。结果表明,该生活垃圾焚烧发电项目碳排放强度为398.89 kgCO₂e/t,其中焚烧过程碳排放为384.7 kgCO₂e/t,占比96.44%。塑料等含化石碳组分垃圾的碳排放占整个焚烧项目碳排放的92%以上,是主要排放源。项目通过替代垃圾填埋基准线排放为557.75 kgCO₂e/t,替代燃煤发电的基准线排放为385.73 kgCO₂e/t,综合净减排量为544.59 kgCO₂e/t,表明生活垃圾焚烧发电项目具有很好的减排效益。通过系统规范核算了焚烧发电项目温室气体排放的基础数据,为垃圾焚烧发电行业摸清碳排放底数、参与碳排放交易等提供支撑。     

2010-2020年广西植被覆盖变化及其地形与LUCC分异效应

监测和分析植被覆盖变化是评估区域植被恢复成效及资源环境承载力的重要内容之一,对区域可持续发展至关重要。该文基于MODIS NDVI数据、DEM和土地利用数据等,采用像元二分模型计算2010-2020年广西植被覆盖度,结合植被覆盖度变化类型提取模型、趋势分析法和分布指数,定量分析广西植被覆盖度变化及其在不同地形、土地利用类型上的分异特征。结果表明：（1）广西植被覆盖度多年均值为69.68%,且空间分布差异明显,呈现南部、东部向中部、西部和西北部递减的规律。2010-2020年植被覆盖度以高和中高植被覆盖度为主,两者面积占比高达88.74%。（2）广西植被覆盖变化相对比较稳定,其植被稳定型占总面积的58.94%;植被减少型占1.08%,植被增长型占39.98%。植被覆盖恢复改善相对明显,主要来源于低和中植被覆盖度类型向中高和高植被覆盖度转化。（3）海拔<300 m、坡度<5°的区域植被退化减少优势明显。海拔在300～800 m的区间和坡度>15°的区域植被增长型为优势分布。而在海拔>1 000 m区间和坡度≤12°区间范围内植被稳定型分布优势相对明显。（4）有林地植...     

基于偏最小二乘法结构方程模型的城市轨道交通工程碳排放影响因素分析

城市轨道交通工程在建设和运营过程中需要消耗大量的能源,同时会产生大量的固体废弃物和二氧化碳,其碳减排工作刻不容缓。基于国内外城市轨道交通工程碳排放研究成果,将经济、技术、制度作为影响城市轨道交通工程碳排放的3大主要因素。选取城轨交通固定资产投资额、低碳技术成熟度、环境规制强度等12个因素作为显变量指标,在此基础上设计调查问卷进行调研。利用偏最小二乘法结构方程模型分析城市轨道交通工程碳排放各个影响因素的作用路径和效用。研究发现,经济制度以及技术因素对城市轨道交通工程碳排放影响均较大(0.433,0.317,0.224),因此城市轨道交通工程的碳解锁需要经济制度经济因素的共同参与。且经济因素对制度和技术的影响很大(0.748,0.514),故可以重点加大对经济要素的投入,从而实现城市轨道交通工程的碳减排工作。同时提出了对策建议,对于城市轨道交通节能减排具有重要的参考价值。     

硫酸盐还原介导下土霉素的降解及其对微生物的胁迫效应

采用硫酸盐还原上流式厌氧反应器研究了土霉素(Oxytetracycline,OTC)的降解与脱毒.实验结果表明,经过40 d的驯化,在OTC初始浓度为10 mg·L^-1的条件下,在接种硫酸盐还原菌(SRB)的反应器中添加硫酸盐可将OTC的降解率从53.9%±0.6%提高到81.0%±0.5%,而且OTC降解产物显示出较低的毒性.3D-EEM荧光光谱和微生物电子传递系统活性测试结果表明,OTC的暴露可增强SRB中胞外聚合物(EPS)中类络氨酸蛋白的合成,促进甲酸脱氢酶活性进而提高烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)的产生量,而且腺苷三磷酸酶(ATP)活性和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)活性也有一定的增强.本研究可为硫酸盐废水中抗生素的去除提供理论指南.     

土壤稀土元素的迁移-富集机制及其生态效应

稀土被称为“工业维生素”。随着稀土元素使用日益增加,导致其在土壤广泛分布并不断积累。土壤中稀土元素的地球化学过程已成为全球关注的热点。本文通过检索土壤环境稀土元素方向研究文献,综述土壤稀土元素迁移-富集机制的研究进展,识别土壤稀土元素主要来源,探讨土壤稀土元素的含量分布、分馏特征和赋存相态,以及稀土元素迁移富集和分馏的影响因素,分析稀土元素对土壤理化性质、动物、植物和微生物等产生的生态效应,以及对人体健康的潜在威胁,提出土壤稀土元素未来研究的关键问题和方向。相关认识有助于理解和掌握稀土元素在土壤中的迁移和归趋,并为稀土污染防治提供理论依据。     

三峡库区支流汝溪河沉积物重金属空间分布及生态风险

为了解三峡库区支流沉积物重金属空间分布、来源及生物毒害效应,选择典型入库支流汝溪河,分4个区域12个采样点采集沉积物柱状样和沿岸土壤样品,分析了Cr、 Ni、 Cu、 Mn、 Zn、 Cd、 Pb和Hg这8种重金属的空间和垂向分布特征.结果表明,沉积物中Cr、 Ni、 Cu、 Mn、 Zn、 Cd、 Pb、 Hg平均含量分别为(79.60±11.87)mg·kg~(-1)、(41.340±4.999)mg·kg~(-1)、(32.69±8.70)mg·kg~(-1)、(823.34±125.76)mg·kg~(-1)、(122.11±22.82)mg·kg~(-1)、(0.393±0.140)mg·kg~(-1)、(29.122±6.811)mg·kg~(-1)和(74.84±39.50)μg·kg~(-1), 8种重金属含量均超过长江水系沉积物背景值,空间上总体表现为受汝溪场镇生活影响河段回水区自然河段,回水区河道沿岸沉积物及土壤中重金属含量均远低于沉积物中,说明河道沿岸沉积物和土壤并不是汝溪河回水区沉积物重金属的主要污染来源.在垂向分布上,受汝溪场镇生活影响河段重金属(除Pb外)含量最大值均出现在8cm处,而自然河段和回水区重金属含量随深度的增加呈下降的趋势.除Ni外,其他几种重金属之间具有显著相关(P0.01),说明汝溪河重金属存在一定的同源性.地累积指数评价得出汝溪河整体呈现Cd和Zn的轻度至偏中度污染.生物毒性效应评价得出,Ni有10%～75%可能对生物造成毒害效应,Cd、 Zn、 Hg、 Cu、 Pb和Cr有10%的可能会出现生物毒害效应.综合效应系数表明汝溪河沉积物重金属的生物毒害风险为低级至中低级.