制革污泥渗滤液中特征污染物对土壤氨氮转化及微生物群落结构的影响

【研究目的】查明制革污泥渗滤液中特征污染物(Cr(Ⅲ)、盐分、有机质)对土壤NH_(4)^(+)−N转化和微生物群落结构的影响,为制革污泥的安全农用及土壤NH_(4)^(+)−N的污染防控提供理论依据。【研究方法】通过土壤培养实验,研究不同污染物影响下土壤中NH_(4)^(+)−N向NO_(3)^(−)−N的转化规律,并利用高通量测序对比分析不同条件下的微生物群落组成和结构变化特征。【研究结果】制革污泥渗滤液中特征污染组分对土壤中NH_(4)^(+)−N硝化过程的抑制程度排序为:Cr(Ⅲ)>盐分>有机质。外源Cr(Ⅲ)进入对土壤中NH_(4)^(+)−N的转化速率和转化量具有明显抑制作用,而土壤中盐分和有机质主要影响硝化作用的启动时间和降低硝化速率。随着土壤中Cr(Ⅲ)含量由100 mg/kg增加到250 mg/kg,培养90 d后NH_(4)^(+)−N的转化量由94.23%降低到19.38%。高浓度Cr(Ⅲ)和盐分在污染初期对土壤中微生物丰度和群落结构影响显著,随土壤老化过程中Cr(Ⅲ)生物有效性降低及微生物适应性增强,不同污染特征土壤中微生物群落结构和组成逐渐趋同,硝化功能菌(Nitrosospira、Nitrosomonas和Nitrosospira)丰度增加明显。【结论】冗余(RDA)分析结果表明,影响制革污染土壤中微生物群落结构演变的主要特征因子是Cr(Ⅲ)(R^(2)=0.53,P<0.01)、NH_(4)^(+)−N(R^(2)=0.59,P<0.005)和NO_(3)^(−)−N(R^(2)=0.53,P<0.01)。

生物炭富集-电感耦合等离子体质谱法测定海水中的痕量铅铜

海洋环境中的重金属污染备受关注,准确测定海水中的痕量重金属,对保护海洋环境和人类健康具有重要意义。海水样品的高盐和重金属痕量浓度等特点给仪器分析带来巨大挑战,直接准确测定高盐基质中的低含量重金属元素是非常困难的,须经前处理去除海水中的大量盐分,并对待测元素进行富集,从而消除基体干扰,降低检出限。为实现海水中的痕量铅和铜的绿色分离与快速检测,本文采用吸附脱附的方式,将海水中铅和铜富集在椰壳生物炭上,再用超纯水反复冲洗生物炭,除去盐分基质,经硝酸溶解脱附,脱附液用0.45μm滤膜过滤后利用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定,建立了生物炭富集ICP-MS测定海水中铅和铜含量的方法。两种金属元素在0.10~100μg/L范围内线性关系良好,线性相关系数均大于0.9995。海水中铅和铜,方法检出限分别为0.005μg/L和0.006μg/L,测定下限分别为0.020μg/L和0.024μg/L,满足《海水、海洋沉积物和海洋生物质量评价技术规范》(HJ 1300—2023)规定的海水质量评价要求。海水样品加标回收率在96.1%~102.3%范围内,相对标准偏差小于5%。本方法操作简便、分析成本低、绿色环保,更适合于基层海洋监测应用,也可用于高矿化度基体样品的水质监测。

电感耦合等离子体发射光谱法测定土壤中有效磷的不确定度评价

为准确测定土壤中有效磷的含量,采用电感耦合等离子体光谱仪进行测定,并对测定过程中相关因素引起的不确定度进行评定。整个实验过程中不确定度来源主要包括以下5个方面:(1)样品称量时引入的不确定度u(m);(2)加入浸提液时浸提液体积V引入的不确定度u(V);(3)标准溶液配置时引入的不确定度u(C_(s));(4)标准曲线拟合引入的不确定度u(C0);(5)样品测量重复性引入的不确定度u(R)。结果表明,样品测量重复性、标准溶液配置、标准曲线拟合在整个实验中引入的不确定度影响较大。因此,在实际样品测定过程中,一定要注意对结果有影响的不确定度因素,加强质量控制,使结果准确可靠。

华北平原制革废水Cr(Ⅲ)和氨氮在典型包气带中迁移模拟与污染评价

【研究目的】为探明制革废水中的特征污染物铬(Cr(Ⅲ))和氨氮(NH_(4)^(+)–N)在华北平原典型包气带中的迁移规律,评价其可能产生的土壤与地下水污染风险。【研究方法】采用土柱淋滤实验研究Cr(Ⅲ)和NH_(4)^(+)–N在典型粉土中的吸附和迁移转化特征,结合Hydrus–1D建立的包气带水流和溶质运移模型,模拟预测深0.5 m渗坑中NH_(4)^(+)–N连续入渗状态下通过包气带到达地下水面所需时间及不同深度浓度值的变化规律。【研究结果】在3 cm定水头,污染液(Cr(Ⅲ)20 mg/L,NH_(4)^(+)–N 250 mg/L)定浓度持续淋滤120 d的情况下,Cr(Ⅲ)在土柱中垂向迁移距离小于10 cm,且以残渣态(73%)为主,未检出Cr(VI)。NH_(4)^(+)–N则迁移能力较强,淋滤40 d后即穿透50 cm厚粉土柱。在高含盐量(电导率为10.08 ms/cm)条件下,NH_(4)^(+)–N在粉土中的迁移主要受吸附作用控制,土-水分配系数为25.87 L/kg,未发生硝化作用。持续淋滤150 d时NH_(4)^(+)–N迁移至地下水面(18 m埋深)且浓度超过Ⅲ类地下水质量标准(0.5 mg/L,GB/T 14848–2017),在223 d完全穿透包气带,严重污染地下水。【结论】高含盐量制革废水中Cr(Ⅲ)在粉土中迁移能力较弱,且难以被氧化为Cr(Ⅵ),对地下水威胁较小。NH_(4)^(+)–N则随水流快速迁移至地下水面,严重威胁地下水安全。

滹沱河石家庄段浅层地下水回补过程中磺胺类抗生素污染特征及风险评价

为识别地下水回补过程中磺胺类抗生素(SAs)的污染特征及风险水平,于2020—2021年分2期采集滹沱河补水沿线16口浅层监测井的地下水样品,采用固相萃取-超高效液相色谱串联质谱法,测定分析地下水中20种SAs的浓度水平及分布特征,并利用风险熵值法进行生态及人体健康风险评价。结果表明,地下水中SAs总体污染程度较低,回补初期地下水中共检出7种SAs,按检出率大小依次为磺胺甲恶唑(93.75%)、磺胺嘧啶(37.50%)、磺胺氯哒嗪(18.75%)、磺胺吡啶(18.75%)、磺胺甲氧嘧啶(6.25%)、磺胺脒(6.25%)、磺胺醋酰(6.25%),平均检出浓度最高的为磺胺嘧啶(29 ng/L)和磺胺甲恶唑(9.2 ng/L)。在优质南水北调水回补的混合稀释作用下,地下水中SAs检出率和检出浓度呈明显下降趋势。历史污水处理厂排放及农业畜禽养殖污染是造成局部区域下水中SAs污染的主要原因。地下水中磺胺甲恶唑和磺胺嘧啶在回补初期属于中等生态风险,且磺胺嘧啶对人体健康具有中等风险。回补后期各SAs评价均无明显生态风险和健康风险。

硫化纳米零价铁在地下水修复中的研究进展

相比于传统的纳米零价铁(nZVI)材料,经硫化改性得到的硫化纳米零价铁(S-nZVI)具有活性高、电子选择性强等优势,在地下水污染修复研究中倍受关注.在系统总结目前S-nZVI的主要制备和改性方法基础上,重点阐述了其与含氯有机污染物及重金属的反应机理,指出S-nZVI的合成过程(硫化方法、硫化剂及S/Fe比)和水环境(pH值及化学组分等)是影响其与污染物反应活性的重要因素.此外,从S-nZVI的稳定性、迁移性和生物毒性方面评述了其在地下水修复中的应用前景,并对S-nZVI未来研究方向进行了展望,以期为S-nZVI应用于地下水原位修复提供支撑.

天津某化工厂有机污染场地地下水中1,2,3-三氯丙烷和苯监控自然衰减与环境修复建议

【研究目的】氯代烃、苯系物等有机污染物对中国地下水环境造成重要威胁,监控自然衰减技术在场地污染修复中发挥着重要作用,研究监控自然衰减技术,有利于推动地下水有机污染控制与环境修复技术发展。【研究方法】本文通过对某化工污染场地地下水中1,2,3-三氯丙烷(TCP)和苯3年的长期监测,对地下水污染物浓度、氧化还原电位(ORP)、硝酸盐浓度的变化及微生物多样性进行分析,研究了场地不同含水层TCP和苯的自然衰减特征,并采用一级衰减动力学方程,计算了污染源区TCP和苯自然衰减能力。【研究结果】结果表明:研究区地下水存在不同程度的TCP和苯的自然衰减;潜水及承压含水层地下水ORP值分别为-225~-57 mV和-182~-3 mV,为中—强还原环境,具备有机污染物厌氧生物降解基础环境条件;与非污染源区、承压含水层相比,污染源区、潜水含水层地下水微生物自然衰减作用更强,其中,污染源区MMW02监测井潜水含水层地下水TCP和苯的降解率分别为80.00%和77.88%;潜水含水层TCP和苯的衰减速率分别为0.0018 d^(-1)和0.0016 d^(-1),承压含水层TCP和苯的衰减速率分别为0.001 d^(-1)和0.0015 d^(-1)。【结论】针对地下水污染程度的不同,将监控自然衰减技术单独使用或与其他方法、技术联合使用,是低成本、高效率修复该类工业污染场地地下水有机污染的有效方法。

基于双层网络模型的城市公共交通系统抗毁性研究

为研究城市公共交通系统的抗毁性,采用复杂网络理论对地铁、公交系统进行映射和分析。首先,基于Space-L模型改进双层复杂网络构建方法,以实际换乘距离为指标构建连边,并以线路高峰小时载客能力为边权重构建地铁-公交双层网络;其次,通过度、强度、介数等指标分析双层网络与其子网络的特性;最后,分别采用随机攻击和蓄意攻击模型对双层网络及其子网络进行抗毁性分析。研究结果表明:地铁-公交双层网络呈现无标度特性,对蓄意攻击表现出脆弱性,且对不同蓄意攻击指标的敏感性不同。研究结论对于公共交通系统应对突发事件,提升系统韧性具有参考价值。

基于复杂网络的交通序列数据特性

为了进一步研究交通流特性,采用复杂网络方法对交通序列数据进行分析。提出了箱型图-聚类算法模型用于识别和填充初始数据中的缺失值和异常值;通过相空间重构方法将一维数据重构为网络节点,选取连接阈值确定网络节点的连接关系,将交通序列数据构建为复杂网络,对复杂网络的结构和定量指标进行分析。研究结果表明交通序列数据复杂网络的结构一定程度上可以反映路段的交通流状态。该结果有助于优化数据预处理方法,拓展复杂网络在交通序列数据研究中的应用。

直接推进技术在有机污染场地调查中的应用研究

近年来,直接推进技术以其快速精确、经济高效、可装备先进探测器等优点,在国外污染场地调查中得到广泛推广与应用。文章在总结国内外相关研究成果基础上,对直接推进技术中的膜界面探测和连续钻进取样技术在污染场地调查中的功能和应用进行了论述,并在某有机污染场地调查中进行了试验研究。结果表明,利用膜界面探测技术首先半定量获取场地污染物的分布特征及范围,然后以此为指导采用直推式钻机钻进获取代表性样品,并进行实验室测试分析,可以快速、精确地刻画有机污染场地的污染物种类、浓度与分布范围,为后期采样计划和调查提供重要依据。

高浓度污染地块基坑清理效果评估采样布点方案研究

为研究钢铁工业高浓度污染地块异位修复过程中基坑清理效果评估方法、布点设计适用性,该研究通过设计布点方案,对清理后的9个基坑88个采样点PAHs检测结果进行分析。结果表明,清理后各基坑ΣPAHs最大值在7.80~378.25 mg/kg之间,目标污染物BaP超标率为34.1%,污染成因主要为场地填埋有煤渣、焦油渣等固体废物,以煤的燃烧源为主。土壤中BaP质量浓度变差系数为251.1%,样本数据不服从所检验的分布形态,统计分析法对于连续超标且异质性特征明显的高污染地块应用受限。超标点位扩挖次数与BaP质量浓度的Pearson相关系数为0.95,呈明显线性相关。基坑点位超标原因可分为点位数据异常或清挖不到位两种情形,对于扩挖方案的选择,可把目标污染物BaP质量浓度12.60 mg/kg或超标率41.7%作为划分标准。

制革污泥堆存场地典型土壤剖面中污染物的垂向分布特征

为了查明制革污泥对包气带土壤的污染状况,以某制革污泥堆存场地内典型土壤剖面为研究对象,研究污泥渗滤液中特征污染物在包气带土壤埋深0~200cm内的垂向分布特征,探讨不同形态氮及铬的分布规律,并采用高通量测序对土壤中的菌群组成进行了初步分析。结果表明:制革污泥成分复杂、浓度高,高浓度的含盐量(99 000mg/kg)、氮素(30 900mg/kg)及铬(30 970mg/kg)已对埋深20cm以上的浅层土壤造成严重污染,污泥中大量有机质及酸性物质导致浅层土壤pH降低和总有机碳(TOC)增大。随着土壤埋深增加,各污染物浓度呈明显下降趋势,但在埋深200cm处土壤中仍有一定浓度的有机氮(723mg/kg)及含盐量(7 070mg/kg)检出。研究区呈碱性的壤土对铬迁移具有明显的阻滞作用,当土壤埋深大于40cm,Cr(Ⅲ)浓度即下降至200mg/kg,Cr(Ⅵ)浓度下降至小于2mg/kg。高盐度、高铬污染对土壤中部分微生物生长具有抑制作用,变形杆菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)及拟杆菌门(Bacteroidetes)成为受污染土壤中的优势种群。

不同攻击策略下轨道交通网络鲁棒性分析

为保障轨道交通网络的安全运营,基于复杂网络理论对轨道交通网络鲁棒性进行研究。采用Space-L方法构建广州市轨道交通网络,设定网络效率和网络最大连通率作为网络鲁棒性的评价指标;提出攻击策略的通用框架,模拟5种攻击策略对网络鲁棒性的影响。研究结果表明:已知站点信息量比例α的减少或权重系数λ的增加,可显著破坏网络的鲁棒性;网络在蓄意攻击下相比于随机攻击更具脆弱性;5种攻击策略的破坏效率遵循基于度的蓄意攻击>基于度和介数混合攻击>基于介数的蓄意攻击>局部攻击>随机攻击。

药物的极谱伏安行为及其应用

自本世纪二十年代初经典极谱方法建立以来,有相当数量的论文报道了药物的极谱伏安行为及其应用。许多文献从不同角度和侧重点对八十年代以前的研究工作进行了综述。近十年来,用于人类疾病诊断、治疗和预防的化学药品的开发及合成速度大大加快。

渗透反应格栅去除地下水中铵的化学生物联合柱研究

通过柱实验对比研究了天然河沙、沈阳沸石、复合介质（释氧材料和沈阳沸石）作为渗透反应格栅填料修复地下水中铵污染的可行性。结果表明：柱实验运行120孔隙体积（Pv）期间，在进水流速为1．8m/d，铵浓度为6．6—10．3mg／L的条件下，实验设计的复合介质填充柱对铵去除率达到99％以上。沸石在吸附去除铵的同时，又可作为微生物生长的载体，使铵进一步通过生物硝化作用被去除，实现沸石的生物再生。释氧材料的加入保证了硝化细菌繁殖所需要的溶解氧条件，水经过释氧层后溶解氧含量由2mg／L增加到6mg／L以上（最高达到22mg／L左右）。实验中通过硝化作用去除的铵量占总去除量的74％左右，实现了沸石吸附联合微生物共同作用去除铵，有助于保证反应柱长期高效地去除地下水中铵污染。

冶河威州泉域生态旅游开发研究

在野外调查和资料整理的基础上,开展了冶河威州泉出露区的地形测绘、地球物理勘探及水质测试,对冶河威州泉域生态环境现状进行了评价,并利用SWOT模型对其生态旅游开发进行了分析,根据功能分区理论提出了今后旅游开发建议。分析认为,冶河威州泉作为典型的泉水-河流型湿地景观,泉水资源优势明显,具有良好的生态环境优势与旅游开发潜力,但同时也存在开发落后、基础设施相对薄弱的劣势。开发初期宜采取"增长型发展"为主导的发展战略,建立具有较高产业价值的湿地景观,利用市场的推动来更好地保护湿地的生态环境。

嘌呤类化合物的极谱伏安行为与分子结构的关系(摘要)

嘌呤类化合物是一类重要的生物分子,一些嘌呤衍生物是核酸的碱基,在许多生物过程中起着重要作用。还有一些为核酸抗代谢药物,在临床上作为抗癌药物而得到广泛应用。这些分子中含有极谱伏安活性基因如—CH=N—键,因而许多嘌呤类化合物具有电化学活性。

直接推进钻探技术在污染场地调查中的应用进展

在污染场地调查中,快速、准确地确定污染物的分布特征是调查工作的重点。作为新兴的污染场地调查技术,直接推进钻探技术可以用来进行包气带和含水层土壤样品采集、地层渗透系数探测,以及直接测定地层中污染物组成,具有快速、准确、不引起交叉污染的优点。该文对直接推进钻探当前研究进展进行介绍,并对技术改进方向进行叙述。

8-氮鸟嘌呤的极谱伏安行为

用循环伏安法（ＣＶ）、电流采样极诸法（ＳＣＰ，即ＴＡＳＴ）、常规脉冲极谱法（ＮＰＰ）、微分脉冲极谱法（ＤＰＰ）、线性扫描伏安法（ＬＳＶ）、Ｏｓｔｅｒｙｏｕｎｇ方波伏安法（ＯＳＷＶ）和计时库仑法（ＣＣ）等电化学技术研究了抗癌药物８－氮鸟嘌呤（８－ａｚａｇｕａｎｉｎｅ，ｇｕａｎａｚｏｌｏ，简称８－ＡＧ）的极谱伏安行为．在 ０． １ｍｏｌ／Ｌ Ｈ２ＳＯ４底液中，８－ＡＧ有一良好的还原峰，峰电位（Ｅｐ）在－０． ９５Ｖ（ｖｓ．Ａｇ／ＡｇＣｌ，下同）附近，８－ＡＧ浓度在４×１０－６～８×１０－４ｍｏｌ／Ｌ范围内．峰高与浓度有良好的线性关系，线性相关系数ｒ＝０．９９９９～０．９９１０，检出限为１× １０－６ｍｏｌ／Ｌ．实验证明了该峰具有吸附性．本文提出了电极反应机理，它包括：酸性介质中８－ＡＧ的质子化、质子化的８－ＡＧ在汞电极上吸附以及完全不可逆的两电子还原过程．同时用量子化学计算方法（全略微分重叠法即ＣＮＤＯ／２）对８－ＡＧ和鸟嘌呤的各原子的净电荷以及Ｗｉｂｅｒｇ键级进行了计算，从理论上解释了８－ＡＧ的电化学还原机理。

甲氟哌酸的极谱伏安行为研究及其应用

本文较详细研究了甲氟哌酸的极谱伏安行为。在0.02mol/L氯化铵底液中,甲氟哌酸产生一个良好的还原峰,峰电位(E_(?))为-1.450V.其导数峰高与浓度在9×10^(-5)～3×10^(-7)mol/L范围内呈现良好的线性关系。大多数金属离子和无机阴离子不干扰测定,用于甲氟哌酸合成样品的测定,结果满意.本文还用多种电化学方法和技术研究了还原峰电流的性质,并提出了电极反应的机理.