基于水劣化足迹的城市发展的水环境效应评价——以北京市为例

水劣化足迹是反映污染物排放对水质影响程度的一种评价方法和指标.为了评估和揭示北京市城市发展的水环境效应,本文基于水劣化足迹评价的方法框架,发展和完善相关模型和参数,选取关键污染因子,对北京市2004—2013年水体酸化足迹、水体富营养化足迹和水体生态毒性足迹进行了评价,进而对水劣化足迹与部分城市发展指标的相关关系进行了分析.结果显示:12004—2013年北京市水酸化足迹逐年减小,由2004年的19.1×107kg SO_2eq减少到2013年的8.7×107kg SO_2eq,污染排放对水体酸化的影响有所减弱;2水体富营养化足迹在2004—2009年和2010—2013年两个时间段内总体均呈现减少趋势,但后一时间段内水体富营养化绝对值总体高于前一时间段.2004—2009年,水体富营养化足迹减少了约1.5×10~7kg NO_3eq,而从2010—2013年减少了约0.8×107kg NO_3~-eq;2011年至2013年期间,基于新增污染物(氨氮、总氮和总磷)计算的水体富营养化足迹减少了2.4×10~7kg NO_3eq.从其组成来看,水体富营养化的关键因素为总磷;3选取铅(Pb)、汞(Hg)、铬(Cr)、镉(Cd)、砷(As)5种重金属污染物,对北京市2011—2013年的水体生态毒性足迹进行评价发现,水体生态毒性足迹从4234.7×106m3H_2O eq增加到4653.1×106m3H2O eq.从其组成来看,重金属水体生态毒性足迹的关键污染因子为镉(Cd);4水劣化足迹与城市发展特征指标的关系分析显示,人口数量增速减缓、产业结构调整(第二产业向第三产业转化)以及农业化肥用量的减少,对于水劣化足迹的改善有积极作用.     

六叉河农业小流域多水塘沉积物中HCHs的历史分布和残留

采集六叉河流域多水塘沉积物,利用沉积物年代学方法,建立未受扰动水塘沉积物年代序列,分析有机氯农药HCHs在江淮地区典型农业流域多水塘沉积物中的残留特征和降解过程,评估农药残留的生态风险.结果表明,过去几十年的农业集约化中农药的投入,是导致农药残留主要因素.HCH的历史投入量约为18400kg,多水塘沉积物中残留的HCH为0.177 kg,HcH残留量已经不再显著.对于HCHs4种异构体,a-HCH在所有样品中均未检出;β-HCH与γ-HCH的检出率为6.98％,β-HCH最高残留质量比为7.88ng/g,γ-HCH为9.51 ng/g;δ-HCH检出率为3.49％,最高残留质量比为5.07ng/g.表明流域水塘沉积物中累积的HCHs在过去几十年基本已经被降解,流域存在较低的HCHs残留风险.在空间分布上看,不同类型的水塘由于其下垫面土地利用类型差别,其沉积物中HCH残留存在明显差异,γ-HCH(林丹)仅在河塘中被检出(检出率为20.7％),表层沉积物质量比9.51 ng/g.研究表明,六叉河流域的HCH已经基本全都降解,不存在HCH农药残留风险,但流域尺度上可能存在新的HCH输入来源.     

林丹短期暴露对斑马鱼生长发育和繁殖的影响

以斑马鱼为受试生物,研究在低浓度(0.005、0.05、0.5峭μg·L-1)林丹暴露条件下,林丹对斑马鱼体长、体质量、肝脏指数、性腺指数、产卵量和受精率的影响.结果显示,经14 d暴露后,处理组斑马鱼体长和体质量与空白对照组或溶剂对照组之间差异不显著;与空白对照组和溶剂对照组相比,0.5μg·L-1处理组雄性和雌性斑马鱼肝脏指数均显著增加(P＜0.05),雄性斑马鱼性腺指数显著降低(P＜0.05),其他处理组无明显变化;林丹对斑马鱼产卵量和受精率表现出明显的抑制作用,与空白对照组相比,0.05和0.5μg·L-1处理组斑马鱼平均产卵量和受精率均极显著降低(P＜0.01).该研究表明林丹具有环境内分泌干扰物特性,在低浓度暴露条件下可对斑马鱼的生长发育和繁殖产生一定抑制影响.     

蚯蚓粪作为坪床基质对草坪草生长的影响

研究了蚓粪作为草坪草坪床基质改良剂对基质理化性状和草坪草生长的影响,以确定蚓粪作为坪床基质改良剂的可行性.在砂中添加20、40、60、80和100 g·kg-1蚓粪作为坪床基质,并与添加40g·kg-1泥炭的坪床基质进行比较,结果表明,添加蚓粪可使基质pH值下降,电导率σ值明显增加,100 g·kg-1蚓粪处理σ值比对照(未添加蚓粪或泥炭)提高了约16倍,但成坪后基质σ值明显下降,并与对照接近.添加蚓粪能够明显改良坪床基质,有利于草坪草的生长.与40g·kg-1泥炭处理相比,添加40、60、80和100 g·kg-1蚓粪处理的草坪成坪时间更短,草坪颜色较深,叶片变宽,再生速度快.蚓粪可作为一种良好的坪床基质改良剂,在20、40、60、80和100 g·kg-1蚓粪添加量条件下,蚓粪添加量越高,其对基质的改良效果越明显,但在实际应用中应注意因蚓粪含磷量较高而可能带来草坪草后期长势过快的问题.     

恶唑酰草胺在稻田中的残留及消解动态

借助加速溶剂提取、凝胶渗透色谱净化和液相色谱测定方法,研究了南京和南昌两地稻田施用w为10%的恶唑酰草胺乳油后,其有效成分恶唑酰草胺在稻田中的残留及消解动态。结果表明,恶唑酰草胺在水稻植株、稻田土壤及稻田水中的消解较快,在南京和南昌两地水稻植株中的消解半衰期分别为3.5和2.2 d,在稻田土壤中的消解半衰期分别为11.7和20.2 d,在稻田水中的消解半衰期分别为1.3和2.3 d。在稻田中按照最高推荐剂量和最高推荐剂量的2倍施用恶唑酰草胺乳油,施药1次,在收获的稻秆、稻壳、糙米及稻田土壤中均未检出恶唑酰草胺。这说明恶唑酰草胺为低残留、易降解农药。     

除草剂绿草定-2-丁氧基乙酯的降解特性及降解机制研究

按照《化学农药环境安全评价试验准则》的规定并参考美国EPA导则,采用室内模拟试验方法,研究了绿草定-2-丁氧基乙酯在环境中的降解特性.结果表明,25℃时绿草定-2-丁氧基乙酯在pH =4、7、9缓冲溶液中的水解半衰期分别为533 d、21.8 d、＜1 d;高温、碱性条件下绿草定-2-丁氧基乙酯极易水解,其水解反应速率随反应介质pH值的增大、反应温度的升高而增大;初步确定绿草定-2-丁氧基乙酯分子在水溶液中生成的水解产物主要是绿草定.绿草定-2-丁氧基乙酯在土壤中迅速降解,酸性土壤中其降解趋势遵循一级动力学模型,中性和碱性土壤中其降解动态不能用一级动力学模型进行简单的拟合;绿草定-2-丁氧基乙酯在土壤中的降解形式主要为化学水解作用,降解生成绿草定和丁氧基乙醇;土壤pH和有机质含量是影响其土壤降解速率的主要因素,pH和有机质含量越高,其土壤降解速率越快.在人工光源氙灯条件下,绿草定-2-丁氧基乙酯在水溶液和土壤表面的光化学降解均符合一级动力学反应,不同介质对绿草定-2-丁氧基乙酯光解的影响差异显著.     

长江三角洲地区CO2浓度本底特征及来源分析

二氧化碳(CO₂)是引起全球变暖的最主要的温室气体(GHGs),直接观测大气CO₂浓度对于研究人类活动和自然活动对大气温室气体的贡献至关重要,而在多个高度上观测大气CO₂浓度则有助于明晰CO₂浓度的时空变化规律,确定其影响机制.本文利用临安区域大气本底站2018-12—2020-11不同高度(距地面21 m、53 m)处的CO₂在线观测数据,结合日变化及地面风的影响,对观测数据进行筛分,采用HYSPLIT后向轨迹模型和潜在源贡献因子法,初步探讨气象因素以及大气远距离传输对长江三角洲地区大气CO₂浓度的影响.结果表明,临安站高低层大气CO₂日变化呈夜间高于白天的特点;低层CO₂浓度大于高层,冬季高低层浓度差小于其他三季;日较差呈夏季>春季>秋季>冬季的特点;大气CO₂本底季节变化由于受到风向和气团传输的影响呈现出冬季>春季>秋季>夏季的特点;潜在源贡献分析得...     

方位聚散因子及其在PM2.5浓度预报中的应用

污染物浓度预报是应对大气污染问题的重要手段.现有的模式类预报方法受限于排放源清单的准确性,而在污染物排放源短期少变的条件下,基于气象要素的统计类预报方法是一种更具实用性的方法.但现有统计类预报方法的计算模型输入量缺乏对气象要素累积效应的表征,以及对气象因素影响大气污染物聚散过程的表征,严重影响了预报的精度.为此,本文提出了一种着眼于改善计算模型输入量的统计类PM_(2.5)浓度预报方法.该方法采用方位聚散因子作为计算模型输入量,既可表征出PM_(2.5)累积与消散的过程,又考虑了气象要素在一定时段内的累积效应,为提高预报精度奠定了良好的基础.同时,通过BP神经网络训练,本方法在方位聚散因子与PM_(2.5)浓度值之间建立起关联模型,从而完成对PM_(2.5)浓度值的准确预报.     

黄河流域城市群与产业转型发展

黄河流域生态保护与高质量发展是国家重大战略之一。城市群和产业转型发展是实现黄河流域生态保护与高质量发展的内在要求和根本保障,揭示流域尺度城市群发展与产业转型升级的路径对指导黄河流域高质量发展意义重大。为此,本文聚焦“城市群和产业转型发展”,联合来自中国科学院地理科学与资源研究所、中国社会科学院生态文明研究所、黄河水利科学研究院、首都经济贸易大学、北京大学、河南大学等单位的专家学者,从生态保护、资源配置、动态演化、空间结构、整合调控等视角,探讨黄河流域城市群与产业转型发展的重要议题,以求服务于黄河流域生态保护与高质量发展的国家重大战略实施。核心观点如下：识别水资源、城市群和产业发展的关系是促进产业转型和城市转型协同、经济转型和社会转型并进的关键;分析流域生态保护和高质量发展复杂耦合与动力演化机制对于实现流域高质量发展意义重大;揭示黄河流域典型城市群和产业空间演变机理,构建城市群与产业转型发展空间一体化目标与模式,是促进黄河流域的高质量发展的有效途径;在全球化和能源革命导致贸易不确定性增加、社会经济与生态环境关系复杂、“双循环”的新发展格局构建背景下,黄河流域“城市群和产业转型发展”亟需更全面的整合调控机制。     

唐山一次冬季重污染过程污染特征及成因分析

选取河北省唐山市2017年12月27~31日一次典型重污染过程,开展其污染特征及成因分析,对污染期间气象要素、大气颗粒物组分特征进行综合研究.结果表明,此次大气重污染过程中PM_2.5平均质量浓度为154μg/m³,重度污染及以上时PM_2.5/PM₁₀为0.7;PM_2.5中SNA质量浓度占比达58.0%,OC/EC的比值为4.1,说明颗粒物二次反应和有机物在此次污染过程有较大贡献;长期均压场以及近地面高湿、小风、逆温的出现导致唐山地区大气层结稳定,加之周边地区区域传输的贡献,是导致此次大气重污染过程的重要影响因素.