地下水污染指标分类综合评价方法研究

近年来随着污染的加剧,地下水中检出的污染指标种类不断增加。原有的地下水污染评价方法未对天然劣质指标进行突出考虑,对指标性质差异性也未考虑,已不适用。在综合分析了地下水污染评价的各种方法后,考虑天然状态下地下水水质差异巨大,天然劣质指标的参评容易使评价结果出现偏差,对天然劣质指标进行单独考虑。另外,判别组分信息,分别对天然组分与人工组分进行评价,最后采用指标分类的污染综合评价方法对地下水的污染状况进行评价。将其运用到淮河流域某地区地下水污染评价中,结果表明,淮河流域某地区地下水中总硬度、铁、锰、氟化物、苯并(a)芘5项指标为劣质指标。研究区感官性状与一般化学指标以Ⅰ级、Ⅱ级为主,Ⅳ级中污染、Ⅴ级重污染水主要分布在研究区中西部的城区;毒理学指标以3级为主,其次为4、5级。评价结果简单明了,物理意义明确,对比内梅罗污染指数法,评价结果更加符合实际情况。提出的地下水污染指标分类综合评价方法对劣质指标进行了考虑,有效解决了评价结果偏差、夸大污染程度与范围、不同性质指标容易产生歧义的问题,综合体现了地下水污染信息。

白洋淀沉积物理化特性及营养盐分布特征

为明确白洋淀沉积物的理化特性和氮磷营养盐的分布及赋存形态,以便理解营养盐在淀内生态环境中的行为,选取表层沉积物,测定了其物理化学参数及氮磷营养盐的分布。结果表明,白洋淀沉积物组成以黏土为主,属偏碱性钙质土,其阳离子交换量和有机质质量比分别为96.55~306.93 cmol/kg、1.42~21.06 g/kg,总氮和总磷的质量比分别为1 608.04~2 350.68 mg/kg、257.48~563.34 mg/kg。氮主要以有机氮形态存在,磷主要以钙磷形态存在。沉积物中总氮与总磷无显著相关性,表明二者没有同源性,但总磷与有机质有一定相关性。

伊维菌素对斑马鱼(Danio rerio)生理生化特性的影响

为探讨水产常用抗寄生虫药物伊维菌素（IVM）对鱼类的毒性效应，参考IVM对斑马鱼的96h—LC50值，设定了7μg／L、14μg/L及21μg／L3个处理组，并以0．021％乙醇为试剂对照组，采用96h半静水式毒性试验测定了MM对斑马鱼（Dartiorer／o）头部乳酸脱氢酶（LDH）、乙酰胆碱酯酶（AChE）和碱性磷酸酶（ALP）以及肌肉组织中超氧化物歧化酶（SOD）、丙二醛（MDA）和ALP等生理生化指标的影响。结果表明：IVM对斑马鱼肌肉SOD活性的影响总体表现为低质量浓度抑制，高质量浓度先诱导后抑制；MDA含量在低质量浓度作用下8～12h内显著高于对照组（P≤0．05），而在较高质量浓度下先受到显著抑制（P〈0．05），虽然后期有一定的恢复，但总体仍低于对照组；IVM对AChE活性影响在短期内并不明显，但在96h时最高质量浓度组的1VM对AChE产生了55．2％的抑制；头部LDH活性只在8～24h内受到不同程度的影响，之后便逐渐恢复；头部ALP活性在较高质量浓度作用12—24h内受到一定的抑制（P〈0．05），而肌肉ALP活性与对照组相比无显著差异（P〉0．05），表明头部ALP活性比肌肉敏感。

基于土地利用变化的生态系统服务价值及敏感性研究——以大庆市为例

大庆市是典型的资源型城市,土地利用发生急剧变化并具有特色。应用中国陆地生态系统单位面积生态服务价值和Costanza生态系统服务价值计算公式,研究了大庆市1996—2010年土地利用变化对生态系统服务价值及敏感性的影响。结果表明,湿地增加幅度最大,增加率为1.635%;未利用地面积减少最多,达2 634.34 km2。大庆市总生态价值从1996年的3 737 143万元增加到2010年的7 870692万元,15年间增加了4 133 549万元,人均生态系统服务价值增加了11 794.984元。各种土地利用方式的生态系统服务价值的敏感性指数(CS)均小于1,从大到小为湿地、牧草地、耕地、林地、未利用地,表明研究区生态系统服务总价值对生态价值系数是不敏感、缺乏弹性的。

固定化微生物吸附剂对Cr^(3+)的吸附特性研究

从皮革铬鞣、复鞣污泥等处分离、纯化出4株菌株TP、XB、MY和TQ,采用海藻酸钠悬滴法并添加膨润土制成微生物固定化吸附剂,研究该吸附剂对低质量浓度Cr3+的吸附特性。结果表明,4种固定化颗粒对低质量浓度Cr3+有较好的吸附作用。实验室条件下,当吸附温度为30℃时,6 h后固定化吸附剂进入缓慢吸附和平衡吸附阶段。吸附等温曲线拟合研究表明,不同温度下吸附剂适合不同的等温模型。4种微生物吸附剂均与Lagrange拟二级动力学模型拟合最佳,且吸附量从高到低为TQ、TP、XB、MY。颗粒内扩散模型研究表明,20℃下XB和MY对Cr3+的吸附分为快速吸附和缓慢吸附阶段;30℃和40℃下固定化颗粒均呈现表面吸附—缓慢吸附—平衡吸附过程。热力学研究表明,吸附反应均属于自发进行的吸热过程,并且均是化学吸附。

枯草芽孢杆菌的群体感应信号系统及其在环境领域的应用前景

简要介绍了枯草芽孢杆菌的生物特性及目前在环境领域的主要应用,阐述了枯草芽孢杆菌的群体感应信号系统及信号分子,指出群体感应在枯草芽孢杆菌生长过程中重要的调控机制。针对目前群体感应尚处于机制理论研究阶段,提出枯草芽孢杆菌群体感应系统在环境领域潜在的应用前景。

花生壳吸附Cr(Ⅵ)动力学方程研究

通过试验对粒径介于0.25～0.50 mm的花生壳颗粒吸附Cr(VI)的动力学行为进行探讨,从吸附时间、pH值、吸附剂投加量、温度、Cr(VI)的初始质量浓度方面对吸附性能的影响进行研究。结果表明,最佳吸附条件为:Cr(VI)初始质量浓度100 mg/L,pH=2.0,振荡速度140 r/min,温度30℃。此时Cr(VI)的吸附率可达到90%以上。用Lagergren一级吸附速率方程、二级吸附速率方程及平均绝对偏离率对以上因素对吸附性能的影响数据进行处理,发现二级吸附动力学模型可以更好地描述各种影响因素条件下的吸附过程。二级吸附速率常数随着溶液pH值和Cr(VI)初始质量浓度的减小而增大。在低浓度和低pH值的条件下,Cr(VI)主要以HCrO_4^-形式存在,并且HCrO_4^+是花生壳主要吸附的Cr(VI)。二级吸附速率常数随着溶液温度的升高而快速的增加。温度对反应速率的影响可以通过Arrhenius方程来描述,所得曲线近似为直线方程,决定系数R^2=0.986 2,反应的活化能E_a为8.67kJ/mol,该反应活化能在物理吸附反应活化能范围(0～40 kJ/mol)内。

西北黄土对五氯酚钠的吸附及影响因素研究

以西北地区天然黄土为供试土样，通过吸附热力学和动力学试验研究了五氯酚钠（PCP—Na）在黄土上的吸附行为，并对可能的影响因素如溶液DH值、初始质量浓度及土壤粒径对PCP—Na在供试土样上吸附的影响进行了探讨。结果表明：PCP—Na在西北黄土上的动力学吸附过程符合准二级吸附动力学模型，其平衡吸附时间为16h；西北地区黄土对PCP—Na的等温吸附较好地符合Freundlich吸附模型；黄土对PCP—Na的吸附自由能变（△G^∞）、吸附焓变（△H^∞）及吸附熵变（△S^∞）均为负值，表明吸附是一个自发的放热过程，并且吸附过程中体系混乱度减小。溶液pH值和初始质量浓度对PCP—Na在黄土上的吸附影响较大。溶液pH值在4-10之间升高，PCP—Na平衡吸附容量呈先减小后增大的趋势，当溶液pH值为6时吸附容量最小；PCP—Na初始质量浓度从6nltg／L增至40mg／L，其在黄土上的吸附容量从33．43ms／kg增至100．93mg／kg。黄土颗粒粒径越小，PCP—Na在土样上的吸附容量越大，黄土粒径由0．075mm增至0．425mm，吸附容量由134．26mg／kg降至28．71ms／kg。

基于RS＆GIS的长白山地区生态安全评价研究

以遥感影像数据、专题数据、DEM数据、气象站实测数据和统计数据为数据源,采用极差法、层次分析法、综合指数法、RS&GIS等方法对长白山地区的生态安全进行了评价。结果表明:长白山地区生态安全水平呈现出明显的空间差异性,整体由中部向东西两端逐渐降低。各生态安全等级面积从大到小为临界安全等级、较安全等级、不安全等级、较不安全等级、安全等级。统计了各行政单元的平均生态安全指数和等级构成,各县市生态安全水平从高到低为长白县、抚松县、安图县、和龙市、临江市,各县市的生态安全等级构成也有所差异。长白山地区生态安全水平以临界安全等级为主,整体上生态环境质量一般,系统服务功能受到了一定程度的破坏。

BDE-47对脑发育期大鼠甲状腺激素内稳态及谷胱甘肽抗氧化系统的影响

以处于脑发育期的新生3 d大鼠为试验对象,研究不同剂量2,2’,4,4’-四溴联苯醚(BDE-47)对大鼠暴露21 d后,大鼠体内甲状腺激素内稳态、脑中谷胱甘肽及相关酶的变化。结果显示,与对照组相比,大鼠血清中总甲状腺激素(TT4)、游离甲状腺激素(FT)、总三碘甲状腺原氨酸(TT3)无显著改变,但高暴露剂量组大鼠血清中游离三碘甲状腺原氨酸(FT3)含量显著降低(p<0.01)。氧化损伤试验结果表明,与对照组相比,各暴露组大鼠脑中氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量显著上升(中、低剂量组P<0.01,高剂量组p<0.05);暴露组大鼠脑中谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-px)活力变化与剂量相关,呈现低、中剂量升高,高剂量暴露下降的趋势;暴露大鼠脑中谷氨酸半胱氨酸合成酶(GCL)活性、还原型谷胱甘肽(GSH)含量无显著变化,但GCL呈明显的下降趋势。脑发育期BDE-47暴露将造成大鼠甲状腺激素,尤其是FT3的内稳态失衡,并造成机体GSH抗氧化系统相关指标的紊乱,出现氧化应激效应。

引入镉为定性变量的沉积物主要组分吸附阿特拉津的规律

为揭示重金属与阿特拉津共存体系中沉积物吸附阿特拉津的复合污染规律,建立了以阿特拉津为目标因变量、Cd2+为定性自变量、沉积物各组分(铁氧化物、锰氧化物和有机质)为自变量的多元线性回归吸附模型,同时引入关键自变量和调节自变量的概念分析模型中的高阶交互作用。结果表明,当Cd2+质量浓度较低时,Cd2+显著促进(α=0.05)阿特拉津在沉积物上的吸附;而随着Cd2+质量浓度的增大,Cd2+对阿特拉津吸附的协同作用逐渐减弱,ρ(Cd2+)=4 mg/L时Cd2+对阿特拉津的协同作用只有ρ(Cd2+)=2 mg/L时的33.0%。从各模型中自变量的系数还可看出,虽然Cd2+的存在显著影响阿特拉津在沉积物上的吸附,但并未改变阿特拉津在沉积物上的主要吸附位(铁氧化物、有机质)。另外对高阶交互作用的分析得出,在以铁氧化物为关键自变量、有机质为调节自变量的二阶交互作用中,有机质组分与铁氧化物组分产生竞争抑制了铁氧化物对阿特拉津的吸附。

含油废水理化特性对NY3菌除油效率的影响

为了将NY3菌实际应用于处理高浓度含油废水,采用摇瓶试验方法,研究了含油废水的理化特性对NY3菌去除高浓度油的影响。结果表明,NY3菌能耐高浓度油,降解石油烃的最佳p H值为7.5,24 h对质量浓度为2 000 mg/L的高含油废水中烃类的去除率高达72%。适度的含盐量可提高NY3菌降解原油的能力,与未外加Na Cl相比,2 g/L Na Cl使NY3菌降解原油效率提高约20%。Sn2+、Ag+、Pb2+、Cd2+、Hg2+等均能对NY3菌降解石油烃的效率产生抑制作用,其中Ag+作用最明显,使NY3菌24 h烃降解效率降低约38.8%。硝酸铵为NY3菌降解石油烃的最佳氮源,外加3.71 g/L硝酸铵,24 h内对油的去除率高达81.75%。外加表面活性剂(SDS)使降解体系中NY3菌细胞数量减少,同时使NY3菌降解油的效率降低约43.5%。

土壤中三聚氰胺的降解动态与两种蔬菜的吸收效应研究

以青菜和马铃薯为供试蔬菜,在建立蔬菜中三聚氰胺液相色谱串联质谱(LC-MS-MS)测定方法的基础上,采用N15同位素稀释法,通过在土壤中添加三聚氰胺进行盆栽试验,研究了三聚氰胺在土壤中的降解动态及两种蔬菜的吸收效应。结果表明,土壤中三聚氰胺降解速率随着土壤中三聚氰胺质量比的增加而变慢,20 d以后,降解曲线平缓,速度缓慢,残留时间延长,其降解动态符合Logistic方程。同位素稀释法证实两种蔬菜均可以吸收土壤中的三聚氰胺。当土壤中含有50mg/kg和100mg/kg三聚氰胺时,马铃薯的吸收量分别比青菜高4.4和2.1倍。青菜根部对三聚氰胺的吸收高于茎叶。高质量比三聚氰胺对蔬菜生长具有明显的抑制效应。

名山河流域水稻土组分对微团聚体吸附-解吸Hg^(2+)的影响

以名山河流域水稻土为例,通过实验室模拟,采用等温吸附法和NaNO3、HCl溶液解吸法,研究了土壤组分(有机质、游离氧化铁)对原土及各粒径微团聚体吸附-解吸Hg2+的影响。结果表明:1)原土及各粒径微团聚体对Hg2+的吸附量随平衡溶液质量浓度增大而增加,吸附量与阳离子交换量、有机质质量比、游离氧化铁质量比呈极显著正相关(R2=0.9746~0.9836);Langmuir方程拟合效果最佳,达到显著水平(R2=0.9988~0.9996);分布系数Kd值与Hg2+初始质量浓度呈负相关;2)去除土壤组分后,原土及各粒径微团聚体对Hg2+的吸附量均有所减少,吸附减少量与有机质和游离氧化铁去除率呈显著正相关(R2=0.9960,R2=0.9468);3)原土及各粒径微团聚体对Hg2+的解吸率随吸附量增加而增加,并且以专性吸附的解吸为主,其解吸率在50%左右;去除各土壤组分后,原土及各粒径微团聚体对Hg2+的非专性吸附的解吸率增加,专性吸附的解吸率降低,土壤中Hg2+的流动性更大,对流域内地下水、土壤生物及作物的潜在威胁增大。

钙化焙烧与湿法酸浸提钒废渣浸出毒性研究

对钙化焙烧和湿法酸浸提钒废渣的化学成分和矿物组成进行分析,主要含SiO2、Al2O3、Fe2O3及少量其他氧化物,矿物组成主要为石英。研究在不同pH值浸提剂作用下两种钒渣的重金属浸出毒性,探讨以超纯水为浸提剂时重金属的浸出规律。利用发光细菌试验和种子发芽试验研究两种钒渣浸出液的生物毒性。结果表明:以pH值为4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0的稀H2SO4溶液和超纯水为浸提剂时,除V与As外,湿法酸浸钒渣的重金属浸出质量浓度均高于钙法钒渣;两种钒渣浸出液的pH值都较稳定。发光细菌试验和种子发芽试验结果均表明,湿法酸浸钒渣浸出毒性比钙法钒渣浸出毒性强。

合流制排水系统溢流污染控制策略的系统动力学分析

为了探索城市合流制排水系统溢流污染的控制策略,基于合流制排水系统结构特征,应用系统动力学方法构建了溢流污染控制系统动力学模型。该模型分为污染源产生子系统、收集运输子系统、污水溢流子系统、污水处理子系统及受纳水体子系统5部分,每个子系统相互作用构成完整的系统动力学模型。将该模型应用于镇江市老城区合流制排水系统溢流污染控制规划,从排水系统的源-流-汇三方面(包括源头减污、过程控污、末端治污和综合集成),模拟分析各种溢流污染控制策略的效能。

离子液体双水相气浮溶剂浮选分离/富集水样中的盐酸多西环素研究

建立了以亲水性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸[Bmim]BF4和Na H2PO4形成的二元双水相作为气浮溶剂分离/富集水样中盐酸多西环素的新方法,并采用紫外分光光度法对盐酸多西环素进行测定。考察了离子液体的初始加入量、盐的种类及浓度、p H值、浮选时间及N2流速等因素对体系浮选分离盐酸多西环素的影响。结果表明,改变离子液体和无机盐的加入量,会使体系的富集倍数发生变化,从而使体系的浮选效率和浓集系数发生变化;随浮选时间增加,体系的浮选效率先增加后略微下降;过大或过小的N2流速都会使体系对盐酸多西环素的浮选效率降低;而p H值对体系浮选盐酸多西环素影响不大。当[Bmim]BF4溶液加入量为3 m L、Na H2PO4加入量为25 g(质量分数为33.3%)、气浮时间为40 min、气浮速率为50 m L/min时,体系的浮选效率最高,可达95.8%,浓集系数可达23.95,此时体系的p H值为4.38。与离子液体双水相萃取(ILATPE)相比,该方法的优点在于不仅有较高的浮选率、浓集系数,还有效减少了离子液体的用量,同时操作更简单、环境友好。

黄浦江上游底栖动物与沉积物重金属潜在生态风险

为了解黄浦江上游水源地沉积物的潜在生态风险及底栖动物的分布特征，对该范围内主要河道的表层沉积物重金属质量比和大型底栖动物群落分布进行了调查，探讨了重金属分布对底栖动物的影响。除Hg采用冷原子吸收法分析外，其他金属都用等离子发射光谱法测定。由潜在生态风险指数法得出重金属污染程度从高到低为Cd、Hg、Pb、Cu、Zn，区域整体的生态风险等级为“极微污染”~“中度污染”，其中位于江苏、浙江与上海交界处及黄浦江支流的区域生态风险整体较高。Cd和Hg是研究区域生态风险的主导因子。共采集到大型底栖动物8种，其中环节动物3种，软体动物4种，节肢动物1种，大部分属于耐污类群。多样性指数 H^1基本小于1，属于“重污染”水平，其值与Pb、Hg、Zn的质量比成正相关关系，与Cd、Cu的质量比成负相关关系。大型底栖动物不同纲目的密度对沉积物中不同种类的重金属响应不同，多毛纲和瓣鳃纲密度与5种金属质量比都呈负相关关系，寡毛纲（以霍普水丝蚓为代表）密度与Cu、Hg质量比呈正相关关系，腹足纲（以铜锈环棱螺为代表）密度与Cu、Hg、Zn质量比及潜在生态风险指数呈正相关。

邻苯二甲酸二乙酯对鲤精巢组织结构和脑精巢生物标志物的影响

以水和吐温80组为对照,用0.125 mg/L、0.5 mg/L、2 mg/L、8 mg/L的邻苯二甲酸二乙酯(DEP)分别对雄性鲤暴露2 d和20 d,研究了DEP对鲤精巢生物标志物酸性磷酸酶(ACP)、碱性磷酸酶(AKP)、乳酸脱氢酶(LDH)和γ-谷氨酰转肽酶(γ-GT)活性,及脑生物标志物乙酰胆碱酯酶(AChE)、一氧化氮合酶(NOS)活性和一氧化氮(NO)含量的影响,同时研究了暴露20 d时,DEP对鲤鱼精巢组织结构变化的影响。结果表明:与水和吐温80组相比,暴露2 d时,0.5mg/L以上组精巢LDH、γ-GT和脑NOS活性,0.5 mg/L组精巢ACP活性及2 mg/L、8 mg/L组脑NO含量均显著升高,但各DEP组精巢AKP和8 mg/L组脑TChE活性显著降低。暴露20 d时,各DEP组精巢LDH、AKP活性,2 mg/L、8 mg/L组ACP活性,8 mg/L组γ-GT活性,0.5 mg/L以上组脑NOS含量,及2 mg/L、8 mg/L组TChE活性均明显受到抑制,但0.5 mg/L、2 mg/L组脑NO含量显著升高。DEP暴露20 d时,2 mg/L、8 mg/L组精原细胞、精母细胞异常、退化,8 mg/L组精小叶基膜断裂,间质细胞固缩,精子凝聚,精子数量减少。研究表明,在试验质量浓度范围内,DEP对鲤鱼具有生殖毒性,而0.5 mg/L以上DEP对鲤鱼具有神经毒性。

乐果UV-TiO_2光催化降解产物对LGX9敏感菌株的毒性

为准确反映乐果UV-TiO2光催化液对环境生物的毒性作用,以乐果敏感菌株LGX9为受试对象,研究了TiO2、H2O2、Fe2+、通入空气、初始pH值等因素对乐果UV-TiO2光催化液降解率及抑菌率的影响规律。结果表明,当乐果初始质量浓度为200 mg/L、反应温度为30℃时,在反应体系TiO2质量浓度1.0 g/L、H2O2浓度0.025 mol/L、Fe2+浓度0.002 mol/L,且以3.5 L/min通入空气、初始pH值为1的条件下,反应1 h后,乐果降解率为92.70%,对LGX9菌株生长已无抑制作用。研究表明,利用乐果敏感菌株LGX9可以有效反映乐果光催化降解液对环境的毒性作用。