珠三角地区臭氧来源特征的数值模拟研究

采用WRF/CAMx模型及臭氧源解析技术(OSAT)模块研究珠三角地区臭氧季节性时空分布特征,对不同污染天气型下的臭氧来源进行解析,评估珠三角各城市臭氧暴露水平,并探究如何根据实际天气状况为不同城市提出切实有效的管控措施.研究结果表明,珠三角地区臭氧浓度遵循夏秋季高、冬季低的季节变化特征.在所有季节中,珠三角地区以外的...     

城-郊区域土壤铅(Pb)累积过程时空模拟:以中部某大城市为例

城-郊区域类型众多的高强度人类活动导致土壤Pb累积过程复杂、时空异质性高,使得揭示该类区域土壤Pb累积过程的时空变化特征十分困难.以国内中部某大城市典型城-郊区域为研究区,构建土壤Pb累积过程单元模型,基于土地利用分类和模拟结果,建立土壤Pb累积过程时空模拟方法,模拟研究区2013~2040年土壤Pb累积含量,阐明土壤Pb含量未来时空变化特征.结果表明,研究区2013年Pb含量平均值约为其所在省份表层Pb含量背景值的1.77倍,土壤Pb污染较重.2013~2040年Pb含量将持续增加,增加量较低（0.53~2.25 mg·kg^-1）的区域位于研究区西部、北部和南部,占总面积的25.46 %,增加量较高（3.98~5.70 mg·kg^-1）的区域位于其东部,占总面积的17.14 %.研究区东部林地面积的增加、水域和草地面积的减少导致了该区域土壤Pb含量较大幅度地上升;此外,土壤Pb含量的空间分布还同重要工厂和交通设施的分布高度相关.通过突破以往研究中将土地利用视为静态不变的局限,能够在一定程度上反映区域土地利用变化对重金属累积过程的影响,可为城-郊区域土壤Pb累积过程模拟提供方法,并为该城市城-郊区域土壤Pb污染管控提供依据.     

不同臭氧熏气方式对油菜光合速率、生物量和产量的影响

为准确评价臭氧(O3)浓度升高对农作物的影响,运用田间原位开顶气室(open-topchamber,OTC)研究了高浓度O3对油菜光合作用、生物量和产量的影响.实验包括3种O3水平,一种为经活性炭过滤的空气(CF),两种高浓度O3处理:经活性炭过滤后的空气加入恒定浓度为100nL·L-1的O(3CF100);经活性炭过滤后的空气加入具有日变化特征,其平均浓度和剂量与CF100相同的O3(CF100D).结果表明,CF100和CF100D均能使油菜叶片膜透性和H2O2自由基含量增加,光合色素含量和光合速率(photosynthesisrate,Pn)降低,最终导致油菜生物量和产量降低.与CF相比,CF100和CF100D熏气下油菜单位面积产量分别降低3.7%和18.6%.同时,实验还表明,CF100D对油菜的影响大于相同剂量的CF100.以上结果表明:1)高浓度的O(3CF100和CF100D)能够破坏细胞膜系统,减少光合色素数量,降低光合速率,从而降低作物生物量和产量;2)相同平均浓度和剂量的高浓度O3对油菜的影响因熏气方式的不同而有明显差异,目前采用的O3平均浓度和O3剂量指标不能准确评价O3浓度升高对油菜的影响.     

黄土高原侧柏和柠条树干液流日变化及其对环境因子的响应

黄土高原降雨稀少,水分供应不足,植物生长用水普遍受限。通过热扩散式探针(TDP)于2022年生长季(5-10月)对黄土高原龙滩流域侧柏(Platycladus orientalis)和柠条(Caragana korshinskii)的树干液流密度进行连续观测,同步监测气象因子和土壤含水量。对该地区主要树种的蒸腾耗水特征及其环境响应机制进行分析,旨在解析不同植被的用水规律与干旱适应能力。结果表明,1)生长季内,侧柏液流密度日变化为单峰型,液流峰值分布在0.448-0.537 g·m^-2·h^-1。柠条液流密度日变化为双峰型,2个液流峰值分布在0.027 6-0.039 3 g·m^-2·h^-1和0.031 5-0.043 6 g·m^-2·h^-1。2)侧柏液流密度主要受太阳辐射影响(r²=0.773,P=0.036),其次为饱和水汽压差(r²=0.320,P=0.041)。柠条液流密度主要受饱和水汽压差影响(r^...     

水环境质量预报预警大数据平台研究

构建基于水环境模型的水质预报预警大数据平台是一项复杂的系统工程,主要面临模型的规模计算及其引发的模拟结果规模存储、规模分析的挑战.相关挑战极大地限制了水环境质量预报预警业务的深入开展,但目前国内外关于此方面的研究极少.为此,提出了水环境质量预报预警大数据平台框架.该框架以水环境模型体系为基础,以大数据集群计算体系为核心...     

基于核密度估计的城市基础要素与街尘营养元素含量特征关联

了解城市基础要素与街尘污染物在空间上的关联特征有利于城市非点源污染源区的定量解释及精准控制.为探究城市基础要素与街尘营养元素含量空间分布之间的联系,以武汉市汉阳区为案例研究区,选取总氮(TN)、总磷(TP)、交换态磷(Ex-P)、铝结合态磷(Al-P)、铁结合态磷(Fe-P)、闭蓄态磷(Oc-P)、钙结合态磷(Ca-P...     

北京水源地鱼体全氟化合物的暴露水平及其健康风险

全氟化合物(PFASs)作为一类新型的有机污染物,因具有持久性、可长距离传输、生物蓄积性和生物毒性等POPs特性,近年来得到全世界的广泛关注。本文以北京市水源地(密云水库和官厅水库)为研究区域,采用固相萃取(SPE)前处理与高效液相色谱串联质谱联用(HPLC-MS/MS)相结合的方法,分析测定了鱼样品中包括全氟辛烷磺酸(PFOS)、全氟辛酸(PFOA)、全氟丁酸(PFBA)、全氟丁烷磺酸(PFBS)等在内的12种PFASs的含量。利用同位素法确定了不同种类鱼的营养级关系,研究不同营养级中的PFASs浓度及生物放大效应,重点对全氟辛烷磺酸(PFOS)与全氟辛酸(PFOA)的生态风险以及对人体的健康风险进行评价。结果表明:北京市水源地的鱼体中的PFASs存在不同程度的检出,其中,全氟辛烷磺酸(PFOS)、全氟辛酸(PFOA)、全氟壬酸(PFNA)、全氟癸酸(PFDA)、全氟十一酸(PFUdA)和全氟十二酸(PFDoA)的检出率均达到100%,PFASs总量浓度达1.70~14.32 ng·g~(-1) wet weight(w.w.),PFOS和长链全氟羧酸PFCAs是鱼体中的主要污染物。同位素鉴定水库鱼的营养级层次范围在2.11~4.10,且肉食性鱼类营养级大多高于杂食性鱼类,PFOS沿着食物链生物放大的过程与稳定碳氮同位素富集过程基本同步。此外,采用人均日摄入量法(average daily intake,ADI)评估得到PFOS与PFOA的风险值分别为1.16 ng·kg~(-1)·d~(-1)和0.31ng·kg~(-1)·d~(-1),整体低于人均每天可承受摄入量(tolerable daily intake,TDI),结果表明,北京水源地鱼体中PFOS和PFOA含量未达到对生态系统和人体健康具有风险的水平。     

非致死剂量的四溴双酚A胁迫下蚯蚓的生长和抗氧化防御反应

以自然土壤为介质,考察赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)的生长抑制率、蛋白质含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、谷胱甘肽转移酶(GST)活性等指标,进行了急性(14 d)、亚急性(28 d)暴露下四溴双酚A(tetrabromobisphenol A,TBBPA)非致死剂量胁迫对蚯蚓的生长和抗氧化防御效应研究。结果表明:在急性试验中TBBPA对蚯蚓的生长抑制均存在显著的剂量效应关系,而在亚急性暴露期,400 mg·kg~(-1)时显著抑制蚯蚓的生长(P<0.05);TBBPA对蚯蚓体内蛋白含量影响,在急性试验中各处理间差异不显著(P=0.712),进入亚急性期蛋白质含量在400 mg·kg~(-1)时被显著诱导(P=0.039,P<0.05);TBBPA对蚯蚓SOD酶活性的影响,在急性试验中50 mg·kg~(-1)时被显著诱导(P<0.01),在亚急性试验中400 mg·kg~(-1)时SOD酶活性显著升高(P<0.05);TBBPA对蚯蚓GST酶活性影响,在急性试验中400 mg·kg~(-1)时呈现显著诱导效应(P<0.05),在亚急性期各处理间差异不显著(P=0.428)。蚯蚓生长抑制率、蛋白质含量、体内各生化酶系对TBBPA暴露的时间效应和剂量效应的敏感性存在不同程度差异,应依据污染暴露指标的有效性和敏感性选择多时间段检测和多指标进行土壤安全评价诊断。     

土壤生态毒性测试方法综述

土壤生态毒性测试在化学品管理和污染土壤评价等方面具有重要作用。传统的测试方法通常是利用生物个体、种群等水平上的存活、繁殖等测试终点来评价化学品或污染土壤对生态系统的影响。微宇宙等模拟生态系统和一些野外试验方法更接近生态系统的实际情况,但耗时更长、花费更高。与传统的测试方法相比,生物标志物敏感性高、响应速度快,有可能作为土壤污染的快速诊断工具。近年来,新技术的应用进一步促进了土壤生态毒理学的发展,如组学技术有助于理解有毒物的致毒机制,发现新的分子生物标志物。本文综述了目前土壤生态毒性测试的主要方法及其标准化和应用现状,同时对土壤生态毒性测试方法今后的研究方向及在我国环境管理中的应用提出展望。     

火法炼铜能耗与碳排放情景分析——基于生命周期的视角

以火法炼铜全生命周期过程为研究对象,采用生命周期评价(LCA)方法,定量评价不同熔炼工艺生产铜过程的能源消耗和温室气体排放,并应用情景分析法,对2020年我国火法炼铜不同工艺技术结构下的能耗与碳排放强度进行比较,旨在为铜冶炼行业的结构调整与优化升级提供决策支持。结果表明,基于鼓风熔炼、闪速熔炼和熔池熔炼工艺的火法生产铜过程的能耗分别为147.80×103,96.68×103,104.20×103MJ;其碳排放强度分别为15.32×103,8.99×103,10.01×103kg CO2当量。设定的4种情景的能耗分别为111.60×103,103.37×103,101.19×103,99.69×103MJ;其碳排放强度分别为10.87×103,9.87×103,9.60×103,9.40×103kg CO2当量。由此可知,传统工艺鼓风炉熔炼较闪速熔炼及熔池熔炼的能耗更高,且导致了更多的温室气体排放。因此,大力发展闪速熔炼及熔池熔炼技术对降低铜生命周期的能耗及碳排放具有重要意义,彻底淘汰传统熔炼工艺,推广先进熔炼技术是减少火法铜生产环境影响的迫切任务。