棕色碳气溶胶来源、性质、测量与排放估算

随着对碳气溶胶吸光性认识的提高,近年来吸光有机碳——BrC(brown carbon,棕色碳)的吸光问题成为继BC(black carbon,黑碳)之后国际大气环境领域的新热点. 基于已有的研究报道,将BrC大体分为焦油类物质、类腐殖质(HULIS)和其他吸光性有机气溶胶三大类,其来源包括一次排放和二次生成2种. 由于BrC缺少BC所具有的类石墨烯结构,致使颗粒间较为分散,加之含氧官能团比重较高,因而在水及有机溶剂中均有较强的可溶性. BrC的光学性质通常借助AAE(ngstrm吸收波长指数)、MAE(质量吸收效率)、RI(折射率)及SSA(单次散射反照率)来表示,其中由于BrC分子结构中缺少sp2杂化成分,形成了区别于BC的典型特征,即AAE>1(而对于BC,其AAE=1)). 虽然已有借助于光学法、热光法、化学法和质谱法进行BrC测定的报道,但目前没有公认的标准测定方法和参考物质,测定结果实际依赖于选定的测定方式. 在排放估算研究方面,BrC远落后于BC,致使有些排放估算方法多以相伴的BC排放量作为参照. 建议今后对BrC研究应主要面向气候影响、生成机理、测定方法、排放因子与控制策略等领域来展开.      

水合氧化铈铝柱撑锂皂石对氟的吸附性能研究

以锂皂石为层间黏土原料,通过微波插层反应,制备了水合氧化铈铝柱撑锂皂石新型层柱材料,采用FTIR、XRD、SEM等分析手段对材料的结构进行了表征,并研究了该材料对氟的吸附性能.结果表明,水合氧化铈铝进入锂皂石层间,形成具有层状微晶结构的柱撑锂皂石材料.随着铈铝柱化剂与锂皂石质量比(Xm)的增大,材料片层结构的层间距扩大、结晶度提高、表面结构更丰富.该材料对F-的吸附率随Xm、吸附剂用量的增大而提高,吸附过程符合Langmuir等温吸附方程;当Xm达到0.1、吸附剂用量为0.2g/L时,该材料在60min内对F-的吸附率可达到90%,吸附量达13.5mg/g,该吸附作用受温度、pH值的影响不大.     

经济地理学角度的区域生态补偿机制研究

传统生态补偿以保护与改善生态环境、优化资源利用为目的,已不能体现其在生态保护、环境建设和区域发展方面的全部价值。新的区域发展形势对生态补偿机制提出了新的要求,生态补偿被认为是实现区域可持续发展和区域之间协调发展的重要手段。区域可持续发展和区域间协调发展是我国经济地理学的主要研究对象之一。如何从经济地理学的视角看待区域生态补偿,成为通过区域生态补偿机制的实施实现生态良好、经济发展和社会进步三位目标和谐发展的重要命题。从经济地理学的经典理论出发,在探讨区位论、产业结构演替理论、人地关系地域系统理论的基础上,分析了传统生态补偿的缺失和不足,并在现阶段我国以构建区域可持续和有序发展格局为目标的规划工作——主体功能区规划的基础上,就区域生态补偿的理论基础、目标导向和实施机制进行了探讨,将经济地理学的空间区位论、地域功能理论、区域发展空间均衡理论等充实到区域生态补偿的理论基础中,明确了以实现区域协调发展和基本公共服务均等化为目标导向,探索了政府主导、市场参与的区域生态补偿的实施模式,最后分析了实施难点、提出了相应的解决建议。     

农业减量化补偿方式的农户偏好及异质性——基于重庆357户农户的选择实验分析

合理的农业生态补偿方式应符合农户利益预期和意愿。基于重庆10区县357户农户的调查数据,采用选择实验法和随机参数Logit模型分析了农户参与农业减量化的补偿方式偏好及异质性。结果表明：①各种补偿方式均能显著提高农户农业减量化的参与效用;②农户平均偏好程度最高的是农资补偿和现金补偿,其次是技术补偿,最低的是政策补偿;③农户对不同补偿方式存在显著的偏好异质性,并且部分偏好异质性来源于决策者特征、家庭经营/生计特征和区域因素。建议继续通过生态补偿有效推进化肥农药减量施用,但补偿方式应该结合不同农户的偏好采取差异化设计。     

基于均衡价值论的生态产品定价与补偿标准研究

生态产品定价方法是完善生态补偿制度、落实生态产品市场化机制,以及实现绿水青山转化为金山银山的关键所在。本文基于均衡价值理论,从生产成本、生态效用与供求系数三方面构建生态产品的定价框架,并将其应用于内蒙古锡林郭勒盟禁牧区的生态补偿标准的计算中,进一步分析锡林郭勒盟各旗县自然、社会经济水平因素,构建差异化补偿标准分区方案。生态产品定价方法的研究可指导政府制定合理生态补偿标准,并为生态产品交易价格的磋商提供借鉴。     

中国长三角背景点冬季大气棕碳污染特征及来源解析

为探究长三角城市群背景点大气棕碳（brown carbon,BrC）的污染特征及来源,本研究采集并分析了长三角城市群下风向地区上海崇明岛2018年12月~2019年1月大气PM_2.5样品的化学组成及光学特性.结果表明,甲醇萃取的棕碳在波长365 nm处的吸光系数（absorption coefficients,Abs_365,M）平均为（5.39±3.33）M^-1·m^-1,是水萃取棕碳的1.3倍,且二者均随pH值的增大而显著增加,显示大气颗粒物酸度较弱时有利于棕碳光吸收.冬季Abs₃₆₅和单位质量吸光效率（mass absorption efficiency,MAE₃₆₅）均呈现出夜高昼低的变化趋势,且夜间Abs₃₆₅与左旋葡聚糖呈强线性相关（R²=0.72）,说明生物质燃烧排放大量的吸光性物质是导致夜间Abs₃₆₅较高的一个重要原因.冬季硝基芳香族化合物（nitro-aromatic compounds,NACs）和多环芳烃（polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs）平均浓度分别为（1.5±1.1）ng·m^-3和（8.3±4.7）ng·m^-3,作为棕碳重要的发色基团,二者在365 nm波长处对BrC的吸光贡献分别为0.1%和0.067%.正交矩阵源解析（positive matrix factorization,PMF）分析表明,生物质和化石燃料等燃烧源的直接排放是冬季崇明岛棕碳的主要来源,贡献达56%,其次是二次生成棕碳,占比为24%,而道路扬尘源仅占6%.     

原料和热解温度对生物炭中可溶性有机质的影响

以水稻秸秆和杉木凋落物为原料,选择不同热解温度（350、500和650℃）制备生物炭,研究原料与热解温度对生物炭中可溶性有机质（dissolved organic matter,DOM）含量和光谱特征的影响.结果表明,随着热解温度的升高,两类生物炭pH值分别从8.10和6.56上升至10.53和8.23;热解温度对生物炭全碳（TC）含量的影响并不明显,但原料及其与温度交互作用的影响显著（P<0.05）.两类生物炭中可溶性有机碳（dissolved organic carbon,DOC）含量呈先降低后升高的趋势,相同热解温度下水稻生物炭的显著高于杉木生物炭的（P<0.05）.原料对DOM芳香化指数（SUVA₂₅₄值）无显著影响,但温度及其与原料交互作用的影响显著（P<0.05）,在500℃时该值最大,芳香化程度最高.三维荧光光谱表明,DOM组分以类富里酸和类腐殖酸为主,但这两种物质对热解温度的响应不同.傅里叶红外光谱分析发现,两类生物炭DOM在5个区域的相似位置存在吸收峰,其中,脂肪族C-H的伸缩振动随着热解温度的升高逐渐减弱.因此,高温（500℃和650℃）与低温（350℃）制备的生物炭相比,DOC含量降低,但其芳香化和腐殖化程度升高,稳定性增强.     

纳米膜覆盖对畜禽粪便好氧堆肥进程及恶臭气体排放的影响

好氧堆肥是处理畜禽粪便的重要途径,但传统堆肥存在效率低和恶臭气体污染严重等问题.为了加快畜禽粪便堆肥进程,减少恶臭气体排放,探究了覆盖纳米膜对提升畜禽粪便堆肥效率的作用机制.设置槽式好氧堆肥发酵实验,通过堆肥过程中堆体物料的理化性质,酶活性和排放的恶臭气体来评估纳米膜对畜禽粪便堆肥效果的影响.结果表明,覆盖纳米膜能够加快升温,降低堆体物料的pH、有机质（OM）和氨氮（NH₄⁺-N）,提高电导率（EC）,增强脲酶、蛋白酶、纤维素酶、木聚糖酶和过氧化物酶的活性,并且NH₃、H₂S和TVOC的总累积排放量分别减少了58%、100%和61%.相关性分析显示,大多数酶活性易受温度（T）、EC、OM和C/N的影响.在一定范围内,NH₃的排放速率与T呈极显著正相关,与pH呈极显著负相关,TVOC的排放速率与多种理化性质显著相关.覆盖纳米膜能够加快堆体腐熟,减少恶臭气体的排放,是一种无害化、低排放的技术手段,能够有效解决畜禽粪便堆肥发酵带来的污染物排放难题,促进养殖业的绿色可持续发展,为推动生物质废弃物的资源化利用提供技术支撑.     

Effects of early management of Pinus massoniana plantation target trees on soil physicochemical properties and plant diversity北大核心CSCD

In order to provide a theoretical reference for the early management of target trees in the low mountain region of eastern Sichuan, and a theoretical basis for the sustainable management of masson pine (Pinus massoniana) plantations, we chose three different kinds of densities (100 target trees per hectare, 150 target trees per hectare, and 200 target trees per hectare) in a 33-year-old masson pine plantation in the low mountain region of eastern Sichuan. We investigated the change patterns of soil physicochemical properties and plant diversity during the early stage of the management of the target trees. The results showed that compared to the control (CK), the early stage of management of P. massoniana plantation target trees dramatically improved the soil physical properties, the pH value, contents of organic matter, and total phosphorus (P < 0.05); however, the available phosphorus and the available nitrogen varied slightly (P > 0.05). Compared to the control (CK), significant (P < 0.05) differences in the richness index were observed between shrubs and herbs (P < 0.05), and in the shrub layer, the dominant position was replaced by others. Simpson, Shannon, and Pielou indexes of shrubs showed no significant difference in the study (P > 0.05). On the contrary, Simpson, Shannon, and Pielou i ndexes of herbs were significantly lower than those for CK (P < 0.05). There were significant correlations between plant species diversity and soil physicochemical properties such as soil pH, contents of total phosphorus, and the available nitrogen. The early stage of management of P. massoniana plantation target trees significantly improved the plant diversity and soil physicochemical properties. Among all the three different treatments, the density of 150 target trees per hectare had the best effect on the soil physicochemical properties and plant diversity. © 2018 Science Press. All rights reserved.     

中国典型土壤中铅的生物可给性的影响因素分析与健康风险评估

土壤铅污染及其危害备受关注。作为评估其对人体健康风险的科学指标之一,土壤铅的生物可给性的影响因素仍不甚明确。采集中国5种典型土壤(红壤、褐土、黑土、棕壤和黄壤),根据国标中一类建设用地的管制值制备成800 mg·kg^-1的铅污染土壤样品,利用先进的基于生理学的体外试验方法(改进的PBET模型)研究经口部摄入的土壤铅的生物可给性及其对人体的健康风险,进而从土壤理化性质和铅的赋存形态角度,全面综合地探讨土壤铅的生物可给性的影响因素,并分析不同土壤间差异的原因。结果表明,土壤铅在胃阶段的生物可给性为72.7%—82.6%,各类型土壤间差异极显著,其中红壤较高而黑土较低;进入小肠阶段后,土壤铅的生物可给性极显著降低至22.8%—27.7%,各类型土壤间无显著差异。土壤铅对人体的健康风险评估结果与之相同。对儿童而言,土壤铅在胃阶段的非致癌风险达到可接受限值的2.1倍;且整体而言,土壤铅对儿童的非致癌风险平均达到成人的7.6倍,必须加以重视。此外,土壤铅的生物可给性与土壤pH、有机质质量分数和迁移系数均存在高度显著相关性,其中,土壤pH是影响土壤铅在胃肠道的生物可给性的主导因子。通过体外试验可直接、简便而准确地获取土壤铅的生物可给性信息,建议在今后实地的污染土壤健康风险评估工作中引入该方法。该研究成果将为铅污染土壤健康风险评估工作提供准确的科学依据与有价值的参考。