城市规划与城市水环境响应研究

为了解城市规划对城市水环境的影响,以自贡釜溪河流域城市规划为例,应用SWMM(暴雨管理模型)分析了城市规划模式与城市水环境的响应关系。结果表明,当规划不透水性下垫面比重由74%调整为30%时,暴雨径流峰值流量可平均降低58%,TSS峰值浓度可平均降低55%;屋顶绿化、广场渗透、屋顶绿化+广场渗透组合三种措施对降雨径流峰值的消减率可在规划后用地布局的基础上再分别降低33%、29%、64%,对TSS峰值浓度的消减率则再分别降低26%、15%、38%。研究结果为城市环境管理提供参考。

城市河道黑臭底泥对挺水植物光合荧光特性的影响

城市河道黑臭现象日益严重,探讨常见湿地植物在黑臭底泥中的生长,有利于为河道修复物种选择提供科学依据.研究黑臭底泥对3种常见湿地植物——菖蒲（Acorus calamus）、美人蕉（Canna indica）及慈姑（Sagittaria sagittifolia）生长状况和叶片叶绿素荧光参数的影响.结果表明：菖蒲和美人蕉在第30~40 d时生物量增量明显降低,慈姑的生物量增量在整个实验中持续增加;通过比较3种湿地植物的荧光参数可知,菖蒲和美人蕉的光化学淬灭系数（q P）、相对光合电子传递速率（r ETR）值在第10 d时达到最大,分别为41.33μmol/（m^2·s）和68.60μmol/（m^2·s）,后30 d一直下降;慈姑q P、r ETR值在第30 d时增加;在第40 d时,美人蕉q P值下降,非光化学淬灭系数（q N）值上升,叶片有较强的热耗散能力,而菖蒲的q P、q N值同时下降,黑臭底泥对菖蒲叶片的光合系统PSⅡ造成伤害.这说明黑臭底泥对菖蒲和美人蕉的光合能力产生较长期抑制,而慈姑可较快适应黑臭底泥的胁迫.因此利用湿地植物修复黑臭河道时,可优先选择慈姑,其次是美人蕉,最后是菖蒲.

磷对滴水观音光合作用的影响

为探索水体中磷对植物光合作用的影响,分析光合作用对植物的净化能力,采用水培法研究不同浓度磷对滴水观音光合作用的影响。研究表明,在0～1.204mg/L磷浓度时,滴水观音叶片中的叶绿素含量、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率明显上升,而丙二醛(MDA)和胞间CO2逐渐降低;当磷的浓度超过1.024mg/L时,叶片中的叶绿素含量、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率开始显著下降,而叶片中胞间CO2和MDA含量则逐渐上升。结论:低磷促进植株叶绿素的合成,提高植株光合作用;高磷则抑制植株光合作用,并对植株产生胁迫作用。

石菖蒲叶绿素荧光特性对淹水胁迫的响应

通过淹水胁迫实验,定期测定石菖蒲(Acorus tatarinowii)植株叶片叶绿素、丙二醛含量,并利用水下饱和脉冲荧光仪测定石菖蒲叶片叶绿素荧光参数,研究淹水胁迫对石菖蒲叶绿素荧光特性的影响。实验结果显示:与对照相比,半淹处理组植株叶绿素、初始荧光(F0)、最大光能转换效率(Fv/Fm)、光化学淬灭系数(qP)、相对光合电子传递速率(rETR)均高于对照,分别为对照的108.1%、102.4%、110.2%、103.4%、103.5%;全淹处理组植株丙二醛含量显著增加,而其叶绿素、F0、Fv/Fm、qP、rETR均低于对照,且叶绿素、Fv/Fm和qP显著降低,分别为对照的92.2%、85.4%、87.4%。所以,石菖蒲具有一定的抗淹能力,半淹利于石菖蒲的光合作用,但全淹显著抑制其光合作用。

淹水胁迫对石菖蒲抗氧化酶系统的影响

以石菖蒲(Acorus tatarinowii Schott)为供试材料,研究了淹水环境对植物抗氧化酶(SOD、POD、CAT)系统及丙二醛(MDA)含量的影响。结果表明,3种处理条件下植株SOD变化趋势相近,但半淹、全淹处理植株变化幅度大于对照组。在7 d时,半淹处理植株SOD低于对照组16.0%,全淹处理低于对照组42.7%;21 d时,半淹处理植株SOD与对照组相近,全淹处理则高于对照组25.1%。试验期间,半淹处理植株CAT、MDA均呈现出先上升、后下降的趋势,POD持续上升;而全淹处理植株CAT、SOD、MDA含量持续升高,在淹水21 d时显著高于对照组和半淹处理(P<0.05)。试验表明,在淹水条件下,石菖蒲可通过抗氧化系统调节抗逆能力,增强植株抗淹能力。在湿地中种植挺水植物,可以增强湿地系统的抗淹能力。

淹水胁迫对石菖蒲光合特性的影响

为研究水位波动对湿地植物生长的影响,通过水培试验研究了高水位梯度及淹水时间对石菖蒲(Acorus tatarinowii)叶绿素以及光合性能的影响,旨在揭示高水位胁迫对石菖蒲生理功能的影响机理。结果显示,与对照相比,半淹处理可显著提高石菖蒲植株叶绿素含量、气孔导度、蒸腾速率、胞间CO2浓度、净光合速率(P<0.05);全淹处理时各项指标则显著降低(P<0.05)。由此可见,半淹处理可提高植株叶绿素含量,增强植株光合作用;全淹处理则抑制植株生长,研究表明石菖蒲具有一定的抗淹能力,适宜的水位高度可促进其生长。

磷胁迫对滴水观音叶片抗氧化酶活性的影响

采用水培法研究了不同浓度磷对滴水观音（Alocasia macrorrhiza Schott）叶片抗氧化酶活性的影响。结果表明,低浓度磷（0～1.024 g/L）促进滴水观音叶片过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性,高浓度磷（1.024～5.120 g/L）则抑制滴水观音叶片POD、CAT活性;0~0.512 g/L磷促进滴水观音叶片超氧化物歧化酶（SOD）活性,0.512~5.120 g/L磷则抑制滴水观音叶片SOD活性。表明低浓度磷可促进滴水观音植物体内活性氧物质的转化、清除,提高植株抗氧化酶活性;但高浓度磷则对滴水观音叶片抗氧化酶活性起抑制作用。

自动增氧型人工湿地对废水中COD的去除效果

针对常规人工湿地中溶解氧不足的问题,采用页岩空心砖构建自动增氧型人工湿地系统,研究构建系统对废水COD的净化效果。结果表明,自动增氧型湿地内的DO比人工强化曝气型湿地高0.1 mg/L左右,COD去除率达到85%以上,比人工曝气型湿地高2%左右。这说明构建的自动增氧系统可提高湿地系统内部供氧能力,提高湿地系统对废水COD的净化效率。

淹水对滴水观音抗氧化系统和丙二醛的影响

本文研究了淹水对滴水观音抗氧化系统以及丙二醛的影响,揭示滴水观音的抗淹能力为构建理想的湿地植被系统提供实验依据。实验结果表明、淹水处理对植株抗氧化系统和MDA影响较大,1/4和1/2淹水下植株SOD、CAT、MDA含量均先增加后降低,实验后期时与对照组相近;而3/4和全淹处理植株SOD、POD含量持续升高,尤其是全淹处理植株SOD、POD、CAT、MDA等含量显著高于对照(P<0.05)。实验结果显示,滴水观音在1/4淹水时生长最好,高水位(3/4、全淹)胁迫下则抑制植株生长。因此,在利用滴水观音构建湿地系统时,仅能将其种植在低水位。

滴水观音叶绿素荧光参数对低温淹水处理的响应

以滴水观音为试验材料,研究了低温环境下淹水处理对其叶绿素荧光的影响。种植滴水观音的花盆置于水箱中,利用水位调节阀调节箱内水位。试验设计为不淹水(对照组,正常浇水)、1/4淹水、2/4淹水、3/4淹水和全淹,分别于淹水后的第10、20、30、40、50天进行各项指标的测定。试验结果显示:1/4淹水处理植株叶绿素荧光参数均高于对照处理,初始荧光产量、最大荧光产量、最大光能转化效率、光化学猝灭系数和非光化学猝灭系数分别为对照的106.6%、104.8%、107.8%、105.0%、153.6%,差异显著(P<0.05);2/4淹水、3/4淹水、全淹组初始荧光产量、非光化学猝灭系数均高于对照组,最大荧光产量、最大光能转化效率和光化学猝灭系数均显著低于对照组,尤其全淹组分别低于对照组的20.4%、36.2%和17.2%。1/4淹水处理可提高滴水观音光合作用,高水位处理则抑制滴水观音生长。

不同环境条件对土壤细颗粒絮凝沉降的影响研究

水体中土壤细颗粒凝聚直接影响着泥沙颗粒沉降、搬运和淤积等过程,对物质生物地球化学循环起着十分关键的作用。采用吸管法和正交实验分析了不同环境因素对黄壤和紫色土细颗粒絮凝沉降的影响。结果表明:土壤细颗粒沉降分为快速沉降和慢速沉降两个阶段;在正交设计值范围内,随着电解质浓度升高,黄壤和紫色土平均沉降速度珚ω均减小;随着温度升高,黄壤的珚ω基本不变,紫色土的珚ω由先快速减小逐渐变稳定;pH值对两种土壤细颗粒絮凝沉降影响较大;BaCl2电解质体系土壤的颗粒平均沉速约是NaCl电解质土壤的2倍,而与AlCl3电解质土壤的沉降效果相差不大。获得的两种土壤细颗粒最佳絮凝条件为三峡库区水体生态环境安全提供了基础数据。

抗冻pH敏感水凝胶聚α-甲基丙烯酸/丙烯酰胺的制备及性能研究

pH敏感水凝胶具有高含水、低摩擦、环境敏感等优良性能,在生物医药,环保等领域广为运用,但传统水凝胶因为低温易凝固限制了其应用范围。本实验以CaCl2为增强剂,通过原位自由基聚合制备耐低温的水凝胶聚α-甲基丙烯酸/丙烯酰胺[P(AM/MAA)]。考察时间和pH对水凝胶P(AM/MAA)溶胀行为的影响,并重点探讨了低温对P(AM/MAA)凝固的影响。结果表明:添加了CaCl2的P(AM/MAA)抗冻性能优越,pH敏感性能突出。

重庆铜梁县空气质量历时演变与评价

以重庆市铜梁县为例,分析了西部小城镇空气质量的历时演变规律,并对小城镇空气质量进行了评价。结果表明,小城镇空气质量夏季优于冬季,NO2和O3年均浓度（分别为29-33、18-34μg/m3）有所增加,但均在《环境空气质量标准》（GB 3095—2012）标准值内,PM10和SO2的年均浓度则逐年下降,2012年年均浓度比2010年分别下降了34%和19%;PM10、SO2、NO2浓度与温度、风速呈显著负相关关系,与大气压、相对湿度呈显著正相关关系,O3浓度与温度、风速、气压、相对湿度的相关性则刚好与此相反。对铜梁县近3年空气质量状况的评价结果表明,铜梁县空气质量稳步提升,相对于2010年的空气质量状况来说,2012年空气质量等级为优和良的天数分别提高了5%和9%,空气质量等级为轻微污染的天数则降低了9%。研究结果可为小城镇空气质量的宏观调控提供参考。

黑麦草叶绿素荧光特性对Pb^(2+)胁迫的响应

为研究重金属铅对黑麦草叶绿素荧光特性的影响,揭示黑麦草光合作用对重金属铅胁迫的响应,研究了不同梯度Pb2+胁迫对植株叶绿素含量、叶绿素荧光参数的影响。结果表明:当Pb2+浓度为0～3 000mg/kg时,黑麦草的叶绿素含量呈先上升后下降的趋势;F0、Fv/Fm、qP和ETR随着铅浓度的升高而降低,NPQ随铅浓度增加而逐渐增强。说明,低浓度铅可促进黑麦草叶绿素的合成,促进植株的光合作用;高浓度铅抑制叶绿素的合成,降低植株光合作用,抑制植株生长。但在整个试验过程中,黑麦草均能正常生长,未出现明显的毒害症状,故可用黑麦草修复Pb2+污染土壤,尤其是低浓度Pb2+污染土壤。

Pb、Zn及其交互作用对蜈蚣草抗氧化酶及叶绿素含量的影响

采用水培实验的方法,研究了Pb、Zn及其交互作用对蜈蚣草抗氧化酶及叶绿素含量的影响.实验结果显示,Pb浓度在0—50 mg·L-1时,蜈蚣草叶绿素含量随Zn浓度增加逐渐升高、MDA含量逐渐降低,Pb、Zn交互作用可促进植株叶绿素合成.Pb浓度在100—400 mg·L-1时,Pb、Zn交互作用则降低叶绿素含量;在Pb浓度400 mg·L-1时,Pb、Zn交互作用显著增加MDA含量.实验结果还显示,在Pb浓度固定时,蜈蚣草叶片SOD、CAT的活性随Zn浓度增加呈现先上升后下降的趋势;POD随着Zn处理浓度的增加持续增加.在Zn浓度一定时,蜈蚣草叶片SOD、CAT、POD的活性随Pb浓度增加先上升后下降.由此可见,在低Pb、Zn浓度下,Pb、Zn交互作用表现为协同作用;在高Pb、Zn浓度下,Pb、Zn交互作用表现为拮抗作用.

铜胁迫对鸢尾叶片叶绿素荧光参数的影响

利用水培试验研究了重金属铜(Cu)胁迫下鸢尾叶片的叶绿素荧光特性,为利用鸢尾处理重金属废水提供理论依据。结果表明,在30mg/L Cu胁迫下,随着胁迫处理时间延长,鸢尾叶片最大光化学量子产量(Fv/Fm)、相对光合电子传递速率(ETR)先下降后上升,光化学淬灭系数(qP)则先上升后下降,非光化学淬灭系数(qN)一直处于下降趋势;在120mg/L Cu胁迫下,随着胁迫处理时间延长,鸢尾叶片Fv/Fm、qP持续降低,qN先上升后下降,而ETR则先下降后上升。可见,30mg/L Cu对鸢尾叶片光系统Ⅱ反应中心的光化学电子传递有促进作用,而高质量浓度(120mg/L)Cu会导致PSⅡ反应中心部分关闭。

三峡库区紫色土颗粒凝聚临界粒径的动态光散射研究

以三峡库区3种紫色土胶体为研究对象,采用动态光散射方法研究其凝聚过程有效粒径变化规律。结果表明：（1）3种紫色土胶体颗粒在低浓度Mg2＋条件下,凝聚体的有效粒径增长与时间呈线性关系,其增长速度基本保持不变;在较高浓度Mg2＋条件下,其有效粒径增长与时间呈对数关系,先快速增长,再缓慢增长,最后基本不变;（2）酸性紫色土、中性紫色土和石灰性紫色土3种胶体凝聚体临界粒径分别为1.1,1.2,1.4μm,表现为中性紫色土〉石灰性紫色土〉酸性紫色土;（3）酸性紫色土和中性紫色土胶体凝聚临界浓度分别为1.0-2.0,2.0-3.0mmol/L,石灰性紫色土凝聚临界浓度为1.0-2.0mmol/L,但更接近于2.0mmol/L,同样表现为中性紫色土〉石灰性紫色土〉酸性紫色土,与它们表面电位值大小规律一致。

蜈蚣草对Pb、Zn复合污染的响应

为探明蜈蚣草修复重金属复合污染土壤的能力,本实验利用水培实验研究Pb、Zn交互作用下蜈蚣草对Pb、Zn积累变化以及蜈蚣草对Pb、Zn的解毒机理.实验结果显示,在Pb、Zn复合污染情况下,重金属Zn在0—10 mg.L-1下可促进蜈蚣草根、茎对Pb的富集能力,降低蜈蚣草对Pb的转运能力;而Pb则促进蜈蚣草对Zn的转运系数,提高蜈蚣草茎、叶对Zn的富集能力,并呈现出蜈蚣草对Pb的富集能力大于对Zn的富集能力.实验结果进一步显示,随着重金属复合暴露浓度增加,蜈蚣草叶绿素含量先上升后下降,丙二醛含量先下降后上升,淀粉、蔗糖、O2-含量则逐渐上升.这说明淀粉、蔗糖、O2-.等具有一定的解毒作用,能增强植物对重金属的抗性.实验结果还显示,蜈蚣草对Pb、Zn具有较强的耐性和富集能力,可利用蜈蚣草修复Pb污染土壤以及低Zn浓度的Pb-Zn复合污染土壤.

小城镇街尘污染特征及控制对策

以重庆市永川区小城镇为例进行调查研究,结果表明,工业园区道路街尘和城乡结合部道路街尘以200μm以上粒径段为主(65%—72%),而商业区和双竹镇街道以200μm以下粒径段为主(60%—72%);有机质和总磷、总氮、锌、铅、镉的最高浓度出现在商业区街尘(分别为103.04 mg.g-1和785.48、1672.04、439.72、133.30、8.44 mg·kg-1),工业园区道路街尘含有最高的铜、镍浓度(分别为241.52和92.30 mg·kg-1).小城镇街道街尘污染评价结果表明,商业区街尘和工业园区道路街尘污染风险较高,其中商业区街尘中的镍处于重度污染等级,工业园区道路街尘中的镉达到极度污染最高等级,同时,小城镇街尘控制对策分析指出,在"源"-"传输过程"-"汇"三个环节分别采取措施控制小城镇街尘污染是可行的.

不同下垫面暴雨径流氮赋存形态分布特性及控制技术

以重庆地区5种用地类型为例,探讨了城市暴雨径流中氮赋存形态的分布特性。研究结果表明,总氮的场次降雨平均浓度(Event Mean Concentrations,EMCs)以交通干道最高(10.6mg/L),校园汇水区最低(2.4mg/L);交通干道和商业区暴雨径流氨氮的EMCs(3.4～4.6mg/L)明显大于水泥屋面和瓦屋面(1.2～1.6mg/L)。尽管初期暴雨径流总氮的平均浓度(Partial Event Mean Concentrations,PEMC10)大于EMCs,但氮赋存形态构成并未发现明显区别;氮以溶解性总氮为主(占总氮的73%～82%),而溶解性总氮中又以无机氮为主(占总氮的63%～82%);商业区、水泥屋面、校园综合汇水区、瓦屋面暴雨径流中氮赋存形态所占比例最高的均为硝酸根,分别占各自总氮浓度的39%、39%、44%和52%,而城市交通干道的总氮浓度中比重最大的组分为氨氮,占总氮的43%。改良暴雨管理措施可有效提高暴雨径流中总氮的去除率,其关键为人工创造反硝化所需要的条件,延长暴雨径流在控制系统内的水力停留时间,并选择低氮含量的填料作为控制系统的使用材料。