北京市2014~2020年PM2.5和O3时空分布与健康效应评估

细颗粒物（PM_2.5）和臭氧（O₃）是我国的主要大气污染物,严重危害人群健康.北京市自2013年以来大力开展大气污染治理工作,现已取得显著成效.通过分析2014~2020年北京市34个大气环境监测站的PM_2.5和O₃浓度变化特征并评估大气污染防治的健康效应,对推进大气污染防治具有重要意义.结果表明,2014年北京市PM_2.5年均值和4~9月平均O₃日最大小时（O_{3_max}）值分别为92.0 μg·m^-3和81.9 nmol·mol^-1.2014~2020年PM_2.5平均每年降低7.5 μg·m^-3,但是O_{3_max}持续偏高.在季节尺度,冬季的12月和1月PM_2.5浓度最高,夏季的8月浓度最低.相反地,O_{3_max}在每年6月浓度最高.PM_2.5浓度日变化规律为,夜间22：00至次日00：00最高,14：00~16：00最低.而O₃浓度在07：00最低,随后逐步升高并在午后达到最高.在空间分布上,PM_2.5在2014和2019年都呈现南高北低的趋势,O_{3_max}在全市范围内均较高,仅在道路区域偏低.大气污染对人群健康影响的评估结果表明,2014年北京市与PM_2.5相关的心血管和呼吸道疾病超额死亡人数分别为1580人和821人,与O₃相关的呼吸道疾病超额死亡人数为2180人.2019年与PM_2.5相关的超额死亡人数仅为2014年的50%,而与O₃相关的超额死亡人数与2014年持平.北京市细颗粒物治理成效显著,但是O₃污染问题凸显,O₃已经成为危害北京市居民健康的首要大气污染物.未来需要加强PM_2.5和O₃协同治理.     

13CO2示踪臭氧胁迫对水稻土壤微生物的影响

本研究采用具有日变化的熏蒸方式,利用13C同位素示踪方法,结合PLFA技术,模拟分析了臭氧浓度升高对水稻土壤微生物结构的影响.实验设置2个臭氧浓度处理,即空气对照(CF,臭氧浓度约4~10 nL·L-1),臭氧浓度升高处理(O3,8 h平均浓度为110 nL·L-1).分别在水稻熏气1个月和2个月时进行13C同位素标记实验.结果发现,臭氧熏蒸一个月的时候对土壤微生物生物量碳没有影响,但此时输入到土壤微生物的即时光合产物13C已经显著低于对照;随臭氧熏蒸时间的延长,无论是总的土壤微生物量碳还是即时光合产物13C对土壤微生物的输入都显著低于对照处理.PLFA主成分分析结果表明,熏蒸一个月时臭氧对13C-PLFA的结构组成并没有显著影响,但熏蒸两个月后则臭氧明显改变了13C-PLFA的组成,但两次标记后PLFA单体的Δδ13C‰值已受到臭氧的影响.臭氧胁迫前期,只有细菌脂肪酸的13C分配(13C%)受到臭氧的明显影响,而胁迫后期则臭氧主要影响的是分配给放线菌和真菌的13C.     

基于核密度估计的城市基础要素与街尘营养元素含量特征关联

了解城市基础要素与街尘污染物在空间上的关联特征有利于城市非点源污染源区的定量解释及精准控制.为探究城市基础要素与街尘营养元素含量空间分布之间的联系,以武汉市汉阳区为案例研究区,选取总氮(TN)、总磷(TP)、交换态磷(Ex-P)、铝结合态磷(Al-P)、铁结合态磷(Fe-P)、闭蓄态磷(Oc-P)、钙结合态磷(Ca-P...     

全缘冬青幼苗（Ilex integra Thunb.）对大气O_3浓度升高的响应

采用开顶式气室（open top chambers,OTCs）装置,研究O3浓度升高（E-O3,约150μL.L-1）对常绿阔叶树种全缘冬青幼苗的影响,主要包括伤害症状、植株生长、光合色素含量、气体交换速率与叶绿素荧光、丙二醛含量以及主要抗氧化剂含量变化.经过高浓度O3处理一个生长季后,当年生全展叶片表面分布着大量的黑...     

小兴安岭天然林不同林分汞含量分布特征与生物质汞库估算

植被主要通过叶片气孔吸收大气气态单质汞,森林植被是大气汞重要的汇.量化森林生物质汞库对了解全球汞循环至关重要.为揭示森林乔木层（乔木层分为树干、树叶、树枝、树根和树皮）、灌木层、草本层和凋落物层（凋落物层分为未分解层（Oi）、半分解层（Oe）和已分解层（Oa））汞含量和汞库分配,本研究选取黑龙江省凉水自然保护区小兴安岭原始林阔叶红松林、次生原始林云冷杉林和次生原始林白桦林3种原始林开展植物和凋落物汞含量和汞库调查.结果表明,乔木层各组织中汞含量遵循树皮 > 树叶 > 树枝 > 树根 > 树干的规律,云冷杉林乔木层汞含量总体上高于阔叶红松林及白桦林乔木层汞含量.凋落物中汞含量排序为Oa > Oe > Oi,原始林阔叶红松林凋落物汞含量高于次生原始林白桦林凋落物汞含量,但低于次生原始林云冷杉林凋落物汞含量.进一步估算生物质总汞库发现云冷杉林、阔叶红松林和白桦林分别为212、192和163 μg·m^-2.乔木层地上部分是森林生物质汞库的主体,其树皮汞库占总汞库的37.4%~43.5%,灌木层和草本层仅占总汞库的1%左右.本研究可为进一步评估森林生态系统在大气汞循环中的作用及预测森林火灾发生时生物质燃烧汞释放潜势提供基础数据.     

基于环境风险排序的流域优先污染物筛选

在流域生态环境治理中,确定治理水体的优先污染物是首先要考虑的问题.环境风险排序方法可利用污染物的毒性值与该污染的暴露浓度值的比值,快速对流域污染物进行风险排序,确定优先污染物.本文以有多年氟化工生产排放历史的大凌河为研究区域,分季节采集18个样点的水体表层样品,分析全氟辛基磺酸(PFOS)、全氟辛酸(PFOA)以及8种常见重金属,并搜集有关当地物种生态毒性的文献资料,确定其优先污染物.结果发现,2011~2016年间,大凌河水体PFOS和PFOA的中位值浓度分别在0.77~3.57 ng·L~(-1)、82.93~344 ng·L~(-1)之间,参照英国水环境对人体健康的潜在风险值发现其均低于标准限值.重金属和有机氯农药的浓度均低于国家Ⅳ级标准,但Hg和As的最高浓度高于Ⅲ级标准.大凌河环境风险值范围为1.42×10-6~2.3×10-2,环境风险排序结果为CuZnAsp,p'-DDEp,p'-DDTCdPbHgPFOAγ-HCHCrNiα-HCHPFOS.PFOS和PFOA的环境风险排序较为靠后,说明不是该地区需要优先控制的污染物,但长期风险累积不可忽视.Cu是未来大凌河生态环境治理的优先污染物,应重点控制包括造纸厂在内的主要工业企业的生产排放行为.     

环境修复中锰氧化物与变价重金属交互作用的研究进展

氧化-还原过程是影响重金属环境行为的重要过程.锰氧化物作为重要的天然氧化剂,通过对变价重金属的氧化还原和吸附作用,影响着其在环境中的形态、生物有效性乃至归趋,具有很高的环境修复潜力和应用价值.近年来对锰氧化物和变价重金属元素的研究主要集中在以下几个方面:生物氧化锰的形成与多铜氧化酶体系的关系;锰氧化物与变价重金属的交互作用的机制及其影响因素,尤其锰氧化物的空间结构和作用位点的影响.目前,锰氧化物在环境修复中的应用主要集中在水环境修复方面,土壤体系及土壤微界面还很鲜见.同时土壤体系中影响锰氧化物与重金属交互作用的因素更多,其过程也更为复杂.本文通过总结锰氧化物与变价重金属交互作用的研究进展,对比不同重金属种类之间反应机制的差别,为更好的理解锰氧化物的环境作用提供基础,也期望能够进一步拓展其在污染环境的修复中的应用范围.     

水稻品种及典型土壤改良措施对稻米吸收镉的影响

水稻镉污染是我国当前重要的农产品安全问题,湖南攸县"镉大米"事件造成了严重的社会影响.针对南方酸性土壤镉污染特征,进行了"镉大米"治理技术研究.结果表明,当地主栽水稻品种株两优06的稻米Cd含量在大同桥和网岭镇的平均值分别为0.167 mg·kg-1和0.127 mg·kg-1,为其它品种的20%左右;石灰和矿物肥处理能够使稻米Cd含量降低到对照的20%~30%,覆膜处理使稻米Cd含量与对照相比降低约50%,而覆膜+生物炭+硅肥叶面肥处理能够降低80%左右,硅肥叶面肥单独施用及叶面肥和追肥配合施用能够显著降低稻米中的Cd含量90%以上;BCR法分析土壤Cd形态结果发现,供试大田土壤中Cd的弱酸可提取态比例较高,绝大多数样品达到55%以上,而施用石灰能够显著降低土壤中的弱酸可提取态和可还原态比例,增加残渣态比例,变化幅度达到20%左右;土壤Cd含量与p H值是影响稻米对Cd吸收的重要因素.     

海南岛天然林生态系统不同人类胁迫图论分析

不同人类活动方式所造成胁迫因素通过错综复杂的交互作用共同影响着海南岛天然林生态系统健康。论文通过图论分析法将各种胁迫间交互作用关系矩阵化,然后通过矩阵计算分析它们间的内在联系,有助于把不同胁迫间错综复杂的交互作用关系简明化。图论分析结果表明旅游娱乐业、森林火灾、经济林种植、热带农业、木材砍伐等不仅影响力大,而且敏感性高,应该作为不同胁迫因素间交互作用分析中重点关注的胁迫因素;胁迫因素集合中存在强连通性子集,对子集中任何一种胁迫因素所造成的风险评价都需要考虑其对或受到集合中其它胁迫因素的影响。不同胁迫相互作用关系中,协同增大效应占主导地位,可能通过协同效应加大对天然林生态系统的不利影响。     

基于浮游植物的北方景观河流水生态系统评价

文章通过对2017～2018年北京市房山区景观河流浮游植物及相应水环境因子春、夏、秋三季的监测,运用生物多样性、综合营养状态指数法,研究了浮游植物组成、结构、生物多样性评价与水环境质量响应关系。结果显示,房山区景观河流浮游植物以硅藻门、绿藻门为主;基于Pearson相关性分析,其总密度与叶绿素a(Chl a)呈现较高的正相关性;同时房山区景观河流生物多样性指标评价和水环境富营养化程度与水源结构、河流连通性相关,须考虑河流客观属性特征,采取针对性管控与优化措施。