透过历史看中国科普的未来

一个民族兴旺腾飞，离不开思想的升华；一个国家发展壮大，离不开公民科学素质的提高。     

角腊实验室带你走出黑暗盲区

眼睛失明对人生而言是一个可怕的梦靥。当五彩斑斓的光影永远从眼前消失之后，多少人为此心力交瘁、悲痛欲绝、痛不欲生；当光明的海洋陡然变换成黑暗的世界，多少人为此终日以泪洗面、长吁短叹，精神频临崩溃。     

海州湾潮滩重金属污染的历史记录

近岸海域是区域源汇过程的汇,记载了区域环境演变的重要信息.2010年在海州湾潮滩采集得到4个沉积物柱样,对沉积物柱样进行了重金属元素测定,结合核素210Pb测年结果,研究了海州湾潮滩重金属污染历史及人类活动对其影响.运用Al元素作为粒度的代用指标对重金属进行标准化,并获取了重金属富集系数和人为污染的重金属通量.研究表明,粒度控制效应并不是影响海州湾潮滩地区重金属分布的最主要因素,并且各重金属元素之间具有良好的相关性,说明该区域重金属元素具有来源一致性;海州湾潮滩沉积物中除重金属Cr和Cu表现为弱富集外,其他重金属元素Cd、Cr、Cu、Mn、Pb和Zn均表现为强富集,并且表层沉积物中重金属含量均高于该区域的背景值,这表明近50年以来,海州湾潮滩已明显受到人类污染源的影响,从而造成沉积物中重金属不断富集累积;自20世纪50年代至2000年初海州湾潮滩沉积物中人为污染活动输入的重金属通量呈现出波动增加的趋势,这种变化特征与区域社会、经济发展阶段相吻合;而从2005年以来随着区域产业结构优化调整,环境监管力度加强,潮滩沉积物中人为来源的重金属通量呈现出减少的趋势.     

状态监测为设备“把脉”

日前,大庆石化塑料厂以状态监测为手段,首次成功地发现低速重载设备故障,从而避免了一起非计划停车事故。Z-426减速机是为挤压机提供动力传输的关键设备,运转速度为每分钟720转。近日,状态监测站在对全厂设备进行周检查时,发现Z-426减速机运行声音出现异常,振动数值超过正常值。为准确查明故障类型及部位,在随后的几天里,该厂技术人员密切关注设备故障情况,并邀请公司机动处设备诊断中心的有关人员协助开展精密分析。据分析检测,技术人员判断减速机输入轴轴承存在严重故障。在对Z-426减速机进行解体后,技术人员发现其一侧轴承出现明显裂纹…     

基于地理探测器的山西省2000～2020年NPP时空变化特征及驱动力分析

植被净初级生产力(NPP)可以表征植物生长状况,同时也是碳循环研究中不可或缺的要素.应用2000～2020年MODIS NPP产品和山西省高程、坡度、降水、气温、土地利用和人口密度等多源数据,采用趋势分析、相关性分析和地理探测器等方法,探究了山西省及其煤炭国家规划矿区NPP的时空演变特征和驱动因子,结果表明：(1) 2000～2020年山西省NPP总体呈现波动上升趋势,平均上升速率(以C计)为6.7g·(m²·a)^-1.不同用地类型的NPP总量差异表现为：耕地>林地>草地>建设用地>水域>未利用地;(2) NPP变化空间异质性明显,山西省西部和北部区域NPP均值较低,而东部和南部区域NPP均值较高;三大煤炭基地NPP相比较,晋东基地>晋中基地>晋北基地;(3) NPP和降水相关性较高,全省62.2%的区域降水量与NPP变化呈显著相关(P<0.05),主要分布在山西省中部和东部.NPP变化与气温关系较弱,两者显著相关(P<0.05)的区域仅占1.10%;(4)应用地理探测器分析结果显示,不同...     

郑州市碳素行业无组织VOCs排放特征分析及健康风险评价

选择郑州市3家典型碳素企业,研究了不同功能区的挥发性有机污染物(volatile organic compounds,VOCs)的排放特征及其臭氧生成潜势(ozone formation potential,OFP),并利用美国环保署(EPA)的健康风险评价模型对碳素行业排放的VOCs的健康风险进行了初步评价.结果表明,3家企业生产区VOCs质量浓度在89. 77～964. 60μg·m~(-3)之间,管理区在51. 46～121. 59μg·m~(-3)之间,萘和二硫化碳是碳素企业厂区内浓度最高的污染物;生产区VOCs的臭氧生成潜势在75. 42～1 416. 73μg·m~(-3)之间,管理区在65. 32～202. 42μg·m~(-3)之间,主要来自于芳香烃和烯烃的贡献.生产区VOCs致癌健康风险(Risk)为3. 5×10~(-5)～2. 8×10~(-3),管理区为2. 0×10~(-5)～9. 4×10~(-5),高于EPA推荐的最大可接受水平(10~(-6));生产区VOCs非致癌健康风险危害指数(hazard index,HI)为3. 2～1. 4×10~2,管理区为4. 3×10~(-1)～3. 8,除企业甲的管理区外均大于1,可能会对暴露人群的健康造成致癌和非致癌危害.     

河南省18个城市大气污染物分布特征、区域来源和传输路径

河南省大气污染严重且与周边区域污染传输及交互影响明显,以2017年1、4、7和10月为研究对象,将河南省内18个地市的排放源分别标记,并应用于WRF-CMAQ溯源模型进行模拟.污染物分布结果表明,由于排放和气象的共同影响,河南省PM_2.5、NO₂和SO₂浓度表现为冬季最高,夏季最低.O₃-8h浓度的季节变化则为夏季最高,春季次之,冬季最低.不同季节间污染物浓度差距较大,河南省PM_2.5、NO₂和SO₂冬季浓度平均值分别是夏季的4.17、4.12和6.24倍,而O₃-8h在夏季的浓度是冬季的2.24倍.由于PM_2.5、NO₂和SO₂与一次排放关系密切且具有一定的同源性,这3种污染物的高值分布为北高南低,季节趋势较为一致.而O₃-8h季节分布差异较大,夏季气象条件有助于O₃的生成,O₃-8h高值主要分布于河南省东北区域;冬春秋季由于气象条件的抑制和NO_x的消耗O₃-8h高值主要分布在河南省的南部.传输结果表明,冬季省外传输和天然源对河南省PM_2.5、O₃-8h、NO₂和SO₂浓度的贡献率都是最大的,分别为36.20%~72.32%、77.96%~96.08%、49.45%~78.80%和59.05%~88.85%.在仅考虑本地排放和省内传输时,夏季河南省内各市的排放对本地4种污染物浓度的贡献率均为最高;春季省内传输对各市PM_2.5和O₃-8h浓度的贡献率较大,分别为25.63%~74.69%和30.21%~80.01%,冬季省内传输对各市NO₂和SO₂浓度的贡献率较大,分别为26.02%~76.96%和20.30%~82.34%.河南省内PM_2.5、NO₂和SO₂的传输路径相似,冬季多由北向南传输,春季多由西向东,西南向东北传输,夏季多由西南向东北传输,秋季多由北向南传输,但PM_2.5的传输更加复杂.而O₃-8h传输路径与其他3种较为不同,特别是在秋季O₃-8h由西南向东北的传输路径明显.     

河南省春节和疫情影响情景下PM2.5组分特征

2020年1月我国爆发了新型冠状病毒疫情,期间我国各地区大气污染源排放特征发生了显著改变.为研究该情景下PM_2.5组分特征,本研究于2020年1月1日~2月13日利用在线观测仪器对郑州、安阳和新乡市进行连续观测.根据春节假期和疫情爆发,将研究时期分为春节前（1月1~23日）、春节疫情期（1月24~31日）和节后疫情期（2月1~13日）.受疫情和有利的气象条件影响,节后疫情期间郑州、安阳和新乡市除O₃外其它污染物浓度较春节前均明显下降,其中NO₂和PM_2.5的降幅分别为65%、52%、72%和51%、55%、54%,但是污染物浓度仍较高,表明未来河南省冬季大气污染的较大幅度改善面临巨大挑战.从颗粒物组分来看,二次无机盐和有机物是观测期间PM_2.5的主要组分.春节疫情期3个城市受烟花爆竹的影响较小,并且硝酸根和扬尘的贡献相比春节前轻微下降.节后疫情期间郑州、安阳和新乡市PM_2.5中硝酸根浓度和占比显著下降,占比降幅为10.6%、4.1%和4%;硫酸根和有机物的占比上升,其中二次有机碳的贡献增大.以郑州市为例分析硝酸盐生成,相比春节前,节后疫情期间不同污染时段硝酸根的占比均下降,但硝酸根仍是污染时段PM_2.5中占比最高的组分.日变化特征表明节后疫情期间大气中O₃浓度和湿度的增高可能促进了NO₂的转化,因此下一步应采取PM_2.5和O₃的协同管控,重视NO₂和VOCs的协同减排.     

武汉市开放源PM2.5成分谱的建立与特征分析

采用再悬浮采样方法获得武汉4类开放源（土壤风沙尘、施工扬尘、道路扬尘和城市扬尘）细颗粒物（PM_2.5）样品,分析了无机元素、水溶性离子和碳质组分含量,构建了武汉市开放源PM_2.5成分谱。结果表明:开放源PM_2.5的组成以地壳类元素为主,地壳类元素占化学成分总量的62.69%~80.14%,自然背景特征明显。土壤风沙尘PM_2.5中Si和Al的含量较高,施工扬尘PM_2.5中Ca和有机碳（OC）的含量显著高于其他3类尘源,道路扬尘PM_2.5中的主要组分为Ca、Si和OC,城市扬尘PM_2.5中的主要组分为Si和Ca。Ca、Cu、Zn分别在施工扬尘、道路扬尘和城市扬尘中强烈富集,富集因子（EF）均>20,表明受人为源的影响大。源谱中的碳组分以OC为主,OC/EC值均>2,表明开放源对二次气溶胶形成有一定影响。4类源谱相互之间的分歧系数为0.29~0.47,相关系数为0.19~0.97,其中土壤风沙尘与其他3类扬尘之间的相似度不高;城市扬尘、施工扬尘、道路扬尘互相之间存在较高的相似度,具有很强的共线性。构建武汉开放源PM_2.5精细化成分谱,可为武汉开展PM_2.5源解析及开放源污染防治提供参考。     

不同硝化负荷MBR去除类固醇雌激素的研究

以雌酮(E1)和17α-乙炔基雌二醇(EE2)2种典型类固醇雌激素为研究对象,考察了不同硝化负荷好氧MBR对其的去除特性.结果表明,硝化负荷为6.19,0.35,10.58mg/(gMLSS·d)的MBR对E1平均去除率分别为72.33%、64.06%和71.77%,去除负荷分别为29.98,23.06,27.66mg/(gMLSS·d);对EE2平均去除率分别为55.40%、42.87%和58.90%,去除负荷分别为22.39,16.54,23.58mg/(gMLSS·d).E1去除效果均优于EE2.MBR硝化负荷与氨氧化细菌之间有较好的线性关系;而SEs去除负荷与氨氧化细菌及硝化负荷之间不满足线性关系.硝化负荷为0.35mg/(gMLSS·d)时,SEs去除负荷较低,硝化负荷达到6.19mg/(gMLSS·d)时,SEs的去除负荷显著提高,而当硝化负荷增加到10.58mg/(gMLSS·d)时,SEs去除负荷不再有效提高.