黄土高原次生林演替过程土壤有机碳库及其化学组成响应特征

为探明黄土高原次生林演替过程中土壤有机碳库及其化学组成演化特征,选取陕北黄土高原黄龙山林区次生林演替初级阶段(山杨林)、过渡阶段(山杨、辽东栎混交林)和顶级阶段(辽东栎林)样地为研究对象,分析不同土层深度(0～10、 10～20、 20～30、 30～50和50～100 cm)土壤有机碳含量、储量和化学组成变化特征.结果表明：(1)土壤有机碳含量和储量随次生林演替过程显著增加(P<0.05),土壤有机碳含量随土层深度增加显著降低,土壤有机碳储量从初级阶段的64.8Mg·hm^-2增加至顶级阶段的129.2Mg·hm^-2,增加了99%.(2)次生林演替过程中,表层(0～30 cm)土壤有机碳中结构简单、相对易分解的脂肪族碳组分相对含量减少,结构复杂、相对难分解的芳香族碳组分相对含量增加,表明表层土壤有机碳化学组成稳定性随次生林演替过程显著提高,而深层(30～100cm)土壤有机碳化学组成稳定性表现为先增加后降低,即过渡阶段>顶级阶段>初级阶段.(3)次生林演替过程中,初级阶段和过渡阶段土壤有机碳化学组成稳定性随土层深度增加显著增...     

基于铁塔观测的深圳大气VOCs垂直分布特征

2018年8～9月,利用深圳市铁塔的11个垂直梯度平台进行了9轮挥发性有机物(VOCs)不锈钢罐采样,并应用气相色谱质谱联用仪(GC/MS)对103种VOCs组分进行定量分析,研究不同垂直高度上VOCs组分特征及对近地面臭氧(O₃)生成的影响.结果表明,从地面到345m高空VOCs总体污染水平相近,在垂直梯度上变化不大;但烯烃浓度随高度上升呈现下降趋势,主要受地面天然源排放的异戊二烯主导.结合典型物种及物种对的分析发现,日间的二次生成、工业排放和光化学反应消耗是影响垂直梯度上VOCs浓度变化的主要原因.应用混合层梯度方法对VOCs通量进行计算发现,烷烃(28%)和芳香烃(23%)的通量贡献最多;二氯甲烷(1.93±0.29)mg/(m²·h)、甲苯(1.86±0.39)mg/(m²·h)具有较高的垂直通量值.结合二氧化氮(NO₂)和O₃垂直廓线的关系分析得出,总挥发性有机物(TVOCs)/NO₂在300m以上高空达到峰值,更加有利于O₃     

FG、MFG和MBFG浮游植物功能群的比较:以贵州三座水库为例

浮游植物分类是揭示浮游植物群落演替规律和开展水生态调查工作的基础.为了比较FG、MFG和MBFG功能群分类方法之间的差异,运用功能群分类和冗余分析(RDA)等方法,于2017年4月(平水期)和2017年8月(丰水期)对浮游植物群落结构和水环境理化指标进行采样分析,结果表明:①MFG功能群与FG功能群具有重叠部分,而MBFG功能群与FG和MFG相比差异较大.②FG功能群考虑了浮游植物的生理、生态学等特征,能更好地解释与环境的相关性,并且更准确反映环境因子与浮游植物生态位之间的关系.同时可以根据浮游植物优势功能群预测水库环境因子及富营养化状态,但是FG功能群需要具备系统的浮游植物鉴定知识,工作量大. MFG功能群分类方法简单易懂,能够较好的解释浮游植物与环境因子的关系,但功能群与环境因子联系较弱. MBFG功能群分类方法最为简单、高效,但是MBFG功能群对环境的解释度不够,分类依据过于简单,分组太少.③3个分类方法各有优缺点,根据研究目的不同以及实际需要选择合适的分类方法.     

沉积物有效态磷对湖库富营养化的指示及适用性

为探究不同类型湖库沉积物有效态磷对富营养化的指示意义及适用范围,选取了12个不同水深、不同换水周期的湖泊和水库进行4季度的水样、沉积物样品采集,以SMT分级方法提取的氢氧化钠磷(Na OH-P)作为沉积物有效态磷,分析了湖库中沉积物和水相磷含量之间的关系.结果表明,12个湖库的沉积物和水相磷含量差别大,沉积物Na OH-P含量范围为86～584 mg·kg-1(均值263 mg·kg-1),总磷含量225～760 mg·kg-1(均值502 mg·kg-1);水体总磷含量范围为0. 02～0. 35mg·L-1(均值0. 11 mg·L-1); 12个湖库的水体叶绿素a含量差异也很大,分布范围为3～349μg·L-1(均值51μg·L-1);沉积物与对应的水相各形态磷含量之间的相关分析发现,沉积物有效态磷与水相磷含量之间的相关性高于沉积物总磷,Na OHP比总磷能更好地反映湖库的富营养化状态,然而只有在换水慢的浅水湖库中,这种沉积物Na OH-P与水相磷的相关性才达到显著水平,表明"换水周期"和"水体深度"是影响沉积物Na OH-P与水相磷含量相关关系的两个关键因子:在换水快或是深水的湖库中,即使沉积物有效态磷含量较高,但是受多种因素影响,沉积物Na OH-P与水相磷含量的相关关系可能并不显著,而在换水慢的浅水湖库中,沉积物作为源和汇频繁与水体磷进行交换,尤其是在夏季藻类暴发时期,对水相磷升高贡献大,成为该类水体富营养化问题易发生、难治理的潜在缓冲因子.     

水环境中微塑料的赋存特征及控制技术研究进展

近年来,新型污染物微塑料引起的环境问题日益严重,对其在水环境中的污染现状分析及控制已成为环境领域的研究热点.基于现有研究报道,该文章汇总了国内外水环境中微塑料污染的研究进展,分析了不同水体和沉积物中微塑料赋存差异的原因,阐述了微塑料对水环境造成的潜在生态风险,总结了目前处理微塑料的物理、化学、生物以及联合去除技术,比较了不同去除技术的优缺点,并对今后水环境中微塑料研究的方向进行了展望.     

稠油热采井防砂筛管失效机理及完整性研究

目的防止热采井筛管损坏,延长热采井防砂有效期。方法基于有限元理论,分别针对基管和外保护套,开展热采井优质防砂筛管在不同热应力补偿器及其安放间隔条件下的完整性研究,并开展室内实验,探究筛管在腐蚀、冲蚀共同影响下的失效规律。结果目前现场所使用的热应力补偿器设计基本满足防砂筛管基管的力学完整性需求,但无法保证外保护套的力学完整性,无法避免筛管的热应力损坏,建议在热应力补偿器设计时应充分考虑外保护套的受力状态及变形情况。纯高流速流体冲刷对管材本体无破坏作用,却对冲蚀-腐蚀环境中腐蚀产物膜具有冲刷破坏作用,冲蚀-腐蚀迭加条件是筛管冲蚀损坏的主要因素。结论合理的热应力补偿器加放及筛管材质选择,有利于提高筛管完整性,延长防砂有效期。     

基于应力分解法的整机加速因子预计方法研究

提出了计算整机加速因子的新方法.将整机的失效率通过定量分析方法按照部件、失效模式和应力的顺序逐级下分,从而得到各敏感应力的失效率,再通过加速模型计算各失效模式在加速应力下的失效率.最终可以得到整机在加速应力下的失效率,进而计算出整机加速因子.以典型电子产品为例,预计了弹上计算机在温度、湿度、振动综合环境应力下的加速因子为153.5.     

基于后向轨迹模式的豫南地区冬季PM2.5来源分布及传输分析

为研究2017年12月—2018年2月冬季不同来源区域对豫南地区ρ（PM_2.5）的贡献影响及污染特征,利用HYSPLIT-4后向轨迹模式模拟了豫南地区冬季24 h的气团后向轨迹,结合ρ（PM_2.5）在线监测数据进行了聚类分析,研究了以豫南地区为受点的各月份PM_2.5不同轨迹的输送特征,并使用潜在源贡献（PSCF）分析法和浓度权重轨迹（CWT）分析法识别了豫南地区冬季PM_2.5的潜在贡献源区及贡献大小.结果表明:①信阳市空气质量最好,其次为驻马店市,南阳市空气质量最差;南阳市、信阳市和驻马店市ρ（PM_2.5）分别超过GB 3095—2012《环境空气质量标准》二级标准限值（75 μg/m3）的1.5、1.2和1.2倍,ρ（PM_2.5）日变化均呈双峰特征.②后向轨迹聚类分析表明,豫南地区主要受到来自西北和东北方向长距离传输和正南方向较短距离输送的影响.③潜在源区分析表明,除豫南地区及周边市县本地污染贡献外,冀鲁豫交界区域、陕鄂交界区域、陕西省中西部、湖北省东北部和西部、河南省中北部、山东省南部是影响豫南地区ρ（PM_2.5）的主要潜在源区.研究显示,豫南地区PM_2.5污染过程除了与地形条件、本地污染源排放有关外,来自东北、西北传输通道城市的远距离输送和南部的近距离传输也不容忽视.      

安阳市大型工业区和周围社区土壤中重金属污染特征及健康风险评价

为了解安阳市大型工业区和周围社区表层土壤中重金属元素的分布特征和健康风险,用ICP-OES测定了样品中9种重金属元素的含量。结果表明：Zn、Cu、Pb、Mn、As、Cd、Cr、Co和Ni在社区表层土壤中的平均浓度为71.0、25.6、43.2、548、118.4、0.71、59.5、18.8、24.5 mg/kg;在工业区的平均浓度为170.4、28.1、52.0、846、10.4、0.72、62.1、11.7、30.9 mg/kg,整体上安阳市工业区及周围社区表层土壤中重金属元素Cd污染较严重,工业区和社区Cd的浓度分别是土壤背景值的10.22和10.10倍。工业区土壤中重金属Cd为中度污染,Zn、Pb为无污染到中度污染;社区土壤中重金属As、Cd为中度污染到重污染,Co、Pb为无污染到中度污染。元素Zn、Pb、Cd和Cu高值出现在工业厂区内的西北侧,主要是受到了厂区内原料堆放的影响;As、Cr、Co和Ni的空间分布特征相近,高值区集中分布在工业区的东北方向,其主要是受研究区域主导风向和传输距离的影响。社区表层土壤中重金属对成人和儿童造成的非致癌风险值之和均大于1.0,存在非致癌风险;工业区表层土壤中重金属对儿童造成的非致癌风险值之和为7.05,存在非致癌风险。工业厂区及周围社区表层土壤中5种重金属元素对于儿童和成人造成的致癌风险值均在可接受水平（<1×10^-4）。     

下蜀黄土参数化粒度端元分析及其物源示踪

下蜀黄土的物源问题对于理解亚热带东亚季风区干旱化过程至关重要.目前采用的物源示踪方法存在一定的局限性,对下蜀黄土物源的认识也存在争议.粒度端元分析可定量分解出沉积物中不同动力过程和来源的粒度组分,具有解析风尘沉积物源的较好潜力.本文应用参数化粒度端元分析方法,对镇江大港和九江马垱两个下蜀黄土剖面的物源组分进行了研究.结果发现:下蜀黄土可分离为超细粒(EM1)、细粒(EM2)、中粒(EM3)和粗粒(EM4)4个粒度端元,其中EM1(众数分别为0.7μm和0.9μm)源于粉尘沉积后风化成壤作用形成的次生组分,EM2(众数均为6μm)为长距离搬运的远源组分,EM3(众数分别为25μm和28μm)是区域近地面冬季风搬运的近源粉尘,EM4(众数分别为44μm和45μm)则来自于沉积区附近的局地源组分.相似的区域风化成壤背景导致两地的EM1含量及变化均十分相似(镇江9.88％,九江9.06％);近源加局地源组分(EM3?+?EM4)则构成了两地下蜀黄土的主要来源(镇江51.79％,九江63.35％);西北气流将干旱-半干旱地区的粉尘输送至长江下游地区形成远源组分(EM2,镇江38.33％,九江27.59％),而在区域近地面东北风的作用下,两剖面间粒度端元的变化序列存在"异元相似"的现象(即大港剖面EM3与马垱剖面的EM2变化曲线相似,大港剖面EM4与马垱剖面EM3变化曲线相似).因此,下蜀黄土是不同物源组分混合而形成的沉积物,不同区域下蜀黄土的物源既有差异,又存在一定的空间联系.