生物炭修复重金属污染土研究进展

随着城市化进程的加快及工业生产的迅速发展,土壤重金属污染日益加剧,对生态环境造成严重的危害。生物炭是缺氧或限氧条件下加热生物质制得的高度芳香化富含碳的固态物质,其在重金属污染土修复方面具有显著效果,受到广泛关注。基于近些年来国内外围绕生物炭修复重金属污染土所取得的研究成果,分别从生物炭的制备及性质、修复效果及其影响因素、修复机理等方面总结了该领域的研究现状及进展,取得如下主要认识:（1）生物炭具有价格低廉,修复效率高,改良土壤、环境友好等优势;（2）生物炭的理化性质主要受原材料和热解温度的影响,采用活化、磁化、氧化和消化等方法能改善生物炭的性质,提高修复效率;（3）生物炭对土壤中重金属迁移性和生物有效性的影响包括两个方面:固定重金属减少生物有效性或者迁移重金属增加生物有效性,后者可通过改性方法来降低重金属的迁移性和生物有效性;（4）生物炭对土体的固化效果一般,但可与其他固化材料共同使用,以改善土体的力学性质;（5）生物炭修复机理固定重金属的效果为:沉淀作用>络合作用>静电作用,离子交换>物理吸附。最后,针对该领域的研究现状,提出了未来的研究重点和方向,主要包括:建立划分生物炭的统一标准;探讨生物炭对多种重金属共同污染的修复效率;阐明生物炭吸附重金属的机理及其贡献率;扩大研究尺度;开展基于生物炭的固化试验及力学性质研究。     

多种铁改性和未改性生物炭对模拟地下水中六价铬的去除

为了研究不同类型的生物炭对模拟地下水中去除Cr（Ⅵ）的影响，选用杨木、柳木、桃木和松木为原料，分别在300℃和600℃热解温度下，制备不同粒径、经氯化铁改性的和未改性的20种生物炭，设计了一系列批实验，探究不同种类的生物炭对模拟地下水中Cr（Ⅵ）的去除效果；并采用傅里叶变换红外光谱（FTIR）和X射线近边吸收光谱（XANES）研究了生物炭去除Cr（Ⅵ）的机理。结果表明：在300℃下热解制成的改性生物炭，对Cr（Ⅵ）去除率均达到了99.0%以上；和粒径2 mm的生物炭相比，粒径<0.5 mm的生物炭对Cr（Ⅵ）有更好的去除效果；拟一级动力学方程较好地描述了300℃热解温度下杨木铁改性生物炭（FeCl3BC300Y）对Cr（Ⅵ）的去除过程。XANES分析结果表明，FeCl3BC300Y中的铬以三价的形态（Cr（Ⅲ））存在，FTIR分析表明羟基和羧基参与了Cr（Ⅵ）的去除。生物炭通过氧化还原和络合作用去除Cr（Ⅵ）。铁改性生物炭有望作为可渗透反应墙的填充材料，成为修复Cr（Ⅵ）污染地下水的新型材料。     

来自于九年后日本海纳霍德卡溢油污染海岸的碳氢化合物降解细菌和石蜡

近十年来，石油类碳氢化合物，尤其是油溢带来的污染引起了广泛的关注。油溢会影响到自然菌落及其受污染菌落点的物理和化学性质。生物降解碳氢化合物是一种主要的除去油类泄漏污染源的方法。1997年1月2日，一艘名为纳霍德卡（Nakhodka）的俄罗斯油轮在日本海发生重油溢漏污染事故。纳霍德卡号油溢事件导致粘稠的流体污染了海岸，影响了周围的生态环境。本文详述了碳氢化合物降解细菌（假单胞菌种）的褪变，确定了九年后来自于纳霍德卡号油溢污染海岸的有机化合物。经过十年的生物修复，纳霍德卡溢油变硬．XRD分析结果中与石墨和方解石有关的0．422，     

三氯乙烯污染土壤和地下水污染源区的修复研究进展

作为现代工业中广泛使用的氯代溶剂,三氯乙烯（TCE）对土壤和地下水的普遍污染及其对人体健康的影响已经引起了人们的重视,关于其处理方法也受到人们的广泛关注。通过查阅国内外文献资料,对化学氧化、热修复及生物修复3种原位修复TCE污染的土壤和地下水污染源区的方法进行了总结,并在此基础上重点讨论了Fenton氧化、过硫酸盐氧化、蒸汽强化提取法及电阻加热法等原位修复方法     

氧化亚铁硫杆菌与毒砂相互作用的阶段性及其机理研究

设计了毒砂的生物氧化和化学氧化两组对比实验,并对反应35d的溶液化学、固相产物成分和矿物表面元素化合态变化进行了分析,以说明氧化亚铁硫杆菌（A．ferrooxidans）与毒砂的相互作用机理。研究发现,毒砂的生物氧化过程随A．ferrooxidans菌生长规律分为三个阶段：（1）反应前7d,生物氧化作用还很弱,以自然氧化反应为主;（2）反应8～21d,生物氧化反应开始发生,细菌进入迟缓生长期;（3）反应22～35d,细菌处于对数生长期,生物氧化作用强烈。由离子浓度变化规律反映,前两个阶段生物氧化速率低于化学氧化,第三阶段起生物氧化速率高于化学氧化。细菌生长受溶液累积的As抑制,A．ferrooxidans菌能促进As和Fe形成砷酸铁沉淀,以降低As的抑制作用。毒砂表面高价态元素的比例随细菌生长和溶液Fe离子浓度的升高而增大,生物氧化第三阶段毒砂表面高价态元素的比例高于化学氧化。氧化过程中毒砂表面覆盖中间氧化产物S^0和As2S3沉积层,对比化学氧化,Aferrooxidans菌能不断把Fe^2＋氧化成Fe^3＋,促进毒砂表面中间产物氧化,并间接氧化毒砂。     

海洋环境中乙烷和丙烷的分布及生物转化

海洋沉积物中蕴含着大量以甲烷（CH₄）、乙烷（C₂H₆）和丙烷（C₃H₈）为主要成分的烷烃化合物,与甲烷类似,乙烷与丙烷也是重要的温室气体。水合物分解和油气渗漏会释放这些烷烃化合物到海水及大气中,对海洋生态环境及全球气候产生重要影响。海洋环境中的微生物对烷烃的氧化作用有效降低了海洋烷烃气体的排放通量。系统综述了海洋环境中乙烷和丙烷的分布及生物转化机制的最新研究进展,归纳出以下认识：（1）海水中乙烷与丙烷的分布特征明显,主要受到水文、化学及生物等环境参数的影响;（2）海洋环境中乙烷与丙烷的生物来源主要有海水中浮游植物生产释放和沉积物中厌氧微生物生成,产甲烷菌可以利用多种底物生成乙烷与丙烷;（3）乙烷和丙烷的好氧氧化主要由烷烃氧化菌完成,并且该过程中伴随一定程度的碳氢同位素分馏;（4）沉积物中乙烷与丙烷的厌氧氧化通常与硫酸盐还原耦合,目前已对参与氧化乙烷与丙烷的硫酸盐还原菌及厌氧氧化机制有了初步认识。总结和回顾了海洋环境中乙烷和丙烷的来源、分布及微生物代谢过程,可为未来深入理解碳氢...     

海洋环境中乙烷和丙烷的分布及生物转化

海洋沉积物中蕴含着大量以甲烷（CH₄）、乙烷（C₂H₆）和丙烷（C₃H₈）为主要成分的烷烃化合物,与甲烷类似,乙烷与丙烷也是重要的温室气体。水合物分解和油气渗漏会释放这些烷烃化合物到海水及大气中,对海洋生态环境及全球气候产生重要影响。海洋环境中的微生物对烷烃的氧化作用有效降低了海洋烷烃气体的排放通量。系统综述了海洋环境中乙烷和丙烷的分布及生物转化机制的最新研究进展,归纳出以下认识：（1）海水中乙烷与丙烷的分布特征明显,主要受到水文、化学及生物等环境参数的影响;（2）海洋环境中乙烷与丙烷的生物来源主要有海水中浮游植物生产释放和沉积物中厌氧微生物生成,产甲烷菌可以利用多种底物生成乙烷与丙烷;（3）乙烷和丙烷的好氧氧化主要由烷烃氧化菌完成,并且该过程中伴随一定程度的碳氢同位素分馏;（4）沉积物中乙烷与丙烷的厌氧氧化通常与硫酸盐还原耦合,目前已对参与氧化乙烷与丙烷的硫酸盐还原菌及厌氧氧化机制有了初步认识。总结和回顾了海洋环境中乙烷和丙烷的来源、分布及微生物代谢过程,可为未来深入理解碳氢...     

微生物对砷的地球化学行为的影响--暨地下水砷污染机制的最新研究进展

砷在自然界中广泛存在,近年来砷污染对人类健康造成的危害越来越引人关注。微生物在自然界中长期与砷共存,进化出不同的生物转化机制,在自然水体中微生物主要参与砷的不同氧化价态之间的转化过程,即As(V)和As(III)之间的氧化还原作用。砷酸盐异化还原菌（Dissimilatory Arsenate Respiring Prokaryote, DARP）可以将As(V)还原为As(III),化能自养亚砷酸盐氧化菌（Chemoautotrophic Arsenite Oxidizer, CAO）和异养亚砷酸盐氧化菌（Heterotrophic Arsenite Oxidizer, HAO）可以将As(III)氧化为As(V)。这些砷代谢微生物在分类和代谢能力上都具有很大的多样性,它们广泛参与了砷的生物地球化学循环的关键步骤,对特定环境条件下砷的地球化学行为产生重要影响,进而参与了砷的全球循环。在盐碱湖莫诺（Mono）湖中砷的不同价态分层存在,CAO与DARP的紧密偶联共同参与了莫诺湖中的砷的地球化学循环。在孟加拉三角洲的地下含水层中,微生物参与了将砷从固相迁移到水相的关键步骤,最终导致了地下水中的砷污染。     

雪冰中微量有机物的生物地球化学研究进展

雪冰中微量有机物的生物地球化学研究进展龙江平，秦大河（中国科学院冰川冻土研究所，兰州７３００００）关键词雪冰，有机物，生物地球化学雪冰中微量有机物的生物地球化学主要研究雪冰中有天然来源的微量有机物和由人类活动、工业化发展带来的人为污染有机物。通过雪冰...     

微生物—矿物相互作用之环境意义的研究

微生物-矿物的相互作用是地球上广泛发生的一种地质作用，它直接导致矿物的溶解和沉淀，并进而对环境产生重要的影响。微生物-矿物相互作用对环境修复具有重要意义，如金属还原细菌（DMRB）可通过与Fe^3 -氧化物矿物的相互作用催化氧化降解含芳香环的化合物如苯酸盐、苯、甲苯等，或催化还原降解（聚）硝基芳香化合物及四氯化碳等，还可通过表面吸附作用或氧化还原作用使一些重金属元素如U、Np等高毒性的污染物固着或形成不溶的矿物形式，从而有效去除其毒性。另外，微生物亦可催化氧化形成对环境有高度污染的酸性矿山废水（AMD）等，总之，深入研究微生物-矿物的相互作用对环境的影响具有重要意义。     

The “methane eruption” on Lake Baikal in 1912 as an effect of a strong earthquake

New factual materials on methane eruptions into the water of Lake Baikal in August 1912 are considered. The regional press is used as the information source. The spatio-temporal relationship between the gas eruptions and earthquakes, observed in South Baikal in 1912, is revealed, which permits us to consider this effect as a consequence of seismic activity intensification. Intensive methane discharge into water is a potential danger for the lake’s ecosystem as was proved by massive death of water organisms in South Baikal in 1912 during the described phenomena.     

巴尔喀什湖水量平衡研究

巴尔喀什-阿拉湖流域是中亚地区重要和独特的景观生态系统,巴尔喀什湖是该区域的核心,其水位变化作为巴尔喀什湖流域生态系统及其保护的主要指标,向来备受世人关注.研究巴尔喀什湖水量平衡,对合理确定巴尔喀什湖生态系统保护目标及保护措施,具有十分重要的理论与现实意义.在明晰巴尔喀什湖水系、水位影响因素的基础上,构建了巴尔喀什湖水...     

苏干湖盆地水资源与生态环境及其向区外调水的影响

苏干湖水系属于柴达木内流水系西北端的一个独立水系, 在现状条件下, 苏干湖盆地水循环关系为大小哈尔腾河-苏干湖的"补给-蒸发"相平衡.大小苏干湖为盆地水资源的尾闾汇集区, 生态景观大部分为戈壁荒漠, 生态植被集中分布在湖外围地下水埋深小于5 m的浅埋带.在评价分析现状水均衡的基础上, 分析了盆地水循环过程, 结合氢氧同位素测试和遥感信息提取, 得出大、 小苏干湖水体的补给来源不同, 河流来水量的变化主要反映在大苏干湖水域, 对小苏干湖水体影响较小.初步建立了苏干湖盆地生态植被变化模式, 结合引哈济党工程, 分析了不同调水情景下, 大苏干湖水体面积的变化、 地下水浅埋带的变化及生态变化. 结果表明: 在大哈尔腾河调水1.0×10⁸m³时, 不会对苏干湖水系生态状况造成明显的影响, 因而可对敦煌生态保护起到积极作用.     

长江中下游地区地下水中Mn元素的背景特征及其形成

该文论述了长江中下游地区地下水锰元素的背景特征及其与地下水的含水介质成分、上覆岩土性质、氧化还原环境、地下水的迳流条件、地下水及土壤酸碱度的关系.研究结果表明,长江中下游地区地下水中Mn元素含量,在区域上分布特点为江汉平原东部区〉长江三角洲南部区〉鄱阳湖区.     

洞庭湖萎缩对湖内洪水影响

为了更好地理解湖泊萎缩对湖内洪水过程的影响,在假定洞庭湖将继续萎缩的前提下,通过建立荆江-洞庭湖水动力模型,定量分析洞庭湖萎缩对湖内洪水的影响。研究结果表明,湖内水位及洪峰流量随湖泊面积的萎缩而增加,洪峰水位到达时刻随着湖泊萎缩而提前。若遇1996年型洪水,洞庭湖面积若从目前的2 670 km2减小至1 380 km2时,西洞庭湖及南洞庭湖内最高水位将抬高2.0 m左右,东洞庭湖水位将抬升0.4 m左右,城陵矶站点洪峰水位到达时刻将提前约11 h,洪峰流量增加约4 800 m3/s。因此,若洞庭湖湖泊面积在目前基础上（面积2 670 km2）继续萎缩,湖区特别是西洞庭湖及南洞庭湖将面临更为严峻的洪水灾害。虽然湖泊萎缩对西洞庭湖与南洞庭湖内水面坡降影响较小,但东洞庭湖内水位同时受湖泊萎缩及长江来流的影响,水面坡降发生较大变化,在距离蔡家洲80~110 km（鹿角站附近）河段水面坡降出现大幅增大。     

伊犁河下游三角洲生态耗水研究

伊犁河三角洲是巴尔喀什湖流域重要的生态系统,其耗水也是影响巴尔喀什湖水量平衡的重要因素,研究三角洲生态耗水是巴尔喀什湖研究的关键问题之一.基于前人研究的部分成果及最新资料,结合统计学方法与4个年段的遥感解译资料,计算1936-2008年间的三角洲生态耗水系列,分析其年际变化规律,探讨中游卡普恰盖等水利水电枢纽建设、人为...     

Impacts of human activities on the hydrology of Baiyangdian Lake,China

Baiyangdian Lake is the biggest natural freshwater wetland in North China Plain. It provides important ecosystem services such as water regulation and supply, reed production and biodiversity protection. Baiyangdian Lake, however, was threatened by lack of freshwater in recent decades. In this paper, the hydrological changes of the lake were quantified using historical data of water level and groundwater table, and satellite images. In addition, the relationship between water level and socioeconomic development of the basin was investigated. The result revealed a significant decreasing trend of water level in the lake. Water level and groundwater table of Baiyangdian Lake decreased rapidly, caused by the great increase of water withdrawal and consumption due to socioeconomic development in the basin. In particular, population growth and the expansion of irrigated agriculture were two major contributors to the decline of water level and groundwater table. While precipitation was positively correlated with water level, it has less impact on water level and groundwater table than human activities. The diversion of water to the lake raised the water level temporarily and had significant benefits on the wetland ecosystem. The best way to solve ecological problems of Baiyangdian Lake, however, is to control the growth of population, adjust the industrial structure, control land use conversion and improve water use efficiency at the basin scale.     

Modern sedimentology and hydrology of Lake Manitoba,Canada

Lake Manitoba, North America's thirteenth largest lake, occupies a glacier-scoured basin in south-central Manitoba. Despite its large size, the lake is extremely shallow with a mean depth of 4.5 m. The lake can be subdivided into two connected but distinctly different basins: a small, irregular-shaped North Basin and a much larger and smoother South Basin. Most of the water inflow is from the Waterhen River (42% of the inflow) and from precipitation directly on the lake's surface (40%), while nearly 60% of the outflow is by evaporation. Lake Manitoba water is alkaline and brackish with the salinity dominated by sodium and chloride ions. The surficial offshore deposits of the main South Basin of the lake consist mainly of silt and clay-sized sediments composed of detrital components (clay minerals, quartz, carbonates, and feldspars) and endogenic/authigenic components (carbonates, sulfides, and organic matter). In addition to these modern sediments, several areas of relict fluvial-shoreline sand and till deposits occur in the South Basin. The lacustrine processes presently operating in Lake Manitoba reflect the influence of (1) the extreme shallow depth of the lake, (2) the basin morphology, and (3) the water chemistry. In addition, land clearing and increased watershed drainage have resulted in substantially increased sedimentation rates in the South Basin during the past century.     

"引江济太"工程对太湖及周边地区的影响分析

引江济太是近年来太湖流域实施的一项重要调水工程。本文应用监测资料,分析了太湖流域实施引江济太工程对太湖及其周边地区水资源量和质的影响,说明了引江济太工程有效增加了太湖流域水资源的供给,改善了太湖水体水质和用边河网地区的水环境,提出了需加强引水期水资源量质监测,并建议研究增加新的调水线路,扩大引江济太效果。     

Elemental composition of peat organic matter as an indicator of trophic conditions of marsh ecosystems in the south of the Baikal region

Based on measurements of the concentrations of C, N, P, and chlorophyll-a, as well as on palynological analysis of the core Vdr 2011 of peaty sediments from the Vydrinaya River along the southern coast of Lake Baikal, the geochemical characteristics of eutrophy were compared to pollen indices of changes in the environment and the mode of marsh ecosystem transformations into various trophic states was specified. It was shown that geochemical parameters of the changes in the environment may be considered as the characteristics of trophic conditions in ecosystems in the course of paleo-reconstructions.