贵州安顺雨季降水中低分子有机酸研究

为了解贵州安顺地区大气降水中低分子有机酸的化学组成特征, 2007年6～10月共采集降水40次,对降水样品进行了pH值、电导率、水溶性无机阴离子和低分子有机酸的测定.结果表明,安顺地区的大气降水的pH值在3.57～7.09之间,平均值为4.57.最主要的有机酸组成为乙酸、甲酸和草酸,它们的雨量平均浓度依次为6.75、 4.61和2.05 μmol·L^-1.有机酸在6月和7月的浓度明显高于其他月份,表明有机酸可能来源于植物生长释放或者其前驱物的光化学氧化.有机酸对降水自由酸的贡献率平均为32.2%,明显高于贵阳市.同时,甲酸与乙酸和草酸存在显著相关关系（p=0.01）,相关系数分别为0.663和0.503,表明甲酸与乙酸具有相似的来源或者不同来源的相似源强,而草酸的前驱物可能与甲酸具有相似的排放特征.观测期间,安顺地区有机酸的湿沉降通量为2.10 mmol/m²,主要集中在降雨频率和雨量相对较高的夏季,此时有机酸的浓度和有机酸对大气降水自由酸的贡献都较大,因此控制安顺地区夏季有机酸的排放对于此地区的酸雨防治工作显得尤为重要.     

大气低分子有机酸研究方法及其前沿问题

文章系统地阐述了大气有机酸的研究历史、现状和目前存在问题及可能取得研究进展的方法。低分子有机酸是大气中重要的微量挥发性有机碳组分,它们广泛存在于大气对流层中,对气候、环境和生态系统具有重要影响。长期以来,对大气有机酸的研究都是基于其含量的分析,尽管这一研究手段对有机酸的认识起到了推动作用,但含量的分析已越来越不能满足于当前人们对大气有机酸生物地球化学认识的需求。由于稳定同位素组成的示踪作用,近年来人们开始探索利用有机酸中碳同位素的测试分析方法来研究其循环过程。这一方法涉及水溶液中有机酸的萃取过程。由于其近发、半挥发性和其易污染性,常规的萃取方法不能应用于有机酸的萃取。最近出现的固相微萃取技术为有机酸碳同位素组成的准确分析研究提供了可能的途径。利用这一方法探索有机酸同位素组成的分析,有可能为大气有机酸生物地球化学循环研究开辟一片新的天地,从而使该领域研究向前推进一步。     

中国西南喀斯特森林土壤有机碳空间变化及影响因素

喀斯特地区土壤碳储量及其影响因素的认识是评估我国陆地土壤生态系统碳汇能力不可或缺的内容。本文通过对中国西南北起秦岭北坡南至中越边境一条剖面上土壤有机碳的分析,研究了喀斯特森林0~10cm土壤有机碳空间变化及其控制因素。研究发现西南地区土壤有机碳含量和碳密度平均为32.3 g/kg和33.1t/hm2。无论是在整个西南区还是其省市范围内,二者均低于非喀斯特森林土壤。通径分析表明,影响喀斯特表层土壤碳含量和密度的主要因素有土壤容重、地形海拔和有机质C/N;粘粒含量和年平均气温的影响很小,而降水量仅在地处最北部的陕西省构成了土壤碳密度的影响因素。此现象与世界许多地区特别是高纬度地区形成鲜明对比。本研究结果表明,不同区域/气候带土壤碳库的主要影响因素会存在很大差异,这对认识气候变化背景下土壤碳库的反馈作用具有重要意义。     

松桃河流域氨氮和锰污染特征及生态风险评价

以地处“锰三角”核心区的松桃河流域为研究对象,应用统计学方法对2011~2019年松桃河流域17个监测断面的18个水质指标进行统计分析,重点研究松桃河流域主要污染物氨氮和锰污染特征、时空变异及来源解析,利用商值法、安全阈值法对松桃河流域氨氮和锰的生态风险进行评价.结果表明:松桃河流域主要受到氨氮和锰污染,两者在P<0.0001水平呈显著正相关,具有同源性,主要来源为电解锰企业废水和渣场渗滤液;氨氮和锰的时空变化基本一致,主要污染断面与电解锰企业、渣场分布密切相关;时间上,除支流木池河有污染加重趋势,松桃河流域污染总体呈现逐年降低趋势.水生生物暴露松桃河地表水体时,熵值法评价松桃河流域有氨氮急、慢性毒性效应风险水体分别占10.37%、44.93%,有锰急、慢性毒性效应风险水体分别占69.81%、77.89%;安全阀值法评价松桃河流域有氨氮急、慢性毒性效应风险水体分别占5.6%、24.33%,有锰急、慢性毒性效应风险水体占34%、90%.两种方法评价结果差异明显,商值法较为保守,其评价氨氮急、慢性、锰急性风险水平约为安全阀值法的2倍.松桃河现行标准值高于氨氮和锰慢性毒性安全允许浓度,现行标准对水生生物可能存在“欠保护”.建议开展基于松桃河流域水生生物区系与水体特征的氨氮和锰水质基准及生态风险研究,为制订区域水质标准提供科学依据,以实现差异化风险管理,保障生态水环境安全.     

典型区域历史遗留土壤污染问题及其综合防治研究

土壤污染是历史遗留环境问题的众多表现形式之一.土壤污染引发的土壤环境质量恶化,直接影响到人居环境安全、人体健康和社会稳定.本文通过对贵州铜仁汞矿产历史遗留问题区域土壤污染综合防治方案的分析研究,明确了土壤污染综合防治原则,并分别给出了实现污染源控制、土壤污染修复治理以及农产品安全与环境健康监管的路线图,为其它历史遗留问题区编制和实施土壤污染综合防治规划提供参考.     

水中有机质矿化作用的生物地球化学室内模拟研究

有机质矿化直接影响到生物过程,对水生生态系统物理化学性质的调节起重要作用。而有机质矿化高时间分辨率下生物地球化学作用过程尚不十分明确。针对上述问题,我们利用水族箱培养的方式监测了有机质在24 h内的分解和矿化行为,研究了硝化细菌在此过程中的作用。研究所用水样采自贵阳花溪河,分别用大豆、玉米和混合饵料作为有机质在三个水族箱中进行对比实验。对硝化细菌起作用前后铵氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮和溶解有机质δ13C进行每隔2 h的监测研究。结果显示,投放大豆饵料的水箱中三氮之和平均为16.41 mg/L,玉米水箱中为0.37 mg/L,混合饵料水箱中为6.05 mg/L。与以往认识不同,我们发现硝化细菌释放2 h后,三个水箱内铵氮含量平均升高37.16%,亚硝态氮含量平均升高5.98%,而硝态氮则出现降低现象,最大可降低64.85%。同时,微生物分解和矿化作用造成三个水族箱δ13C值平均升高13%~16%,明确地指示了细菌的活动作用。δ13C值的变化揭示,在硝化细菌释放后有机质分解加速,生物成因碳比例明显增加。     

热解温度和时间对生物炭pH值的影响

以稻草、玉米秸秆、木屑、鸡粪为实验原料,分别在不同热解温度(250℃、300℃、350℃、450℃、650℃)和热解时间条件下(30 min、60 min、90 min、120 min、180 min)制备出生物炭。并在不同生物炭与水的质量比条件下,依据正交实验设计的方案,依次测定了各种生物炭的pH值。结果表明,热解温度是影响各种生物炭pH测定值的关键性因素,生物炭与水的质量比也对pH测定值产生一定的影响,而热解时间的长短并未对生物炭pH测定值产生显著影响。在250~650℃的热解温度条件下,随着温度的升高,四种生物炭的pH值均有不同程度的升高,尤其是在250~350℃这一温度区间,四种生物炭的pH值升高速率最快,此后,随着热解温度的升高,生物炭pH值升高速率逐渐放缓,其中在250~650℃的热解条件下,稻草的pH值升高幅度最大,木屑的pH值升高幅度最小,在350~450℃这一较为理想的热解温度区间范围内所制备的四种生物炭pH值的大小顺序依次为:稻草玉米秸秆鸡粪木屑。     

重金属污染土壤修复治理技术概述

综合阐述土壤重金属污染的现状、土壤中重金属污染物的来源、重金属在土壤中的赋存形态,总结了现存可行的一些土壤重金属污染治理措施并提出防治建议。     

锌冶炼区菜地土壤和蔬菜重金属污染状况及风险评价

对黔西北地区某典型锌冶炼区菜地土壤和主要蔬菜进行取样调查,测定了土壤和蔬菜可食用部分Pb、Cd、Zn、Cu、As、Ni 6种重金属的含量,采用单项污染指数和综合污染指数法评价了土壤和蔬菜中重金属的污染状况,并分别采用潜在生态风险指数（RI）和目标危险系数法（THQ）评价了菜地土壤重金属污染的潜在生态风险和蔬菜中重金属对成人和青少年儿童的健康风险.结果表明,该区域菜地土壤已受到重金属的重度污染,且以Cd对综合指数的贡献最大,土壤Cd存在极强生态风险,研究区处于轻微、中等、强和很强的生态风险程度的采样点比例分别为2.0%、14.3%、35.7%和48.0%;在所采集的蔬菜样本中,土豆处于重度污染水平,芸豆处于中度污染水平;复合重金属健康风险指数评价结果表明,食用研究区域蔬菜对成人和青少年儿童健康产生负面影响的可能性很大.     

电解锰产业集聚区河流锰污染演变趋势和时空分布特征

松桃河流域是我国锰产业最为集中的区域之一,资源开发和利用形成的污染严重。通过对松桃河电解锰产业集聚区流域2015—2019年的8个典型断面的总锰监测数据的分析,用秩相关系数法探究了河流锰污染总体变化趋势,并用系统聚类分析法分析了河流锰的时空分布特征,结合聚类结果对污染趋势做进一步分析。秩相关系数分析结果表明,近年来松桃河锰产业集聚区流域的上游水质较好且稳定,而中游污染严重,干流均值超过地表水环境质量标准值(0.1 mg·L^-1)3—7倍,下游水质有所恢复,流域主要断面锰浓度总体呈下降趋势;时间聚类分析表明,流域内河流锰污染的年内分布主要特征为丰水期(雨季)和枯水期(旱季)浓度较高而平水期相对较低;空间聚类结果显示,流域内河流锰污染呈现出中游支流>中游干流>下游和上游的特征,两条支流道水河和老卜茨小溪对中游相应区段的贡献率较大,分别为41.2%和23.5%;聚类结果分析显示,降雨、渣库分布和渗漏、水文地质条件和支流汇入是影响流域内河流锰浓度的重要因素;结合聚类结果的污染趋势分析得出,中游和下游的水质在枯水期和丰水期的年度变幅较大,但在2017年以后呈现明显的下降趋势,结果反映了期间政府进行综合整治的效果和流域污染源排放的随机性。