生态理念与创新能力驱动的生态环境观测实验教学探索

创新人才培养是时代赋予高校的重要使命,而推进生态文明建设是时代赋予环境专业的神圣使命。该研究提出以实际环境问题为导向、学生兴趣为依托、自主研究为方法及创新能力培养和生态理念构建为目的的野外实验课程建设探索。将习近平生态文明思想等思政元素融入实验教学,通过自主研究的方式,由学生根据指定研究对象自主选题、自主设计,针对校内外实际水、气、声等环境问题开展自主研究和分组汇报,任课老师点评指导;通过自主研究显著提升学生的兴趣,提高学生科研素质、创新能力、实践技能,同时培养学生的生态文明理念,得到学生良好的反馈。

生态文明新时代下环境监测实验教学改革

课题组以大连理工大学环境学院环境监测实验教学为例,就环境监测实验教学内容、教学方式及评价体系进行改革,旨在提高环境监测实验教学质量,增强学生的创新思维和解决复杂环境监测问题的能力,培养生态文明建设新时代下的现代环境监测人才。

新疆伊犁全新规划生态农业园区产业链环境评价研究

发展生态农业园区有助于减少农业废弃物,实现农业可持续发展。目前,政府强调农业废弃物多层次利用,尽可能延链、补链、壮链、优链。然而,上述策略是否环境友好值得考虑。针对这一问题,本文利用生命周期评价法(Life cycle assessment,LCA),以新疆伊犁全新规划生态农业园区产业链为例,构建了8种情景,从环境角度探讨各情景环境负荷。结果表明:从资源消耗和物质消耗角度来看,产业链延伸能够提高资源和物质利用率;但是,从对大气和水资源的影响、毒性效应的角度来看,产业链延伸并未带来环境效益;此外,根据LCA贡献效应,不同指标下最优情景不同。本研究可以为生态农业园区从生命周期角度设计新的产业链提供借鉴与指导。

环境监测实验教学改革的研究和探索

分析了目前环境监测实验教学存在的问题,结合我校环境监测实验教学改革实践,就环境监测实验教学师资队伍建设、教学内容、教学方法及考核体系改革、环境监测实验与专业实习、创新实验融合等问题进行了探索,旨在提高环境监测实验教学的质量,培养学生的创新思维和动手能力。

环境微生物学实验课内容的改革与实践

环境微生物学实验作为环境科学与工程专业重要的实践课程之一,伴随着环境污染现状的变化以及分子生物学技术的发展,其现有的实验内容已经难以满足其对环境微生物学课程的支撑,不利于培养学生解决环境复合污染问题的能力。结合相关学科的发展,在科研成果以及教学条件的支撑下,对其实验内容进行改革与实践。

纳米金-适配体电化学传感器用于环境水样中双酚A检测

制备了一种用于检测双酚A的纳米金-适配体电化学传感器.采用恒电位沉积的方法在玻碳电极表面制备金纳米颗粒提高电极的比表面积及导电性,通过Au—S键作用将末端带有巯基、可特异性识别双酚A的适配体固定在电极表面,以[Fe(CN)_(6)]^(3-/4-)作为氧化还原探针,通过循环伏安法和交流阻抗法对纳米金-适配体电化学传感器的检测性能进行研究,优化了检测性能的影响因素.当金纳米颗粒沉积时间为400 s、适配体浓度为1μmol·L^(-1)、富集时间为50 min、检测溶液pH 7.0时,电极阻抗响应与双酚A浓度在1×10^(-9)—5×10^(-6)mol·L^(-1)范围内呈良好线性关系.发展的传感器具有良好的重现性、稳定性和抗干扰性,并成功应用于环境水样中双酚A的检测,回收率87.4%—110.0%.

采用实验和密度泛函理论计算揭示吸光性环境介质对多环芳烃光降解的影响机制

多环芳烃(PAHs)在环境中的光降解动力学受环境介质吸光组分的影响.为揭示介质吸光组分对PAHs光降解影响的内在机制,以吸光很弱的甲醇和吸光较强的丙酮和二甲基亚砜(DMSO)为模拟环境介质,考察不同吸光性溶剂介质对3种PAHs(菲、芘和苯并[a]芘)光解的影响;并采用密度泛函理论(DFT)计算,分析了溶剂分子光敏化能量/电子转移反应对PAHs光解的影响机制.结果表明,激发态的丙酮分子抑制了菲和芘的光解,而加快了苯并[a]芘的光解;激发态的DMSO分子抑制了菲的光解,促进了芘和苯并[a]芘的光解.过滤掉DMSO所吸收的部分光谱频段后,PAHs在DMSO中的光解速率与甲醇中的接近.DFT计算表明,激发态的丙酮或DMSO主要作为电子受体与PAHs发生光敏化电子转移反应,是影响PAHs光解的内在原因.

禁塑令背景下不同材质吸管环境友好性比较研究

禁塑令背景下,以质轻、面广、细小的吸管为研究对象,运用生命周期评价(LCA)方法从产品的生产、运输、处置3个方面对聚丙烯(PP)吸管、聚乳酸(PLA)吸管、纸吸管的环境友好性进行比较,并对其碳足迹展开讨论。计算得出3种吸管总环境影响为PP吸管>纸吸管>PLA吸管,PLA吸管和纸吸管相对于PP吸管总环境影响分别下降了53.86%、32.41%。生产、运输、处置阶段环境影响最大的分别为PP吸管、纸吸管、纸吸管。3种吸管碳排放总量为纸吸管>PP吸管>PLA吸管,PP吸管碳排放总量是PLA吸管的2.5倍。可以通过减小纸吸管质量、加大垃圾分类力度、提高焚烧比例、控制产品运输距离提高可降解吸管的环境友好性。

氧氟沙星和诺氟沙星的水环境光化学转化:pH值及溶解性物质的影响

在模拟日光照射下,考察了氧氟沙星和诺氟沙星在纯水和天然水中的光降解行为,结果表明,氧氟沙星和诺氟沙星的光降解随p H增加(p H=4—10)先增快后减慢,两种抗生素以两性离子形态存在时光解最快.氧氟沙星和诺氟沙星在天然水中的光降解显著慢于其在相似p H条件下(p H=8)纯水中的光降解,天然水中的溶解性物质对两种抗生素的光降解总体表现为抑制作用.以Suwannee河富里酸为例,研究了溶解性有机质(DOM)的影响机制,发现淡水中高浓度的DOM主要通过竞争光吸收抑制氧氟沙星和诺氟沙星的光解,而海水中低浓度的DOM可以通过淬灭活性物种抑制两种抗生素的光解.天然水中的金属阳离子(Ca2+和Fe3+)和NO-3分别通过配位作用和光致生成·OH影响氧氟沙星和诺氟沙星的降解.由此可见,氧氟沙星和诺氟沙星在天然水中的光化学行为依赖于水体p H值和溶解性物质的综合影响.

化工生态工业园区可持续发展评价研究

化学工业对资源、能源的需求量高,对环境的负效应大,因此有必要建立科学的指标体系和综合评价模型对化学工业园区可持续发展水平进行评价。通过对可持续发展评价现有研究结果的总结,根据化工生态工业园区的基本内涵和特点,建立了包括园区发展现状、发展协调度及发展潜力的生态工业园区可持续发展评价指标体系,涉及经济、环境、生态、技术及意识等方面,并给出了生态工业园可持续发展的综合评价模型。该指标体系及评价方法为客观分析评价化工生态工业园区的可持续发展水平,制定正确的系统管理调控措施和发展策略提供理论依据。

区域规划中纳污海域海洋环境容量计算方法研究

由于影响海洋污染物变化的海洋学和生态学过程的复杂性,尚没有建立起来计算海洋环境容量的普遍方法。本文运用分区达标控制法对大连市金港区总体规划中纳污海域的COD,无机氮,PO4-P和石油类污染物的海洋环境容量进行了计算。通过分区达标控制法计算结果为21500、2942、126和763 t/a。

大连市工业源挥发性有机物排放调查及减排分析

以大连市2013年的挥发性有机物(VOCs)排放调查结果为基准,核算了大连市2017年14个重点工业行业的VOCs排放量和累计削减比例,并调研了大连市重点工业行业的减排措施。结果表明,2017年大连市工业源VOCs排放总量为4.0万t,其中精炼石油产品制造行业是大连市工业源VOCs排放的最主要来源,占排放总量的40.5%。大连市14个县(市、区)工业源VOCs排放贡献率最大的3个依次是甘井子区、金普新区和保税区,分别达到28.6%、25.6%、20.7%。相比2013年,2017年大连市工业源VOCs累计削减比例为10.0%,其中精炼石油产品制造行业的累计削减比例最大,达到5.3%。累计削减比例最大的3个县(市、区)分别为金普新区(2.9%)、保税区(2.8%)、旅顺口区(1.6%)。目前,大连市已经启动重点工业行业企业深度整治工作,推行“一厂一策”模式。不同VOCs控制技术的联合应用是提高工业企业VOCs治理效果的有效措施。

固相萃取/高效液相色谱-串联质谱法同时检测环境水样中24种农药残留

建立了一种固相萃取/高效液相色谱-串联质谱(SPE/HPLC-MS/MS)同时检测水体中24种农药的分析方法。样品用乙腈提取后,经固相萃取小柱富集净化。以乙腈-0.1%(体积分数)甲酸水溶液为流动相梯度洗脱,在电喷雾离子源正离子模式下(ESI+)采用多反应监测(MRM)模式检测。结果显示,24种农药在1~200μg/L范围内具有良好的线性关系,相关系数(r2)均不小于0.998,水样中3个添加水平(5、20、100μg/L)下的回收率为65.9%~127.8%,相对标准偏差(RSD)为0.7%~14.2%;方法检出限为0.05~0.71 ng/L。采用该方法对大连地区10个河流入海口及2个水库的水样进行了检测,12个站位的样品中共检出10种农药,质量浓度为0.2~558.3 ng/L。结果表明,所建立的SPE/HPLC-MS/MS方法高效、灵敏、可靠,可用于实际水体中多种农药的同时检测。

构建创新人才培养体系的探索——以环境类本科专业为例

以全面实施精英教育、培养环境类高素质创新人才为目标,大连理工大学环境学院在基础课程优化、专业课程设置与管理、专业实验的编排、创新实验的设计等方面,研究构建了环境类本科生创新人才培养平台,从而形成了全方位培养学生创新思维、创新能力的实验教学新体系。

环境分子生物学教学模式改革初探

环境分子生物学是为环境专业高年级学生开设的一门前沿特色课程,具有知识量大,发展迅速的特点。为提高该课程的教学质量,本文在教学的理念、内容、手段和考核方式等方面进行了改革探索。

基于线性溶解能关系预测污染物在被动采样材料与环境介质之间的分配系数

半透膜采样装置(SPMD)作为一种重要的被动采样器,被用于监测有机污染物的环境水平.SPMD的采样材料是置于低密度聚乙烯"口袋"中的三油酸甘油酯.根据有机污染物在被动采样材料与环境介质之间的平衡分配系数(包括被动采样材料/空气分配系数KSA和被动采样材料/水分配系数KSW)值,可估算SPMD的采样速率,也可计算环境中污染物的浓度.但目前仅有几十个KSA和KSW值,制约着SPMD的进一步应用.本研究基于线性溶解能关系(LSER)理论,搜集和计算了污染物的LSER参数,应用多元线性回归分析,分别建立了预测KSA和KSW的LSER模型.模型覆盖的污染物类型包括:多环芳烃、多氯联苯、氯苯、氯代苯酚、有机氯农药、除虫菊酯、有机磷和有机硫化合物.模型具有较强的拟合能力、稳健性和预测能力,并能够揭示和解释污染物在被动采样材料/环境介质间分配的影响因素和机理.

基于LCA的聚乳酸快递包装环境友好性评价

以聚乳酸快递包装为研究对象,运用生命周期评价(LCA)方法对聚乳酸快递包装的原料获取、加工、使用及5种处置情景的环境影响进行比较,并采用累积能源需求(CED)方法对能源消耗情况进行分析.功能单位(1000个规模为25×35cm的聚乳酸快递袋,918kg)快递袋原材料获取、加工及使用阶段的环境影响潜能值分别为1.09×10^-9、5.64×10^-10、1.24×10^-10.海洋水生态毒性是聚乳酸快递袋环境影响的主要类型,占77%;非生物资源耗竭潜能值、人类毒性次之,分别占9%和6%.能源消耗主要类型为不可再生能源,占总能源消耗的89%,其中,快递袋使用阶段为主要贡献阶段,占比为91%.处理阶段5种处置情景中情景Ⅴ(焚烧47%,填埋13%,回收40%)对环境最为友好,通过增加焚烧和回收处置的比例,减少填埋比例对环境有着更为积极的影响.

大连市渔业生态系统能值分析

将能值分析方法引入渔业生态系统的可持续发展研究中，对处于结构调整期的大连市渔业系统进行了定量分析和评价。结果表明，2005年大连市渔业生态系统能值投入率为1．23，净能值产出率为1．57，环境负载率为1．65，环境压力相对较小，渔业生态系统运行状况良好。2001～2005年间，大连渔业系统的环境负载率呈下降趋势，可持续发展指数保持在1．00左右，在保证产量和产值增长的同时有效的降低了环境负荷。大连市应继续推进渔业结构和布局调整，加大高科技含量能值的投入，同时注重自身优势资源的高效利用，促进渔业生态系统的可持续发展。

反映我国空间分异特性的多介质环境逸度模型的构建及十溴二苯醚的归趋模拟

化学品的浓度水平、排放量都与具体的地理位置密切相关,发展具有空间分异特性的多介质环境逸度模型,可更加准确地描述化学品的多介质环境归趋。本研究基于我国的区域环境属性,建立了50 km×50 km分辨率的空间分异Ⅲ级多介质环境逸度模型。以阻燃剂十溴二苯醚(BDE-209)为例,模拟和预测了BDE-209在我国的多介质环境中的分布。结果表明,上海、山东和广东等东部地区大气与土壤中BDE-209浓度较高,陕西、山西等中西部地区水与沉积物内BDE-209浓度较高。BDE-209在大气、水、土壤和沉积物中的平均浓度分别为2.02×10^(-6)μg·m^(-3)、6.64×10^(-6)μg·m-3、1.93μg·kg^(-1)和3.65×10μg·kg^(-1)。土壤和沉积物是BDE-209主要的汇,其含量占其环境总量的98.65%。所构建的具有空间分异特性的多介质环境逸度模型,适用于持久性有毒化学物质在我国环境中的归趋模拟,有助于化学品的环境风险预测与管理。

化工生态工业园区设计理论及方法研究

基于生态化化工工业园区的规划和建设,提出了全面"绿化"的理念,即对化工生态工业园区工业系统构建生态产业链(内部绿化)及园区环境景观布局(外部绿化)的规划设计。工业系统方面,针对典型的4个化工门类,分别给出了子系统产业链的构建模型;景观布局方面,创新性地提出了区带式与组团式结合的分区模式。最后把生态学理论和相应的化工园区典型特征结合,总结出规划化工生态工业园区总体步骤流程。