重金属污染土壤稳定/固化修复技术研究进展

修复重金属污染土壤一直是国际上的难点和热点研究课题.目前常用的污染场地修复技术主要包括挖掘、稳定/固化(solidification/stabilization,S/S)、化学淋洗、气提、热处理、生物修复等.本文在参考美国环境保护署(EPA)、英国环境署的S/S技术规范、国内外发明专利基础上,对S/S的概念、国内外发展现状及今后的发展方向进行了系统论述.固定化技术通过把污染物囊封入惰性基材中,或在污染物外面加上低渗透性的材料,来减少污染物暴露的淋滤面积以达到限制污染物迁移的目的.稳定化技术是从改变污染物的有效性出发,将污染物转化为不易溶解、迁移能力或毒性更小的形式.S/S技术包括:水泥固化、石灰火山灰固化、塑性材料包容固化、玻璃化技术、药剂稳定化.在稳定化技术中,加入药剂的目的是改变土壤的物理、化学性质,通过pH控制技术、氧化还原电势技术、沉淀技术、吸附技术、离子交换技术等改变重金属在土壤中的存在状态,从而降低其生物有效性和迁移性.本文还论述了S/S修复效果评价方法,并指出需加强S/S技术中的分子键合技术、土聚合物以及我国的S/S技术导则制定等工作.  

表层岩溶动力系统中土壤水分及其岩溶效应

对广西弄拉表层岩溶动力系统中森林和灌丛的土壤容重、非毛管孔隙度等物理性质以及土壤CO₂、土壤水和泉水水化学特征进行了研究.结果表明：森林和灌丛环境下的土壤物理性质存在显著性差异，影响土壤含水量.土壤水固定CO₂浓度和土壤CO₂之间存在显著的负相关关系.森林土壤水中游离CO₂浓度为0，灌丛为5.33×10³ mg·m^-3.土壤水和泉水中pH、Ca^2＋、Mg²⁺ 、Cl^-浓度存在一定的负相关关系，其K⁺、Na^＋、HCO₃^-浓度和有机碳含量存在正相关关系.经过雨水的淋溶，土壤层各离子浓度均大幅度增加，其溶蚀能力大大增强.森林环境下的岩溶作用稳定但强度大，灌丛环境下的岩溶作用活跃但强度小.  

岩溶生态系统中不同植被枯落物对土壤理化性质的影响及岩溶效应

对广西弄拉岩溶生态系统中60a成熟林、20a乔幼林和10a灌丛的枯落物、土壤理化性质和岩溶效应进行了研究.研究表明:(1)成熟林、乔幼林和灌丛调落物储量分别为18.4、16.9、1.9 t/hm2,通过凋落物归还土壤的营养元素(N、P、K、Ca、Mg、Si、Al、Fe、Zn、Cu、Na 、Mn)的年归还总量依次为:乔幼林(4.657 t/hm2)>成熟林(4.068 t/hm2)>灌丛(0.193 t/hm2).弄拉成熟林的枯落物储量是灌丛的10倍,枯落物12种元素的归还量是其21倍.(2)成熟林枯落物有效拦蓄量是灌丛的11倍,保障了土壤的持水能力.(3)随着土壤的加深,枯落物对其影响减弱.深层土壤的理化性质主要受母岩的影响,化学性质比较稳定,而表层土受枯落物和植被影响大,枯落物的储量、分解程度和组分等控制着表层土有机质、有效N/P/K、有效锰、有效锌等有效态的含量,对元素的全量分布影响不大,影响土壤元素全量空间分布的因子主要是母岩.枯落物可以促进碳酸盐岩的成土速率.植被的发育程度越高,其涵养的表层岩溶泉的溶质含量越多.枯落物的存在增加了水在表层岩溶动力系统中的滞留时间,同时给岩溶生态系统注入更多的有机质和CO2,加速表层岩溶动力系统的运行.  

用差分方程模型模拟北京2003年SARS疫情

根据北京2003年SARS疫情发展的实际情况,利用差分方程建立模拟北京疫情发展过程(2003年3月20日至7月14日)的数学模型．建立主要由模拟值与实际统计值之差的平方和构成的目标函数．最后利用Gauss-Newton最优化方法,对模型中参数进行估计．  

改良FIASCO方法筛选砷超富集植物蜈蚣草SSR分子标记

蜈蚣草（Pteris vittata L.）是目前用于砷污染土壤修复最好的超富集植物,但其分子水平上的研究数据较少。为了开发蜈蚣草特异性SSR遗传标记,本文采用改良的FIASCO方法从蜈蚣草AG和AC微卫星富集文库中随机挑选100个克隆,分离得到51个微卫星位点,其中60%为完美型（Perfect）SSR。根据这些位点设计、合成了25对引物,并对江西庐山及湖北恩施两地蜈蚣草种群各20个个体进行了遗传多样性检测,结果发现：其中8个完美型及1个间断型（intermittent）SSR位点的引物能够扩增出清晰、稳定且具有多态性的条带。9对引物共扩增出41个等位基因,各位点等位基因数在2~7之间,平均等位基因数为4.56个;期望杂合度在0.0494~0.8169之间;没有连锁不平衡现象发生。采用大叶井栏边草（Pteris multifida Poir.）进行跨种扩增,结果发现其中6对引物能够进行种间扩增。这些SSR分子标记的开发有助于蜈蚣草生态适应性进化分析、揭示蜈蚣草地理分布格局以及探讨蜈蚣草遗传多样性,还可用于品种鉴定及选育等。  

蔬菜作物积累硝酸盐的基因型差异及环境意义

城郊土壤富营养化已成为目前城郊农业生态系统可持续发展不可回避的环境问题之一,氮、磷养分富集是城郊土壤富营养化的重要表现形式,因土壤氮素积累而引起的蔬菜可食部位硝酸盐超标是一个亟待解决的技术难题.本文综述了不同蔬菜种及品种间吸收积累硝酸盐的基因型差异及其差异形成的生理生化机制,指出充分利用我国丰富的蔬菜种质资源,以植物吸收积累硝酸盐的基因型差异为理论基础,筛选弱吸收低积累蔬菜作物品种,是削减、控制蔬菜可食部位硝酸盐含量的关键性技术,有可能缓解城郊区脆弱生态环境条件下集约化生产对硝酸盐农艺阻控措施的依赖.  

湖北武汉涨渡湖发现全球极度濒危物种青头潜鸭群

2016年12月31日近中午时分,在湖北省武汉市新洲区的涨渡湖湿地自然保护区涨渡湖北岸主港附近(30°40′13.08″N,114°41′51.36″E,海拔18m),发现并拍摄到在湖面上游泳和飞行的成群青头潜鸭(Aythya baeri).通过形态特征至少可清晰辨认出照片上飞行的46只青头潜鸭个体.湖面上游泳个体通过Swarovski单筒望远镜(ATS 80 20-60×)可辨识出雄鸟的黑色头颈、深褐色上体和褐色杂有白色的两胁.发现的青头潜鸭群中还混有数只红头潜鸭(A.ferina)、凤头潜鸭(Afuligula)、白眼潜鸭(A.nyroca)和鹊鸭(Bucephala clangula).在鸭群旁近岸方向有一群三、四百只的骨顶鸡(Fulica atra).2017年1月16日去涨渡湖原地点复调查,未能再次发现青头潜鸭踪影.  

新疆千里光Senecio jacobaea在中国的适生区预测

[背景] 菊科植物新疆千里光原产于欧亚大陆,在北美和澳洲为入侵植物,目前在中国只有新疆有分布记录。新疆千里光一旦成为入侵植物,将对农业、畜牧业和人类健康都可能产生危害,所以需要评估其在中国的扩散趋势。[方法] 搜集新疆千里光在中国和世界其他地区的分布记录,结合当前和未来(2050年)气候条件下19种生物气候变量,应用Maxent模型和DivaGis软件,定量预测新疆千里光在中国目前和未来的潜在分布区域;并通过接受者操作特征曲线(ROC)分析法对模型进行精度检验。另外,通过Maxent给出新疆千里光在欧洲(原产地)、北美洲和大洋洲(入侵地)以及中国等4个分布区的年均温度和年均降水量的气候阈值。[结果] 用中国和全球分布的数据预测的结果有些差异。前者结果表明除了新疆地区,其他省份几乎没有新疆千里光的适生区;而后者显示在中国其他几个省份也有可能分布,且在甘肃四川交界处有较高适生性。前者模型精确度较高,但2个结果都显示新疆千里光在中国目前和未来的分布区大部分还是在新疆地区。中国分布区年均温度和年均降水量的阈值比其他2个地区都低。[结论与意义] 新疆千里光在当前和未来气候条件下在中国未来的扩散趋势较弱,基本局限于新疆地区。用中国分布数据预测优于全球分布数据预测结果,新疆千里光不同分布区的气候阈值的差异揭示分布于中国的新疆千里光与其他地区的种群的生态位有所不同,可能是一个新的亚种,希望未来能进行进一步的研究。  

页岩气开采与深地微生物的相互影响

页岩气是一种特殊的天然气聚集,以吸附或游离状态存在于页岩之中。页岩气资源储量丰富,约占全球天然气能源的三分之一,主要分布在中国、北美、俄罗斯等国家和地区。页岩气开采所使用的水力压裂技术会对深地微生物产生显著影响,在水力压裂的不同阶段,微生物群落组成存在明显差异。其中,产甲烷菌能够提高页岩气的产量,而产酸细菌会造成设备腐蚀,降低页岩气的回收效率。本文概述了页岩气的开采现状、开采过程以及微生物种群的变化和潜在影响,以期促进页岩气开采与深地微生物相互影响的研究,最终推动页岩气的绿色、高效开采。  

武汉地区大山雀（Parus major minor）对major与minor亚种组鸣唱回放的差别反应

分析鸟类鸣声能为研究鸟类系统学和生物地理学提供重要信息.鸟类鸣声的地理变异能影响鸟类的性选择,进而导致不同地理种群间的生殖隔离,从而促进地方种群(或亚种)的分化,乃至新种的形成.在鸟类系统学研究中,鸣声回放实验是研究物种分化并衡量分类地位的一项重要研究手段.本实验以武汉地区大山雀(Parus major minor,隶属于minor亚种组)为实验对象进行鸣唱回放实验,观测其对来自欧亚大陆西部及北部各地的major亚种组和来自我国各地的minor亚种组大山雀鸣唱回放的反应,探讨实验对象能否区分来自上述两个不同亚种组的鸣唱,从而推断两亚种组之间是否存在足以导致识别障碍的鸣声分化,以致产生行为上的生殖隔离.本实验共测试了24只雄性大山雀,每个亚种组的鸣唱各回放给12只个体,通过记录不同行为反应指标来衡量每只受试个体的反应程度.统计分析结果显示,受试大山雀对major和minor亚种组鸣唱的反应有显著差异,对同为minor亚种组的鸣唱反应程度激烈,而对major亚种组鸣唱的反应微弱甚至大多无反应.由此认为,大山雀major和minor亚种组之间存在显著的鸣声分化,已达到能形成配对前生殖隔离的程度,从而一定程度上支持将大山雀拆分成不同种的说法.