北京秋冬季一次重污染过程PM2.5来源数值模拟研究

利用WRF模式(The Weather Research and Forecasting Model)和嵌套网格空气质量模式(NAQPMS)对2016年11月发生在京津冀地区一次PM_(2.5)污染事件进行模拟研究并分析污染过程中的天气形势变化.结果表明,均压场、低空逆温层和偏南暖湿气流输送的存在为北京地区PM_(2.5)形成提供了有利条件,NAQPMS模式能够合理的再现北京大气污染物时空变化,细颗粒物PM_(2.5)和可吸入颗粒物PM_(10)模拟与观测数据相关系数达0.71,模拟数据在观测数据两倍范围内占比(FAC2)达65%.源解析结果表明,在不考虑临时实施减控措施下,11月18日区域外输送对北京PM_(2.5)浓度贡献为55.25%,区域内输送贡献为44.75%,北京东北区域PM_(2.5)外地源主要为河北中部、河北南部、天津和山东,所占贡献为9.67%、9.01%、7.90%和7.99%.污染物主要来源为生活源、交通源和工业源,分别占比39.6%、34.6%和20.0%.而实际上北京在唐山、保定采取一系列控制措施后仍在研究时段内出现高PM_(2.5)浓度,意味着在同样天气形势下需要对河北中部、河北南部、天津和山东等浓度贡献占比大的城市加强减排管控才能有效减缓高PM_(2.5)浓度的出现.     

国家干线公路移动源VOCs排放及臭氧生成潜势研究

基于国家干线公路4346个交通监测站日平均监测数据,采用移动源VOCs测算方法,建立国家干线移动源VOCs排放清单,使用最大增量反应活性（MIR）估算VOCs的臭氧生成潜势（OFP）,并通过动态分段技术和核密度估计方法对臭氧生成强度的空间特征进行分析.结果表明,客车是国家干线移动源VOCs年排放量最大的源,占客货总排放量70.50%;广东省年排放量最大,占全国干线公路VOCs排放量的10.7%;G15沈海高速年排放量最大,占全国干线公路VOCs排放量的5.4%.烯烃和芳香烃为移动源OFP主要的贡献者,前十种有机污染物占干线移动源总OFP的67.29%.从客货车日均OFP强度上来看,受车流量影响,各干线差异明显.北京天津呈团簇状集聚,至石家庄一线为带状分布;济南淄博潍坊青岛一线呈弯月带状分布;南京苏州上海杭州呈团状,至上海又集聚;粤港澳大湾区以深圳为中心高度聚集;沈阳、郑州、西安、武汉、重庆等交通枢纽出现次一级强度集聚.     

中国PM2.5序列惯性特征及政策含义

基于北京、成都、广州、上海、沈阳5大城市2009~2017年的小时PM_2.5质量浓度监测数据,利用AR模型、未知内生结构断点检验和TAR模型等方法实证分析了PM_2.5序列惯性特征、结构变化和放大效应.研究发现,5大城市PM_2.5序列惯性均较强,其中成都PM_2.5序列惯性最强,北京、上海和广州在2009~2017年之间发生了结构性变化.5大城市的PM_2.5序列存在明显的非线性,各大城市PM_2.5总体在低区制运行,而且惯性特征明显,但不存在明显的放大效应,这就意味着雾霾防治不需要考虑PM_2.5序列的放大效应,未来政策应当更加聚焦于低区制下PM_2.5序列惯性特征.     

微波催化燃烧气态甲苯特性及床层温度分布

采用浸渍法制备Cu-Mn-Ce/堇青石蜂窝催化剂,于微波催化燃烧装置中考察其对甲苯废气的催化活性与稳定性,并对固定床温度进行了测试分析.研究表明,微波加热下床层温度分布均匀,甲苯的最佳反应温度在230~270℃之间.当停留时间大于9.7s且床层温度高于270℃时,甲苯的降解率大于90%.铜锰铈单金属氧化物及其复合氧化物尖晶石是主要的活性组分,甲苯在其表面上进行准一级反应而被催化氧化.高温对催化剂结构有影响,但重复性试验证实了催化剂的高活性和良好的稳定性.本文为微波催化燃烧技术治理VOCs废气的中试研究及下一步的实际应用提供了理论支持.     

呼伦贝尔沙区土壤细菌群落结构与功能预测

以呼伦贝尔沙区裸沙地、草地、沙地樟子松（Pinus sylvestris var. mongolica）人工林和沙地樟子松天然林四种生境土壤为研究对象,采用野外调查、16S rRNA基因高通量测序和PICRUSt功能预测相结合的研究方法比较分析不同生境土壤细菌群落结构和潜在功能组成特征.结果显示：呼伦贝尔沙区沙地樟子松天然林土壤细菌多样性最高,人工林土壤细菌多样性最低,Shannon指数分别为（8.623±0.193）和（7.432±0.028）,不同生境土壤细菌alpha和beta多样性存在显著差异.草地、沙地樟子松人工林和天然林土壤中变形菌门（Proteobacteria）相对丰度最高,均值分别为29.83%±1.14%、34.73%±1.99%、31.95%±0.21%,裸沙地土壤放线菌门（Actinobacteria）相对丰度最高,均值为26.13%±0.43%.不同生境土壤细菌主要优势属为慢生根瘤菌属（Bradyrhizobium）、RB41,其相对丰度在四种生境中的均值分别为5.29%±2.24%、4.22%±1.23%.PICRUSt功能预测共得到6个一级功能层,40个二级功能层,土壤细菌功能较为丰富,土壤细菌群落在环境信息处理、代谢、遗传信息处理和有机系统方面功能活跃.沙地樟子松天然林核苷酸代谢、酶家族、氨基酸代谢、碳水化合物代谢功能基因较为丰富,保证了沙地樟子松天然林土壤细菌的存活,使其具有较高的多样性.呼伦贝尔沙区不同生境土壤细菌功能基因丰度波动,反映了四种生境的土壤细菌群落组成及多样性的变化,指示了不同生境功能基因对土壤细菌群落的影响规律,可为预测和理解沙区土壤细菌代谢潜力和功能提供参考借鉴.     

氧化石墨烯对淡水微藻生长及生物活性物质的影响

为掌握氧化石墨烯（GO）的水环境风险,以斜生栅藻（Scenedesmus obliquus）和湖泊微拟球藻（Nannochloropsis limnetica）为研究对象,探究了GO对淡水微藻生长及其生物活性物质（碳水化合物、总蛋白质、总脂）的影响.结果表明,GO对2种微藻具有中等毒性,72h EC₅₀值分别为25.63和48.44mg/L.透射电镜（TEM）观察发现,GO纳米片层既能附着于藻细胞表面也能进入藻细胞内部,造成藻细胞超微结构明显变化,包括：质壁分离;叶绿体收缩;淀粉粒数量减少甚至消失.较低浓度（10mg/L）GO会促进微藻中光合色素（叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素）合成;而较高浓度（100mg/L）GO暴露下,2种微藻的类胡萝卜素和斜生栅藻叶绿素a的含量显著降低.2种浓度的GO总体上刺激了藻细胞内生物活性物质的合成,这是污染胁迫下的一种主动防御机制;而较高浓度GO造成碳水化合物含量显著降低,可能原因是细胞中储能物质由淀粉向中性脂转化.     

铀矿区周边水体典型核素污染特征及风险评价

为研究铀矿区周边水体中典型放射性核素分布特征及其潜在的健康风险,对该地区周边浅层地下水及河水中放射性活度浓度进行分析测定.运用改进内梅罗综合污染指数法和健康风险评价模型对放射性污染及不同年龄段人群健康风险进行评估.结果表明,地下水与河水中放射性核素²³⁸U、²²⁶Ra、²³²Th活度浓度（地下水：0.012~0.102,0.013~0.036,0.002~0.033Bq/L,河水：0.001~0.066,0.013~0.034,0.001~0.013Bq/L）均未超过WHO饮用水水质准则规定的标准限值,但远远高于江西省水体背景值.河水中各核素活度浓度随水流流向呈递减趋势,地下水中各核素空间分布无明显规律性特征.河水中综合污染指数高于地下水,最高值分别为9.21和6.83,属严重污染和中度污染.健康风险评价结果表明,幼儿和少儿致癌风险要高于成人,幼儿终身致癌风险均超过ICRP最大可接受风险值5.0×10^-5,少儿和成年超标率为33.3%和16.7%,即使未超标但也高于USEPA推荐可忽略风险水平10^-6,具有潜在致癌风险.各核素致癌风险水平呈现为²²⁶Ra > ²³²Th > ²³⁸U,因而对于铀矿区周边饮用水中²²⁶Ra和²³²Th要更加重视研究.     

新时代中国乡村振兴：探索与思考——乡村地理青年学者笔谈

乡村振兴是新时期国家重大战略,是一项系统工程。中国地域广阔,资源禀赋和经济发展区域差异显著,乡村振兴路径需要体现乡村发展的综合性、复杂性和区域性。来自乡村地理学领域的16位青年学者,以笔谈方式,对中国乡村振兴的科学路径开展了深入讨论。核心观点如下：（1）乡村振兴需要遵循时空分异规律,重点关注乡村发展的时空传承与现实需求之间的衔接,建立彰显地域特色和具有可操行性的理论和技术体系,分类、有序地推进乡村的人居环境、产业体系、生态环境和治理模式等转型。（2）力求城乡融合和联动,构建城乡复合多中心网络体系,创新采用“乡村群”空间组织模式,以乡村内生力、城镇辐射力与规划约束力共同驱动乡村振兴。（3）在中国“大国小农”的基本国情下,农业承载着食品安全、社会稳定和生态产品等多重功能,需要构建农业“全价值链”的发展路径,促进一二三产业深度融合,助力乡村产业兴旺。（4）在能源富集区,在保障国家能源安全需求前提下,需从根本上解决农村发展不平衡不充分问题;在西南地区,依托山区特色生态、人文资源打造山区现代农业产业体系、重塑乡村旅游新品牌、构筑山水田园乡村家园;在东北地区,乡村振兴应与“东北振兴”战略协同推进,有序分类推进;在长三角地区,应在全面认知乡村工业化到乡村城镇化,再到乡村特色化,到乡村的社会、文化和生态建设的阶段演化特征基础上,寻求差异化的乡村振兴路径;在西北地区,应在生态保护的前提下有效提升乡村“自主脱贫”的能力,实现从“输血”扶贫向“造血”扶贫转变;在京津冀地区,需以城乡基本公共服务均等化为目标,推动城乡融合与乡村振兴;在资源型地区,乡村振兴核心将以一二三产业融合的高效农业体系替代以资源开采为核心的产业体系;在传统农区,优化耕地利用转型同农村劳动力结构变化的耦合格局是实现乡村振兴的关键;在经济发达地区,具有“混杂性”特征的乡村,需激活农村土地资源的资产和资本属性,推进空间有序整合与活化,寻求多主体共同参与和缔造的现代乡村治理模式。     

闽三角城市群自然资本损失评估

在快速城镇化进程中,城市群发展在促进区域经济竞争与合作的同时,也在一定程度上造成人地关系矛盾的加剧,生态系统服务水平下降。为了量化城镇化对自然资本产生的变动,揭示人类资源消耗过程对区域生态系统服务的影响机制,以快速城镇化的典型区域——闽三角城市群为例,运用能值分析方法与GIS技术,分析了2000-2015年闽三角城市群可更新资源时空演变特征,城镇化进程中生态环境价值演变规律以及土地转化过程中的自然资本损失。研究结果表明：（1）闽三角城市群可更新资源在时间上呈波动减小趋势,空间上自沿海区域向内陆区域逐渐升高;（2）高环境质量等级中城镇用地面积占比呈显著增加趋势,由0增加到10.63%,人类活动导致区域生态环境价值的损失逐渐上升;（3）城镇化过程中由于城市空间扩张,使部分自然用地与农业用地转化为城镇用地,转化过程造成的自然资本损失总量为1.27×10²² seJ,货币价值超过6.30×10⁹元。研究有助于完善城镇化影响下的生态环境效应研究,为城市群或区域生态环境管理与修复提供决策参考。     

重点煤电基地大气污染物扩散对京津冀的影响

基于排放源清单,采用空气质量模式CAMx模拟现状情景下,鄂尔多斯、宁东与锡林格勒排放污染物扩散对京津冀地区的影响.结合3地区已批复环境影响报告、规划环评与战略环评等污染物排放数据,估算未来情景下3地区能源基地污染物排放对京津冀的影响.结果表明：现状情景下,3地区排放的PM_2.5、SO₂与NO_x对京津冀的贡献浓度范围分别为0.079~1.134,0.012~0.633,0.008~0.852μg/m³,冬季对京津冀地区的影响要高于夏季,对京津冀地区冬季的平均贡献浓度值为0.710,0.339与0.413μg/m³,影响较大的京津冀城市为衡水市、石家庄市、邢台市、邯郸市与保定市;未来情景下3地区能源基地排放的PM_2.5、SO₂与NO_x对京津冀城市浓度贡献范围分别为0.049~0.773,0.003~0.176,0.008~0.731μg/m³,冬季平均贡献浓度值为0.475,0.096与0.357μg/m³.