Tracing sources of coal combustion using stable sulfur isotope ratios in epilithic mosses and coals from China

In China, coal combustion is the most important source of atmospheric sulfur pollution. Moss sulfur isotopic signatures have been believed to hold source-specific information that can serve as a fingerprint to identify atmospheric sulfur sources. In cities where only local coals were combusted, we observed a good correspondence of average sulfur isotope ratios in urban mosses (Haplocladium microphyllum) to the values of local coals (δ(coals) = 1.455δ(mosses)- 3.945, R(2) = 0.975, p = 0.01). But if different types of coals were combusted, we did not know whether moss sulfur isotope ratios can indicate mixed coals. To confirm this, using a mixing model we estimated the ratios of imported coal to local coals at cities where both coals were used. We found that the estimated ratios at large cities (>1 million people) where both coals were used were similar to the reported ratios in their respective provinces. For small cities (<0.5 million people) in Jiangxi Province and other provinces, the estimated ratios were higher than the reported ratios because the relatively cheaper local coals were less used in all the small cities except in cities where local coal deposits were found nearby. The comparison results showed that moss sulfur isotope is a useful tool for indicating coal-derived sulfur even in cities where mixed coals were combusted.     

城市风暴潮灾害快速评估的模糊决策方法——以厦门市为例

综合考虑了反映风暴潮灾害的自然特征和社会属性的4个指标,将其作为评估指标,建立了基于模糊决策的风暴潮发生过程中城市灾害的快速评估模型,并以街道为最小评估单元,对厦门市进行了一次模拟风暴潮的灾害综合快速评估。由于模型考虑了少量具有代表性的因素,故能保证评估过程的快速性、评估结果的时效性,能为政府在有限的时间和资源下做出救灾减灾的优先工作策略提供决策依据。     

喀斯特小流域土壤有机碳密度空间异质性及影响因素

论文为阐明喀斯特小流域土壤有机碳密度分布格局及其主要影响因素,运用野外布点采样、实验室测定和地统计学分析相结合的方法,采用2 755个详细调查的剖面样地,共计23 536个土壤样品,定量研究了土壤有机碳密度的空间异质性及分布特征,并利用典范分析法分析了影响土壤有机碳密度的主要环境因子。结果表明：后寨河流域各层土壤有机碳密度随土壤深度的增加而逐渐降低,最大值为12.47 kg/m²,最小值为0.11 kg/m²,100 cm土壤深度有机碳密度平均值为12.11 kg/m²,高于全国100 cm土壤深度有机碳平均密度。流域土壤有机碳密度最佳拟合模型为高斯模型,呈中等强度空间相关,Kriging插值显示土壤碳密度高值区在东部区域,低值区在南部区域,表现为中部低、四周高的趋势。后寨河100 cm深度下土壤碳密度在不同植被类型、土地利用方式、土壤类型下表现出一定差异。土壤厚度与有机碳密度呈正相关,石砾含量、坡向、坡度、土壤容重、岩石裸露率与有机碳密度呈负相关。土壤厚度、岩石裸露率、石砾含量是影响后寨河流域土壤有机碳密度的主要因子,其中以土壤厚度影响最大。     

广州暖季夜间臭氧增加事件的特征及一次水平输送个例分析

近年来,我国粤港澳大湾区臭氧污染问题日益突出,夜间臭氧浓度呈增长趋势.目前,大部分研究主要关注于白天臭氧的生成过程,而对夜间臭氧浓度不降反升现象的认识明显不足.本研究利用2014—2019年粤港澳大湾区中心城市广州的污染物观测数据,统计了夜间臭氧出现增加(NOE:nocturnal ozone enhancement,定义为夜间20:00—6:00臭氧相邻时刻增加量大于5×10^-9 (Part per billion,下同))的频率、出现时间、峰值浓度,结合ERA5再分析数据和常规气象观测数据分析了NOE事件的潜在成因及垂直和水平输送的相对贡献大小.结果表明,广州暖季(4—11月)夜间出现NOE事件的年平均天数为(59±11) d,主要发生于23:00—3:00.NOE事件造成的夜间峰值浓度可达到(33±10)×10^-9,明显高于不出现夜间臭氧增加(NNOE:non-enhanced nocturnal ozone,定义为夜间20:00—6:00臭氧相邻时刻增加量均小于1×10^-9)时的浓度((16±12)×10     

乙酸铜对银鲳幼鱼急性毒性及抗氧化酶活性的影响

为评价乙酸铜对银鲳的安全性及毒性效应,采用静水急性暴露实验,研究了8个乙酸铜浓度梯度(0、0.150、0.206、0.282、0.387、0.531、0.729、1.00 mg·L~(-1))对银鲳幼鱼的急性毒性,以肝脏和鳃组织的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化酶(GSH—PX)以及谷胱甘肽巯基转移酶(GST)活性为指标研究乙酸铜对银鲳幼鱼的毒理作用,并进行安全评价。结果表明,高浓度乙酸铜会对银鲳幼鱼产生了较大的毒性,48 h和96 h-LC_(50)分别为0.898 mg·L~(-1)、0.264 mg·L~(-1),安全质量浓度为0.026 mg·L~(-1);不同浓度乙酸铜胁迫下银鲳幼鱼组织中的SOD、CAT、GSH-PX和GST活性均表现为低浓度被诱导而高浓度受抑制的规律,与乙酸铜浓度呈抛物线型剂量效应关系,此外,肝脏中4种抗氧化酶活性普遍高于鳃组织。研究发现,乙酸铜胁迫对抗氧化酶的影响,可以反映银鲳幼鱼机体的受损状况,其中SOD可较灵敏地指示早期低浓度的铜污染。     

广州市城市森林土壤重金属污染状况及其评价

城市森林土壤能储淤城市环境中的重金属污染元素,影响土壤环境质量.文章对广州市的城市森林区域中土壤重金属的污染状况进行研究,应用单项污染元素指数和综合污染指数对广州市城市森林土壤进行环境质量评价,结果表明:广州市机场高速林带林区土壤中As、Pb、Cd三重金属污染元素超标,广深铁路林带林区土壤中Cd重金属元素超标, 其他各林区严格控制环境重金属污染物未超标;帽峰山森林公园土壤重金属综合污染指数最低,表明森林群落对重金属污染元素的消减作用明显.土壤酶活性可以表征森林土壤中重金属污染状况,森林土壤中As、Cu、Zn含量与过氧化氢酶活性呈显著负相关性;对可能影响城市森林土壤重金属含量因素的10个因子进行主成分分析,建立了城市森林土壤环境质量评价综合模型.     

兰州市高分辨率人为源排放清单建立及在WRF-Chem中应用评估

城市尺度高分辨率人为源大气污染物排放清单是城市空气质量预报预警、污染成因分析和减排措施制定的重要基础数据,目前我国西部地区城市尺度的人为源排放清单研究仍然相对薄弱,能对接于空气质量模式的排放清单更为缺乏.本文整合已发表的清单文献,建立了可对接于空气质量模式的2016年兰州市城市尺度的人为源清单模型（HEI-LZ16）,将之应用于WRF-Chem模式,评估HEI-LZ16的准确性和适用性.结果表明：兰州市2016年人为源排放的SO₂、NO_x、CO、NH₃、VOCs、PM₁₀、PM_2.5、BC和OC总量分别为25642、53998、319003、10475、35289、49250、19822、2476和1482 t·a^-1.在模拟时间内,HEI-LZ16相比于MEIC,O₃和PM_2.5的NME值分别减小了140.2%和28.8%,HEI-LZ16更加准确适用.分析了HEI-LZ16情景下模拟的PM_2.5和O₃时空分布,兰州市臭氧MDA8呈现冬春季城区低而郊区高,夏秋季河谷城区西部及其下风向地区高的分布特征,夏秋季高浓度区的分布受偏东风和光化学反应的共同影响,冬季城区O₃浓度受NO_x排放的抑制作用浓度反而降低.PM_2.5浓度的高值区主要集中在黄河河谷盆地,本研究表明沿白银—兰州黄河河谷盆地走向的西侧存在一个污染物传输通道,其对兰州市环境空气质量具有较大的影响.     

天津市夏秋季O3-PM2.5复合污染特征及气象成因分析

天津市PM_2.5-O₃复合污染主要发生在夏秋季,本研究筛选出2017年夏季一次和秋季两次典型PM_2.5-O₃复合污染过程,系统分析污染物变化特征,探究天气形势和主要气象因子的影响.结果表明,3次污染过程PM_2.5与O₃呈现不同程度的正相关性（日均值相关系数达到0.34~0.78）,O₃与PM_2.5中硫酸盐和有机碳日均浓度存在较为一致的变化趋势.与非复合污染日相比,复合污染日无机盐占PM_2.5组分的比重增加,增长率为1.9%~7.3%;而碳组分占比减小.复合污染过程发生时,天津地区处于低压槽前或高压后部,近地面弱的偏南风辐合造成较差的大气扩散条件,导致大气污染物的累积.研究结果发现,夏季和秋季PM_2.5-O₃复合污染过程需要适宜的气象条件,温度阈值分别为25~35℃和20~30℃,相对湿度分别为40%~70%和55%~100%.夏秋季复合污染过程关键无机组分及其形成机制有所差异.夏季,日间O₃等强氧化剂对SO₂的气相氧化过程和夜间高湿条件（大约60%）下液相化学反应可能是主导的化学机制,硫酸盐增长率为8.2%.秋季高湿环境（≥80%）不仅促进SO₂向硫酸盐转化,秋季第一次复合污染过程硫酸盐增长4.7%,也促进夜间N₂O₅水解反应等,秋季第二次复合污染过程硝酸盐增长6.0%,两种机制成为秋季复合日PM_2.5显著增长的关键机制.本研究揭示了驱动天津市PM_2.5-O₃复合污染过程发生的适宜气象条件、PM_2.5关键化学组分及其化学过程,为复合污染的成因及协同控制提供了参考.     

复合型人工湿地模型对污水厂尾水的深度净化效果

采用由一级垂直流湿地、连续的4级沉水植物氧化塘和二级垂直流湿地组成的复合型人工湿地处理小城镇污水处理厂尾水。结果表明,在0.13 m3.m-2.d-1水力负荷条件下,模型出水仅ρ(CODCr)和ρ(氨氮)(以NH4+-N计)达到地表Ⅲ类水标准(GB 3838—2002);但当进水ρ(TP)达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)一级B标准时,出水ρ(TP)亦达到地表Ⅲ类水标准。当二级垂直流湿地水力负荷调整为0.06 m3.m-2.d-1时,出水ρ(TP)和ρ(TN)最终都达到地表Ⅲ类水标准。认为水体中TN主要通过一级垂直流湿地的过滤吸附和二级垂直流湿地的反硝化作用去除,而TP则主要以一级垂直流湿地中石灰石的吸附沉降方式来去除。     

Adsorption of herring sperm DNA onto pine sawdust biochar: Thermodynamics and site energy distribution

● Adsorption of environmental deoxyribonucleic acid on biochar was studied. ● π−π interaction and electrostatic repulsion worked in the adsorption. ● Thermodynamics indicated the adsorption was spontaneous and endothermic. Environmental deoxyribonucleic acid (eDNA), which includes antibiotic resistance genes, is ubiquitous in the environment. The interactions between eDNA and biochar, a promising material widely used in soil amendment and water treatment, greatly affect the environmental behavior of eDNA. Hitherto few experimental evidences are available yet, especially on the information of thermodynamics and energy distribution to explains the interactions between biochar and eDNA. This study investigated the adsorption of herring sperm DNA (hsDNA) on pine sawdust biochar, with a specific emphasis on the adsorption thermodynamics and site energy distribution. The adsorption of hsDNA on biochar was enhanced by an increase in the pyrolysis and adsorption temperatures. The higher surface area, stronger π−π interaction, and weaker electrostatic repulsion between hsDNA and biochars prepared at high pyrolysis temperatures facilitated the adsorption of hsDNA. The thermodynamics indicated that the adsorption of hsDNA on biochar was spontaneous and endothermic. Therefore, higher temperature was beneficial for the adsorption of hsDNA on biochar; this was well explained by the increase in E^* and F(E^*) with the adsorption temperature. These results are useful for evaluating the migration and transformation of eDNA in the presence of biochar.