丹江口水库及其入库支流水体中微塑料组成与分布特征

微塑料污染是当前环境科学关注的研究热点.为探究国家一级水源保护区丹江口水库中微塑料的赋存状况,以水库及其入库支流表层水体为对象,于2019年丰水期进行采样调查分析,研究该区域的微塑料丰度、形状和类型,并结合丹江口水库的水文水动力条件揭示其微塑料空间分布特征.结果表明,丹江口水库水体中微塑料颜色各异,主要形状有颗粒、碎片...     

丹江口水库迁建区土壤重金属分布及污染评价

为了解丹江口水库迁建区表层土壤重金属污染水平及其潜在的生态风险,对丹江口水库迁建区表层土壤中6种重金属(Cd、Pb、Cu、Zn、Cr、As)的含量及空间分布分别进行了研究,并分别采用综合污染指数法和潜在生态危害指数法对其中重金属污染程度及潜在生态危害进行了评价.结果表明,丹江口水库迁建区表层土壤中Cd、Pb、Cu、Zn、Cr、As的平均含量分别为0.61、23.11、58.25、22.65、58.99、16.95 mg.kg-1;与河南省土壤元素背景值及全国水系沉积物平均值相比,6种重金属元素除Zn外均有一定程度的富集,其中,Cd富集程度最为严重,重金属污染形势不容乐观.Cu、Zn、Pb的空间分布趋势基本相似.与国内典型的水库沉积物中重金属含量相比,丹江口水库迁建区表层土壤中Cd、As的富集程度较严重.6种重金属之间的相关性表明,元素Pb与Cu、Zn两两之间均呈显著性正相关性,Cr与Pb、As之间亦分别呈现显著的正、负相关关系.由2种评价方法可知Cd为丹江口水库迁建区表层土壤中最主要的污染元素,且具有较强的生态危害.     

丹江口水库迁建区土壤有机氯农药的分布特征及风险评价

利用GC-MS检测了丹江口水库迁建区26个表层土壤样品中的有机氯农药(OCPs),并对其分布特征、组成及来源进行了探讨,评价了OCPs的污染水平和生态风险.结果表明,丹江口水库迁建区土壤OCPs总含量范围为nd～249.37 ng.g-1,平均值为24.82 ng.g-1.其中HCHs与DDTs的含量较高,分别为nd～69.68 ng.g-1和nd～104.53 ng.g-1.土壤中的DDTs含量明显高于HCHs.OCPs可能主要来源于早期残留、大气沉降及近期新的含OCPs物质的输入等.土壤中有机质与OCPs总量之间无显著性相关关系,说明土壤中OCPs含量还受其他因素的影响.与国内其他区域表层土壤相比,丹江口水库迁建区土壤OCPs含量处于中等偏低水平.分析认为,丹江口水库迁建区土壤中有机氯农药风险较低,但局部土壤仍有一定风险.     

丹江口水库浮游细菌和氮磷循环基因垂直分布特征及其驱动因素

丹江口水库作为南水北调中线工程水源地,不同深度浮游细菌群落组成、 氮磷循环功能及其驱动因素尚未清晰. 选取丹江口水库5个生态点位,采用宏基因组学研究表层、 中层和底层垂直分布浮游细菌群落组成,分析预测氮磷循环功能及其驱动因素. 结果表明,丹江口水库主要由变形菌门、 放线菌门和浮霉菌门等优势种群组成,不同深度来源的浮游细菌群落结构具有显著差异,水温（T）、 氧化还原电位（ORP）、 溶解氧（DO）和Chla是影响浮游细菌群落组成的主要因素. 氮循环功能基因分析表明,主要涉及生物固氮过程、 硝化作用、 反硝化作用和异化硝酸盐还原作用等7个主要途径的gltB、 glnA、 gltD、 gdhA和NRT等39个氮循环功能基因. 磷循环功能基因分析表明,主要涉及有机磷矿化、 无机磷溶解、 调节等6个主要途径的pstS、 ppx-gppA、 glpQ和ppk1等54个磷循环功能基因. 聚类分析表明不同深度是影响氮磷循环功能基因组成和丰度的主要因素,表层和底层氮磷循环功能基因丰度高于中层样品. 奇异球菌属、 嗜氢菌属、 Limnohabitans和棍状杆菌属等是氮磷循环的关键物种. DO、 pH、 T、 总溶解性固体（TDS）、 电导率（EC）和Chla与氮磷循环功能基因显著相关,以上环境因子随丹江口水库深度增加浓度降低或升高,导致浮游细菌氮磷循环功能基因呈明显的垂直分布特征. 通过揭示丹江口水库不同深度浮游细菌群落组成、 氮磷循环功能及其影响因素,可为丹江口浮游细菌生态功能和多样性保护发挥潜在的作用.     

丹江口水库水体氮的时空分布及入库通量

为解析丹江口水库水体氮的时空分布特征及主要污染来源,以丹江口库区及主要入库河流为研究对象,分析了水体氮的空间分布、季节及年际变化;利用回归分析,解析了氮污染驱动因素;并估算了入库河流氮通量及对库区氮污染负荷的贡献率. 结果表明:研究区水体ρ(TN)、ρ(NH₄+-N)分别在0.07~16.73和0.01~10.65 mg/L之间,年均值分别为2.34和0.71 mg/L,空间分布呈入库河流高于库区的趋势;季节特征表现为春季、冬季>秋季>夏季. 2005—2014年库区水体ρ(TN)整体呈先升后降的趋势,其中取水口陶岔断面ρ(TN)上升较快,2012年较2007年增加了1.5倍,2013年开始ρ(TN)有所下降,但仍然维持在较高水平. 近10年来库区水体ρ(NH₄+-N)始终维持在较低水平. 神定河、犟河、泗河、剑河等环库支流河口氮污染最严重,城镇化是造成流域水体氮污染的主要驱动力. 汉江TN入库量贡献最大,占63.0%,其中境外来水TN入库量占总量的59.2%,为达到丹江口水库生态环境保护要求的Ⅲ类水质(GB 3838—2002《地表水环境质量标准》)目标,汉江TN需削减量为16 715.0 t/a. 境内河流中,环库河流的TN入库量最大,其中泗河、老灌河、神定河、金钱河、犟河和天河等TN入库量较大,TN需削减量分别为 2 286.7、2 197.7、1 493.6、1 106.9、979.1和728.9 t/a.      

Advances in the treatment of multi-pollutant flue gas in China's building materials industry

In most of the world's building material industries, the control of flue gas pollutants mainly focuses on a single pollutant. However, given the large capacity and high contribution of China's building materials industry to global air pollution, the need to develop multi-pollutant emission reduction technology is urgent. Recently, China has focused on reducing the emissions of flue gas pollutants in the building materials industry, established many key research and development projects, and gradually implemented more stringent pollutant emission limits. This project focuses on the most recent advances in flue gas emission control technology in China's building materials industry, including denitration, dust removal, desulfurization, synergistic multi-pollutant emission reduction, and the construction of pilot research and demonstration projects for pollutant removal in several building material industries. On this basis, revised pollutant limits in flue gas emitted in China's building material industry are proposed.     

丹江口水库淅川库区大气磷沉降特征

大气磷沉降是向地表水体输送营养元素的重要途径.以丹江口水库淅川库区为研究区,在库区周围设置了6个采样点,于2020年1—12月期间采集并分析了大气总磷干、湿沉降样品,探讨了总磷沉降的时空分布特征及其对库区水体外源磷输入的贡献.结果表明：研究区大气 总磷沉降量为1.19 kg·hm^-2·a^-1,其中,干沉降占比为49.73%,湿沉降占比为50.27%;总磷干、湿沉降量在空间上均具有显著差异性（p_s<0.05）, 湿沉降量在季节上具有极显著差异性（p<0.01）;总磷干沉降量受到气温、气压和风速的显著影响,湿沉降量受到降雨量的显著影响;总磷年沉降量为65.17 t·a^-1,占河流总磷入库量的42.18%.     

Prospect of China's ambient air quality standards

Ambient air quality standards are the core strategic goal of ambient air quality management. Countries worldwide have given importance to research on the development of ambient air quality standards. To understand the history of the development of China's ambient air quality standards, this study analyzed the background associated with all previous formulations and revisions of the standards, classification of functional areas, standard grading, pollutants, and evolution of the standard limits over the past 40 years. The results show that since the initial release of the “Ambient Air Quality Standard” by China in 1982, it has been supplemented once, revised twice, and modified twice. The first ambient air quality standard specified the standard limits of six pollutants commonly found in ambient air. With the development of ambient air quality management, the number of pollutants has increased to ten. Since the release of the “Ambient Air Quality Standards” in 2012, the ambient air quality in China has significantly improved. However, the proportion of cities meeting these standards is still low. At present, China is suitably positioned to make the standards associated with 24 hr SO₂ concentrations more stringent such that it meets the values defined in the World Health Organization (WHO) interim target-2 and the WHO air quality guideline (AQG). We further suggested that the SO₂ standard should be revised promptly. Simultaneously, regions with a relatively high proportion of cities meeting the standard are encouraged to introduce more stringent interim target limits in due course to manage the local ambient air quality.     

丹江口水库总氮监测与综合分析

在优级化布点基础上对丹江口水库汉江子库总氮浓度进行监测与综合分析。近几年丹江口水库总氮浓度稳定,进一步下降趋势不明显,2008年全库区总氮浓度仍超过GB3838-2002Ⅲ类标准限值,在湖北省地表水环境监测网水库中相对较高。其中,丰水期最高,平水期最低,库尾最高,面积较大的库湾最低。来自河流的外源污染是汉库总氮超标主要原因,与上游水土流失、农业面源污染、工业和城镇生活污染有关。建议进一步加强库内和集水区综合污染防治,加强包括该库底质在内的环境监测。     

丹江口水库氮磷内源释放对比

利用柱状沉积物采样器在丹江口水库采集不同点位原位柱状沉积物,通过静态培养释放实验及间隙水分子扩散模型两种方法获取沉积物-水界面N和P释放速率,分析水体N和P释放特征.结果表明,不同采样点N和P界面交换速率差异显著.静态培养条件下,5个点位NH_4~+-N和PO_4~(3-)-P释放速率分别为13. 07～24. 88 mg·(m~2·d)~(-1)和3. 06～6. 02 mg·(m~2·d)~(-1);分子扩散模型条件下,5个点位NH_4~+-N和PO_4~(3-)-P释放速率分别为2. 67～7. 25 mg·(m~2·d)~(-1)和0. 04～0. 18 mg·(m~2·d)~(-1). N和P释放速率总体呈北高南低的趋势,支流N和P最低释放速率分别是主库区最高释放速率的1. 48和1. 57倍.两种方法均表明郭家山支流N和P的释放速率最高,具有较大内源N和P释放风险.比较两种方法发现,利用Fick定律计算出的界面N和P释放速率明显小于柱样模拟方法得出的结果,N和P的R/F值分别为3. 43～4. 98和29. 67～72. 88,这表明用分子扩散模型法进行内源释放速率估算时,偏离真实情况较大,而原柱样静态模拟实验则较贴近真实情况.     

丹江口水库沉积物重金属形态分布特征及其迁移能力

以丹江口库区及其支流为研究对象,采用连续分级提取法研究了表层沉积物中Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Hg和Pb各形态的空间赋存特征和相对比例,探讨了各形态金属的稳定度并对其进行污染评价.结果表明,表层沉积物各形态金属分布都具有明显的空间差异性,高值集中于库区中部、西部入库支流和丹江库区西北部.沉积物中Pb的可还原态、Cd的弱酸提取态占总量的质量分数较高,分别达到54.91%和42.19%,其余重金属则以残渣态为主.重金属稳定度分析表明,8种金属稳定性顺序为Cr >Pb >As >Ni >Cu >Hg >Zn >Cd,Cd在大部分点位处于不稳定状态,快速解吸释放的风险较大.     

丹江口水库真核浮游植物群落分布特征及其与环境因子的关系

浮游植物是湖库生态系统物质循环和能量流动的主要参与者,了解其群落组成对保护水生生态系统平衡具有重要意义.2021年6月在南水北调中线工程水源地丹江口水库淅川库区设置7个采样点,分4层分别在0.5、5、10和20 m处共采取28个样品.采用高通量测序测定真核浮游植物群落结构,分析真核浮游植物群落在水平和垂向上的分布特征.采用冗余分析探讨了浮游植物主要类群与环境因子的关系.结果表明：①库区真核浮游植物共12门68属,物种为甲藻-硅藻-绿藻型结构.水平方向上浮游植物群落差异较大,各采样点垂直方向上浮游植物丰度和多样性存在较大差异.宋岗、土门和党子口浮游植物群落多样性和丰度随水深增加呈下降趋势,其他采样点的浮游植物群落与水深关系趋势不明显.②硝氮（NO₃^--N）、水深、溶解氧（DO）、pH和水温（WT）是影响库区浮游植物垂直分布的重要环境因子.环境因子对浮游植物门类影响各异,甲藻门与NO₃^--N和水深呈负相关,与其他环境因子呈正相关;硅藻门与NO₃^--N和水深呈正相关,与其他环境因子呈负相关;绿藻门与WT、pH和DO呈负相关,与水深无明显相关性.     

丹江口库区浮游真菌组成与功能及其影响因素

浮游真菌是水生态系统的重要组成部分,研究其群落组成和功能对于管理和维护丹江口水库生态环境具有重要意义.本实验采用Illumina公司MiSeq测序平台对2019年10月丹江口水库表层浮游真菌群落组成进行分析,并结合FUNGuild功能预测分析其生态功能.MiSeq测序结果表明丹江口水库浮游真菌由6门和213属组成,其中子囊菌门（Ascomycota）和担子菌门（Basidiomycota）为优势种群.丹江口水库水质监测结果表明,其水质整体处于良好状态,符合Ⅰ或Ⅱ饮用水源标准.RDA分析表明氮磷营养盐（TN、TP）、水温（T）、氧化还原电位（ORP）和卡尔森营养状态指数（TLI）是影响浮游真菌分布的重要因素.Spearman秩相关分析表明,理化因子主要与链格孢属（Alternaria）、芽枝霉属（Cladosporium）、青霉属（Penicillium）、路德酵母属（Lodderomyces）和Acremonium等优势属呈显著相关.FUNGuild功能预测分析表明丹江口浮游真菌的营养型和功能群主要为病理营养型（pathotroph）、腐生营养型（saprotroph）和病理-腐生营养型（pathotroph-saprotroph）,其中黑鸡嘴样品植物病原菌（plant pathogen）和动物病原菌（animal pathogen）比例显著高于其他样品.本研究初步分析了丹江口库区浮游真菌群落组成和生态功能,表明其具有一定程度的潜在生态风险,后续丹江口水库生物监测中浮游真菌监测需要加以重视.     

Developing China's roadmap for air quality improvement: A review on technology development and future prospects

Air pollution control policies in China have been experiencing profound changes, highlighting a strategic transformation from total pollutant emission control to air quality improvement, along with the shifting targets starting from acid rain and NO_x emissions to PM_2.5 pollution, and then the emerging O₃ challenges. The marvelous achievements have been made with the dramatic decrease of SO₂ emission and fundamental improvement of PM_2.5 concentration. Despite these achievements, China has proposed Beautiful China target through 2035 and the goal of 2030 carbon peak and 2060 carbon neutrality, which impose stricter requirements on air quality and synergistic mitigation with Greenhouse Gas (GHG) emissions. Against this background, an integrated multi-objective and multi-benefit roadmap is required to provide decision support for China's long-term air quality improvement strategy. This paper systematically reviews the technical system for developing the air quality improvement roadmap, which was integrated from the research output of China's National Key R&D Program for Research on Atmospheric Pollution Factors and Control Technologies (hereafter Special NKP), covering mid- and long-term air quality target setting techniques, quantitative analysis techniques for emission reduction targets corresponding to air quality targets, and pathway optimization techniques for realizing reduction targets. The experience and lessons derived from the reviews have implications for the reformation of China's air quality improvement roadmap in facing challenges of synergistic mitigation of PM_2.5 and O₃, and the coupling with climate change mitigation.     

Chemical characterization and source identification of PM2.5 in Luoyang after the clean air actions

Luoyang is a typical heavy industrial city in China, with a coal-dominated energy structure and serious air pollution. Following the implementation of the clean air actions, the physicochemical characteristics and sources of PM_2.5 have changed. A comprehensive study of PM_2.5 was conducted from October 16, 2019 to January 23, 2020 to evaluate the effectiveness of previous control measures and further to provide theory basis for more effective policies in the future. Results showed that the aerosol pollution in Luoyang in autumn and winter is still serious with the average concentration of 91.1 μg/m³, although a large reduction (46.9%) since 2014. With the contribution of nitrate increased from 12.5% to 25.1% and sulfate decreased from 16.7% to 11.2%, aerosol pollution has changed from sulfate-dominate to nitrate-dominate. High NO₃⁻/SO₄²⁻ ratio and the increasing of NO₃⁻/SO₄²⁻ ratio with the aggravation of pollution indicating vehicle exhaust playing an increasingly important role in PM_2.5 pollution in Luoyang, especially in the haze processes. Secondary inorganic ions contributed significantly to the enhancement of PM_2.5 during the pollution period. The high value of Cl⁻/Na⁺ and EC concentration indicate coal combustion in Luoyang is still serious. The top three contributor sources were secondary inorganic aerosols (33.3%), coal combustion (13.6%), and industrial emissions (13.4%). Close-range transport from the western and northeastern directions were more important factors in air pollution in Luoyang during the sampling period. It is necessary to strengthen the control of coal combustion and reduce vehicle emissions in future policies.     

丹江口水库浮游植物群落时空动态及其多样性指数

通过对丹江口水库2009～2010年的水质和浮游植物进行调查,分析了浮游植物群落的时空动态,利用典型对应分析法（CCA）研究了影响群落时空格局的环境因素,同时运用细胞密度及群落多样性指数等进行了水质综合评价.结果表明,浮游植物群落种类组成中硅藻门占51.08%,其次是蓝藻（18.39%）;浮游植物群落结构、密度及生物多...     

丹江口水库早春真核浮游植物群落结构特征及其与环境因子的关系

采用高通量测序技术研究了 2019年早春(2月)丹江口水库浮游植物群落结构特征及其与环境因子的关系.结果显示:①本次调查共检测到浮游植物6门57属,主要包括绿藻门、硅藻门、金藻门、甲藻门、隐藻门等,其中,绿藻种类(47种)＞硅藻(24种)＞金藻(17种),硅藻相对丰度(58.8％)＞绿藻(27.2％)＞金藻(11.8％...     

丹江口水库入库河流总氮通量监测

针对丹江口水库总氮超标问题,对作为主要集水区的汉库入库各河流进行了一整年的水量和水质同步监测。结果表明:(1)主要河流入汉库总氮量共24503t/a,湖北和陕西两省入库总氮量比例总体上与水资源量比例相当,其中,汉江干流上游陕西来水入库总氮量占68.2%,湖北主要支流包括十堰堵河(18%)、神定河(7%)、泗河(4%)、官山河(0.9%)、浪河(0.7%)剑河(0.5%)和天河(0.5%)。(2)入汉库总氮总量月变化与入库总水量变化一致,总氮入库量主要集中在5~9月,占全年的77%。(3)根据各河流水环境容量和纳污特征,可将入库河流划分为容量型、点源污染型、农业面源型和混合型等四种类型。建议对不同类型河流应采取不同控制对策,点面结合,综合防治。     

丹江口水库迁建区土壤PAHs的分布特征与来源及其生态风险评价

为评价丹江口水库迁建区土壤中PAHs的污染水平及该区域被淹没后的生态风险,采用GC/MS(气相色谱-质谱联用仪)分析技术,检测了该区域表层(0～20 cm)土壤中的w(PAHs),并探讨不同土地利用方式下PAHs的分布特征及来源. 结果表明:①研究区域表层土壤中w(PAHs)为4.04~181 ng/g,平均值为41.3 ng/g,在不同土地利用方式下表现为居住地>玉米地>菜地>其他耕地>养殖地>林地>果园. ②特征化合物指数法分析结果显示,菜地、居住地和其他耕地表层土壤中PAHs主要来自柴油燃烧,少部分属既有燃料燃烧又有石油污染的混合源,养殖地和玉米地表层土壤中PAHs主要来自燃料燃烧,说明土地利用方式对表层土壤中PAHs的质量分数、组成及其来源等均产生一定影响. ③与国内其他地区湖泊和水库沉积物相比,研究区域表层土壤中w(PAHs)较低,属于清洁无污染等级. 迁建区表层土壤被淹没成为沉积物后,由于PAHs污染程度较小,因此潜在生态风险较低.      

丹江口水库沉积物重金属背景值的确定及潜在生态风险评估

为研究丹江口水库表层沉积物中重金属的污染水平及潜在的生态风险,利用参考元素法,对丹江口水库表层沉积物重金属的背景值进行了确定,结果显示Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Hg和Pb的背景值分别为41.18、34、32.13、76.84、10.46、0.70、0.07和27.11 mg·kg~(-1).利用Hakanson潜在生态危害指数法对丹江口沉积物中重金属进行生态风险评估,结果表明,丹江口表层沉积物中8种重金属的潜在生态风险指数(RI)值在29.49~214.11,平均值为118.91,总体处于低风险水平;8种重金属污染系数排序为:CdHgZnCrPbNiAs=Cu,污染系数变化范围在0.22~2.96之间,平均值在1.05~1.31之间,处于中等偏低的污染状态,其中,Cd和Hg这两种危害性极大的元素污染系数稍高,平均值分别为1.31和1.24,值得进一步关注.