西南涡对四川盆地PM2.5污染的影响研究

利用2015—2016年西南涡个例数据与同期的细颗粒物（PM_2.5）浓度数据进行时空匹配,对比分析西南涡过境前后四川盆地PM_2.5浓度变化,并结合温度、湿度、风等气象要素及逆温特征,深入研究西南涡对PM_2.5污染的影响机理.结果表明：①2015—2016年四川盆地共182个西南涡,其中,干涡72个（多集中在春季）,弱降水涡75个（多集中在春季和冬季）,强降水涡35个（多集中在夏季）.②总体而言,干涡过境使四川盆地PM_2.5浓度增加,降水涡使PM_2.5浓度减小,强降水涡的削减作用强于弱降水涡.全年来看,干涡过境使四川盆地PM_2.5浓度增加10.52%,强、弱降水涡过境分别使PM_2.5浓度减小29.72%、9.71%.③除降水外,3类西南涡对PM_2.5影响的主导气象要素和逆温条件为相对湿度、风速和逆温层底高.而主导季节差异的气象要素和逆温条件各异：干涡的主导因素是温度垂直变化和逆温强度,在温度随高度递减和逆温强度较小的春季和夏季,对PM_2.5浓度的增幅减小（甚至有削减作用）;弱降水涡的主导因素是湿度和风速、逆温强度和逆温层厚度,春季其过境时湿度和风速最小,逆温强度和逆温厚度仅次于冬季,甚至使PM_2.5浓度增加;强降水涡的主导因素是风速、湿度和逆温层底高,夏季其过境时风速和低层湿度最小,逆温层底高最低,对PM_2.5的削减作用远弱于其他季节.     

兰州市空气污染对呼吸系统疾病入院人数的影响

为评价兰州市空气污染对居民呼吸系统疾病日入院人数的影响,采用时间序列半参数广义相加模型(GAM),在控制了长期趋势、“星期几效应”及气象因子等混杂因素的影响后,分析2007~2009年兰州市空气污染物与呼吸系统疾病日入院人数的暴露-反应关系,并按性别和年龄层建立模型.3种空气污染物有一定的滞后效应,PM10滞后2d或5d,SO2滞后3d,NO2在当天或滞后3d对呼吸系统疾病入院人数的相对危险度(RR)值达到最大,其中PM10、SO2和NO2对呼吸系统疾病全人群的RR值分别为1.015、1.049和1.040.年龄￡15岁的人群对兰州市空气污染最为敏感,其次为年龄365岁的老年人群;空气污染对男性的影响较女性明显.     

华北平原冬小麦季化肥氮去向及土壤氮库盈亏定量化探索

为提高华北平原冬小麦种植体系的氮肥利用率、减少氮肥对环境的污染,本研究对前人的试验数据进行整理核算,分析肥料氮、作物氮和土壤氮三者之间的关系,探索冬小麦季化肥氮的去向及土壤氮库的盈亏情况.结果表明:华北平原冬小麦当季化肥氮的吸收量随施氮量的增加而升高,对土壤氮素的吸收随施氮量的增加而降低;在秸秆50%还田和100%还田两种情况下,土壤氮库盈亏量与施氮量之间均呈线性极显著正相关,且土壤氮库达到平衡时的施氮量分别是 N 192和166 kg·hm-2;冬小麦对氮肥的吸收利用率推荐施氮远高于传统施氮,过量施氮不仅不会提高作物产量,还会降低氮肥利用率,增加土壤残留和损失;3种秸秆处理方式下的冬小麦氮肥各去向绝对量与施氮量(N 75~375 kg·hm-2)之间均呈显著线性相关关系,秸秆不还田条件下的地上部吸收率、秸秆吸收率和秸秆50%还田下的地上部吸收率及秸秆100%还田下的0~100 cm土壤残留率均与施氮量(N 75~375 kg·hm-2)之间呈显著相关关系.     

三裂叶蟛蜞菊入侵对土壤酶活性和理化性质的影响

通过野外采样和盆栽试验,研究了三裂叶蟛蜞菊Wedelia trilobata入侵对土壤pH值、有机质、全氮、速效磷、速效钾以及土壤酶活性的影响.野外采样的结果表明,三裂叶蟛蜞菊长期入侵后土壤pH值与蟛蜞菊Wedelia chinensis相比显著降低,两者生长的土壤环境中pH值分别约为6.30和6.71左右;三裂叶蟛蜞菊的生长提高了土壤中营养物质的含量,其中有机质、全氮、速效磷和速效钾含量与蟛蜞菊相比分别显著提高了71.74%、78.89%、188.57%和46.36%,说明三裂叶蟛蜞菊长期入侵改变了土壤的理化性质,增加了土壤中可利用的营养物质含量.短期盆栽试验的结果表明,经三裂叶蟛蜞菊和蟛蜞菊生长后的土壤环境中pH值与空土对照(CK)相比均显著降低,三者的pH值分别约为6.31、6.40和6.51左右;与CK相比,三裂叶蟛蜞菊生长后土壤中的全氮和硝态氮含量分别下降了9.94%和33.21%,速效钾含量上升了55.27%,而有机质、铵态氮、速效磷含量则无显著性差异;三裂叶蟛蜞菊和蟛蜞菊生长后的土壤中脲酶活性与CK相比均显著降低,而过氧化氢酶在三者之间没有显著性差异,蟛蜞菊的生长还提高了磷酸酶的活性.由此,我们认为入侵种三裂叶蟛蜞菊对土壤环境的影响分两个阶段,在入侵前期可能通过快速消耗土壤养分进行群落结构的构建,在群落建成的中后期则通过改变其入侵地土壤理化性质和酶活性,形成对自身生长发育和种群扩张有利的土壤微环境,达到成功入侵的目的.     

长期连作及秸秆还田对棉田土壤微生物量及种群结构的影响

通过采用常规微生物培养技术分析长期不同连作年限及秸秆还田棉田土壤微生物量及种群结构变化,揭示棉花连作及秸秆还田与土壤微生物多样性关系。研究表明,随着连作年限增加,秸秆还田连作模式下真菌数量持续增加,细菌和微生物总量在连作5-20 a逐渐下降,25 a后又上升;非秸秆还田连作模式随着连作年限增加其微生物种群变化与秸秆还田连作模式变化一致,但非秸秆还田连作模式土壤细菌和微生物总量分别比秸秆还田连作模式在连作5、10和15 a降低42.9%、57.9%、70.6%和41.9%、54.7%和65.7%,而真菌数量增加28.4%、80.8%和116.7%。说明棉花秸秆还田能够增加微生物数量,改善棉田土壤微生物种群结构。连作棉田土壤Simpson指数和Shannon指数呈随连作年限增加呈增加的趋势,连作棉田土壤微生物细菌/真菌（B/F）和放线菌/真菌（A/F）比值在秸秆还田模式下先逐渐减小至连作25 a有升高,而非秸秆还田模式下持续下降。     

气象环境要素对北京市消化系统疾病的影响

为探究气象环境条件对消化系统疾病的影响,结合分布滞后非线性模型与广义相加模型,分析了2009~2011年气象环境要素与北京市消化系统疾病急诊人数的暴露-反应关系.结果显示,气温对消化系统疾病的影响主要体现为“高温效应”,高于25℃的气温其危险度RR随气温升高而增加,且滞后效应能达到10d以上.较为极端的湿度(RH<10%或RH>90%)会显著增加消化系统疾病的发病,并有持久的作用,其与高温结合会形成“高温低湿”和“高温高湿”2种让人不适的情况.0～2m/s的风速在短的滞后期(5d)最能增加发病危险性.而3～4m/s的风速对疾病的危险性小,说明适度的风速不影响健康.浓度高于200μg/m³的PM₁₀和浓度高于70μg/m³的 NO₂具有即时的危险性(5d内显著);而较高浓度(>55μg/m³)的SO₂滞后一定时期后效应更加明显.     

大连市人群对多环芳烃的暴露及健康风险评价

近年来大连市多环芳烃污染日益严重.为研究大连市多环芳烃类有机污染物对居民产生的潜在健康危害,结合大连地区人群状况,采用多介质-多途径暴露模型,评价大连市居民暴露于多环芳烃的暴露量及由此导致的健康风险,分析不同环境介质、暴露介质及暴露途径的风险贡献率,并结合蒙特卡罗方法分析研究过程中的不确定性.在实际评价时,根据大连市的实际情况,选用了部分美国环保局推荐的参数,剩余的评价参数根据国内的相关文献进行了修正.结果表明,大连市居民中男性和女性对环境中多环芳烃的日平均暴露量分别为2.59× 10-4 mg/(kg·d)和2.79×10-4 mg/(kg·d).主要暴露途径是膳食暴露,此外呼吸暴露也占有一定的比重,皮肤暴露作用很小.膳食暴露中对总暴露贡献最大的食品是谷物和蔬菜.相应的男性和女性的健康风险度分别为2.68×10-5a-1和2.90×10-5 a-1,大连市多环芳烃类污染物居民人体健康风险度高于可接受健康风险度标准.大连市女性对多环芳烃的暴露量高于男性,女性健康风险平均值亦高于EPA标准值.大连市多环芳烃人群暴露与天津、北京和兰州相比存在一定的差异.各项参数中,粮食、蔬菜摄食量和相应的多环芳烃(PAHs)残留浓度是影响暴露的重要因素.通过蒙特卡罗模拟得到各年龄段人群对多环芳烃(PAHS)的日均暴露量的分布特征,各输出变量均服从对数正态分布.     

上海市居民暴露于多环芳烃的健康风险评价

为研究上海市多环芳烃类有机污染物对人体产生的潜在健康危害风险,结合上海市人群状况,采用多介质-多途径暴露模型,评价上海市居民暴露于多环芳烃的暴露量及由此导致的健康风险,分析不同环境介质、暴露介质及暴露途径的风险贡献率,并结合蒙特卡罗方法分析研究过程中的不确定性。在实际评价时,根据上海市的实际情况,我们选用了部分美国环保局推荐参数,剩余的评价参数根据国内的相关文献,我们进行了修正,以使暴露模型更较好的接近上海市真实暴露场景,提高模拟的准确度和精密度。结果表明：儿童、青少年和成人对16种PAH化合物（PAH16）的日均暴露量分别为1.27×10-3、8.90×10-4、7.49×10-4 mg·kg-1·d-1,主要暴露途径是膳食暴露,此外呼吸暴露也占有一定的比重,皮肤暴露作用很小。膳食暴露中对总暴露贡献最大的食品是粮食、肉类、鱼类。高环化合物主要来自肉类和鱼类。2环、3环、4环、5环和6环化合物对总暴露谱的贡献依次减少。健康风险评价结果表明,上海市儿童、青少年和成人由于 PAHs 暴露引起的平均致癌风险为7.20×10-6、6.13×10-6、4.44×10-6 a-1,上海市多环芳烃类污染物居民人体健康风险度高于可接受健康风险度标准。上海市女性对多环芳烃的暴露量高于男性,女性健康风险平均值亦高于EPA标准值。上海市多环芳烃人群暴露与天津、北京和兰州相比存在一定的差异。各项参数中,粮食、蔬菜摄食量和相应的多环芳烃（PAHs）残留浓度是影响暴露的重要因素。通过蒙特卡罗模拟得到各年龄段人群对多环芳烃（PAHs）的日均暴露量的分布特征,各输出变量均服从对数正态分布。     

西南涡对气溶胶光学厚度变化特征的影响研究

为研究西南涡对气溶胶光学厚度(AOD)的影响,本研究利用2008—2010年的西南涡个例数据与对应时间段的中分辨率成像光谱仪(MODIS)卫星遥感观测AOD数据,并结合降水量、风速、相对湿度、温度等气象资料进行了分析研究.结果发现,2008—2010年产生干涡31个,强降水涡29个,弱降水涡26个.总体而言,干涡过境后使AOD增加而降水涡过境后使AOD减少,且弱降水涡比强降水涡削减作用强.春季产生的西南涡对AOD的影响最大,夏季产生的干涡过境后会使AOD减少,夏季的弱降水涡过境后会使AOD增加.不同季节产生的不同类型西南涡过境后致使AOD变化的主导气象因子不同.总体而言,较大的风速对AOD具有显著的削减作用;干涡中较小的风速、温度和相对湿度是使AOD增加的主要因素;弱降水涡中较大的风速和产生的降水是使AOD减少的主要因素,但夏季产生的弱降水涡中影响AOD的主要因素是风速、温度和湿度;强降水涡中无明显的主导因素.