中国天山过去43年大气环境变化:来自冰芯草酸根记录的证据

中、低纬度地区山地冰川有机酸记录的研究是目前国际冰芯地球化学研究的前沿之一。中国天山乌鲁木齐河源一号冰川为一中纬度山地冰川。对其冰芯的草酸根含量的分析显示,其冰芯所记录的过去43 年草酸根变化的总体特征是在一个背景值基础上存在着含量的突变峰值。草酸根的背景值含量在1 ng/g左右,在部分冰芯段,其含量甚至低于测试分析的检测限;而大多数草酸根峰值的含量都达到或超过了10 ng/g。草酸根的平均含量为3.6 ±9.2 ng/g ( x±1σ, N=534),其中70%以上由峰值构成。50年代后期是草酸根的一个低值期,平均含量略高于本底值;至60-70年代达到最高值,平均含量为5.0ng/g;80年代草酸根平均含量又下降到接近50 年代后期的水平;至90年代回落到本底值附近。草酸根的主要来源是人类活动对大气所造成的污染。其过去43 年平均含量的变化大致与中国西部工业和环境保护事业的发展历程相一致,是西部区域大气污染变化的一种反应。     

珠穆朗玛峰地区近200年冰芯草酸根记录及其环境意义

 1997年5月中美联合珠峰地区绒布冰川考察期间，在远东绒布冰川海拔6500m北支冰流粒雪盆内钻取到一支41m长冰芯.该冰芯定年至1814年．远东绒布冰芯中近200年来草酸根浓度变化与Ca²⁺和NH₄浓度变化一致性较差，表明草酸根的来源有别于大气尘埃和生物来源．草酸根浓度与冰芯中气温指标δ¹⁸O的变化具有一致性,说明气温是影响大气中草酸根浓度变化的因素之一，但非主导因素.远东绒布冰芯记录的20世纪以来草酸根浓度的迅速升高反映了人类工业活动对大气环境的污染．20世纪50～80年代，大气中受人类工业活动污染的草酸根浓度约为19世纪自然本底值的3倍，其中60年代人类活动排放的草酸盐类对大气的污染最为严重.     

现代环境事件的冰芯记录

1997年9月，在喜马拉雅山中段希夏邦马峰北坡达索普冰川海拔7000m冰雪平台钻取14m冰芯一支。1990年以来冰芯中主要离子浓度的变化表明，现代环境事件在达索普冰川雪冰中有一定的记录。已有的证据表明1991年达索普冰芯中SO^2-4浓度的最高值最大可能是由海湾战争引发的1991年春季科威特油井燃烧污染物所致。冰芯中陆源离子（如Ca^2 和SO^2-4等）记录与我国西北地区春季沙尘暴具有某些相关性，其逐年变化趋势与新疆13个城市的降尘变化有一定的共性。     

瑞典北部的冰川体积平衡与冰芯记录

冰川体积平衡与冰芯的联合研究可以提供详细的当前与过去气候变化信息，在这项研究中根据当前气候与冰川动变化状况分析了一段取自瑞典北部产马冰川(Marmaglaciaren)形成于小冰河期（1600－1900）的27.5m长的冰芯，当前增长的堆积率意味着北斯堪的纳维亚山区与本世纪早期相比气候上海洋性影响越来越多，受强烈的东西气候梯度和本地气候变化影响，冰川在当前变化上表现得各不相同，山脉西部块状冰川的增长幅度较大，而东部冰川地过去十年中体积并未增加，因为它们的体积主要由夏温度控制，而这个因素没有变化，当过去的气候变化由气候梯度的变化和海洋性与大陆性气候界线的东西移动体现时，我们在东部冰川中就拥有了非常好的具体代表性的温度记录资料，在马尔马冰川取样前利用雷达对35个瑞典冰川进行了温度分布测量，被调查的冰川中有43％在80－120m深处发现了干冰，如低于冰点的冰，因此在其它瑞黄冰川中寻找有用的古记录的可能性是非常好的。     

天山天池景区道路灰尘磁学特性及其环境意义

为验证环境磁学方法监测和预测旅游景区道路灰尘环境的可行性,以新疆天山天池5A级旅游景区内道路灰尘为研究对象,共采集道路灰尘样品40个、道路旁表土样品35个,并对其进行环境磁学分析。结果表明,天山天池道路灰尘磁性主要由亚铁磁性的磁铁矿主导,含有少量不完全反铁磁性矿物,主要以多畴(MD)粗颗粒和稳定单畴(SSD)为主,伴有极少量的超顺磁性颗粒颗粒(SP);景区道路灰尘样品磁性增强与人为交通活动产生的磁性颗粒外源输入密切相关;从道路样品磁性参数的空间分布看,χLF、χARM、SIRM、SOFT的空间变化趋势类似,高值区位于民族文化村和纪念品商店,中值区出现在天山奇石馆,低值区分布在定海神针和秀水山庄。景区不同道路旅游交通的流量和强度是形成磁性特征空间分布格局的主因。研究发现,环境磁学方法基本具有大范围监测景区道路环境质量、圈定潜在污染范围和判别污染物来源的潜力,并能为景区道路交通污染防治提供了参考依据。     

西北地区河谷城市大气降尘环境磁学特征及其环境意义

应用环境磁学方法对西北地区重点污染城市兰州和清洁对照点黄花滩两地大气降尘的磁学特征进行对比研究,分析了大气降尘磁性矿物含量、类型和颗粒大小等磁学性质及其对城市大气污染的指示意义.结果表明,兰州市大气污染较为严重,大气降尘中磁性矿物含量明显高于黄花滩,且呈现冬季明显高于其他季节的变化趋势.两地降尘样品磁学特征均受磁铁矿控...     

新疆南天山景汗花岗质岩体年代学、地球化学特征及其构造意义

位于新疆南天山和硕县北部的景汗花岗质岩体,为研究南天山造山带构造演化提供了重要信息。岩体岩性以二长花岗岩为主,石英二长闪长岩和二云母花岗岩次之。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,岩体成岩年龄为(311.3±4.4) Ma～(297.2±4.2) Ma,属晚石炭世岩浆活动的产物。岩体SiO_2含量为54.20%～74.22%,全碱(ALK)为5.12%～9.25%,具有高钾钙碱性系列岩石的特征。A/CNK值为0.77～1.07,属于准铝质-弱过铝质花岗岩类。∑REE为(44～288)×10~(-6),(La/Yb)_N值为1.83～44.75,表明轻稀土元素富集较为明显。δEu值为0.54～0.93,整体表现为弱亏损特征。花岗质岩浆可能是地壳的部分熔融的产物,并与幔源基性岩浆发生过混合作用。该岩体形成于塔里木板块与伊犁—哈萨克斯坦板块碰撞造山作用晚期阶段,属于碰撞-后碰撞构造环境,南天山晚古生代残余海盆在晚石炭世最终闭合。     

天山北坡煤炭产业发展的风险与思考

在简述天山北坡地区煤炭资源优势及开发综合利用策略的基础上,分析水资源、生态环境两大区域发展的关键资源环境制约因素,指出天山北坡地区煤炭资源产业发展潜在的中长期生态风险,并提出相应的环境保护对策建议。     

草酸对砖红壤的还原-溶解及其与磷素释放的耦合关系

砖红壤中铁、铝氧化物对P素的强烈吸附和包蔽是这类土壤P素生物有效性低的主要原因,P素释放与土壤的还原-溶解过程关系极其密切. 通过研究草酸对砖红壤的还原-溶解反应,以揭示溶液中c(Fe),c(Al)和c(P)以及pH的动态变化规律,阐明溶液pH条件以及2种陪伴金属阳离子(铝离子和铜离子)对Fe,Al和P释放数量的影响. 结果表明,在所研究的24 h反应时间内,溶液c(总Fe)在第12小时达到最大值后逐渐下降,pH在第12小时达到最大值后则保持不变;溶液c(Al)逐渐升高,而c(P)则表现出下降趋势. 这说明溶液中c(Fe),c(Al)和c(P)以及pH主要受土壤固相还原-溶解反应与离子表面吸附反应的相对强弱控制. 低pH条件有利于土壤还原-溶解反应的进行,促进Fe,Al和P释放到土壤溶液. 此外,溶液中c(Al)和c(P)差异明显,而c〔Fe(Ⅱ)〕和c(P)之间差异较小,表明草酸还原-溶解砖红壤过程中,Fe(Ⅱ)和P释放基本同步进行. 铝离子或铜离子对草酸还原-溶解砖红壤过程有抑制作用,可降低平衡溶液中c(P)和c〔Fe(Ⅱ)〕.      

人类的脆弱性与环境:挑战与机遇(一) 全球意义的脆弱性

众多因素构成了人类和环境的脆弱性(专栏1),包括贫困,健康,全球化、贸易和援助,冲突,变化中的管理层面,科学与技术等. 贫困 贫困降低了个体对环境变化作出反应和适应的能力.虽然公认的造成贫困的因素有很多,但收入和消费仍然是最常用的尺度.大多数区域在实现第一个千年发展目标中的减少极端贫困和饥饿方面取得了进展,然而,很多地区无法实现2015年(减少贫困)目标.在发展中国家,极端贫困人口比例(每天生活费用少于1美元),从1990年的28%降至2002年的19%.     

天山典型冰川区雪冰中碳质气溶胶浓度特征研究

根据2002年与2004年在天山乌鲁木齐河源1号冰川与奎屯河哈希勒根51号冰川采集的粒雪与冰川冰样品,利用热/光反射法(TOR)分析得到有机碳(OC)与元素碳(EC)的浓度,并探讨了天山典型冰川区雪冰中碳质气溶胶浓度的时空特征与环境意义.结果表明,总碳(TC)浓度从高到低依次为:乌鲁木齐河源1号冰川西支雪坑(1 943 ng.g-1)>乌鲁木齐河源1号冰川东支雪坑(989 ng.g-1)>奎屯河哈希勒根51号冰川雪坑(150 ng.g-1)>乌鲁木齐河源1号冰川东支冰川冰(77 ng.g-1),OC和EC的浓度序列也较为类似;天山冰川区雪层中OC浓度平均值为557 ng.g-1,EC浓度平均值为188 ng.g-1.不同冰川积累区雪层剖面的中下部污化层附近一般都会出现碳质气溶胶浓度峰值,但某些突发性事件会使得表层雪也产生浓度峰值;在季节性碳排放(如居民采暖、农业活动等)与碳传输(如大气环流等)的影响下,雪层中碳质气溶胶浓度在7～11月间总体呈波动下降的趋势;冰川冰与粒雪间碳质气溶胶浓度可能存在着数量级的差异,这主要受到冰川所在环境、雪冰采样时空条件等因素影响;雪层表面是否存在EC对反照率有很大影响,模拟显示在波长为300～700 nm范围内反照率平均降低0.22.     

亚洲季风强弱年蒙自市大气环境容量差异估算

利用区域空气质量模式WRF-Chem,对亚洲季风气候变化背景下云南省蒙自市大气环境容量进行模拟评估.根据标准化南亚夏季风指数分别选取2005年和2015年为强、弱季风年.对2015年四季（以1月、4月、7月和10月为代表月）和2005年夏季（7月为代表月）的主要大气污染物浓度进行模拟.结果表明蒙自市2015年全年CO、NO₂、SO₂、PM_2.5、PM₁₀的大气环境容量分别为120.31、1.127、1.875、1.267、1.688（×10⁴t/a）,其中各污染物冬季大气环境容量最小,春季的最大（PM₁₀除外）,且PM_2.5在冬季排放量已饱和.强季风年相对弱季风年夏季CO、NO₂、SO₂、PM_2.5、PM₁₀的大气环境容量分别提升4.81%、3.86%、12.6%、18.4%、8.7%,其中PM_2.5的容量提升最高.亚洲季风年际变化对云南高原空气质量及大气环境容量具有重要的调制作用.     

甲胺磷、乙草胺和铜单一与复合污染对黑土环境安全的胁迫研究

以黑土为环境介质,通过急性毒性试验法研究了东北黑土区普遍存在的2种农用化学品甲胺磷和乙草胺与重金属Cu对赤子爱胜蚓(Eiseniafoetida)的单一与复合毒性效应.单一毒性试验结果表明,3者对蚯蚓均有毒性,顺序为甲胺磷>乙草胺>Cu.复合毒性实验结果表明,2种有机农药与重金属Cu复合毒性效应十分复杂,与不同的浓度组合及染毒历时有关,一般随时间的延长,毒性加剧.2种有机农药通过不同途径毒害蚯蚓,复合毒性效应表现为协同作用.可见,3者对土壤生态系统环境安全性和土壤健康质量存在潜在危害,同时这几种污染物的共存进一步加大了潜在危害性,且复合毒性效应与各组浓度组合及污染暴露时间密切相关.     

农村环境污染控制区划方法与应用研究

针对农村环境污染发生的广域性、分散性和随机性等特征,采用清单分析法,核算了农村环境污染物COD、TN、TP排放量和排放浓度,并以环境污染敏感性评价和污染类型划分为研究基础,探讨了农村环境污染控制区划方法,提出了区划原则、分区方法和命名方法.采用上述方法,在江苏省进行了应用研究,将江苏省农村环境污染控制区共划分为3个一级区和13个二级区,对不同级区实施分区管理和分类控制,分区结果可以为农村环境污染控制决策提供科学依据.     

新疆地区大气环境容量系数的气候特征及其在空气质量变化中的作用

新疆在我国属于冬半年大气环境容量系数(A值)显著偏低的区域.研究了1975—2019年新疆大气环境容量系数的时空变化特征.新疆的低A值区主要分布在塔里木盆地北部和新疆东部;研究期间新疆的大气环境容量系数在随机波动中整体呈下降趋势,这与新疆平均风速的变化较为一致,主要是由气候变化引起.新疆A值的季节差异大,春夏高、秋冬低;A值的冬季均值远小于年均值,说明新疆冬季的大气自净能力很弱.新疆4个地级市的月均A值与PM_2.5浓度具有显著的负相关,A值能够较好地反映当地空气污染的气象条件特征.南疆城市则由于沙尘天气的影响,大气颗粒物浓度很高,但A值与PM_2.5浓度的相关性较差.还基于A值,利用城市大气环境荷载指数对新疆4个地级市的大气污染排放变率进行了评估.     

重庆市主城区大气环境质量变化分析及对策研究

本文以重庆市环保局2011年3月公布的《重庆市环境质量报告书（2006-2010年）》权威数据为基础,对全市的大气环境质量变化进行分析,重点就其中的二氧化氮、二氧化硫、可吸入颗粒物以及污染指数进行详细分析,并提出相应的防治对策。     

江苏省工业污染排放特征及其成因分析

采用环境库兹涅茨曲线模型模拟江苏省1991年以来经济增长和工业污染之间的动态演进关系,应用分解分析法对2001～2004年间部分污染物排放变化的成因进行了定量分析.结果表明,江苏省工业污染排放量和人均GDP之间的关系类型有U型、倒U型、U型+倒U型以及N型4种,目前大部分污染物呈增长态势.将污染物排放变化的成因分为规模效应、结构效应和广义技术效应3类,结果显示,规模效应促进污染物排放量增加,结构效应和广义技术效应的作用方向不确定,但广义技术效应对污染物控制有决定性作用,强力的环境政策和管理措施能够有效地控制污染物排放.     

中国环境污染事故发生与经济发展的动态关系

基于1992~2006年中国经济发展和环境污染事故时序数据,建立了中国经济发展和环境污染事故发生的计量模型,以此来分析中国环境安全状态的发展阶段与趋势.结果表明,中国环境污染事故频数与经济增长之间呈现倒“N”型波浪式的EKC特征.环境污染事故频数、水污染事故频数、大气污染事故频数随着人均GDP的快速提高, 先下降、后上升、再下降, 但还会出现反复.环境污染事故的发生不同于环境污染物的排放,不是经济发展过程中的必然产物,但是却具有非常大的不确定性和危害性,必须利用先进的政策、制度和技术,才可以有效减少污染事故的发生.