基于发光细菌的细颗粒物(PM_(2.5))可溶性提取液综合生物效应测试方法及其应用

为科学评估PM_(2.5)对生物体综合生物效应,研究建立了利用费氏弧菌检测PM_(2.5)水溶性提取液的毒性测试方法,确立了PM_(2.5)样品提取液发光细菌毒性测试实验质量控制办法。对春节烟花爆竹燃放和沙尘污染过程的PM_(2.5)实样测试表明:烟花爆竹燃放期间的PM_(2.5)样品提取液发光抑制率值与微量金属元素等有毒有害组分浓度显著相关;沙尘污染期间的PM_(2.5)样本提取液中地壳元素浓度和发光抑制率值显著不相关。     

2013~2014年北京市NO2时空分布研究

根据2013~2014年北京市NO₂监测数据,对比分析了全年及重污染日NO₂时空分布特征.结果表明:2013年NO₂平均浓度为56μg/m³,2014年北京市NO₂年均浓度为56.7μg/m³.年均及重污染日NO₂月均浓度均呈波浪型分布,日变化呈双峰型分布;空间分布上北部及西部山区NO₂浓度明显低于中心城区及南部地区. NO₂浓度与PM_2.5、CO、NO呈正相关关系,与O₃、OX无明显相关性;全年NO₂光解速率峰值平均在0.105/min左右,重污染日光解速率峰值平均在0.026/min左右;全年及重污染期间,氮氧化速率分别为0.142±0.061、0.190±0.036;高浓度NO₂既有利于O₃生成,又对重污染的形成起到了促进作用;重污染日特定条件下北京市NO₂的两种转化机制以转化为NO₃^-过程为主导.经计算2000~2014年北京市机动车的保有量与NO₂浓度的相关系数R为-0.84,机动车NO_x排放量对北京市NO₂浓度的变化有显著的影响.     

细颗粒物(PM_(2.5))主要组分模拟溶液对发光细菌的光抑制分析

为明确NH_4~+、 NO_3~-、SO_4~(2-)及金属等组分在水溶性提取液对发光细菌的光抑制过程中所起的作用,参照PM_(2.5)样品提取液浓度,模拟配制与3级以上PM_(2.5)样品提取液中主要组分:硫酸盐、硝酸盐、氨盐相同浓度的溶液,同时选取与PM_(2.5)可溶性提取液发光抑制率相关性较强的铅、锌,配制不同浓度级别模拟溶液,测试各单一组分对发光细菌的发光抑制率及其混合溶液对发光细菌的联合影响效应。基于毒性单位法(TU)、相加指数法(AI)和混合毒性指数法(MTI)评价了混合体系联合影响的作用类型。结果表明,与3~6级PM_(2.5)可溶性提取液中硫酸氨、硫酸氢氨、硝酸氨、硫酸锌和硝酸铅浓度相同的模拟溶液对发光细菌的发光没有抑制作用。不同的评价方法对PM_(2.5)主要组分混合体系联合效应评价结果具有较好的一致性,硫酸氨、硝酸氨、硫酸氢氨混合溶液中,对发光细菌的光抑制均为硫酸氢氨的独立作用,硫酸锌与硝酸铅的混合体系,锌和铅对发光细菌的联合影响效应表现为协同,硫酸氨、硝酸氨、硫酸氢氨与硫酸锌、硝酸铅的多元混合体系呈现协同作用。     

华北平原冬小麦季化肥氮去向及土壤氮库盈亏定量化探索

为提高华北平原冬小麦种植体系的氮肥利用率、减少氮肥对环境的污染,本研究对前人的试验数据进行整理核算,分析肥料氮、作物氮和土壤氮三者之间的关系,探索冬小麦季化肥氮的去向及土壤氮库的盈亏情况.结果表明:华北平原冬小麦当季化肥氮的吸收量随施氮量的增加而升高,对土壤氮素的吸收随施氮量的增加而降低;在秸秆50%还田和100%还田两种情况下,土壤氮库盈亏量与施氮量之间均呈线性极显著正相关,且土壤氮库达到平衡时的施氮量分别是 N 192和166 kg·hm-2;冬小麦对氮肥的吸收利用率推荐施氮远高于传统施氮,过量施氮不仅不会提高作物产量,还会降低氮肥利用率,增加土壤残留和损失;3种秸秆处理方式下的冬小麦氮肥各去向绝对量与施氮量(N 75~375 kg·hm-2)之间均呈显著线性相关关系,秸秆不还田条件下的地上部吸收率、秸秆吸收率和秸秆50%还田下的地上部吸收率及秸秆100%还田下的0~100 cm土壤残留率均与施氮量(N 75~375 kg·hm-2)之间呈显著相关关系.     

三裂叶蟛蜞菊入侵对土壤酶活性和理化性质的影响

通过野外采样和盆栽试验,研究了三裂叶蟛蜞菊Wedelia trilobata入侵对土壤pH值、有机质、全氮、速效磷、速效钾以及土壤酶活性的影响.野外采样的结果表明,三裂叶蟛蜞菊长期入侵后土壤pH值与蟛蜞菊Wedelia chinensis相比显著降低,两者生长的土壤环境中pH值分别约为6.30和6.71左右;三裂叶蟛蜞菊的生长提高了土壤中营养物质的含量,其中有机质、全氮、速效磷和速效钾含量与蟛蜞菊相比分别显著提高了71.74%、78.89%、188.57%和46.36%,说明三裂叶蟛蜞菊长期入侵改变了土壤的理化性质,增加了土壤中可利用的营养物质含量.短期盆栽试验的结果表明,经三裂叶蟛蜞菊和蟛蜞菊生长后的土壤环境中pH值与空土对照(CK)相比均显著降低,三者的pH值分别约为6.31、6.40和6.51左右;与CK相比,三裂叶蟛蜞菊生长后土壤中的全氮和硝态氮含量分别下降了9.94%和33.21%,速效钾含量上升了55.27%,而有机质、铵态氮、速效磷含量则无显著性差异;三裂叶蟛蜞菊和蟛蜞菊生长后的土壤中脲酶活性与CK相比均显著降低,而过氧化氢酶在三者之间没有显著性差异,蟛蜞菊的生长还提高了磷酸酶的活性.由此,我们认为入侵种三裂叶蟛蜞菊对土壤环境的影响分两个阶段,在入侵前期可能通过快速消耗土壤养分进行群落结构的构建,在群落建成的中后期则通过改变其入侵地土壤理化性质和酶活性,形成对自身生长发育和种群扩张有利的土壤微环境,达到成功入侵的目的.     

长期连作及秸秆还田对棉田土壤微生物量及种群结构的影响

通过采用常规微生物培养技术分析长期不同连作年限及秸秆还田棉田土壤微生物量及种群结构变化,揭示棉花连作及秸秆还田与土壤微生物多样性关系。研究表明,随着连作年限增加,秸秆还田连作模式下真菌数量持续增加,细菌和微生物总量在连作5-20 a逐渐下降,25 a后又上升;非秸秆还田连作模式随着连作年限增加其微生物种群变化与秸秆还田连作模式变化一致,但非秸秆还田连作模式土壤细菌和微生物总量分别比秸秆还田连作模式在连作5、10和15 a降低42.9%、57.9%、70.6%和41.9%、54.7%和65.7%,而真菌数量增加28.4%、80.8%和116.7%。说明棉花秸秆还田能够增加微生物数量,改善棉田土壤微生物种群结构。连作棉田土壤Simpson指数和Shannon指数呈随连作年限增加呈增加的趋势,连作棉田土壤微生物细菌/真菌（B/F）和放线菌/真菌（A/F）比值在秸秆还田模式下先逐渐减小至连作25 a有升高,而非秸秆还田模式下持续下降。     

固定污染源废气中磷酸雾测定方法研究

目前,对固定污染源废气中磷酸雾的检测并无统一的方法,相关含磷污染物的控制指标主要是磷化氢、单质磷以及五氧化二磷。在调研国内外分析方法及相关文献的基础上,通过对几种典型含磷污染源的实样测试,提出了固定污染源废气中磷酸雾的检测方法。结果表明,使用石英滤筒捕集固定污染源废气中的磷酸雾,采样效率可达98%以上。捕集到的总磷酸雾不仅包含磷酸,还包含磷酸盐以及含磷氧化物等,是一项综合指标。该指标能够反映含磷污染物的排放特征,可为未来此类污染物的排放控制提供依据。     

多元线性回归方法对北京地区PM2.5预报的改进应用

利用多元线性回归方法（REG）将多模式空气质量预报系统中3个模式（CMAQ、CAMx和NAQPMS）对北京市2016年PM_2.5的预报结果和观测数据进行集合，并对集合结果进行评估。结果表明：①不同模式的预报结果不尽相同，均能够反映2016年北京地区PM_2.5随时间的变化趋势，CMAQ、CAMx和NAQPMS相关系数为0.6~0.9，标准化平均偏差为-0.6~0.6。3个模式对重污染峰值预报都存在偏差，NAQPMS预报偏差低于其他模式；②基于多元线性回归集成预报模型能显著提高日均PM_2.5预报的准确率，能较好地改进不同季节模式整体高估或者低估的系统性偏差现象，春季国控平均偏差由-23 μg/m³改善至-2.3 μg/m³，冬季平均偏差降低近20 μg/m³；③利用多元线性回归方法对2016年红色预警期间小时PM_2.5订正结果显示，相关系数提高了0.13，均方根误差降低了20~30 μg/m³，并且对峰值浓度有较好的调整，预报峰值更为接近实况峰值，特别是对北部地区的改进效果较为明显，反映了实际观测数据对空气质量数值模式预报修正的研究意义和可行性。     

卡尔费休库仑法测定大气细颗粒物中水分的方法研究

建立了卡尔费休库仑法测定细颗粒物中的水分的方法;线性回归系数r~2=0.999 3,方法检出限为8.9×10-2μg/m~3,根据不同加标量计算PM_(2. 5)样品膜中的相对标准偏差为1.5%~2.4%,加标回收率为91.9%~96.7%。分别以2015年北京市的春(4月)、夏(7月)、秋(10月)、冬(12月)4个季节PM_(2. 5)中水分进行研究。测定结果表明,水分占PM_(2. 5)质量浓度百分含量分析呈夏高春低,春季占比为14.0%,夏季占比为16.8%。PM_(2. 5)的水分浓度与北京地区PM_(2. 5)质量浓度及主要水溶性离子铵盐(SNA)重建分析结果的相关性较好。     

温湿度对PM2.5质量浓度监测的影响

探讨了在不同环境条件和污染状况下,带膜动态测量的微振荡天平法的自动监测方法能否准确监测空气中的PM_(2.5)质量浓度。通过自动方法与手工重量法的比对,针对2015年8月—2016年7月的监测结果进行讨论,尤其是不同温度和相对湿度对监测数据的影响,在平均相对湿度为60%~90%时夏季2种方法绝对偏差均值大于10μg/m3,并对该结果进行了原因分析,提出了自动监测的质量控制和比对溯源的建议,为PM_(2.5)的质量浓度监测工作提供了参考依据。