不同固废基载体材料固定化菌剂的制备及其对复合污染土壤的修复效果比较

为了更加高效绿色地修复重金属多环芳烃复合污染土壤,将3种PAHs高效降解菌毛霉、黑曲霉和分枝杆菌复配后,选择不同的固废基材料作为载体制备固定化菌剂,考察了不同固定化菌剂对土壤中重金属和多环芳烃的修复效果。结果表明:小麦秸秆在马弗炉700℃无氧煅烧2 h制得的生物炭作为载体的固定化菌剂,对土壤中镉和多环芳烃的修复解效果最好;当投加的固定化菌剂的质量分数为1%时,复合污染土壤中phe(菲)的降解效率高达86.78%以上,pyr(芘)的降解率高达60.77%;污染土壤中Cd的钝化率达到23.99%。

沈抚灌区农田土壤重金属污染时空变化特征及生态健康风险评价

以东北典型污灌区——沈抚灌区农田土壤为研究对象,在收集整理沈抚灌区自20世纪末停灌后不同时期土壤重金属污染情况的相关文献报道后,沿灌渠主干以行政村为单位布设取样点28个,利用原子吸收分光光度法、数理统计法、空间插值法等研究了重金属元素Cd、Pb、Cu、Zn在灌区农田土壤和农作物中的污染现状及时空分布特征,并利用内梅罗污染指数法、EPA人体暴露风险评价法及潜在生态危害指数法对污灌区重金属污染土壤及农产品的潜在健康风险进行评价。结果表明:灌区土壤重金属的平均浓度为:Cd 0.60 mg·kg^(-1)、Pb 38.76 mg·kg^(-1)、Cu 22.39 mg·kg^(-1)、Zn 57.64 mg·kg^(-1),其中Cd含量超过了国家土壤环境质量二级标准;与文献报道该灌区近15年来土壤重金属污染情况相比,土壤中Cu、Zn含量明显降低,而Cd、Pb含量并无显著变化;土壤中4种重金属元素的空间分布特征各异,灌区土壤重金属综合污染水平属于轻微污染;Cd、Pb在玉米中残留浓度超过国家食品安全限值,对人摄食途径存在健康风险,尤其是Cd具有较强的潜在生态危害性。

区域生态环境演变与经济增长的耦合效应分析——以宁夏回族自治区为例

以宁夏回族自治区为研究案例,基于1985年以来的相关历史统计数据,以能值分析计算结果为基本依据,采用广义脉冲响应函数、结构分解分析等方法,定量研究经济发展对环境压力的影响,以及生态环境对经济增长的反馈影响。研究结果表明:1985—2005年间,经济发展对区域不可更新资源的依赖度越来越高,对环境产生的压力也不断加大;废弃物排放量随着经济增长在不断加大,而且还未出现废弃物排放量有所降低的趋势。无论是以物质投入为表征的环境压力,还是以废弃物排放为表征的环境压力,都呈上升趋势,导致其上升的主要因素都是经济规模效应,经济结构效应在初期表现出对环境压力的抑制作用,但影响程度不大,随着产业结构的进一步演化,经济结构开始表现出增量效应。技术效应对环境压力的增加总体表现出抑制作用,但不足以抵消经济规模的增量效应。因此,转变经济发展方式,完善和重组区域社会经济活动过程显得非常迫切,这种迫切性将是进一步推动区域循环经济发展的重要驱动力来源。

四环素在土壤和水环境中的分布及其生态毒性与降解

四环素是新兴污染物PPCPs中的一种,因其在畜禽及水产养殖中的大量使用在环境中造成一定的残留,成为一个较突出的环境风险问题。概述了环境中四环素的来源,对微生物、动物及植物的生态毒性,在土壤及水体中的残留及降解等环境行为。认为,环境中四环素的含量既使在很高的情况下,其对动物和植物的直接毒害作用也是有限的,四环素在环境中长期残留产生的抗性基因问题,可能是一个重要的研究方向。

老工业搬迁区土壤重金属污染特征及潜在生态风险—以沈阳铁西老工业区为例

老工业区搬迁区土壤重金属污染及其潜在生态风险是环境领域的重要前沿问题。本研究以沈阳市土壤元素背景值和《场地环境评价导则》中居住用地标准作为参比值,对沈阳市铁西老工业搬迁区表层(0~20 cm)土壤中8种重金属Cu、Cd、Pb、Zn、As、Hg、Ni和Cr的含量及富集情况进行调查,探讨了城市老工业搬迁区土壤重金属的富集系数及超标率,并结合Müller地累积指数法和Hǎkanson潜在生态风险指数法对污染状况进行潜在生态风险评估。结果表明,与沈阳市土壤背景值相比,铁西老工业搬迁区土壤重金属累积效应显著,除As和Cr外,其它重金属平均含量均超过其背景值,重金属的富集顺序为Cd >Cu >Zn >Pb >Hg >Ni;部分采样点土壤中As含量超过《场地环境质量导则》中限制,是主要的场地修复金属类型;不同功能各种重金属的平均含量均高于其背景值,其中仅以绿地重金属累积最少,工业区、商住区和交通区累积较为严重,工业活动和交通运输已成为影响研究区土壤环境质量的主要因素;研究区土壤具有极强的重金属污染潜在生态危害,其中Cd为极强潜在生态危害,Hg为强潜在生态危害。综上所述,铁西老工业搬迁区土壤重金属复合积累显著,Cd,Hg和As将是该区域土壤重金属修复的重点污染物。

氧化石墨烯强化铜绿假单胞菌降解污染土壤多环芳烃的效果及其机制研究

微生物修复技术具有经济绿色、环境友好等特征,已成为多环芳烃(PAHs)污染土壤的主要修复手段之一。然而,针对经历长期老化的污染场地土壤,微生物修复效率偏低,生物强化技术亟待进一步提高。以PAHs高效降解菌铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa,PAE)为对象,研究了新型碳质纳米材料氧化石墨烯(GO)对PAE生长和PAHs降解的影响,探讨了GO强化PAE降解土壤PAHs的效果及其机制。结果显示:(1)50~100 mg/L GO可以显著促进PAE的生长和胞外聚合物(EPS)的分泌。(2)PAE及GO(100 mg/kg)的添加显著促进了老化土壤中PAHs的降解。(3)GO添加前期,土著微生物群落丰度下降,PAE丰度显著增加;处理后期,土壤细菌群落丰度恢复至对照组水平。适宜浓度GO的添加可以影响土壤微生物的多样性和丰度,促进PAHs的降解,然而,修复后期GO的影响力下降,土壤微生物群落呈现出“扰动—恢复”模式。研究结果有助于深入理解GO对环境微生物的效应,为PAHs污染土壤的微生物修复提供新思路。

“碳中和”背景下我国矿山生态环境修复研究现状及发展趋势

矿产行业是典型的高能耗、高碳排放行业,是我国实现碳中和目标的主战场。我国矿山企业的碳减排路径主要集中在低碳技改和工艺优化及节能技改等方面,然而面对巨大的产能需求,矿山行业的碳排放总量仍居高不下,这便对矿山生态环境修复提出了新要求。针对我国矿山开采活动和工艺流程特点,对该行业的碳排放源进行了分析,对典型矿山企业的碳减排时间表进行了统计,对矿山企业碳减排潜力进行了估算,并分析了传统矿山生态环境修复的碳增汇效果,提出了面向“碳中和”的矿山生态环境修复新模式。未来,“清洁能源开发-覆被恢复-固废利用”协同修复模式是“碳中和”背景下的一条有效路径。

基于文献计量的过去30 a稀土开发环境效应研究综述

稀土开发环境效应是地球环境及可持续发展领域的重要课题,过去30 a以来,全球稀土产量增加了400%,但稀土开发环境效应研究一直缺乏系统综述。以Web of Science核心合集和中国知网(CNKI)数据库为基础,基于定量分析与定性认知相结合的判读方法,对过去30 a以来稀土开发环境效应研究文献进行计量分析并开展讨论,揭示稀土环境效应研究发展特点与发展趋势。研究表明:稀土开发环境效应研究文献从2011年开始呈现快速增长,但研究团体具有明显地方性且协作程度较低;中文文献侧重于稀土开发的宏观环境问题研究,而外文文献则侧重于微观机理研究;中国是重要的知识创造中心,美国是国际合作网络中心;研究主题主要包含环境效应来源、影响因素、环境后果以及技术方法等。未来需要加强稀土开发环境效应的全过程生命周期研究,提升中国合作中心地位,强化对稀土开发的深度认知和数据积累。

能源流视角下村落尺度能源消费结构比较及环境效应研究:基于河南省邑西里村、杨家村及山东省东桥头村的调查分析

加强村落尺度能源消费活动及其环境效应研究是实现农村能源可持续转型及绿色发展精细化治理的前提。但目前该领域存在明显知识空白,其原因在于缺乏基础数据和系统化数据采集体系及集成分析方法。基于对河南省邑西里村、杨家村以及山东省东桥头村的实地调研和半结构式访谈,采用定性和定量结合的方法开展能源消费活动及环境效应比较研究。结果表明:(1)村落尺度能源消费具有显著空间分异特征。邑西里村、杨家村和东桥头村人均能源消费量分别为505 kgce、889 kgce和1139 kgce;由能源消费产生的温室气体与污染物的种类分别为CO_(2)、CH_(4)、SO_(2)、N_(2)O、NO_(x)和TSP,单个家庭CO_(2)的产生量在2000—4000 kg;CH_(4)、SO_(2)、TSP和NO_(x)的排放量基本在1—5 kg;N_(2)O的排放量均在100 g以下。(2)居民生活环境和炊事供暖是影响村域能源消费的主要因素。其在邑西里村、杨家村和东桥头村的总用能占比分别为50.10%、79.08%和77.61%。(3)能源来源及消费结构具有明显的区位属性特征。杨家村距离市区较近,天然气成为当地居民的主要来源;邑西里村和东桥头村离市区较远,则以电力和煤炭为主。未来乡村地区的发展应该与当地的地域特征相结合,构建具有地方化特征的发展策略,实现农村能源的低碳健康发展。

土壤微塑料影响植物生长的因素与机制研究进展

土壤中的微塑料可通过多种方式影响植物生长,并且其在植物体内积累会最终通过食物链进入人体,厘清微塑料对植物生长的影响及机制,有助于系统掌握其在土壤-植物体系中的环境行为。微塑料的赋存状态和理化特征均可影响其对植物的作用效果,本文从粒径、形状、浓度、种类、塑料添加剂和老化程度等方面,梳理了土壤微塑料影响植物生长的主要因素及作用机制,并对未来研究的重点内容提出展望,以期为进一步明晰微塑料对土壤生态系统的影响提供参考。

尾菜发酵液对生菜生长的影响机理

目的将尾菜发酵制成液体肥料及土壤调理剂,解决大量设施尾菜处理难题,促进废弃物合理利用。方法将番茄藤蔓打碎后添加酶、红糖,经厌氧发酵制成发酵液,测定主要成分;以乳酸,硫酸铵、磷酸二氢钾和硫酸钾代替发酵液中有机酸和养分,进行生菜盆栽试验。结果施用发酵液、乳酸与肥料均会使土壤速效养分含量上升,与对照组相比,100%发酵液能使土壤中速效磷增加29.8%,67%发酵液处理使速效钾提高20.9%;发酵液的施用不仅提高了生菜产量,而且改善了生菜品质,施用后使生菜叶片中可溶性糖含量增加,并降低了叶片中的硝酸盐含量。结论尾菜发酵液对生菜生长的效果以乳酸对土壤速效磷、速效钾养分的活化作用为主,从而提高土壤养分含量并增加作物产量,同时发酵液能够改善生菜农艺性状。

叶面喷施硒肥对紫花苜蓿富硒降镉效果的影响

为了缓解紫花苜蓿的镉累积并实现富硒目的,探究了不同浓度镉胁迫下叶面喷施硒肥对紫花苜蓿生长特征及富硒降镉特性的影响。以草原三号和中苜一号紫花苜蓿为材料,采用叶面喷施硒肥的方式,在初花期测量紫花苜蓿的株高、生物量并检测根茎叶部位的总硒、硒代蛋氨酸(SeMet)、镉等含量,分析叶面喷施硒肥对紫花苜蓿富硒降镉效果的影响。结果表明,施加外源硒对紫花苜蓿的生长和富硒量均有促进作用,表现为两个品种紫花苜蓿的株高、生物量、总硒和SeMet含量均显著提高,镉含量、镉富集系数、镉转运系数均显著下降。相同喷施硒肥浓度下,低浓度镉污染促进紫花苜蓿的生长,高浓度镉污染则抑制紫花苜蓿的生长。镉浓度为1 mg·kg^(-1)、施硒量为100 mg·kg^(-1)时,紫花苜蓿中硒含量最高、镉含量最低,各组织中总硒、SeMet含量:叶>茎>根,镉含量:茎<叶<根。相同条件下,中苜一号的生物量、总硒、SeMet含量均高于草原三号,镉含量低于草原三号,且在镉浓度为1 mg·kg^(-1)、施硒量为50 mg·kg^(-1)的条件下富硒降镉效果最佳。

螯合剂在重金属污染土壤植物修复中的应用研究进展

重金属污染土壤的植物提取修复强化途径主要有2种,一是提高植物生物量,二是提高植物体内重金属含量。从螯合剂的作用机理,常用螯合剂种类,不同种类螯合剂对土壤中目标重金属的活化效果,以及螯合剂诱导下植物对目标重金属的吸收和积累效应,螯合剂使用对生态环境造成的负面影响等方面综述了重金属污染土壤螯合诱导强化植物提取修复技术的研究进展,同时对植物修复后的评价以及螯合诱导植物修复技术今后的发展方向进行了探讨。

铁尾砂资源化利用及铁矿区土壤修复技术研究进展

随着铁矿资源的持续大规模开采,铁尾砂量逐年增加,因其综合利用率低,不仅占用了大量土地资源,还引发了土壤重金属污染等环境问题。本文综述了我国铁尾砂在工业和农业领域的资源化利用现状,指出了铁尾砂资源化利用存在的问题;总结了铁矿区土壤污染修复技术如物理修复、化学修复、生物修复以及联合修复技术的优缺点,提出了铁矿区土壤污染修复发展对策,以期为我国铁矿产业高质量发展提供参考。

完全对称电场对电动-微生物修复石油污染土壤的影响

针对石油这种非极性复杂有机污染物难以去除的特点,以含油量为50 mg/g的石油污染土壤为研究对象,运用行/列循环切换方式,每5 min切换一次电极极性,建立空间和场强上完全对称的电场,旨在研究完全对称电场条件下电动-微生物联合修复对石油污染物去除率的影响.对土壤有效氮、有效磷、有效钾等营养物含量以及降解菌数量在电场作用下的变化进行比较.结果表明,1 V/cm的电压梯度下,土壤中的w(有效氮),w(有效磷)和w(有效钾)分别为初始值的1.3,1.6和1.2倍;同时,在电场作用和电极极性切换条件下,土壤的pH为6.3±0.2,温度升高2～3℃,石油降解菌的数量增加,当处理时间为20d时,降解菌数量最大值达2.3×109 CFU/mL,进而提高了石油的去除率.烷烃在电动处理下降解速率加快,60 d烷烃去除率达到15.73%.经过60 d的电动-微生物修复,石油去除率达到33.42%,是对照组的2.4倍.

我国稻田土壤镉污染现状及安全生产新措施

水稻是我国重要的粮食作物,由于受重金属污染威胁日益增大,其安全生产问题备受关注。通过综述我国稻田土壤及稻米镉污染现状、镉污染土壤改良剂研究进展以及稻米对镉富集的品种间差异,认为在土壤中镉的去除修复技术无法在短时间内实现的前提下,镉排异型水稻品种的筛选与利用是实现其安全生产的一个新的有效措施。在此基础上,配合一些污染土壤改良剂的使用,会进一步增强其安全生产水平。

固定化毛霉对工业和农田污染土壤中多环芳烃的降解和生物有效性评价

为了探讨微生物修复不同类型多环芳烃污染土壤的可行性,应用固定化毛霉对多环芳烃污染工业土壤及农田土壤进行微生物修复,用羟丙基-β-环糊精(HPCD)提取模拟评价多环芳烃的微生物可利用性,并分析多环芳烃微生物降解和生物可利用性的相关关系.焦化厂污染土壤中多环芳烃的30 d降解率为77.6%,沈抚灌区污染土壤中多环芳烃的30 d降解率为54.2%,焦化厂土壤和污灌区农田土壤中多环芳烃降解差异明显.焦化厂土壤和污灌区土壤中多环芳烃的30 d降解量和多环芳烃的环糊精可提取量具有相关性,各环数多环芳烃的环糊精可提取量变化解释了焦化厂和污灌区土壤中多环芳烃降解的差异机制,说明可用环糊精提取量预测微生物降解土壤多环芳烃的情况.

多环芳烃污染土壤表面活性剂清洗及生物柴油强化

针对某焦化厂内高浓度多环芳烃污染土壤,以烷基苷(APG)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和曲拉通X-100(TX100)为表面活性剂代表物,采用静态平衡法和高效液相色谱分析,探索采用单一及混合表面活性剂清洗修复多环芳烃污染土壤,并考察生物柴油对多环芳烃去除效果的影响。结果表明,单一表面活性剂对土壤中多环芳烃去除率顺序为SDBS>APG>TX100。APG/SDBS混合处理及TX100/SDBS为9∶1混合处理提高了土壤中多环芳烃去除率,而APG/TX100混合处理没能提高多环芳烃去除率。生物柴油对TX100及TX100/SDBS去除多环芳烃效果没有明显提高,对APG及APG/TX100去除多环芳烃略有提高。当APG/SDBS为9∶1时,生物柴油可以使多环芳烃去除率从(63.3±2.0)%提高到(75.6±2.0)%。单一表面活性剂、混合表面活性剂、及表面活性剂-生物柴油乳液对多环芳烃各组分去除率比较类似,对菲的去除率最高,茚并[1,2,3-d]芘次之,其余相对较低。因此,建议采用APG/SDBS+生物柴油的混合体系对高浓度多环芳烃污染土壤进行修复。

基于MFA的兰州市经济增长与环境压力关系变化分解分析

基于物质流分析方法,采用以物质投入与消耗为表征的环境压力函数,结合"修正后的Laspeyres方法"并运用结构分解分析模型,分析了兰州市19902004年经济增长与环境压力之间的时序关系及其变化趋势和各驱动因素对它的影响程度.结果表明:随着兰州市经济的快速增长,直接物质投入与国内物质消费总体呈上升趋势,由物质投入与消耗所产生的环境压力主要是由经济增长过程中自然资源的消耗所致.人口因素和经济增长因素对环境压力的增大具有正向效应,技术因素对它则具有负向效应,人口因素对它的影响程度相对较小且比较稳定,而经济增长因素与技术因素的影响更为显著.

关于生态文明的若干基本问题研究

在充分总结国内关于生态文明研究文献的基础上,从概念内涵、实现过程、哲学关联等角度对生态文明的基本问题进行了脉络梳理与分类阐述,分析总结了生态文明与物质文明、精神文明、政治文明之间的关联性,探讨了生态文明与可持续发展的辩证关系,研究目的在于为当前国内生态文明的理论研究与建设实践提供认知基础和参考帮助。