长株潭城市群人为热排放对城市热环境影响研究

采用"自上而下"的能源清单法,研究了长株潭城市群2017年人为热排放量及其时空分布特征;同时,利用中尺度天气预报模式(Weather Research and Forecasting,WRF)及其耦合的UCM对夏冬两季分别进行数值模拟试验,定量分析了不同类型建成区人为热排放增温效应的季节性差异.结果表明:(1)长株潭2017年人为热排放总量为3.49x1017J/a,平均人为热排放强度为14.22 W/m2,工业、建筑、交通和人体新城代谢对人为热的贡献率分别为48.15％、40％、11.3％和0.55％.(2)人为热的引入使得城市群主城区夏季和冬季的平均温度分别升高了约0.7℃和1.5℃;冬季增温效果是夏季的2倍.(3)不同密度分区人为热排放导致的增温效果不同,总的来说,工业/商业区＞高密度住宅区＞低密度住宅区.     

固相萃取-超高效液相色谱/三重四极杆质谱法同时测定地表水中8种亚硝胺类化合物

建立了固相萃取（SPE）-超高效液相色谱/三重四极杆串联质谱（UPLC-MS/MS）同时测定地表水中8种亚硝胺类化合物的方法。水样中目标物经椰壳活性炭固相萃取小柱吸附富集，小柱经氮气吹干后采用二氯甲烷洗脱。待测样品采用Atlantis T₃柱，以水-甲醇作为流动相进行梯度洗脱，大气压力化学电离源（APCI）正离子模式多反应监测方式（MRM）进行检测，内标法定量分析。8种目标物在相关线性范围内线性良好(r≥0.9950)，地表水加标回收率为55.4%~90.4%，相对标准偏差为3.1%~14.3%，方法检出限为1.1 ~1.8 ng/L。本方法准确度和灵敏度高，适用于快速测定地表水中8种亚硝胺类化合物含量。     

人工园林大面积种植区植被净初级生产力时空变化研究

云南西南地区自然资源丰富，近年来，随着社会经济的快速发展，橡胶、茶园和桉树等人工园林大规模种植主要占用了天然林和耕地，土地利用结构和空间布局发生了很大变化。为了探讨土地利用/覆被变化对植被净初级生产力（NPP）的影响，以人工园林大面积种植区西盟县为研究区，运用综合模型、CASA模型和MODIS产品（BIOME-BGC模型），对西盟县2000年、2005年、2010年和2015年各地类NPP的时间变化和空间分布特征进行分析。结果表明：（1）2000~2015年，CASA模型模拟的西盟县NPP呈先减少后增加的趋势，MODIS模型模拟的NPP值变化趋势与CASA模型一致，综合模型则呈现逐年增加的趋势；（2）西盟县NPP的空间分布形态从西至东均呈“低值-高值-低值-高值-低值”（“M”）变化，与西盟县水热资源的分布特征和土地利用/覆被变化有关，西盟县NPP空间变化主要集中于人工园林种植区；（3）3种模型中，CASA模型和MODIS产品（BIOME-BGC模型）比综合模型更适用于地形气候复杂多样的山区NPP的模拟计算，其中CASA模型空间精度更高。     

北京市一次重污染天气下大气颗粒物中PCDD/Fs、PCNs、PCBs粒径分布特征及呼吸暴露风险评估

本研究于2017年5月4日至7日,采集了北京城区一次重污染天气下4种不同粒径段(10μm、5—10μm、2.5—5μm、2.5μm)大气颗粒物样本,并采集了晴朗天气样本作为对照.首先,测定了各粒径段颗粒物中17种2,3,7,8-PCDD/Fs、三氯代至八氯代PCNs及12种dl-PCBs单体的含量,进而对这些化合物的粒径分布特征及呼吸暴露风险进行了分析和评估.结果表明,在本次重污染天气下,北京城区大气颗粒物中PCDD/Fs、PCNs、dl-PCBs浓度依次为8.03、6.68、1.18 pg·m~(-3),明显高于晴朗天气.PCDD/Fs、PCNs、dl-PCBs主要富集于粒径2.5μm的细颗粒物中,含量分别达到86.5%、47.9%、39.8%.PCNs、dl-PCBs大致呈现出随颗粒物粒径减小,其高氯代同系物相对富集量增加的趋势.通过呼吸暴露风险评估发现,本次重污染天气下大气颗粒物中PCDD/Fs、PCNs、dl-PCBs致癌风险分别为1.1×10~(-5)、1.4×10~(-7)、2.2×10~(-7),总致癌风险是晴朗天气下的33倍.PCDD/Fs对总致癌风险贡献率为96.7%,是需优先控制的持久性有机污染物.     

山地丘陵区城市化进程中裸地的时空转化及改造利用的分类研究

针对近年来快速城镇化进程导致城市周边裸地显著增长但对其改造利用率低的问题，以山地丘陵型城市四川省绵阳市为例，采用1999~2017年4期Landsat TM/OLI遥感影像提取研究区包括裸地在内的土地利用/土地覆被变化信息，重点分析了城市化进程中裸地的时空分布及土地转移特征，并以2017年裸地为例探讨了裸地改造利用的分类分区方法。主要结论有： （1）1999~2017年，裸地在研究区最高约占6.34%（2011年），最低3.91%（1999年），年均增长率1.64%，低于同期城市不渗水面的年均增长率9.74%。空间上，裸地主要分布在460~500 m的高程范围和坡度8°以下，沿城乡过渡带、城市开发区以及新修道路两边是裸地主要分布区。（2）1999~2017年，约61.35%的裸地由耕地转化而来，23.58%来源于林地，同期又有51.88%裸地转换为耕地，24.79%转换为城市不渗水面。（3）综合裸地所处区位、地形、景观格局等因素后将2017年裸地划为社区利用型、城市绿化型、城市基础和公共服务设施建设型、都市农业型以及生态修复型5大类改造利用型，以期为研究区城市化进程中的裸地改造利用提供参考依据。     

加速溶剂萃取-固相萃取-高效液相色谱/三重四级杆质谱法测定土壤中6种喹诺酮类抗生素残留

为测定污染土壤中的6种低残留喹诺酮类抗生素(氧氟沙星、培氟沙星、恩诺沙星、环丙沙星、诺氟沙星、恶喹酸),全面优化了一种联合加速溶剂萃取(ASE)、固相萃取(SPE)和高效液相色谱/三重四级杆质谱(HPLC/MSMS) 3种检测技术的分析方法。样品采用甲醇和0.1 mol/L EDTA-McIlvaine缓冲液(1∶1)进行加速溶剂萃取,经Bond Elut Plexa型HLB固相萃取小柱富集纯化,土壤中6种喹诺酮类抗生素的基质效应因子控制在0.84～1.04。在0.2～100.0μg/L(以恶喹酸计)质量浓度范围内,目标化合物的线性关系良好(r0.999),6种目标化合物的检出限为0.09～0.75μg/kg,加标回收率为60.9%～89.9%。该方法自动化程度和准确度较高,可极大程度地降低基质效应,提高测定方法的灵敏度,适用于土壤中喹诺酮类抗生素残留的检测。     

O3/H2O2氧化页岩气产出水有机物动力学及机理研究

对O3/H2O2氧化页岩气产出水降解有机物动力学、特征污染物苯胺降解动力学及机理进行实验分析，研究结果表明：页岩气产出水有机物、苯胺降解符合一级反应动力学；臭氧分子的分解符合零级反应动力学。通过液相色谱-质谱（LC-MS）分析O3/H2O2氧化苯胺降解过程中间产物，发现O3/H2O2氧化法不能完全 将页岩气产出水矿化为二氧化碳和水，只是将复杂有机物分子转化为结构简单的直链烷烃或者羧酸类物质，需与其他氧化方式相结合才可将有机物完全去除，并提出了降解返排液中苯胺的两条可能途径，为O3/H2O2氧化工艺实际应用提供理论依据。     

基于蛋黄-蛋壳结构的Fe/FeS@SiO2材料去除水中三氯乙烯

针对硫化纳米零价铁(Fe/FeS)颗粒间的团聚以及环境适应性差的问题,用正硅酸乙酯(TEOS)为原料制备中空介孔氧化硅球,再通过化学反应在壳内形成大尺寸核的方法制备具有蛋黄-蛋壳结构的Fe/FeS@SiO_2材料以防止Fe/FeS的团聚并提高其活性,并将该材料用于三氯乙烯(TCE)的去除中;采用SEM和TEM观察、红外线光谱分析(FTIR)、X射线衍射分析(XRD)、X射线光电子能谱分析(XPS)等分析方法对材料进行了表征。结果表明,在Fe/FeS@SiO_2材料还原降解TCE的实验中,Fe/FeS@SiO_2去除TCE的最佳铁与硫的摩尔比(铁硫比)为30,并且在TCE初始浓度10 mg·L~(-1)溶液中投加含有0.1 g Fe~0、铁硫比为30的Fe/FeS@SiO_2材料下,反应180 min后,TCE的去除率为90.75%,与未包裹氧化硅壳时的去除率(66.06%)相比,去除效果明显提高。介孔氧化硅壳阻止了Fe/FeS的团聚,其表面上的孔道使得材料具有更大的比表面积,加强了对TCE的吸附,同时材料中的空腔使得核与污染物的接触增加,提高了TCE的去除率。表征结果表明,Fe/FeS@SiO_2材料具有特殊的结构,包括中心核、空腔以及介孔壳,可以防止Fe/FeS的团聚。