引调水河道氮的迁移转化及微生物群落结构特征——以望虞河为例

以引江济太调水工程-望虞河为研究对象,探究引调水河道氮素的迁移转化规律及微生物群落结构特征.于2020年10月、12月以及2021年1月在望虞河沿程布设监测点位并采集水样,分析其水体理化性质、氮的形态分布及含量、微生物群落结构变化特征.结果 表明:①硝酸盐氮是望虞河沿程水体中氮素的主要存在形态,占总氮浓度的75.3％～...     

木质素-聚乙烯共热解生物炭对Cd(II)的吸附性能

为了寻求木质素的资源化利用途径和开发低廉、高效的重金属吸附材料,该研究将木质素和聚乙烯混合物在600℃下热解制备生物炭(LG/PE-600C),以单独木质素在相同条件下所制备的生物炭作对比(LG-600C),利用扫描电镜(SEM)、N2吸附/脱附、傅里叶红外光谱(FT-IR)和元素分析等对比分析LG-600C和LG/P...     

典型喀斯特城市湖库溶解性有机质成分特征及来源解析

为探索喀斯特城市湖库溶解性有机质（DOM）成分特征及来源信息,以我国贵阳市重要喀斯特湖库——红枫湖、百花湖、松柏山水库和阿哈水库为研究对象,分析了表层水体溶解性有机碳（DOC）、叶绿素a（Chla）和DOM光学参数(a₂₅₄、a₂₈₀、a₃₅₀、 E2∶E3、S_275-295、 FI、β:α、 BIX、 HIX)的空间差异,同时利用荧光吸收峰（B、 T、 A、 M、 C、 D、 N）和三维荧光平行因子分析（EEM-PARAFAC）解释DOM各成分丰度及占比状况,并运用Spearman相关分析及主成分分析（PCA）揭示DOM参数的相关性和主要环境过程.结果表明,喀斯特城市湖库ρ（DOC）和ρ（Chla）范围分别为4.24～11.9 mg·L^-1和0.32～19.7μg·L^-1,松柏山水库腐殖质(a₂₅₄)和芳香类蛋白质(a₂₈₀)较高,导致相对分子质量(E2∶E3和S_275-295)高于其它湖...     

三峡库区支流河口沉积物重金属分布特征及风险评价

为了解三峡库区一级支流河口沉积物污染物分布特征,在重庆忠县汝溪河和长江交界处采集了河口、中游以及左右两个断面春、夏、秋、冬这4个季节的沉积物,采用ICP-MS测定了沉积物中Cr、Zn、Mn、Ni、Cu、As、Cd和Pb等8种重金属元素的含量,运用地累积指数法、单因子重金属潜在生态风险指数法和沉积物质量基准法对研究区的重金属含量进行污染和生态风险评价.结果表明,Cr、Zn、Mn、Ni、Cu、As、Cd和Pb等8种重金属平均含量分别为:45.24、46.46、406.1、20.885、12.49、7.02、0.253和11.042 mg·kg~(-1),8种重金属含量均表现为河口处高于中游及左右两个断面,季节分布显示春季沉积物中重金属含量高于夏、秋、冬季,相关性分析表明8种重金属具有一定的同源特征,存在共同的外源输入,地累积指数法评价结果显示支流汝溪河河口属于Cd的轻度污染,单因子重金属潜在生态风险指数法显示Cd属于中等生态风险等级,沉积物质量基准表明该支流在与干流交界处Ni可能对底栖生物产生毒性效应.整体而言,该支流河口处于低生态危害等级,未受到严重的重金属污染.     

Al_2(SO_4)_3和FeCl_3混凝对红枫湖溶解性有机质的去除及卤代烃控制的影响

以三价阳离子(Al_2(SO_4)_3和FeCl_3)为混凝剂,在不同的投加量和水力条件下对贵阳市红枫湖取水口处溶解性有机质(DOM)的去除和卤代烃(THMs)生成势控制变化趋势进行研究。实验结果表明,在不同的混凝条件下,对DOM的去除率在60%左右,随着快速搅拌速率的增加,去除率略有提高;UV_(254)的去除率为85%左右,不同的混凝剂投加量和水力条件对其影响不大。混凝前后DOM的THM生成势降低约60%,二氯一溴甲烷(CHCl_2Br)和一氯二溴甲烷(CHClBr_2)占THMs的80%以上;对于不同的混凝剂类型,投加量和水力条件均对THMs生成势变化没有明显差异。三维荧光光谱(3DEEM)结果表明,DOM中腐殖酸部分在混凝过程中有较大去除,红外光谱(FTIR)验证了混凝去除的基团主要为羰基(C=O)的类共轭结构。而在强化混凝过程中没有得到较大去除的内源有机质(藻源有机物)可能是混凝后THMs的主要前体物质。因此,传统的混凝工艺主要去除DOM的腐殖酸部分,还需要结合其他的预处理方法对DOM中的其他组分进行有效去除,以控制THMs的生成势,提高饮用水的安全性。     

KMnO4-PAC对高原喀斯特湖库DOM的DBPsFP控制

以云贵高原典型喀斯特湖库红枫湖取水口溶解性有机质（DOM）为研究对象,调查不同组合方式下高锰酸钾-聚合氯化铝（KMnO₄-PAC）对消毒副产物的生成潜能（DBPsFP）变化和平均组成分布,并通过红外光谱（FTIR）和三维荧光光谱（3D-EEM）对部分样品进行化学表征,推断其影响机制.结果表明：在0.1,0.2,0.4mg/L KMnO₄投加量下,DBPsFP降低17.5~73%,DOM的卤代活性化学结构和官能团部分被有效钝化;PAC的网捕和卷扫效应使DBPsFP进一步减少27.9~86.1%,组合工艺对DBPs的生成潜能影响大小为：三卤甲烷（THM₄） > 卤乙酸（HAA₉） > 卤乙腈（HAN₄）/卤代酮（HK₂）/三氯硝基甲烷（TCNM）.FTIR的结果表明预氧化后3300cm^-1处的透过率降低,指纹区1000~1300cm^-1处的峰频提升,表明分子中的O-H、COOH和C-O官能团增加,共轭不饱和结构在KMnO₄作用下部分消失.3D-EEM验证了外源有机物（腐殖酸）在DOM中占比随KMnO₄浓度梯度升高而下降,同时类蛋白结构的吸收峰强度增加,说明最终DBPs贡献可能源于DOM中剩余的小分子类蛋白（氨基酸）.     

典型喀斯特高原水库浮游植物与环境因子的关系

浮游植物的生长往往受多种环境因素共同作用,独特的地理特征也是影响其密度与群落结构变化的要素之一。为探索喀斯特高原水库浮游植物与环境因子的耦合关系,以贵州省典型喀斯特高原水库——阿哈水库为例,于2019年春(4月)、夏(7月)、秋季(10月)对水库各支流及库中心区域进行采样调查,探究了喀斯特水库基础水环境指标的量级、浮游植物群落组成、优势种变化及其密度的时空分布,进一步揭示浮游植物与环境因子的耦合关系,为喀斯特高原水库浮游植物研究以及水资源保护提供一定的科学依据。结果显示,阿哈水库浮游植物密度在3.95×10⁴-525.35×10⁴cells·L^?1,之间,以蓝藻、硅藻、绿藻、隐藻居多,伪鱼腥藻(Pseudoanabaena sp.)、水华束丝藻(Aphanizomenon flos-aquae)为主要优势种。单因素方差分析(One-way ANOVA)结果表明,浮游植物密度的季节性差异显著(P<0.01),呈夏季>春季>秋季的趋势。由一元线性回归分析可知,在春季,浮游植物密度与溶解氧、pH、钙离子浓度呈极显著线性相关(P<0.01),与透明度、氮磷比具有显著相关关系(P<0.05);然而,浮游植物密度仅与夏季的透明度关系显著(P<0.05),与秋季的所有环境因子均无显著相关关系(P>0.05)。由冗余分析(RDA)可知,影响春季浮游植物群落结构的主要环境因子为pH、钙离子浓度和总磷,夏季为透明度、总磷和氮磷比。秋季浮游植物群落结构可能受低温影响较大。     

阿哈水库DOM的分离及其对消毒副产物的贡献

为研究高原喀斯特湖库DOM（dissolved organic matter,溶解性有机质）的组成及其化学特征对DBPs（disinfection by-products,消毒副产物）生成路径的影响,以西南喀斯特地区贵阳市阿哈水库的DOM为研究对象,结合XAD大孔树脂分离技术,通过化学表征〔包括UV-Vis（紫外-可见光光谱）、FTIR（红外光谱）和3D-EEM（三维荧光光谱）〕手段来研究各组分对C-DBPs（含碳消毒副产物）和N-DBPs（含氮消毒副产物）的生成贡献.不同组分芳香性的大小依次为HON（憎水中性物）> HIB（亲水碱）> HOA（憎水酸）> HIN（亲水中性物）≈HIA（亲水酸）> HOB（憎水碱）.憎水与亲水DOM的DBPs生成潜能相近.其中,HON最高,其次为HIB和HOA.HIB和HOA的主要卤代反应位分别来源于藻类有机物的蛋白质和富里酸,而HON的DBPs生成潜能的贡献主要为分子中的芳香和共轭不饱和结构.HIA和HIN的构成主要为脂肪烃,贡献较低的DBPs的生成潜能.对于C-DBPs,THMs和HAAs的生成潜能总体相近,不同组分的差异明显.对于N-DBPs,卤乙腈的生成潜能占80%以上,憎水DOM的贡献较高.DBPs的生成路径从UV-Vis、FTIR和3D-EEM的官能团和特征峰解析结果中均得到了较好的响应.      

生草果园土壤微生物群落的碳源利用特征

传统的清耕果园土壤肥力持续下降,而果园生草作为一种新兴的果园管理模式,对改善果园土壤状况具有重要的作用.本试验利用Biolog微平板技术,对苹果园清耕、苹果∕白三叶间作、苹果∕小冠花间作、苹果/鸡脚草间作这4种管理模式下土壤微生物群落功能多样性进行了研究,探讨了果园不同生草条件下土壤微生物群落的碳源利用特征,为揭示生草果园土壤生态学过程的驱动机制提供参考.结果表明,不同处理的微生物群落功能多样性差异显著,总体趋势为白三叶小冠花鸡脚草清耕.相关性分析表明,4个处理土壤微生物的平均颜色变化率(average well color development,AWCD)、Shannon指数、丰富度指数、Mc Intosh指数与土壤有机碳、全氮、微生物量碳呈极显著正相关,Shannon指数与p H呈显著正相关.主成分分析与碳代谢图谱分析表明:生草处理提高了土壤微生物对碳源的利用能力,其中豆科牧草白三叶与小冠花土壤微生物对糖类(N-乙酰-D-葡萄糖胺、D-甘露醇、β-甲基-D-葡萄糖苷)、氨基酸类(甘氨酰-L-谷氨酸、L-丝氨酸、L-苏氨酸)、多聚物类(吐温40、肝糖)的利用代谢能力显著高于清耕处理.可见,生草处理与清耕处理土壤微生物群落形成了各自独特的群落结构与特点.     

活性炭负载纳米二氧化钛及铁修饰改性对土壤砷的稳定化试验研究

为了探讨纳米二氧化钛对污染土壤砷的稳定化效果,采用溶胶-凝胶法制得纳米二氧化钛,同时将其固定在活性炭上(TiO2-AC)并对其进行铁修饰改性(Fe-TiO_2-AC)。利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对两种材料进行表征;用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)对其载钛铁量进行测试。基于毒性浸出实验TCLP(Toxicity Characteristic Leaching Procedure)原理,选择纳米二氧化钛(粒径15、100 nm)、蒙脱土、沸石、碳酸钙、三氧化二铁、活性炭等作为对照材料对土壤砷的稳定化效果进行同步研究。XRD和SEM表征结果表明,所制得的负载型纳米二氧化钛粉体颗粒小,分散度好,孔径分布窄,固持牢固。TiO_2-AC和Fe-TiO_2-AC中二氧化钛含量均高于17.95%,Fe-TiO_2-AC中氧化铁含量为11.43%。在2.50 g土样中添加0.05 g TiO_2-AC后,p H上升了2.04个单位,铵态氮和硝态氮分别提高了0.10和1.40 mg·kg~(-1)。在2.50 g土样中添加0.05 g Fe-TiO_2-AC后,p H上升了1.88个单位,铵态氮提高了0.44 mg·kg~(-1)而硝态氮减少了1.07 mg·kg~(-1)。利用TiO_2-AC和Fe-TiO_2-AC稳定化处理砷污染土壤时,当添加量为0.02 g·g~(-1)时,处理7 d后稳定化效率即可达到平衡状态,土壤砷TCLP浸出量分别降低了90.54%和94.42%。同步试验结果表明,TiO_2-AC和Fe-TiO_2-AC对砷的稳定化效果优于对照材料。由此可见,以纳米二氧化钛复合改性材料作为污染土壤砷的稳定化剂,对砷污染土壤修复及减轻砷污染带来的危险具有现实意义。