济南市大气颗粒物特征及来源的研究

在济南市区设11个点位,在不同季节采集大气颗粒物,其中五个点位用六级串级式采样器采集飘尘样。样品分析了40多种元素、非金属和有机物,并分析了不同粒径中苯并(a)芘含量。应用富集因子计算并提出富集值大干5(EF>5)为污染富集的论点;摸清了济南大气颗粒物的理化特征及粒径分布规律;用化学质量平衡(CMB_7)法探寻了颗粒物来源。     

徐州市某水泥厂附近土壤中黑碳和有机质的磁学响应

以徐州某水泥厂附近土壤样品为例,分析了土壤中黑碳(BC)和有机质(OM)的含量,并研究了不同利用类型土壤中黑碳和有机质的磁学响应。结果表明,研究区域黑碳含量和有机质含量的平均值分别为12.35 g/kg和112.33 g/kg。林地样品的黑碳和有机质含量均与频率磁化率正相关,耕地样品的黑碳含量和有机质含量均与频率磁化率负相关,说明不同类型土壤中黑碳和有机质的来源不同,且人为活动对土壤理化性质影响较大。不同利用方式土壤的黑碳含量与磁化率(χ)、非磁滞剩磁磁化率(χARM)、软剩磁(SOFT)、饱和等温剩磁(SIRM)显著正相关;有机质含量和χ,SOFT,SIRM正相关,初步判断这些参数可以作为黑碳或有机质的代用指标。     

长江徐六泾黑碳的季节变化及环境意义

2009年8月~2010年7月,每月在长江口徐六泾对水中悬浮颗粒物进行了采样,分析悬浮颗粒物中有机碳及黑碳含量,研究它们的季节变化特征,并计算出相应的输送通量。结果显示,水体中颗粒有机碳（Particulate organic carbon,POC）含量在034~092 mg/L,黑碳（Black carbon,BC）含量在0035~0096 mg/L;POC含量与水中总悬浮颗粒物（Total suspended material,TSM）含量有显著的正相关,但POC％随着TSM浓度的增加而减小;此外,水体中BC含量与人类的燃烧活动密切相关。观测期间长江的POC通量为234×106 t/yr,BC通量为277×105 t/yr,且BC通量占到颗粒有机碳通量的129%     

城市PM_(2.5)年均浓度达标策略研究

细颗粒物已经成为影响城市和区域空气质量的首要污染物。根据我国74个重点城市PM2.5年均浓度监测数据,分析了我国大气细颗粒物污染状况和区域分布特征。结合环境空气质量标准和"国十条"的要求,综合考虑不同区域空气污染特征、经济发展水平和环境管理需求的差异,提出了不同区域城市PM2.5年均浓度达标年限,并从管理机制、管理手段、达标途径等方面提出了我国城市PM2.5年均浓度达标策略。     

绵阳市代表性点位土壤多环芳烃剖面分布特征

通过挑选绵阳市有代表性的点位土壤柱,应用GC MS分析土壤柱垂直剖面中多环芳烃的含量水平,得出其垂直剖面分布特征。结果表明：5~20 cm深度中的PAHs含量最高,40 cm以下则含量锐减。由于表层（0～5 cm）土壤与大气之间的土气交换频繁,PAHs含量相对较低,而5~20 cm处土壤受到表层土壤的遮盖,PAHs富集较高,含量达到整个土壤柱最高值。多环芳烃总体垂直剖面分布特征表现出随深度增加含量减少的趋势。PAHs总含量以江油市点位(33024 ng/g)最高,其次是三台县点位(29989 ng/g),最低是游仙区点位(11274 ng/g)。研究区主要污染物为Nap、Phe和Chr/y。其中不同的土质、种植物都能影响PAHs的富集和迁移速率,导致含量在不同深度上产生变化。此外,参照有关环境质量标准,发现PAHs总量上江油市点位与三台县点位属于轻微污染、游仙区点位则属于无污染。     

绵阳市代表性点位土壤多环芳烃剖面分布特征

通过挑选绵阳市有代表性的点位土壤柱，应用GC MS分析土壤柱垂直剖面中多环芳烃的含量水平，得出其垂直剖面分布特征。结果表明：5~20 cm深度中的PAHs含量最高，40 cm以下则含量锐减。由于表层（0～5 cm）土壤与大气之间的土气交换频繁，PAHs含量相对较低，而5~20 cm处土壤受到表层土壤的遮盖，PAHs富集较高，含量达到整个土壤柱最高值。多环芳烃总体垂直剖面分布特征表现出随深度增加含量减少的趋势。PAHs总含量以江油市点位(33024 ng/g)最高，其次是三台县点位(29989 ng/g)，最低是游仙区点位(11274 ng/g)。研究区主要污染物为Nap、Phe和Chr/y。其中不同的土质、种植物都能影响PAHs的富集和迁移速率，导致含量在不同深度上产生变化。此外，参照有关环境质量标准，发现PAHs总量上江油市点位与三台县点位属于轻微污染、游仙区点位则属于无污染。     

基于遥感与地理探测器的长江三角洲空气污染风险因子分析

大气颗粒物是目前主要的大气污染物,卫星遥感反演气溶胶光学厚度(AOD)数据可弥补大气颗粒物地面观测站点空间覆盖的不足。以长江三角洲16个主要城市为研究区域,将Terra和Aqua两颗卫星MODIS传感器2013年的AOD产品,经过垂直订正和湿度订正转换成近地面气溶胶消光系数,以此反映该地区的空气污染情况。基于地理探测器方法,定量地分析长江三角洲地区空气污染的主要风险因子以及各因子的影响强度。空气污染风险因子包括GDP、人口、坡度、土地覆盖类型、平均气温、平均降水量和平均风速。结果表明:长江三角洲地区的空气污染分布呈现北高南低的特征;气象类要素对空气污染的空间分布影响显著,其中降水量的影响最大;各个风险因子对空气污染分布的影响有明显的交互增强作用。     

大气颗粒物的环境质量评价方法研究

大气颗粒物对环境和人体健康的影响不仅与颗粒物的总浓度有关,而且与其粒径大小分布有关,基此本文提出了一种兼顾其粒径大小的大气颗粒物环境质量评价方法。并以北京为例,在北京七个不同功能区用十级级联碰撞采样器进行采样,评价了大气颗粒物的环境污染。     

城市生态系统复合下垫面碳通量特征——以上海市奉贤大学城为例

随着城市化进程的加速和城市人口规模的增加,城市已成为最大的碳源,研究城市生态系统对大气二氧化碳的贡献成为碳循环研究的焦点问题之一。基于研究区域内土地利用现状和一年的涡动观测系统观测数据,结合地理信息技术(Arc GIS)和通量计算工具(Eddypro及ART Footprint Tool)以及碳通量足迹模型分析了上海奉贤大学城碳通量足迹特征,基于此探讨不同下垫面类型,包括以草本和木本等透水层为主的下垫面(称为自然系统),以建筑物、道路等不透水层为主的下垫面(称为社会系统)碳通量的变化特征。研究结果表明:1)在不同风向上,碳通量贡献区范围随着大气稳定度的增加而扩大。大气处于稳定条件下,非主风向上的碳通量贡献区范围(最大范围1 100 m)比主风向上的碳通量贡献区范围(最大范围780m)要大;当大气处于不稳定条件下时主风向和非主风向下的碳通量贡献区范围相差不大(最大范围分别为321和351m)。2)不同下垫面其源汇特征不同,以绿色植物为主的自然系统年碳通量均值为–4.1μmol/m~2/s,表现为碳汇;社会系统的年碳通量均值为8.6μmol/m~2/s,表现为碳源。3)自然系统的碳通量日变化具有较明显的季节分异,变化特征大致呈"U"型;社会系统的碳通量日变化没有明显的季节分异,变化特征大致呈"M"型。绿色植物对城市生态系统的大气二氧化碳有降低作用,结合自然和社会系统的碳通量变化特征可以为以后合理规划城市布局,建立低碳城市提供服务。     

上海城市样带土壤有机碳空间变异性研究

为揭示城市化、工业化等人为活动对土壤有机碳的影响,选择能反映上海城郊乡梯度差异的城市样带,采用地统计学方法对表层土壤样品土壤有机碳的空间变异结构和分布格局进行了分析。结果表明：城市表层土壤有机碳含量均属中等变异,徐汇区土壤有机碳含量呈正态分布,奉贤区、闵行区和所研究样带土壤有机碳含量呈对数正态分布。半方差函数模型拟合结果显示徐汇和闵行区土壤有机碳符合指数模型,奉贤和所研究样带土壤有机碳符合球状模型。通过泛克里格插值得到城市表层土壤有机碳含量空间分布图,发现徐汇、闵行区土壤有机碳呈岛状,奉贤区呈条带状,而所研究样带呈条带和岛状分布相结合的特点。土壤有机碳含量城郊乡梯度差异明显,工业化、城市化、肥料投入与管理等人为因素对城市土壤有机碳空间分布密切相关     

长江上游高山森林林窗对凋落物分解过程中可溶性碳的影响

采用凋落物分解袋法, 以川西高山森林典型乔木(四川红杉Larix mastersiana、岷江冷杉Abies faxoniana、红桦Betula albo-sinensis和方枝柏Sabina saltuaria)和灌木(高山杜鹃Rhododendron lapponicum和康定柳Salix paraplesia)凋落物为研究对象, 研究了林窗中心到郁闭林下不同生境(林窗中心、林冠林窗、扩展林窗和郁闭林下)中凋落物第一年分解不同关键时期(雪被形成期、雪被覆盖期、雪被融化期和生长季节)可溶性碳的动态特征。结果表明:6种凋落物可溶性碳和可溶性有机碳在冬季含量增加而在生长季节含量降低, 而可溶性无机碳含量在全年呈降低趋势;雪被形成期, 6种凋落物可溶性碳和可溶性有机碳在郁闭林下达到最大值, 而雪被覆盖期在林窗中心和林冠林窗达到最大值, 生长季节6种凋落物可溶性碳含量均低于初始含量。这表明全球气候变暖情景下, 冬季林内雪被覆盖时间和厚度降低且生长季节延长将减少凋落物可溶性碳含量, 且变化程度受到凋落物质量控制。     

鄱阳湖生态区长期施肥对稻田土壤碳汇效应与固碳潜力的影响

在施肥条件下确定平衡状态时,土壤有机碳含量水平对于正确评价土壤的固碳潜力和制定合理的有机物质分配措施具有重要意义。分析了前人研究的江西省有机碳储量数据并采用Jenny模型对长期不同施肥下有机碳动态数据进行模拟。结果表明,鄱阳湖生态区有机碳储量占全省的46%,以鹰潭地区最高,九江地区最低。施肥明显增强了土壤的碳汇作用,单施有机肥或有机无机肥配施（70F+30M、50F+50M、30F+70M、NPKM、NPK+S、NPK+P和NPK+C）处理的土壤有机碳含量明显高于施化肥处理,以南昌县的30F+70M、进贤县的NPKM和余江县的NPK+P处理最高,其平衡时有机碳含量和固碳潜力分别较施化肥处理提高了3061%和6115%、3017%和5496%、3826%和7479%。因此,提高鄱阳湖生态区农田有机碳密度和固碳潜力最有效方法是有机无机肥配施,其配施方式以猪粪配施化肥相对最好,配施比例以70%有机肥配施30%化肥为宜     

长江三角洲地区海相沉积物母质土壤对Cu的吸附解吸特性

分别以长江三角洲地区海相沉积物母质土壤的表层土和心层土为例,考察了其对重金属Cu的吸附、解吸及固定特性,目的是了解其在不同土壤结构的存在形态和迁移特性。研究表明：不同表层土和心层土的铜吸附容量可用Langmuir,Freundlich和Temkin吸附等温方程拟合,其中以Langmuir方程吻合度最高,回归计算出的最大吸附容量与实验结果基本一致;而其解吸动力学大部分符合指数方式。研究发现,大多数土壤的心层土的最大吸附容量大于表层土,解吸量小于表层土;表层土中对Cu的固定吸附量最大的是滩涂泥,最小的是滩砂泥;心层土中对Cu的固定吸附量最大的是滩潮土,最小的是滩砂泥。不同土壤对Cu的固定吸附量存在差异性,这与土壤自身的pH、OM等多种因素有关, 一般pH值大、OM值高的土壤对Cu的固定吸附量越大.     

武汉市重工业区周缘环境中镉的分布及其危害性

采用原子吸收法分析了武汉市重工业基地武钢周边的土壤、街道尘埃及蔬菜等主要环境介质中镉的含量,对环境介质体系中镉的地球化学特征进行了研究。结果表明：研究区大部分土壤镉含量超标,且高出其母质长江冲积土中镉含量的5倍;处于工业区下风方向的土壤镉含量最高,达到284 mg/kg,显著高于其他方向土壤中的含量;街道尘埃中的镉含量均值达764 mg/kg,高于国内外许多发达名城;土壤和街道尘埃中镉均以地球化学活性态为主,具有显著的潜在生态危害性;环境介质中的镉对不同类型蔬菜的影响程度不同：小白菜>茄子>豇豆,但是,除了小白菜个别样点超标以外,大部分均未超标。然而,小白菜可食部分镉含量与土壤弱酸提取态的镉含量呈现显著的相关性。〖     

巢湖水及沉积物中总磷的分布变化特征

磷是导致巢湖水体富营养化的主要营养物质。采集大量巢湖表层水和沉积物样品,通过检测上覆水和沉积物中总磷含量,分析巢湖水体中磷的时空变化及赋存特征。结果显示:巢湖南淝河和裕溪河河口的上覆水中总磷含量值时间变化特征为8月5月3月12月;且南淝河口总磷含量年均值超过地表水Ⅴ类水质标准,明显高于裕溪河口值;表层水和沉积物中总磷含量在空间分布上呈西高东低趋势,最高值均出现在靠近合肥市河口处。巢湖周边土壤及湖区磷的等值线分布表明:杭埠河流域农业污染、东巢湖东南部水土流失可能是巢湖磷面源污染的主要来源。巢湖上覆水和沉积物中总磷的相关系数为0.515,蓝藻爆发期全湖表层沉积物中总磷含量显著减少,揭示目前内源磷释放已是巢湖富营养化的主要因素。结果将对巢湖流域的污染综合防治及蓝藻治理工作提供科学依据。     

丹江口水库典型消落区不同土地利用类型土壤养分分布

丹江口水库是南水北调中线工程的取水口,调水工程的实施使新增淹没区土壤由于淹没浸泡可能使其中氮磷等营养盐释放,对水库水质构成威胁。采集丹江口水库典型消落区不同土地利用类型的表层土壤,测定现有消落区(149~160m)和新增消落区(160~172m)不同土地利用类型土壤的氮磷含量,分析消落区土壤养分分布特征。结果表明:土壤有机质含量在滩地和农田混杂区最高,分别为43.9、49.8g/kg,有机质易在扰动强烈或生物多样性丰富的区域累积。现有消落区(149~160m)和新增消落区(160~172m)土壤中总氮、总磷均值无显著性差异(p0.05)。消落区不同土地利用类型中,果园土壤的总磷、裸地土壤水溶性磷含量均为最高。现有新增消落区土壤磷流失率(0.564%)高于现有消落区(0.378%),需防范新增消落区的磷流失风险。消落区土壤总氮含量与有机质含量呈极显著相关(p0.01);总氮含量范围为0.044%~0.167%,农田、果园等受人为耕作作用强烈的土地利用类型土壤总氮含量相对较高。在消落区实施退耕还林等措施,恢复消落区的植被群落,可有效降低土壤的氮磷的流失。     

岷江上游高山森林凋落叶在冬季河流中的质量损失特征

凋落叶在高山森林河流中的分解不仅是生态系统物质循环的重要内容,而且与森林养分流失以及下游水体环境密切相关,并可能受到冬季雪被变化和土壤季节性冻融的影响,但一直缺乏必要的关注。因此,以岷江上游高山森林4种代表性植物康定柳(Salix paraplesia)、高山杜鹃(Rhododendron lapponicum)、方枝柏(Sabina saltuaria)和四川红杉(Larix mastersiana)凋落叶为研究对象,采用凋落叶分解袋法,研究了一个冬季不同冻融时期(冻结初期、冻结期和融化期)的质量损失特征。经过一个冬季(162d)的分解,康定柳、高山杜鹃、方枝柏和四川红杉凋落叶分别完成了初始干重45.5%、18.9%、26.4%和23.8%的分解;除康定柳凋落叶质量损失在融化期最大外,其余3种凋落叶均表现为冻结初期最大;康定柳、方枝柏和四川红杉凋落叶质量损失与河流水环境的平均温度和正积温均表现出显著或极显著的正相关关系,且与河流流速和硝态氮显著正相关,而与河流pH显著负相关;高山杜鹃凋落叶质量损失除与HCO3-含量显著相关外,与河流水温及其它水质特征均无显著相关关系。这些结果表明高山森林河流流速及水环境特征显著影响了凋落叶分解及其相关的物质循环过程,但影响程度受到凋落叶特性的调控。     

鄱阳湖水土环境及其水生维管束植物重金属污染

位于鄱阳湖流域乐安河中下游的德兴铜矿,是我国著名的大型铜业基地,是鄱阳湖流域重金属污染的主要来源之一。2003年7月至8月对鄱阳湖部分流域的水质、沉积物、底泥及水生维管束植物等样品的重金属污染进行了研究调查,采用原子吸收分光光度法分别对样品中的Cu、Zn、Pb、Cd等重金属含量进行了测定,并对测定结果进行了评价。研究结果表明,鄱阳湖流域水体中的重金属含量均达到地表水评价标准中的Ⅰ类标准,底泥、土壤等已受到了一定程度的重金属污染。而水生植物对重金属元素都具有不同程度的富集能力,植物对重金属的富集作用与土壤背景值有一定的相关性,土壤中重金属的背景值越高,植物对重金属的富集量也相应增加。