广西内苗溪沉积物重金属污染及其生态风险评价

广西德保县内苗铅锌矿是典型的以采代探对周边环境造成污染的矿山。为了研究该矿对内苗溪的污染情况,沿内苗溪采集了13个沉积物样,对沉积物中Cu、As、Cd、Pb、Zn、Cr和Mn元素的总量和形态进行了分析,并运用地累积指数法、潜在生态风险指数法对沉积物中重金属的污染程度和生态风险进行了评价。结果表明:(1)除Cr和Mn的平均含量低于背景值外,Cd、Zn、As、Pb、Cu的平均含量分别为背景值的518.53,52.64,31.53,12.37,2.58倍。沉积物中Cu、Cd、Zn、Cr和Mn含量沿内苗溪向下游呈增加趋势,As和Pb向下游则呈减少趋势。(2)沉积物中Cu在大部分采样点以残渣态为主,沿内苗溪上游至下游,As元素有机物结合态呈增加趋势,Cd可交换态呈减少趋势,铁锰氧化物结合态呈增加趋势,Pb碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态和有机态均有所增加,Zn可交换态明显减少,碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态呈增加趋势,Cr元素以可交换态为主,无明显变化趋势,Mn元素碳酸盐结合态呈增加趋势,可交换态呈减少趋势。(3)沉积物相关性表明,Zn与Cd,Pb与As及Cr与Mn三组元素中存在明显同源性。地累积指数表明,Cd为极严重污染,Zn为强-极严重污染,As为中等-强污染,Pb为中等污染,Cu为轻度-中等污染,Cr和Mn为无污染。潜在生态风险指数法表明,沉积物复合潜在生态风险极高,Cd、As、Pb、Zn生态风险程度较高,Cu、Mn、Cr为低生态风险。

基于多层次实验教学体系的本科实验安全策略改革与实践

采用多层次实验教学体系是推进高等教育综合改革的重要举措。随着设计性实验、探索性实验和综合性实验在本科实验教学体系中比例的不断增加,实验安全已逐步成为教学改革的突出问题。分析了多层次实验教学带来更多安全风险的原因,提出了针对多层次实验教学体系的安全策略:学生应对自主设计的实验方案进行安全风险分析,从而筛选出风险控制的关键因素,在此基础上制订预防措施的安全限值及超出限值后的纠偏措施。结合具体案例给出了风险分析要素及辨识方法、风险控制关键要素的筛选原则。安全策略的改革目标是在培养学生实践能力和创新能力的同时,逐步树立安全实验的思维及团队安全文化的传承。

饱和砂土中DNAPL污染物迁移过程及数值模拟

基于物理砂箱实验所获参数,运用数值模拟Petrasim程序模拟DNAPL在饱和多孔介质中的迁移过程,探究DNAPL在重力和毛细力共同作用下的迁移行为与迁移路径中污染物的分布特征.研究表明:⑴DNAPL污染物入渗前期主要受重力影响呈“液滴”状垂向扩散,在垂向扩散至底部不透水层后,DNAPL在毛细力驱动下开始横向再分布扩散,最后在底部形成长期的“池状”污染源区;⑵通过对比验证数值模拟结果和实验结果,其垂向扩散相对误差范围为-2.96%~5.95%.横向扩散的相对误差范围为0.04%~23.41%.平面污染面积相对误差范围为0.03%~19.39%.表征横向扩散、垂向扩散与污染面积模拟值与实验值差异性的拟合决定系数R2分别为0.8827、0.9919、0.9832,模拟结果与实验值接近,模拟效果良好.结果说明了数值模拟Petrasim程序预测饱和多孔介质中DNAPL迁移行为和污染分布范围的可靠性与准确性.在野外环境中DNAPL泄露污染的污染范围评估与迁移行为预测方面具有广阔的应用前景.

广西某露天矿区不同复垦模式下土壤的孔隙特征

广西铝土矿区复垦土壤孔隙结构对土壤复垦质量有重要影响,但其微结构特征尚不明确。为探究当地复垦土壤孔隙结构特征,研究选取草地复垦模式(RG)和裸地复垦模式(RW),利用X射线CT扫描技术扫描40 cm的原状土柱,用Avizo2020渲染功能,结合Image J软件及其插件获得表征土壤孔隙二维分布和三维特征的参数,并对土壤孔隙结构进行三维重构和可视化分析。结果表明,RG处理模式土壤中二维小、中孔隙数量较RW处理模式有所减少,大孔隙数量较RW处理模式明显增多。在0~20 cm土层深度内,RG处理模式下的孔隙面密度相较于RW处理模式降低了近30%;在20~40 cm土层深度内,RG处理模式下的孔隙面密度和孔隙复杂度均大于RW处理模式。RG处理模式下的三维总孔隙数较RW处理模式明显降低,RG处理模式下的孔隙度(3.046%)高于RW处理模式(2.900%),说明RW处理模式的孔隙多但并不是大孔隙。RG处理模式的连通度(0.399)大于RW处理模式(0.273),弯曲度和比表面积(1.329,4.026 mm^(-1))小于RW处理模式(1.342,4.334 mm^(-1))。在三维结构中,因2个处理模式的复垦年限均为2 a,两者孔隙结构均以点状形式分布,同时呈现出倾斜层状结构。但相较于RW,RG处理模式下的孔隙多为大孔隙,存在清晰可见的长条状孔隙,这预示着RG处理模式下的土壤朝着更为稳定的结构发展。因此,在广西露天铝土矿区的土壤复垦过程中,草地复垦模式更能促进土壤结构和水肥运移通道的改善,有利于提高土壤质量。

我国地表水环境质量现状及污染修复技术研究

开展全流域尺度的系统调查,有助于科学评估我国地表水的环境质量。本文通过资料调研,分析了中国地表水资源分布特点,探究了水环境质量现状、主要污染物及其特点,并总结了我国地表水环境质量的改善技术。

广西地区甘蔗粉垄与旋耕耕作方式下土壤孔隙特征变化

[目的]分析广西地区甘蔗地不同耕作方式下土壤孔隙结构特征参数的变化规律,为粉垄技术的推广应用提供一定的理论依据。[方法]选取经过3年粉垄20 cm耕作(F_(20))和旋耕20 cm耕作(X_(20))处理的两种不同耕作方式下的甘蔗地土壤作为研究对象,同时利用X射线CT扫描技术并结合ImageJ等软件来获取土壤孔隙分布二维和三维特征的参数指标,并对土壤孔隙结构进行了三维重构可视化。[结果]两种耕作处理下均会对土壤二维和三维孔隙数量产生影响,呈现较小孔隙高于较大孔隙的情况。F_(20)处理在二维及三维孔隙数量形成上要低于X_(20)处理,但前者整体圆度均高于后者。F_(20)处理整体上土壤孔隙面密度远低于X_(20)处理,但相同土层深度下前者土壤孔隙复杂度要高于后者。F_(20)处理的孔隙度和紧实度均值(2.08%,25.22)低于X_(20)处理均值(4.71%,27.23)(p<0.05),但前者比表面积均值(2.62 mm^(-1))高于X_(20)处理均值(2.50 mm^(-1))(p<0.05)。两种处理下连通度均值无明显差异,但F_(20)处理的弯曲度均值1.42%与X_(20)处理均值1.45%差异显著(p<0.05)。两种处理下分支长度密度差异较大,X_(20)处理其均值(115.87 mm/cm^(3))高于F_(20)处理均值(50.41 mm/cm^(3))(p<0.05)。同时两种处理的三维重构上F_(20)处理孔隙分布较为均匀且甘蔗的主要生长区连通性孔隙分布要优于X_(20)处理。[结论]相较传统旋耕而言,在广西地区进行甘蔗种植的过程中,粉垄耕作在土壤孔隙结构上更具优势性,更有利于促进甘蔗根系生长,提高甘蔗的产量。

基于PIT技术的老口航运枢纽鱼道通行效率及鱼类行为分析

PIT(passive integrated transponder)射频芯片跟踪作为一种监测方法,被广泛应用于鱼类洄游行为监测及评估鱼道过鱼效率。为了解鱼类在郁江老口航运枢纽鱼道的上溯速度、昼夜特征行为及鱼道通行效率等情况,从而为鱼道设计提供更多参考,该研究以优势种鲮(Cirrhinus molitorella)为试验对象,搭半双工(half duplex,HDX)PIT标记射频芯片跟踪系统,在鱼道中设置了5个监测断面。有效试验鱼共63尾,全部为野生个体,全长范围为16.00~23.50 cm,均值为(19.05±1.49)cm。试验发现,试验鱼在白天活动较为活跃,夜晚则处于休息状态;多数个体在标记放流后上行至第一个天线所需时间超过10 h;标记试验鱼通过整个鱼道的历时为648~5359 min,总通行效率为50.79%。研究可为国内过鱼设施通行效率量化及鱼道中鱼类上溯行为特征研究提供参考。

2015~2017年广西典型城市空气污染特征对比分析

通过中国空气质量在线监测分析平台最新数据,分析了2015年3月1日至2018年2月28日广西典型城市大气污染特征及变化趋势,并通过后向轨迹模式对污染物输送路径进行了统计分析。结果表明:广西各城市的污染物年均浓度在总体上呈上升趋势,但大气污染物浓度随年际变化的幅度较小,PM2.5的年均浓度普遍高于国家二级标准;AQI、PM2.5、PM10、SO2、CO、NO2的浓度冬季高于夏季,其浓度冬季高于夏季的比例依次为:67.67%,134.06%,86.84%,26.25%,35.17%,76.98%,O3的浓度夏季高于冬季,其夏季高于冬季的比例为7.65%;利用HYSPLIT4后向轨迹模型,模拟典型污染时段气团传输过程,初步判断广西典型城市大气污染物的传输路径主要来自东北、西北和西部方向。

生活垃圾渗滤液反渗透浓缩液处理技术研究进展

针对垃圾渗滤液反渗透浓缩液处理难度大、成分复杂且浓度高的问题,归纳并比较了现有常见处理技术,如回灌法、蒸发浓缩法、高级氧化法和资源利用技术等,分析了它们的优缺点。结合未来环保行业发展趋势,提出了针对性的研究方向建议,并展望了垃圾渗滤液反渗透浓缩液处理技术的应用前景。

桂西北某卡林型金矿区地下水重金属污染特征研究

为摸清桂北某卡林型金矿区地下水环境重金属污染特征,分别在丰水期和枯水期对矿区的地下水进行取样监测,并采用标准指数法对监测结果进行评价。结果显示,研究区中的地下水受到重金属污染,主要的重金属污染因子为砷、铅、锑,污染程度从高到低依次为砷、铅、锑;地下水的pH值、铜、锌、镉、铬(六价)、汞的含量均满足《地下水质量标准》(GB/T 14848—2017)Ⅲ类标准的要求;污染范围主要在矿区内,没有对外环境地下水造成污染。

广西某铅锌矿区农用地铅镉富集效应及农产品质量安全研究

为了解广西某铅锌矿区农用地土壤铅镉污染情况及其与农产品质量安全的影响关系,共采集土壤、农产品样品441件,采用正态分布、T检验等统计学手段进行分析并拟合建立土壤-农产品铅镉相关关系预测模型。结果表明,研究区农用地土壤铅、镉超标率分别为55.06%和84.23%,T检验结果显示土壤中铅、镉均为显著累积(P=0.000);水稻中铅、镉含量超标率分别为13.6%和59.09%,玉米中铅超标率为17.4%、镉含量未超标,柑橘中铅、镉含量均未超标,正态分布分析结果显示水稻中的镉、玉米中的铅含量均呈正态分布;土壤镉含量与水稻镉含量具有显著的相关性,其相关关系预测模型为y=2.5625x^(2)-0.7541x+0.4122(R^(2)=0.89)。

广西某铅锌矿影响区农田土壤重金属污染特征及修复策略

为了解铅锌矿影响区农田土壤重金属分布特征及探究污染农田的修复措施,以广西某铅锌矿影响区为研究对象,分别采集影响区自然土壤和农田耕作层土壤样品41个和277个,同时分别采集62个蔬菜和35个粮食样品,分析重金属含量。结果表明,铅锌矿影响区耕作层土壤As、Cd、Pb、Cu、Zn和Cr含量范围分别为4.50~104.8、0.031~36.26、24.80~2989、16.90~251.6、79.90~11 500和24.0~222.0 mg·kg^(-1);与土壤基线值相比,6种重金属的超标率分别为1.4%、91.7%、60%、60%、60%和0。与《食品中污染物限量》(GB 2762—2017)中限值相比,大米样本As、Pb、Cd含量超标率分别为93%、86%、64%,玉米样本Pb、Cd含量超标率为100%、100%,叶菜类蔬菜As、Pb、Cd含量超标率分别为50%、100%、60%,根茎类蔬菜As、Pb、Cd含量超标率为23%、100%和100%,瓜果类蔬菜As、Pb、Cd含量超标率为14%、96%和100%。通过分析土壤和农产品重金属超标情况,确定As、Pb、Cd为优先控制的重金属,依据研究区土壤重金属污染空间分布特性,划为3个分区:轻度污染区(Cd污染区),建议采取活化剂+植物萃取去除污染物;中度污染区则采用钝化剂与低积累农作物结合的方式;重度污染区则不宜种植进入食物链的农作物,建议采取施加活化剂与种植超富集植物结合的方式降低土壤重金属含量。

锡矿开采对土壤的重金属污染及风险评价——以广西南丹县大厂镇为例

在现场采样与室内分析测试的基础上,对广西壮族自治区南丹县大厂镇的土壤中Cd、Cr、Sb元素污染以及土壤理化性质进行分析与研究,同时运用单因子指数法以及内梅罗综合污染指数法对大厂镇土壤的污染状况进行评价。结果表明,大厂镇的Cd、Sb元素污染较为严重,且在土壤中的分布差异较大,但均未受到Cr元素污染;不同土地利用方式的污染程度为山坡地>菜地>荒地>水稻田,且山坡地、菜地、荒地土壤的重金属污染程度为Cd>Sb>Cr;锡矿山对周边土壤重金属含量、p H值、有机质含量有着较大的影响,总体而言,距离矿山越近,其重金属含量越高、p H值越低,有机质含量越小。

土壤重金属污染的微生物修复技术研究进展

为了进一步认识土壤重金属污染的微生物修复技术,综述了目前国内外微生物修复技术、植物辅助微生物修复技术的作用机理、优缺点及其研究现状等,并对其发展前景、研究趋势进行了展望。

现代教育信息技术促进地方高校环境类专业实践教学改革

实践教学是学生创新素质培养过程的重要环节,现代教育信息技术的融入,可全方位提升其对培养具有地方特色的环境类应用型创新人才的作用。文章结合桂林理工大学环境类专业实践教学改革的实际,分析了地方高校环境类本科实践教学存在的问题,阐述了综合运用多种现代信息技术从教学理念更新、教学体系重构、教学手段升级、共享平台升华4个维度开展实践教学改革的方法,促进了面向校内外、线上线下的开放共享与协同合作,有效提高了环境类专业实践教学质量与学生专业素养。

OBE理念下的《环境工程微生物学实验》教学改革与实践——以桂林理工大学为例

在新工科建设和环境工程专业认证背景下,基于OBE教学理念,文章从学生培养质量出发,围绕着实验教学全过程,从实验教学平台、实验教学大纲、实验教学内容、实验教学方法、实验教学队伍、实验教学考核与质量评价等方面,针对性地开展了教学改革研究与持续性改进,有效实现了教学互长,提高了《环境工程微生物学实验》的教学效果。

“环境工程微生物学实验”虚拟仿真教学资源建设的探讨

在传统环境工程微生物实验实际教学基础上,探讨多维应用现代教育信息技术构建与课程密切相关的教学资源素材,专项整合环境工程微生物实验虚拟仿真实验项目库、实体实验项目库、实验现象图库、模拟动画库、规范操作视频库五大教学资源库,搭建"环境工程微生物学实验"教学网站,通过图文并茂、动静结合的形式,丰富实验教学内容,从而激发学生的学习兴趣与热情,增强学生对实验原理、实验内容和实验技巧的认识和理解,强化学生的实验操作技能,有效提高实验教学成效。

去除水中氧化性污染物的生物还原处理技术研究进展

生物还原作为一种重要的水处理技术,在去除水中氧化性污染物的研究与应用中得到进一步发展。利用氢气为电子供体的自养生物还原工艺越来越受到人们青睐。氢基质生物膜反应器集中空纤维膜微孔曝气和氢自养生物还原工艺于一体,具有氢气利用率高、绿色无污染、占地面积小、生物产率低等优点,相对传统污水生物处理是一种新型的水处理技术。本文重点论述生物还原处理技术及氢基质生物膜反应器去除氧化性污染物的基本原理、研究现状与发展、分子生物技术的应用等方面。

下水道处理生活污水技术强化模拟实验研究

在温度20℃、流速0.3 m/s、pH=7.0、挂膜密度为10 L-1条件下,改变DO及MLSS浓度开展下水道处理生物污水技术强化模拟实验。实验结果表明,提高待处理水样的DO,有利于对污染物的去除,适宜的DO为3.0 mg/L,此时系统对COD、TN、TP的去除率分别达到67%、21%、12%;在一定范围内增加MLSS可以持续提高处理系统对污水的净化能力,适宜的MLSS为2.0 g/L,此时COD、TN、TP的去除率分别达到60%、40%、15%。

间作对伴矿景天与油菜修复镉污染土壤的影响

为探究在镉污染土壤上伴矿景天与油菜(中双11号)间作种植对二者生长和镉吸收的影响。通过田间小区试验,共设置3个处理:伴矿景天与油菜间作、伴矿景天单作、油菜单作。结果表明,伴矿景天与油菜间作处理可提高伴矿景天和油菜对镉的提取能力,间作处理时伴矿景天的镉提取量为2.76μg/株,较伴矿景天单作处理高出7%,油菜的镉提取量为1.32μg/株,较油菜单作处理高出16%;修复后收获的菜籽油和油饼检出镉含量均符合标准,且间作处理的油饼检出镉含量较单作处理降低了41.7%。因此,伴矿景天和油菜间作种植技术可在修复土壤的同时实现农作物的安全生产,是一种有前景的植物间作修复技术。