天山北坡经济带土壤重金属来源及污染评价

为定量识别与评价天山北坡经济带中奇台、吉木萨尔、阜康等地区土壤重金属来源与生态风险,对该区域171个表层土壤中Zn、Cu、Cr、Pb、Hg、As和Cd7种常见重金属的含量进行测定.运用统计学方法、主成分分析、正定矩阵因子分解（PMF）与潜在生态风险指数进行重金属污染程度评价以及来源分析.结果表明,研究区土壤Zn、Cu与Cr之外,Pb、Hg、As和Cd分别超过了新疆土壤背景值4.1、2.0、8.0和48.0倍;与国家土壤重金属风险筛选值相比,Zn、Cr和Hg浓度在安全范围内,Cu与Pb有少部分样点污染较严重,超出筛选值,As与Cd平均值分别超出筛选值的3.09倍与19.17倍.污染来源分析结果显示研究区土壤中的重金属元素主要来自于燃煤源、交通运输、大气降尘、农工业排放和自然因素.生态风险评价结果分析表明,Zn、Cu、Cr和Pb处于轻微风险状态;Cd处于极高风险水平;73.68%的Hg处于中等风险,18.71%处于高风险;43.86%的As生态风险处于中等风险,51.46%处于高风险.综合潜在生态指数介于472~2575.69,Cd对综合潜在生态指数贡献率达到了89.24%,其次是As与Hg,表明研究区Cd对土壤生态环境危害很大,As与Hg也需要特别引起重视.     

石河子市土壤环境磁学特征及空间分布研究

以干旱区新兴绿洲城市石河子市为研究区,采集80个(0~10 cm)表层土壤样品,运用环境磁学方法,对土壤磁性矿物的含量、组成和粒度等参数进行了详细测定和分析.结果表明,石河子市表层土壤磁性特征以亚铁磁性的多畴磁铁矿或磁赤铁矿为主导,同时伴有少量的不完全反铁磁性矿物;从空间分布来看,亚铁磁性矿物含量表现为北部新城区>中心城区>郊区农用地;而磁性矿物颗粒粒度大小依次为北部新城区>郊区农用地>中心城区.磁性矿物的高浓度区与大多数工厂的分布具有一致性;但重化工业集中区(N1~N7)却表现为磁性矿物浓度较低,同时磁性颗粒粒径较大.在研究区内质量磁化(χLF)、饱和等温剩磁(SIRM)和软剩磁(SOFT)是指示工业所在区的有效磁性参数指标,而在化工业集中区需结合磁性粒度参数χFD%进行判别.     

乌鲁木齐市不同区域大气降尘中重金属污染及来源分析

为进一步了解城市不同区域间大气降尘中重金属含量及其差异性,沿城市走向梯度布设降尘采样点采集样品。采用电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)仪测定样品中Cu、Cr、Mn、Fe、Ni、Zn、Cd、Pb和As等重金属含量,并计算富集因子来判断不同区域间的污染源类型,通过因子分析方法探讨污染的来源。结果显示,所测重金属元素中除Mn外,均受到人为源的影响,且十分严重。从贡献率来看,不同区域间第一因子的贡献率虽有差异,但均为来自土壤的风沙扬尘造成;第二因子的贡献率也不尽相同,主要是燃煤产生的污染;第三因子出现了差异,市南区和市北区主要是受金属冶炼的影响,而市中区的影响可能来自垃圾焚烧;市南区未出现第四因子,而市中区和市北区的污染源也不相同。分析表明,城市大气降尘污染依然严重,做好防控风沙和建筑扬尘,减少煤炭消耗,调整能源结构和产业布局是整体减少大气降尘的关键。     

土地利用变化下的生态系统服务敏感性研究——以克里雅绿洲为例

通过剖析传统的敏感性分析法,提出交叉敏感性概念,评价生态服务价值对土地利用类型转换的响应性。以克里雅绿洲为研究区域,以1991、2002 和2011 年三期遥感影像数据为基本信息源,运用交叉敏感性分析,计算生态系统服务价值对土地利用类型转换的敏感性,确定生态系统日趋敏感的土地利用变化过程,为土地管理对策提供参考依据。研究结果表明:20 a来,克里雅绿洲生态服务价值较敏感的土地利用转换类型相对稳定,主要集中在湿地和水体向荒漠和低覆盖度草地的转换;与1991 和2011 年相比,2002 年的交叉敏感性系数普遍上升,这主要是因为湿地、水体面积的减少加剧了研究区的生态脆弱性,从而表现出更大的敏感性;湿地和水体向耕地转换的交叉敏感性一直处于上升趋势,并不断接近于-1,表明生态服务价值对高强度的人为活动变得越来越敏感,从而警示地方管理部门采取必要措施制止此种转换的持续。     

城市扩展下大气污染物浓度的空间格局变化趋势研究--以乌鲁木齐市为例

城市环境污染是由于人类的生产和生活活动造成,而不断的城市扩展势必导致环境污染物浓度的空间变化。乌鲁木齐市作为中国西部的内陆城市,由于特殊的地理位置和能源结构,在发展经济的同时也造成了严重的大气环境污染,也给人们的生产生活带来了严重的影响。为了治理污染当地政府采取了一系列措施。分析了2004-2009年城市3个不同区域（市南区、市中区和市北区）大气环境质量监测点位的数据,研究了在城市不断扩展的前提下,污染物浓度在空间上的迁徙变化趋势。结果表明,PM10、SO2和NO2污染最严重的时段均出现在冬季采暖期（12月至来年1月）,主要是因为采暖消耗大量原煤和高逆温频率所致。其峰值分别达到0.379、0.510、0.120 mg·m-3。随着城市空间结构的不断北扩,PM10和SO2的浓度呈现出向北迁徙的趋势,原本污染最严重的市南区浓度逐步下降,而市北区呈现出不断增加的态势。NO2浓度则表现出不断南迁的趋势,即原本 NO2浓度高的市北区变化不大,而市南区和市中区则呈现出快速增加的态势。说明大气环境中的污染物浓度随着城市空间结构的调整和人类活动频率的不断增加,正发生着空间上迁徙变化。由于污染排放源的差异性,导致大气污染物浓度在空间上的不同。通过分析得出,乌鲁木齐市的大气环境污染主要是“煤烟型”污染,随着产业的空间分布和城市的扩展,污染物浓度在空间上呈现出了不同的迁徙变化特征,是今后城市发展和环境治理值得关注的问题。     

基于地理加权回归模型的葡萄园土壤砷含量高光谱反演

以吐鲁番盆地葡萄园土壤中砷（As）为研究对象,分析15种光谱变换下的土壤光谱反射率数据与土壤As含量的相关性,构建土壤As含量预测的偏最小二乘回归（PLSR）模型和地理加权回归（GWR）模型。结果表明：葡萄园土壤原始光谱率（R）经一阶微分（FD）、平方根一阶微分（SRFD）、平方根二阶微分（SRSD）、倒数二阶微分（RTSD）、对数一阶微分（LTFD）、倒对数一阶微分（ATFD）变换对As光谱特征的增强作用最突出。模型预测结果表明,采用基于LTFD变换的GWR模型可有效提高葡萄园土壤As含量的预测精度。     

新疆焉耆盆地农田土壤重金属污染及健康风险评价

为研究新疆焉耆盆地绿洲农田土壤重金属的污染及潜在健康风险,选取194个样点采集土壤样品,测定As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn共7种重金属元素含量。利用地质累积指数(I_(geo))评价农田土壤污染水平,采用US EPA健康风险评价模型,对农田土壤重金属污染的潜在健康风险进行评估。结果表明,研究区农田土壤7种重金属平均含量均未超出《食用农产品产地环境质量评价标准》中的限值,但Cd、Cr、Ni、Pb和Zn含量平均值分别超出新疆灌耕土背景值的1.67、1.41、1.30、3.01和6.78倍。农田土壤中Zn呈现轻度污染,Cd与Pb呈现轻微污染,As、Cr、Cu与Ni呈现无污染态势。健康风险评估结果表明,经手-口摄入是研究区农田土壤重金属日均暴露量及健康风险主要途径。农田土壤7种重金属通过3种暴露途径的非致癌风险商(HQ)与非致癌风险指数(HI),单项致癌风险指数(CR)与总致癌风险指数(TCR)均小于安全阈值,属于可接受风险水平。研究区农田土壤重金属对儿童的非致癌风险低于成人,致癌风险高于成人。研究区农田土壤中As与Pb是最主要的非致癌风险因子,As是最主要的致癌风险因子,研究区农田土壤中As对人体的健康风险应当引起重视。     

玛纳斯河流域生态系统服务功能价值研究

土地利用/覆被变化是生态环境演变最重要的因素之一,其研究对于促进区域生态经济协调发展有重要意义。根据1976年和2006年玛纳斯河流域两期遥感影像资料,基于生态经济学的最新方法采用卫星遥感技术以及Costanza等的生态系统服务价值评价手段,对期间玛纳斯河流域生态服务系统服务功能价值变化进行分析研究。结果表明:①玛纳斯流域土地利用结构变化在30年间表现为草地、林地、不断减少,而耕地、水域、沙地和建设用地不断增加,反映出人类因素及生态环境恶化的趋势;②该流域生态系统服务功能价值总额由1976年123.831 08元减少至2006年101.521 08元。减幅:18.02%,年均减少0.741 08元,通过对玛纳斯河流域生态系统服务功能价值进行评价,为玛纳斯河流域生态开发和治理,以及环境整治提供决策依据。     

乌鲁木齐冬季气溶胶散射吸收特性

采用积分式浑浊度仪于2012年1月在乌鲁木齐市中区和市北区对气溶胶的散射系数和吸收系数进行连续观测,分析了市中区与市北区气溶胶散射系数和吸收系数的变化特征,结合同期的相关气象资料对变化特征进行了讨论。结果表明,市中区和市北区气溶胶的散射系数、吸收系数具有相同的变化趋势。总体上呈"W"型;峰值分别出现在0:00和12:00前后,谷值则出现在5:00和17:00前后。散射系数远大于吸收系数,说明大气气溶胶的消光作用主要由散射作用完成。相对湿度与散射系数、吸收系数不具有显著相关性,而风速对散射系数、吸收系数影响较大,且对市北区的影响大于市中区。     

基于地基雷达探究和田市一次沙尘污染过程

2022年5月新疆和田市遭遇了近5a来最强的一次沙尘暴天气侵袭,沙尘污染过程持续了一周.利用大气气溶胶激光雷达、环境监测站污染物浓度和近地面气象观测资料,分析了此次沙尘污染过程中颗粒物浓度变化、气溶胶光学信息垂直分布特征,并使用全球再分析资料得出本次污染天气的气象匹配形态,最后结合HYSPLIT后向轨迹模型解析过境期间气团的输送及潜在来源.结果表明:沙尘污染期间,PM_2.5和PM₁₀变化趋势较为一致且在垂直高度上存在非均一性,PM_2.5/PM₁₀均值为0.25,表明主要以粗颗粒物为主,风速与温度的增加、湿度的降低有利于促成污染天气的发生;沙尘污染期间出现了明显的气溶胶层,在垂直方向上有显著的波动性变化,沙尘发生当日消光系数、后向散射系数和退偏振比达到了本次过程最大值,分别为3.5km^-1、0.07km^-1·sr^-1和0.17;和田市在春季处于热低压场中,在西风背景环境与塔里木盆地周边地形阻挡下污染物难以稀释与扩散,沙尘气团长时间在此盘...