城市地表颗粒物重金属分布特征及其影响因素分析

城市地表颗粒物作为重金属的重要载体,严重危害城市人群和水体,已成为城市环境的重要研究对象。阐述了对地表颗粒物重金属的空间、粒径、赋存形态等分布特征及其影响因素进行系统分析的意义。通过对国内不同城市不同功能区的重金属（主要为：Zn、Cu、Cd、Pb）数据进行对比分析,各功能区重金属污染情况为：Cu、Pb：工业区〉商业区〉交通区〉居民区〉休闲区;Zn：工业区〉交通区〉商业区〉居民区〉休闲区;Cd：交通区〉工业区〉商业区〉居民区〉休闲区,同时各功能区中Zn、Pb含量波动性较大。整体上国内工业区、交通区和商业区地表颗粒物重金属污染严重。与我国的土壤重金属背景值相比,4种金属中Cd污染程度最为严重。探讨了与国外部分城市地表颗粒重金属污染特征之间的差异,指出国内城市重金属含量均值整体上低于欧美发达城市,而国内一线城市重金属含量明显偏高。系统分析了颗粒物重金属的粒级效应,赋存形态以及生物有效性。综述了城市交通活动（主要为交通流量、车辆行驶速度、变速频率、车辆类型、道路特征等）、降雨冲刷事件、雨前干燥期、大气风力作用、和其他因素对地表颗粒物重金属分布特征的影响。某种程度上,道路车辆的行驶速度和变速对颗粒物重金属累积的影响作用大于交通流量。不同降雨事件和雨前干燥期对重金属分布特征影响的研究结论不一,但地表颗粒对大气PM2.5重金属贡献较大。今后应在以下方面进一步加强对城市地表颗粒物重金属的研究：建立颗粒物粒径划分标准;加强重金属在降雨冲刷过程变化规律的分析;探讨地表颗粒物与大气颗粒物重金属转换关系;还应开展中小型城市,城乡结合部（城中村）地表颗粒物重金属污染特性研究。     

微波消解-电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法同时测定塑料中的铅、镉、汞、铬、砷

建立了微波消解-电感耦合等离子体质谱同时测定各种塑料中的铅、镉、汞、铬、砷等元素的方法.对仪器的参数设置、进样系统的选择、测试稳定性等方面进行了系统研究,并对塑料标准样品中上述元素分析的前处理条件如消解体系、酸用量、消解温度及时间等进行了优化.方法检出限为0.7-6.5 ng·g-1,加标回收率为89.8%-103.5%,相对标准偏差为0.8%-11.3%.     

吸附分离辅助电渗透脱水过程中污泥的特性

电渗透技术对于城市污水厂污泥的深度脱水是非常有效的,但相对较高的能耗制约了它的广泛应用。为此,针对污泥电渗透脱水过程中阴极排水困难引起能耗高的问题,提出了吸附分离辅助电渗透脱水,同时考察了吸附分离辅助电渗透脱水过程中污泥中水分的运动特点、pH的变化以及离子的迁移规律。结果显示,吸附分离可以极大地提高污泥电渗透脱水的效果。且脱水过程中阳极附近污泥的含水率、pH均迅速减小;阴极附近污泥的含水率稍有减少,但pH却迅速增大;而中间层污泥的含水率及pH均没有发生变化。此外,电渗透脱水技术对于污泥中目标离子的去除非常有效,但同时容易导致非目标离子的去除。     

酸碱调控及底物浓度对木糖发酵产酸特性的影响

以木糖为碳源采用间歇培养方式,对木糖厌氧发酵产酸进行研究。考察木糖浓度和初始pH值对木糖厌氧产酸的影响。结果表明,随着木糖浓度的增加,总产酸量得到提高,但木糖利用率却呈现下降的趋势。当木糖浓度为5 g/L时,其利用率为100%,15 g/L时利用率为73.9%,此时挥发性脂肪酸(VFAs)为9.22 g/L。木糖的分批投加可有效促进产酸,尤其是促进乙酸浓度的提高。pH为5.0和6.0左右时,VFAs主要成分为乙酸和丁酸;而pH为7.0～9.0时,乙酸含量明显增高,在pH值为8.0的条件下乙酸含量占总VFAs的80.1%。在pH=8.0时经过8 d左右的发酵,VFAs浓度可达9.34 g/L。     

长江流域养殖池塘氮磷污染负荷估算

长江流域平原区水网密布、渔业发达,养殖池塘造成的氮磷污染问题突出,是河湖富营养化的重要污染源之一;从大空间尺度,精细化估算养殖池塘的氮磷污染负荷,对水污染的精准防控具有重要意义.以长江流域为研究区,依托Google Earth Engine遥感大数据平台,构建了基于机器学习算法的养殖池塘识别模型,精细化识别了长江流域养殖池塘的分布与类型;梳理养殖坑塘的氮磷污染研究案例,针对长江流域养殖坑塘的特征,构建氮磷污染负荷的估算方法,评估氮磷污染负荷的时空分布.研究结果表明：2021年,长江流域养殖池塘总面积为14567km²,包括鱼塘5820 km²、虾蟹塘8747 km²、氮磷排放量分别为95059、16224 t;中部地区的氮磷污染负荷最大,东部地区次之,西部地区最小.本研究是遥感大数据在大尺度污染负荷定量分析的尝试应用,方法适用于其它类型污染负荷的估算.     

不同催花肥对莲雾根际土壤细菌群落多样性的影响

为了解在反季节催花期间不同催花肥处理下莲雾根际土壤细菌群落结构的影响,采用Illumina MiSeq高通量测序技术对细菌16S rRNA V3-V4区进行检测,并结合土壤理化性质,比较分析不施肥（CK）与两种不同浓度施肥处理组（IF组,即无机肥处理组;GM组,即羊粪有机肥处理组）下的根际土壤细菌群落结构多样性.结果表明:①所有样品中共检测到10 925个OTU（operational taxonomic unit,操作分类单元）,包括239 639条有效序列,可分为28个门411个属.②多样性指数分析显示,细菌群落多样性顺序为IFM（中浓度无机肥处理）> GML（低浓度羊粪有机肥处理）> IFL（低浓度无机肥处理）> GMM（中浓度羊粪有机肥处理）> CK（对照）> IFH（高浓度无机肥处理）> GMH（高浓度羊粪有机肥处理）.其中,酸杆菌门（Acidobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi）、变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）为主要菌群,所占比例超过总数的67.33%.③不同施肥条件下莲雾根际土壤细菌群落结构特征分析显示,CK、IF组和GM组所特有的OTU数量分别占总数的0.51%、7.08%和2.60%,表明不同肥料的添加对土壤细菌群落多样性产生一定的影响,在IFH和GMH处理下,酸杆菌门的Subgroup_2_norank属与绿弯菌门的JG37-AG-4_norank属的相对丰度最高,分别为13.13%和15.89%.④环境因子的相关性热图分析表明,装甲菌门（Armatimonadetes）、硝化螺旋菌门（Nitrospirae）、酸杆菌门、放线菌门、厚壁菌门（Firmicutes）这五类菌群与不同环境因子的显著性关系如下:装甲菌门群落结构与pH呈现出极显著正相关,硝化螺旋菌门群落结构分别与w（TN）和w（有机质）呈现出显著负相关,酸杆菌门群落结构与w（速效磷）呈现出显著负相关,放线菌门群落结构与w（速效磷）呈现出显著正相关,厚壁菌门群落结构分别与w（速效磷）和w（速效钾）呈现出极显著正相关.研究显示,适量施加无机肥或羊粪有机肥,可以显著提高土壤细菌的丰度和多样性,有利于土壤生态环境的改良与维系.      

城市生活垃圾露天焚烧排放PM2.5中重金属污染特征及其暴露健康风险

利用烟气稀释采样系统,针对不同功能区城市生活垃圾(MSW)样品,分别考虑桶内焚烧和自然堆积焚烧两种常见露天焚烧方式,对城市生活垃圾露天焚烧排放PM2. 5中重金属的污染特征及其居民暴露健康风险进行分析和评估.结果表明,5种不同组分垃圾焚烧排放的重金属中,锌(Zn)含量均为最高,可达1 324. 03～3 703. 12 mg·kg~(-1),镉(Cd)含量最低,为20. 25～63. 68 mg·kg~(-1);地累积指数结果显示,铅(Pb)、Zn、砷(As)和Cd的污染程度较高,自然堆积焚烧下均已达中度及以上污染水平,Cd的地累积污染指数远大于5;人体健康风险评估结果表明,8种重金属(Pb、Zn、Cu、Mn、As、Cd、Cr和Ni)经呼吸暴露的非致癌风险值均小于1,属于安全范围内;自然堆积焚烧下,As和Pb对儿童经皮肤接触的非致癌总风险值大于1,存在非致癌风险; 4种致癌元素(As、Cd、Cr和Ni)的致癌风险值均小于1. 0×10~(-4),但若长期处于这种环境下,会存在较低的潜在致癌风险.     

舰载飞机弹射动力学仿真与试验验证

目的获取舰载飞机弹射过程中冲击动载荷在结构上的响应规律,以及前起落架和与其连接的机体主传力结构的动响应特性。方法基于多体系统动力学理论,建立描述舰载机弹射过程的刚柔耦合多体系统动力学模型,对弹射过程进行仿真分析。同时开展地面模拟弹射冲击试验,通过仿真和试验对照,重点研究牵制载荷突卸瞬间结构的动态响应规律。结果仿真和试验得到结构传力路径各点的加速度和应力响应数据,试验测得机体结构加速度峰值达到255g,而同位置的应力峰值为85 MPa,仿真和试验数据的趋势一致。结论牵制载荷突卸形成的冲击动响应峰值沿着结构传力路径衰减。航向加速度和应力响应峰值随着牵制释放载荷的增加而增加。虽然瞬态加速度峰值达到较高水平,但是瞬态作用机体结构的应力峰值不高,不足以造成结构失效。结构设计应重点关注弹射冲击响应峰值和振动疲劳的影响。     

冬季NH3和液态水含量对PM2.5中SNA形成的影响与敏感性分析

为了解冬季不同污染等级下NH₃和AWC（Aerosol Water Content,气溶胶液态水含量）对PM_2.5中水溶性二次离子形成的影响,对保定市冬季颗粒物浓度、二次离子及前体物（SO₂、NO₂、NH₃）浓度进行了分析,并利用ISORROPIA-Ⅱ计算了PM_2.5中的AWC和pH.结果表明:①2017-2018年冬季保定市重污染期（AQI>200）ρ（PM_2.5）、ρ（SO₂）、ρ（NO₂）和ρ（NH₃）较优良期（AQI < 100）分别升高了3.0、1.1、1.3和0.8倍,气态前体物的二次转化是污染形成的重要原因之一.重污染期ρ（NH₄+）、ρ（SO₄2-）、ρ（NO₃-）较冬季平均值分别升高了1.2、0.9、1.3倍,其中ρ（NO₃-）升幅最大,其次为ρ（NH₄+）.②保定市大气中过剩NH₃指数为0.1 μmol/m3,采样期间为富氨环境,NO₃-的生成主要受HNO₃限制.③重污染期PM_2.5中AWC高达93.6 μg/m3,是优良期的20.6倍,观测期间保定市SO₄2-的二次生成以颗粒物表面液相氧化为主,即SO₂被NO₂和NH₃氧化,NO₃-的二次生成包括NH₃参与的非均相转化和N₂O₅的非均相水解过程.④整体而言,pH变化的敏感性表现为TA（总氨）浓度> TS（总硫）浓度> TN（总氮）浓度≈TA+TS+TN浓度（同时改变相同比例的总氨、总硫、总氮浓度）,随污染等级的升高,pH对TS、TA浓度变化的敏感性减弱,对TN浓度变化的敏感性增强;单独改变TS、TN、TA浓度时AWC敏感性弱,同时改变TS、TN、TA浓度时AWC敏感性较强,AWC变化与二次离子浓度密切相关.研究显示,保定市冬季污染期SNA的形成以液态水参与的液相氧化为主,NH₃可以维持颗粒物的高pH,保持氧化过程.      

荧光法鉴别水体中的污染油

江、河、湖、海中的船舶舱底或沿岸工厂中排放的污油一般不是单一的油种,因此只能把由水中采集到的污染油的荧光光谱同由可疑排放源处采得的油样的荧光光谱加以比较,从而可以确定真正的排放者。 本文对大庆、任丘等原油、机械油、燃料油共计二十六种油类的荧光光谱进行了比较详细的研究和分析,并对水体中油类的萃取条件和风化性能进行了试验,从而制订出鉴别水体中污染油的方法。