区域污染物总量控制绩效评估技术及动态化管理建议与对策研究（二）

首次指出了物元分析隶属函数及运算模型在区域污染物总量控制动态化管理中的应用.研究成果是对扬州市的10年污染物总量控制系统性、宏观性的展开,丰富了区域污染物总量控制的理论体系,且进一步表明：该成果不仅为污染物总量控制进行动态化、规范化管理提供了科学的技术支撑,也为促进区域经济结构调整和增长方式的转变,实施循环经济的决策提供了保障.     

湖南某铅锌锰冶炼区总悬浮颗粒物重金属来源及健康风险评价

通过监测湖南某典型铅锌锰冶炼区大气总悬浮颗粒物(TSP)和铅锌冶炼企业外排废气中Cd、Cr、As、Ni、Pb、Zn、Cu和Mn的浓度水平,应用富集因子、相关性及主成分分析研究了铅锌冶炼企业外排废气中重金属含量与大气TSP中重金属含量的关系,采用美国环境保护署(USEPA)的人体暴露风险评价模型进行了健康风险评价。结果表明:废气中重金属平均浓度表现为ZnCrMnCuNiPbCdAs。其中,致癌物质Cd、Cr、As、Ni的平均质量浓度分别为4.87、27.06、0.09、12.54μg/m~3,非致癌物质Pb、Cu、Zn、Mn的平均质量浓度分别为5.87、17.98、10 426.87、23.52μg/m~3。大气TSP中重金属平均浓度表现为ZnCuPbMnNiCrAsCd。其中,致癌物质Cd、Cr、As、Ni的平均质量浓度分别为1.07、1.63、1.59、2.00μg/m~3,非致癌物质Pb、Cu、Zn、Mn的平均质量浓度分别为36.30、65.54、189.79、35.03μg/m~3。Zn、Pb、Cu、Ni、Mn可能为同一来源,主要来源于铅锌冶炼企业的外排废气,Cr主要来源于电解锰企业的废渣堆放,Cd主要来源于煤燃烧。大气TSP中致癌物质Cd、Cr、As与Ni的致癌风险基本都高于10-4,说明Cd、Cr、As与Ni存在较大的致癌风险;非致癌物质Pb与Mn的非致癌风险高于1,存在较大的非致癌风险,尤其是Mn。     

渭南市区冬春季PM2.5和PM10时间分布特征及与气象因素的关系

为研究渭南市区2014?—?2016年的冬春季雾霾天气的特点,选取覆盖渭南市区的4个监测站点,分析渭南市区PM_(10)和PM_(2.5)污染时间分布特征;同时选取日平均气温、相对湿度、风等气象因素,用线性回归分析法分析各个气象因素同大气中PM_(10)和PM_(2.5)的相互关系。研究发现:三年来冬季PM_(10)和PM_(2.5)的日变化的峰值主要出现在12月—?次年1月;春季PM_(10)和PM_(2.5)的逐日变化的峰值主要出现在3月;日内的周期变化趋势呈多次波动。渭南市区冬春PM_(10)和PM_(2.5)的质量浓度与风速、气温呈负相关,与相对湿度呈正相关,为雾霾的形成创造了条件,在冬季温度较高的情况下以及相对湿度较大的情况下应加强防范。在冬季12月—?次年1月和春季3月应注意雾霾的防范和治理,燃煤企业要安装脱硫脱硝装置,居民日常生活中尽量减少生物燃料的燃烧,同时政府应根据污染物排放量征税,用制度保护环境。     

金属离子诱导Trichoderma sp.WL-Go合成纳米金特性研究

生物法合成纳米金是一种环境友好且经济高效的合成途径,受到广泛关注.普遍认为微生物合成纳米金是通过胞外分泌生物大分子而实现的一种自发脱毒过程.同时,相关研究表明低浓度的重金属离子对菌株胞外酶的活性会产生一定的影响,进而会对菌株合成纳米金的能力产生影响.基于此,本研究选择一株前期筛选得到的真菌Trichoderma sp. WL-Go,探究不同金属离子诱导菌株对其合成的纳米金特性的影响.结果表明,经Co~(2+)、Al~(3+)、Zn~(2+)、Sn~(2+)、Ni~(2+)等金属离子诱导后,菌株WL-Go合成纳米金的能力均有所提升,而Pb~(2+)、Cu~(2+)、Fe~(3+)与对照组相比,其合成的纳米金浓度及转化率都无明显变化.此外,Co~(2+)诱导菌株合成的纳米金呈现肉眼可见的团簇状,发生明显的团聚现象.本实验还考察了生物合成纳米金对4-硝基苯酚还原的催化特性,结果表明,Sn~(2+)和Pb~(2+)的诱导使菌株WL-Go合成的纳米金催化速率得到明显提升,而其他金属离子均有所抑制.最后选取革兰氏阳性菌Arthrobacter sp. W1和革兰氏阴性菌Escherichia coli BL21 (DE3)验证了不同金属离子诱导后合成的纳米金均具有良好的生物相容性.综上,本研究为对于拓宽纳米金的工业化应用前景有着重要意义.     

污染场地地下水中汞污染反应运移模拟

汞（Hg）是人们持续关注的全球环境污染物之一,其对地下水的污染严重威胁着与地下水相关的生态环境系统.汞在地下水系统中的物理与地球化学反应过程的准确刻画是研究汞迁移转化规律的重点和难点.基于某工业场地汞污染数据,首先采用PHREEQC研究地下水中无机二价汞的存在形态,然后利用PHT3D程序建立汞污染物反应性溶质运移二维剖面模型.该模型考虑了汞污染物在地下水系统中的对流、弥散过程及地球化学反应过程（包括水相络合作用、表面络合吸附作用及受动力学控制的氧化还原作用）.结果表明,无机二价汞的存在形态以HgCl₂和Hg（OH）Cl占主导地位,氧化还原作用是影响地下水中汞污染反应性运移的主要控制因素;另一方面,水合氧化铁HFO对汞迁移的阻滞影响较小,而溶解性有机质对汞较强的络合作用不能忽视.本文研究成果可为预测与评估特定污染场地地下水汞污染的变化趋势及制定相应的修复策略提供科学依据.     

20世纪初以来沂蒙山区森林植被动态及其对气候变化的响应——基于遥感和树轮的研究

遥感能够直接反映植被生长信息,但目前观测时间较短;树轮资料可以弥补遥感手段的不足,但往往缺乏与植被生长状况（如植被生产力）的直接关联。已有研究往往计算不同植被指数指标和树轮指数的相关性,并基于此来重建长时间尺度的植被动态信息。但基于相关性所选取的指标在不同地区存在较大差异,不利于空间对比研究。以沂蒙山区为研究区,选取能够有效表征植被年初级生产力的生长季NDVI累积值指标,利用Bootstrap法建立了其与树轮宽度的关系,重建了20世纪初期以来植被动态时间序列,并分析了变化特征及其与气候变化的关系。结果表明：沂山地区生长季NDVI累积值的多年平均值为7.36,低于蒙山和塔山地区;蒙山地区植被状况呈现好转趋势,特别是20世纪90年代之后植被好转趋势更加明显,而塔山和沂山地区植被无显著变化。小波分析结果表明研究区植被动态存在较显著的2 a、4 a或8 a尺度的周期变化,与生长季帕尔默干旱指数及平均温度的周期变化相一致,但干旱指数与植被动态具有更高的相关性。本研究综合运用树轮与遥感技术发展了长时间尺度植被动态时间序列重建方法,有助于更好地理解植被动态及其对气候变化的响应。     

基于主导因子的绿潮灾害预测方法研究

为寻求基于主导因子的绿潮灾害预测方法,在以2014年南黄海绿潮遥感监测覆盖面积数据的平均增长速率为依据划分阶段的基础上,建立支持向量机（support vector machine,SVM）权重计算模型分析影响绿潮扩散的气候因子的权重变化,给出主导因子的权重交点和在不同阶段的变化规律,使用2015年监测数据验证该方法所得结果,误差为1.8%～7%。结果表明,温度与浪高均值比在形成期小于7,快速增长期为4～6,平稳期为5～7,消亡期大于7,雾霾的平均增长速率差分在形成期大于2或小于-2,快速增长期为-3～2,平稳期为-1～1,消亡期接近0。     

给水厂残泥对稻田土壤溶液毒死蜱残留的影响

研究已证实给水厂残泥(WTR)具有作为稻田土壤添加物控制农业区毒死蜱迁移的巨大潜力,但不同施加强度条件下毒死蜱在添加WTR土壤中的残留特征尚待研究。该研究通过72 d厌氧培养实验,考察了不同施用浓度条件下,WTR对稻田土壤水溶液体系中毒死蜱及其代谢产物TCP残留的影响。结果表明:土壤水溶液体系中毒死蜱及TCP总残留量均随毒死蜱施用浓度以及WTR添加量(w=0~10%)的增加而增加。5~25 mg/kg施用浓度范围内,添加WTR对体系中毒死蜱降解速率影响显著。添加w=10%WTR时,体系中毒死蜱残降解速率降低了6%~19%,与未添加WTR土壤相比,毒死蜱总残留量增加了46%~66%。进一步分析表明这主要是由于添加WTR降低了各施用浓度条件下毒死蜱及TCP生物可利用态含量。添加w=10%WTR使得土壤中毒死蜱生物可利用态含量所占比例分别降低了48%~69%;未添加WTR土壤中TCP均以生物可利用态为主(占89%),相比之下,添加WTR土壤中TCP则均以残渣态为主(占59%~75%)。但与此同时,WTR削弱了毒死蜱与TCP对体系中微生物毒害作用。与未添加WTR土壤相比,添加10%WTR的土壤总菌丰度提高了1.6倍。综上所述,在土壤中添加WTR能有效降低毒死蜱与TCP迁移造成的生态风险,但可能并不适用于毒死蜱污染土壤的快速生物修复技术中。     

贵州植被生产力时空变化分析:以威宁县为例

为了研究贵州高原植被生产力分布特点及其与地形变化的关系,该文使用MODIS下的MOD17A3H、MCD12Q1数据,辅助以DEM数据和GF1数据,利用移动平均趋势分析、线性回归分析、栅格统计分析等方法对威宁县2007-2015年间的植被生产力时空变化及其与海拔、地形起伏度的关系进行分析。结果表明:(1)2007-2015年之间,威宁县9年植被净第一性生产力(NPP)均值为607.04g/(m~2·a)(以C计),年增长率8.69 g/(m~2·a)(以C计)。(2)NPP均值林区大于草原,草原大于农业区;农业区域生产力总体上呈现增加趋势,林区NPP变化不大;(3)NPP分布与海拔无相关性或相关性不明确;地形起伏度与NPP相关性显著(sig=0.015),呈正相关,提示地形起伏大的区域NPP值越高。     

黄土丘陵区撂荒恢复过程中植物群落组成与土壤养分及酶活性变化的关系

为揭示黄土丘陵区植被恢复过程中土壤性质变化趋势,以黄土丘陵区10~45a的撂荒地为研究对象,分析撂荒后植被恢复过程中植物群落演变规律、土壤养分含量、4种酶活性变化及其相关关系.结果表明,随着撂荒年限的增加,恢复过程中主要群落的演变为猪毛蒿(Artemisia scoparia)→达乌里胡枝子(Lespedeza dahurica)+铁杆蒿(Artemisia sacrorum)→茭蒿(Artemisia giraldii)+铁杆蒿→白羊草(Bothriochloa flaccidum)+茭蒿,群落多样性指数整体表现为先增后减的趋势,菊科(Compositae)、禾本科(Poaceae)及豆科(Leguminosae)这3科占比从66. 67%降至50%,后上升到75%.土壤有机碳(SOC),全氮(TN)、全磷(TP)、速效氮(AN)、速效磷(AP)与碱性磷酸酶(ALP)、过氧化氢酶(CAT)、脲酶(UE)与蔗糖酶(SC)这4种酶活性呈增加趋势,但增加程度不同,化学计量比总体呈波动上升趋势.菊科、禾本科与豆科相比总科数、总属数、总种数及植物多样性,对养分和酶活性有更显著的影响,贡献率分别为72. 8%、69. 1%、66. 0%,且三大科对土壤酶的影响大于土壤养分,其中禾本科与豆科对养分及酶活性表现为正影响,而菊科表现为负影响.撂荒恢复过程中草地群落优势科占比的升高显著影响土壤酶的升高,并导致土壤养分变化.