抚仙湖表层沉积物AVS与SEM分布特征及其生态风险评估

以高原深水抚仙湖为研究对象,分析了全湖16个样点表层沉积物（0~5 cm）的酸可挥发性硫化物（AVS）和同步提取重金属（SEM）的分布特征,并利用∑SEM和AVS的物质的量浓度比对全湖重金属潜在生态风险进行了评估.结果表明：AVS在南北湖区分布存在明显差异,南部湖区分布均匀,平均含量仅为0.074±0.043 μmol/g,而北部湖区则由湖岸带向北湖心（N9）呈现出递增趋势,平均含量高达0.317±0.485 μmol/g.SEM在南北湖区分布较为集中,南部湖区主要集中在路居河口（S2）,北部湖区主要分布在老凹地（N5）和东大河口（N4）.除牛摩河口（S5）、梁王河口（N3）和北湖心（N9）外,其余所有点位[∑SEM]/[AVS]>1,且南部湖区平均[∑SEM]/[AVS]值（3.51±1.91）显著高于北湖湖区（2.19±2.10）.因此抚仙湖全湖尤其是南部湖区重金属生态风险应引起高度重视.     

白洋淀沉积物重金属潜在生态风险及生物可利用性分析

沉积物是湖泊水体重金属的主要汇集场所,也是湖泊重金属污染研究及整治的重点.本文分析了白洋淀多个淀区沉积物中16种重金属含量水平及垂向分布特征,解析了其中典型有害重金属潜在生态风险,并基于酸可挥发性硫（AVS）及同步可提取金属（SEM）、间隙水溶解态金属、可转化态金属形态分级等研究,对重金属生物可利用性进行了分析.结果表明：沉积物重金属含量均值高低依次为Fe （29630.50 mg/kg）>Ti （3213.07 mg/kg）>Mn （539.44 mg/kg）>Zn （104.01 mg/kg）>V （76.63 mg/kg）>Cr （52.60 mg/kg）>Cu （43.49 mg/kg）>Ni （35.83 mg/kg）>Pb （26.75 mg/kg）>Co （10.32 mg/kg）>As （8.96 mg/kg）>Mo （2.06 mg/kg）>Sb （1.57 mg/kg）>Tl （0.43 mg/kg）>Cd （0.31 mg/kg）>Hg （0.16 mg/kg）;其中,10种重金属在各淀区沉积物中呈现出自北往南逐渐降低的趋势,各金属在不同淀区分布差异性主要由污染输入所致.除北部烧车淀区域外,其余区域重金属潜在生态风险总体处于较低水平.重金属污染主要来源于该区域周边河道,但近10年来污染输入及在沉积物中的富集总体趋于稳定并呈逐渐降低的趋势.入淀污染不仅增加了该区域沉积物中重金属总量,也使得其中可转化态重金属比例较高,大多在30%~90%之间,提升了重金属生物可利用潜力.水生植物等内生性有机质的大量富集导致沉积物还原性较强,AVS含量较高,沉积物中AVS和ΣSEM均值分别为（10.59±6.37）和（2.23±1.53）μmol/g （dw）.Cd、Cu、Ni、Pb、Zn等金属由于高含量还原态硫的固定而生物可利用性较低.然而,As和Hg在这样的高有机质和强还原环境下更容易溶解和释放,是潜在生物可利用性相对较高的金属,在间隙水中的浓度分别达到（17.07±0.23）和（2.39±0.94）μg/L,未来研究及整治中应给予更多关注.     

红沿河海域常见水母的食物组成分析——基于稳定同位素和脂肪酸标记法

为了探究不同种类水母对浮游食物网的摄食影响,采用碳氮稳定同位素和脂肪酸标记法,研究分析了渤海红沿河海域常见的4种小型水母(伞径直径5 cm:卡玛拉水母Malagazzia carolinae、球形侧腕水母Pleurobrachia globosa、帽铃水母Tiaricodon coeruleus、半球美螅水母Clytia hemisphaerica和3种大型水母(伞径10—200cm:沙海蜇Nemopilema nomurai、海月水母Aurelia aurita)和白色霞水母Cyanea nozakii)的食物组成。结果表明,不同种类水母的食物组成存在差异。其中卡玛拉水母、球形侧腕水母、帽铃水母、半球美螅水母和白色霞水母均偏肉食食性,食物组成中动物性食物所占比例更高,高于海月水母与沙海蜇。在食物粒径谱上,帽铃水母和半球美螅水母较大粒径的食物比例均高于小粒径的悬浮有机物(POM)比例。卡玛拉水母和球形侧腕水母各个粒径食物比例接近。大型水母中,白色霞水母的食物中大粒径的浮游动物的比例高于海月水母,更高于沙海蜇。由此看来,小型水母和大型的白色霞水母的暴发会直接影响大中型浮游动物数量,海月水母的暴发对不同大小的浮游生物均会产生一定的影响。而沙海蜇的暴发会大量摄食1 mm的小型浮游生物和POM,对大中型浮游动物以及更高营养层生物(鱼类等)的影响可能是通过蜇伤以及饵料竞争导致的。因此,不同种类水母暴发对浮游生物的影响存在差异。本研究从摄食角度初步探究了水母对海洋生态系统物质循环和能量流动的影响,为水母暴发的灾害防治提供了数据支持。     

Study on Decoloration of Acidic Scarlet GR by Pyrolusite Oxidation under an Acid Condition

Decoloration of acidic scarlet GR by pyrolusite is studied in this paper. The effects of pH in solution, dosage and granularity of pyrolusite, reaction temperature, and vibration speed on decoloration efficiency are discussed. According to experiment results, the decoloration efficiency may exceed 95% for 40 mg/L GR solution by pyrolusite. pH is most important among all factors which impact the decoloration of acidic scarlet GR. Dosage and granularity of pyrolusite, reaction temperature, and vibration speed have a little benitfit on decoloration. The high decoloration efficiency and low removal efficiency of COD as well as FT-IR spectra of products between pyrolusite and acidic scarlet GR indicate that acidic scarlet GR undergoes the redox reaction on the interface of mineral and its chromophore is oxidated and decolored, but it is not removed thoroughly by oxidation.     

重庆市酸雨分布特征

用重庆市35个站高密度降水pH值监测资料,分析了重庆市最近3年降水pH值的时空分布特征.结果表明,重庆市大部分地区都存在酸雨现象,局部地区很严重.近3年来绝大部分地区的pH值都低于4.5,整个重庆市降水平均pH值为4.07.其中西部和东南部为低值区域,中部和东北部为高值区域.重庆市较强酸雨以上强度的降水出现频率较高.整个重庆地区酸雨频率为84.05%,较强酸雨频率为27.42%,强酸雨频率为26.23%;重庆主城区酸雨频率为95.42%.较强酸雨频率为39.54%,强酸雨频率为23.86%.重庆市各季节中秋、冬季出现强酸雨的频率高于春、夏季.重庆市各区域各季节的降水pH平均值均低于4.5.其中西部和东南部大部分时段的pH值都低于4.0.各区域降水pH值还存在着季节变化,秋、冬季的pH值普遍低于春、夏季的pH值.     

Contaminant transport with non‐equilibrium processes in unsaturated soils and implicit characteristic Galerkin scheme

A non‐equilibrium sorption—advection—diffusion model to simulate miscible pollutant transport in saturated–unsaturated soils is presented. The governing phenomena modelled in the present simulation are: convection, molecular diffusion, mechanical dispersion, sorption, immobile water effect and degradation, including both physical and chemical non‐equilibrium processes. A finite element procedure, based on the characteristic Galerkin method with an implicit algorithm is developed to numerically solve the model equations. The implicit algorithm is formulated by means of a combination of both the precise and the traditional numerical integration procedures. The stability analysis of the algorithm shows that the unconditional stability of the present implicit algorithm is enhanced as compared with that of the traditional implicit numerical integration procedure. The numerical results illustrate good performance of the present algorithm in stability and accuracy, and in simulating the effects of all the mentioned phenomena governing the contaminant transport and the concentration distribution. Copyright © 2000 John Wiley & Sons, Ltd.     

2003-2015年北京市观象台酸雨特征以及长期趋势分析

本文利用2003年-2015年观象台的酸雨观测资料,统计分析了北京市观象台酸雨分布特征及长期变化趋势。结论如下,北京市观象台降水年均pH值的变化范围为4.34～5.87,北京市观象台酸雨变化分为三个阶段：2003～2005年年均pH值较高,2006年是转折点,年均pH值比2005年下降0.42, 2007～2010年的年均pH值均低于4.5,在此期间北京地区已成为重酸雨污染区,2011～2015年pH值呈现较稳定的上升趋势。由于北京地区夏、秋季节温度及湿度均较高,加快了酸雨前体物的转换速率,而冬、春季节干旱少雨,大气中沙尘和颗粒较多,对酸性降水有缓冲作用,所以酸雨发生频率在夏季、秋季明显高于春季、冬季。降水的年均电导率的变化范围为48.8～99.5μs/cm,年际变化规律不明显,但电导率与降水量存在相关性,总降水量较小的年份,年均电导率偏高;总降水量较大的年份,年均电导率偏低。     

真三轴条件下非饱和黄土的有效应力屈服特性

为了研究非饱和黄土在有效应力空间的屈服特性,利用真三轴仪对非饱和原状黄土进行了不排水等向净应力压缩固结和不同中主应力参数b值的剪切试验,研究了真三轴压缩条件下非饱和黄土的有效应力屈服变化规律。研究结果表明：有效应力比随着中主应力或净围压的增大而减小,中主应力的增大作用对有效球应力的影响大于广义剪应力;由有效应力比?体应变关系曲线确定的剪缩屈服曲线在有效应力空间具有良好的规律性,屈服点的有效屈服应力随着中主应力和初始吸力的增大而增大;π平面上的有效应力屈服强度面和强度破坏面与SMP强度准则稳合较好,有效球应力和初始吸力越大,屈服强度面和强度破坏面越大。提出了真三轴条件下弹性剪应变和塑性剪应变的计算公式,通过分析有效应力与塑性应变关系得出有效应力空间中不同子午平面内的塑性势面呈椭圆形,且随着中主应力的增大,椭圆屈服面增大。     

库水升降条件下考虑饱和渗透系数空间变异性的白水河滑坡渗流变形分析

堆积层滑坡的岩土体渗透系数具有一定的不确定性,且渗透系数是饱和-非饱和渗流分析的重要参数,开展考虑其空间变异性的库岸堆积层滑坡渗流变形分析具有重要意义。以三峡库区中的白水河滑坡为研究对象,基于地面核磁共振技术获取的岩土体渗透系数,分析滑坡体渗透系数的空间变异特征,采用半变异函数方法求得滑坡体渗透系数的竖直波动范围,在此基础上建立渗透系数的非平稳随机场模型。以非侵入式随机有限元的方式开展库水升降两种工况下不确定模型与确定模型的流固耦合模拟,分析两种模型的渗流场、位移变形特征及其差异。结果表明：相比于确定模型,不确定模型孔压改变的滞后性更为明显,且库水下降工况下整体的变形更大,若忽略滑体渗透系数的非平稳空间变异特征将会低估滑坡的实际变形。     

非饱和土平均粒间应力的计算及应用

土体各相之间物理化学作用对环境及能源等岩土工程都有重要影响,有效应力原理是解决上述问题最重要的理论。而目前的有效应力表达式无法描述由于物理化学作用引起的土颗粒间接触应力的变化。针对上述问题,最近提出了一个平均粒间应力表达式可以表述非饱和土内部的物理化学作用。为了实现该平均粒间应力的定量化计算并验证其稳定性和有效性,首先阐述了平均粒间应力表达式中各部分的物理意义。通过参数分析,得到了平均粒间应力各部分随含水率和孔隙盐溶液浓度的变化规律。推导出了表面力势中表征固液界面相互作用部分的计算公式,实现了平均粒间应力的定量计算。计算了临界状态时的非饱和土平均粒间应力,并应用平均粒间应力对非饱和土化学力学加载试验进行模拟。结果表明,临界状态时平均粒间应力与剪切强度具有唯一关系,应用平均粒间应力的计算结果与试验结果符合较好,验证了平均粒间应力公式的稳定性和有效性。