中国畜禽养殖结构及其粪便N污染负荷特征分析

利用中国31个省（自治区、直辖市）1997～2004年牛、猪、羊和家禽的养殖量统计数据,计算了畜禽粪便量和以氮含量为标准的猪粪当量,分析了我国不同省（自治区、直辖市）的畜禽养殖结构变化情况以及畜禽粪便污染结构,进而结合农田耕地面积求出了不同地区的畜禽粪便农田负荷量及其分布状况.研究表明,中国的畜禽粪便N污染负荷呈现由西北内陆向东南沿海逐渐加重的趋势,可以400 mm等降水量线为界分为高污染负荷区和低污染负荷区.另外,北京与上海2市畜禽养殖在经历了持续高速发展之后,近几年开始回落,畜禽粪便N污染负荷开始下降,但其周边地区的畜禽粪便N污染负荷却呈现出居高不下甚至不断攀升的趋势.最后,通过对畜禽粪便N污染负荷量预警分析,发现全国只有8省（自治区、直辖市）污染负荷量对环境尚未构成潜在威胁,其余省份理论上对环境均构成潜在威胁.结果表明,畜禽养殖结构和畜禽粪便污染特征均与当地经济发展水平程度有着密切的联系;经济发达区畜禽粪便污染已开始向周边地区进行转移;东部地区的畜禽养殖业对环境的潜在威胁较重.     

平原高潜水位地区采煤沉陷地农业土壤退化的空间变化规律

本文以平原高潜水位地区徐州与淮北煤矿沉陷地为例,研究了采煤沉陷地土壤性质变化的空间分布规律.研究结果揭示,开采沉陷显著影响耕地表层土壤的性质;沉陷地土壤容重增大,土壤受到压缩;土壤有机质、速效养分和土壤微生物量的变化与坡地上的土壤侵蚀和沉陷地下部积水有关,并受沉陷稳定时间长短影响,一般以沉陷地中坡土壤有机质与养分流失最大.在沉陷地部分坡位有积盐现象.     

北京冬季一次重污染过程PM2.5中水溶性无机盐的变化特征

为了解北京冬季重污染过程大气颗粒物化学特性,利用高时间分辨率实时在线细粒子快速捕集及化学成分分析系统(RCFP-IC)对2011年2月18—24日发生的一次重污染过程PM2.5中水溶性无机离子浓度变化进行了在线观测.结合颗粒物质量浓度、气态污染物浓度及气象资料,对此次污染过程中污染物的化学成分变化特征进行了详细分析.结果表明,此次北京冬季重污染4 d中颗粒物污染严重;总水溶性无机离子平均质量浓度151.31μg·m-3,占PM2.5相对比例54%,其中NO3-、SO24-和NH4+质量浓度占总水溶性无机离子质量浓度91%,二次离子污染非常严重;硝酸根氧化率(NOR)和硫酸根氧化率(SOR)结果显示NO3-与SO24-主要通过非均相反应生成,水溶性无机盐存在形态以NH4HSO4和(NH4)2SO4为主;重污染期K+和Cl-质量浓度显著升高,Mg2+和Ca2+质量浓度下降;阳、阴离子电荷比(C/A)重污染平均值为0.8,细粒子偏酸性.     

无锡鼋头渚4种鹭类繁殖期的生态学特征研究

2000年3月－6月对无锡鼋头渚的鹭岛繁殖期的种群生态特征进行了调查研究,结果表明：栖息地共有鹭巢36400个,巢密度为0．52个／m62,平均每棵树有巢3．36个;较早迁来的夜鹭首先占据了远离村庄及公路的相对较好的位置;鹭类筑巢对高大的马尾松利用率较高,且个体较大的鹭岛多占据树的中上部,个体较小的鹭岛则主要栖息于下部;夜鹭和牛背鹭平均窝卵数为3个／巢,白鹭和池鹭为5个／巢。     

3种基因型芹菜修复DDT老化污染农田土壤初探

为了筛选出适于修复DDT污染土壤的芹菜品种,以两个污染水平[低污染水平:(46.0±2.8)μg·kg~(-1)、高污染水平:(72.2±3.0)μg·kg~(-1)]的老化DDT污染农田土壤为研究对象,选定3种基因型芹菜——西芹(Apium graveolens Linn)、美国红芹(Rubrum apium)、中华药芹(Libanotis seseloides Turcz)为修复植物对污染土壤进行实际修复试验,3个月后,采用GC-ECD对芹菜根际土中DDT质量分数进行测定。结果发现,3种不同基因型芹菜皆对老化DDT污染土壤均有一定修复作用,西芹对DDT污染的去除率最高,在高、低两种污染水平下的去除率分别为48.8%和39.41%;美国红芹在高、低两种污染水平下有较为稳定的DDT去除率,分别为33.96%和35.14%。ANOVA方差分析表明,芹菜在不同污染水平下对DDT的修复效果存在显著性差异(P0.05)。DDT主要富集在芹菜地下部分(根系)。3种芹菜根际土中多酚氧化酶活性以中华药芹为最高,转化酶活性以西芹为最高;Pearson双变量相关性分析发现,转化酶相对于多酚氧化酶更有利于指示DDT的去除效果。此外,美国红芹对于高污染水平土壤有较好的DDT富集性去除稳定性,可以作为富集植物对其最大耐受程度作进一步研究;西芹对DDT存在较好的生物去除效果且无显著富集性,可实现"边修复边生产",同时其对土壤酶有一定促进作用,在未来生物修复DDT污染土壤实际应用中具有较大潜力。     

DMCC发动机实车工况下实现国Ⅳ排放的试验研究

本试验在一台满足国三排放的增压中冷四缸柴油机上,在不改变原机柴油ECU(甲醇控制单元)标定MAP的条件下,对其实施柴油/甲醇组合燃烧(DMCC)技术改造,按照重型柴油机十三点工况(ESC)循环进行试验.对比了原机基础上加装DMCC(Diesel and Methanol Compound Combustion)及简单的后处理器(DOC+POC)的效果,并探讨了其满足国IV排放标准的可行性.结果表明:与原机(无后处理)相比,DMCC燃烧模式下的NO_x和碳烟(soot)比排放均有了较大的降幅,且均能满足国IV排放标准;但在未加装后处理器时,碳氢化合物(HC)、一氧化碳(CO)的比排放明显高于国IV排放限值;非常规排放物中甲醇(CH_3OH)及甲醛(HCHO)的比排放也有较大幅度增加.在加装了后处理器DOC+POC之后,碳烟比排放进一步降低,仅为国IV排放限值的60%,NO_x比排放小幅度增加,但其增幅范围不超过国IV排放限值的2.57%;在经过后处理之后HC和CO的比排放分别是国IV排放限值的36.9%、1.24%,CH_3OH、HCHO比排放分别是原机水平的1.49%、59.55%.研究结果为采用甲醇辅助燃烧提升原柴油机的排放性能提供了可行的技术途径.     

DMDF模式下冷却水温度对发动机燃烧与排放特性的试验研究

在一台增压中冷的电控单体泵柴油机上采用柴油/甲醇二元燃料燃烧(Diesel/Methanol Duel Fuel, DMDF)模式,在重型柴油机常用的A50工况下,通过改变冷却水温度,对各替代率工况下的燃烧特性、排放特性及经济性进行了初步实验探索.实验结果表明,在各替代率工况下,提高冷却水温度,可导致滞燃期缩短,燃烧始点前移,预混燃烧与扩散燃烧占比出现转变,总放热量变化不大.上止点附近缸压有所降低,最高燃烧压力出现小幅度增大.燃烧持续期在替代率为40%左右时变化趋势不同,CA50在替代率为30%、冷却水温度为90℃时最接近上止点.双燃料模式下,随冷却水温度升高,NO_x与CO排放变化并不明显,甲醛与甲醇排放不断降低,且降低幅度不断增大,当量比油耗有所降低.     

大气PM2.5中水溶性离子在线观测技术的应用研究

为了解北京大气PM2.5污染状况,评估大气细颗粒物快速捕集-化学成分在线分析系统(RCFP-IC)在追踪污染生成-消散过程中的适用性,于2011年3月对北京PM2.5中NO3-、SO24-、NH4+和Cl-这4种污染型水溶性离子浓度变化进行了连续高时间分辨率观测,并结合同期气象要素的变化,探讨了污染过程形成的原因.结果表明,一个月的观测期内捕捉到了5次较为明显的污染过程,4种水溶性离子的浓度变化趋于一致,并呈现出典型的"慢积累、快清除"的锯齿型污染物浓度时间序列变化特征.NO3-和NH4+在典型污染事件中峰值浓度是清洁时期浓度的10倍以上,而SO24-和Cl-污染峰值浓度仅为清洁时期的2～4倍.停暖后4种离子浓度较采暖期下降了15%～60%.RCFP-IC与高分辨率飞行时间气溶胶质谱(HR-TOF-AMS)同期观测结果变化趋势具有高度的一致性,但RCFP-IC定量水溶性离子浓度更为准确.     

基于气象条件指数的我国重点区域PM2.5和臭氧复合污染气象影响评估

气象条件变化对复合污染的发生发展起重要作用,基于PM_2.5和O₃不同的污染形成机制,利用污染气象长期观测数据,分别采用统计运算和深度学习方法,构建了PM_2.5和O₃气象条件指数,形成以气象条件指数开展区域大气复合污染气象特征和影响贡献的研究方法,并对剔除区域气象差异影响的污染分布与变化进行了量化分析.结果表明,2021年夏季我国中东部重点区域污染气象条件整体上呈北差南优(指数：“2+26”城市>苏皖鲁豫交界>长三角地区),6月最差、 7月最好的分布特征,当区域内城市PM_2.5气象条件指数>30且O₃气象条件指数>100时,“双高”污染开始出现,随O₃气象条件指数增大,“双高”频率不断升高;与上年同期相比,各地区ρ(PM_2.5)受气象条件改善影响分别降低3.9、 3.3和1.4μg·m^-3,平均占到各地ρ(PM_2.5)降低的58.5%,O_...     

pH对高锰酸钾氧化降解苯胺类化合物动力学的影响

以苯胺和对氯苯胺为目标污染物,在假一级动力学实验条件下(KMn O4初始浓度是目标有机物初始浓度的10倍),考察了p H对KMn O4氧化降解苯胺类化合物的动力学的影响.发现在KMn O4氧化降解苯胺类化合物的过程中存在明显的自催化现象,推测这种自催化现象可能是由于原位生成的Mn Ox在其表面络合目标污染物,从而促进了KMn O4对污染物的氧化速率.对不同p H条件下KMn O4氧化苯胺类化合物的动力学数据进行了假一级拟合获得假一级反应速率常数(kobs),通过KMn O4浓度与kobs进一步得到的二级反应速率常数k″(M-1·s-1)随p H的增加先升高后降低,在苯胺和对氯苯胺各自的p Ka附近时达到最大,即文献中提出的类抛物线现象.笔者之前提出的质子传递模型可以很好地拟合KMn O4氧化苯胺和对氯苯胺的二级反应速率常数随p H的变化趋势.