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基于温度示踪的高寒地区河水与地下水相互作用:以黑河上游流域为例 被引量:4
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作者 张淑勋 孙自永 +2 位作者 潘艳喜 李鑫 潘钊 《地质科技通报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期95-106,共12页
高寒地区是世界众多大型河流的源区,了解区内河水与地下水的相互作用对流域水资源科学管理具有重要意义。因广泛发育多年冻土,高寒地区河床底部局部融区的形成和动态变化控制着河水与地下水的转换,导致两者间水力关系的复杂性和特殊性... 高寒地区是世界众多大型河流的源区,了解区内河水与地下水的相互作用对流域水资源科学管理具有重要意义。因广泛发育多年冻土,高寒地区河床底部局部融区的形成和动态变化控制着河水与地下水的转换,导致两者间水力关系的复杂性和特殊性。受观测条件限制,目前高寒地区河水与地下水相互作用的研究极少,少量已有研究也多采用同位素和水化学示踪方法,成本高且精度低。采用观测成本更低但精度与密度更高的温度信号作为示踪剂,以量化河水和地下水之间的交换;利用垂向一维瞬态热运移解析模型,定量计算不同深度处河水与地下水的交换流速;利用分布式测温光纤系统的观测结果,分析河水与地下水相互作用的时空动态变化特征。研究结果表明:高寒地区河水与地下水的交换存在强烈的时空差异,季节与气候的转换对河水与地下水的交换量起着控制作用,甚至能够改变河水与地下水的交换方向,河水与地下水的交换量随着冻土活动层加深而增加。温度示踪方法适用于高寒冻土区河水与地下水相互作用研究,2种温度示踪方法的联合使用可有效提高研究精度与准确性,为缺乏基础水文地质数据的高寒地区提供一种可行的研究思路。 展开更多
关键词 高寒地区 河水与地下水相互作用 温度示踪 分布式测温光纤 多年冻土 融区 黑河
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湖北秭归鱼泉洞泉域系统中六六六(HCHs)和滴滴涕(DDTs)的分布、来源与迁移 被引量:1
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作者 杨秀雯 魏志莹 +8 位作者 易佳佩 李雯星 景一鸣 秦超杰 熊俊武 刘伟 周宏 祁士华 陈伟 《地质科技通报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期311-322,共12页
岩溶区特殊的地形地貌,使得地表环境中的有机氯农药(OCPs)很容易进入地下环境,对地下水的安全构成威胁。采用气相色谱-电子捕获检测器(GC-ECD)对湖北秭归鱼泉洞泉域系统中的典型OCPs——六六六(HCHs)和滴滴涕(DDTs)进行了检测,探究了其... 岩溶区特殊的地形地貌,使得地表环境中的有机氯农药(OCPs)很容易进入地下环境,对地下水的安全构成威胁。采用气相色谱-电子捕获检测器(GC-ECD)对湖北秭归鱼泉洞泉域系统中的典型OCPs——六六六(HCHs)和滴滴涕(DDTs)进行了检测,探究了其时空分布特征、潜在污染来源和迁移特征。结果表明:水体中HCHs质量浓度范围为0.09~5.17 ng/L,土壤和泉沉积物中HCHs质量分数范围分别为0.36~3.67,0.11~2.53 ng/g;水体中DDTs质量浓度范围为0.13~7.16 ng/L,土壤和泉沉积物中DDTs质量分数范围分别为0.22~19.13,0.73~11.53 ng/g,呈现出以DDTs为主的污染特征。水体中HCHs和DDTs质量浓度在冬季最高;土壤中HCHs和DDTs质量分数分别在夏季和冬季达到最高;泉沉积物中HCHs和DDTs质量分数分别在夏季和春季达到峰值。特征比值结果显示,水体、土壤和泉沉积物中HCHs主要源于林丹的使用;水体中DDTs主要源于历史残留,而土壤和泉沉积物中DDTs主要来源于近期使用。相关性分析结果表明,HCHs和DDTs可从补给区地表水和补给区土壤分别向排泄区泉水和泉沉积物中迁移。HCHs和DDTs在介质中的快速迁移证实了岩溶区地下水的脆弱性。本研究成果可以为岩溶地下水资源和环境的保护提供参考。 展开更多
关键词 岩溶区 六六六(HCHs) 滴滴涕(DDTs) 来源 迁移 有机氯农药(OCPs) 鱼泉洞泉域 湖北秭归
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层级制全局敏感性分析方法及其在地下水模型中的应用
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作者 刘玉姣 戴恒 +2 位作者 李跃东 崔节波 文章 《地质科技通报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期216-224,共9页
在地下水建模中,为了更好地利用有限的资金和资源去最优化地降低预测结果的不确定性,需要使用敏感性分析来测算各个模型输入因素的重要性。提出了改进的层级制全局敏感性分析方法来量化不同类型的输入不确定性对输出结果不确定性的贡献... 在地下水建模中,为了更好地利用有限的资金和资源去最优化地降低预测结果的不确定性,需要使用敏感性分析来测算各个模型输入因素的重要性。提出了改进的层级制全局敏感性分析方法来量化不同类型的输入不确定性对输出结果不确定性的贡献,并以此评估地下水模型中各个不确定性过程对输出结果的影响程度;使用一个理想的地下水污染运移模拟模型作为算例对该新方法进行了测试和展示。结果表明,模型的不确定性是该案例预测结果不确定性的主要来源,而且地质模型的不确定性相较于其他模型更为重要。该方法能够为地下水模型提供更加全面的敏感性分析,相较于传统的参数敏感性分析,新方法能够考虑的不确定性输入因素更多,计算效率明显提升,可为模型使用者和管理者提供更有用的敏感性信息。 展开更多
关键词 地下水模型 不确定性 全局敏感性分析 层级制全局敏感性分析
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微纤维的归属、鉴定、环境行为及生态健康风险
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作者 罗泽娇 张俏俏 《安全与环境工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期122-131,共10页
近年来微纤维在多种环境中被广泛检出,但目前仍缺乏对其研究现状的系统评述。通过阅读多篇微纤维相关的研究文献,对微纤维与微塑料的关系以及微纤维的鉴别、环境行为特征和生态健康风险进行了总结与归纳,分析了现有微纤维研究中存在的问... 近年来微纤维在多种环境中被广泛检出,但目前仍缺乏对其研究现状的系统评述。通过阅读多篇微纤维相关的研究文献,对微纤维与微塑料的关系以及微纤维的鉴别、环境行为特征和生态健康风险进行了总结与归纳,分析了现有微纤维研究中存在的问题,并对其未来的研究方向提出了建议。结果表明:微纤维已被证明会对生态系统中生物的生长、发育、生殖、行为等产生影响,其表面还能够吸附有毒物质,给生态健康带来危害。但现有研究方向尚不全面,完整的生态风险模型仍有待建立。急需完善微纤维研究体系,并重视生态健康风险与污染防治方面的研究,提高公众防控意识。 展开更多
关键词 微纤维 微塑料 环境行为 生态健康风险
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复合混凝在去除清淤底泥余水中溶解性有机质的应用研究 被引量:2
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作者 邓鋆 毕广宇 +3 位作者 李立青 张美一 张伟军 王东升 《安全与环境工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期136-145,160,共11页
为揭示复合混凝对湖泊底泥中溶解性有机质(DOM)的去除机制,以白洋淀清淤底泥余水中DOM为研究对象,以聚合氯化铝(PAC)为混凝剂、聚丙烯酰胺(PAM)和聚二甲基二烯丙基氯化铵水溶液(HCA)为助凝剂,分体系探究复合混凝对余水中DOM的去除作用... 为揭示复合混凝对湖泊底泥中溶解性有机质(DOM)的去除机制,以白洋淀清淤底泥余水中DOM为研究对象,以聚合氯化铝(PAC)为混凝剂、聚丙烯酰胺(PAM)和聚二甲基二烯丙基氯化铵水溶液(HCA)为助凝剂,分体系探究复合混凝对余水中DOM的去除作用。结果表明:两种混凝体系对DOM的去除效率没有明显差异,当PAM为4mg/L,PAC为35mg/L时PAM助凝体系对COD去除率最大达86.6%,HCA为1.0mg/L时,PAC为35mg/L时HCA助凝体系对COD去除率最大达83.9%;在混凝时,DOM中共轭键及杂原子中未成键电子区域同絮凝剂作用,活性中心分布不均且敏感性不强;复合混凝后,DOM中芳香类蛋白、类富里酸组分得到有效的去除;复合混凝对DOM相对分子质量小于50Da的小分子组分有较好的去除效果;通过调节PAC投加量可控制DOM脱稳情况进而影响DOM的去除效果。 展开更多
关键词 复合混凝 清淤底泥 余水 溶解性有机质
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武汉市5个污水处理厂中14种典型PPCPs的赋存与去除研究 被引量:3
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作者 易佳佩 张驰 +7 位作者 范希 熊俊武 王康 钱喆 柳山 张家泉 陈伟 祁士华 《安全与环境工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期241-248,共8页
近年来,药物和个人护理品(Pharmaceuticals and Personal Care Products,PPCPs)在饮用水、污水及自然水体中被频繁检出,对生态及人类健康有潜在的不利影响。污水处理厂是PPCPs进入环境的主要途径之一,研究PPCPs在污水处理厂中的赋存与... 近年来,药物和个人护理品(Pharmaceuticals and Personal Care Products,PPCPs)在饮用水、污水及自然水体中被频繁检出,对生态及人类健康有潜在的不利影响。污水处理厂是PPCPs进入环境的主要途径之一,研究PPCPs在污水处理厂中的赋存与去除具有重要意义。使用高效液相色谱-串联质谱联用仪(LC-MS/MS)分析了武汉市5个不同工艺污水处理厂中14种PPCPs的浓度和去除效率。结果表明:各污水处理厂进水中共检出13种PPCPs,总浓度范围为1 471~2 077 ng/L;污水处理厂对大部分目标污染物的总去除效率达到80%以上,在生物处理工艺阶段污染物的去除效率最好,去除机制主要是污泥的吸附和微生物的降解;各污水处理厂进水中PPCPs的质量负荷范围较高(>103.0 g/d),出水中PPCPs的排放量明显降低(<36.3 g/d)。 展开更多
关键词 药物和个人护理品(PPCPs) 污水处理厂 去除效率 污染负荷 排放量 武汉市
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我国危险品道路运输事故生态环境损害鉴定评估与赔偿中存在的问题与建议 被引量:3
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作者 王泽贤 黄允豪 +1 位作者 任峥 罗泽娇 《安全与环境工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期248-254,共7页
危险品道路运输事故频频发生,由事故引发的次生生态环境污染严重。为了全面推动我国生态环境损害赔偿制度落地,对危险品道路运输事故造成的生态环境损害进行鉴定评估与赔偿尤为必要。通过梳理分析CNKI(中国知网)和Web of Science核心合... 危险品道路运输事故频频发生,由事故引发的次生生态环境污染严重。为了全面推动我国生态环境损害赔偿制度落地,对危险品道路运输事故造成的生态环境损害进行鉴定评估与赔偿尤为必要。通过梳理分析CNKI(中国知网)和Web of Science核心合集数据库的中英文文献,概括了危险品道路运输事故生态环境损害鉴定评估与赔偿中存在的问题,并有针对性地提出了改进建议与对策。结果表明:我国危险品道路运输事故生态环境损害鉴定评估与赔偿的过程中主要存在事发突然生态环境损害易被忽略、事后生态环境损害评估内容难统一、赔偿责任主体难明确及赔偿资金较难落实、环境污染强制责任保险严重缺位等问题;未来我国还需要重视环境应急能力建设、加强评估人员对相关技术规范的理解与学习、明确事故赔偿责任主体、构造生态环境损害赔偿诉讼的管辖规则、推行环境污染强制责任保险制度等。 展开更多
关键词 危险品道路运输 生态环境损害 鉴定评估与赔偿 环境污染强制责任保险
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干旱区微咸水覆膜灌溉棉花根系生长分布与土壤水盐运移规律及其相互作用 被引量:5
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作者 赖善星 张耀珑 +2 位作者 盛统民 张茗惠 陈文岭 《安全与环境工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期175-183,共9页
为探讨干旱地区微咸水覆膜灌溉棉花根系生长分布与土壤水盐运移规律及其相互作用关系,于巴州灌溉试验站开展不同灌溉水棉花盆栽覆膜灌溉试验,对比分析不同生育期微咸水与淡水灌溉处理条件下棉花根系生长分布规律、土壤水盐运移规律和棉... 为探讨干旱地区微咸水覆膜灌溉棉花根系生长分布与土壤水盐运移规律及其相互作用关系,于巴州灌溉试验站开展不同灌溉水棉花盆栽覆膜灌溉试验,对比分析不同生育期微咸水与淡水灌溉处理条件下棉花根系生长分布规律、土壤水盐运移规律和棉花产量的差异。结果表明:整个生育期内,咸、淡水灌溉处理条件下棉花根系生长分布和土壤水盐运移的动态变化规律较为相似;棉花根系生长密集区主要分布在浅部0~32.5 cm土层;土壤水盐运移受灌溉水下渗和棉花根系吸水作用的影响明显,盐分在25 cm深度以下累积,在棉花根系密集区含水量低、盐分高;微咸水灌溉处理下土壤剖面棉花平均根长密度小于淡水灌溉处理,而微咸水灌溉处理下土壤剖面平均含水率和电导率大于淡水灌溉处理;淡水灌溉处理下棉花地上部生长优于微咸水灌溉处理,其棉花产量高于微咸水灌溉处理约27.7%;长期使用微咸水覆膜灌溉易在深度15~32.5 cm根区棉花根系生长密集区形成高盐分胁迫,从而抑制棉花根系生长和地上部干物质累积,导致棉花减产。 展开更多
关键词 干旱区 微咸水 覆膜灌溉 棉花根系生长分布 土壤水盐运移 相互作用
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江汉平原地下水中有机质季节变化对氮反应迁移的影响 被引量:3
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作者 许洁 梁莹 +2 位作者 张振超 姜雪 马瑞 《地质科技通报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期228-240,298,共14页
溶解性有机质(DOM)是地下水中生物地球化学过程的重要碳源。为阐明江汉平原地下水中DOM季节性变化对N迁移转化的影响,选取江汉平原沙湖监测场作为研究区,根据地下水、地表水长期水位和水化学监测数据,进行水文地球化学分析,联合三维荧... 溶解性有机质(DOM)是地下水中生物地球化学过程的重要碳源。为阐明江汉平原地下水中DOM季节性变化对N迁移转化的影响,选取江汉平原沙湖监测场作为研究区,根据地下水、地表水长期水位和水化学监测数据,进行水文地球化学分析,联合三维荧光光谱和紫外可见光谱,分析DOM季节性变化特征,探究了水文条件影响下地下水中DOM季节变化在N迁移转化中的作用。研究结果表明:研究区地下水和地表水中DOM包括3种组分:陆源类腐殖酸(C1)、微生物源类色氨酸(C2)和微生物源类腐殖酸(C3)。枯水期微生物源类色氨酸组分输入增加,丰水期陆源类腐殖酸组分输入增加。研究区地下水的强还原性和高溶解性有机碳(DOC)含量为硝酸盐的还原提供了条件,低腐殖化、低分子量的C2组分在N迁移转化中优先被利用。枯水期,地下水水位下降,含水层偏氧化性,不稳定的类蛋白组分快速降解释放NH 4-N,硝化反应、有机氮矿化速率较高,反硝化、硝酸盐异化还原为氨(DNRA)反应速率较低;丰水期,地下水水位上升,含水层偏还原性,硝化作用受到抑制,大量不易被降解的DOM存在使含水层中有机氮矿化速率降低,反硝化和DNRA过程被促进。综上所述,研究区DOM季节性变化是控制地下水中N反应迁移的重要因素。 展开更多
关键词 江汉平原 地下水 溶解性有机质 季节变化
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井筒混合效应和表皮效应对注水井溶质径向弥散的影响
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作者 马科 马冲 +1 位作者 詹红兵 刘洋 《地质科技通报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期130-137,共8页
注水井理论模型研究一直是水文地质学领域的热点问题。充分考虑含水层的非均质性,利用两区MIM(Mobile-Immobile)对流扩散模型来描述溶质在含水层中的运移过程,同时考虑表皮效应和井筒混合效应,建立一种描述注入井附近含水层溶质径向运... 注水井理论模型研究一直是水文地质学领域的热点问题。充分考虑含水层的非均质性,利用两区MIM(Mobile-Immobile)对流扩散模型来描述溶质在含水层中的运移过程,同时考虑表皮效应和井筒混合效应,建立一种描述注入井附近含水层溶质径向运移的动力学模型。并采用Laplace变换、Stehfest数值逆变换得到了该动力学模型的半解析解。然后改变表皮区的有效孔隙度和径向弥散度以及井筒的半径,来分析固定观测点的溶质穿透曲线和溶质浓度分布曲线的变化规律。研究表明,井筒混合效应和表皮效应对穿透曲线、溶质径向运移过程和影响区域均有着非常显著的影响。在考虑井筒混合效应时,井筒半径越大,井筒效应越明显。而表皮区域有效孔隙度越大,溶质的迁移扩展速率越小;径向弥散度越大,观测点的溶质浓度曲线越陡峭,表明该点的溶质浓度变化速率较快,且能更早达到稳定值。与前人研究相比,本研究模型能更好地描述注水井中的溶质径向弥散过程。 展开更多
关键词 表皮效应 井筒混合效应 注水井 径向溶质运移
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印染污泥基炭材料制备及其对疏浚余水中溶解性有机质的吸附特性研究
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作者 吴金亮 何航 +3 位作者 黄佳音 陈益人 张伟军 王东升 《安全与环境工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期174-182,共9页
以印染污泥为原料,在650℃无氧条件下热解制备了印染污泥基炭材料(DSC),并采用SEM、XPS、FT-IR和BET等手段表征了DSC的理化性质;将DSC应用于疏浚余水的深度处理,研究了DSC对疏浚余水中溶解性有机物质(DOM)的吸附特性,并结合吸附动力学... 以印染污泥为原料,在650℃无氧条件下热解制备了印染污泥基炭材料(DSC),并采用SEM、XPS、FT-IR和BET等手段表征了DSC的理化性质;将DSC应用于疏浚余水的深度处理,研究了DSC对疏浚余水中溶解性有机物质(DOM)的吸附特性,并结合吸附动力学模型解析其吸附过程;利用紫外-可见光谱(UV-VIS)、荧光光谱和高效体积排阻色谱(HPSEC)分析,探究疏浚余水中DOM的迁移转化规律。结果表明:印染污泥基炭在热解后获得了较大的比表面积和丰富的孔隙结构,吸附点位增多,且随着有机物的分解,印染污泥基炭表面C—H、C=O结合比降低、C—C、C—O结合比增加,芳香化程度增加,同时印染污泥基炭表面呈现高度疏水性,有利于吸附点位暴露;DSC对疏浚余水中DOM有良好的吸附性能,尤其是芳香类蛋白和富里酸类物质,其最大吸附量达18.53 mg/g;DSC对疏浚余水中DOM的吸附过程遵循准二级吸附动力学方程,以化学吸附为主;DSC对疏浚余水中DOM的吸附机理主要涉及孔隙填充、氢键结合、π-π共轭效应和疏水作用。该研究结果可为印染污泥后续资源化利用和降低疏浚余水的有机负荷提供依据。 展开更多
关键词 印染污泥基炭 疏浚余水 热解炭化 吸附 溶解性有机质(DOM)
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纤铁矿对氧氟沙星的吸附特征及环境影响因素 被引量:1
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作者 甘翠 李玉琼 +1 位作者 张天伦 童蕾 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期2881-2888,共8页
本文以化学合成的纤铁矿为研究对象,探讨典型氟喹诺酮类抗生素氧氟沙星(OFL)在纤铁矿上的吸附动力学、热力学过程及其环境影响因素.结果表明,纤铁矿对OFL的吸附过程更符合伪二级动力学模型(R^(2)=0.991)和Freundlich模型(R^(2)=0.996),... 本文以化学合成的纤铁矿为研究对象,探讨典型氟喹诺酮类抗生素氧氟沙星(OFL)在纤铁矿上的吸附动力学、热力学过程及其环境影响因素.结果表明,纤铁矿对OFL的吸附过程更符合伪二级动力学模型(R^(2)=0.991)和Freundlich模型(R^(2)=0.996),平衡吸附量(Q_(e))为1.99mg/g,且该吸附为自发放热过程.纤铁矿对OFL的吸附有很强的pH值依赖性,主要取决于不同pH值条件下纤铁矿的带电性和OFL离子的存在形态;同时,离子强度的增加会减弱纤铁矿与OFL之间的静电斥力,从而使吸附量增加.富里酸(FA)对OFL在纤铁矿上的吸附具有促进作用;两种离子对OFL的竞争吸附有着不同的影响,其中Ca^(2+)抑制OFL的吸附,而NO_(3)^(-)则无明显影响.扫描电镜(SEM)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)表明,OFL在纤铁矿上的吸附机制以羧基参与的双齿螯合配位或双桥配位作用为主. 展开更多
关键词 纤铁矿 氧氟沙星(OFL) 吸附机制 影响因素 配位作用
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西藏东北部热泉水中硫氧化菌的多样性及分布特征
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作者 寇祝 卿纯 +1 位作者 袁昌果 李平 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2023年第5期989-1000,共12页
热泉中存在大量的硫氧化菌,而西藏东北部丰富的热泉资源中硫氧化菌的相关研究较少。为探究西藏东北部热泉水中不同类型硫氧化菌(Sulfur-Oxidizing Bacteria,SOB)的多样性、群落结构及其分布特征,采集西藏东北部5个地热区总共13个热泉的... 热泉中存在大量的硫氧化菌,而西藏东北部丰富的热泉资源中硫氧化菌的相关研究较少。为探究西藏东北部热泉水中不同类型硫氧化菌(Sulfur-Oxidizing Bacteria,SOB)的多样性、群落结构及其分布特征,采集西藏东北部5个地热区总共13个热泉的地球化学及微生物样品,构建硫氧化基因dsrA和soxB的功能基因克隆文库、q PCR定量分析dsr A和soxB基因丰度,结合水化参数对比分析热泉水中dsrA型SOB和soxB型SOB的群落结构及其分布特征的差异。结果表明,西藏东北部热泉水中的硫氧化菌主要为β变形菌纲(Betaproteobacteria)、α变形菌纲(Alphaproteobacteria)、γ变形菌纲(Gammaproteobacteria)和嗜氢菌纲(Hydrogenophilalia),其中dsr A型SOB和soxB型SOB的优势类群在纲水平上均为Betaproteobacteria,但目水平上则存在差异,即soxB型SOB优势菌目为亚硝化单胞菌目(Nitrosomonadales)(30.0%-91.7%);dsr A型SOB优势菌目为红环菌目(Rhodocyclales)(33.3%-96.0%)。冗余分析(redundancy analysis,RDA)表明,SO_4^(2-)、S^(2-)、HCO_(3)~-、pH、温度等是影响硫氧化菌群落分布的关键环境因子。soxB基因相对丰度主要与SO_4^(2-)浓度、氧化还原电位(Oxidation-Reduction Potential,ORP)以及S^(2-)浓度相关,dsr A基因相对丰度受总砷(As~T)浓度和HCO_(3)~-浓度影响较大。这些结果表明,soxB基因型SOB主要分布于偏氧化环境,而dsr A基因型SOB主要分布于砷浓度、碱度相对偏高的热泉。该研究进一步完善了关于西藏热泉水环境中SOB多样性和分布规律的认识,促进了对热泉硫的生物地球化学循环的理解。 展开更多
关键词 西藏 热泉 硫氧化菌 soxB基因 dsr A基因 群落结构 环境因子
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曝气生物滤池对消毒副产物及其前体物的控制机制
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作者 孙鹏 王文冰 +1 位作者 何航 张伟军 《安全与环境工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期249-259,共11页
消毒已成为水处理系统中不可或缺的一部分,但水中溶解性有机质(DOM)与消毒剂反应时会不可避免地产生有毒有害的消毒副产物(DBPs),从而影响饮用水安全。为探究水处理系统中曝气生物滤池(BAF)对DOM去除与DBPs生成的影响,以某水厂的BAF单... 消毒已成为水处理系统中不可或缺的一部分,但水中溶解性有机质(DOM)与消毒剂反应时会不可避免地产生有毒有害的消毒副产物(DBPs),从而影响饮用水安全。为探究水处理系统中曝气生物滤池(BAF)对DOM去除与DBPs生成的影响,以某水厂的BAF单元为研究对象,采用傅里叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR MS)结合光谱技术和色谱质谱联用等方法,探究了BAF对DBPs及其前体物的控制机制,并通过质量差网络分析探究了DBPs的生成途径。结果表明:BAF去除了部分进水中的类芳香蛋白质,降低了消毒后产生的三卤甲烷、卤乙酸和卤乙腈的浓度,但消毒后卤代硝基甲烷的浓度有所升高,这些常规DBPs仅能解释不到60%的总有机氯化物的浓度;在分子水平上,BAF处理倾向于将低氧化程度和高饱和度的分子转化成高氧化程度和高不饱和度的分子,导致后续消毒过程中生成的低不饱和度DBPs更少,高不饱和度DBPs更多,这可能会促进水厂后续的混凝沉淀单元对DBPs及其前体物的去除;质量差网络分析显示,氯取代(+Cl—H)、氯加成(+HClO)和羟基化与氯取代(+ClO—H)这3种反应类型是生成DBPs的最主要途径,参与加成反应的DBPs前体物的不饱和度要比参与取代反应的DBPs前体物高。研究结果可为饮用水消毒副产物控制提供基础参考信息。 展开更多
关键词 曝气生物滤池(BAF) 溶解性有机质(DOM) 消毒副产物(DBPs) FT-ICR MS
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聚合态羟基铝的植物毒性研究
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作者 孙鹏 徐元强 +4 位作者 余钰泽 周浩 胡爱彬 赵海军 张伟军 《安全与环境工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期251-258,共8页
聚合态羟基铝Al_(13)和Al_(30)是聚合氯化铝(PAC)在水处理过程中的优势形态,水处理后溶液中的残余铝会通过土地利用进入到土壤中。已有研究报道活性铝是酸性土壤中限制农作物生长的主要因素之一,但目前对于不同聚合形态羟基铝对植物的... 聚合态羟基铝Al_(13)和Al_(30)是聚合氯化铝(PAC)在水处理过程中的优势形态,水处理后溶液中的残余铝会通过土地利用进入到土壤中。已有研究报道活性铝是酸性土壤中限制农作物生长的主要因素之一,但目前对于不同聚合形态羟基铝对植物的影响及其致毒机制仍缺乏具体和深入的研究。以小白菜种子发芽指数作为衡量3种不同形态铝(Al^(^(3+))、Al_(13)和Al_(30))对植物毒性的指标,开展了聚合态羟基铝的植物毒性效应试验,并通过小白菜发芽过程中根尖细胞核染色(PI)分布、根内活性氧(ROS)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性以及丙二醛(MDA)含量等生化指标测定,开展了小白菜根对聚合态羟基铝生理性质的响应试验。结果表明:在浓度为100 mg/L的条件下,3种形态铝对小白菜根系生长均有显著的抑制作用,其中聚合态羟基铝Al_(13)和Al_(30)的毒性弱于单核Al^(^(3+)),但3种形态铝对小白菜的发芽率则无显著影响;铝毒性促进了小白菜根细胞内ROS的积累,引起SOD活性增高,根细胞内过氧化造成了细胞膜脂质过氧化及细胞质膜损伤,导致细胞内MDA含量增加。本研究可为更好地控制土壤铝毒害问题提供基础参考信息。 展开更多
关键词 聚合氯化铝 聚合态羟基铝 铝形态 植物毒性 毒性机制 土壤铝毒害
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煤矿开采区地下水微生物群落结构与功能及其对环境的响应
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作者 郭林 毛佳玲 +4 位作者 何凯 陈秀云 黄鑫平 蒋沙沙 马丽媛 《地球科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期3252-3263,共12页
为揭示微生物在煤矿开采区地下水环境中的空间分布特征及受控因素,为煤矿开采区地下水污染生态修复奠定基础,以河南新密某煤矿开采区地下水微生物为研究对象,利用16S rRNA高通量测序技术,分析了饮用水井和废弃矿井地下水微生物群落的结... 为揭示微生物在煤矿开采区地下水环境中的空间分布特征及受控因素,为煤矿开采区地下水污染生态修复奠定基础,以河南新密某煤矿开采区地下水微生物为研究对象,利用16S rRNA高通量测序技术,分析了饮用水井和废弃矿井地下水微生物群落的结构与功能及其对环境的响应.研究表明在属水平上饮用水井主要以不动杆菌属(Acinetobacter)、草地土杆状菌属(Chthonobacter)和黄杆菌属(Flavobacterium)为主,而废弃矿井中则以短波单胞菌属(Brevundimonas)和甲基红色杆菌属(Methylorubrum)为主.两组微生物在多种合成酶、脱氢酶以及转运系统ATP结合蛋白等方面的潜在功能上存在显著差异.分子生态网络显示,矿井水微生物不仅联系更为紧密,且种间多为正相关关系,推测物种可能通过合作来应对极端寡营养环境.该区域地下水微生物群落结构主要受溶解性总固体和硝酸盐氮含量的影响,营养条件是制约当地地下水微生物群落结构与功能的先决因素. 展开更多
关键词 地下水 微生物 群落结构与功能 环境响应 共生网络 环境地质.
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遵义市土地利用变化及其生态系统服务价值 被引量:5
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作者 吴泽昊 赵爽 +3 位作者 罗征鹏 柴波 王伟 聂坤 《安全与环境工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期252-260,共9页
生态系统服务价值是土地利用和生态修复相关规划及实施效果的重要指标。基于遵义市2009—2019年土地利用数据的解译结果,建立了土地利用转移矩阵,采用当量因子法估算遵义市生态系统服务价值(ESV),并以年度净初级生产力(NPP)对遵义市生... 生态系统服务价值是土地利用和生态修复相关规划及实施效果的重要指标。基于遵义市2009—2019年土地利用数据的解译结果,建立了土地利用转移矩阵,采用当量因子法估算遵义市生态系统服务价值(ESV),并以年度净初级生产力(NPP)对遵义市生态系统服务价值进行空间修正,探究了遵义市土地利用变化及其生态系统服务价值的时空变化特征。结果表明:研究期内遵义市林地、水域、园地面积明显增加,耕地面积减少;遵义市生态系统服务价值总量由2009年的674.77亿元上升至2019年的785.68亿元,退耕还林对生态系统服务功能提升具有积极作用;根据生态系统服务价值ESV与GDP之间的关系将遵义市县区划分为4种生态经济类型。该研究成果对遵义市国土空间生态修复规划具有指导意义。 展开更多
关键词 土地利用变化 生态系统服务价值 当量因子法 遵义市
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沉积物活化氧气和过氧化氢产生羟自由基降解三氯乙烯的比较研究 被引量:4
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作者 滕晓宇 郑云松 +3 位作者 蔡其正 卢钰茜 张鹏 袁松虎 《环境科学研究》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期547-555,共9页
沉积物中Fe(Ⅱ)可以活化氧气(O_(2))产生羟自由基(∙OH),从而降解有机污染物.为评估O_(2)应用于原位化学氧化(ISCO)等修复工程的潜力,通过室内静态试验体系,定量对比了不同条件下,沉积物活化O_(2)与过氧化氢(H_(2)O_(2))产生∙OH的产量、... 沉积物中Fe(Ⅱ)可以活化氧气(O_(2))产生羟自由基(∙OH),从而降解有机污染物.为评估O_(2)应用于原位化学氧化(ISCO)等修复工程的潜力,通过室内静态试验体系,定量对比了不同条件下,沉积物活化O_(2)与过氧化氢(H_(2)O_(2))产生∙OH的产量、氧化剂转化效率的差异,并采用三氯乙烯(TCE)作为代表性污染物来评估两种氧化剂体系降解污染物的能力.结果表明:在pH为7的条件下,河岸带地下1 m和8 m以及化工场地下1 m和5 m沉积物悬浊液(均为50 g/L)在180 min内活化4.6 mmol/L O_(2)(假定体系中O_(2)完全溶解于水相的浓度,下同)时分别产生0.5、7.1、1.0、13.8μmol/L∙OH,活化5 mmol/L H_(2)O_(2)时分别产生1.7、39.1、72.1、102.8μmol/L∙OH.O_(2)转化为∙OH的效率为0.1%~3.0%,与H_(2)O_(2)(0.03%~2.40%)处于相近水平.在50 g/L河岸带地下8 m沉积物悬浊液中,随着O_(2)投加量由2.3 mmol/L增至7.0 mmol/L,180 min内∙OH的产量由6.7μmol/L增至7.5μmol/L,但是∙OH的产率由1.5%降至0.8%;随着H_(2)O_(2)的投加量由0.5 mmol/L增至10.0 mmol/L,180 min内∙OH的产量由12.2μmol/L增至70.4μmol/L,但∙OH的产率由2.4%降至0.7%.当向上述体系中加入三聚磷酸盐(TPP)和乙二胺四乙酸钠盐(EDTA)后,∙OH的产量和产率显著增加.在河岸带地下8 m沉积物-O_(2)(4.6 mmol/L)体系中,反应180 min内TCE(初始浓度为12μmol/L)的去除率为15.5%,高于沉积物-H_(2)O_(2)(5.0 mmol/L)体系对TCE的去除率(7.7%),然而加入1.0 mmol/L TPP后,两种体系均可以实现TCE的完全去除.研究显示,O_(2)不仅稳定性好、廉价易得,而且与沉积物反应速率适中,氧化剂有效利用率与H_(2)O_(2)处于相当水平,因此有望作为一种温和的氧化剂应用于特定需求的ISCO修复. 展开更多
关键词 氧气 过氧化氢 羟自由基 转化效率 活性Fe(Ⅱ)
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湖泊底泥好氧堆肥过程中溶解性有机物的转化规律 被引量:3
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作者 刘明 李霖昱 +5 位作者 胡爱彬 张伟军 王东升 孙祥 黄佳音 陈益人 《安全与环境工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期155-163,共9页
为探究湖泊底泥好氧堆肥过程中溶解性有机物(DOM)的组成和转化规律,采用紫外、荧光光谱并结合傅立叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR MS)技术,对不同堆肥时间的底泥中DOM的分子结构进行了表征分析。光谱学结果表明:随着堆肥时间的延长,底... 为探究湖泊底泥好氧堆肥过程中溶解性有机物(DOM)的组成和转化规律,采用紫外、荧光光谱并结合傅立叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR MS)技术,对不同堆肥时间的底泥中DOM的分子结构进行了表征分析。光谱学结果表明:随着堆肥时间的延长,底泥样品中DOM的含共轭苯环结构和显色基团的组分含量均在增加,含有不饱和结构的组分中π→π~*跃迁更为活跃;底泥样品中DOM的腐殖化指数(HIX)不断增大,氢碳比减少,平均芳香性指数增大,由此说明堆肥底泥中DOM的芳构化程度和腐殖化程度提高;底泥样品中DOM的荧光指数(FI)在0.7~0.9之间,生物源指数(BIX)在0.7~1.0之间,表明其来源受微生物活动的影响显著;此外,底泥样品中蛋白类物质被分解转化为腐殖酸和富里酸类物质,且富里酸类物质成为DOM中的主要部分;FT-ICR MS则从分子层面说明堆肥底泥中DOM的脂肪族/蛋白质类化合物会向木质素/富羧基脂环分子类化合物转变。 展开更多
关键词 湖泊底泥 溶解性有机物(DOM) 好氧堆肥 紫外光谱 荧光光谱 FT-ICR MS
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污泥处理过程中毒害有机污染物的迁移转化规律与毒性效应 被引量:9
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作者 张伟军 张彧 潘思逸 《安全与环境工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期183-198,共16页
毒害有机污染物是影响污泥土地利用安全性的因素之一。全面总结了污泥中毒害有机污染物的提取和分析方法、毒性效应评估方法以及不同污泥处理工艺对污泥中毒害有机污染物的去除效果。结果表明:污泥中毒害有机污染物的种类超过700种,常... 毒害有机污染物是影响污泥土地利用安全性的因素之一。全面总结了污泥中毒害有机污染物的提取和分析方法、毒性效应评估方法以及不同污泥处理工艺对污泥中毒害有机污染物的去除效果。结果表明:污泥中毒害有机污染物的种类超过700种,常规的化学分析方法无法有效评估污泥的环境风险,而毒性指标(急性毒性、遗传毒性)可评估污泥的综合毒性;污泥中毒害有机污染物的提取方法主要包括索氏提取、超声萃取、快速溶剂萃取、基质固相分散萃取、微波萃取等方法;不同处理工艺对污泥中毒害有机污染物的削减和控制效率差异较大,其中好氧堆肥处理工艺在污泥中毒害有机污染物去除方面有较大的潜力,而厌氧消化和水热处理工艺对污泥中毒害有机污染物的降解效率稍低,有时还会增加污泥的毒性效应,水热处理工艺可改变污泥中毒害有机污染物的固液分配比;不同化学氧化工艺对污泥中毒害有机污染物的削减效果也有差异,其中过二硫酸盐(PDS,S_(2)O_(8)^(2-))氧化工艺对污泥具有很强的毒性削减潜力。此外,从污泥毒性效应评估体系构建、典型污泥处理过程中毒害有机污染物毒性的变化规律和污泥中关键有机毒性物质的识别等方面展望了污泥中毒害有机污染物的后续重点研究方向。 展开更多
关键词 城市污泥 土地利用 处理工艺 毒害有机污染物 迁移转化 毒性效应评估
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