中国暖季近地面臭氧浓度空间格局演变及主要气象驱动因素

中国的近地面臭氧（O₃）浓度在2015~2018年间持续升高,已成为仅次于颗粒物的重要大气污染物.基于中国337个城市2015~2018年暖季（4~9月）的实时O₃浓度数据和气象数据,利用趋势分析、空间自相关、热点分析和多尺度地理加权回归（MGWR）,研究了2015~2018年中国暖季地表O₃浓度的空间演变格局,探讨了气象因素对其驱动的空间差异性.结果表明：①中国暖季O₃浓度整体呈显著升高趋势（P<0.05）,平均升高速率为0.28 μg·（m³·a）^-1,其中超过55%的城市O₃浓度每年升高0.50 μg·m^-3;②O₃浓度存在明显的区域差异,高值区（平均浓度>60 μg·m^-3）分布在华东、华北、华中和西北部分地区;低值区（平均浓度<20 μg·m^-3）分布在华南和西南地区;③O₃浓度变化趋势在空间上存在位于华东、华北、西北以及华中地区的热点区域和位于西南、华南（广西）以及东北地区的冷点区域;④气温是中国暖季O₃变化的主要气象驱动因素,其对华北、西北和东北地区O₃浓度的影响显著高于其他地区;除广西、云南和江西部分地区外,O₃浓度与气温呈显著正相关;O₃浓度在华南、华东和华中大部分地区与风速呈显著负相关,O₃浓度在华北和东北部分地区与风速呈显著正相关;除辽宁、山东、河北、甘肃、广东及西南部分地区外,O₃浓度与云层覆盖度呈显著负相关;除西北和西南部分地区外,O₃浓度与降水呈显著负相关.     

镉胁迫下不同小麦品种对镉的积累特性

通过盆栽试验筛选籽粒Cd低积累型小麦品种,为重金属污染耕地安全利用提供技术支撑.试验研究了 119个小麦品种植株各部位分别在1.5 mg·kg-1(低含量)和4.0 mg·kg-1(高含量)Cd污染土壤条件下对Cd的富集和转运特性,并探讨了小麦不同器官Cd含量的相关性和土壤Cd含量与小麦吸收Cd的关系.结果表明:①供试...     

富营养化水体降磷对浮游植物群落结构特征的影响

浮游植物是水生态系统中物质循环和能量流动的基础,作为初级生产者,浮游植物的群落结构直接影响着水生态系统的结构和功能。在水产养殖生产中,如何根据养殖生物对生活环境的需求开展精准培水、定向培水,培养养殖生物所需要的浮游植物,在维持养殖水域生态平衡的同时又能为养殖生物提供一定的饵料资源,这一直是摆在水产科技工作者面前的重要难题和研究热点。已有的资料大都是通过添加磷的方式研究磷改变对浮游植物生长的影响,而有关富营养化水体降磷对浮游植物群落结构影响的研究尚未见报道。为此,试验通过向取自富营养化湖泊的水体中加入磷去除剂,采用Pielou均匀度指数、Mcnaughton优势度指数和Shannon多样性指数,研究自然水体中的磷被降低后水体浮游植物群落结构的变化情况。结果表明,所取富营养化水体中共检出绿藻（Chlorophyta）、硅藻（Bacillariophyta）、蓝藻（Cyanophyta）、裸藻（Euglenophyta）、隐藻（Cryptophyta）、甲藻（Pyrrophyta）6门29种（包括变种和变型）;其中绿藻、蓝藻、硅藻、隐藻、裸藻、甲藻分别有7、4、2、1、1种,分别占总种数的24.13%、13.79%、6.90%、3.45%、3.45%。富营养化水体降磷后,虽然试验组和对照组在浮游植物种类组成上没有差异,但浮游植物群落结构特征发生了很大变化,浮游植物数量明显降低,由13 238.8×104cells·L-1降低至3 997.5×104cells·L-1,下降了69.8%;浮游植物优势种从1门（蓝藻（Cyanophyta））6种增加到3门（绿藻（Chlorophyta）、硅藻（Bacillariophyta）、蓝藻（Cyanophyta））12种,优势度指数从97.29%降低至86.30%,优势种门数和优势种种数远远高于对照组,优势度明显低于对照组;同时,浮游植物多样性指数和均匀度分别从1.85和0.38升高至2.60和0.54,显示出试验组浮游植物多样性和均匀度优于对照组。研究表明富营养化水体降磷对浮游植物群落结构产生了明显影响,使群落结构处于更加复杂、完整和稳定的状态。     

A red water occurrence in drinking water distribution systems caused by changes in water source in Beijing,China: mechanism analysis and control measures

A red water phenomenon occurred in several communities few days after the change of water source in Beijing, China in 2008. In this study, the origin of this problem, the mechanism of iron release and various control measures were investigated. The results indicated that a significant increase in sulphate concentration as a result of the new water source was the cause of the red water phenomenon. The mechanism of iron release was found that the high-concentration sulphate in the new water source disrupted the stable shell of scale on the inner pipe and led to the release of iron compounds. Experiments showed that the iron release rate in the new source water within pipe section was over 11-fold higher than that occurring within the local source water. The recovery of tap water quality lasted several months despite ameliora- tive measures being implemented, including adding phosphate, reducing the overall proportion of the new water source, elevating the pH and alkalinity, and utilizing free chlorine as a disinfectant instead of chloramine. Adding phosphate was more effective and more practical than the other measures. The iron release rate was decreased after the addition of 1.5 mg. L-1 orthophosphate- P, tripolyphosphate-P and hexametaphosphate-P by 68%, 83% and 87%, respectively. Elevating the pH and alkalinity also reduced the iron release rate by 50%. However, the iron release rate did not decreased after replacing chloramine by 0.5-0.8 mg. L-1 of free chlorine as disinfectant.     

炭化秸秆吸磷剂的制备及吸附性能研究

以水稻秸秆为原料,经炭化、KMnO4预氧化和FeSO4溶液改性后,制备得到低成本的改性炭化水稻秸秆（modified carbonized rice straw,MCRS）.采用Zeta电位分析仪、扫描电镜、能谱仪、比表面积分析仪、红外光谱分析仪和X射线衍射分析仪多种手段,分析了炭化水稻秸秆和MCRS的理化性能.通过静态吸附试验研究了吸附剂投加量、pH值和温度对MCRS除磷效果的影响.结果表明：MCRS对磷的吸附是一个吸热过程,其吸附等温线可用Langmuir方程进行拟合.当投加量为4g·L^-1、pH值为7时,MCRS对水溶液中磷的去除率最高可达96％;依据Langmuir方程计算得到,30℃条件下,MCRS对磷的最大吸附量为5.49 mg·g^-1.     

长江重庆段表层水体中多环芳烃的分布及来源分析

采集了长江重庆段干流以及重要支流共7个断面的表层水样,采用液相色谱法分析15种优先控制的多环芳烃(PAHs).结果表明,水体中总PAHs浓度范围为6.44—109.39 ng·L-1,平均值为41.83 ng·L-1.在5个断面水体中检出苯并(a)芘,浓度为0.05—1.32 ng·L-1,低于我国地表水标准限值(2.8 ng·L-1).长江重庆段的PAHs浓度水平低于大部分国内其他河流,与国外一些河流的浓度水平相当.PAHs组成以中低环PAHs(3环和4环)为主,平均比例分别为55.7%和38.8%,高环PAHs(5环和6环)含量较低,分别占3.6%和1.9%.示踪PAHs比值法结果显示长江重庆段表层水体PAHs主要来源于石化产品的泄漏污染.     

酰胺类除草剂对铜绿微囊藻的生长影响及氧化损伤效应

酰胺类除草剂的广泛使用对水生生态环境构成了潜在风险。为探究其对藻类的毒性作用,以铜绿微囊藻为对象,分别从藻类生长和氧化损伤效应角度探讨了甲草胺、乙草胺和丁草胺对铜绿微囊藻的毒性影响。实验结果显示,酰胺类除草剂对藻类的影响存在明显的滞后效应和剂量–效应关系,低浓度暴露组刺激藻类增长,高浓度表现为抑制作用;3种酰胺类除草剂增加了铜绿微囊藻的氧化压力,并随着暴露时间的延长和浓度的增加而增强。其中,藻体内过氧化脂质降解产物丙二醛(MDA)含量明显增加,同时超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性也显著增强。经96 h暴露后,甲草胺(32.0 mg·L~(-1))、乙草胺(32.0 mg·L~(-1))和丁草胺(15.0 mg·L~(-1))暴露溶液中相对MDA含量分别为138%、204%和154%,相对SOD活性分别为116%、87%和115%,相对POD活性分别475%、278%和627%。结合生物量及氧化损伤效应实验结果可知,3种除草剂对铜绿微囊藻的毒性大小顺序为丁草胺乙草胺甲草胺。     

土壤多环芳烃污染根际修复研究进展

多环芳烃(polycyclicaromatichydrocarbons,PAHs)是环境中普遍存在的具有代表性的一类重要持久性有机污染物,具“三致性”、难降解性,在土壤环境中不断积累,严重危害着土壤的生产和生态功能、农产品质量和人类健康。修复土壤多环芳烃污染已成为研究的焦点。根际修复是利用植物-微生物和根际环境降解有机污染物的复合生物修复技术,是目前最具潜力的土壤生物修复技术之一。对国内外学者近年来在土壤多环芳烃污染根际修复的效果、根际修复机理和根际修复的影响因素方面的研究进展作了较系统的综述,并分别分析了单作体系、混作体系、多进程根际修复系统和接种植物生长促进菌根际修复系统对土壤多环芳烃的修复效果。指出根际环境对PAHs的修复主要有3种机制:根系直接吸收和代谢PAHs;植物根系释放酶和分泌物去除PAHs,增加根际微生物数量,提高其活性,强化微生物群体降解PAHs。并讨论了影响根际修复PAHs的环境因素如植物、土壤类型、PAHs理化性质、菌根真菌以及表面活性剂等。植物-表面活性剂结合的根际修复技术、PAHs胁迫下根际的动态调节过程、运用分子生物学技术并结合植物根分泌物的特异性筛选高效修复植物以及植物富集的PAHs代谢产物进行跟踪与风险评价将成为未来研究的主流。     

水资源约束下西北干旱区城市扩张特征与变动趋势分析——以西陇海兰新经济带城市为例

论文以西北干旱区陇海兰新经济带城市为例,分析了城市水资源利用状况及其短缺程度,认为绝大多数城市“缺水又费水”,城市发展具有明显的“旱生性”。在水资源约束下,西陇海兰新经济带城市的发育程度远远落后于东部地区城市,也落后于全国城市平均水平,略好于西部地区城市,但明显好于西北地区城市,城市扩张的总体特征表现为以总量扩张为主,“农转非”空间和用地拓展空间大,以高耗低效扩张为主,水土资源投入产出效益普遍低下,城市发展处在主要依靠资源开发拉动经济增长的低级阶段,扩张质量有待提高。城市发展具有明显的外部推动性。未来20a,在水资源短缺的继续约束下,经济带城市扩张步伐将比较缓慢,扩张幅度将不会有大的变化。表现为将净增城市非农业人口6.31×106人,城市化水平将提高到35.97%,20a共净增7.21%,特大城市数量将保持西安、兰州和乌鲁木齐3个不变;大城市从无到有,将建成宝鸡、咸阳、铜川、天水、石河子和库尔勒6个;中等城市数量将会显著增加,由2000年的10个增加到2020年的14个,在不考虑“县改市”的前提下,小城市的数量将会进一步减少。为了确保经济带沿线城市的有序扩张,建议在城市建设过程中以人为本,以水为生命线,以经济发展为动力,以城市规划为法定依据。     

水资源约束力的内涵、研究意义及战略框架

针对世界和我国快速城市化进程中水资源对社会经济发展制约作用不断加强的态势,首次较为系统地提出了水资源约束力的概念,并在阐述其基本内涵和研究意义的基础上,就水资源约束力研究的战略框架进行了初步探讨。研究认为:水资源约束力研究是我国和世界21世纪水安全研究的重要内容之一;在水资源承载力、水资源压力研究的基础上,进一步研究水资源约束力,可以完整地揭示水资源系统与社会经济系统之间的相互作用和关系,对水资源科学的发展具有重要的理论和现实意义;当前应尽快建立并完善水资源约束力研究的理论体系,加强水资源约束力的基本理论、量化方法和实证研究,重点加强区域水资源约束力的产生、影响因素、影响机制、变化规律、调控途径等的研究,并不断拓展研究领域,加强水资源约束力与水资源科学其它领域的集成研究。