中国典型城市大气污染物浓度时空变化特征分析

利用2014年3月1日至2015年2月28日北京、广州和南京三市6种污染物浓度(PM_(2.5)、PM_(10)、SO_2、CO、NO_2、O_3)的日平均数据,统计分析了三市各污染物浓度的变化特征及其与气象条件的关系。结果表明:(1)3个城市中,广州空气质量最好,南京次之,北京最差。广州优、良出现的天数最多,分别为98和222天,占全年的26.8%和60.8%,没有出现重度污染和严重污染的现象。北京优出现的天数为55天,高于南京的29天,但是中度污染、重度污染和严重污染天数要高于南京,分别为61、34和8天;南京则为30、14和0天,南京没有出现过严重污染。(2)整个1年间,北京PM_(2.5)、PM_(10)、SO_2、NO_2、O_3年平均浓度分别为80.5、112.9、16.8、53.4和57.3μg/m~3,广州平均浓度分别为45.9、67.2、16.6、45.7和47.9μg/m~3,南京平均浓度分别为70.6、120.1、21.5、50.3和54.9μg/m~3,北京、广州和南京CO年平均浓度分别为1.2、1.0和0.9mg/m~3。(3)上述三个城市PM_(2.5)日均值超标率分别为42.7%、7.9%和38.4%,而PM_(10)日均值超标率分别为23.0%、1.6%和25.2%,NO_2日均值超标率分别为14.0%、3.8%和7.1%,CO浓度仅北京超标,超标率为1.4%,3个城市SO_2无超标现象。(4)3个城市SO_2和NO_2均随风速的增大而减小。风速对广州CO浓度影响不大,而北京和南京CO浓度则随风速的增大而减小。风速越大,南京PM_(2.5)和PM_(10)浓度越小,但当风速≥4m/s时,北京PM_(10)和广州PM_(2.5)与PM_(10)浓度增加。此外,风向对污染物的传输也有影响。     

臭氧胁迫对冬小麦叶绿素荧光及气体交换的影响

为给O3等大气污染物胁迫下我国粮食生产和安全评估提供依据,利用开顶式气室(OTC)开展了3种O3熏蒸水平的大田试验(空气,CK;100 nL.L-1,T1;150 nL.L-1,T2),采用D iving-PAM叶绿素荧光仪和LC pro+光合仪测定了冬小麦(扬麦13)不同生育期的叶绿素荧光及气体交换参数.结果表明,T1的Fv/Fm均高于0.8,Pm、qP、(1-qP)/NPQ及Y(NO)与CK相似,NPQ及Y(NPQ)分别较CK上升13.5%~29.0%和13.3%~22.7%,实际光化学效率在自然光下(快速光曲线,RLC)和暗适应后(诱导曲线达稳态时,IC)分别下降4.6%~7.6%和11.3%~19.3%,Pn与Gs分别下降8.0%~9.8%和11.0%~23.1%,Ls在抽穗期和扬花期高于CK,在灌浆期和成熟期低于CK;T2的Fv/Fm均略低于0.8,Y(NO)、(1-qP)/NPQ及ci分别较CK增加37.9%~75.6%、157.1%~325.8%和3.4%~18.1%,实际光化学效率在RLC和IC条件下分别下降10.2%~13.6%和21.4%~29.1%,Pn、Ls、qP、Pm、NPQ及Y(NPQ)分别下降28.1%~39.9%、5.2%~21.3%、15.8%~30.4%、27.6%~45.6%、33.3%~52.9%和5.7%~17.9%.O3胁迫显著降低了冬小麦的光合能力,其胁迫效应和作用机制在生长季内呈动态变化;T1的Fv/Fm下降是对NPQ增加的响应,Pn与实际光化学效率降低是保护性调节的结果,其抗氧化系统及热耗散机制足以保护PSⅡ反应中心免遭光伤害;T2的CO2同化与QA重新氧化受限,热耗散机制受损,其光合能力下降是光合系统受到O3与过剩光能双重伤害的结果;O3损伤冬小麦PSⅡ的临界值在100~150 nL.L-1之间,接近100 nL.L-1,Fv/Fm难以指示O3对冬小麦的胁迫.尽管冬小麦对高浓度O3具有一定适应能力,地表O3浓度升高仍然是我国粮食生产中面临的一个重要的问题.     

太阳辐射减弱对灌浆期冬小麦光合特性及膜脂过氧化水平的影响

以扬麦13为供试材料,通过大田试验方法研究了太阳辐射减弱对冬小麦灌浆期光合生理特性、保护酶系统及膜脂过氧化水平的影响. 设置了5个太阳辐射减弱处理,各处理的太阳辐射强度分别为自然光照的100%(CK),60%,40%,20%和15%. 结果表明:太阳辐射减弱导致冬小麦叶片的光合生理特性发生明显变化,表现为净光合速率(P_n)减少,气孔限制值(L_s)和蒸腾速率(T_r)显著降低,但胞间CO₂浓度(C_i)却逐渐上升;随着太阳辐射减弱程度的增加,冬小麦叶片的CAT(过氧化氢酶),SOD(超氧化物歧化酶)和POD(过氧化物酶)活性均显著增加,表现出较高的抗性,但MDA(丙二醛)含量及EC(电导率)降低,说明太阳辐射减弱未使作物膜系统受到明显伤害;在太阳辐射减弱条件下,冬小麦光合色素的含量增加较明显,但w(Chla)/w(Chlb)下降,对太阳辐射中偏向短波部分波段的吸收能力增强. 综上所述,在太阳辐射减弱条件下,冬小麦灌浆期通过提高保护酶系统的活性避免细胞膜系统的膜脂过氧化伤害,同时提高w(Chlb)以增强光能的利用能力. 尽管如此,由于太阳辐射能量的不足,作物的P_n仍持续下降,且主要是由非气孔因素引起.      

我国近地层O3污染及其风险评估研究进展

近地层O_3污染及其对作物生长和产量的影响已经引起人们的广泛关注.本文简要回顾了我国地表O_3污染水平,重点介绍了O_3对作物影响的评估指标和模型的发展及其在风险评估中的应用,深入综述了有关评估O_3污染造成作物产量损失方面的工作.此外,对我国未来该领域的研究工作进行了展望,指出今后需要更加有力的控制O_3前体物,尤其是VOC的排放.为了准确地评估O_3的农业风险,未来还需要在郊区布置一些监测站点,同时在我国主要作物种植区建立当地的O_3浓度/通量响应关系模型.另外,今后还需加强基于气孔O_3通量指标进行区域尺度O_3风险评估的研究工作.     

江苏省里下河地区一次暴雨过程的模拟研究

采用WRFV3.4模式中9种微物理过程方案对1991年7月6日02时-7日08时(北京时)里下河地区的一次暴雨天气过程进行了模拟试验,着重分析了不同微物理过程方案模拟的降水的数量特征、时空分布及雨区范围等方面,并将模拟结果与降水显著的6个测站的实测值进行了相关的对比分析。结果表明,不同微物理过程方案模拟的24 h累积降水量的降水带均呈西南—东北走向,强降水中心主要位于里下河地区,各方案基本模拟出了雨带的走向、降水落区,但降水强度以及降水中心均有不同程度的偏差。模拟结果的对比分析表明:Kessler方案对建湖和宝应地区降水的模拟效果较好,WSM5方案对高邮和扬州地区降水的模拟效果较好,WSM3方案对兴化地区降水的模拟效果较好,WDM6方案对泰州地区的降水模拟较好。     

模拟酸雨对油菜大田土壤酸化及K，Na，Ca，Mg溶出的影响

在油菜大田栽培的自然生态环境条件下,通过喷淋和土柱淋溶试验,研究不同pH模拟酸雨对油菜大田土壤K,Na,Ca和Mg等盐基离子溶出的影响. 结果表明:酸雨喷淋和淋溶后油菜大田土壤和淋滤液的pH明显高于酸雨pH;酸雨pH<3.5时,土壤pH主要受酸雨酸度控制,酸雨胁迫起主要作用;酸雨pH>3.5时,土壤pH主要由土壤盐基量制约,缓冲起主要作用;随着喷淋次数和淋溶量的增加,通过缓冲作用可使油菜大田土壤生态环境有所恢复并趋向一致. K,Na,Ca和Mg的溶出量随酸雨pH,淋溶量和淋溶时间的增加而减小,随油菜群体生长量的增大而增大;4种元素中,Ca溶出量最大且变化最明显,相比之下酸雨对油菜大田中K,Na,Mg的释放影响较微弱.      

紫外线B、臭氧、磁场协同沼泽红假单胞菌降解废水中的苯酚的效果

为了提高沼泽红假单胞菌(Rhodopseudomonas palustris)在降解有机污染物过程中对开放环境的适应性,进一步提高对污染物的降解活性,分别应用紫外线B、臭氧、磁场协同沼泽红假单胞菌对苯酚溶液及炼油厂含酚废水进行降解试验,比较不同协同方式的作用效果.试验得出:在三种方式的协同降解过程中沼泽红假单胞菌的生长量、脱氢酶活性和苯酚的降解率显著高于对照.其中紫外线B协同沼泽红假单胞菌降解苯酚的处理与对照比较,菌体生长量增加了33.53%,在对数生长期的生长速率增加了10%,降解72 h时其脱氢酶活性增强了31.77%.协同处理对人工废水和炼油厂含酚废水的降解效率都有显著提高.结果表明:一定强度的紫外线B、臭氧、磁场能促进沼泽红假单胞菌的生长,增强其脱氢酶活性,提高对苯酚的降解.紫外线B、臭氧、磁场协同沼泽红假单胞菌在降解苯酚过程中,沼泽红假单胞菌对开放环境的适应能力提高.     

UV—B辐射增强对苹果采后炭疽病发病情况和抗病相关酶活性的影响

模拟UV-B增强的实验条件,在人工接种的情况下,比较了苹果采后炭疽病的发病情况,测定了一些与抗病相关酶的活性.UV-B增强后,苹果炭疽病斑直径、病斑扩展速率降低,发病指数较对照下降了58.83%.POD活性在处理后第7天时达最大值,为处理前的1.76倍,PPO活性在处理后第6天增加到对照的1.5倍.PAL活性在第6d提高1.74倍,几丁质酶和β-1,3葡聚糖酶活性都有所升高,且它们的变化时程一致.结果表明:UV-B增加限制了苹果采后炭疽病的发展,诱导果实中防御酶活性.     

基于CALIPSO对中国春季一次沙尘暴的研究

文章利用CALIPSO卫星观测资料,结合气溶胶模式模拟,分析了2013年入春以来发生的第1次强沙尘天气过程中的沙尘气溶胶垂直分布特征及输送特性.结果表明:此次沙尘事件有两个源区,南疆盆地(源区一),沙尘先后输送影响我国内蒙古西南部、甘肃、宁夏等地区.2月27日沙尘在甘肃西部河西走廊附近,沙尘气溶胶分布在2~5 km,退偏振比在0.1~0.5之间,色比在0.4~0.8之间;28日新疆地区沙尘气溶胶分布在4~12 km,退偏振比在0.3~0.5,色比在0.5~1.0之间.蒙古国西南部地区(源区二),沙尘先后影响我国内蒙古中西部地区、甘肃、山西北部、陕西北部、河北北部和东北西南部地区,2月28日内蒙古沙尘气溶胶分布在4~11 km,退偏振比在0.2~0.5之间,色比在0.5~1.2之间.     

南京市北郊夏季臭氧浓度变化特征分析

利用南京市北郊2014年7月11日至2014年9月10日近地面O3浓度的连续观测数据,结合相应气象要素资料,分析了近地面O3浓度的逐日变化、日变化以及不同天气条件下的日变化特征,同时对青奥会时段以及非青奥会时段O3浓度进行了比较与分析,探讨了O3浓度与气象要素的相关性。结果表明:1整个观测期间O3浓度日均值为75.55μg/m3,青奥会时段日均值为66.47μg/m3,非青奥会时段为79.74μg/m3,随着青奥会的临近,O3浓度呈现逐渐降低的趋势。2 O3浓度的日变化呈现单峰型的特点,夜间变化平缓,白天变化剧烈。3不同天气条件下,晴天、阴天、雨天的O3浓度的日均值分别为102.23、63.66、63.86μg/m3,日变化最强烈的是晴天,阴天和雨天日变化较为平缓。4O3浓度的日均值出现的频率主要集中在40~80μg/m3之间,占总日数的59.02%。5太阳辐射强度、相对湿度、气温、风向、风速影响O3浓度的变化,其中O3浓度与气温及太阳辐射呈正相关关系,与相对湿度呈负相关关系。