莱州湾海岸带土壤光谱分析与有机质反演研究

利用土壤光谱反射率预测海岸带典型土壤有机质含量。对莱州湾海岸带典型地区97个土壤样本的光谱反射率特性进行分析,把光谱曲线划分为4个区域,提取每个区域的代表性特征参数,与土壤有机质含量进行相关性分析,最终选用458～587.1nm区间的挠度(相关系数达0.87)作为自变量进行模型回归,并利用均方根误差(RMSE)和预测残差(RPD)进行模型检验与评价。结果表明,以458～587.1nm区间的挠度作为自变量建立的对数函数预测模型具有较高的精度和稳定性,经验证计算出其RMSE为0.39,RPD为2.5,该模型应用效果较好。

1996-2006年美国海岸带土地利用/土地覆被变化时空动态研究

人类活动深刻影响着美国海岸带地区,其中一个很重要的方面表现为多时空尺度的土地利用/覆被变化。本文基于NOAA Coastal Services Center提供的1996年、2001年和2006年土地覆被数据,将美国本土海岸带分为五个子区域:五大湖沿岸区(LC)、西海岸区(WC)、墨西哥湾海岸区(GC)、东北海岸区(NC)和东南海岸区(SC),对其土地利用/土地覆被变化的时空特征进行研究。结果表明,研究期内美国海岸带地区林地持续大幅减少同时在SC和GC湿地数量明显下降,而且1996-2001年较2001-2006年土地面积变化更为剧烈。除了在WC最主要的三种用地类型为林地、草地和耕地,其他4个子区则均为林地、湿地和耕地。自1996-2001年到2001-2006年,土地变化幅度明显放慢,用地结构较稳定,其中美国西海岸用地结构最稳定。林地和草地的相互转化在海岸带区域比较普遍,在SC还发生了明显的湿地与林地间的相互转换。美国海岸带的土地利用程度整体较高,其中以LC数值最高、人类活动程度最强,而WC则最小。

环境中多溴联苯醚分析方法的研究进展

多溴联苯醚(PBDEs)是一类性能优异的阻燃剂,被广泛添加到工业产品和日常生活用品中.研究表明很多PBDEs单体具有持久性有机污染物(POPs)的特性,其中五溴和八溴联苯醚已被列入POPs清单.它们在环境中广泛存在,对环境和生态系统带来健康风险.本文概述了环境中PBDEs的前处理方法和仪器分析的研究进展,对不同的方法进行了综述和比较,并提出了PBDEs分析方法研究的发展趋势.

基于TRMM 3B42数据的1998-2010年中国暴雨时空特征分析

基于TRMM 3B42数据,构建5个年尺度时间序列参数,借助GIS空间分析和数学方法,揭示和分析1998-2010年暴雨降水的格局与过程特征。研究表明:13年来,年暴雨降水总量与年降水总量均呈缓慢下降的趋势,且空间格局相似,年暴雨降水比例时间波动较显著;暴雨集中分布区年降水以及年暴雨降水的时间波动均比较明显,年暴雨频次的时间波动较小但空间差异显著;暴雨降水空间分布在东西方向的差异性明显强于南北方向;年暴雨降水呈现向东北方向偏移的趋势;5个变量的变化趋势均表现出较强的空间差异性,且大部分像元呈增加(或减少)但统计不显著的趋势。

莱州湾环境污染遥感信息提取试验

采用Landsat图像跨度40多年数据,利用遥感手段对莱州湾7大排污口环境污染状况进行了遥感信息提取试验,结果显示与多年来分析调查的结果一致,即通过入海排放口水色变化以及像素分析发现自20世纪90年代以来,莱州湾海水污染逐年加重;通过MODI数据和ENVISAT-ASAR数据分析提取了莱州湾2011年的海温变化、叶绿素浓度分布和海面溢油信息,结果显示该区域近岸海温和叶绿素浓度偏高,海上溢油风险加大。研究结果表明,利用遥感技术能有效地提取海区环境污染信息,可以作为监控海水污染的有效手段之一。

超声辅助分散液液微萃取-高效液相色谱测定水样中的4种邻苯二甲酸酯类增塑剂

建立了采用超声辅助分散液液微萃取技术结合高效液相色谱法(UA-DLLME-HPLC)对4种邻苯二甲酸酯(PAEs)进行富集、检测的方法,并成功应用于实际水样分析。实验中采用富集因子来评价萃取效率,考察并优化了影响萃取效率的主要因素,包括萃取剂类型和用量、分散剂类型和用量、超声时间、离子强度、萃取时间和pH值等。结果表明:在最佳萃取条件下,该法对4种PAEs(邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯和邻苯二甲酸二正辛酯)具有较高的富集能力,富集因子分别为71、144、169和159;检出限分别为3.78、1.77、3.07和3.30μg/L。对实验室自来水、某品牌矿泉水以及湖水分别加标50、200及500μg/L的回收率为82.99%～114.47%,相对标准偏差为1.93%～8.31%。该法简便、快速、环保,可以用于测定实际水样中的PAEs类增塑剂。

黄河口滨岸潮滩湿地CO_2、CH_4和N_2O通量特征初步研究

2009年8月,运用静态暗箱-气相色谱法对夏季黄河口滨岸潮滩湿地CO2、CH4和N2O通量的日变化特征进行了原位观测。结果表明,夏季低潮滩沉积物-大气界面的CO2、CH4和N2O通量均具有明显日变化特征,日通量范围分别为-18.755～43.731,-0.070～0.224和-0.002～0.008 mg/(m2.h),均值为11.630,0.079和0.005 mg/(m2.h),全天表现为三者的排放"源";中潮滩沉积物-大气界面CO2、CH4和N2O通量的日变化范围分别为-30.780～25.734,-0.111～0.100和-0.004～0.006 mg/(m2.h),均值为4.570,0.011和0.002mg/(m2.h),全天亦表现为三者的排放"源";中潮滩-大气界面CO2、CH4和N2O通量的日变化范围分别为46.253～102.637,-0.211～0.048和-0.008～0.008 mg/(m2.h),均值为76.656,-0.038和-0.002 mg/(m2.h),全天表现为CO2的"源"、CH4和N2O的"汇"。本研究还发现,中潮滩的CO2通量与气温呈显著正相关(P<0.05)关系,低潮滩沉积物的CH4通量与气温、地表温度和5 cm地温呈极显著正相关(P<0.01)关系,而中潮滩的N2O通量与气温、地表温度和不同深度地温(5,10,20 cm)呈显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)负相关关系;沉积物基质和翅碱蓬群落是影响CO2、CH4和N2O通量特征的重要因素,而水分、盐分对于三者通量特征的影响也不容忽视。

1998～2010年全球中低纬度降水时空特征分析

基于1998～2010年热带降雨测量(Tropical Rainfall Measuring Mission,TRMM)卫星3B43资料在像元尺度进行Mann-Kendall非参数检验,计算Hurst指数,绘制降水"月历"与演化态势图谱。分析全球中低纬度降水时空特征,结果表明:全球中低纬度降水主要集中在夏季和冬初且各月降水的年际波动比较明显;全球中低纬度降水呈现由低纬向中纬递减的趋势,海洋降水明显多于陆地,海陆梯度特征显著;月尺度降水大部分地区为增加(或减少)但统计不显著的趋势,同时绝大部分地区具有显著的长程自相似性;12月份降水变化态势的空间差异明显强于其它月份,而3月份则最不明显;季节尺度98%以上的地区降水具有显著的长程自相似性,季节演化态势表现出极强的空间差异性。

基于全光谱分析的水质化学耗氧量在线监测技术

针对水体中化学需氧量在线监测的迫切需求,设计了一种基于全光谱分析的水质化学耗氧量监测系统.该系统通过测量已知化学耗氧量的水质吸收光谱,利用最小二乘法建立吸光度与化学耗氧量的传输方程;针对待测水样,通过已建立的传输方程来反演水体化学耗氧量的浓度.通过模拟复杂水样进行化学耗氧量值测量,并将测量值与实验室结果进行比较,验证了该系统的可靠性.结果表明,该全光谱法水质监测系统不需要消耗任何试剂,无二次污染,测量准确度高、速度快,可广泛应用于水质化学耗氧量的实时、现场监测分析.

溶解性富里酸对土壤中多环芳烃迁移的影响

多数多环芳烃(PAHs)因其水溶性低,且易被土壤有机质固持,曾经被认为其迁移能力十分微弱。但土壤中溶解性有机质可能影响PAHs的溶解、吸附等环境过程,进而影响其迁移性。本文旨在研究富里酸提取的溶解性有机质(FDOM)对PAHs在土-水间迁移的影响及其可能机制。溶液化学稳定性研究结果显示,FDOM在溶液pH 2.0～7.0、CaCl2浓度0～1 500 mmol L-1范围内均能保持较好的分散性,未发生絮凝沉淀。室内土柱淋溶试验结果表明,FDOM在土壤中具有较强的迁移能力,在FDOM持续淋溶条件下,菲、芘以及苯并[a]芘在淋出液中的浓度明显提高,并有少量二苯并[a,h]蒽淋出。FDOM淋溶处理的土柱表层土壤中菲、芘、苯并[a]芘和二苯并[a,h]蒽的淋失率分别为92.06%、92.07%、84.52%和23.27%,显著高于对照组(p<0.05)。以上研究结果表明,FDOM可作为载体提高PAHs在土壤中的迁移性,增加PAHs向深层土壤和地下水迁移的可能性。

氮肥形态对伴矿景天生长和锌镉吸收性的影响研究

以锌镉超积累植物伴矿景天为供试植物,采用单边根袋法盆栽试验研究了铵态氮肥和硝态氮肥施用对植物根际和非根际土壤中Zn、Cd的化学行为,以及伴矿景天生物量和Zn、Cd吸收性的影响。结果表明,施用硝态氮肥更能提高根际土壤Zn和Cd的生物有效性,显著增大植物体内Zn和Cd浓度(P<0.05),增率分别为38.2%和110%,但施用铵态氮肥更有利于促进伴矿景天的生长,增率为49.4%;氮肥形态对伴矿景天生物量的影响显著大于对植物地上部Zn、Cd浓度的效应,施用铵态氮肥显著提高Zn和Cd总吸收量,增率分别为53.3%和123%,施用硝态氮肥对其则无显著影响。施用铵态氮肥较硝态氮肥更能提高伴矿景天的污染土壤Zn、Cd吸取修复效率。

滨海棉田土壤盐分时空分布特征研究

在黄河三角洲滨海一农田试验田共采集3期（春、夏、秋三季）EM38表观电导率数据，运用经典统计学和地统计学方法，分析试验区盐分时空分布特征。结果如下：垂直方向电导率相关系数均大于0.8，具有强相关性，水平方向相关系数在-0.2至0.2之间，相关性很弱。土壤盐分分布呈底聚型。变异系数比较显示，同期数据中，表层变异强度最强，底层变异强度最弱。半方差分析中各层块金值与基台值之比大多在25%-75%，盐分空间上偏向于中等空间相关性。棉花长势赋值后生成空间插值图，对比同期电导率插值图，将盐渍化程度划分成4个等级。分析按等级重分类后的栅格插值图中各盐渍土等级所占比例值，表层中非盐化土所占面积比已由初期的5.54%增加至11.93%，轻度盐化土所占面积比增加了42个百分点。

2008年黄海绿潮路径的数值模拟

利用FVCOM模式拉格朗日粒子跟踪模块模拟了2008年5月到7月黄海绿潮漂移路径,根据遥感图像选取粒子跟踪的初始位置和初始时刻,模式中加入M2,S2,K1,O1四个主要分潮和Quickscat每日风场资料作为驱动,模拟的粒子运动的主要路径和到达青岛近岸的时间与遥感图像对比都比较吻合。该结论进一步验证了前人关于青岛绿潮来源于苏北沿岸这一结论,又表明FVCOM模式可以为以后的绿潮生态模型研究提供背景流场。

基于大型浮游动物多样性与水质参数相关性分析的温榆河水质评价

根据大型浮游动物多样性指数(H')、水体理化参数(Pb/n)及相关性分析,评价2010年5-12月罗马东湖水质改善示范工程运行后温榆河水质变化。工程上游各位点为严重污染,并且水质变化不大。示范工程区域大型浮游动物种类增加,敏感种数量上升,H'由0.6501升至2.1342,Pb/n显示水质好转,但依然为轻微污染。自组织映射(self-organizing maps,SOM)对H'和水质参数的相关性分析表明,示范工程运行初期的pH(9.5)较其他位点(7.5左右)大幅升高可能是影响生物多样性指数的主要原因之一。综合分析,示范工程对局部水域的水质改善效果明显,但实现河流健康目标,必须控制污染源,由点到面,逐步由局部生态修复过渡到流域生态系统的恢复。H'和水质参数的相关性分析可以成为水质评价的有效手段,并能为生态修复有针对性的技术改善提供依据。

重金属高污染农田土壤EDTA淋洗条件初探

通过室内振荡淋洗试验研究了乙二胺四乙酸二钠(EDTA)浓度、淋洗时间、液固比、淋洗次数对甘肃省白银市某高污染农田土壤中重金属去除效果的影响,并测定了EDTA淋洗前后土壤中重金属形态的变化。结果表明:淋洗剂浓度和液固比越高、淋洗时间越长、淋洗次数越多,对重金属的去除效果越好。在EDTA浓度为5 mmol/L、液固比为2.5、连续振荡淋洗3次、每次1 h时,对土壤中Cd、Cu、Pb、Zn 4种重金属的总去除率分别为55.2%、21.9%、19.3%和20.9%,其中Cd淋洗效率最高。EDTA对土壤中交换态、碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态重金属的去除效果明显,但不能有效去除有机及硫化物态和残余态土壤重金属。

分子生物学与系统生物学技术在土壤污染微生物生态研究中的应用

综述了当前国内外应用于土壤污染生态研究中的各种分子生物学和系统生物学技术,包括核酸杂交和DNA指纹图谱分析技术以及宏基因组学、宏蛋白质组学和代谢组学等"组学"技术。阐述了这些技术方法的原理、应用以及各自的优势和局限性,并对这些新兴生物技术在土壤污染生态学中的应用前景作一展望。

Fe_3O_4/C纳米粒子的制备及其对水中罗丹明B的去除

采用溶剂热-水热法合成了碳覆盖的Fe3O4纳米粒子Fe3O4/C,利用扫描电镜(SEM)与红外光谱(FT-IR)对其进行了表征,并研究了其对水中罗丹明B的吸附性能.系统考察了吸附动力学、吸附等温线、吸附剂用量对吸附性能的影响.Fe3O4/C对罗丹明B的吸附在3 h内即可达到平衡,最大吸附量可达13.23 mg.g-1.分别用Langmuir和Freundlich吸附模型解释了Fe3O4/C对罗丹明B的作用机理,吸附反应过程符合准二级动力学方程.结果表明,该吸附剂具有良好的磁效应和吸附性能,可快速去除罗丹明B,去除率高达90%以上;吸附剂可重复利用,成本低,具有环境友好的优势.

黄河三角洲石油污染对湿地芦苇和碱蓬幼苗生长影响的模拟研究

黄河三角洲湿地是中国最具代表性的滨海湿地之一,也是中国第二大油田——胜利油田的产油区,石油污染已成为本区湿地生态系统退化的重要因子。在温室条件下模拟研究了该区滨海湿地土壤中2种不同浓度(0.5%、2.0%)石油污染对黄河三角洲地区典型物种芦苇(Phragmites australis)和盐地碱蓬(Suaeda salsa)幼苗生长的影响。结果表明,随着石油浓度的增高,芦苇和盐地碱蓬株高的受抑制程度不断增强,随着时间的推移,石油污染对芦苇分蘖的抑制作用减弱,而对盐地碱蓬幼苗的分枝数抑制作用加大。随石油浓度的增加,盐地碱蓬幼苗叶片中可溶性蛋白质含量先升高后降低,丙二醛含量和过氧化物酶活力先降低后升高,过氧化氢酶活力显著降低;芦苇幼苗则对石油污染表现出相对较强的耐受性。不同石油污染条件下芦苇幼苗叶片叶绿素含量表现出先下降后升高的变化趋势。从整体上来看,石油烃类污染对盐地碱蓬幼苗的抑制作用要高于芦苇幼苗,也说明在处理石油烃类污染物中芦苇比碱蓬更具有优势。

复合污染土壤中土霉素的吸附行为及其对土壤重金属解吸影响的研究

参考经济合作与发展组织（OECD）化学品试验导则No.106,采用批量平衡试验的方法,探讨了土霉素（Oxytetracycline,OTC）在3种土壤中的吸附解吸特性,并考察了土霉素外加量对土壤中4种代表性重金属元素（铜、锌、铅、镉）解吸量的影响。试验设置的土霉素初始浓度为0.01、0.1、1.0、5.0、10.0、25.0、50.0、100、200和400 mg L-1。结果表明：（1）存在一个土霉素特征浓度,高于或低于该浓度值时土霉素的吸附性质有所差异,且高低两个浓度范围内的数据均能用Freundlich模型与Langmuir模型较好地拟合;（2）当土霉素浓度在0~25 mg L-1之间时,能在土壤表面与重金属发生竞争吸附,且重金属解吸量随土霉素浓度的增加而增加;当土霉素浓度在25~100 mg L-1之间时,部分游离态重金属以与土霉素的络合物形式重新固定于土壤表面,土壤重金属的解吸量随土霉素浓度增加而减少;土霉素浓度高于100 mg L-1时,体系p H相对于对照有明显下降,土壤重金属的解吸量与土霉素浓度又呈正相关。

黄河三角洲土壤含盐量定量遥感反演

以黄河三角洲地区为实验区域,利用实测的土壤全盐含量数据,结合中国产的中巴地球资源卫星02B(CBERS-02B)多光谱遥感影像,分别应用传统的多元线性回归模型和BP人工神经网络模型,对其进行含盐量反演建模,并对2种模型的精度进行比较.实验表明,应用BP人工神经网络建模,明显改善了反演精度;且该反演模型更适宜于高盐度区域(全盐含量>1%)土壤含盐量反演制图,具有较好的应用前景.