杭州市典型雾霾期污染特征及污染源的HYSPLIT模型分析

为探究杭州市冬春季节大气污染特征与雾霾成因,本文分析了2015年12月—2016年3月市区10个空气质量监测站的PM_(2.5)、SO_2等6种污染物的浓度变化规律,对比了雾霾期和非雾霾期各污染物间的相关性,利用HYSPLIT(Hybrid Single Particle Lagrangian Integrated Trajectory)模型探讨了期间5次典型雾霾期污染物的潜在来源.结果表明,研究期内各污染物浓度呈现冬高春低的变化趋势(除O3浓度3月最高),颗粒物和NO_2是主要的超标污染物,其中PM_(2.5)和PM_(10)日均值分别是一级标准的2.2和2.4倍.雾霾期PM_(2.5)、PM_(10)、SO_2、NO_2和CO浓度是非雾霾期的2.4、2.3、1.3、1.5和1.6倍,PM_(2.5)与CO的正相关性最强(0.863),远高于NO_2(0.410)和SO_2(0.399),而非雾霾期三者差异不大,表明雾霾期机动车尾气的贡献更为重要.HYSPLIT后向轨迹和浓度权重轨迹CWT(Concentration-Weighted Trajectory)分析结果表明雾霾时期西南(38.3%)、西北(19.1%)方向和近距离输送(27.3%)的气团携带了较多的污染物,远距离输送是污染物的主要来源.研究结果可为长三角的雾霾污染控制提供数据支撑.     

黑碳对沉积物中疏水性有机污染物的锁定作用与微生物降解的影响研究进展

黑碳是含碳物质不充分燃烧而产生的一种高度芳香化结构无定型碳质,是沉积物有机质中重要的组成部分.黑碳通过表面吸附或微孔束缚作用将疏水性有机污染物(HOCs)锁定在沉积物中,其超强的吸附性能导致对HOCs的解吸量减少、解吸速率减慢,进而在短期内降低其生物有效性和短期生物毒性,大量学者开展了较低HOCs浓度下短期降解实验,得出了黑碳抑制HOCs降解的结论.但长期来看,黑碳一方面会通过抑制生物有效性削弱微生物降解等HOCs的自然衰减速率,另一方面也会通过促进微生物生长提高降解率.因此推测,黑碳对HOCs微生物降解的影响可能与HOCs的类型与浓度相关,在较高HOCs浓度下,黑碳可能会通过降低急性毒性,促进微生物生长和生物膜形成来加速HOCs的降解.本文综述了黑碳对HOCs吸附/解吸和微生物降解的研究进展,从黑碳对HOCs的吸附机理和吸附模型,对解吸动力学、微生物生长以及生物有效性影响等方面进行讨论,指出了黑碳对环境中HOCs迁移转化与归趋的影响,并对黑碳的应用前景及研究趋势进行了展望.     

两种不同抗生素在沉积物中吸附的影响因素与模拟研究

抗生素是环境中广泛存在的药物,其在水环境的迁移和分布主要受到沉积物吸附行为的影响.本文首先考察了高岭土、黑碳、腐殖酸、pH、Ca~(2+)等5种影响因素对两种不同抗生素在沉积物上吸附强度的单因素影响,然后应用中心复合实验设计考察了其复合影响,并利用实验所得数据,分别拟合和验证了基于线性方程和BP神经网络的两种抗生素吸附模型,通过对比拟合和验证结果分别得到适用于两种抗生素的吸附模型.实验结果表明,pH和Ca~(2+)对两种抗生素在沉积物上的吸附容量影响显著,而高岭土、黑碳和腐殖酸则影响较小.模型模拟结果表明,神经网络模型拟合程度和精度均优于线性方程模型;且交叉验证结果表明,利用不同组数据进行训练,神经网络模型拟合均取得了优于线性方程的拟合结果.因此,在所考察的因素和浓度范围内,神经网络模型较好地预测了沉积物中抗生素的吸附行为.     

施用生物炭对土壤微生物的影响

作为生物质材料的热解产物,生物炭被认为是很有前景的环境污染治理与生态修复材料.多方面的研究说明,生物炭的多孔、大比表面积、丰富的官能团等性能,使其具有"锁定"碳,固定土壤污染物,改善土质等功能,从而从土壤物理化学的角度证实了生物炭在土壤污染治理与改良方面的作用,但至于生物炭对土壤微生物的影响及其长期效应尚处于起步阶段.本文总结分析了近年来国内外生物炭与土壤微生物相关的研究成果,得出生物炭能通过改变土壤资源储备(如可利用C、营养物质、水分等)、非生命成分(如p H、CEC等)等理化性质,加快土壤细菌和真菌的生长与繁殖,影响土壤微生物群落结构和功能.可见,生物炭土地利用的优点不容置疑,为了实现其规模化应用,生物炭的施用剂量、生物炭-微生物-污染物的作用机理等问题亟待深入地研究,生物炭对土壤微生物及养分循环的长期影响还有待于系统地展开.