磁学方法在重金属污染研究中的应用

随着人类对环境安全的重视,重金属污染已得到广泛的关注和研究。环境磁学的诞生,使得利用环境载体的磁性特征来监测重金属污染的来源、污染范围和程度等成为可能。本文简述了重金属污染磁学监测的基本原理,并在介绍和归纳国内外磁学方法在重金属污染研究中的具体应用和研究进展的基础上,对磁学方法研究重金属污染存在的问题和今后的发展趋势进行了探讨。     

环境空气中铅监测的质量控制

环境空气中铅测定受到诸多因素的影响,为了保证监测结果的准确可靠,在实际监测工作中必须加强质量控制。本文根据有关资料,并结合多年从事环境监测工作的经验,从基础条件、采样、样品前处理与分析过程、数据记录与审核等几个环节对环境空气中铅监测的质量控制进行了研究,并提出了做好环境空气中铅监测工作的具体办法,以为环境监测管理提供可靠依据。     

京杭大运河苏州高新区段水质污染状况研究

以2005—2010年京杭大运河苏州高新区段水质监测数据为基础,运用内梅罗综合污染指数法以及采取方差分析对京杭大运河苏州高新区段水质的主要污染因子及其变化趋势进行了研究,并对京杭大运河水质污染状况进行了综合评价。结果表明:京杭大运河苏州高新区段主要污染物为氨氮、总磷;氨氮浓度在2006—2010年间虽有明显下降,但仍超过《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)IV类水质要求,为劣V类水,总磷亦有明显下降,但在2008—2010年3年间其浓度略有波动,在IV类和V类水质之间浮动;2005—2008年间其水质处于污染状态,2009—2010年水质较好,为轻污染。该研究结果可为苏州高新区河流水环境治理提供科学依据。     

新安江水库水环境主要问题及保护对策

新安江水库是钱塘江的重要水源,对保障钱塘江中下游的生态安全和水体功能起着举足轻重的作用。为阐明新安江水库在流域经济发展和人类活动的影响下水环境的主要问题及保护对策,促进饮用水安全保障及构建健康水域生态系统,本文对新安江水库历年的水环境指标、浮游生物群落结构及其变化及水域生态灾变事件资料进行了综合分析。目前新安江水库存在上游来水变差、局部水域藻类异常增殖、渔业生产不合理、营养程度加重等众多问题,但其突出问题是藻类生物量增长过快。新安江水库水环境保护工作要从关注水质向维持生态系统健康转变,并尽快开展生态保育工作,控制流域污染、降低藻类数量、减少藻类异常增殖影响、科学合理渔业生产是其下一步保护的关键。而关于新安江水库的研究,虽然有一定的研究基础和资料,但对水域生态系统缺乏系统认识。研究气候变化条件下新安江水库水域生态系统的结构和功能以及长期演变规律;水利调度导致水位调整对区域水动力学条件、营养物输送过程的影响及评价水利调度对水库重要环境因子和生态系统影响;渔业养殖对水环境的影响,特别是鲢、鳙鱼大水面积养殖对水库生态系统的影响应是今后新安江水库主要的研究领域和方向。     

PM2．5污染危害分析及防控措施研究

本文论述了PM2.5对环境的危害,在剖析PM2.5组成与来源的基础上,提出防控PM2.5的政策与技术方面的建议,以期为今后PM2.5的防控工作提供理论基础。     

沂蒙山区典型小流域特殊降雨的磷素输出特征

为揭示沂蒙山区不同降雨条件下的磷素流失规律,对当地孟良崮小流域2010年13场自然降雨径流量及磷素浓度的动态过程进行实地监测,研究了年内产生有效径流的首场和最大强度2场特殊降雨的径流、磷素输出负荷、初期冲刷效应及径流量同磷素负荷之间的关系.结果表明,首场降雨径流中溶解态有机磷(DOP)、溶解态无机磷(DIP)、溶解态全磷(DP)、颗粒态全磷(PP)和总磷(TP)浓度明显高于最大强度降雨,而其输出负荷分别为最大强度降雨的168%、54%、71%、48%和54%;2场降雨对小流域磷素年输出负荷有重要影响,DOP、DIP、DP、PP和TP的输出总量分别占整个雨季输出的48%、81%、70%、87%和81%,其中DIP占DP流失的77%,PP占TP流失的71%;2场降雨均存在污染物的初期冲刷效应,最大强度降雨的初期冲刷效应较首场降雨强烈;2场降雨的各磷素累积输出负荷同累积径流量之间均呈线性关系,且拟合度较好,但首场降雨各形态磷素直线方程的斜率均大于最大强度降雨.根据气象预报尽量减少在特殊降雨期间翻耕、施肥等农事活动,以及有针对性地建立沟渠、池塘等截污措施减少初期冲刷效应,是降低农业非点源污染的有效途径.     

区域空气质量模拟中查表法的应用研究

在自行开发完善的区域空气质量模式系统RegSRRMS中应用查表法,模拟中国典型城市群对流层大气主要污染物的浓度变化,评估该方法在大气复合污染事件预测和控制中的有效性.首先,利用具有国际先进水平的空气质量模式WRF-CHEM中的化学模块建立了包含完善气相化学、气溶胶过程的箱模式WRFBOX.其次,利用WRFBOX进行化学反应敏感性分析,基于影响污染物的重要因子分别建立了臭氧(O3)及其前体物、无机盐气溶胶和二次有机气溶胶(SOA)查算表数据库,并检验其有效性.最后,将此查算表数据库引入RegSRRMS,建立简化的查表算法.利用直接耦合机制法和查表法对2000年3月珠三角地区污染个例中主要大气污染物浓度进行模拟.通过比较2种方法的模拟结果,显示查表法计算效率提高了57%,能够反映大气光化学反应的非线性特征、气溶胶及其前体物的平衡关系,具有高分辨率、高时效性,能够方便快捷地给出源和受体之间的响应关系,结果可靠.在区域空气质量模式中应用查表法有利于大气污染事件的快速预测以及大气污染控制的快速决策.     

上海城市样带土壤重金属空间变异特征及污染评价

为揭示城市化、工业化等人为活动对土壤环境质量的影响,选择能反映上海城郊乡梯度差异的城市样带,采用地统计学方法对表层土壤样品Cu、Zn、Pb、Cr、Mn共5种重金属的空间变异结构和分布格局进行了分析,并利用单因子指数法和内梅罗综合指数法评价了土壤重金属的污染程度.结果表明:土壤样品Cu、Pb、Zn、Cr、Mn这5种重金属平均含量分别为27.80、28.86、99.36、87.72、556.97 mg.kg-1.表层土壤Cu、Cr、Mn、Pb、Zn均属中等变异,Mn、Cr呈正态分布,Cu、Pb、Zn呈对数正态分布;半方差函数模型拟合结果显示Cu、Pb、Zn、Cr符合线状模型,Mn符合指数模型.通过泛克里格插值得到城市样带表层土壤重金属含量空间分布图,发现Cu呈条带状,Cr、Mn呈岛状,Pb、Zn呈条带和岛状分布相结合的特点.土壤污染评价结果说明土壤Cr、Zn、Pb污染相对严重.土壤Cr、Zn、Pb、Mn和Cu之间呈显著相关,土壤重金属之间表现为复合污染.土壤重金属污染城郊乡梯度差异明显,工业化、城市化与城市土壤重金属空间分布密切相关.     

羟基磷灰石对Cd污染土壤中马铃薯生长及品质的影响

通过温室盆栽实验研究了施用羟基磷灰石改良Cd污染土壤对马铃薯生长及品质的影响.实验设置了3个Cd污染水平(0、5、10 mg.kg-1)、6个羟基磷灰石施用量(0、4、8、10、16、30 g.kg-1)和2个马铃薯品种(中薯3号、大西洋).结果表明,土壤Cd污染导致马铃薯单株产量下降(5 mg.kg-1的Cd污染土壤中降低24%～31%,10 mg.kg-1的Cd污染土壤中降低41%～45%),但是施用羟基磷灰石可以提高单株产量.相对于不施用羟基磷灰石,5 mg.kg-1的Cd污染土壤中施用10 g.kg-1的羟基磷灰石可以增产17%～39%,10 mg.kg-1的Cd污染土壤中施用30 g.kg-1的羟基磷灰石可以增产45%～58%.由于羟基磷灰石改善了Cd污染土壤环境,因此马铃薯器官中叶绿素含量和SOD活性明显上升,而MDA含量明显下降.施用羟基磷灰石也提高了马铃薯品质,马铃薯块茎中维生素C含量、淀粉含量以及蛋白质含量也明显提高.随着羟基磷灰石施用量由0 g.kg-1增加到30 g.kg-1,在5 mg.kg-1的Cd污染土壤中,马铃薯块茎Cd含量由0.87～0.95 mg.kg-1下降到0.13～0.21 mg.kg-1,降幅为78%～85%;在10 mg.kg-1的Cd污染土壤中,块茎Cd含量由1.86～1.93 mg.kg-1下降到0.52～0.65 mg.kg-1,降幅为66%～72%.实验表明,羟基磷灰石缓解土壤Cd毒性的主要机制是提高土壤pH值,降低土壤中有效态Cd含量,羟基磷灰石中的Ca阻碍土壤Cd向马铃薯迁移.但是羟基磷灰石对土壤Cd毒性的缓解效应是有限性的,过量施用可能对马铃薯生长和品质产生胁迫作用.在Cd污染土壤中施用适量的羟基磷灰石后中薯3号生长状况和品质好于大西洋,说明不同马铃薯品种对种植环境的改善有不同的响应.     

人体对空气颗粒物中硼吸收率的初步分析

为了研究人体对空气颗粒物中硼的吸收情况,为环境卫生标准的制定提供依据,采集硼作业工人班后尿液样品、上班8h的空气颗粒物样品以及24h饮食样品,分析了所有样品的硼质量浓度.结果表明:硼作业的原料工段工人班后尿硼肌酐校正质量比与经空气颗粒物潜在日硼摄人量之间没有显著的相关关系,而成品工段工人的班后尿硼肌酐校正质量比与经空气颗粒物潜在日硼摄人量之间存在着显著的正相关关系;对吸收率的分析表明,人体对空气颗粒物中以硼镁矿形态存在的硼吸收率仅为8.12%,而对以硼酸或者硼砂形态存在的硼吸收率约为74.2%,说明空气颗粒物中以硼镁矿形态存在的硼不容易进入人体血液,被人体吸收,而硼酸或者硼砂尘较易被人体吸收.