兰州市街道尘埃磁学特征及其环境意义

兰州市是全球大气污染最为严重的城市之一,为城市颗粒物污染研究的理想场所.分析了兰州市街道尘埃样品的磁学参数(包括磁化率、无磁滞磁化率、等温剩磁、磁滞回线和热磁曲线)变化特征.结果表明,兰州市街道尘埃中磁性矿物含量较高,主要磁性矿物是铁磁矿、磁赤铁矿和赤铁矿,并伴有少量顺磁性矿物;磁性矿物粒度主要是准单畴（PSD）;市区污染春季较夏季严重,春季高频率的强沙尘暴可能带来了更多的磁性矿物;兰州市污染物的沉积和分布在很大程度上受到气象条件和地形地貌格局的影响,市区每个盆地东端高于其它地区;兰州市污染以人为活动产物为主,人为活动贡献约为81.9%,其中包含交通约22.6%的贡献,自然降尘贡献约为18.1%;特殊的地形和气象条件,使得兰州市区的大气环境容量比平原城市的环境容量小得多,进而导致严重的大气污染.     

不确定性水质模型及其研究进展

水环境是一个充满不确定性因素的复杂巨系统,研究这些不确定性的变化有利于提高人们对水环境分析的认识和做出更切合实际的决策.详细、清晰地评述了不确定性水质模型研究的必要性、研究的方法和国内外研究进展等,并针对此类模型研究与应用过程中普遍存在的一些问题、主要表现和成因进行了分析与论述,最后结合目前的研究热点指出了今后不确定性水质模型发展的3个重要方向.     

天水地区新近纪沉积物地球化学特征及其意义

通过对天水盆地新近纪沉积物地化特征的研究表明:(1)天水盆地下山剖面泥岩富MgO、CaO、Nb、Sr、Th,贫SiO2、Al2O3、Ba、Cr、Ni、Rb,高Al2O3/TiO2、Cr/Zr、Cr/Th、Th/Sc,结合盆地的平面展布特征和地层厚度变化规律及沉积相的横向变化,初步认为盆地南区西秦岭北缘各时代花岗闪长岩和偏中性岩主要控制着该区的沉积物地球化学组成,而古秦岭洋闭合期蛇绿岩套中的基性-超基性岩有很大的影响,其结果是它们高度混合的物质给盆地提供物源,泥岩样品中K2O的含量随时间增长而增高,说明物源区在溯源侵蚀的过程中富钾值岩大量出现;(2)CIA和ICV值指示天水盆地碎屑沉积物的物源区古风化程度较强,沉积物成熟度较低,源区沉积再循环的物质很少或几乎不存在,在上新世到更新世之间存在化学风化作用减弱的趋势;(3)天水盆地从西秦岭山麓到华家岭地层沉积厚度越来越薄,从湖相逐渐过渡为湖泛平原相,结合主、微量元素构造判别图解,认为下山剖面沉积物是在压扭作用下的山前凹陷盆地构造环境中形成。     

黑河上游气候变化对出山口径流的驱动分析

将计量经济学中广泛应用的面板数据分析方法应用到自然科学领域,基于黑河上游山区3个站点的气象水文年尺度数据及季尺度数据,对1959~2009年的降水、温度、潜在蒸散发与出山口径流量分别进行单位根检验、协整检验和格兰杰因果检验,讨论了不同气候要素与径流变化的关系。研究表明：面板数据分析方法同样适用于自然科学领域;各检验结果表明降水、潜在蒸散发对径流存在显著的效应,跟温度相比,潜在蒸散发对径流的影响更为显著,能够更好地表征水文特征;季节尺度上的分析更为细致的说明了降水和潜在蒸散发对径流的影响。利用面板回归模型对黑河流域上游气候变化对径流的驱动影响进行不同情景下的分析,以当前气候条件为本底,结果表明,若气温升高,降水增加,则降水对径流的驱动力减弱,降水减少,则降水对径流的驱动力增强;而降水的变化则不影响气温对径流的驱动作用     

兰州地区垃圾填埋场黄土腾发盖层降水入渗模拟

在半干旱地区,利用腾发盖层代替传统盖层,在相同的防渗效果下可以减少垃圾填埋场设计过度造成的浪费。以兰州地区为例,实验测试得到兰州黄土的土水特征曲线,求得田间持水量和萎蔫含水量;结合兰州地区2007—2008年气象资料,利用Hydrus-1D软件,模拟了透过盖层的降水入渗量,分析了黄土盖层替代传统盖层的可行性。研究结果显示,31 cm厚的黄土盖层理论上可以满足阻止降水入渗的要求,与传统盖层相比,具有成本低、施工简单的优点。     

2013~2020年甘肃省PM2.5健康负担的时空变化趋势及驱动力

为评估大气污染防治行动计划以来,甘肃省PM_2.5相关健康影响的时空变化趋势及其驱动因素,应用最新的全球暴露死亡模型（GEMM）估算了2013~2020年甘肃省归因于PM_2.5的健康负担,并通过因素分解法进一步探讨了PM_2.5归因死亡长期变化的主要原因. 结果表明,2013~2020年,甘肃省人口加权PM_2.5浓度下降了34.57%,暴露于PM_2.5年均浓度超过35 μg·m^-3的人口比例从72.89%大幅下降至11.61%. 研究期间,甘肃省PM_2.5归因死亡人数从12 826（95%CI：7 840~17 408）人下降至9 814（95%CI：6 407~13 036）人,下降了23.48%;其中,缺血性心脏病的归因死亡人数有所增加（12.11%）,而中风、慢性阻塞性肺病、肺癌和下呼吸道感染的归因死亡人数呈下降趋势;60岁及以上人群的归因死亡人数占80%以上;中东部地区的PM_2.5归因死亡人数显著高于河西地区,且大部分地区呈下降趋势;人口规模、年龄结构、基线死亡率和PM_2.5浓度在归因死亡人数变化中的贡献分别为-1.26%、16.16%、 -9.84%和-28.55%,人口老龄化和PM_2.5浓度降低是PM_2.5归因死亡增加和减少的主要因素. 甘肃省积极的清洁空气政策减轻了PM_2.5污染造成的健康负担,但在人口老龄化加剧的趋势下,未来需要大幅降低PM_2.5浓度才能避免更多的归因死亡.     

西北干旱区植被恢复的土壤养分效应

通过对西北干旱区植被恢复过程中不同退耕模式下土壤养分的变化、土壤各养分的时空分布及各养分间的相关性分析,系统研究了干旱区植被恢复过程中土壤环境变化特征和规律。结果表明,在西北干旱区,进行植被恢复能明显改善土壤肥力状况,但不同植被恢复方式对土壤的腐殖化作用差异显著,依次为侧柏＋灌木＋苜蓿〉侧柏＋苜蓿〉侧柏＋灌木〉侧柏,而且随着植被恢复年限的持续,土壤中各养分质量分数明显增加。不同养分对植被恢复的响应程度从高到低表现为：速效磷〉速效氮〉速效钾〉全氮〉有机质〉全磷〉全钾。同时,相关性分析表明,土壤有机质的变化与全氮、速效氮呈现出显著的相关性,R2为0.867和0794,并且各养分具有明显的表聚性,尤以有机质、速效磷和速效氮表现明显。     

海绵铁在焦化废水预处理中的应用研究

采用静态和动态实验研究海绵铁预处理焦化废水。静态实验在海绵铁粒径、投加量、废水pH值和反应时间4个方面研究对处理效果的影响,结果表明,海绵铁处理焦化废水最适条件:粒径为0.5~1 mm、投加量为20 g,pH为6,反应时间为60 min。动态实验研究海绵铁在不同水力负荷下对废水色度、氨氮、COD的去除率,结果表明:水力负荷越小,出水水质越好,且明显改善焦化废水的可生化性,从原水的0.19提高到出水的0.38。海绵铁可作为焦化废水的一种有效的预处理方法。     

兰州地区典型有机污染物长距离迁移及其总持久性模拟

运用TaPL3模型研究了兰州半干旱地区典型有机污染物通过大气和水体的长距离迁移(LRT)及其总持久性(P_ov),讨论了LRT和Pov之间的关系. 以2,3,7,8-TCDD为例,分别利用灵敏度和蒙特卡罗方法对模型的关键参数和输出结果的不确定性进行了研究. 结果显示:2,3,7,8-TCDD,γ-HCH,BaP和HCB在兰州地区通过大气的特征迁移距离(CTD)分别为126,934,117和13 307 km,P_ov分别为1 421,1 082,1 413和3 949 d;通过水体的CTD分别为6 633,119 000,16 249和16 658 km,P_ov分别为1 584,1 551,2 711和4 428 d,且污染物的LRT和P_ov没有直接的联系. 同国外的研究相比,兰州地区的2,3,7,8-TCDD通过大气的CTD明显偏低,通过水体的CTD明显偏高,而P_ov都明显偏高.      

西安城市不同功能区街道灰尘磁学特征及环境污染分析

为了解西安城市不同功能区的环境现状,通过采集西安城市不同功能区街道灰尘的样品,进行系统的环境磁学实验分析并结合扫描电子显微镜研究表明,街道灰尘中磁性矿物含量相对较高,多畴和假单畴的低矫顽力软磁性矿物为主要的载磁矿物,还含有赤铁矿等高矫顽力的硬磁性矿物.磁化率、饱和等温剩磁、低矫顽力软磁性矿物和非磁滞剩磁磁化率与饱和等温剩磁比值等磁性参数揭示出街道灰尘的磁学特征在西安城市不同功能区的差异以及污染的主要来源,根据污染程度划分为重度污染区、中度污染区和轻度污染区并对应西安市7个城市功能区:浐灞生态区(F区)为重度污染区,磁性物质含量较高,表明环境污染相对较重,污染的主要来源为"工业+交通";高新技术产业开发区(A区)和中心商务区(B区)磁性物质含量相对较高,粗颗粒物质相对较少,是中度污染的区域,其污染源分别为"工业"和"交通";经济技术开发区(C区)、科教商业区(D区)、科教文化产业区(E区)和教育科技产业区(G区)城市主要功能具有相似性,是轻度污染的区域,污染源主要为"交通".