我国大气氨的排放特征、减排技术与政策建议

氨是大气中的碱性活性氮气体,其与酸性前体物反应形成的二次无机气溶胶是PM_2.5的重要成分,影响着PM_2.5重污染事件的发生.为响应我国在2017年开始实施的总理基金“农业排放状况及强化治理方案”研究目标和2018年《打赢蓝天保卫战三年行动计划》中提出的氨减排行动计划,开展了全国尤其是京津冀及周边地区农业氨减排工作,助力区域农业资源高效利用及大气污染治理.我国2018年氨排放为9.90×106 t,其中京津冀及周边地区“2+26”城市是我国氨排放强度较大的区域(2018年其氨排放量为1.41×106 t),这与观测到的大气氨浓度结果相吻合.农业排放是主要的大气氨来源,农业源中畜禽养殖业约占50%,种植业约占30%,但在对城市大气氨来源的解析中发现,贡献较大的是非农业源氨.通过模型模拟氨减排对大气污染物的影响发现,在减排40%的情景下,可削减华北地区大气中50%的硝酸根离子和15%~20%的PM_2.5峰值浓度.在整合分析的农业氨减排技术清单中,优化氮肥投入总量是种植业控制氨排放的基础,结合氮肥深施,或通过有机肥、低挥发性氮肥和添加脲酶抑制剂的稳定性氮肥来替换普通氮肥可获得较好的控氨效果;养殖业方面,对猪、鸡、牛等主要畜禽养殖场以低蛋白日粮为基础,通过改善圈舍管理、优化粪尿处理处置、提升有机肥农田施入技术等可实现畜牧养殖的全链条氨减排.结合我国氨排放现状和减排潜力,提出了针对我国的氨减排目标,建议强化大气氨监测并结合溯源技术定量化氨来源,加强重点区域氨减排技术的推广和示范,为打赢蓝天保卫战提供科学理论和技术支撑.      

城市黑臭水体整治前后上覆水和孔隙水的生物毒性对比和评价

以常州市典型城市黑臭水体神童浜为对象,采用小球藻和大型溞作为急性毒性测试手段,对整治前、后神童浜4个点位的上覆水和孔隙水的毒性效应进行了对比和评价。结果表明,整治后神童浜上覆水水质明显改善;上覆水在整治前、后对小球藻生长均无抑制作用,反而呈促进作用;对黑臭水体的整治降低了上覆水和孔隙水的生物毒性,但整治后的上覆水仍存在富营养化问题,且孔隙水对水生生物仍具有一定的毒性风险。提出,利用生物毒性测试能反映出黑臭水体整治前、后的毒性变化,可应用于对黑臭水体整治效果的评价。     

不同耕作方式对冬小麦田杂草群落多样性的影响

为了研究不同耕作方式对农田杂草群落多样性的影响,通过安徽巢湖市西宋村长期定位实验,采用样方法,对不同耕作方式条件下冬小麦田杂草的种类、密度、盖度等相关指标进行调查研究,分析了杂草的优势度、生态位宽度与生态位重叠值。结果表明:(1)秸秆还田能有效降低田间杂草群落的密度,其中秸秆粉碎还田优于秸秆直接还田,对应的杂草密度下降40%,多样性指数和丰富度指数分别提高30%和130%。(2)各处理的优势种是稗和野燕麦,对应优势度的均值分别为1. 460 6和2. 024 5,与其他植物的生态位重叠值均达到0. 721以上。(3)优化施肥使麦田杂草多样性指数增加35%,缓控施肥使麦田杂草多样性指数增加75%。耕作方式对农田杂草群落具有明显的影响。     

城市绿化景观土壤呼吸变化规律及影响因素

采用便携式土壤碳通量自动分析仪ACE对天津国槐梨树(GL)和银杏紫叶李(YZ)2种城市绿化景观土壤呼吸速率(Rs)及其影响因子进行测定,分析了土壤呼吸与土壤温度、土壤湿度和土壤理化性质之间的关系。结果表明:(1)2种绿化景观Rs季节变化规律基本一致,均呈现较明显的单峰变化趋势且峰值同时出现。同时,不同月份Rs变化规律之间存在一定差异。在干季,2种绿化景观Rs较低且月变幅较小,GL和YZ的Rs变化范围分别为(0. 20±0. 03)～(1. 09±0. 16)和(-0. 06±0. 01)～(0. 26±0. 05)μmol·m~(-2)·s~(-1);在湿季,2种绿化景观Rs较高且变幅较大,GL和YZ的Rs变化范围分别为(-0. 05±0. 01)～(3. 62±0. 26)和(0. 38±0. 07)～(3. 17±0. 27)μmol·m~(-2)·s~(-1)。GL的Rs大于YZ。(2)2种绿化景观土壤10 cm处温度(T10)和5 cm处湿度(M5)对土壤呼吸过程均有重要影响,回归分析表明T10和M5对Rs变化规律的影响程度分别达45. 4%～64. 8%和21. 1%～52. 2%;(3)土壤理化性质与Rs具有一定的相关性,其中,土壤有机质含量与Rs的相关性达显著水平(P0. 05或P0. 01)。     

超声联合热碱预处理促进剩余污泥中温厌氧消化研究

基于超声联合热碱破解污泥最佳工艺参数,对预处理污泥进行半连续式中温厌氧消化研究。结果表明,预处理污泥日产甲烷量是原泥的1. 94倍,达234 mL·d~(-1)。运用修正的冈珀兹模型进行累计甲烷产量动力学分析,发现预处理污泥和原泥累计产甲烷曲线与修正的冈珀兹模型拟合系数R2分别达0. 998和0. 993。预处理污泥的动力学参数如下:最大累计产气量达5 376. 4 mL,最大产甲烷速率达394. 8 mL·d~(-1),细菌产甲烷的延迟时间为2. 8 d。预处理污泥的甲烷转化率为82. 17%。从有机物浓度变化来看,厌氧消化期间预处理污泥溶解性化学需氧量、溶解性蛋白质和多糖浓度均远高于原泥,最大值分别是原泥的2. 09、3. 94和3. 95倍。预处理污泥在预处理阶段和厌氧消化阶段的总悬浮物和挥发性悬浮物去除率分别达54. 9%和61. 8%。超声联合热碱预处理不仅能促进污泥有机质破解,还能提高破解有机质的生物可利用性,极大改善污泥厌氧消化效率。     

生物多样性重要区域(KBAs)识别全球标准及在中国的应用建议

生物多样性重要区域的识别是进行生物多样性保护的首要步骤。世界自然保护联盟(International Unionfor Conservation of Nature,IUCN) 2016年3月正式发布了生物多样性重要区域(简称KBAs)识别的全球标准(KBA标准)。首次系统地考虑不同层次的生物多样性及其要素,从基因层面、物种层面和生态系统层面定位和突显那些对于维护全球生物多样性具有重要贡献的地区,帮助各国和地区识别对维护全球陆地、内陆水域和海洋生物多样性有显著贡献的区域。该标准是IUCN近30多年以来开展不同生物类群、生态和专类别生物多样性重要区域识别的经验基础上提出来的又一重要全球标准。笔者对标准中几点关键原则进行了重点解读,并结合中国在生物多样性重要区域识别的研究进展提出了有针对性的建议。     

新烟碱类农药在我国的登记现状及对蜜蜂的初级风险评估

调研已开发的包括吡虫啉、噻虫嗪、噻虫胺、啶虫脒、噻虫啉、呋虫胺、烯啶虫胺、环氧虫啶、氯噻啉、哌虫啶和氟啶虫胺腈在内的11种新烟碱类农药在我国的登记现状。根据已登记的新烟碱农药的使用方法,开展了不同暴露场景下蜜蜂的初级风险评估。结果表明,喷施场景下,吡虫啉、噻虫嗪、噻虫胺、烯啶虫胺、呋虫胺、氟啶虫胺腈和氯噻啉这7种新烟碱类农药在不同作物上使用对蜜蜂的风险商值均大于1,风险均不可接受;啶虫脒、哌虫啶和噻虫啉在所有登记作物上使用对蜜蜂的风险商值均小于1,风险可接受。土壤或种子处理场景下,除噻虫啉外,其余4种新烟碱类农药包括吡虫啉、噻虫胺、噻虫嗪和呋虫胺对蜜蜂的风险商值均大于1,风险均不可接受。评估结果可为新烟碱类农药在我国的登记管理提供科学参考。     

有机磷酸酯对斑马鱼的早期神经毒性作用研究

国内外研究已证实,有机磷酸酯广泛分布于多种环境介质中,但目前仍缺乏足够的数据阐明有机磷酸酯具有早期神经毒性效应及其可能的毒性作用机制。本研究采用模式动物斑马鱼(Danio rerio)作为研究对象,选择了环境中3种典型的有机磷酸酯类化合物包括磷酸三苯酯(TPP)、2-乙基己基二苯基磷酸酯(EHDPP)和磷酸三(2-氯)乙酯(TCEP),从斑马鱼运动行为、氧化应激和神经发育关键基因的转录等方面阐述有机磷酸酯的早期神经毒性作用及可能的作用机制。研究发现,TPP(0.1和1 mg·L~(-1))、EHDPP(0.2和2 mg·L~(-1))和TCEP(0.5和5 mg·L~(-1))可能通过诱导氧化应激并下调神经发育关键基因(mbp和syn2a)的转录从而显著抑制斑马鱼的运动行为。本研究可以为有机磷酸酯类阻燃剂及其替代产品的生产、使用和危险度评估提供直接依据。