Aerosol optical properties and the mixing state of black carbon at a background mountainous site in Eastern China

In-situ measurements of aerosol optical properties were conducted at Mt. Huang from September 23 to October 28, 2012. Low averages of 82.2, 10.9, and 14.1 Mm~(-1) for scattering coefficient(σ_(sp, neph, 550)), hemispheric backscattering coefficient(σ_(hbsp, neph, 550)), and absorption coefficient(σ_(ap, 550)), respectively, were obtained. Atmospheric aging process resulted in the increase of σap, 550 but the decrease of the single scattering albedo(ω_(550)) at constant aerosol concentration. However, the proportion of non-light-absorbing components(non-BCs) was getting higher during the aging process, resulting in the increase of aerosol diameter, which also contributed to relatively higher σ_(sp, neph, 550) and ω_(550). Diurnal cycles of σ_(sp, neph, 550) and σ_(ap, 550) with high values in the morning and low values in the afternoon were observed closely related to the development of the planetary boundary layer and the mountain-valley breeze. BC mixing state, represented by the volume fraction of externally mixed BC to total BC(r), was retrieved by using the modified Mie model.The results showed r reduced from about 70% to 50% when the externally mixed non-BCs were considered. The periodical change and different diurnal patterns of r were due to the atmospheric aging and different air sources under different synoptic systems. Local biomass burning emissions were also one of the influencing factors on r. Aerosol radiative forcing for different mixing state were evaluated by a "two-layer-single-wavelength" model,showing the cooling effect of aerosols weakened with BC mixing state changing from external to core-shell mixture.     

Dynamic membrane bioreactor performance enhancement by powdered activated carbon addition: Evaluation of sludge morphological, aggregative and microbial properties

The effects of powdered activated carbon(PAC) addition on sludge morphological, aggregative and microbial properties in a dynamic membrane bioreactor(DMBR) were investigated to explore the enhancement mechanism of pollutants removal and filtration performance. Sludge properties were analyzed through various analytical measurements. The results showed that the improved sludge aggregation ability and the evolution of microbial communities affected sludge morphology in PAC-DMBR, as evidenced by the formation of large, regularly shaped and strengthened sludge flocs. The modifications of sludge characteristics promoted the formation process and filtration flux of the dynamic membrane(DM) layer. Additionally, PAC addition did not exert very significant influence on the propagation of eukaryotes(protists and metazoans)and microbial metabolic activity. High-throughput pyrosequencing results indicated that adding PAC improved the bacterial diversity in activated sludge, as PAC addition brought about additional microenvironment in the form of biological PAC(BPAC), which promoted the enrichment of Acinetobacter(13.9%), Comamonas(2.9%), Flavobacterium(0.31%) and Pseudomonas(0.62%), all contributing to sludge flocs formation and several(such as Acinetobacter) capable of biodegrading relatively complex organics. Therefore, PAC addition could favorably modify sludge properties from various aspects and thus enhance the DMBR performance.     

华东区域PM2.5变化背景下浙江省人口经济暴露水平评估

利用1998~2012年卫星反演的细颗粒物(PM_(2.5))全球高精度产品数据集,精细化地给出了华东地区PM_(2.5)时空分布与变化特征,并分析了此背景下浙江省PM_(2.5)的人口经济暴露水平.结果表明1998~2012年期间,浙江省区域平均PM_(2.5)浓度整体变化呈现出先增加、后下降的特征,拐点出现在2007~2009年前后,与华东区域大背景的变化趋势一致.1998~2000年华东南部与山东东部的年平均PM_(2.5)浓度基本保持在50μg·m~(-3)以下,其余地区大多在50~75μg·m~(-3)左右,华东地区和浙江省PM_(2.5)浓度超过35μg·m~(-3)的地区分别占到51.8%和21.1%.1998~2009年PM_(2.5)浓度上升趋势非常明显,华东地区的平均变化趋势为2.58μg·(m~3·a)~(-1),浙江省的上升趋势较华东区域慢,为1.43μg·(m~3·a)~(-1).2007~2009年PM_(2.5)浓度达到最大,华东和浙江省超过35μg·m~(-3)的地区分别占到82.1%和65.9%.此后PM_(2.5)浓度呈现出下降的变化趋势,华东地区和浙江省的平均变化趋势分别为-1.75μg·(m~3·a)~(-1)和-1.58μg·(m~3·a)~(-1),PM_(2.5)浓度超过35μg·m~(-3)的地区比例均有所下降,说明政府颁布的一系列节能减排方针政策可能对华东地区的空气质量改善起到了一定的成效.2010年浙江地区PM_(2.5)暴露水平超过35μg·m~(-3)的人口比例和GDP比例分别为74.0%和70.8%,其中38.1%的人口生活的环境和38.9%的GDP产生的环境PM_(2.5)浓度年平均值在50μg·m~(-3)以上.     

Di-(2-ethylhexy)-phthalate在细菌及细菌-矿物复合体表面的吸附解吸行为

以土壤中分离出的邻苯二甲酸二异辛酯(DEHP)高耐性细菌(伯克霍尔德菌,Burkholderia sp.)及3种常见矿物为实验材料,研究Burkholderia sp.及其矿物复合体对DEHP的吸附解吸行为,包括吸附动力学、吸附等温曲线、pH的影响、FTIR分析等.结果显示,Burkholderia sp.能在较短时间内完成对DEHP的吸附;DEHP在细菌表面的吸附符合Langmuir等温吸附方程(R20.97);Burkholderia sp.吸附DEHP的最适pH为7.0~8.0.蒙脱石、针铁矿、高岭土及细菌对DEHP的吸附能力大小依次为:蒙脱石针铁矿伯克霍尔德菌高岭土;同时,蒙脱石-细菌复合体系对DEHP结合能力最强,而高岭土和针铁矿-细菌复合体系对DEHP的结合强度较小.FTIR分析结果表明细菌表面的蛋白质及脂质部分在DEHP吸附过程中的作用较大,而疏水性作用等是DEHP与细菌及复合体相互结合的主要作用力.这些结果都与DEHP在环境中的迁移转化行为密切相关,对评估该类化合物的环境生态风险以及控制环境污染都具有重要的指导意义.     

海藻酸钠固定化污泥基生物质炭对铜的吸附性能研究

以城市污水厂的剩余污泥为原料制备生物质炭(SC),采用海藻酸钠加以固定使其成为污泥基生物质炭(SASC),通过正交试验确定SASC最佳制备工艺,考察吸附时间、铜离子的浓度、pH值、温度、转速、投加量对SASC吸附Cu~(2+)效果的影响。结果表明制备SASC的最佳条件是:海藻酸钠浓度为1.5%、包炭量为2%、CaCl_2浓度为1%、交联时间为0.5 h。在pH为5.0、温度为30℃、转速为150 r/min、投加量为0.24 g/mg、吸附时间为4 h的条件下Cu~(2+)去除率高达98.73%。SASC对Cu~(2+)的吸附机理服从准二级动力学方程,吸附等温线服从Freundlich方程,Cu~(2+)在SASC上的吸附为多层吸附。     

基于改进灰色聚类法的矿区土壤重金属污染评价

在传统灰色聚类法的基础上,以白化函数为突破口进行模型优化改进,并将其应用于马鞍山重点矿区土壤重金属污染评价中。结果表明:通过e型指数函数优化的白化函数评价范围更广,不遗漏任何重要信息;纳入生物毒性因子的双因子权重赋值法可挖掘出潜在的污染因子,使其评价应用更为合理;改进灰色聚类法较传统灰聚类法等更能综合地反映多种重金属联合作用下对土壤环境质量的影响,使其评价结果更为客观。     

城市主要大气污染物时空分布特征及其相关性

为制订合理的大气污染物减排措施,利用中国环境监测总站公布的2015年1-12月299座城市实时发布的环境空气颗粒物（PM_2.5和PM₁₀）及气态污染物（CO、NO₂和SO₂）的质量浓度数据,对其进行了时空分布特征及其相关性研究.结果表明:① 2015年城市环境空气颗粒物污染严重,299座城市的ρ（PM_2.5）、ρ（PM₁₀）年均值分别主要集中在25~60和40~110 μg/m3,年均值达到GB 3095-2012《环境空气质量标准》二级标准的城市所占比例分别仅为24%和38%.② 城市大气污染物浓度具有明显的季节性特征,基本呈冬季>春秋季>夏季的趋势,其中冬季ρ（PM_2.5）、ρ（PM₁₀）、ρ（CO）、ρ（NO₂）、ρ（SO₂）分别为（73±27）（114±42）（1.49±0.61）（36±14）（42±33）μg/m3.③ 高ρ（PM_2.5）和ρ（PM₁₀）主要集中在华北平原,年均值分别为（70±16）（117±22）μg/m3;高ρ（CO）主要出现在山西省,年均值为（1.76±0.48）mg/m3;高ρ（NO₂）主要分布在京津冀、山东省和长江三角洲,年均值分别为（42±6）（39±9）（34±8）μg/m3;高ρ（SO₂）主要分布在山西、山东两省,年均值分别为（54±10）（41±16）μg/m3.④ Pearson相关系数研究表明,我国城市环境空气颗粒物与气态污染物具有较强的复合性,并且具有秋冬季明显强于春夏季的季节性特征.研究显示,我国城市大气污染具有较强的季节性、区域性与复合性,在降低环境空气颗粒物浓度的同时,对气态污染物的削减也不容忽视.      

象山港海域水质与沉积物主要污染因子及污染源分析

通过分区调查2007~2015年象山港海域的水质变化情况,分析了象山港海洋环境主要污染因子的空间分布特征及年际变化,并利用富营养化指数法（E）和沉积物重金属潜在生态危害指数法（RI）分析了港内水体富营养化情况及沉积物重金属生态危害程度,结果表明四项主要水质污染因子中DIN、DIP及石油类的平均浓度呈现港口>港中>港顶的趋势,富营养化程度虽偶有改善,但仍较严重,沉积物重金属潜在生态危害已达中等程度,并有逐年加重的趋势。对陆上氮源、磷源的主成分分析结果显示氮肥和畜禽废弃物是主要的氮污染源,而畜禽废弃物和磷肥则为主要的磷污染源,此外,海水养殖也是富营养化不可忽视的另一个污染源。     

1949-2014年京津冀地区霜雪低温灾害时空变化

通过对1949-2014年京津冀地区霜雪低温灾害资料的收集整理,应用数理统计和小波分析法对这一时期京津冀地区霜雪低温灾害的等级、时空分布特征、周期规律以及与ENSO事件相关性进行分析.结果表明,1949-2014年京津冀地区霜雪低温灾害共发生114次,其中1级、2级、3级霜雪低温灾害的发生频次分别为28次、53次、33次;灾害的变化可分为三个阶段,第一阶段为1949-1976年,第二阶段为1977-1998年,第三阶段为1999-2014年,第一阶段和第三阶段霜雪低温灾害发生频次较少,第一阶段以1级和2级灾害为主、第三阶段以2级和3级灾害为主,第二阶段霜雪低温灾害发生频次较高,以2级和3级灾害为主;小波分析得出,灾害存在着4个明显的主周期,即7a、13a、24a、38a左右的周期;拉尼娜事件与京津冀地区霜雪低温灾害的发生关系较显著.     

跨流域调水工程的生态影响识别及评价指标体系研究

跨流域调水人为地改变了地区水情,势必会改变原有的生态环境.以兴宁市东江引水工程为例,为识别跨流域调水工程的生态影响,应充分考虑跨流域调水对水源区、输水区和受水区的生态影响特征,利用矩阵法识别引水工程的主要生态影响,从物理化学系统、生物系统、社会经济系统三方面构建兴宁市东江引水工程对水源区、输水区和受水区的生态影响评价指标体系,并根据工程目标确定指标权重的选取原则及结果,对于科学合理地评价跨流域调水工程的生态影响具有重要意义.