基于拔尖人才培养的学业导师评价体系构建——以重庆大学环境生态工程专业为例

通过研究分析现行的学业导师制度,找出了限制学业导师在提升学生培养质量方面的关键因素,进而重新构建了一套涵盖选拔、培训、考核、奖励等要素的针对拔尖人才培养的本科生学业导师评价体系。在重庆大学环境与生态学院环境生态工程专业进行两年实践检验后发现,学生参与学科专业竞赛和创新创业项目的比例和获奖率大幅提升,学生深造率显著提高。表明该体系在加强学业导师指导意义、提高本科人才培养质量方面有积极作用。

供需视角下的长江重庆段江心岛生态管理策略研究

长江重庆段江心岛是流域生态系统中的高生态区位节点,而当前静态保护模式忽略了多元主体对于岛屿生态、社会经济和文化等共融发展的新需求,造成江心岛人地矛盾突出,因此协同好岛屿生态系统服务的供需关系,对促进长江重庆段江心岛生态系统可持续发展和流域国土空间生态文明建设尤为重要。结合长江重庆段14个江心岛生态系统服务供需情况的田野调查,对其生态系统服务供需交互关系进行解读,搭建江心岛生态系统服务供需的空间耦合关联框架,指明统筹好自然空间和多元利益主体的综合治理是促进江心岛“社会—生态”协同发展的关键。在此基础上,从支持与调节服务退化、供给和文化服务价值发挥不足、供需协调综合效能提升不足等三个层面识别出当前造成江心岛生态服务供需矛盾的主要原因,最后整理归纳出岛屿生态管控、系统要素配置和多元主体共治三大策略,以期为更多同类型江心岛的生态管理提供系统性的理论和实践借鉴。

重庆大气中多环芳香类物质气粒分配模型预测

本研究以典型半挥发性有机物,多环芳烃(PAHs)及含氧PAHs(OPAHs)为研究对象,基于对重庆典型城区冬季大气样品的采集与分析,探讨不同类型多环芳香类化合物的气粒分配特征及其模型预测.结果表明,OPAHs较同环数PAHs更倾向于分配至颗粒相.PAHs的温度经验模型可较好地模拟其气粒分配行为,但已有模型对OPAHs气粒分配的预测效果均不理想.本研究借鉴PAHs温度经验模型建立方法,利用前期监测数据分别基于温度和相对湿度(RH)建立了预测OPAHs气粒分配的两种经验模型.预测值落入合理偏差区域内的百分数(67.57%及88.74%)及均方根误差(1.05及0.65)分析均表明,相较于前期模型(百分数:52.25%、4.95%、61.26%,均方根误差:1.26、2.21、1.16),基于RH的经验模型可较好地预测OPAHs的气粒分配行为.可见,与PAHs不同,RH对OPAHs气粒分配的影响不可忽略.

2015~2022年重庆市近地面臭氧的暴露风险及环境影响

为综合评估近地面臭氧(O_(3))对人类健康和生态系统等的暴露风险,及其对二次颗粒物形成的环境影响,本文研究了重庆市2015~2022年O_(3)长期变化特征,采用多种指标综合表征O_(3)暴露对健康、经济和植被的长期影响及短期持续污染的暴露风险,并探讨O_(3)对夜间硝酸盐生成的潜在作用.结果表明:近年来重庆市近地面O_(3)呈总体上升趋势,夜间O_(3)浓度逐渐增长,春季的高O_(3)事件不容忽视.相应的各类O_(3)长期暴露风险指标均总体呈现2015~2019年先增加后逐渐下降的趋势.短期的O_(3)持续暴露风险相较污染前后显著增加.夜间O_(3)的升高会增大NO_(3)自由基生成速率(PNO_(3)),从而促进N_(2)O_(5)异质水解及夜间硝酸盐的形成,且在高湿伴随的污染条件下更为显著.可见,夜间O_(3)变化的潜在暴露风险及对二次无机盐的生成作用值得深入研究.

美国研究型大学环境工程硕士研究生培养模式及其借鉴

从“两山理论”到“双碳”目标,国家对生态环境保护及其高层次人才的需求日益提升,提高研究生培养质量,已成为我国创新型国家建设和人才强国战略实施的重要课题之一。以美国北卡罗来纳州立大学(North Carolina State University)为例,从研究生培养学制、目标、课程设置与要求等方面,对环境工程类研究生人才培养模式进行深入剖析,对比探讨中美研究生培养的异同。研究认为,科学的培养目标、完善的课程体系和密切的产学结合是美国公立研究型大学环境工程类研究生培养的有效经验。研究结果对提升我国环境工程类高层次人才培养质量和科技创新创造能力具有重要的现实价值。

水库消落带植物生态学研究热点——以三峡水库为例

水库是在河流、湖泊等天然水体中拦截筑坝形成,水文节律受人为调控。其中,库周水位变动影响的区域为水库消落带(WLFZs),其生态系统极为脆弱。由于受人为干扰强烈,生态环境问题突显,消落带研究越来越受到全球关注。本文通过CiteSpace文献计量分析梳理2000-2023年水库消落带植物研究沿革,搜集中文文献164篇,英文文献422篇。通过文献共被引分析及关键词时序和突显分析,得出研究热点为水位波动对植物生存、生长、生产以及群落组成带来的影响以及水库河岸带能量循环及景观格局。并以三峡水库消落带为例,结合团队多年研究工作,从水位变动下消落带植物群落时空格局与动态、消落带土壤种子库特征、植物功能性状、水淹胁迫下植物生理生态特征、消落带植被恢复和生态工程、植物-微生物分子作用关系的研究方面系统梳理水库消落带植物基础与应用研究,对水库消落带植物研究进行展望。

环境工程专业生产实习课程思政教学的探索与实践

面向国家生态文明建设对工程技术人才的战略需求,在实践类课程中实施课程思政是培养环境类复合应用型人才的重要保障。分析并构建了环境工程专业生产实习思政教学的目标定位,以重庆大学为例介绍了针对各实习单元特点在生产实习九个板块内容中的思政元素融入点与思政教学内容设计,阐述了提升教师思政教育的理念和水平、探索实习思政教学方法,在实践教学中构建了立体化、全方位实践教学模式,促进学生综合素养的提升,培养创新型的环境类新工科人才。

基于文献计量学的环境工程专业思政改革研究

该文分析并总结环境工程专业课程思政体系研究现状,可以为新时代生态文明建设背景下相关专业课程教育教学改革提供理论依据。研究以“环境工程/环境工程专业”“思想政治/课程思政”等为检索关键词,采用文献计量学方法从中国知网(CNKI)筛选出近10年内研究内容相关度较高的274篇中文文献。应用CiteSpace软件对以上文献的发文时间、关键词、发文作者和研究机构、标题和摘要等方面进行可视化分析。研究结果表明,环境工程专业的思政改革旨在培养有助于新时代生态文明建设及环境专业发展的高素质专业人才,专业思政改革措施主要集中在课程设置调整、课程创新设计、人才培养三个方面。

农村生活污水生物-生态组合工艺净化效果及长效管理研究

相比城镇地区,农村生活污水排放分散、基础处理设施薄弱、管理维护难度大,因此本研究采用“厌氧池+生物滤池+潜流人工湿地(简称“人工湿地”)+氧化塘”的组合工艺,考察分析组合工艺各处理单元对广西桂林农村地区各污染物的去除特性。结果显示,组合工艺中生物滤池对化学需氧量(COD)、氨氮(NH_(3)-N)的去除效果最好,夏季去除贡献率分别为75.36%和66.46%,冬季分别为67.96%和57.13%;而人工湿地对总氮(TN)、总磷(TP)的去除贡献率最大,夏季去除贡献率分别为65.08%和63.97%,冬季分别为53.15%和62.87%,并且不论夏季还是冬季,芦苇混合美人蕉湿地与菖蒲混合鸢尾湿地对COD、TN、NH_(3)-N及TP去除效果均较好,二者的出水浓度均能满足一级B排放标准;氧化塘作为最后的处理单元,各生态净化功能区深度去除污染物,其中水生植物区对于TN、TP及NH_(3)-N的平均去除率最高,水生动物区则在COD的去除方面有明显的优势,夏、冬季氧化塘平均出水浓度均能较稳定达到一级A排放标准。另外,针对农村污水设施对污染物去除率随运行年限延长而下降的现象,提出对组合工艺各处理单元加强防堵塞和及时收获植物动物的长效管理建议,为保障污水处理设施长久治污效果提供参考。

基于在线观测的重庆冬季棕碳吸光特性、来源及辐射效应研究:二次转化影响

2023年1月20~2月21日在重庆典型城区开展棕碳气溶胶(BrC)多波段吸光系数的在线观测,分析污染天和清洁天BrC的吸光特性及其环境效应.结果显示,污染天和清洁天PM_(2.5)的AAE值分别为1.58和1.55,表明城区PM_(2.5)中明显存在BrC.观测期间,黑碳(BC)和BrC在370~660nm对PM_(2.5)的吸光贡献分别为58%~90%和10%~42%,表明PM_(2.5)吸光系数主要受BC影响,但BrC的贡献也不容忽视.污染天BrC在370nm的吸光系数σ_BrC(370)[(35.30±8.21)Mm-1]为清洁天[(14.28±7.10)Mm-1]的2.47倍,且其对PM_(2.5)的吸光贡献(10%~42%)也高于清洁天(8%~41%).值得注意的是,污染天AAEBrC值范围为3.2~4.7,整体低于清洁天(3.6~4.9),这可能与不同时段BrC的组分差异有关.基于最小相关系数法(MRS)获取一次棕碳(BrC_(pri))和二次棕碳(BrC_(sec))的吸光系数.污染天和清洁天BrC_(pri)对BrC吸光系数的贡献(74%~80%和57%~74%)均高于BrC_(sec)(20%~26%和26%~43%),但BrC_(pri)的AAE值(3.42和3.08)明显低于相应的AAE(BrC_(sec))(4.22和5.15),这与BrC_(sec)吸光具有较强的波长依赖性有关.此外,σ_BrC_(sec)(370)日变化表明BrC_(sec)生成可能主要受夜间高湿条件下液相反应的影响.BrC相对BC的辐射吸收贡献在短波段较为显著,随着波长范围增加明显减少.污染天BrC_(pri)和BrC_(sec)在370~950nm的辐射吸收贡献分别为24.8%和10.2%,清洁天分别为18.4%和9.8%.潜在源分析(PSCF)结果表明,污染天BrC主要来源于重庆本地排放,清洁天BrC受来自湖南省和贵州省的区域传输影响.

反现实分析下生态保护对土地利用变化的影响——以武汉城市圈为例

选取武汉城市圈,采用反现实法构建两种情景:反现实情景(考虑生态系统服务价值)和现实情景(不考虑生态系统服务价值)。基于2010-2018年土地利用数据,运用CA-Markov模型模拟2025年土地利用变化,以其为生态用地保护提供科学指导。结果表明,(1)2018-2025年,反现实情景和现实情景下建设用地规模均增加,增幅分别为3.61%和42.39%,反现实情景下耕地、林地、草地和水域向建设用地转换的面积均小于现实情景。(2)2025年反现实情景下闲置建设用地复垦为生态用地的规模约为现实情景的1.72倍。(3)现实情景下,林地、草地、水域表现为向耕地的过度转换,不利于生态安全,而反现实情景更能同时确保粮食安全与生态安全。

重庆市表层土壤有机碳空间分布、影响因素及对碳减排的贡献

【研究目的】土壤碳汇和岩溶碳汇共同构成自然地质碳汇,土壤中的碳参与碳循环的主要形式是有机碳。因此,土壤有机碳研究对提升土壤碳汇、实现“双碳”目标具有重要意义。【研究方法】基于多目标区域地球化学调查数据,利用地统计学方法分析了重庆市表层土壤有机碳密度空间分布,应用单因素方差分析及分类回归树法研究了土壤有机碳密度影响因素及其重要性,采用模型法评估了农田土壤固碳减排潜力。【研究结果】研究区表层土壤有机碳平均密度为2.75 kg/m^(2),空间分布上具有中等程度空间自相关性,呈现南北两端高、中间低的分布格局。海拔、温度、土壤类型是影响有机碳密度的重要因素,降雨量、土地利用方式次之。农田土壤固碳潜力约为36.88 Tg C,相当于2018年重庆市能源消耗碳排放量的24.10%。【结论】重庆市凉爽湿润的高海拔区表层土壤有机碳密度较大;不同土地利用方式中林草地、水田更利于土壤有机碳的积累。在达到碳平衡之前,农田土壤整体呈“碳汇”效应,吸收着空气中的碳。

重庆市秀山县北部大气干湿沉降重金属元素分布特征及来源分析

为了解秀山北部大气干湿沉降物中重金属含量情况,使该区环境污染防治和农田土壤安全利用更具针对性,2019年4月~2020年4月,连续接收秀山县北部18个样点大气干湿沉降物,并分析测试其中Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn、Hg等7种重金属元素的含量;结合地形、地貌特点,分析秀山县北部大气干湿沉降中重金属的分布规律及来源,并采用地累积指数法评估大气干湿沉降中重金属对土壤的污染状况。结果表明:除Hg外,6种重金属元素存在明显的分区性,沉降高值区集中分布在川河盖两翼及东部,该区域大气干湿沉降物中6种重金属含量远高于全国及重庆市平均值;其余一般沉降区6种元素沉降通量均小于全国均值25%百分位。川河盖两翼较高的大气干湿沉降通量受东部花垣县铅锌矿开采及特殊地形地貌的综合影响,陡增的地形使得沉降中7种重金属通量增加了49倍,应加强该类型地貌区环境安全的监测与评估工作。经地累积指数法评估,川河盖两翼大气干湿沉降重金属中Cd为中度污染—严重至极度污染,Pb为轻度污染—中度污染,Zn为轻度污染—中度至严重污染。

水体氧化性氯的环境行为与生态风险研究进展

氧化性氯是一类常用的含氯氧化剂,在市政水处理、工业水系统、卫生环保等领域常用作消毒药剂。为保证消毒效果,其使用量通常做过量处理。剩余氧化性氯可能进入水体环境并对水生生物产生潜在危害效应,影响水生生态系统平衡。本文主要总结氧化性氯在水环境中的来源与分布、水环境行为及其水生态风险,并就水体氧化性氯对水生环境的影响研究进行展望。

重庆长生河河道底泥污染特征分析及生态风险评价

以重庆市长生河流域待清淤治理的3条干支流为研究对象,针对河道底泥中的含水率、营养盐、有机物、重金属和多环芳烃污染物含量进行监测和分析,采用单项指数法、有机指数法、潜在生态危害指数法等方法进行生态风险评价,为河道疏浚工作以及疏浚底泥的处置与资源化利用提供科学的参考依据。分析表明,底泥中全氮(TN)、有机质(OM)污染均为轻微程度,有一半采样点的TP污染为中度和重度污染;7种重金属中,Zn含量最大,而Cd的单重金属生态潜在危害程度最大,其各样点的Cd均高于中度危害;16种多环芳烃含量低,均为低污染程度。

重庆某地质高背景区土壤重金属富集特征与污染风险

土壤重金属污染是我国的重要环境问题,西南地区是我国典型的地质高背景区,土壤重金属富集引起的环境问题备受关注。前期研究发现渝东北部分地区存在重金属异常富集现象,但对重金属的区域分布特征与污染风险的认识不足。因此,本研究选择城巴断裂带以南的区域为研究区,研究了土壤地球化学组成、重金属分布特征、典型农产品镉污染风险。结果表明:研究区为典型的地质高背景区,土壤中镉(Cd)、砷(As)等多种重金属富集,其中Cd的富集程度最高,是研究区土壤潜在污染风险最高的重金属,54.4%的样本Cd含量超过农用地土壤污染风险筛选值。土壤Cd的富集主要与母岩地球化学继承性有关,呈明显的局域异常富集特征,高pH和有机质有利于Cd的富集;而受母岩地球化学异质性的影响,研究区土壤Cd的富集机制与纯碳酸盐岩区存在差异。研究区主要农产品中Cd的富集程度较低,整体超标率为5.97%,核桃和红薯未超标,土豆超标率低,玉米超标率相对较高,土壤Cd整体呈现“高含量、低风险”的特征。研究结果可为区域土壤重金属污染风险防控提供参考。

农村生活污水生物-生态组合处理技术研究——以桂林地区为例

为考察广西桂林地区生物-生态工艺处理农村生活污水的实际效果,构建了调节池+生物滤池+潜流人工湿地+生态净化塘组合设备,对污水处理前后的水质进行监测,详细分析了季节变化对组合工艺处理效果影响,并针对各单元的污染物处理特征进行研究。结果表明:夏季COD、 TN、 NH_(3)-N及TP的平均去除率分别为87.57%、 72.18%、 80.98%及74.54%,冬季为77.46%、 57.52%、 64.48%及67.03%,桂林地区污水处理结果存在显著的季节性差异;组合系统中生物滤池对COD及NH_(3)-N的去除贡献率最大,而人工湿地对TN和TP的去除贡献率最大,氧化塘对污染物的处理呈现出较强的低温稳定性。该装置在桂林地区处理农村生活污水表现出良好效果。与桂林地区不同,太湖地区受温度及地区污水排放量影响,TN去除效果的季节波动性较大,组合工艺的进一步推广应考虑地区差异性。

大气中硝基多环芳烃的污染特征和环境行为研究综述

环境空气中的硝基多环芳烃(nitrated polycyclic aromatic hydrocarbons,NPAHs)因致癌和致突变属性受到人们的广泛关注.本文总结了国内外关于环境空气中NPAHs的组成特征、时空分布、粒径分布、气固分配、来源和毒性效应的研究.我国城市地区大气环境中的NPAHs浓度常高于农村地区;受生物质燃烧和机动车排放的影响,9-硝基蒽对城市地区NPAHs浓度的贡献占比最高.尽管NPAHs在夏季存在二次源,不利的气象条件和升高的一次排放导致我国大气中NAPHs的峰值常出现在秋、冬季节.NPAHs因蒸气压较低主要分布在颗粒物中,而颗粒态NPAHs主要分布在亚微米级颗粒物中(Dp<1μm).低分子量NPAHs(例如,1N-NAP和2N-NAP)可随着温度变化经蒸发、冷凝过程迁移至粗颗粒物(Dp>2.5μm).根据考虑不同气固分配机制模型的气固分配系数模拟结果,吸附作用在NAPHs的气固分配过程中不应被忽略.NPAHs的来源包括化石和生物质燃料的不完全燃烧,以及母体PAHs在大气中的二次反应过程.相关性分析和特征比值常用于推断NPAHs的主要来源,但无法量化NPAHs的源贡献分布.根据环境空气中NPAHs的毒性风险评估结果,颗粒物中NPAHs对所有PAHs衍生物致突变性和致癌性的贡献比其质量占比高数倍,并且因毒性累积效应对成年人具有更高的致癌风险.为进一步了解NPAHs的环境行为,合理评估其健康效应,有必要在将来的研究中完善NPAHs的排放信息,厘清NPAHs在环境中的迁移转化过程.

好氧颗粒污泥的解体机制及修复策略研究进展

好氧颗粒污泥(AGS)技术被誉为有望替代活性污泥法的下一代污水生物法处理技术,但其存在长期运行下颗粒易解体而造成系统失稳的瓶颈问题,未能大规模化工程应用.通过文献分析和整理,系统归纳了造成AGS解体的各类不利因素及其危害阈值与作用机制,梳理了解体AGS的现有修复策略,成效及其再颗粒化机理,并基于现有研究的局限性对未来的研究方向进行展望,以期实现AGS系统a解体-再颗粒化”的动态稳定运行,推动污水厂采纳AGS技术而低碳化转型.

珊瑚海岛包气带中氮磷的迁移、转化和累积规律

珊瑚海岛包气带中氮磷的迁移转化直接影响海岛地下水质量和土壤结构.通过XRD和SEM分析,明确了珊瑚砂特殊的CaCO_(3)物相成分和多孔形貌特征.采用静态吸附实验明确了珊瑚砂对N、P的吸附机理;通过短期连续降雨和长期间歇降雨模拟柱实验分别研究了N、P在珊瑚砂中的运移机制和不同深度剖面N的转化和P的累积规律.结果表明,珊瑚砂对NH_(4)^(+)和DIP的平均吸附量为192mg/kg和2051.75mg/kg,吸附模型分别符合可逆线性吸附和Freundlich等温吸附模型;NH_(4)^(+)的运移机制可由线性平衡CDE模型解释,低浓度DIP的运移过程符合含衰减项的双点位化学非平衡模型;而高浓度DIP的运移过程无法由模型拟合,结合pH值推测了其与CaCO_(3)发生的溶解沉淀平衡反应.长期降雨条件下,结合微生物分析得出土壤中存在N_(2)→NH_(4)^(+)→NO_(2)^(-)→NO_(3)^(-)→N_(2)/DON的氮转化路径,存在地下水氮污染的风险,而DIP则以非溶解态磷形式被固定,其长期累积可能对土壤结构不利.简言之,N、P在珊瑚海岛包气带中的迁移、转化、累积方面具有特殊性,明确其规律可为海岛生态建设中的环境风险控制提供科学依据.