Kriging插值法在植物物种地理分布空间格局研究中的应用

Kriging插值法是一种定量化描述地理空间分布格局的方法,主要应用于空间采样以及相关的一些空间格局分析。而物种的地理空间分布是物种在自然及人类活动共同作用下的结果。物种分布的研究目前主要从气候的角度来探讨其与气候之间的关系,并取得了很好的结果,但是仅从气候考虑又有局限性,而且很难真实地反映出物种地理空间的分布格局。因此,将Kriging插值法引进到物种分布的研究中,并以我国广泛分布的物种——栓皮栎为例,探讨其可行性。结果表明：Kriging插值法能很好地拟合物种地理空间分布的实际情况,其误差程度较小。该研究的结果可为物种资源的开发利用和物种的引种栽培提供理论依据。     

离子色谱-电感耦合等离子体质谱联用(IC-ICP-MS)测定水体中的砷形态

使用离子色谱(IC)-电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)联用技术对水中砷的形态进行分离检测,对流动相、进样量和流速等条件进行了研究。使用IonpacAS18阴离子色谱柱,NH4HCO3作为淋洗液,1.0mL·min-1流速,成功的进行砷形态分离,该方法在100μL进样量下,4种砷形态(三价砷(As(III))、五价砷(As(V))、一甲基砷(MMA)和二甲基砷(DMA))的方法检出限在10～30ng·L-1之间,方法回收率为82.6%～110%,相对标准偏差(n=6)为2.2%～10.9%。     

生物强化对MBR系统生物特性及群落结构的影响

采用高效菌强化膜生物反应器对溴氨酸废水进行处理,考察了生物强化前后系统对溴氨酸的降解能力及其内部微生物生理状态变化.并采用核糖体基因间隔序列分析技术(RISA)解析了高效菌投加前后污泥系统的群落变化.实验表明,投菌后在进水负荷增加的条件下,上清液和膜出水的溴氨酸脱色率分别约为50%和65%,相应的COD去除率分别约为25%和50%,和投菌前基本保持一致;TTC-脱氢酶活性和胞外聚合物(EPS)浓度略有波动,但是运行一段时间后即恢复到投菌前水平.群落分析表明高效菌可以在系统中稳定存在,并且不对原菌群结构造成较大影响.     

芦苇湿地系统对鸭粪废水中COD的模拟去除及纳污量核算

通过原状芦苇土柱灌溉鸭粪废水的室内模拟试验,探讨了芦苇湿地系统对鸭粪废水中COD的净化规律,并估算了芦苇湿地系统对COD的最大纳污量.结果表明,不同浓度的养鸭废水对芦苇的生物量影响不同,低、中、高浓度处理下芦苇生物量分别较对照增长36.1%、24.4%、24.3%;不同时期湿地系统对COD的净化效果不同,生长期要明显好于抽穗期和开花期;同一时期不同浓度处理条件下芦苇湿地系统对COD的净化效果亦存在明显差异,高浓度处理下湿地系统对废水中COD的去除率明显高于低浓度和中浓度处理.芦苇湿地系统对鸭粪废水中COD的净化可以用指数方程表示,而且在相同进水浓度下,降解常数(k)与温度成线性关系.高浓度处理条件下,估算出白洋淀芦苇湿地系统对COD的最大纳污量约为26629t·a-1.     

太湖西北湖区表层水体颗粒态有机碳含量的季节变化及其来源解析

以太湖重度蓝藻水华发生的西北湖区为研究对象,从河口到湖心区设置5个采样点,于2012年9月—2013年8月逐月采集表层水体样品,测定了水温、蓝藻生物量和总细菌丰度,并分析了颗粒态有机碳(POC)、溶解性有机碳(DOC)含量及颗粒态有机物(POM)的碳稳定同位素特征值(δ~(13)C_(POM))和碳氮比(C/N).结果表明,与DOC相比,太湖西北湖区表层水体POC含量变化范围较大,为(0.49±0.03)~(30.86±2.00)mg·L~(-1),冬季POC含量较低,春季和夏季POC含量达到最大值.降雨冲刷作用产生的悬浮物随着地表径流进入水体可能是引起汛期POC/DOC升高的重要原因.鉴于太湖水体风场影响下表层湖流作用会引起蓝藻在西北湖区堆积,5个采样点的蓝藻生物量没有显著差异.POC含量的差异仅存在于靠近陈东港的河口区S5与湖心S4之间(p0.05,n=10).蓝藻生物量与POC含量(r=0.634,n=48,p0.01)、δ~(13)C_(POM)(r=0.500,n=48,p0.01)均显著正相关,表明蓝藻是太湖西北湖区表层水体POC的来源之一.西北湖区秋、冬季δ~(13)C_(POM)显著低于春、夏季(p0.001,n=57),均值(-25.9‰±6.37‰)介于太湖δ~(13)C微囊藻(-20.9‰)和外源来源端元的碳稳定同位素特征值(-27‰)之间,表明内源和外源来源都是太湖西北湖区表层水体POC的来源,夏季表层水体POC的主要来源是内源,冬季河口区S5的主要来源是外源.POM碳氮比有显著季节变化规律,秋、冬季较春、夏季高(p0.001,n=55),平均值(9.36±2.80)较低,可能是内源来源POC及外源POC被细菌生物降解的结果.     

淀山湖沉积物重金属分布特征及其与底栖动物的关系

采用X-ray荧光光谱法测定了淀山湖沉积物中17种重金属元素的含量,分析了各元素的空间分布特征,并采用Hkanson潜在生态风险指数法评价了Cd、As、Pb、Cu、Cr、Zn6种重金属的潜在生态风险.结果表明：沉积物中重金属含量大小顺序为：Al〉Fe〉K〉Na〉Ca〉Mg〉Ti〉Mn〉Zr〉Zn〉Sr〉Rb〉Cu〉C...     

基于质子转移反应质谱(PTR-MS)对北方冬季大气氨的观测研究

氨是大气中广泛存在的碱性气体,已有的研究表明,氨能够参与包括硫酸/水体系的三元成核过程,进而促进新粒子的形成;同时,氨也是大气二次有机气溶胶（SOA）的重要前体物,对二次有机气溶胶的形成具有不可忽视的影响.了解大气中氨的污染情况,实现对大气中氨的高时间分辨率的在线观测,对于研究大气中氨的时空分布及来源解析,进而加深对气溶胶生成机理及气溶胶在大气辐射平衡与气候变化中作用的认识有重要意义.本研究使用一台自主搭建的质子转移反应质谱仪（PTR-MS）,以丙酮作为反应试剂,由电晕放电离子源产生质子化的丙酮反应试剂离子（（C₃H₆O）_nH⁺）（n=1,2）,与大气中的气态氨及其他碱性气体发生质子转移反应后进行质谱检测.丙酮（C₃H₆O）相较于水（H₂O）和乙醇（C₂H₅OH）,具有更高的质子亲和力（PA=194.1 kcal·mol^-1）,对PA较高的碱基化合物的选择性更好,可减少其他物质对四极杆质谱检测结果的影响.本研究在2017年11月9日—2018年1月10日和2018年11月12日—2019年1月2日华北地区气溶胶生成机理综合研究联合外场观测期间,将PTR-MS部署于山东省德州市平原县气象局观测场内,对大气中的氨气进行实时在线观测.结果表明,两次观测的气态氨平均值分别为（5.89±5.27）ppbv和（2.65±2.41）ppbv,均呈现出一个明显的日变化规律,即上午6：00—7：00出现峰值,随后逐渐下降,在下午大约15：00浓度达到最低值,随后上升.结合正交矩阵因子分解法（Positive Matrix Factorization,PMF）模型对当地近地面大气中氨气进行初步的来源分析,发现当地大气中氨气的来源主要是周边农村在冬季大量使用生物质燃料燃烧取暖造成的生活排放和当地交通源排放.两次冬季观测中当地农村取暖等生活排放分别占到66.0%和55.0%;交通排放在两次观测中分别占到27.0%和36.8%;农田土壤释放、畜牧养殖排放和工业排放等其他来源占比较低,分别是6.2%和7.5%;外部传输来源只占到很少一部分,分别是0.8%和0.7%.2018年的冬季观测相较于2017年,氨气浓度总体出现下降,主要来源还是以当地农村冬季生活和取暖燃烧排放为主,但通过相关政策管控,这一污染来源得到改善.     

我国四个大气背景点颗粒物浓度及其元素分布特征

选择全国由南至北的4个大气背景站(广东南岭、湖北神农架、山西庞泉沟和吉林长白山),于2013年分4个季度同步采集环境空气颗粒物PM10和PM2.5样品,采用微波消解电感耦合等离子体质谱法测定滤膜样品中60余种元素.结果表明,4个背景点PM2.5日均质量浓度平均值为17μg·m-3,PM10为29μg·m-3,低于《环境空气质量标准》(GB 3095—2012)规定的一级浓度限值.第一季度的PM10和PM2.5最高,除长白山第三季度高于第四季度之外,其他3个点位均呈现第二季度第四季度第三季度的趋势.PM2.5和PM10二者呈线性正相关,4个季度的PM2.5/PM10比值均小于0.5,第二、第三季度较高,而第一、第四季度较低.PM10和PM2.5中元素随季节变化不大,PM2.5含量在同一水平上低于PM10.Na、Mg、Al、S、K、Ca、Fe、Zn质量浓度在0.1—10μg·m-3之间,P、Ti、Mn、Ni、Cu、Ba、Pb质量浓度在10—100 ng·m-3之间,Cd、Co、Ge、Ga、Zr、Sr、V等质量浓度在0.01—10 ng·m-3之间.K、Al、Ca含量大于10%,S、Mg、Na、Fe、Zn、Pb、Mn含量大于1%,Cu、P、Ba、Ti量介于0.5%—1%,其他痕量元素含量所占比例小于0.5%.     

京津冀冬季与夏季PM_(2.5)/PM_(10)及其水溶性离子组分区域性污染特征分析

为研究京津冀地区冬、夏两季大气颗粒物质量浓度与水溶性离子组成特征,于2013年2月、7月对北京、天津、石家庄及4个国家大气背景点进行了PM2.5及PM10的采样,分析了质量浓度及9种水溶性离子,结果表明:(1)京津冀地区颗粒物污染冬季重于夏季,冬季污染水平石家庄天津北京,夏季污染天津、北京石家庄,区域内PM2.5与PM10之间有很好的相关性,相关系数r冬季为0.8796,夏季为0.8424,说明整个区域颗粒物污染有较为相近的来源,大气颗粒物污染表现出区域性特征;(2)京津冀地区PM2.5及PM10中的9种水溶性离子浓度规律为NO-3、SO2-4、NH+4Cl-、Ca2+K+、Na+F-、Mg2+.该地区水溶性离子污染冬季最重为石家庄,夏季则为北京;(3)在京津冀地区二次离子NO-3、SO2-4、NH+4是主要的污染离子,3种离子质量浓度总和在PM2.5、PM10中冬季分别占48.9%、27.8%,夏季分别占58.7%、48.5%.二次离子主要集中在PM2.5中,其对细离子浓度的升高起到直接作用,且二次离子的构成关系也在发生变化.整个区域向硝酸型污染转变,二次离子的季节分布也呈现区域特征,冬季NO-3离子质量浓度比重最大.夏季则为SO2-4;(4)粒径越小富集水溶性离子的能力越强,在PM1中分布了50%以上的水溶性离子,73.9%—94.8%的水溶性离子分布在PM2.5中.     

厦门市电磁环境解析

为了掌握厦门市电磁环境状况,于2014—2015年对厦门市进行网格分区季度监测,由监测数据发现厦门市区的电磁辐射强度较低,其整体电磁环境监测值符合《电磁环境控制限值》(GB 8702—2014)标准的要求。不同区域低频磁感应强度呈现工业区商业区文教居住区旅游风景区的特点,其中商业区、文教居住区比总体平均水平(0.181μT)略低;射频电磁辐射呈现工业区商业区旅游风景区文教居住区的特点,商业区、旅游风景区的平均辐射强度比较接近,接近平均水平(0.73 V/m);运用主成分法分析电场和磁场分布的综合特征,分布表现为4个主成分;还发现了4代不同代际移动通信信号的分布规律,一代、二代手机代表通讯频段信号强度更高,强信号覆盖的范围也更大;三代手机代表通讯频段信号在中心城区、商业区和个别旅游风景区较强;四代手机代表通讯频段信号在中心城区和商业区较强。