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基于权衡协同效应的安徽省生态功能区识别及情景模拟 被引量:4
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作者 黄木易 汤玉茹 +1 位作者 郭芹 吴雪 《中国环境科学》 北大核心 2025年第1期450-464,共15页
基于生态系统服务及其权衡/协同效应的时空分布特征进行生态功能区划,能有效满足特定区域在协调多种生态系统服务方面存在的现实需求,根据不同生态系统服务的特定生态属性,制订相应的管理策略,有助于研究区的可持续发展.基于生态系统服... 基于生态系统服务及其权衡/协同效应的时空分布特征进行生态功能区划,能有效满足特定区域在协调多种生态系统服务方面存在的现实需求,根据不同生态系统服务的特定生态属性,制订相应的管理策略,有助于研究区的可持续发展.基于生态系统服务权衡/协同效应识别生态功能区可为生态功能修复与治理提供精准和差异化调控依据.以安徽省为例,应用InVEST模型评估和分析2000~2020年间安徽省典型生态系统服务时空演变及权衡/协同效应,基于SOM(自组织映射)模型提取的生态系统服务簇,划分生态功能区,最后运用PLUS模型模拟2050年综合生态系统服务演变趋势并提出调控思路.结果表明:①安徽省2000~2020年期间,产水服务、土壤保持不断增加,而固碳服务、生境质量及粮食供给则呈降低趋势.安徽省综合生态系统服务指数空间格局为“南高北低”.研究区能提供两类生态系统服务的区域约占50%,能提供全部生态服务的区域仅约占11%,不能提供生态系统服务的区域分别由2000年的0.07%上升到2020年的4.85%.②产水服务、固碳服务、生境质量和土壤保持这4种生态系统服务间存在密切的协同效应,而产水服务和粮食生产存在明显的权衡效应.③据此为研究区提取了4种生态系统服务簇,分别为粮食供给簇、生态保育簇、人居环境簇和森林防护簇.最终将安徽省域划分为农业生态区、生态涵养区、城镇发展区和森林生态防护区,并提出差异化调控对策.④多情景模拟分析显示,生态保护情景下的生境质量和固碳服务最优,粮食生产在耕地保护情景下最高,在生态保护情景下,综合生态系统服务呈现出显著提升的态势.研究结果可为安徽省可持续发展和生态环境优化提供科学依据. 展开更多
关键词 生态系统服务 权衡协同效应 生态功能分区 多情景模拟 安徽省
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MOFs光催化剂灭藻性能研究进展
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作者 卞文婧 刘俊 +6 位作者 张彬彬 孙旭东 李思嘉 黄健 张华 张勇 罗涛 《化工新型材料》 北大核心 2025年第10期12-18,共7页
全球变暖加剧了氮和磷的排放,导致水富营养化问题日益严重,严重污染了水生环境。因此,寻求高效、经济、环保的藻类去除技术已成为一个重大热点问题。金属有机骨架材料(MOFs)是由金属离子或团簇与有机配体结合形成的具有纳米孔的结晶材料... 全球变暖加剧了氮和磷的排放,导致水富营养化问题日益严重,严重污染了水生环境。因此,寻求高效、经济、环保的藻类去除技术已成为一个重大热点问题。金属有机骨架材料(MOFs)是由金属离子或团簇与有机配体结合形成的具有纳米孔的结晶材料,具有吸附率高、比表面积大、吸附容量高、反应活性好、孔径可调、功能设计性强等优点。光催化是一种“绿色”技术,在光照射下产生电子和空穴,随后产生强大的活性氧物种(ROS),可以同时破坏藻类细胞结构及其在水体中产生的毒素或其他代谢物。MOFs和光催化在藻类去除领域都具有显著优势。总结了不同MOFs材料通过光催化去除藻类的原理和效果,并展望了该领域的未来研究方向,旨在为后续研究提供参考和指导。 展开更多
关键词 金属有机骨架 活性氧 光催化
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污水处理厂中微塑料污染及对水处理过程的影响 被引量:3
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作者 杨厚云 何鑫 +3 位作者 李晓倩 李卫华 黄显怀 余丽 《安全与环境工程》 北大核心 2025年第1期41-51,61,共12页
微塑料作为新兴污染物的典型代表,其在水环境中引起的污染问题已受到了广泛关注。污水处理厂作为自然水体中微塑料的重要来源之一,对其中微塑料的污染控制和赋存形态等特征进行研究具有实际意义。结合现有研究成果,重点总结了微塑料存... 微塑料作为新兴污染物的典型代表,其在水环境中引起的污染问题已受到了广泛关注。污水处理厂作为自然水体中微塑料的重要来源之一,对其中微塑料的污染控制和赋存形态等特征进行研究具有实际意义。结合现有研究成果,重点总结了微塑料存在的影响和风险,详细阐述了污水处理厂中微塑料的来源、归宿、形态;归纳了污水处理厂中微塑料的检测与分析方法,并分析了微塑料对污水处理效果的影响及去除方法;同时,探讨了微塑料对污泥消化的影响和机理;最后,在总结前期研究成果的基础上,对未来污水中微塑料去除的研究进行了展望。该研究可为保障污水处理效果、保护环境和水源安全提供理论基础和技术支撑。 展开更多
关键词 微塑料 微塑料毒性 污水处理工艺 微塑料检测 污泥消化
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氧化铁纳米改性蜂巢石在初期雨水处理中的作用
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作者 张勇 程贤伟 +4 位作者 刘佳奇 杨雨舟 胡定成 张滢 张华林 《应用化工》 北大核心 2025年第2期532-537,543,共7页
采用生物法处理初期雨水,探究了在污泥中添加Fe_(2)O_(3)纳米改性蜂巢石对初期雨水处理性能、关键酶活性和污泥微生物群落结构的变化。结果表明,对照组反应器对NH_(4)^(+)-N、COD_(Cr)、TP的去除率分别为75%,65%和67%,投加Fe_(2)O_(3)... 采用生物法处理初期雨水,探究了在污泥中添加Fe_(2)O_(3)纳米改性蜂巢石对初期雨水处理性能、关键酶活性和污泥微生物群落结构的变化。结果表明,对照组反应器对NH_(4)^(+)-N、COD_(Cr)、TP的去除率分别为75%,65%和67%,投加Fe_(2)O_(3)纳米改性蜂巢石后,去除率分别提升了9%,10%,13%。Fe_(2)O_(3)纳米改性蜂巢石提升了脱氢酶和细胞色素C的活性,使得微生物间电子转移和氧化能力得到提升,进而增强了对初期雨水的降解能力和处理效率。高通量测序结果显示,Fe_(2)O_(3)纳米改性蜂巢石促进了Proteobacteria、Bacteroidota和Patescibacteria的富集,这些菌群表现出较强的氨氮和COD降解能力,其中Proteobacteria对氮、磷的去除有良好的效果。微生物群落之间的协同作用提升了雨水中污染物的去除效果。 展开更多
关键词 污泥 Fe_(2)O_(3)纳米改性蜂巢石 初期雨水 微生物群落
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黄铁矿强化序批式反应器脱氮除磷过程及微生物群落分析
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作者 李晓倩 冯舒 +5 位作者 秦倩 杨厚云 李卫华 余丽 何鑫 刘俊 《环境污染与防治》 北大核心 2025年第1期77-82,137,共7页
通过向序批式反应器(SBR)中投加黄铁矿考察黄铁矿强化SBR脱氮除磷的效果,并结合微生物群落解析作用机理。结果表明,投加黄铁矿后,SBR中氨氮和总磷平均去除率分别达到95.38%、51.31%,相较于未投加黄铁矿的SBR分别提升了4.56、19.29百分... 通过向序批式反应器(SBR)中投加黄铁矿考察黄铁矿强化SBR脱氮除磷的效果,并结合微生物群落解析作用机理。结果表明,投加黄铁矿后,SBR中氨氮和总磷平均去除率分别达到95.38%、51.31%,相较于未投加黄铁矿的SBR分别提升了4.56、19.29百分点。微生物群落分析显示,投加黄铁矿后,SBR中主要脱氮菌反硝化菌属(Denitratisoma)、亚硝基单胞菌属(Nitrosomonas)、硝化螺菌属(Nitrospira)和主要除磷菌属假单胞菌属(Pseudomonas)、脱氯单胞菌属(Dechloromonas)的相对丰度提升,同时硫自养反硝化菌固氮弧菌属(Azoarcus)的相对丰度也提升。由此可见,黄铁矿的投加能够有效强化功能微生物硝化、反硝化和除磷过程,进而提高SBR的脱氮除磷能力。 展开更多
关键词 序批式反应器 黄铁矿 脱氮除磷 微生物群落分析
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基于多波长透射光谱的水体细菌微生物活性快速检测方法 被引量:1
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作者 胡玉霞 吴頠森 +6 位作者 张瑞祥 薛芙蓉 黄书龙 孙龙 李卫华 甘婷婷 赵南京 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第7期1857-1865,共9页
研究水体中细菌微生物活性,快速评估细菌在水体环境中的生长态势与繁殖能力,对于水资源科学管理以及公共卫生安全保障具有重要意义。传统细菌活性检测技术,如菌落计数法、染色观察法和分子生物学方法等,虽然有效,但操作流程繁琐,耗费时... 研究水体中细菌微生物活性,快速评估细菌在水体环境中的生长态势与繁殖能力,对于水资源科学管理以及公共卫生安全保障具有重要意义。传统细菌活性检测技术,如菌落计数法、染色观察法和分子生物学方法等,虽然有效,但操作流程繁琐,耗费时间与人力,难以满足实时在线检测的需要。针对传统细菌活性检测技术的弊端,提出了一种基于多波长透射光谱的细菌活性快速检测新方法。以水体常见大肠埃希氏菌(大肠杆菌)为研究对象,采用紫外-可见分光光度计测量其在190~800 nm波段范围内的透射光谱,并深入研究不同活菌比例下大肠杆菌透射光谱的特征及规律;通过系统分析不同波长下大肠杆菌透射光谱随活性变化的相关性和灵敏性,构建出双波长光密度比值与细菌活性之间关系模型,基于该模型计算出细菌活性,并对比分析了不同双波长比值法下细菌活性计算结果的准确性和稳定性。结果表明:(1)由于不同活性的细菌体内所含生物分子的含量存在差异,在230~300 nm波段范围内,活菌比例较高的细菌菌液具有更高的光密度;(2)通过分析230~300 nm波段范围内大肠杆菌透射光谱随活性变化的灵敏性和相关性,发现大肠杆菌活性和光密度值之间相关系数范围值为0.9592~0.9933,初步确定为细菌活性定量的最优波段;(3)选取230 nm作为测定波长,670 nm作为参比波长,构建了两波长光密度比值与细菌活性拟合曲线,其相关系数达到0.9462,活细菌比例检测范围为0%~100%;(4)基于该拟合曲线对3份具有不同活性的大肠杆菌菌液活性进行测定,与平板菌落计数法相比,最大相对误差为3.70%,平均相对误差为1.43%,准确性最优。本方法仅需测量230和670 nm处的光密度,检测时间在1秒钟以内,就能完成对细菌活性的快速准确检测。该研究成果为水体细菌微生物活性的快速检测与预警提供了新的技术思路,具有潜在的应用价值。 展开更多
关键词 光谱学 多波长透射光谱 细菌活性 双波长 MIE散射
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基于PCA的非甾体抗炎药与消毒副产物复杂混合物对2种水生生物的毒性作用比较
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作者 纪广振 张瑾 +5 位作者 张颖 赵远帆 桂一心 代碧雅 王馨悦 成潜 《生态毒理学报》 北大核心 2025年第1期62-76,共15页
非甾体抗炎药(nonsteroidal anti-inflammatory drugs,NSAIDs)与消毒副产物(disinfection by-products,DBPs)在水环境中广泛存在,很可能对暴露其中的生物产生联合毒性,但不同的生物响应不同。因此,以双氯芬酸钠、布洛芬钠、萘普生钠、... 非甾体抗炎药(nonsteroidal anti-inflammatory drugs,NSAIDs)与消毒副产物(disinfection by-products,DBPs)在水环境中广泛存在,很可能对暴露其中的生物产生联合毒性,但不同的生物响应不同。因此,以双氯芬酸钠、布洛芬钠、萘普生钠、氯乙酸、二氯乙酸和三氯乙酸为目标污染物,采用均匀设计射线法设计它们的复杂六元混合物体系(2个体系,每个体系含7条射线U1~U7),运用时间毒性微板分析法系统测定混合物体系分别对2种指示生物青海弧菌(Q67)和蛋白核小球藻(C.pyrenoidosa)在不同暴露时间的毒性数据,采用浓度加和(CA)与绝对残差(dCA)2种模型对混合物的毒性相互作用进行定性分析和定量表征,并采用主成分分析法(PCA)分析六元混合物体系对2种水生生物的毒性相互作用差异。结果表明:六元混合物对Q67和C.pyrenoidosa均具有时间和浓度比依赖毒性,但变化规律不同,对Q67的毒性除U2和U4随时间先减弱后增强外,其余射线均减弱,而对C.pyrenoidosa除U1、U4和U5毒性随时间减弱外,其余射线均增强。以半数效应浓度的负对数(pEC_(50))为毒性指标,各条射线对Q67和绿藻的毒性差异不明显,对Q67的毒性强弱顺序在12 h为U5>U4>U6>U7>U2>U3>U1,对C.pyrenoidosa毒性强弱顺序在96 h为U5>U7>U4>U6>U2>U3>U1。混合物体系对Q67和C.pyrenoidosa毒性相互作用均存在协同和拮抗作用,也具有浓度比和时间依赖性,但变化规律不同,对Q67协同作用较对绿藻的明显,且出现在8 h的射线U5,而对C.pyrenoidosa的拮抗作用较强,出现在96 h的U1射线,但对2种生物的协同和拮抗作用差异不显著。六元混合物体系均会不同程度的损坏Q67和C.pyrenoidosa的细胞结构,造成细胞内过氧化物过量累积,细胞膜脂质过氧化,破坏细胞膜和细胞器膜,胞内电导液外泄,但Q67细胞的受损程度较C.pyrenoidosa的明显。 展开更多
关键词 非甾体抗炎药 氯消毒副产物 青海弧菌Q67 蛋白核小球藻 混合物毒性
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基于特征荧光光谱表征DOM与重金属络合作用
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作者 张宇 申慧彦 +3 位作者 徐华健 李卫华 张瑾 王翔翔 《化学研究与应用》 北大核心 2025年第1期190-196,共7页
荧光猝灭法可表征DOM与污染物反应,应用激发(发射)和同步荧光光谱时,Em(Ex)和Δλ(λem-λex)的选择会影响光谱的谱段信息表达。以巢湖表层水DOM、L-色氨酸和腐殖酸钠溶液为研究对象,Cd2+为目标重金属,采用荧光猝灭方法,探讨水体DOM与... 荧光猝灭法可表征DOM与污染物反应,应用激发(发射)和同步荧光光谱时,Em(Ex)和Δλ(λem-λex)的选择会影响光谱的谱段信息表达。以巢湖表层水DOM、L-色氨酸和腐殖酸钠溶液为研究对象,Cd2+为目标重金属,采用荧光猝灭方法,探讨水体DOM与重金属的络合作用。结果表明:三组猝灭体系三维荧光光谱可分为低激发态色氨酸(S)、高激发态色氨酸(T)、类腐殖酸(C)、类富里酸(A)4个区域,以荧光区域积分体积对荧光强度进行相对量化,初始状态下巢湖表层水DOM荧光区域积分体积A>C>T>S为类腐殖质主导型。随着Cd2+浓度(0~7 mg·L^(-1))的增加,三组猝灭体系4个区域荧光区域积分体积减弱;Cd2+对巢湖表层水DOM荧光区域猝灭效率为S>T>A>C,对L-色氨酸的猝灭效率为S>T,对腐殖酸钠的猝灭效率为C>A。三组猝灭体系的同步荧光光谱(Δλ=60 nm)随Cd2+浓度(0~7 mg·L^(-1))增加,荧光强度呈减弱趋势;由三维荧光光谱可知Δλ=60 nm(Ex=200~450 nm)同步荧光光谱仅穿越T、C部分区域,没有经过S、A区域,三组猝灭体系部分特征荧光谱段损失。根据三维荧光光谱特征,选择激发光谱(Em=350 nm、450 nm)得三组猝灭体系激发光谱曲线,4个荧光区域的特征谱段强度变化趋势均得以表达。本研究根据猝灭体系的三维荧光光谱特征选择线性光谱,可有选择的表征猝灭体系特征荧光信息变化,为研究DOM与污染物作用提供有效分析技术。 展开更多
关键词 溶解性有机质 三维荧光光谱 线性光谱 荧光猝灭光谱
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基于透射光谱的水体混合细菌快速识别方法
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作者 胡玉霞 薛芙蓉 +4 位作者 张瑞祥 胡昊 黄文鑫 孙龙 胡敦 《光子学报》 2025年第7期152-165,共14页
针对水体混合细菌难以识别的问题,提出一种多波长透射光谱和粒子群优化-支持向量机(Particle Swarm Optimization-Support Vector Machine, PSO-SVM)相结合,对水体混合细菌进行快速识别的方法。首先,制备单种细菌、两种细菌混合和三种... 针对水体混合细菌难以识别的问题,提出一种多波长透射光谱和粒子群优化-支持向量机(Particle Swarm Optimization-Support Vector Machine, PSO-SVM)相结合,对水体混合细菌进行快速识别的方法。首先,制备单种细菌、两种细菌混合和三种细菌混合菌液;然后,测量上述细菌菌液的多波长透射光谱特征,分析不同种类细菌光谱特征;最后,分别结合支持向量机、网格搜索优化-支持向量机和PSO-SVM建立鉴别模型,通过直接和逐层两种识别策略,实现细菌种类快速识别。结果表明:采用PSO-SVM模型的逐层识别方法准确性和鲁棒性最优,其第一层、第二层识别准确率分别达到96.97%、97.66%,F1分数分别为96.95%、97.68%。该研究表明多波长透射光谱结合PSO-SVM模型的逐层识别方法,可以提高模型识别准确性,为水体混合细菌微生物的快速检测和识别提供新思路。 展开更多
关键词 多波长透射光谱 混合细菌 逐层识别方法 粒子群优化算法 支持向量机
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