U and Th in some brown coals of Serbia and Montenegro and their environmental impact

GOAL, SCOPE AND BACKGROUND: The objective of this paper is to determine and compare the concentrations of U and Th in soft to hard brown (lignite to sub-bituminous) coals of Serbia and Montenegro. It also presents comparison of the obtained data on U and Th concentrations with the published data on coals located in some other countries of the world. Almost the whole coal production of Serbia and Montenegro is used as feed coals for combustion in thermal power plants. METHODS: Channel samples from open pit and underground mines and core samples were collected for hard and soft brown coals. For the analysis the samples were decomposed using microwave technique. Obtained solutions containing U and Th were analyzed by inductively coupled plasma mass spectroscopy (ICP-MS) using NIST standards. RESULTS: Concentration of U from the investigated basins and the corresponding mine fields ranges within 0.60-70.10 mg/kg, 0.65-3.20 mg/kg, 0.95-6.59 mg/kg, 1.20-6.05 mg/kg, 0.80-6.66 mg/kg, 0.18-89.90 mg/kg, 0.19-4.14 mg/kg, and 0.28-3.52 mg/kg for the Kostolac, Kolubara, Krepoljin, Sjenica, Soko Banja, Bogovina East field, Senje-Resavica and Pljevlja basins, respectively. Concentration of Th ranges within 0.20-2.60 mg/kg, 0.84-6.57 mg/kg, 1.48-6.48 mg/kg, 0.12-2.71 mg/kg, 0.13-4.95 mg/kg, 0.14-3.48 mg/kg, 0.29-3.56 mg/kg, and 0.17-1.89 mg/kg for the Kostolac, Kolubara, Krepoljin, Sjenica, Soko Banja, Bogovina East field, Senje-Resavica and Pljevlja basins, respectively. DISCUSSION: Brown coal from Senje-Resavica, Kolubara, Kostolac and Pljevlja is characterized by low U concentration. Coals form the Krepoljin, Soko Banja and Sjenica basins have slightly higher U concentrations than the mentioned group. The highest concentration of U is characteristic for the coal from the Bogovina East field. Concentration of Th in coals from Serbia and Montenegro has proved to be low. Out of all investigated coal basins, only the coal from the Krepoljin and Kolubara basins has high concentration of Th. The hydrothermally altered rocks of the Timok dacite-andesite complex, representing the basement of the Bogovina basin, could be a potential source of U, especially at the bottom part of the Lower seam of the Bogovina East field. CONCLUSIONS: This study shows that brown coals in Serbia and Montenegro (soft to hard brown coals or lignite to sub-bituminous) contain low levels of U (5.30 mg/kg, average value and 2.10 mg/kg geometric mean value) and Th (1.80 mg/kg, average value and 1.12 mg/kg geometric mean value). There are some obvious differences in concentration of U and Th in coals from different basins in Serbia and Montenegro. The approximate value for U and Th release mainly from power plants was 644.33 t and 983.46 t, respectively within the period 1965-2000 for the studied mines in Serbia, and 23.76 t and 15.05 t for the Potrlica mine (Montenegro) within the period 1965-1997. RECOMMENDATIONS: The coals in Serbia and Montenegro show no identifiable unfavourable impact on the surrounding environment, due to low natural radioactive concentration of U and Th, but further investigations concerning human health should be performed. PERSPECTIVES: Preliminary research revealed that in some Serbian coals (and, particularly, parts of the coal seam) U and Th content are rather high. Such coals should be carefully studied, as well as U and Th concentrations in ash, fly ash, waste disposals, nearby soil and ground water. Further studies should include determination of the radioactivity of all these products, and estimation of possible health impact.     

爆炸事故过程分析中不确定性问题处理方法

针对事故过程分析中的不确定性问题,指出了不确定问题在危险分析中的重要性及处理该问题的复杂性和难点,列出了几种基于非线性数学方法处理不确定问题的基本方法,如微分法、MonteCarlo模拟、Fourier方法、响应表面法等,并对之进行了比较.建议在处理事故过程的不确定性时采用Monte Carlo模拟.     

青岛工业与资源灰色关联分析

本文应用灰色关联分析方法研究了青岛地区主导工业对资源的依赖状态及不同工业行业之产出对各类资源投入的反应程度,以灰关联树反映工业经济与资源复合系统之整体及不同层次子系统的耦合关系,定量揭示工业经济效益主导变量与各类资源变量的动态联系,从资源高效利用的角度探讨了青岛工业产业结构调整和优化的方向及区域经济与环境效益相协调的可能途径。     

新时代国土整治与生态修复转型思考

针对全球变化影响下的国土空间和生态系统,生态文明建设和国土空间规划是中国在新时代的积极响应,国土整治与生态修复的转型和提升成为必然要求。在介绍国土整治与生态修复概念内涵的基础上,指出中国国土空间生态环境问题的复杂性和生态文明建设的新理念要求决定了国土整治与生态修复的转型。从工作理念、理论基础、技术体系和制度建设等方面,分析了当前国土整治与生态修复工作中存在的不足,主要包括整体综合理念滞后、理论基础体系欠缺、技术支撑相对薄弱、体制机制不尽完善等方面。针对这些不足,提出了新时代国土整治与生态修复转型的路径和策略,主要策略包括强化系统思维、提升理论体系、加强技术支撑、完善机制建设等内容,以期为国土整治与生态修复推进美丽中国建设提供科学依据。     

黑河流域底栖动物群落结构及水质评价

为了解黑河流域上中游底栖动物群落结构特征及其与环境因子之间的关系,于2018年8月对研究区域17个采样点的底栖动物和水体理化指标进行调查研究.共鉴定出底栖动物43种,其中节肢动物34种（79.1%）,软体动物7种（16.3%）,环节动物2种（4.6%）;就整个研究区域而言,优势种为大蚊（Tipulidae）、豆娘幼虫（Damselfly）、水蜘蛛（Argyroneta）、耳萝卜螺（Radix auricularia）、琥珀螺（Suecinea sp.）、白旋螺（Gyraulusalbus）,干、支流优势种分布趋势为干流（6种）优于支流（5种）;底栖动物平均密度和平均生物量分别为77ind/m²和3.7423g/m²现存量存在显著空间差异,整体上干流（1032ind/m²、60.0963g/m²）大于支流（276ind/m²、3.5233g/m²）,物种数干流（36种）大于支流（15种）;单因素方差分析显示,Shannon-Wiener多样性指数、Margalef丰富度指数及Pielou均匀度指数分布特征为干流大于支流.黑河流域上游支流和中游干流不同河段底栖动物物种组成呈空间异质性,而多样性指数对物种组成依赖性强,但因黑河流域底栖动物物种组成受自然因素和人类活动双重影响程度差异较大,使得Shannon-Wiener多样性指数、Margalef丰富度指数及Pielou均匀度指数不适合黑河水质评价.依据BI指数和综合污染指数评价表明,黑河上游支流水质优于中游干流.根据底栖动物与环境因子之间的相关矩阵分析并结合RDA分析表明：BOD₅、水温（WT）、电导率（EC）、DO、溶解性总固体（TDS）、COD_Mn及盐度是影响底栖动物群落结构的主要环境因子.     

基于OMI数据的东南沿海大气臭氧浓度时空分布特征研究

基于臭氧监测仪(OMI)卫星反演数据,对2005—2018年东南沿海5省区域大气臭氧柱浓度数据进行提取及分析,探讨其时空分布格局及影响因素.结果表明:①在时间变化上,14年间,该区域大气臭氧柱浓度整体呈先上升后下降的趋势,2005—2013年臭氧柱浓度持续升高,最高值为324.52 DU,高值区不断向南部区域扩大;2013—2018年臭氧柱浓度呈下降趋势,最低值为228.27 DU,但在2017、2018年略有上升.②在空间分布上,臭氧柱浓度自北向南逐渐降低,高值区集中分布在江苏及浙江省北部;低值区集中于福建省南部及广东省大部分地区.③在季节变化上,大体呈现出春夏季高于秋冬季,高值区在春夏季交替出现,秋季略高于冬季,但差异不明显.④稳定性分析表明:研究区臭氧柱浓度整体呈现中部分散、南北部集聚、差异较显著的分布格局.⑤自然因素中,风向、气温均呈现显著正相关,江淮地区的梅雨季节(降水)及华南地区的台风和暴雨也起到显著作用.⑥人文因素中,臭氧柱浓度与地区生产总值、各产业生产总值及机动车保有量均表现出正相关,其中,臭氧柱浓度与第二产业的相关度最高.另外,臭氧柱浓度与NO_x排放量表现出显著相关性.VOC_s对臭氧柱浓度的影响中,工业源是主控因素,交通源和居民源次之,电厂源对臭氧柱浓度的影响最弱.这进一步说明臭氧浓度的变化受到了诸多因素的综合影响,但气温、NO_x及VOC_s的排放是臭氧浓度变化的主导因素.     

德州市夏季臭氧敏感性特征及减排方案

近年来德州市臭氧污染频发,2018年夏季（6~8月）,德州市发生了严重臭氧污染事件,臭氧日最大8 h浓度值超标天数达60 d,超标率65%,3个月平均值为176 μg ·m^-3,最高达262 μg ·m^-3.本研究利用WRF-CAMx耦合的HDDM模块,分析期间德州臭氧敏感性特征及减排方案.结果表明,在空间上,德州市中心城区为VOCs控制区,而郊区为NO_x与VOCs协同控制区.在时间上,VOCs敏感值每日为正值,但dO₃_V₅₀在6月（城区18.7 μg ·m^-3,郊区19.7 μg ·m^-3）和8月（城区15.3 μg ·m^-3,郊区16.4 μg ·m^-3）高于7月（城区13.0 μg ·m^-3,郊区11.8 μg ·m^-3）,NO_x敏感值城区呈正负交错,郊区大部分为正值,并与VOCs敏感值接近.对于城区减排方案应考虑以仅VOCs削减为优先,而郊区由于NO_x和VOCs对臭氧减排效果相当,建议以NO_x：VOCs=1：1为优.     

云南兰坪铅锌矿区优势植物重金属富集特性及应用潜力

为筛选适合云南高原地区重金属污染土壤修复治理以及矿区生态复垦的植物材料,通过实地野外调查,采集云南兰坪铅锌矿区18种优势植物样品及相应根系土壤,测定其Cd、 Cr、 Cu、 Ni、 Pb和Zn含量,计算植物对重金属的富集和转运系数,通过聚类分析方法,综合评估植物的应用潜力.结果表明, 18种优势植物分属18属13科,均为草本植物.植物体内多种重金属含量均高于植物正常含量,其中,延胡索(Corydalis yanhusuo)、旱芹菜(Carum bretschneideri)和毛连菜(Picris hieracioides)地上部Cd含量分别达到62.29、 76.49和85.09 mg·kg~(-1),Cd富集系数分别为0.57、 0.58和0.66,转运系数分别为0.89、 0.45和1.48,有着较强的吸收和转移土壤重金属Cd能力,具有修复Cd污染土壤潜力.狼毒(Euphorbia fischeriana)和倒提壶(Cynoglossum amabile)地上部Cd含量分别为0.46 mg·kg~(-1)和0.23 mg·kg~(-1),富集系数均小于0.01,属于重金属低积累植物,适合在中国西南高海拔地区生长,两种植物可以考虑作为Cd污染农田安全利用经济植物.其余13种植物对矿区重金属污染有着较好的耐性,可以用作矿区植被修复.     

降水空间异质性对非点源关键源区识别面积变化的影响

针对地形起伏和降水空间差异较大的农业区非点源污染问题,基于SWAT模型评估了阿什河流域在异质性降水和均匀降水两种情景下总氮、总磷关键源区空间变化规律,统计了两种情景下识别的关键源区面积变化,并分析其与降水特征参数的关系.结果表明,降水量一定时,两种情景下识别的总氮、总磷关键源区面积变化趋势大致相同,且总磷关键源区面积不易受降水空间异质性的影响,但总氮关键源区面积却明显受到其影响.对各年份总氮和总磷关键源区面积与降水特征参数的相关分析表明,总磷关键源区面积与当年降水量呈显著正相关,而总氮关键源区面积却与前一年降水量呈显著正相关.研究结果对进一步探讨降水这一重要驱动因子的不确定性对非点源污染关键源区的影响,以及农业非点源污染的治理具有重要意义.