浮游生物对渭河水环境的响应机理及生态效应

【目的】为探究浮游生物对渭河陕西段水环境的响应机理及生态效应,【方法】以渭河陕西段为研究区,于2021年4月共设置14个采样点,采集14份水样,分析浮游生物群落结构空间分布特征;评估浮游生物群落的均匀性、物种丰富度和多样性时,常用Pielou指数、Margalef指数和Shannon-Weiner指数,并评价断面水环境质量;利用典范对应分析(CCA)和冗余分析(RDA)识别环境因子对浮游植物和浮游动物群落空间分布的影响程度。【结果】结果表明:渭河陕西段浮游植物共有7门55种,硅藻门种类数最多(49.09%),优势种有6种;浮游动物共3门22种,轮虫占比最高(68.18%),优势种有4种;浮游植物的H′、J及d变化范围分别为1.017~4.025、0.267~0.890、0.446~1.099,浮游动物其指数变化范围分别为0.811~2.459、0.754~1.000、0.126~0.542;CCA分析显示,影响浮游植物群落空间分布变化的环境因子主要有TP、NH_(3)-N和pH;根据RDA分析结果显示,对于浮游动物群落结构的主要影响因子,化学需氧量(COD)和水温(WT)起到了关键作用。【结论】结论显示:渭河陕西段浮游生物指数变化显示研究区域呈现清洁—中污染状态;根据《中国淡水藻类—系统、分类及生态》《环境和指示生物(水域分册)》中浮游植物和浮游动物的水污染指示物种判断水环境状况,对比本研究浮游植物和浮游动物的多样性指数评价水环境质量,得出浮游动物对水质评价的响应结果更加准确。通过构建水环境-浮游生物对比判断模型,选择区域更加准确的评价指标,有助于提高浮游生物对水生态环境指示作用的准确性,进而揭示浮游生物对水生态环境的响应机理。以上结果可为渭河流域水生态环境保护提供理论参考。

渭河陕西段干支流多环芳烃分布特征及潜在生态风险研究

【目的】为研究渭河陕西段干支流多环芳烃的时空分布特征,分析其来源与潜在的生态风险,【方法】采用气相色谱-质谱法(GC-MS)连续2 a对研究区内30个采样点水体的15种多环芳烃进行了定量检测分析,使用异构体比值法解析其来源种类及贡献程度,并运用苯并(a)芘毒性当量生态风险评价(TEQBap)和终生致癌风险评价(ILCR)分析其潜在风险。【结果】结果显示:渭河陕西段水体中ΣPAHs范围为0~93.00 ng·L^(-1),检出平均值为9.67 ng·L^(-1);单体浓度范围为0~30.50 ng·L^(-1),其中苯并蒽和芴的检出浓度最高,检出平均值分别为3.25 ng·L^(-1)、2.83 ng·L^(-1);在环数占比上,多环芳烃主要以三环、四环和五环的中高环形态存在。【结论】结论表明:渭河陕西段平水期各多环芳烃浓度相比丰水期有所增加,丰水期各多环芳烃种类分布相比平水期较为单一;各采样点处多环芳烃小于轻污染水平,与国内外其他河流相比处于较低水平;多环芳烃主要来源为煤等化石燃料及生物质的燃烧,并具有一定的生态风险,致癌风险不容忽视。

神府矿区不同含水层水力联系的水化学证据

神府矿区是陕北能源化工基地重要组成部分,煤矿开采过程中矿水害防治是亟待破解的科学问题与生产实践问题。其间,厘定不同含水层水力联系,可直接为水害防治提供科学依据,基于此,笔者综合利用水化学、多元统计学和^(2)H、^(18)O、^(3)H同位素方法分析神府矿区萨拉乌苏组、直罗组风化基岩和直罗组基岩含水层间的水力联系。结果表明,研究区各含水层pH值均为7~11,为碱性水。萨拉乌苏组与直罗组风化基岩地下水TDS均值分别为294.55 mg/L和267.72 mg/L,属于低矿化度淡水;直罗组基岩地下水TDS均值为867.35 mg/L,矿化度较高。萨拉乌苏组与直罗组风化基岩含水层主要水化学类型为HCO_(3)-C a型水,直罗组基岩含水层主要水化学类型为HCO_(3)-Na型水和HCO_(3)·SO_(4)-Na型水。水化学成分聚类分析结果表明萨拉乌苏组与直罗组风化基岩含水层有一定关联度。氢氧同位素特征显示萨拉乌苏组和直罗组风化基岩地下水补给来源相同,直罗组基岩地下水补给来源与两者不同;萨拉乌苏组地下水年龄较小,直罗组基岩地下水年龄相对较老。综合水化学和环境同位素信息,萨拉乌苏组与直罗组风化基岩含水层间水力联系较密切,两者与直罗组基岩含水层间水力联系较差。研究成果将为研究区煤炭开采、地下水合理利用及水害防治提供科学依据。

基于SEAR技术的地下含水层石油烃污染修复试验研究

表面活性剂强化含水层修复技术(SEAR)已广泛应用于地下含水层有机污染修复.本研究选取环境修复过程中常使用的8种表面活性剂:聚氧乙烯月桂醚(Brij 30)、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)、吐温80(Tween 80)、鼠李糖脂、曲拉通X-100(TritonX-100)、烷基糖苷(APG)、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)、十二烷基磺酸钠(SDS),利用静、动态试验优选出高效环保的表面活性剂,探索表面活性剂浓度、离子强度对汽油增溶效果的影响,同时确定最佳表面活性剂复配体系,并开展室内模拟试验及性能评价验证其修复效果.结果表明:(1)8种表面活性剂中鼠李糖脂对汽油的增溶能力表现最优;AEO-9、Tween 80和Brij 30更易吸附在中砂介质;Tween 80与TritonX-100对油污砂洗脱效果最好.综合优选结果确定TritonX-100为最优效的单一表面活性剂.(2)随着表面活性剂浓度和离子强度的增加,溶液中汽油浓度分别呈现先增加后下降和持续下降的趋势.(3)通过将优选表面活性剂TritonX-100与洗脱效果最好的Tween 80进行混合确定最优复配比为1∶1,该复配体系下汽油去除率可达99.28%.动态洗脱试验下该混合体系下汽油去除效率最高为64.55%,比同浓度TritonX-100条件下高22.26%.(4)室内模拟试验中TritonX-100与Tween 80两种非离子型表面活性剂以体积比为1∶1进行复配可进一步提升增溶洗脱效果,石油烃总去除率达到83.7%.研究显示,TritonX-100是一种高效的石油烃修复剂,TritonX-100与Tween 80复配后可进一步提升其修复效果,以上结果可为SEAR技术在实际场地应用提供理论参考与技术支持.

神府矿区直罗组含水层水质形成的水文地球化学过程研究

【目的】为探究神府矿区直罗组含水层地下水化学形成机制和控制因素,【方法】选取侏罗系直罗组风化基岩层和基岩层地下水为研究对象,综合运用Piper图、反距离权重法、Spearman相关性分析、离子比例关系和反向水文地球化学模拟等方法进行分析。【结果】结果表明:神府矿区直罗组地下水呈弱碱性,风化基岩含水层为低矿化度HCO_(3)型水,基岩含水层为高矿化度HCO_(3)型水。沿西北向东南方向,地下水由补给区流向排泄区,水化学类型复杂,演化规律为HCO_(3)型→HCO_(3)·SO_(4)型,局部出现SO_(4)型和Cl型。直罗组风化基岩层地下水主要水文地球化学作用为方解石、石膏、钾长石沉淀和白云石、岩盐和钠长石溶解,其次是Na-Ca阳离子交替吸附作用和黄铁矿氧化作用;基岩层地下水质形成主要受方解石、石膏、岩盐和钾长石沉淀与白云石和钠长石溶解等岩石风化作用控制,其次是Na-Ca阳离子交换、脱碳酸作用和混合作用。【结论】研究结果能够为区域地下水资源开发利用提供理论支持。

淡水环境中氮污染同位素示踪的研究进展

淡水环境氮污染形势严峻,水环境的氮污染严重威胁着居民的健康,氮污染治理迫在眉睫。目前氮污染治理的有效手段是确定氮污染来源,积极减控氮源输入。文章分析了国内地下水和地表水的氮污染现状、国内外识别氮源的技术手段以及地下水和地表水氮污染的迁移转化等研究进展。结果表明,国内的地下水和地表水由南到北,从东到西的氮污染程度及地下水和地表水污染类型具有显著的一致性,地表水和地下水氮污染具有积极的响应机制。地下水主要受硝态氮污染,污染等级多为Ⅲ级;地表水主要受氨氮和总氮污染,等级多为Ⅳ和Ⅴ级。由于大量含氮化合物的输入,中国东部和南部已成为氨氮和总氮污染严重地区。在分析不同地区地下水和地表水氮污染特征基础上,综合利用传统的水化学分析法、同位素示踪技术和同位素模型,不仅可判别氮污染的来源,而且可识别氮源并确定氮源的贡献率,从而揭示地下水与地表水中氮污染的迁移转化过程和机理。研究结果为识别地表水、地下水受氮污染所带来的风险,保护淡水资源与环境提供了科学依据。由于地下水与地表水是相互作用的关系,氮同位素在氮迁移转化的过程中会发生相应转化,其矿化作用、硝化作用、反硝化作用等直接影响氮同位素的分馏,因此精确地定量化识别污染源亦成为需要克服的难题。

煤矸石中氟的赋存特性及生态风险评价

为确定陕西韩城矿区和黄陵矿区煤矸石中氟的赋存特征及潜在生态风险,以韩城石炭-二叠纪煤矸石和黄陵侏罗纪煤矸石为研究对象,对两地煤矸石中6种形态的氟化物进行连续分级提取,使用分光光度计测定含量。结果表明:韩城矿区和黄陵矿区煤矸石中氟赋存形态以次生相(水溶态、离子交换态、无定形铁铝结合态、结晶铁铝结合态和有机结合态)为主,质量分数分别为92.19%(韩城)和87.76%(黄陵),各次生相形态氟中又以水溶态氟质量分数最高(分别为31.56%(韩城)和33.30%(黄陵));对煤矸石中各形态氟与煤矸石理化性质分别进行的相关性分析表明,pH值、交换性Ca和交换性Mg与水溶态氟在0.01水平下呈极显著正相关(r=0.837**,r=0.802**,r=0.727**),是影响煤矸石氟含量的主要因素;对韩城矿区和黄陵矿区煤矸石中氟污染进行潜在生态风险评价,考虑到不同赋存形态氟的生物有效性不同,对不同赋存形态氟含量实测值赋予不同的权重,计算出的生态风险指数表明,韩城矿区生态风险指数(ERb)呈东部高西部低,且S4(下峪口煤矿)点为高风险地区(ERb=2.4),黄陵矿区生态风险指数北部高南部低,Z1(黄陵二号矿,ERb=2.1)和Z6(集贤煤矿,ERb=2.26)为高风险区,整体风险等级低于韩城矿区。

动水条件下沉积物-水界面微生物与铬的相互作用机理

通过沉积物-水相互作用的室内水槽模拟实验,在上覆水Cr(Ⅵ)不断更新条件下,分析了沉积物中Cr(Ⅵ)的吸附还原能力和微生物的生长特征,探讨了微生物作用下沉积物-水界面重金属铬的迁移转化机理。结果表明,在上覆水Cr(Ⅵ)浓度不断增加条件下,沉积物微生物菌落经历了初步适应期、快速增长期、竞争生长期和稳定期4个阶段。在高铬(Cr(Ⅵ)>0.1 mg·L−1)条件下,沉积物表层微生物群落主要是蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)、环状芽孢杆菌(Bacillus annularis)和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilison)。在微生物作用下,Cr(Ⅵ)还原率稳定于47.56%左右;由于微生物作用,沉积物对铬的吸附率明显升高,可达53.63%。微生物蜡状芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌释放的还原性酶和还原性离子将沉积物-水界面的六价铬不断还原为三价铬,在弱碱性环境中形成Cr(OH)3沉淀和络合沉淀,增大了表层沉积物中铬的含量,降低了水环境中铬的含量。研究成果对河流铬污染自净起到了理论指导和科学支撑作用。

韩城矿区河流水化学特征及其影响机制

为了认识煤矿区地表水的水文地球化学效应及主要影响因素,以韩城煤矿区凿开河为研究对象,运用水化学分析、灌溉用水质量评价和水文地球化学模拟等方法开展研究。结果表明,凿开河中下游的常量元素和微量元素较凿开河上游明显升高;中下游SO42-、Cl-和F-的含量较高,最高值分别为2073.30 mg/L、2982.05 mg/L和3.49 mg/L。地表水化学类型由凿开河上游的Mg·Ca-HCO3和Mg·Ca-SO4型转化为下游的Mg·Na-Cl型。凿开河上游水质好,适宜用于灌溉;中下游地表水具有高盐度危害和高钠风险,不宜用于灌溉。矿坑水混合是凿开河中下游Na+、Ca2+、Cl-、SO42-、TDS和微量元素升高的重要因素,控制河流上游水化学的水文地球化学过程是方解石、白云石和石膏的溶解/沉淀以及离子交换等作用,矿坑水的混入导致控制河流下游水化学的水文地球化学过程以混合稀释作用为主,蒸发作用其次。煤矿区矿坑水的混入是造成韩城矿区地表水水质恶化和水文地球化学效应转变的最主要影响因素。

添加生物炭对降低冬小麦幼苗盐害并促进其生长的效果研究

黄河三角洲盐碱农田具有"盐、板、瘦"的特点,以NaCl为主要成分的盐渍危害直接影响着滨海土壤质量。生物炭添加可改善土壤性质,促进作物生长。【目的】明晰炭添加对盐渍土盐分离子和冬小麦幼苗生长的影响。【方法】研究依托田间试验探究了低剂量(0~4 g/kg)的芦苇炭添加对盐渍土盐离子、麦苗体内钾钠比、钾素利用率及幼苗生物量的影响。【结果】施用生物炭可降低土壤溶液中的盐离子、增加冬小麦幼苗体内钾钠比和麦苗钾素利用率,有助于提升幼苗生物量;以4 g/kg炭添加量下的降盐、增量效果最为明显。土壤溶液中的Na+较CK降低了9.43%,幼苗K/Na和钾素利用率分别提升了56.80%和25.48%,麦苗生物量增加了15.72%。【结论】炭添加可通过固持土壤溶液中的Na+、提升麦苗K/Na和钾素利用率来促进其生物量的增加。研究可为生物炭用于盐渍土改良的降盐培肥和增效增产的过程机理提供理论依据,为生物炭用于盐渍化土壤改良的可行性提供初步指导。

Hydrogeochemical characteristics of groundwater depression cones in Yinchuan City, Northwest China

Groundwater in Yinchuan City has been heavily over-exploited, thus leading to the formation of depression cones in confined and phreatic groundwater environments. The depression cones have an important influence on the hydrodynamic and hydrochemical fields of groundwaters. The evolution of depression cones was analyzed on the basis of the monitoring data on groundwater level accumulated in the past 14 years. The ratio of rCl-/rCa2+ showed that phreatic water circulation was intensified, and confined groundwater was affected by external factors. Mass balance of Cl- showed confined water mixed with about 11% phreatic water. It is shown that the alternative function of confined water was affected by external factors. At last, the evolution of groundwater hydrochemical field on the basis of groundwater chemical composition showed that phreatic water quality has been improved whereas confined water quality has been deteriorated. Saturation indices of minerals with respect to phreatic and confined waters were calculated by using PHREEQC.

粘土矿物作用下铬的迁移转化机理研究进展

铬含量超标威胁生态环境安全,探究多种粘土矿物作用下铬的迁移转化机理,可以为铬污染土壤修复提供理论依据。主要从粘土矿物对铬的氧化-还原、吸附-解吸、催化作用等几个方面归纳分析了粘土矿物作用下铬迁移转化机理的研究现状,探讨了氧化物及微生物作用、pH、温度、有机质、矿物类型等因素对铬迁移转化的影响。首先,锰氧化物是氧化Cr(Ⅲ)的唯一天然矿物,其结构中Mn(Ⅱ)或Mn(Ⅲ)含量越高,氧化能力越强;低温、碱性条件下,Cr(Ⅲ)稳定性较高。锰氧化细菌会加速Cr(Ⅲ)的氧化,矿物表面吸附的Mn(Ⅱ)会抑制Cr(Ⅲ)的氧化。其次,黄铁矿、黑云母、绿泥石、柯绿泥石、磁铁矿等矿物常用于Cr(Ⅵ)还原,黄铁矿组成中的Fe(Ⅱ)和S22-能有效地还原Cr(Ⅵ),而黑云母、绿泥石只有经生物作用产生Fe(Ⅱ)才能还原Cr(Ⅵ),蒙脱石、伊利石、高岭石、黄铁矿对Cr(Ⅵ)的还原速率在pH<4.5时较大。最后,高岭石、伊利石、蛭石、蒙脱石可吸附固持Cr(Ⅵ),且酸性、有机质含量低的条件下吸附效果明显,吸附顺序为:高岭石>伊利石>蛭石≈蒙脱石;粘土矿物层间结合比表面结合更强,可对粘粒矿物进行改性以提高吸附效果。在吸附机理方面,研究者广泛采用Langumiur、Freundlich等方程来描述矿物对铬的吸附。粘土矿物作用下铬的迁移转化机理探究,可以使我们更加深入的了解沉积物、土壤对铬的解毒原理以及矿物在其中所起的作用,这对于矿物材料吸附性能的提高、铬污染土壤的治理具有深远的意义。

沈鹏,从书法大家到公益慈善家

中国书法家协会名誉主席沈鹏先生是一代书法大家,坊间言其少即学书,颇有古意。与普通书者一意临帖描字不同,沈鹏先生由古文、诗词、中国画入手,童子功扎实,学养深厚。其书作评论者纷然,意见不一,但书卷气浓郁,或为共识。沈鹏先生以“行云卷舒”喻自己的胸怀和诗风,或与少年际遇有关。沈鹏先生少即学诗,颇有文化底蕴,评论者称“吟咏吐纳,每成佳作”。

“向下扎根向上生长”——访高级社工师、深圳经济特区社会工作学院执行院长余令

干练、敏捷的余令,给人的印象从来都是如沐春风。她一头干净利落的齐耳短发,着一身宝蓝色衬衫裙,谈笑之间温婉大气,令人敬佩之余,也产生莫名的亲切感。在“社工”领域,她声名卓著,是深圳经济特区社会工作学院执行院长、副理事长、项目总督导,还是深圳市社会工作者协会副会长、深圳市决策咨询委员会先行示范区社会组专家。在社工眼中,她是海岸的灯塔,为他们开展社会服务工作指引方向;在同事眼中,她是上了永动机的陀螺。