北京市大气中多氯联苯的污染水平和分布特征

利用XAD树脂被动采样技术和同位素稀释高分辨气相色谱/高分辨质谱联用法(HRGC/HRMS)研究了2012年11月至2014年1月北京地区大气中多氯联苯(PCBs)的污染现状、区域分布特征及季节性变化规律.结果表明,北京大气中19种PCBs总浓度为8.42—45.2 pg·m-3(平均值23.1 pg·m-3),各采样点全年平均毒性当量范围为0.33—3.33 fg WHO-TEQ m-3(平均值1.85 fg WHO-TEQ m-3).PCB-11浓度范围为27.9—136pg·m-3,平均值为78.2 pg·m-3.大气中的PCBs以低氯代(2—5氯代)PCBs为主.季节变化规律呈现出夏/秋季节PCBs浓度高于冬/春季节的规律;区域分布特征呈现出人口密集的城区大于背景区、工业区大于城区的规律.     

Changes in distribution patterns of weed species richness in agricultural lands on Qinghai-Tibet Plateau under climate change北大核心CSCD

农田杂草是阻碍农业生产的主要因素之一.明确农田杂草丰富度分布格局对农业生产管理具有重要意义.以青藏高原农田杂草为研究对象,利用物种分布模型探讨基于县域尺度的农田杂草物种丰富度分布格局及其未来(2050s)的变化,利用逐步回归筛选影响物种丰富度的环境因子,基于传统最小二乘法(OLS)和地理加权回归模型(GWR)分析环境因子对农田杂草物种丰富度的影响,并对两种分析方法进行比较.结果显示:(1)分布在青藏高原的农田主要杂草有51科284种,其中59种单子叶杂草、222种双子叶杂草、135种一年生杂草和149种多年生杂草.青藏高原农田杂草物种丰富度呈由西向东递增的变化规律,物种丰富度中心(丰富度值为167-194)主要集中在一江两河、河湟谷地和川西北等地区;(2)全球气候变化背景下,未来(2050s)青藏高原农田杂草物种丰富度整体呈由东南向西北方向增加的趋势,其中SSP1-2.6情境下最多增加43种,SSP5-8.5情境下最多增加49种;(3)GWR模型优于OLS,其结果表明青藏高原农田杂草物种丰富度的主要驱动因子是最冷季平均温、太阳辐射和最干月降水量,上述变量对杂草丰富度的影响存在明显的空间差异性,其中最冷季平均温由南向北逐渐从负向影响转变为正向影响.太阳辐射整体在青藏高原东部边缘等地区对农田杂草丰富度起正向的影响,在藏东南、青藏高原北部边缘等地区起负向的影响.最干月降水量对整个研究区域起负向影响,并表现出影响力由南向北逐步递增的趋势.上述结果表明青藏高原农田杂草物种丰富度调查不足,实际观测到的丰富度值明显低于当前气候下潜在的丰富度值,存在低估现象.当前气候背景下的农田杂草物种丰富度中心分布地区在未来仍是重点监管对象,且未来青藏高原部分地区作物可能面临新的杂草入侵风险.建议未来研究应注重于青藏高原粮食主产区农田杂草群落结构和功能调查、杂草和作物种间关系、耕地尺度上丰富度驱动因子分析等方面,为区域杂草管理和防治提供充分科学依据.(图6表2参53)     

Temporal and spatial patterns and driving factors of cultivated land change in Qinghai-Tibet Plateau北大核心CSCD

随着经济快速发展、城镇化进程加快以及人口基数不断增加,在城市用地不断向外扩张以及生态退耕措施的影响下,耕地面积呈逐年减小的趋势.这一现象加剧了农业发展与其他要素间的矛盾,对区域粮食安全也产生重要影响,因此,探讨耕地面积时空变化及其驱动机制对保障区域粮食安全具有现实意义.分析青藏高原地区1980年、1990年、2000年、2010年、2018年的耕地面积数据,结合户籍人口、地区生产总值(GDP)、粮食单产等统计年鉴资料解析影响其变化的主要驱动因子.结果表明:(1)青藏高原近40年耕地面积变化总体经历缓慢增加、显著增加和缓慢递减3个阶段,整个变化过程中耕地主要流失方向为林地和草地,分别占总流失面积的50.99%和32.02%,主要原因为退耕还林还草等政策的实施,其次为建设用地和水域增加.(2)耕地转为非耕地的地区主要集中在四川西部、云南西北部、青海东部,而耕地转入地区主要集中在青藏高原中部.以地市州来看,拉萨、海东、海西、阿坝、林芝等地区耕地面积变化特征以缓慢递增为主;西宁、黄南、甘孜、甘南等地区的耕地面积则呈缓慢递减的变化趋势.(3)主成分分析和结构方程模型结果显示影响耕地面积减少的主要驱动因素包括经济社会发展和粮食生产.其中经济和社会因素对耕地面积变化产生的影响为负值,社会因素产生的负影响最大,为-0.224,人口基数增长、建设用地扩张、土地利用转型要求以及二、三产业红利的吸引都会导致耕地面积减小.本研究揭示了青藏高原地区近40年耕地变化情况及流失方向,耕地面积波动主要受到经济社会因素以及政策因素的影响;上述结果可为今后国家粮食安全及当地生态环境可持续发展提供理论参考.(图7表8参45)     

蓬莱仙界园区土壤-蔬菜系统重金属形态解析及关联特征

为了解贵阳市蓬莱仙界生态园区土壤-蔬菜系统中重金属的赋存形态及其内在的关联特征,采用Nemero综合污染指数和综合质量影响指数IICQ分析了番茄(Lycopersicon esculentum)、甘蓝(Brassica oleracea)、红油菜(Brassica napus)、豌豆(Pisum sativum)、白菜(Spinacia oleracea)、胭脂萝卜(Raphanus sativus)地土壤-蔬菜系统重金属Pb、Cr、Cd、Hg、As的综合污染状况,并依据重金属生物有效性、形态解析和富集系数对土壤-蔬菜系统中重金属的关联特征进行了表征。结果表明:土壤重金属综合污染指数为番茄地(2.98)甘蓝地(2.90)红油菜地(2.36)豌豆地(2.33)白菜地(2.18)胭脂萝卜地(1.85),番茄土壤和甘蓝土壤属于中度污染,胭脂萝卜土壤污染最轻,土壤中Hg的单因子污染指数最大,其含量高于贵州省背景值2~3倍。BCR连续分级提取结果表明:研究区Pb、Cr、Cd和As以残渣态为主,Cr、Hg和As的形态分布相似,Cd的酸可提取态占总量的比例最大,为14.81%,活性态比例大小顺序为:Hg(48.98%)Cd(44.44%)Pb(39.40%)Cr(10.37%)As(1.18%),同种元素的不同形态所占比例不同,其中,Hg、Cd和Pb的活性态含量较高,潜在危害较大。土壤-蔬菜系统重金属IICQ指数大小顺序为:番茄(3.92)红油菜(3.37)白菜(3.33)胭脂萝卜(3.32)甘蓝(3.25)豌豆(2.74),除土壤-豌豆系统属轻度污染外,其余属中度污染;蔬菜综合质量影响指数表明,番茄的IICQ_v最大,为2.50,污染最严重。番茄叶和白菜叶对Hg的富集系数均高于其他蔬菜的叶组织,不同蔬菜和不同组织部位对Pb、Cr、Cd、Hg和As的富集能力差异明显,番茄根和胭脂萝卜根对Pb的富集能力远高于茎叶,Pb主要累积在豌豆和甘蓝的茎部,其次为根部,红油菜叶和白菜叶对Pb的富集系数高于其根茎;甘蓝、白菜和红油菜富集Cd能力较高,豌豆对Cd的富集能力最弱、IICQ_V最小,受污染最轻,抵抗重金属能力最强。     

尿液中多环芳烃羟基代谢产物分析方法研究

通过实验建立了"酶水解-固相萃取-HPLC 荧光检测"尿液中多环芳烃羟基代谢产物1-羟基芘,9-羟基苯并[a]芘和3-羟基苯并[a]芘的分析方法,研究了3种代谢产物在不同保存温度下的稳定性,并通过对200个实际尿液的测定初步验证了该方法的可行性。该方法回收率为70%～85%,最低检出限为0 02～0 05μg L。-20℃保存的尿液样品及尿液提取液中3种化合物在1个月内降解了10%～36%,提取液比尿液的稳定性稍好,保存温度越高稳定性越差。      

贵州部分水稻主产区土壤和大米Cd污染特征研究

为了解贵州水稻田土壤和大米Cd污染特征,对贵州部分水稻主产区开展水稻田土壤和对应水稻样品的采集,并测试土壤pH和所有样品的Cd含量。结果显示：研究区土壤pH为4.81～7.56,平均值为6.45;土壤Cd含量为0.37～3.22 mg/kg,平均值为0.88 mg/kg,点位超标(风险筛选值)率为96.43%,喀斯特地区土壤Cd含量整体高于非喀斯特地区;大米中Cd含量为0.00～0.44 mg/kg,平均值为0.04 mg/kg,超大米安全限量值的样品比率为3.65%。进一步分析发现,研究区土壤Cd除来自成土母质(母岩)贡献外,还受人为排放的影响;水稻在灌浆成熟期,由于水稻田水分条件不良,土壤出现氧化环境的频率高或者氧化环境持续的时间长,可能是导致大米Cd超标的主要原因之一。因此,在水稻种植过程中,人为保障灌浆成熟期水稻田供水充足是降低水稻Cd含量、避免大米Cd超标的有效途径。     

基于298/77 K循环处理回收PCB中非金属组分

为解决废印制电路板(PCB)中非金属组分回收难且二次污染率大的问题,引入298/77 K循环处理技术,首先分析温度改变对PCB内部结构所造成的影响及PCB内部力学性能的变化,测试静电分选和离心分选对PCB非金属组分回收率的实际影响,之后引入CaF₂作为精炼过程中的强氧化剂,测试PCB内部结构发生改变后的硅组分回收率,最后测定回收后硅元素的实际纯度。结果表明：PCB在经过298/77 K循环处理后,内部结构受温度循环影响发生明显变化;各项力学性能均实现明显下降;PCB非金属组分实际产出量和硅组分回收率,相比于传统处理方式实现了明显提升,且对原PCB中各项杂质有较好的去除效果,硅元素占比在97%以上。     

南渡江流域降雨侵蚀力时空分布与变化趋势研究

降雨侵蚀力是表征降雨侵蚀强度的重要指标,对研究区域水土流失潜在风险以及土壤侵蚀模型预测具有重要意义。为分析南渡江流域降雨侵蚀力时空变化趋势,基于日降雨侵蚀力模型,利用流域及其周边13个气象站1971—2020年逐日降雨数据,采用Mann-Kendall非参数趋势/突变检验、小波分析和反距离加权插值等方法在不同时空尺度上对降雨侵蚀力进行研究,从而确定降雨侵蚀力的时间和空间变化趋势。结果表明,南渡江流域1971—2020年年均降雨侵蚀力范围为11 841.33～23 692.14 MJ·mm·hm^-2·h^-1,均值为16 497.67 MJ·mm·hm^-2·h^-1,年际变化整体呈现波动上升趋势,年降雨侵蚀力存在周期性变化,未发生显著性突变;降雨侵蚀力年内分布集中在7—9月,因此需加强期间水土流失防治工作。季节的年际变化除春季降雨侵蚀力呈现下降趋势外,夏季、秋季和冬季均呈上升趋势;降雨侵蚀力空间分布呈现从南向北逐渐降低的趋势,各气象站变异系数范围为0.24～0.43,由北向南逐步递减,具有较高的区域变异性...     

北京山区针阔混交林地土壤有机碳含量的影响因素研究

探究生物因子和非生物因子与土壤有机碳含量的关系,解析影响土壤有机碳含量变异的主导因素,可为生态系统碳平衡协调发展提供理论依据。以北京山区针阔混交林为研究对象,基于64个样地的实测数据,采用结构方程模型筛选出影响土层（0-10、10-20、20-30 cm）有机碳含量的主导因素,并结合结构方程模型探究了各因子对土壤有机碳含量的直接和间接影响。结果表明,（1）林龄、根系生物量、凋落物质量、土壤全氮和土壤容重对0-10 cm的土壤有机碳含量的影响极显著（P<0.01）,植物多样性对0-10 cm的土壤有机碳含量影响显著（P<0.05）;直接效应依次为土壤全氮(0.73)>根系生物量(0.59)>凋落物质量(0.56)>林龄(0.47)>土壤容重(-0.44)>物种香农维纳指数（0.21）,间接效应依次为林龄(0.31)>根系生物量(0.29)>凋落物质量(0.27)>物种香农维纳指数（0.11）。（2）海拔、土壤全氮和土壤容重对10-20 cm的土壤有机碳含量影响极显著（P<0.01）,根系生物量、林龄对10-20 cm的土壤...     

复杂地形含硫气体扩散定量风险评价技术

为解决平原地区气体扩散难以准确反映复杂地形气体扩散的真实情况,本文采用地形数字高程模型和网格划分技术、流体动力学模型,运用具有自主知识产权的气体扩散风险软件进行分析和评价,研究复杂地形条件下气体扩散定量风险评价技术方法并通过风洞实验进行验证.结果表明:该定量风险评价技术能够客观真实地反映复杂地形条件下天然气泄漏扩散的风险.