宝鸡市街道尘埃磁学特征空间分布及环境意义

对宝鸡市街道尘埃样品进行详细系统环境磁学实验分析并结合扫描电子显微镜研究表明,宝鸡市街道尘埃中磁性矿物含量高,主要的磁性矿物为多畴和假单畴的低矫顽力亚铁磁性矿物,同时含有少量的赤铁矿等高矫顽力的硬磁性矿物.污染来源主要以工业和交通等人为污染为主.街道尘埃的磁学特征表现出一定的空间变化规律揭示出污染的空间分布,划分为6个主要区域:A(创新路到高新八路区域)和B(东风路和马营路区域),磁性物质含量整体很高,揭示污染相对较重,污染源主要为"工业+交通";C区(火炬路到医康区域)磁性物质含量相对较高,是中度污染的区域,污染源主要为"交通";D(经二路与人民路区域)、E(清姜路和姜谭路西部区域)和F(陈仓区虢镇),磁性物质含量相对较低,揭示轻度污染,污染源主要为"交通".     

西北典型工矿型城市街道尘埃重金属污染的环境磁学响应

以甘肃省白银市为研究区域,系统采集43个城区街道尘埃样品,并对其进行环境磁学和重金属元素特征分析.结果表明,白银市街道尘埃磁性特征以低矫顽力的磁铁矿和磁赤铁矿为主导,磁晶体粒径为较粗的假单畴(PSD)和多畴(MD)颗粒;样品低频磁化率(χlf)变化范围为(43.75~1 340.08)×10-8m3·kg-1,平均值为245.98×10-8m3·kg-1,与国内综合型大城市相比,白银市街道尘埃磁性矿物含量相对较低,但呈现明显的空间分布差异,表现为工业区高于带状交通区,带状交通区高于商业区,新城区磁性矿物含量较低;白银市各功能区污染源相对单一,工业污染对强磁性矿物的贡献占主导,污染程度空间分异显著.白银市街道尘埃样品中Cu、Pb、Zn整体含量较高,污染负荷指数(PLI)与低频磁化率(χlf)、非磁滞剩磁化率(χARM)、饱和等温剩磁(SIRM)、"软"剩磁(SOFT)相关性较高,且空间变化特征较为一致,表明反映磁性矿物含量的参数可以有效监测城市重金属污染,进而圈定重金属综合污染区域和范围,为进一步的城市污染治理工作提供快速有效的证据支持.     

工业区户外儿童游乐场地表灰尘重金属污染的磁学响应

以南京一个工业区为例,采集户外儿童游乐场地表灰尘样品,并对其进行环境磁学测量以及重金属总量和酸可提取态测定,以探究磁学参数对工业区该类环境介质重金属污染的指示作用.结果表明,地表灰尘样品中磁性矿物以亚铁磁性矿物为主,主要以假单畴-多畴颗粒存在;样品低频磁化率和饱和等温剩磁的平均值分别为939.31×10~(-8)m~3·kg~(-1)和16 618.74×10~(-5)A·m~2·kg~(-1),与城市非工业区相比磁性矿物含量较高.地表灰尘样品平均受到中度到高度的重金属污染,部分磁学参数与重金属总量和酸可提取态占比均显著相关,且与总量的相关性较强,其中,Mn、Ni、Cr总量以及污染负荷指数与非磁滞磁化率和饱和等温剩磁的相关性较高(0.69≤r≤0.86,P0.01),并具有一致的空间变化特征,且主成分分析结果表明重金属和磁性矿物均主要来自工业活动.因此,部分磁学参数可作为指示工业区户外儿童游乐场地表灰尘重金属污染状况的有效指标.     

城市表土磁学特征对污染源的指示

分析徐州市城市表层土壤样品的磁学参数(磁化率、频率磁化率、饱和等温剩磁、非磁滞剩磁磁化率、热磁曲线和磁滞回线)变化特征,结果表明,徐州城市表土主要由单畴(SD)和多畴(MD)的亚铁磁性矿物控制,但也存在一定量的赤铁矿。人类活动导致徐州城市表土磁化率显著增加,交通区、居民区、绿地区的平均磁化率分别为:273.06×10~(-8)、111.02×10~(-8)和65.24×10~(-8)m~3/kg。交通运输是市中心交通区和居民区表土磁化率增加的主要来源,工业区附近道路表土中磁性矿物浓度大于远离工业区的交通道路和居民区,绿地区磁性矿物浓度较低。     

兰州市街道尘埃磁学特征及其环境意义

兰州市是全球大气污染最为严重的城市之一,为城市颗粒物污染研究的理想场所.分析了兰州市街道尘埃样品的磁学参数(包括磁化率、无磁滞磁化率、等温剩磁、磁滞回线和热磁曲线)变化特征.结果表明,兰州市街道尘埃中磁性矿物含量较高,主要磁性矿物是铁磁矿、磁赤铁矿和赤铁矿,并伴有少量顺磁性矿物;磁性矿物粒度主要是准单畴（PSD）;市区污染春季较夏季严重,春季高频率的强沙尘暴可能带来了更多的磁性矿物;兰州市污染物的沉积和分布在很大程度上受到气象条件和地形地貌格局的影响,市区每个盆地东端高于其它地区;兰州市污染以人为活动产物为主,人为活动贡献约为81.9%,其中包含交通约22.6%的贡献,自然降尘贡献约为18.1%;特殊的地形和气象条件,使得兰州市区的大气环境容量比平原城市的环境容量小得多,进而导致严重的大气污染.     

呼和浩特市大气降尘磁学特征及其环境意义

应用环境磁学方法研究了呼和浩特市及其对照点大气降尘样品的环境磁学特征,同时与西北地区两大典型污染城市—乌鲁木齐、兰州进行对比,探讨了环境磁学在大气污染监测和来源解析方面的应用.结果表明,两地样品磁学特征均受磁铁矿控制,磁性矿物为假单畴和多畴颗粒;与对照点相比,呼和浩特样品磁性矿物的含量较高,颗粒较细.通过降尘污染的季节变化对比可知,呼和浩特大气污染受到自然因素和人类活动的共同影响.相对于磁化率(χlf)而言,饱和等温剩磁(SIRM)能更好地反映呼和浩特大气污染状况,可作为大气降尘磁性特征的有效指示器.与乌鲁木齐和兰州相比,呼和浩特逆温强度较大,但大气污染程度相对较低,暗示人类活动对大气污染起到主导作用.     

漳州市城市绿地表土磁性特征及其环境意义

为揭示土壤磁性物质的来源和成因,对漳州市城区4个不同绿地功能区土壤进行了环境磁学测定,并探讨其环境意义. 结果表明,土壤样品的磁化率(χ)平均值为302.77×10-8 m3/kg,频率磁化率(χ_fd)平均值为1.45%,不同绿地功能区土壤磁化率变化趋势为居住区绿地＞道路绿地＞单位附属绿地＞公园绿地.分析4种绿地功能区的频率磁化率可以得知,公园绿地存在超顺磁颗粒. 对单个采样点进行分析发现,磁化率与频率磁化率呈负相关,饱和等温剩磁(SIRM)和软剩磁(Soft IRM)呈极显著正相关,饱和等温剩磁和硬剩磁(Hard IRM)的相关性不强,表明土壤磁化率的变化主要受亚铁磁性矿物控制,但也存在不完整反铁磁性物质的贡献,土壤磁化率的增强与工业排放、机动车尾气等人类活动有关.      

宝鸡城市主干道植被叶子滞尘对环境污染的磁学响应

为探究城市主干道植被滞尘对环境污染的磁学响应,采集宝鸡市道路两侧不同类型植被叶子进行系统的环境磁学测试。结果表明:街道两侧植被叶子主要为低矫顽力的多畴磁铁矿和磁赤铁矿,同时含有高矫顽力赤铁矿。城市道路叶子磁性矿物浓度高于校园清洁区,载磁矿物粒径集中在0.1~5 μm,其中离交通线较远的草本粒径相对较细,为0.1~1 μm。同一高度不同时间(5月和11月)植被记录的环境污染存在差异,距地表0.05 m草本和4 m处乔木的叶子5月记录的污染较11月严重,而0.25 m和1 m处的灌木11月污染较重。城市主干道空间分布呈现两个污染峰值区,分别为包含姜谭路与宝福路的A区和东风路所在B区,这与繁忙的交通和区域内分布的重工业企业有关。     

西安市街道灰尘磁化率特征及其污染指示意义

以磁学参数作为环境重金属污染的一项指标,对西安市街道灰尘进行了系统的采样和测定.结果显示,磁化率可以反映西安市的整体污染水平.街道灰尘磁化率值较高、频率磁化率较低,二者呈显著负相关,表明街道灰尘磁性增强源于人类活动影响.磁化率随温度变化曲线表明,受电厂影响的样品主要含磁铁矿,而污染源较复杂的样品则含有磁赤铁矿、赤铁矿以及少量铁单质.磁化率与交通污染导致的Pb、Ba等元素及冶金行业带来的Cu、Cr等元素间有较好的相关性,表明西安市主要污染物来自交通污染及冶金行业排放.在局部范围内,磁化率与元素的相关性随元素种类的不同而具有明显的差异,表明不同区域内导致磁化率升高的人为活动存在差异.     

上海崇明岛沉积物重金属污染的磁学研究

系统分析了上海崇明岛的8个样点沉积物样品的重金属元素和磁化率、频率磁化率以及饱和等温剩磁等磁参数之间的关系,结果表明:介于轻度污染和偏中度污染的重金属Pb、Cr、Cu、zn元素与磁性矿物特别是亚铁磁性矿物之间在赋存形态、沉积特征上存在一定的联系,因此磁性测量可作为沉积物重金属污染记录信息提取的辅助手段,但不同的磁性参数对重金属的指示程度不同,由于本研究以较粗的多畴亚铁磁性矿物为主,同时质量磁化率(x)、非磁滞剩磁磁化率与饱和等温剩磁的比值(XARM/SIRM)对重金属元素含量变化比较敏感,因而X、XARM/SIRM可作为重金属含量的替代指标.最后在重金属元素和磁性参数相关性的基础上建立了磁诊断线性回归模型.     

基于时间序列模型残差的中国东部地区空气质量指数（AQI）空间自相关特征分析

空间自相关分析可以揭示变量的空间聚集性质.基于中国东部城市群的日空气质量指数(AQI)数据,研究了AQI的空间自相关特征.同时,考虑到日AQI的空间非平稳性,分析分成两步进行.首先,对每个城市的日AQI序列建立时间序列模型,进而获得其标准残差序列;然后再基于残差项进行空间自相关分析,计算其全局Moran's I指数和局域Moran's I指数.结果表明,全局Moran's I指数体现出明显的季节变化特征,呈现出冬季高而夏季低的以年为周期的循环变化.通过分析局域Moran's I指数,发现中国东部城市群存在2个值得重视的高空间自相关区域:京津冀地区和长三角地区.由于残差项体现的是气象条件的影响,因此,大面积的高自相关区体现了邻近城市群空气质量对气象条件变化的同步响应特征.     

2,2'',4,4''-四溴联苯醚高效好氧降解菌的鉴定及其降解路径

2,2',4,4'-四溴联苯醚(BDE-47)是环境和生物体中普遍检出且生物毒性较大的一种多溴联苯醚同系物.本研究从广东省贵屿镇电子垃圾拆解厂周边采集的农田土壤中分离出一株BDE-47的高效好氧降解菌GYP1,考察了其对BDE-47的降解性能、降解路径及不同的环境因素对菌株降解BDE-47的影响.根据菌株形态特征、16S r DNA基因序列及系统发育树分析,将该菌鉴定为伯克霍尔德菌(Burkholderia cepacia).结果表明,菌株GYP1在好氧条件下能够利用BDE-47为唯一碳源生长,在BDE-47初始质量浓度为1 mg·L~(-1)、温度为30℃、摇床转速为150r·min~(-1)的条件下避光培养4 d,该菌株对BDE-47的降解率可达到82.4%.菌株GYP1在15~35℃和p H=4.0~7.0的环境条件范围内对BDE-47均能保持良好的降解性能,但外加蔗糖、酵母粉、联苯醚等碳源会明显抑制其对BDE-47的降解.在菌株GYP1对BDE-47的降解过程中检测到6-OH-BDE-47、5-OH-BDE-47、4'-OH-BDE-17、2'-OH-BDE-3这4种羟基多溴联苯醚及2,4-二溴苯酚,证明菌株GYP1对BDE-47的好氧降解机理主要是羟基化过程.     

临安近地面臭氧变化特征分析

利用2003年11月─2004年11月浙江临安区域大气本底站近地面臭氧浓度的连续监测资料,研究了地面臭氧浓度全年总体分布、季节变化、日变化及浓度频率分布规律.结果表明,该地区φ(O₃)全年平均值为32.41×10-9,其日变化呈明显单峰型, 14:00左右达到最大值, 约04:00出现最小值.φ(O₃)月均值在春末夏初达到最大值,在12月─次年2月出现最小值.φ(O₃)各月的平均振幅在夏季达到最大,说明临安本底站夏季臭氧光化学反应比较强烈.除冬季外,其他季节该地区近地面φ(O₃)均有超过《环境空气质量标准》(GB30952-1996)二级标准的情况,全年超标率为0.96%.      

基于积尘负荷的西安市铺装道路扬尘排放研究

近年来城市颗粒物污染问题日渐突出,严重影响着人们的环境幸福指数和对美好环境的期待.道路扬尘作为城市扬尘的重要组成部分,对颗粒物污染的贡献不容小觑.在此背景下,采用积尘负荷法采集西安市快速路、主干道、次干道、支路等4种类型25条道路的道路扬尘样品,并分析采样速率、采样次数等因素对采样效率的影响.在此基础上,计算得到西安市各类型道路的平均积尘负荷,结合车流量、车重、道路长度,通过《扬尘源颗粒物排放清单技术指南》中的公式计算得到各种类型道路TSP、PM₁₀、PM_2.5的排放系数及排放量.结果显示：采样速率为1.0 m²·min^-1,采样次数为两次可满足采样要求.不同类型道路积尘顺序为：支路（4.18 g·m^-2）>次干道（2.80 g·m^-2）>快速路（1.49 g·m^-2）>主干路（1.34 g·m^-2）;道路积尘TSP、PM₁₀、PM_2.5的平均排放系数分别为6.066、1.542和0.447 g·km^-1.快速路和主干路的扬尘排放系数较小,支路的扬尘排放系数次之,次干路的扬尘排放系数较大.采用Monte Carlo方法对TSP、PM₁₀和PM_2.5的排放量进行不确定性分析,在95%的概率分布范围下,三者定量不确定性均为-16.88%~17.96%.     

西安市人为源大气氨排放清单及特征

根据西安市各类氨排放源活动水平数据,采用合理的估算方法和排放因子,建立了2013年西安市人为源大气氨排放清单.结果表明,2013年西安市人为源大气氨排放量为47.17×10~3t,排放强度为4.57 t·km~(-2);畜禽养殖和氮肥施用是排放贡献最大的两个人为源,氨排放量分别为20.55×10~3t和17.51×10~3t,占排放总量的80.68%;畜禽养殖中,牛和猪是最大的排放源,占畜禽养殖排放总量的75.03%;临潼区是排放量最大行政区,排放量为10.73×10~3t,分担率为23.22%;阎良区的排放强度最大,达到14.75 t·km~(-2).     

青海省海东市平安区土壤Se的地球化学特征

通过对平安区表层土壤样品的系统采集,测定了Se及其它元素的含量,研究了区内土壤Se的地球化学特征,探讨土壤Se富集机理。结果表明,表层土壤Se处于0.04～5.79 mg/kg之间,均值为0.29 mg/kg,富Se(Se≥0.4 mg/kg)和足Se(0.175≤Se0.4 mg/kg)土壤面积分别为121.4 km~2和464.1 km~2,总共占平安区总面积的75.1%,主要分布在古-新近纪棕红色泥岩风化物和第四纪冲洪积物为母质的土壤区。富Se土壤存在两个区带,分布位于平安盆地和拉脊山。平安区Se富集机理主要有两种:平安盆地Se与Sr、Mo活动相近,在咸水、干旱、氧化的沉积环境与盐类物质同时发生富集;拉脊山Se与Cu、S、Mo活动相近,与铜硫化物伴生并受表层高有机质吸附所致。     

泰安市冬季一次严重空气污染过程分析

为揭示泰安市空气污染形成原因,选取泰安市2016年12月一次严重空气污染过程,利用泰安市2016年12月地面和探空资料及NCEP/NCAR（美国国家环境预报中心/美国国家大气研究中心）提供的FNL资料,对泰安市严重污染期间大气环流形势、边界层条件、污染源及传输路径进行分析.结果表明:在泰安市霾污染期间,500 hPa大气环流形势呈"两槽一脊"的特征,850 hPa泰安市处于南支槽前,受西南暖湿气流影响,为ρ（PM_2.5）的升高提供了有利条件;泰安市近地面处于高压控制下的弱风区（平均风速约为1.2 m/s）且边界层有逆温层存在,阻碍了PM_2.5的垂直输送,造成近地面ρ（PM_2.5）急剧升高.此外,泰安市及周边地区污染严重,聚类分析结果表明此次过程本地输送占比约为34%,其余均为外来传输,即污染物主要通过外来源传输,本地污染源贡献比率较小.污染物的高、低空传输路径不一致,低空污染物主要从安徽省水平输送至泰安市,高空污染物则先由河北省、河南省向南传输至安徽省、湖北省等地,再随南风气流向北输送至泰安市.研究显示,外来污染源传输作用配合本地静稳天气形势是造成此次泰安市空气污染的主要原因.      

长江三角洲地区CO2浓度本底特征及来源分析

二氧化碳(CO₂)是引起全球变暖的最主要的温室气体(GHGs),直接观测大气CO₂浓度对于研究人类活动和自然活动对大气温室气体的贡献至关重要,而在多个高度上观测大气CO₂浓度则有助于明晰CO₂浓度的时空变化规律,确定其影响机制.本文利用临安区域大气本底站2018-12—2020-11不同高度(距地面21 m、53 m)处的CO₂在线观测数据,结合日变化及地面风的影响,对观测数据进行筛分,采用HYSPLIT后向轨迹模型和潜在源贡献因子法,初步探讨气象因素以及大气远距离传输对长江三角洲地区大气CO₂浓度的影响.结果表明,临安站高低层大气CO₂日变化呈夜间高于白天的特点;低层CO₂浓度大于高层,冬季高低层浓度差小于其他三季;日较差呈夏季>春季>秋季>冬季的特点;大气CO₂本底季节变化由于受到风向和气团传输的影响呈现出冬季>春季>秋季>夏季的特点;潜在源贡献分析得...     

芬顿试剂氧化对污泥脱水性能的影响

利用芬顿试剂调理污泥,以W_C(污泥滤饼含水率)和CST(毛细吸水时间)作为评价污泥脱水性能的指标,通过分析污泥中各层ρ(EPS)(EPS为胞外聚合物)和上清液中小分子有机物质量浓度来阐明污泥脱水性能的变化. 结果表明:芬顿试剂调理可促进EPS氧化分解,TB-EPS(紧密结合的胞外聚合物)破解转化为LB-EPS(松散结合的胞外聚合物)和S-EPS(上清液层胞外聚合物),大幅降低W_C和CST. 试验中当pH为4,w(H₂O₂)和 w(Fe2+)均为40 mg/g时,ρ(EPS)降低了33.04%,W_C和CST分别降至63.36%和28.7 s. Pearson相关性分析表明,ρ(TB-EPS)与W_C和CST均存在显著的正相关性(P＜0.01),是影响污泥脱水性能的重要因素,而ρ(LB-EPS)和ρ(S-EPS)与污泥脱水性能的相关性较低. 液相色谱分析表明,随着芬顿试剂投加量的增大,EPS等有机物分解程度增大,污泥上清液中小分子有机物种类明显增多,其质量浓度显著升高,ρ(甲酸)和ρ(乙酸)分别由原污泥的52.72、15.99 mg/L升至446.05、522.36 mg/L.      

乐安河中下游重金属时空分布特征及风险评价

为了解乐安河中下游受矿区影响河段的重金属污染水平及其污染程度,于2016年选择不同水文时期,对相应河段表层水体和表层沉积物中6种重金属(Cu、Zn、Pb、Cr、Cd和As)的含量水平、赋存形态及空间分布进行了研究,并采用地累积指数评价法和潜在生态风险指数法对表层沉积物中重金属的污染程度和生态风险进行了评价.结果表明,乐安河中下游水体中Cu、Zn和Cd等重金属浓度在枯水期高于平水期和丰水期.丰、平水期流速与Cd、Pb、Cu和Cr等重金属浓度表现出显著的正相关关系.表层沉积物中Cu、Zn、Pb和Cd的污染水平较高,重金属含量沿程分布特征存在季节差异,枯水期沉积物中重金属含量在河流靠近矿区处最高,而在丰、平水期则分别在下游和河口处达到最高值.沉积物中重金属除Cd以可交换态为主外,其余重金属形态组成中残渣态比重较高.地累积指数法评价结果显示乐安河受到Cu偏重度污染和Cd中度污染.单因子潜在生态风险指数法显示,Cd的潜在生态风险指数较高,部分河段存在严重风险.