黄河流域城市群与产业转型发展

黄河流域生态保护与高质量发展是国家重大战略之一。城市群和产业转型发展是实现黄河流域生态保护与高质量发展的内在要求和根本保障,揭示流域尺度城市群发展与产业转型升级的路径对指导黄河流域高质量发展意义重大。为此,本文聚焦“城市群和产业转型发展”,联合来自中国科学院地理科学与资源研究所、中国社会科学院生态文明研究所、黄河水利科学研究院、首都经济贸易大学、北京大学、河南大学等单位的专家学者,从生态保护、资源配置、动态演化、空间结构、整合调控等视角,探讨黄河流域城市群与产业转型发展的重要议题,以求服务于黄河流域生态保护与高质量发展的国家重大战略实施。核心观点如下：识别水资源、城市群和产业发展的关系是促进产业转型和城市转型协同、经济转型和社会转型并进的关键;分析流域生态保护和高质量发展复杂耦合与动力演化机制对于实现流域高质量发展意义重大;揭示黄河流域典型城市群和产业空间演变机理,构建城市群与产业转型发展空间一体化目标与模式,是促进黄河流域的高质量发展的有效途径;在全球化和能源革命导致贸易不确定性增加、社会经济与生态环境关系复杂、“双循环”的新发展格局构建背景下,黄河流域“城市群和产业转型发展”亟需更全面的整合调控机制。     

2000年来中国生态状况时空变化格局

21世纪以来,我国在经济快速发展的同时高度重视生态环境保护,一系列生态修复工程和空间管控措施使生态状况发生了巨大变化;然而目前对于全国生态状况宏观格局的认识仍十分有限。借助 Google Earth Engine（GEE）遥感云计算平台,采用主成分分析方法和MODIS数据构建的绿度NDVI、热度LST、湿度WET和干度NDSI四个指标,生成长时间序列的遥感生态指数RSEI数据集,完整刻画了中国2000年来生态状况的时空连续变化格局。研究发现:在空间格局上,东南沿海地区生态状况优于西北地区;变化趋势上,全国生态状况除上海、西藏和澳门之外均显著改善,RSEI增长最多的三个省份为山西、陕西和河北。进一步采用遥感云计算定量评价了2000年来生态状况变化的宏观格局,以期为国土空间管控和生态保护提供科学支持。     

污染场地土壤重金属的生物可给性及毒性研究

近年来,生物可给性被用于评估场地土壤污染健康风险,然而不同场地类型重金属生物可给性差别巨大,生物可给态重金属的人体健康危害效应仍然鲜见报道.本研究以浙江温岭某电子拆解厂为研究区,分析比较了5个场地土壤（S1-S5）中Zn、Cu、Cd、Pb的生物可给性并探究生物可给态重金属对人小肠上皮细胞的毒性效应机制.结果表明,场地土壤Cd和Cu污染较为严重,含量分别为4.84,438.52mg/kg.4种重金属在胃阶段生物可给性范围分别为2.10%~48.28%、4.84%~33.73%、16.04%~42.81%、1.81%~15.71%,小肠阶段为2.05%~36.91%、13.17%~22.23%、10.19%~23.10%、0.60%~2.69%,可见胃阶段的生物可给性低于小肠阶段.对于肠相生物可给态重金属暴露人体肠道上皮细胞后,除样点S4外,细胞活力均显著性下降.此外,样点S3和S5土壤提取液对超氧化物歧化酶活力影响较小,但显著抑制过氧化氢酶活力,并且该样点对DNA产生损伤.通过研究电子拆解厂土壤生物可给性以及其毒性效应,以为我国场地土壤重金属健康风险评估提供科学依据.     

广西武鸣河流域非点源氮磷污染特征及源解析

分析了广西武鸣河流域不同种植作物的土壤氮磷形态特点,并使用主成分分析对河流水体和沉积物中的氮磷进行了源解析.不同种植作物土壤统计和单因素方差分析结果表明,流域周边农田土壤总氮（TN）和总磷（TP）含量范围分别为802.60~2740.42和109.01~784.59mg/kg.种植玉米土壤氨氮（NH₄⁺-N）和硝酸盐氮（NO₃^--N）显著高于其他土壤（P<0.05）;甘蔗土壤NO₃^--N显著高于其他土壤（P<0.05）;种植柑橘土壤交换态磷（Ex-P）和铁/铝态结合磷（Fe/Al-P）显著高于其他土壤（P<0.05）.主成分分析结果表明,武鸣河水体中TN可能主要来源于种植玉米和甘蔗土壤的养分流失.沉积物中Fe/Al-P、钙结合磷（Ca-P）和NH₄⁺-N可能分别主要来源于柑橘、桉树和玉米土壤.种植玉米和甘蔗土壤的氮流失可能造成了武鸣河最主要的非点源污染问题,说明土地作物类型是影响流域非点源污染的重要因素.     

高原城市室内灰尘对人角膜上皮细胞损伤研究

收集高海拔城市昆明不同功能区室内灰尘,利用等离子发射光谱仪分析不同粒径（F1~F4：100~2000,75~100,63~75,45~63μm）灰尘中Pb,Cu,Cd,Zn,Cr,Ni,Co,As和Mn的含量,借助人工泪液提取的方法,测定目标重金属的可溶出率（生物可给性）,并分析室内灰尘人工泪提取液对人角膜上皮细胞的毒性效应.结果表明,办公室灰尘中Ni,Mn,Zn显著高于家庭及学生宿舍（P<0.01）,且Cd,Ni,Zn的含量高于昆明市土壤背景值的39.3、9.5、12.3倍.居民住宅Co（10.6%）、办公室As（16.1%）及学生宿舍Mn（36.0%）溶出率最高.重金属元素在粒径分布规律上表现出不同特征,办公室及宿舍灰尘重金属易在63~100μm粒径范围内富集.人角膜上皮细胞经室内灰尘人工泪提取液暴露24h后,低浓度（20μg/mL）、高浓度（1280μg/mL）分别促进和抑制细胞增殖,与对照组相比较均具有统计学意义（P<0.05）.细胞炎症因子IL-1β和TNF-α相对表达量显著增加,提示昆明室内灰尘暴露有诱发角膜炎症疾病发生的风险.     

1985~2019年中国全氟辛烷磺酰基化合物的动态物质流分析

全氟辛烷磺酰基化合物（PFOS）是一类具有持久性、生物累积性和毒性的化学品.揭示PFOS在较大时空范围内的流动、储存和释放规律,可为PFOS管理提供科学依据.本研究构建了1985~2019年中国PFOS的动态物质流模型,量化了流量、存量及环境释放量,并对结果进行了灵敏度和不确定性分析.结果表明,国内生产是中国PFOS主要的源,生产的PFOS多以终端产品形态流向国内市场,少数以原料形式出口;土壤和水体是中国PFOS主要的汇,释放到两者中的PFOS主要来自产品使用阶段,2019年达103 t.2000年前PFOS的总输入量和总输出量均相对较小,后逐步增加;2009年,相关公约的颁布使两者明显下降.2005年起,在用存量和环境释放量逐年增加,土地填埋存量自1985年起始终保持增长状态.含PFOS的废弃物的末端处理目前仍以土地填埋和焚烧等传统方式为主,但有向绿色处理方式转型的趋势.本研究结果可为健全我国PFOS管理提供基础数据和理论支持.     

高原深水型湖库水体重金属及营养盐耦合关系探究——以乌江构皮滩水库为例

水体富营养化及重金属污染都是严峻的水污染问题,二者可能存在一定的拮抗作用,但关于重金属与营养盐间耦合机理研究相对较少。本文选取乌江高磷背景的构皮滩水库为研究对象,分析2018年1、4、7、10月的支流表层水、库区分层水和下泄水的营养盐、溶解态重金属及相关水化学参数。通过不同组分间的Pearson相关分析及重金属聚类分析,发现As、Ni、Co与Mn可能主要来自于矿山废水,而Zn、Pb、Cd、Cr主要与生活、农业废水排放有关。Fe、DSi可作为指示重金属与营养盐耦合机制的代表元素,Fe用于表征外源及氧化还原条件的贡献,DSi可指示生物作用(包括吸收、分解等)的参与程度。结合DSi/TDN、As/Fe、Zn/As分析,表明该地区重金属及营养盐间的耦合关系主要受径流、硫酸盐还原作用及颗粒态污染物吸附/解吸等综合作用的影响。该研究为重金属及营养盐耦合机制探究提供一定的理论依据,同时对喀斯特深水型湖库复合污染治理具有重要指导意义。     

长庆油田某作业区集输系统结垢机理与防控措施研究

目的解决长庆油田某作业区集输系统的结垢问题。方法采用离子色谱仪等仪器对水样的理化性质进行测试分析,采用X射线衍射仪对现场垢样进行成分分析,通过室内静态结垢实验结合滴定法,研究油井采出液混合的配伍性,并对阻垢剂进行筛选及评价。结果长庆油田某作业区集输系统结垢的主要原因为该区C6和Y9两个层系的采出液不配伍,主要结锶钡垢,且结垢量较大。温度对总结垢量的影响较小,但随着两种水样的质量比接近1︰1时,结垢量达到最大。选择加注C型阻垢剂,且加注质量浓度为90 mg/L时,阻垢率可达86.1%,比原方案提高30%左右,阻垢后最大结垢量由1678 mg/L降为233 mg/L。结论现场提供的C型阻垢剂对长庆油田某作业区集输系统具有适用性,阻垢率高,能够有效减缓现场结垢问题。     

酸化时间对磁性碳纳米管制备及吸附菲的影响

采用共沉淀法对混酸氧化的多壁碳纳米管（MWCNTs）进行磁化,形成了Fe₃O₄/MWCNTs磁性复合材料（MMWCNTs）.研究了酸化时间对MMWCNTs制备及其吸附水中菲性能的影响.结果表明：弱酸条件下吸附效果较好,MMWCNTs对水中菲的吸附在30min内快速上升,到60min时基本达到平衡,吸附过程符合准二级动力学模型.MMWCNTs对水中菲的饱和吸附量随酸化时间增加呈现先升高后降低的趋势.酸化7h后制备的MMWCNTs的饱和吸附量最大,达到17.56μg/mg.     

基于MODIS数据的洞庭湖水体和水华时空变化研究

为明确洞庭湖水华发生规律、水体面积的变化规律及其影响因子,利用MODIS传感器提供的MOD02HKM数据,采用多波段水体指数（MBWI）模型、浮游藻类指数（FAI）方法识别、提取洞庭湖水体、水华范围,并对2001~2015年洞庭湖水体、水华时空分布数据进行分析.结果表明：洞庭湖的水面范围在年内呈现明显的季节变化,在年际成缩减趋势.水域面积由大到小依次是夏季、秋季、春季、冬季,且2001~2015年丰水期水体的平均面积是枯水期的2.2倍;2001~2015年洞庭湖水域面积萎缩速率为-14.574km²/a,其中夏季的萎缩速率最大,达到-38.678km²/a;2001~2015年期间,洞庭湖区域均发生水华,水华主要集中发生在东洞庭湖的西部湖湾区,西洞庭湖和南洞庭湖的水华则沿河岸零星分布;洞庭湖水华存在明显的季节变化和年季变化.每年水华面积基本呈现正态分布,最小值出现在冬季,最大值出现在夏季和秋季,其值达到681.43km²;2001~2015年水华爆发面积最高占全湖面积的18.2%,水华面积年平均变化率为-8.657km²/a,水华爆发面积呈现缩小的趋势.