深圳城市大气PM2.5中金属元素的在线测量与来源特征

大气PM_(2.5)中很多金属元素危害人体健康,且具有源示踪性,因此,开展PM_(2.5)中金属在线监测对污染来源分析和大气污染防治有着重要意义.本研究于2017年4—5月使用美国Cooper环境空气多金属在线监测仪对深圳城市大气PM_(2.5)中金属元素进行连续观测.与同步离线采样测量的金属数据进行比对表明,10种元素(K、Zn、Cu、Mn、Fe、V、Ni、Ti、Pb、Cr)呈现良好的相关性,因而用于后续分析.观测期间大气PM_(2.5)的平均浓度24.8μg·m~(-3),其中10种金属元素总浓度为0.72μg·m~(-3),占比2.9%.Mn、Fe、Cu、Zn和Ti的浓度日变化显示了日间高、夜间低的特征,表明受到本地人为源的显著影响;而K、Pb、Cr浓度日变化无明显波动,说明受区域传输影响较大;Ni与V日变化趋势一致,主要来源为船舶排放.主成分因子分析结果表明,观测期间PM_(2.5)中金属污染来源主要为交通和扬尘源、工业排放/废物燃烧和船舶污染,方差贡献依次为54.3%、19.8%和8.8%.     

气象和排放变化对PM2.5污染的定量影响

基于WRF-CMAQ模型系统定量分析了气象和排放因素对全国及重点区域PM_2.5污染影响程度.从年度特征来看,与2015年相比,2016年、2017年全国空气质量明显改善,PM_2.5年均浓度分别下降7%和14%;2016年气象条件总体转好,气象因素和排放因素变化导致全国PM_2.5年均浓度下降幅度分别为4%和3%;2017年全国气象条件与2015年相比基本持平,大气污染物排放量下降是PM_2.5污染减轻的决定因素.除汾渭平原外,京津冀及周边地区"2+26"城市、长三角、成渝地区空气中的PM_2.5年均浓度持续下降;珠三角气象条件变化对PM_2.5影响较大,2017年导致PM_2.5浓度上升了29%;除汾渭平原外,其他4个重点地区的污染物排放变化导致PM_2.5年均浓度下降且2017年的下降幅度进一步加大,说明污染管控措施的环境效益明显.从季节特征来看,气象影响值的区域性差异明显.本文分析方法可用于制定空气质量目标或者评估污染控制方案的环境效果.     

抽油杆疲劳性能实验分析

目的有效地预防和减少因抽油杆断裂导致的油井修井作业,进一步降低油田开发成本。方法采用岛津电液伺服疲劳试验机,对D级和H级抽油杆进行材质成分分析,测试力学性能、空气和腐蚀介质下疲劳强度、拉压载荷对疲劳性能的影响,并进行对比分析。结果 H级抽油杆的力学性能优于D级抽油杆。随着含水量的增加,两种抽油杆的抗疲劳性能均降低,在空气中,H级抽油杆的疲劳性能均优于D级抽油杆。在腐蚀环境中,D级抽油杆的疲劳性能优于H级抽油杆,并且两种抽油杆所受拉压载荷对疲劳均有一定影响。结论含水是影响抽油杆腐蚀疲劳性能的关键因素,H级抽油杆应在低含水区块应用,D级抽油杆在中高含水区块应用。抽油杆中和点以下产生的附加拉应力是导致抽油杆偏磨的直接原因,在中和点以下应优化扶正防磨设计。在中高含水区块,应加大对服役年限较长抽油杆的更换力度,以减少和预防抽油杆断裂事故的发生。     

近红外光腔衰荡光谱系统设计及研究

目的搭建一套近红外光腔衰荡光谱测量系统,实现水汽吸收的探测。方法通过测量有无样品存在时的衰荡时间,实现腔内介质吸收的探测。通过测量空腔衰荡时间,计算腔镜反射率。通过测量不同浓度的水汽吸收,验证系统是否可用于分子吸收的测量。结果该装置的空腔衰荡时间约为3.75μs,对应的腔镜反射率为99.982%,有效吸收光程为1.1 km。测量了6627.7 cm~(-1)处水汽的吸收,结果与HITRAN数据库一致。结合文献报道结果和HITRAN数据库吸收谱线,模拟得到了NH_3、C_2H_2、HO_2自由基在6625～6626 cm~(-1)范围内的吸收系数。结论该装置实现了水汽吸收的探测,在该装置的激光器工作波长范围内,可应用于NH_3、C_2H_2、HO_2自由基的实时探测。     

消落带土壤团聚体有机碳对水位消涨的响应

土壤团聚体对有机碳的保持和释放起非常重要的作用,其包被作用决定土壤有机碳稳定性.该研究以三峡库区消落带上部(165～175m)、中部(155～165m)、下部(145～155m)3个海拔梯度土壤为研究对象,以从未水淹样地(175～185m)为对照,采用湿筛法分析不同海拔梯度土壤水稳性团聚体特征和各粒径水稳性团聚体中的有机碳含量.研究表明:随着团聚体粒径的增加,土壤团聚体有机碳含量呈现先增加后减少的变化趋势.1～2 mm团聚体粒径内有机碳含量最大,其对团聚体稳定性的改善起着更为重要的作用.水位消涨对三峡库区消落带土壤团聚体内有机碳有极显著影响,从未水淹样地土壤团聚体内有机碳含量显著高于消落带区域.在消落带区域,土壤团聚体内有机碳与土壤水稳性团聚体平均重量直径的变化趋势均为中部＞上部＞下部.消落带水位波动显著降低了土壤团聚体内有机碳含量,消落带下部区域土壤结构和质量较差.     

不同阴离子钠盐对土壤Cd形态与微生物群落的影响

为了探明污染土壤在盐碱胁迫条件下镉（Cd）有效性与微生物群落的响应,采集污灌区Cd污染农田土壤,模拟北方土壤典型盐碱胁迫情景,设置不同阴离子钠盐配置处理,利用微生境培养实验,采用高通量测序技术,结合对土壤性质、土壤Cd形态等的测定.结果表明：施用钠盐可显著提高钠吸附比（SAR）、碱化度（ESP）,降低有机碳（SOC）含量、阳离子交换量（CEC）;促进土壤中小粒径团聚体（<0.002mm）的形成,增加了Cd在小颗粒团聚体的质量负载;与对照相比,两种土壤中T1处理（主要阴离子为SO₄^2-、Cl^-）均显著（P<0.05）增加交换态Cd含量（27.06%和11.00%）.钠盐的添加降低了土壤中细菌的丰度和多样性,其中T1处理的微生物群落均匀度最低;盐碱胁迫处理改变了土壤细菌的关键类群,如增加了耐盐碱腈基降解菌科、葡萄球菌科、假单胞菌科和耐重金属芽孢杆菌科的菌群丰度,不同处理菌群结构差异与土壤阴离子组成有关,如相比而言,T1处理可增加变形菌门、芽单胞菌门、拟杆菌门的丰度.冗余分析结果表明土壤pH值、交换态Cd含量、SAR和ESP是影响细菌群落组成变化的关键环境因子,拟杆菌门、芽单胞菌门和变形菌门的丰度与pH值呈正相关,而酸杆菌门、绿弯菌门的丰度与交换态Cd含量、SAR呈现显著正相关.可见,盐碱胁迫增加了土壤Cd的有效性,显著改变了土壤微生物群落结构.     

北洛河流域植物多样性地理格局与环境关系

通过野外调查和历史文献及标本统计分析,确定并分析北洛河流域种子植物信息数据.结果表明：该区共有种子植物123科581属1671种,占黄土高原种子植物的83.67%、67.24%、51.83%,集中分布于大型科（>50种）、较大科（21~50种）和单种属（1种）、小型属（2~5种）内.11个干流流经的地理单元植物相似性聚类分为5组,较早分离的是黄龙县,最大类因子午岭山脉连接而包含4个地理单元（富县、合水县、宜君县、黄陵县）.富县、合水县和黄龙县植物丰富度SD值最高,洛川县、华池县和甘泉县SD值最低.该区地理成分在属级水平上有15个分布区类型16个变型,以温带分布及其变型为主（287属,占49.40%）,并与热带分布及其变型联系紧密（115属,占19.79%）,植物丰富度SD值与温带成分显著正相关;黄陵县、洛川县、黄龙县R/T值最高,热带性质最强,华池县、定边县R/T值最低,热带性质最弱.R/T值受海拔影响,随温度和降水从东南向西北递减.该区植物起源古老,分化程度高,物种多样性丰富,地理成分复杂,是重要的植物种质资源库.植物物种多样性地带性格局过渡性明显,体现出这些类群的生态位需求.需加强保护该区原生环境和植物,合理开发利用,可选择6大优势科（菊科、禾本科、蔷薇科、豆科、唇形科和毛茛科）中适地适树适草的物种（温带性质）,进行植被恢复和水土流失治理.     

保定地区PM2.5中重金属元素的污染特征及健康风险评价

为了解保定市大气环境中PM_2.5中重金属的污染特征及其健康风险,在保定市设立观测站点,利用中流量颗粒物采样器对保定市大气PM_2.5进行了连续昼夜采集,并使用微波消解-电感耦合等离子质谱法分析了样品中的V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、As、Cd和Pb等10种重金属元素的质量浓度.结果表明,保定市大气PM_2.5浓度范围为16.84~476.19 μg·m^-3,采样期间有65d高于我国《环境空气质量标准》（GB 3095-2012）中的二级标准,超标率为54.2%.保定市PM_2.5中重金属元素的浓度变化趋势为：除Ni、Mn和Co外,夜间浓度略大于日间;大部分重金属元素秋冬季浓度大于春夏季.富集因子分析可知,保定市Cu、Zn、Pb、Cd主要来自于人为源,特别是受到交通源的影响较大.健康风险评估结果表明,保定市大气PM_2.5中的重金属污染的非致癌风险较小,致癌风险主要是As、Cr、Cd和Co,且成年人的致癌风险大于儿童.     

基于多源异构数据的沧州市大气环境管理APP平台的构建与应用

大气环境管理平台是目前我国城市大气环境管理的重要手段.利用气象、空气质量、污染源等多源异构数据资料,以模型集成分析的方法,针对沧州市的消峰和污染减排问题,开发了大气环境管理平台（APP）,并对沧州市大气污染过程进行综合分析和验证.以沧州市2019年1月27-30日两次大气污染过程为例进行分析,结果表明:①污染过程1（2019年1月27日14:00-1月28日02:00）中ρ（PM_2.5）/ρ（PM₁₀）平均值为0.59,ρ（SO₂）、ρ（NO₂）和ρ（CO）平均值分别为37.0 μg/m3、66.7 μg/m3和1.5 mg/m3;污染过程2（1月29日10:00-1月30日09:00）中ρ（PM_2.5）/ρ（PM₁₀）平均值为0.61,ρ（SO₂）、ρ（NO₂）和ρ（CO）平均值分别为38.5 μg/m3、67.7 μg/m3和1.8 mg/m3,说明加强对前体物的控制是削弱重污染时段ρ（PM_2.5）的重要途径.②污染过程1的相对湿度在重度污染时段增长显著,污染过程2中相对湿度有10 h在70%以上;同时,在此期间风速较小,近地面逆温层较厚,从而加速了颗粒物吸湿增长和二次转化,说明高湿、低风速等气象条件是形成重污染天气的主要原因之一.③源解析结果表明,外来源的平均贡献率为44.73%,本地源的平均贡献率为55.27%,本地工业源、民用源、交通源和电力源贡献率分别为42.20%、11.97%、1.00%和0.10%,说明重污染期间沧州市受到周边区域传输具有一定的可能性,本地源的贡献主要来自工业源和民用源.      

东北区域经济增长空间差异性及关联性研究

采用因子分析和空间自相关分析方法对东北区域经济空间差异和经济增长关联性进行分析.结果表明,东北地区经济发展整体水平较低,仅辽宁中南部和哈长地区发展较好;黑龙江、辽宁大部分地市,包括长春在内的吉林中部地市与相邻地市经济增长呈现正相关;东北区域经济增长分为扩散效应区、极化效应区、过渡区和低速增长区等四个类型.2000-2009年与1990-1999年两时段相比较,扩散效应区、极化效应区和过渡区的地市数量增加、面积扩大,低速增长区的地市数量和面积相应减小.