大气颗粒物吸湿性研究

大气颗粒物吸湿性是反映颗粒物理化性质的重要指标,吸湿性研究对深入了解颗粒物的环境和健康效应具有重要意义. 总结了国外近年来大气颗粒物吸湿性研究进展:①典型的大气颗粒物吸湿性分析方法为H-TDMA(吸湿性串联差分电迁移率粒径分析仪)系统及其优化方法. ②大气颗粒物吸湿性呈单峰、双峰甚至多峰分布;根据G_f(吸湿性生长因子)随粒径变化的模式,可将大气颗粒物分为强吸湿性和弱吸湿性2类,也可分为纯不溶性、混合不溶性、混合可溶性和纯可溶性4类. ③城市背景点颗粒物的G_f比城市观测点高;城市观测点的颗粒物G_f分布呈夏季高、冬季低,白天高、晚上低的特征. ④颗粒物吸湿性与其化学组成和形态密切相关,纯可溶性盐颗粒物的G_f通常较高. ⑤柴油燃烧源新排放的颗粒物属于弱吸湿性颗粒物,G_f非常小,但在其表面老化后或随燃料中硫含量的增加G_f会明显变大. ⑥生物质燃烧排放颗粒物的G_f相对较高,但存在区域差异性. 针对国内大气颗粒物吸湿性研究现状,提出了未来重点研究方向.      

硝酸钙对河流底泥中含硫化合物嗅味原位控制

以硝酸钙作为氧化剂,对深圳河污染底泥典型嗅味物质AVS（酸挥发性硫化物）和GEM（土臭素）及2 MIB（2 甲基异莰醇）进行原位控制. 结果表明,当硝酸钙投加量（以单位质量AVS所需NO3- N质量计）为1.68 g/g,AVS去除率达到92%,且可有效避免硝酸钙向上覆水释放,适合工程应用. 但是,硝酸钙对河流底泥GEM和2 MIB等典型嗅味物质的原位控制效果较差. 硝酸钙能够引起底泥中微生物多样性增加,16S rDNA指纹图谱显示,优势菌株包括去除AVS的脱氮硫杆菌(Thiobacillus thioparus),反硝化细菌(Simplicispira sp.和Rhodanobacter sp).以及降解有机物的菌株(Simplicispira sp.、Lysobacter sp.、Pseudoxanthomonas sp.)等.      

沱江流域总氮面源污染负荷时空演变

根据四川省沱江流域水环境受总氮（TN）面源严重污染的现状,采用排污系数法估算2007~2017年该流域来自各面源污染源的TN污染负荷,并利用空间重心统计法和空间分析技术揭示沱江流域TN污染负荷时空分布特征及转移趋势,以期为相关部门精准防控和预警沱江流域面源污染提供理论依据.结果表明,2007~2017年畜禽养殖污染源对整个流域的TN污染负荷贡献率每年均在45%以上,是TN面源污染的主要污染源.农村生活和农村生活垃圾污染源的贡献率呈逐年减少趋势,农田固废和农田径流污染源的贡献率则呈增加趋势.TN总污染负荷总体呈下降趋势,2010年污染负荷最大,达到5.7×10⁴ t,2017年最小,为4.69×10⁴ t.污染负荷在空间上的异质性变化及降雨径流的不均匀分布驱使畜禽养殖、农田固废类和农田径流污染源的TN污染负荷重心由西北向东南方向移动,流域东南部是畜禽养殖、农田固废类和农田径流TN污染的重点防控区域.东南部各区县的农业人口大量向城市人口转化,进而驱动农村生活和农村生活垃圾污染源的TN污染负荷重心由东南向西北方向转移,其转移范围高达66.35 km²,由此确定的最小边界圆是污染源污染负荷变化的重点识别区域,沱江流域西北部则是农村生活和农村生活垃圾TN污染的重点防控区域.本研究拓展了环境科学领域对流域污染负荷时空演变的探究方法,对于改善水环境质量,促进流域经济可持续发展具有重要意义.     

区域联防联控挥发性有机物(VOCs)最优减排方案研究

VOCs区域性联防联控治理是当前彻底治理VOCs污染的有效手段,为了实现VOCs区域性联防联控治理,建立了以减排总量最大、减排成本最低、VOCs减排限产产生的经济影响最小为目标的多目标最优减排模型,提出了基于自适应变异率的分解多目标进化算法（Decomposition Multi-objective Evolutionary Algorithm based on Adaptive Mutation Rate,简称MOEA/DAMA）.选取关中某城市群为研究对象,将VOCs的排放数据代入到最优减排模型中,运用MOEA/DAMA算法对其求解.根据最终的优化结果与MOEA/D初始算法和NSGA-Ⅱ优化算法的优化结果进行对比,结果表明MOEA/DAMA相较于NAGA-Ⅱ和MOEA/D的Pareto解的分布性更广、解的收敛性更高.在对Pareto解的分析上融入决策者的根据实际情况的权衡,计算出更合理的VOCs最优减排方案,为长效科学治理VOCs污染提供借鉴.     

养殖场饲养鸡对苯并[a]芘的摄入、排泄和积累

在北京市郊区一家中等规模养鸡场采集了不同品种和不同生长阶段的饲养鸡的肌肉和内脏样品,并同步采集了鸡蛋、饲料、粪便和大气样品,测定了其中苯并[a]芘的浓度,据此分析了苯并[a]芘在饲养鸡体内的积累、排泄和代谢的动态过程.结果显示,饲养鸡体内各组织苯并[a]芘的湿重浓度在0.024～0.15ng·g-1之间,肌肉中的浓度显著低于其它组织;饲料和粪便中的浓度显著高于体内各组织浓度.饲养鸡体内摄入的苯并[a]芘约60%在体内代谢,约三分之一直接排泄进入粪便,仅有少量残留在体内如表皮、肌肉和其他器官中.肌肉、肝脏和胃中苯并[a]芘浓度和总累积量的动态变化规律不尽相同.北京居民摄食类似鸡肉导致的对苯并[a]芘的暴露量较春、秋、冬季呼吸暴露量低两个量级,与夏季呼吸暴露量相当.     

水-土体系中溶解有机质对菲解吸动力学的影响

土壤解吸过程是影响污染物生物有效性和土壤修复的重要因素.采用人工添加方法制备加菲(PHE)老化1个月的土壤.考察水-土体系中溶解有机质(DOM)对PHE解吸动力学的影响和相互关系.结果表明.DOM与PHE的解吸释放浓度表现出相似的先增后减、最后趋于平衡的动力学过程(双尾显著性水平0.000,Spearman 秩相关系数0.778).PHE 解吸动力学常数量级的变化范围在10-5～10-6s-1之间,而且转折变化发生在峰值释放量所对应的时间点(2.5 h 左右).另外,紫外光谱表征参数E4/E6<5说明解吸进入水相的 DOM 主要为胡敏酸,另一参数A254,SUV 的变化趋势与PHE解吸动力学过程相一致.在不同pH条件下,PHE解吸浓度的关系为:碱性>中性>酸性.因酸性条件下溶解释放的胡敏酸(DHA)发生沉淀而无法判定其与PHE释放浓度的相关性;在其它pH条件下DOM、A254,,SUV>都分别与PHE的解吸浓度显著相关.这些结果说明DOM是影响PHE解吸动力学的重要因素.     

黄海近岸表层沉积物中PAHs的分布特征与潜在风险

利用第二次全国海洋污染基线调查数据,考察了我国黄海近岸海域表层沉积物中多环芳烃(PAHs)的分布状况、组成比例,并开展了初步的来源分析和潜在生态风险评价.研究结果表明,PAHs的含量范围从未检出至8294 ng·g-1,高值站点主要位于辽东半岛的大连湾附近海区,以及山东半岛北部的威海沿岸.在辽东半岛、山东半岛的近岸海区,表层沉积物中的PAHs以中、高环(4～5环)组分占据明显优势;而在江苏近岸海区,低环组分(2～3环)的比例明显上升.低环与中高环组分的相对丰度以及成对同分异构体的比值结果显示,各海区表层沉积物中PAHs的主要来源是各类燃烧释放过程,如燃煤、生物质、天然气和交通尾气等,石油产品输入的影响居次要地位.依据效应低值区间ERL的警戒水平,计算ERL商的平均值,从而初步得到各海区潜在的PAHs生态风险水平.结果表明,大连湾PAHs污染较为严重,各PAHs组分的浓度均高于ERL警戒水平,而苯并(a)芘甚至超出效应中值区间的境界水平ERM,显示大连湾近岸海区具有较高的PAHs生态风险,而其它海区的潜在生态风险则较低.     

苯并(a)芘在四种食用淡水鱼中的含量和分布

利用GC-MS测定了购自北京市场的4种食用淡水鱼(鲫鱼、胖头鱼、鲤鱼、草鱼)的5种组织器官(脑、肝、泡、卵和肌肉)中BaP的含量,分析了BaP在4种食用淡水鱼中的分布特征及其对人体的健康风险.结果表明,鱼体BaP湿重含量范围为0～0.057ng·g-1,BaP脂标化含量范围为0.02～21·22 ng˙g-1·BaP在不同组织器官和不同鱼种中的湿重含量差别不显著;而不同鱼种和组织器官中BaP脂标化含量则有一定的差异性.4种鱼中,胖头鱼BaP脂标化含量水平最高,鲫鱼次之,草鱼和鲤鱼较低;各组织器官中,肝脏的BaP脂标化含量相对最高,肉、泡、籽次之,脑中BaP脂标化含量相对最低.鱼体中BaP湿重含量均低于USEPA规定的可食用生物组织器官中BaP含量的上限值(0.67 ng·g-1,wetweight),对人体的致癌风险远小于10-5.     

北京市气溶胶的时间变化与空间分布特征

以MODIS气溶胶遥感数据与同期AERONET监测数据为基础,应用统计分析、对比分析、时间序列分析等技术手段,研究了北京地区气溶胶的时间变化和空间分布特征.结果表明,气溶胶MODIS遥感反演数据和同期AERONET监测数据吻合较好,Pearson积矩相关系数为0 789,误差为ΔAOT550 = -0.077AOT 0.03.北京地区气溶胶550 nm光学厚度AOT和细粒比η的时间变化规律性明显:夏季以城市污染气溶胶为主,光学厚度最高,且具细粒特征;春季城市污染气溶胶和春季沙尘共存,光学厚度比较高,且粗粒占一定比例;冬季以采暖燃煤气溶胶为主,光学厚度不高,但是粗粒占较大比例;秋季大气清澈,气溶胶平均光学厚度仅为0.34.空间分布方面,主要受植被覆盖和产业结构等因素影响,位于西部北部山区的延庆、密云、怀柔和门头沟区气溶胶的光学厚度低,位于东南部平原地区的昌平、顺义、通县、大兴和房山区气溶胶光学厚度总体较高.     

经济发展与农业面源污染：分解模型与实证研究

借鉴Islam的研究思路,构建农业面源污染影响因素分解的理论模型。并利用1990～2010年省际面板数据进行实证研究,探讨农业面源污染演变的内在驱动机制,以期为农业面源污染控制和管理提供理论依据。主要研究结论如下：（1）农业面源污染演变受规模效应、结构效应和减污效应的共同影响;（2）规模效应对农业面源污染的影响为正,这说明农业生产规模和农村人口规模的扩大会增大农业面源污染的排放。结构效应的两个重要方面（经济作物比重的提高和畜禽养殖业产值比重的提高）都会导致农业面源污染的加剧。技术进步和经济发展的减污效应开始初步发挥,二者都能有效减少农业面源污染,这为实现农业生产与生态环境的协调发展提供了可能