最美之墓

2005年4月底,为了完成南京大学中文系学生创新工程“青藏铁路报告文学及DV作品创作”项目,南京大学青年教师张春晓、本科应届毕业生侯文涛、李冰师生三人13天走了近9000公里,沿京广线、陇海线、青藏线,穿越了大半个中国。一路上他们遇到了很多人:几十年前支援青藏铁路建设的老知青、在高原上打工的民工、奉献了一辈子的科学工作者、忠诚守卫高原保护野生动物的康巴汉子……他们也造访了很多地方:可可西里自然保护区、风火山冻土观测站、“西藏地矿”货运中转站、羊八井铁路施工现场……高原景色的奇异,气候环境的恶劣,人们的热情,民工的艰辛……都深深印在了他们的脑海里。然而给予他们印象最深刻的,还是在可可西里自然保护区以及风火山上,那些为了保护自然的信念,而在人与自然之间努力追求和谐、奉献自我的人们。     

北京市大气颗粒物及其铅的来源识别和解析

2005年9月—2006年9月,在北京的北郊(昌平区)、城区和南郊(房山区)3个采样点位共采集总悬浮颗粒物(TSP)样品166个. 用ICP-AES和ICP-MS方法测量Pb等29个无机元素. 应用正矩阵因子分析方法识别的TSP的3组主要来源为土壤扬尘源、建筑源和燃煤源;2组次要来源为有色冶金源和燃油源. 北京市大气颗粒物中Pb的2个主要来源为燃煤源和有色冶金源,分别占总量的19%～39%和49%～62%;次要来源有土壤扬尘源和建筑源,分别占总量的2%～4%和7%～8%. 北京市北郊、城区和南郊的ρ(Pb)年均值分别为102,142和179 ng/m3. 燃煤源排放的铅分布比较均衡,在3个采样点位ρ(Pb)大体持平;而有色冶金源排放的铅有明显的采样点位差异,具有南高北低的趋势,这提示有色冶金源的主要方位是在北京的南边. 北京市大气ρ(Pb)有可观的下降空间. 铅排放削减和有关环境管理措施的主要对象应为涉铅的有色冶金行业. 对原料煤中铅含量的监测、控制和管理也应予以重视.      

柴油挥发行为的研究

对柴油进行了在玻璃表面皿上和在土壤中的挥发实验研究。在玻璃表面皿的挥发实验中,进行了30℃条件下柴油与90^#汽油、煤油及沙特原油挥发的对比实验。实验结果表明,柴油和煤油的挥发量与挥发时间呈指数关系,而90^#汽油与沙特原油的挥发量与挥发时间呈对数关系。柴油在土壤中的挥发实验表明,土壤质地、土壤的含水量及柴油浓度都影响柴油的挥发量。土壤中的柴油污染物有一种向上运动的所谓“灯芯”作用,适度的土壤含水量会促进“灯芯”作用,而过高的含水量则抑制其发生。     

2,3,7,8,-四氯苯噁英对NIH小鼠早期妊娠和生殖激素的影响

用不同剂量的2,3,7,8 四氯苯二英(2,3,7,8 tetrachlorodibenzopdioxin,TCDD)对小鼠胚胎附植数量和生长发育情况进行剂量反应评估,分析TCDD对假孕小鼠子宫蜕膜生长状况的影响以及比较胚胎种植前后染毒效果.所有样本采集血液,测定母体血清雌二醇和孕酮的浓度变化.结果表明,50和100ng·(kg·d)-1TCDD处理的孕鼠,胚胎附植数量明显减少(P<0 05),着床后胚胎出现发育迟缓,质量减轻(P<0 05);同等剂量TCDD处理的假孕小鼠,子宫蜕膜生长受到了极显著的抑制(P<0 01);种植前后染毒效果比较发现种植前期染毒的小鼠胚胎对TCDD更为敏感.母体血清雌二醇浓度随剂量和染毒时段有不同程度的升高,而孕酮浓度则极显著下降(P<0 01).由此表明低剂量TCDD可能通过对生殖激素的干扰,强烈影响NIH小鼠妊娠早期生殖生理状态和着床后胚胎的发育.实验同时证明小鼠也可作为早期妊娠毒物研究的供试动物,用以筛选动物和人类早期妊娠的有害化合物.     

坡度和坡位对植烟坡地紫色土有机碳氮变化的影响

为研究坡度、坡位等地形因素对土壤碳氮变化的影响,以川西南植烟紫色土为对象,探究了坡度、坡位及其交互作用下不同层次(0～20、20～ 40 cm)土壤有机碳、全氮含量及碳氮比的变化特征.结果 表明:(1)土壤有机碳、全氮含量总体偏低,变异系数均为0～20 cm＞20～40 cm,而碳氮比的变异系数则表现为20～40 cm＞0～20 cm;(2)随坡度增加,土壤有机碳、全氮含量及碳氮比逐渐降低,其中有机碳和全氮在0°～5°与5°～20°间差异显著;相比于0°～5°,其他坡度土壤有机碳降幅为10.07％～ 28.69％,全氮降幅为3.72％～23.74％;(3)随坡位下降,土壤有机碳和全氮含量增加,以全氮增幅较大,相对于上坡位,中、下坡位土壤有机碳增幅为6.48％～15.98％,全氮增幅为13.43％～ 30.34％.碳氮比随坡位下降而降低,但差异不显著;(4)坡度主要影响有机碳含量变化,坡位则对全氮及碳氮比变化影响明显,坡度坡位交互效应尤其显著.总体来看,随坡度增大,土壤有机碳显著下降,坡位越高,土壤全氮下降越显著,土壤碳氮比上升越显著,尤以20～ 40 cm土层中上、中坡位碳氮变化协调性差,碳氮比随坡位增高显著上升.     

芳香化合物受体报道基因检测环境二噁英污染

以建立环境二噁英类污染物的筛查方法为目的,考察酵母基因报告系统方法在水、土壤和动物血清样品检测中的准确性和灵敏性。利用该系统,对TCDD标准品和已知毒性当量的环境污染二英标准品进行测试,建立和标准化测定的方法;对各种水样、土壤和动物TCDD暴露模型血清样品进行测定。结果显示报道系统能够较为准确地反映标准样品的毒性当量浓度,可检测到TCDD污染物的下限浓度为0.01 ng/L;可疑河涌水的二噁英类TEQ污染水平在可检测范围内,经过治理后污染程度下降;土壤检测到最高污染水平为(23.06±1.75)ng/kg;TCDD模型小鼠血清含量明显高出正常对照组(p<0.05,p<0.01和p<0.01)。结论:实验证明该报道系统可用于多种实际环境污染样品二噁英类TEQ检测,灵敏度可达ng级。由于方法具有简单、快速的特点,特别适合于环境可疑较高二噁英类污染物的快速筛查,在实际中有一定的应用价值。     

基于重点行业/领域的我国碳排放达峰路径研究

开展碳排放达峰路径研究,明确时间表、路线图、施工图,是支撑我国实现2030年前碳达峰目标的基础性研究工作. 本文采取自上而下和自下而上相结合的方式,以满足社会经济高质量稳定发展需求和国家碳达峰碳中和双重目标为约束开展自上而下的宏观路径研究;以合计贡献了我国碳排放(不含港澳台地区数据) 90%以上的电力、钢铁、水泥、铝冶炼、石化化工、煤化工共6个重点行业以及建筑、交通2个重点领域为对象,开展自下而上的重点行业/领域碳达峰路径研究;通过上下路径反复迭代、行业间耦合优化,打通宏观路径与微观措施的联动和双向反馈,最终形成基于重点行业/领域的我国碳达峰路径. 结果表明:为实现国家碳达峰、碳中和的目标愿景,需抓紧部署、大力推进包括清洁能源降碳、能效提升降碳、资源循环降碳、管理调控降碳等4类关键举措,方可实现我国碳排放量在2030年前达峰的目标,峰值较2020年增加5.0×108~7.0×108 t左右,达峰后将保持3~4年的峰值平台期. 受需求与技术驱动,不同领域碳排放总量将梯次实现达峰,其中工业领域（含钢铁、水泥、铝冶炼、石化化工、煤化工共5个重点行业）预计将在“十四五”期间整体达峰,达峰后碳排放稳定下降;电力行业和交通、建筑领域碳排放均在2030年左右实现达峰. 经测算,2021—2030年间,为推动碳达峰采取的4类关键措施预计需投入2.08×1013元;其中清洁能源降碳是最为有效的措施,同时也是成本最高的措施. 为保障关键举措顺利落地,建议全面加大政策创新,逐步形成系统完善的碳总量控制与交易市场机制、绿色低碳标准体系、行业准入及产业结构政策体系、价格财税及投融资机制等. 本研究分行业及领域的碳达峰路径研究成果及所识别的关键控碳减碳技术手段、措施和政策将为国家碳达峰路径设计提供技术支撑.      

中国钢铁行业二氧化碳排放达峰路径研究

钢铁行业是我国重要的CO₂排放源. 作为典型的资源能源密集型产业,钢铁行业加快绿色低碳转型、尽早实现碳达峰并有效降碳,既是行业自身高质量发展的内在需要,也是支撑落实国家碳达峰、碳中和目标的客观要求. 本文综合考虑经济社会发展、资源能源利用、工艺结构调整、低碳技术应用等因素影响,开展了基于情景分析的钢铁行业CO₂排放达峰路径研究,对不同情景下钢铁行业CO₂的排放趋势进行测算,识别钢铁行业CO₂减排的主要驱动因素,判断推动钢铁行业碳排放达峰的关键举措,为制定“双碳”目标背景下钢铁行业CO₂排放控制策略提供参考. 测算结果表明,我国钢铁行业CO₂总排放量有望在2020—2024年期间达到峰值;行业CO₂总排放量峰值为18.1×108~18.5×108 t,达峰后到2030年降幅将超过3×108 t. 研究显示,粗钢产量是决定我国钢铁行业碳排放能否快速达峰的关键,加大废钢资源利用、推进外购电力清洁化以及提高系统能效水平是2030年前钢铁行业实现碳排放达峰并有效降碳的重要途径. 到2030年,粗钢产量降低、加大废钢资源利用、推进外购电力清洁化、提高系统能效水平以及氢能炼钢和二氧化碳捕集、利用与封存(CCUS)等前沿技术对钢铁行业CO₂减排的贡献率分别为11%~52%、34%~52%、7%~20%、5%~13%和2%~3%.      

TiO2复合催化剂弱光催化降解模拟海水中苯酚及其催化活性的影响

为了获得适用于海水中有机污染物光降解催化剂,分别选用纳米SiO_2粒子和氧化石墨烯GO为载体,利用吸附相反应技术并结合热处理过程制备了基于TiO_2的复合催化剂,研究了弱光(光强小于1mW·cm~(-3))激发下复合催化剂光催化降解模拟海水中苯酚.结果表明,吸附相反应技术结合焙烧得到的La~(3+)掺杂TiO_2-SiO_2,表面亲水性较强和对苯酚吸附能力较弱,难以克服盐离子的干扰并有效降解模拟海水中高浓度苯酚.而吸附相反应技术结合醇溶剂热还原处理后,La~(3+)掺杂TiO_2-SiO_2催化剂表面亲水性显著减弱,但该催化剂在模拟海水中不能形成稳定的悬浮体系.吸附相反应技术得到的TiO_2-GO和La~(3+)掺杂TiO_2-GO中,TiO_2粒子粒径小于10nm且均匀负载于GO的表面.醇溶剂热还原处理可使TiO_2形成晶型结构,从而提高其催化活性,同时还能将GO表面的含氧基团还原,降低催化剂表面亲水性.从而提升催化剂对苯酚的吸附能力和对盐离子的抗干扰能力.另外,还原GO与小粒径TiO_2粒子紧密结合,使光生电子能很快转移至还原GO表面,增大光生电荷分离率,进一步提升催化剂的光降解性能.     

基于三维成像技术的污泥菌群中抗生素抗性基因转移动态特征研究

应用活细胞三维成像技术,实时和原位观测了活性污泥菌群中抗生素抗性基因转移动态特征.微流控芯片是一种细菌生长的良好载体,活细胞成像系统低光毒性不损伤细菌活性,两者结合能有效实现基因转移的长时间原位观测,能够区分抗性基因的水平转移和垂直转移.结果表明:垂直转移是污泥菌群中抗性基因的主要转移方式,菌群纵向转移速率与其厚度有关,菌群内部转移率较高,基因转移速率为0.24～0.29 h~(-1).