厦门市大气降尘中重金属形态分布及生物有效性

采集了2012年11月至2013年1月期间厦门市大气降尘样品,用改进的BCR四步连续提取法分析了12种重金属元素(Ba、Ti、Co、Cr、Cu、Fe、Mn、Zn、Ni、Pb、Sr、V)的含量、赋存形态和生物有效性.结果显示,重金属元素四态含量之和均值(mg·kg~(-1))顺序为:Fe(43733)Zn(4495)Ti(2728)Ba(747)Mn(723)Cu(444.4)Sr(176)Cr(171)Pb(160)Ni(40.4)V(27.6)Co(11.2);Zn和Cu含量分别为我国土壤环境质量标准第二类标准限值(250和100 mg·kg~(-1))的18倍和4.4倍;除Fe、Ti、Ba、Cr和V外,大气降尘中其他元素生物有效态含量占有相当的比例(32.2%—88.6%).Zn、Sr主要以弱酸溶态存在,Pb主要以可还原态存在,Cu主要以可氧化态存在,其余元素主要以残渣态存在.大气降尘中重金属的平均生物有效性系数顺序为:Sr(0.87)Zn(0.85)Cu(0.80)Pb(0.67)Mn(0.50)Co(0.47)Ni(0.39)Ba(0.19)≈Cr(0.19)V(0.12)Fe(0.08)Ti(0.01),Ti、Fe、V、Cr和Ba为生物不可利用元素,Ni、Co、Mn和Pb为潜在生物可利用元素,Cu、Zn和Sr为生物可利用元素.     

不同攀援角度裂叶牵牛叶片金属元素含量变化及其相关性分析

为研究攀援角度对藤本植物金属元素含量的影响,采用原子吸收分光光度法测定了不同攀援角度裂叶牵牛叶片中10种金属元素含量,并对金属元素含量的相关性进行了分析.结果表明:攀援角度处理对裂叶牵牛叶片的金属元素含量产生不同程度的影响.攀援角度对Ca、K、Mg、Fe、Mn、Zn、Cd含量影响显著.大量元素对攀援角度的敏感性小于微量元素.随攀援角度增加(从0°到90°攀援角),叶片Mg、Zn和Mn含量显著增加,而Cd含量显著下降;K、Ca、Na和Fe含量呈"U"型变化趋势;从30°到90°攀援角,Pb含量呈增加趋势;Cu含量的变化规律不明显.相关分析表明,攀援角度与Mg、Zn、Mn含量呈显著的正相关,与Cd含量呈显著负相关;攀援角度与Ca、Na、K、Fe、Cu和Pb含量之间的相关性未达到显著水平.10种金属元素中呈正相关的元素多于负相关元素.其中,Mg、Zn、Mn和Cd在金属元素之间的协同或拮抗中发挥主要作用.     

广西热带亚热带典型森林岩溶区土壤-植物系统元素分布特征

对广西热带亚热带典型岩溶区土壤-植物系统13种元素分布特征及相关性进行了研究.结果表明:与非岩溶区植物相比,岩溶植物Ca、Al含量比较高,Na、Fe、Mn、Si、K、P的含量较低.植物体内元素的分布特点是:叶>茎>根;石灰土更易富集Fe、P、K、Cu、Zn和Co.大多数土壤元素含量随纬度的降低而降低,Fe和Zn表现较为明显,而Mn和Si在热带较中亚热带的更易淋失.土壤中与Fe元素明显相关的元素最多,包括Mn、Zn、Co、S、Al,其相关性分别为Mn> Al > Co > Zn > S,其中,Fe与Mn、S呈负相关,与Zn、Co、Al呈正相关;植物中的Na、Fe、Si、P、Al与土壤中对应的元素相关性显著,呈正相关关系,主要体现在土壤的A层;植物对大量元素的吸收强于对微量元素的吸收,其中,对Mn的吸收能力最强(8229.38%),主要集中在根部的Al(0.57%)和Fe(0.0049%)的吸收能力最小.     

芜湖市区土壤重金属污染评价及来源分析

对芜湖市区153个土壤样品中9种重金属的含量进行测定和评价,利用多元地统计方法进行污染来源分析。结果表明：芜湖市区土壤Zn、Fe、Mn、Cu、Pb、Co、Cd、Ni、Cr的平均含量分别为96.8、30600.1、466.1、35.0、29.1、16.7、1.2、26.3、78.3mg/kg;除Fe、Mn、Ni外,其他元素均高于相应土壤背景值,Zn、Cu、Pb、Co、Cd、Cr分别是背景值的1.26、1.09、1.17、1.20、6.11、1.29倍,说明这些元素出现了一定程度的积累。单因子评价结果表明Cd污染最为严重,Zn、Cu、Pb、Co和Cr为轻度污染,Fe、Mn和Ni没有污染。综合相关性、聚类及主成分分析可知,Fe和Mn为＂自然源因子＂,不同功能区分布主要受成土母质控制;Zn、Cu、Pb和Cd为＂交通及工业活动因子＂,Cu、Cd高值区均分布在开发区,Zn和Pb的高值区分布在镜湖区;Ni、Co和Cr为＂农业活动因子＂,其空间变异受成土母质及农业活动等因素影响。     

“两控区”城市降水、降尘中重金属元素分布特征及其相关性——以都匀市为例

为了解"两控区"降水、降尘中重金属元素的污染现状及其在大气作用过程中的相互影响,于2015年3月—2016年2月,对"两控区"贵州都匀市降水、降尘样品分别进行逐次和逐月采集,利用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)对样品中重金属元素(Zn、Mn、As、Cu、Ni、V、Cr、Cd等)进行测定,分析样品中重金属元素的季节分布特征,并对同一种元素在降水和降尘中的相关性进行探讨。研究结果表明:降水中重金属元素的质量浓度范围为0.08~13.80μg·L-1,其中Zn质量浓度最高,其次依次为Mn、As、Cu、Ni、V、Cr、Cd;与《地表水环境质量标准》中Ⅰ类水体标准相比,降水中的重金属元素均未超标;降尘中Cu、As、Cd、Zn较富集,分别为土壤背景值的381.0、2.6、2.7、1.2倍。从季节变化看,降水中多数重金属元素表现为夏季最低,春季最高,降尘中重金属元素的季节变化不明显。降水、降尘中Zn、Mn、As、Cu、Ni、V、Cr、Cd等的沉降量随季节变化具有相似规律性,相关系数分别为0.70、0.66、0.97、0.78、0.53、0.43、0.94、0.67,主要与降雨强度、元素的赋存形态及其在气溶胶中的粒径分布有关。     

探讨富集因子背景值的选择

为探讨富集因子(EF)背景值的选择,利用黑龙江省甘南县大气降尘重金属元素数据,分别选用黑龙江省A层土壤环境、平均大陆地壳、大陆上地壳为背景,计算Cr、Mn、Ni、Pb、As、Cu、Zn的EF值.研究表明,采用平均大陆地壳和大陆上地壳元素丰度作为背景值时,Pb、Zn、As等元素的EF均值大于2,元素富集一定程度上与人为输入作用有关;采用黑龙江省A层土壤作为背景,As元素EF均值小于2,元素在大气中的富集主要为自然输入;通过相关性分析,As与Cr、Mn、Ni、Cu同为自然源,结果与选用黑龙江省A层土壤为背景时判别结果较一致.本文认为,导致不同背景值取得的EF值差异较大的原因为自然条件下元素的富集和亏损,采用区域土壤元素背景值能够较为准确地判断大气降尘中元素的主要来源.     

广东某垃圾焚烧炉周边空气颗粒物中金属浓度特征及源解析研究

以广东某垃圾焚烧炉为研究对象,应用富集因子法、主成分分析法对其周边环境空气中金属(Fe、Al、Mg、Cu、Zn、Mn、Ba、Pb、Cr、Ni、Bi和Cd)含量及来源进行分析.结果如下:研究区域环境空气中各金属含量(各点均值)(ng·m-3)为:Fe(1092—3487)Al(939—3126)Mg(716—1339)Cu(63.4—995)Zn(227—427)Mn(162—291.1)Ba(61.4—372)Pb(21.9—41.8)Cr(12.3—25.7)Ni(5.70—15.5)Bi(0.70—1.22)Cd(0.42—0.82).相关分析和主成分分析发现,研究区域Fe与Ni、Cr、Mn、Ba主要来自于焚烧炉释放,Zn、Cd、Pb、Bi和Cu则来自于研究区域周边的交通污染源,而Al和Mg则主要来自于地壳或土壤背景值.     

贵州喀斯特山区植物营养元素含量特征

贵州喀斯特山区是我国乃至世界喀斯特分布面积最大的片区之一,由于其生态系统的脆弱性,加之人类活动的干扰,使得该区的植被退化较为严重。文章选择该区的12种主要植物作为研究对象,对其营养元素进行了研究。结果表明:>1000μg·g-1的元素有N、P、K、Ca、Mg、S,100～1000μg·g-1的元素有Fe、Mn、Al,10～100μg·g-1的元素有Zn、Sr,<10μg·g-1的元素为Cu、Mo,其中Mo含量最低,仅为0.17μg·g-1。这些元素中,Ca、P、K元素高于所报道的陆生植物的含量范围。元素含量特点是Ca>K>Mg型。N、P、K、Mg元素的频数分布为正态分布,Ca、Al、Fe、Mn、Cu、Zn、Sr、S元素为对数正态分布。变异系数大于100%的元素有Al、Fe、Mn、Sr,变异系数小于60%的元素有N、P、K、Ca、Mg、S、Cu,其中Ca的变异系数最小,仅为11.8%。不同生境下相同植物的营养元素含量有较大的差异,石灰土上植物的N、P、K、Ca、Mg、Al、Cu、Mo元素含量要高于黄壤上植物的。元素间的相关分析表明:P和K、P和Cu、Al和Fe、Al和Zn、Fe和Zn元素具有显著相关关系;N和P、P和Mg、K和Al、K和Cu、Ca和Sr、S和Mo元素具有一般相关关系。     

滇池沉积物中重金属污染特征及其生态风险评估

采集了滇池北部和中心区域2根柱状沉积物样品,分析其常量元素（Fe、Mn、Al、Ti、Ca、K）、微量元素（Ba、Sr、Cu、Pb、Zn、V、Cd）剖面分布特征,并采用H？kanson潜在生态危害指数法对典型重金属（Cd、Cu、Zn、Pb）进行了污染潜在生态风险评估。结果表明：沉积物中常量元素以Fe2O3、CaO及Al2O3为主,MnO、K2O及TiO2含量较少,变化范围是Fe2O3为8.0～14.9%、MnO为0.1～0.2%、Al2O3为9.0～20.1%、TiO2为1.5%～2.8%、CaO为0.4～21.7%、K2O为1.5～2.0%;微量元素Pb, Cd, Zn, Ba, Cu, Sr 及V含量均较高,变化范围是Pb为73.8～105.3 mg·kg^-1、Cd为1.0～3.4 mg·kg^-1、Zn为123.4～210.6 mg·kg^-1、Ba为264.8～435.7 mg·kg^-1、Cu为77.5～133.5 mg·kg^-1、Sr为34.9～137.5 mg·kg^-1以及V为177.7～284.7 mg·kg^-1。尤其表层0～12 cm内（1950 s以后）,各元素含量值均明显高于12 cm以下各值,20世纪50年代后滇池流域内工农业发展及污染物输入是造成金属元素含量累积的主要因素。沉积物中典型重金属Cu、Zn、Pb、Cd污染潜在生态风险评估结果：Cu、Zn和Pb处于中度污染,且C if 值越接近表层（0～12 cm）其值越高,这表明自1950S后污染程度不断加重,其中 Cd 累积与污染比较严重,分析多种元素的多因子污染参数之和C d表明滇池沉积物中多种元素污染整体处于“较高”污染程度,分析多种元素的潜在生态风险指数RI表明滇池沉积物中重金属潜在生态风险处于“很高”水平。同时,滇池北部沉积物中重金属潜在危害较严重且近年来污染有加重趋势。     

中国大气颗粒物中金属元素环境地球化学行为研究

大气颗粒物金属污染已成为目前大气污染的研究热点之一。文章梳理、分析归纳了中国近年来大气颗粒中金属元素的环境地球化学方面的研究。目前研究较多的是Fe、Ca、Mg、Si等地壳元素和Cu、Pb、Cd、Zn、Hg等污染元素;大气颗粒物中对人体有害的Cu、Pb、Cd、As、Zn等污染较严重,而Cr、Mn、Co、Ni等污染较轻。大气颗粒物中金属含量随时间分布变化显著,总体上呈现冬季〉秋季〉春季〉夏季的特点,空间分布上一般北方燃煤城市大于南方一般城市;城市内部一般工业区〉交通区〉居民区〉郊区;金属元素在细粒径颗粒（〈2μm）中高,粗颗粒（〉2μm）中低,尤其以污染元素明显。污染元素与地壳元素的垂直分布规律差异较大。大气颗粒物中金属元素的富集程度与元素种类、区域类型、季节变化、粒径大小等有关。最后,提出应加强大气颗粒物中金属元素空间分布差异、时间分布的尺度及差异性研究;同时加强超细颗粒物的研究,以便建立大气颗粒物金属元素与人类健康关系的风险模型。     

Ecological network analysis of an urban energy metabolic system: Model development, and a case study of four Chinese cities

Urban metabolism research faces difficulties defining ecological trophic levels and analyzing relationships among the metabolic system's energy components. Here, we propose a new way to perform such research. By integrating throughflow analysis with ecological network utility analysis, we used network flows to analyze the metabolic system's network structure and the ecological relationships within the system. We developed an ecological network model for the system, and used four Chinese cities as examples of how this approach provides insights into the flows within the system at both high and low levels of detail. Using the weight distribution in the network flow matrix, we determined the structure of the urban energy metabolic system and the trophic levels; using the sign distribution in the network utility matrix, we determined the relationships between each pair of the system's compartments and their degrees of mutualism. The model uses compartments based on 17 sectors (energy exploitation; coal-fired power; heat supply; washed coal; coking; oil refinery; gas generation; coal products; agricultural; industrial; construction; communication, storage, and postal service; wholesale, retail, accommodation, and catering; household; other consuming; recovery; and energy stocks). Analyzing the structure and functioning of the urban energy metabolic system revealed ways to optimize its structure by adjusting the relationships among compartments, thereby demonstrating how ecological network analysis can be used in future urban system research.     

滨海新区规划对区域生态网络结构的影响分析

以滨海新区2008年卫星影像、《滨海新区城市总体规划（2005-2020）》和《滨海新区城市空间发展战略研究（2005-2050）》为基础,在GIS技术下运用景观格局分析、网络结构分析及斑块间的相互作用力分析法研究了滨海新区规划对区域生态网络结构的影响。结果表明：滨海新区2008年生态网络景观破碎化严重且连通性差;《总体规划》侧重于斑块间的廊道连接,但大尺度斑块比例小;《战略研究》侧重于大尺度斑块的构建,但连通性较差;根据景观生态学原理,提出了滨海新区的生态网络结构改进建议。     

Environ indicator sensitivity to flux uncertainty in a phosphorus model of Lake Sidney Lanier, USA

Effective environmental impact assessment and management requires improved understanding of the organization and transformation of ecosystems in which independent agents are linked through an intricate network of energy, matter, and informational interactions. While advances have been made, we still lack a complete understanding of the processes that create, constrain, and sustain ecosystems. Network environ analysis (NEA) provides one approach for building novel ecosystem insights, but it is model dependent. As ecological modeling is an imprecise art, often complicated by inadequate empirical data, the utility of NEA may be limited by model uncertainty. Here, we investigate the sensitivity of NEA indicators of ecosystem growth and development to flow and storage uncertainty in a phosphorus model of Lake Sidney Lanier, USA. The indicators are total system throughflow (TST), total system storage (TSS), total boundary input (Boundary), Finn cycling index (FCI), ratio of indirect-to-direct flows (Indirect/Direct), indirect flow index (IFI), network aggradation (AGG), network homogenization (HMG), and network amplification (AMP). Our results make two primary contributions. First, they demonstrate that five of the indicators – FCI, Indirect/Direct, IFI, AGG and HMG – are relatively robust to the flow and storage uncertainty in the Lake Lanier model. This stability lets us draw robust conclusions about the Lake Lanier ecosystem organization (e.g., phosphorus flux in the lake is dominated by internal processes) in spite of uncertainties in the model. Second, we show that the majority of the indicators co-vary and that most of their common variation could be mapped onto two latent factors, which we interpret as (1) system integration and (2) boundary influences.     

工业污染治理项目经济评估方法及共改进

本文分析了工业污染治理项目经济评估的方法及其特点，并给出了深入此类研究的基本思路。     

A Markov random field spatio-temporal analysis of ocean temperature

The National Oceanic Data Center (NODC) contains historical records from approximately 144,000 hydrographic stations in the North Atlantic. This data has been used by oceanographers to construct maps of point estimates of pressure, temperature, salinity and oxygen in the North Atlantic (Levitus (1994); Lozier et al. (1995)). Because data from any particular year are scarce, the previous maps have been for time-averaged values only. In addition, the maps have been reported without uncertainty estimates. This paper presents a Markov random field (MRF) analysis that can generate maps for specific time periods along with associated uncertainties. To estimate changes in oceanic properties over time previous oceanographic work has focused on differences between a few time periods each having many observations. Due to data scarcity this poses a severe restriction for both spatial and temporal coverage of climatic change. The MRF analysis provides a means for temporal modeling that does not require high data density at each time period. To demonstrate the usefulness of a MRF analysis of oceanic data we investigate the temporal variability along 24.5°N in the North Atlantic. Our results are compared to an earlier analysis (Parrilla et al. (1994)) where data from only three time periods was used. We obtain a more thorough understanding of the temperature change found by this previous study.     

污染治理投资质量与回报量化分析

从环境污染治理投资的相关因子和系数分析入手，对治理投资质量和效果分别建立了量化函数关系，由此计算结果与理论标准值比较，则可确定其投资质量与回报结果。     

基于多元统计的引黄水库沉沙条渠泥沙与水质的变异分析

以济南市引黄供水鹊山水库沉沙条渠为研究对象,测定了9个断面（Y1—Y9）表层水体中的含沙量、总有机碳、总磷、总氮、叶绿素a等19个水质指标.运用主成分分析法和聚类分析法分别探讨水体的主要污染因子及监测断面的沿程归类,并通过室内模拟实验分析了泥沙对水体中N、P浓度的影响.结果表明,沉沙条渠中的水质总体特征以Ⅱ类水和Ⅲ类水为主,其中,超标水质指标为TN,达到劣Ⅴ类水标准,P为藻类生长的限制因子.19个水质指标可由6个主成分来反映,其贡献率分别为：F1（TN、NH3-N、NO3--N、NO2--N、总碱度、Br-、硫酸盐）34.41%,F2（含沙量、浊度、色度、电导率）22.78%,F3（pH和UV254）13.95%,F4（TP）6.280%,F5（CODCr）4.990%和F6（Chl-a）4.830%;9个监测断面归为4类,相应地整个沉沙条渠可划分为4个功能区：入渠布水区（Y1、Y2、Y3）、快速沉降区（Y4、Y5）、缓慢沉降区（Y6、Y7、Y8）和出水稳定区（Y9）.此外,水质与泥沙关系的室内模拟实验表明,条渠来水的P浓度随着泥沙颗粒的沉降而降低,TP在0—15 h内快速下降,而后缓慢下降,30 h内基本达到平衡;而泥沙颗粒对水中N浓度基本没有影响.     

大气降水化学的统计学分析——以浙江省金华市为例

运用相关分析、因子分析和聚类分析等统计学方法,对2004-2005年间浙江省金华市的大气降水化学组成和分布特征进行了分析.结果表明,SO2-4,NH 4,Ca2 ,NO-3和H 是降水的主要离子,降水的pH值、电导率及离子组分均呈明显的正偏态分布,降水样品以低离子含量的样本为主.降水中水溶性离子主要分为4类,SO2-4,NH 4,NO-3,Ca2 和F-主要来自人为活动的贡献,K 和Mg2 主要来自土壤、沙尘等地壳来源,Na 和Cl-属于典型的海盐性成分,H 则反映了各种离子中和作用对降水酸度的综合影响.     

天津市大气环境监测数据的主成分分析

本文采用主成分分析法分析了天津市大气环境监测数据,得到两个主成分;环境质量主成分和风沙主成分;根据主成分点图,将一年分成３个阶段;采暖期,非采暖期和风沙期。     

Vanadium metabolism investigation using substance flow and scenario analysis

Vanadium is a vital strategic resource, and vanadium metabolism is an important part of the national socio-economic system of China. This study conducts accounting and scenario analysis on the life cycle of vanadium metabolism in China. Based on the character- istics of vanadium life cycle and substance flow analysis （SFA） framework, we present a quantitative evaluation of a static anthropogenic vanadium life cycle for the year 2010. Results show that anthropogenic vanadium consumption, stocks, and new domestic scrap are at 98.2, 21.2, and 4.1 kt, respectively; new scrap is usually discarded. The overall utilization ratio of vanadium is 32.2%. A large amount of vanadium is stockpiled into tailings, debris, slags, and other spent solids. A scenario analysis was conducted to analyze the future developmental trend of vanadium metabolism in China based on the SFA frame- work and the qualitative analysis of technology advance- ment and socio-economic development. The baseline year was set as 2010. Several indicators were proposed to simulate different scenarios from 2010 to 2030. The scenario analysis indicates that the next 20 years is a critical period for the vanadium industry in China. This paper discusses relevant policies that contribute to the improvement of sustainable vanadium utilization in China.