酸沉降作用的降低和安大略省基拉尼湖泊的化学恢复

毗邻加拿大安大略省萨德伯里市的基拉尼公园中的湖泊都表现出明显的水质变化,其中包括pH值和碱度的普遍增加,SO2- 4、碱基阳离子和金属浓度的减少.经过数十年的改善,尽管一些湖泊的pH值已经大于6,但仍有许多湖泊的湖水酸度却一直很高.过去,萨德伯里金属冶炼厂排放引起的过高的硫沉降左右了这一地区的酸化过程.然而,自从冶炼厂的硫排放被严格控制之后(排放量降低了90%),萨德伯里地区的硫排放就不再是该地区最主要的硫沉降源了.目前,基拉尼地区的SO2- 4湿沉降和湖水中SO2- 4浓度已经十分接近约200km外的安大略省多赛特地区,这就表明基拉尼地区的硫沉降现在主要来自于长距离传输,而不是当地污染源.对基拉尼湖泊的研究揭示了化学恢复过程的复杂本质.一旦湖水的酸度降低,就会引起一系列的变化,包括Ca2+浓度的减少,透明度增加和热力学状态改变.这些变化可能会潜在地影响一些生态体系.因此很明显需要对基拉尼湖泊的恢复在多胁迫因子的框架内继续进行评价.     

1971～200O年间安大略省基拉尼公园里的甲壳类浮游动物群落从酸化水体中得到恢复:pH6作为恢复的目标

尽管大气中SO2- 4的沉降减少,地表水的酸度也因此降低,但尚未记录到广泛的生物从酸化中恢复过来.本文通过考察1971～2000年间加拿大安大略省基拉尼公园的46个湖泊甲壳类浮游动物种的丰富度(物种数目)和组成的时间变化趋势,来估计由于水质有了重大改善即pH现在＞6后湖泊中生物的恢复程度,并与其他两组(从未酸化的湖泊和仍然酸化的湖泊[pH＜6])作比较.在这三组湖泊中,物种丰富度的时间趋势无法加以区别,物种丰富度的变化也不能说明恢复的程度.对比之下,在pH值增加到6以上的湖泊中,其浮游动物群落的组成(以物种多度的多变量指数表征)则有所变化,从"损害"状态返回到了中性湖泊的典型状态.在酸性湖泊也记录到浮游动物组成有某些恢复.虽然仍为酸性,这些湖泊的pH水平已经升高.基拉尼省公园里甲壳类浮游动物恢复的程度和速度为北美和欧洲其他酸化地区的将来预示了光明的前景.     

安大略基拉尼公园及实验湖泊区浮游生物群落对酸化的响应及其恢复过程

人们普遍推测控制SO2排放可以促进加拿大、美国和欧洲的酸化淡水湖泊的恢复.本文研究了1998～2000年间靠近安大略省基拉尼公园的22个湖泊(pH值范围4.5～7.7)的浮游生物群落变化,将结果与安大略省西北的实验湖泊区(ELA)人工酸化(pH值从6.7降至4.5)又恢复(pH升至6.0)的南302号湖的数据进行了对比,以评价酸化后的恢复效果.根据历史记录,基拉尼地区数个湖泊的pH值由先前酸化的5.0～5.5反弹到6.0.浮游生物量与pH不相关,但其物种的丰富度与pH值间呈显著相关.将所得到的物种多样性数据与历史数据加以组合,可观察到其中6个湖泊中的恢复轨迹.相关分析表明:pH值得到提高后,其中几个湖泊的浮游生物群落开始向中性环境中的典型群落转化.     

大气酸化和实验酸化的北方湖泊中石生藻类群落的复原能力

藻类群落对恢复中酸化湖泊的环境变化具有高度响应性.本文比较了北方湖泊的石生藻类群落从大气酸化(安大略省基拉尼公园)和实验酸化(南302湖,安大略省实验湖泊区)的化学恢复,以评价严重酸化的时空尺度对分类学复原能力(即恢复速率)的影响.复原能力以经过典型对应分析(CCA)湖泊在pH恢复过程中的排序空间上的位移来表示.基拉尼湖泊的复原能力相对而言几乎可以忽略,说明南303号湖8年时间酸化实验对生物恢复的影响要弱于几十年来的大气酸化作用.溶解性有机碳、溶解性无机碳以及钙的增长很好地解释了恢复过程中的酸化湖泊的石生物种丰度的时间变化.南302湖中观察到了相反的分类学复原能力和抗性的轨迹(抗性指扰动后自原来状态的偏离),显示在恢复和酸化过程中影响石生物种的生态因子随相应的pH值不同而不同.本文的发现揭示了在对严重酸化湖泊的生态系统恢复建立模型时,一定要考虑扰动的时空尺度以及引起恢复和酸化轨迹差异的生物滞后响应.     

催化裂化装置烟气脱硫技术的应用

介绍了美国Dupont-Belco公司EDV湿式洗涤脱硫技术(EDV)在中石化金陵石化公司1.3Mt/a催化裂化装置的应用,用于脱除FCC烟气中SO2和颗粒粉尘。从EDV系统洗涤塔底部排出的洗涤液经废水处理单元(PTU)脱除悬浮固体物,并对洗涤液中的亚硫酸盐进行强制氧化生成硫酸盐以降低化学需氧量(COD),形成含盐废水外排。使用该套技术后,FCC装置烟气中污染物含量大幅下降,SO2含量从686mg/m3下降至25mg/m3,粉尘含量从163 mg/m3下降至31mg/m3,每年可减少SO2排放840 t,回收粉尘168 t;PTU系统外排含盐废水COD为96 mg/m3、悬浮物浓度53 mg/m3,具有很好的环保效益。     

船只排放物对欧洲空气质量及酸性沉降造成的影响

一个名为"STOCHEM"的三维拉氏化学传输模型被用于描述2000年气候条件下国际海运活动产生的SO2、Nox、VOCs和CO排放造成的欧洲大西洋沿岸区域性酸性沉降和臭氧空气质量影响的状况.     

瑞典四大湖泊(梅拉伦、哈马伦、韦特恩和维纳恩湖)研究工作40年:监测与治理措施对于社会可持续发展的重要意义

对瑞典的梅拉伦、哈马伦、韦特恩和维纳恩等四个大湖水质进行的监测已差不多有40年了.对湖泊的物理化学参数、浮游生物和底辆无脊椎动物进行了定期评估.对湖泊的水文和沉积条件、大型植物、鱼类、原始有机物产率、细菌和附生藻类进行了定期调查.人类活动(包括工业活动)的影响表现在湖中有机质、养分、金属和持久性有机化合物过量增加.从60年代末开始,对这些湖泊汇水区内所有市政污水处理厂都进行了更新改造,使其达到了最高技术标准(包括磷的化学沉淀处理),因而污水处理厂的磷排放减少了90%-95%.此外还对工业企业作出了规定,要求它们减少有害物质的排放.本文讨论了对湖泊采取活污措施后湖泊的变化情况以及各种指标达到的水平.这些研究有助于制定全国性湖泊监测计划.另外,通过大湖监测取得的成果有助于制定国家水质标准,包括物理、化学和生物学标准.     

瑞典中部法伦地区1000年铜生产对环境的影响

瑞典中部的法伦地区在铜生产过程中向大气中排放二氧化硫(SO2)和金属的历史至少有1000年.在17世纪,排放达到高峰,当时,法伦地区铜产量占世界铜供应量的2/3.因此,该地区为研究酸沉降和金属污染的长期效应,包括随后3个世纪降低二氧化硫排放和金属沉降的恢复提供了一个难得的机会.本文对当地二氧化硫的排放进行了1000年的回顾,估算了二氧化硫的大气浓度和干沉降,及对土壤和湖泊的酸化和金属污染.尽管长期以来二氧化硫的沉降超过了临界负荷,但土壤酸化仅局限于矿区西北和东南12km污染最严重的范围内.根据湖泊沉积物中的硅藻分析,14个湖泊中仅有8个为酸化型(0.4～0.8pH单位).可能是由于大量的硫酸盐仍然累积在土壤中,以及土地利用方式发生了变化,这些湖泊目前仍处于酸化状态.     

生物炭介导的不同地表条件下土壤N2O的排放特征

为探究不同地表条件下农田土壤N_2O产生与释放对生物炭输入的响应,于2014~2015年小麦-玉米生长季,采用田间小区试验的方法,在不同生物炭用量[0 t·(hm~2·a)-1(CK)、5 t·(hm~2·a)-1(BC5)、45 t·(hm~2·a)-1(BC45)]及不同地表条件下[种植作物(以+表示)、裸地(以-表示)],对土壤N_2O释放、土壤铵态氮(NH_4~+-N)和硝态氮(NO_3~--N)的动态变化进行了观测分析.结果表明:(1)在小麦生长季,CK+、BC5+、BC45+这3个处理的土壤N_2O排放通量分别在21.70~88.91、21.42~130.09、64.44~179.58μg·(m~2·h)-1之间变动,BC45+处理显著高于其它2个处理(P0.05).其中在小麦生长盛期(返青拔节期-孕穗抽穗期),3个处理的土壤N_2O排放通量均较小麦越冬期显著下降(P0.05),而且BC45+处理基于CK+、BC5+的土壤N_2O排放通量增幅在小麦孕穗抽穗期已较其越冬期时分别降低了18.43%、14.62%.在玉米生长季前期,BC45+处理的土壤N_2O排放通量也显著高于BC5+和CK+处理(P0.05),但至玉米的抽穗期及成熟期,BC45+处理的土壤N_2O排放通量已与BC5+和CK+无显著差异.这说明随作物生长盛期的到来及地表覆盖度的增加,生物炭介导的土壤N_2O排放的增加效应得以有效抑制.同期裸地条件下相同生物炭处理的土壤N_2O排放通量结果也证实了这一点.(2)在小麦生长季及其同期的裸地条件下,与CK相比,两种生物炭处理均可增加土壤NO_3~--N和NH_4~+-N含量,但在作物生育盛期,BC5+、BC45+处理的两种氮素形态较CK+处理均有下降,尤以BC45+最为突出,其土壤NO_3~--N和NH_4~+-N含量分别下降了96.44%、69.40%.玉米生长季与小麦季有着相近的趋势.较高生物炭施用量土壤NH_4~+-N和NO_3~--N含量在作物生育盛期的明显下降与同期土壤N_2O的排放显著减少相呼应.因作物生长发育对氮元素吸收增加致呼吸底物减少可能是生物炭介导下N_2O排放减少的原因之一.(3)在小麦生长季,生物炭施用提高土壤pH从4.62至最高5.18.至玉米季时,土壤的pH值在4.42~5.02之间波动,土壤pH值相对低时土壤N_2O的释放量相对高,反之亦然.土壤pH可在一定程度上影响土壤N_2O释放.     

中国大气SO2污染与排放的空间分离分析

污染物排放是导致环境质量恶化的根本原因,但污染物排放与环境质量的变化在空间上却存在不完全协同、匹配的现象(即空间分离).为分析中国省域尺度环境质量与污染物排放的空间分离现象,构建了空间分离指数和重心模型,并以SO2排放量和空气中SO2浓度为例进行实证分析.结果表明:2000-2010年,全国SO2排放量由1965.8×104 t增加至2182.9×104 t,空气中SO2浓度由0.046 mg·m-3下降至0.035mg·m-3;SO2排放量最多的10个省份占全国排放量的比重为57.4％,地区间排放强度差异较大;SO2污染的空间格局未发生明显变化,华北、西北、西南及山东、湖南是我国SO2污染相对严重区域;中国SO2排放与污染间存在一定程度的空间分离,空间分离指数为27.3 ～ 36.0,SO2排放重心和污染重心的距离在19.3 ～144.0 km之间;10年来,SO2排放重心向西北方向移动,污染重心却向东南方向移动,这也是环境质量与污染排放空间分离现象的一个表现;SO2排放与污染间的空间分离现象在逐年减弱,10年来,空间分离指数年均降低2.7％,排放重心和污染重心的距离年均减小9.9 km.研究结果对正确理解污染减排与环境质量改善的关系,确立区域污染减排和环境质量目标具有一定的借鉴意义.     

吉阳核电厂址气象铁塔塔层风频规律及风速分布拟合研究

通过安徽吉阳核电厂址气象塔观测系统获取观测数据,研究了该地区的风频规律性,并按南沿江流、北沿江流对塔层风速分布进行幂函数近似拟合,估算了地表粗糙度。结果表明：本区主导风向多集中在偏东北风上,而且频率很高,次主导风向则略有差异;塔层风廓线分布基本符合幂函数关系,由廓线求出的n指数推荐值为：A类0.165,B类0.167,C类0.192,D类0.313,E类0.406,F类0.463;南沿江流方向的地表粗糙度为1.547 063 m,北沿江流方向的地表粗糙度为1.738 45 m。     

对原子结构教学中两个问题的讨论

中学原子结构的课堂教学中,容易产生一些缺乏严谨性的情况。针对能级交错与分裂、洪特规则等内容教学过程中出现的例子进行探讨。     

关于长江立法的思考

尽管自2015年国家出台长江经济带建设战略以来,制定"长江法"的呼声不断高涨,但距离形成共识、理性发声尚有较大距离。文章围绕是否需要为长江立法、为长江立一部什么样的法、如何才能立好"长江法"三个基本问题,进行分析,试图描绘出"长江法"这一图景的面貌,作出有说服力的解释。     

区域尺度绿洲稳定性评价

论文在区域尺度上,探讨了绿洲稳定性的内涵,并以新疆三工河流域绿洲为例,从绿洲所处的地理位置、绿洲与外围荒漠和山地系统之间的相互作用等方面评价了绿洲的区域稳定性。结果表明:①冲洪积扇型绿洲稳定性最高,其次是位于地下水溢出带下方的冲积平原型绿洲,稳定性最差的是湖滨三角洲或散流干三角洲上发育的绿洲;②绿洲的冷岛效应和植被指数可较好地表征绿洲与外围荒漠和山地系统之间的相互作用和评价绿洲的区域稳定性的时间变化。绿洲规模的扩大及绿洲水分和植被的增加将加强绿洲的冷岛效应,提高绿洲的稳定性;归一化差异植被指数增加,表明绿洲内植被覆盖密度增大和植物生物量提高,绿洲的稳定性增强。     

模具在工件反挤压过程中的变形模拟研究

模具在金属塑性成形过程中起着十分重要的作用。就一般而言,模具在金属成形过程中的变形被忽略,将之视为刚性体。然而在金属精密成形中,模具的变形对成形件的尺寸精度将产生较大的影响。利用SuperForm软件针对模具在工件挤压过程中的变形进行了有限元数值模拟,对这一问题作了初步分析与探讨,为工厂实际生产的工艺制定、模具设计提供理论参考与依据。     

包气带油污土层生物修复现场控制性因素的评价

包气带油污土层的生物修复涉及到石油降解微生物、石油污染物的可生物降解性和土壤环境三个方面.本文通过最或然计数法(MPN)、原油族组分柱层析分析方法和色质联机分析等实验手段,研究了淄河滩包气带油污土层的水力学特性、氮磷营养元素、微生物和石油污染物.结果表明,长期受石油污染的土层含有丰富的微生物,其中大部分具有降解石油烃的能力,且土层的渗透性极强,有利于开展油污土层的生物修复.同时,长期的挥发、淋失和转化造成土层中石油污染物主要由高分子、高沸点烃类组成,且油污土层的速效氮、速效磷含量太低,直接增加了生物修复的难度,成为不利于生物修复的影响因素.     

岁末年初汉江行

2005年10月，湖北襄樊绿色汉江会长运建立打来电话，告诉我唐白河清了。