利用放射性碳(~(14)C)示踪华山冬季化石源CO_2随海拔高度变化特征

放射性碳(~(14)C)是化石源CO_2最有效的示踪剂,为了更好地了解华山冬季化石源CO_2的时空变化特征,于2014年冬季在华山三个不同海拔高度——玉泉院(504 m)、北峰(1634 m)、东峰(2079 m)进行大气CO_2采样。通过放射性碳同位素分析研究发现:华山冬季不同海拔高度大气CO_2浓度随海拔升高而减小,三个海拔高度大气CO_2平均浓度依次为461.8±14.1 ppm(ppm表示μL·L–1)、414.6±2.7 ppm和413.2±3.4 ppm,皆高于我国四个大气CO_2本底站点的同期浓度水平。不同海拔高度大气CO_2浓度及其δ13C值呈显著的反相关关系,R2=0.906,表明华山大气CO_2主要受区域生态系统的时空变化和源汇特征影响,而海洋的影响较弱。三个不同海拔高度的化石源CO_2浓度均值依次为42.3±5.7 ppm、14.9±3.8 ppm和10.6±1.0 ppm,表明华山不同海拔高度大气CO_2都受到化石源CO_2不同程度的影响。华山冬季化石源CO_2浓度和海拔高度具有显著的反相关关系,R2=0.914,随着海拔的不断升高,化石源CO_2浓度逐渐减小。利用Hysplit模式分层后向轨迹分析结果表明:在采样时段内,玉泉院和北峰受到同源路径气团的影响,其化石源CO_2浓度呈现出较一致的变化趋势,东峰受到异源路径气团的影响,其化石源CO_2浓度呈现出不同的变化趋势。因此,在分析评价高海拔地区化石源CO_2浓度时,不仅要考虑到近源排放影响,同样不能忽视远源传输影响。     

梅雨期大学宿舍室内生物气溶胶浓度及粒径分布

大学宿舍室内生物气溶胶可通过空气传播,可能会危害学生身体健康.本研究调查了梅雨期大学宿舍室内生物气溶胶浓度和粒径分布特点,对其同空气颗粒物浓度、环境温度和湿度的Spearman相关性进行了研究,分析了学生活动对宿舍室内气溶胶的影响.结果表明,学生宿舍室内的细菌和真菌气溶胶平均浓度分别为(2 133±1 617)CFU·m~(-3)和(3 111±2 202)CFU·m~(-3),真菌气溶胶的浓度明显高于细菌.学生宿舍室内的PM1、PM_(2.5)、PM10与细菌气溶胶浓度呈负相关,与真菌气溶胶浓度呈显著负相关;PM_(2.5)与可吸入细菌气溶胶呈正相关,PM_(10)与可吸入真菌气溶胶呈正相关;环境温度与细菌和真菌气溶胶浓度呈正相关,环境相对湿度与细菌和真菌气溶胶浓度呈负相关.在下午,宿舍室内真菌气溶胶浓度显著增加,上午和下午生物气溶胶的粒径分布有差异.本研究结果将为评价高校学生宿舍室内空气质量提供基础数据.     

硫铁矿和冶炼废渣中毒害重金属形态分布特征及环境效应的研究

利用电感耦合等离子质谱法(ICP-MS)研究了粤西大降坪硫铁矿和硫酸生产过程的冶炼废渣中毒害重金属元素Tl、Pb、Cu、Zn、Ni、Co、Cd、Ag、Mo、V和Sr的含量,并进一步结合IRMM连续分级提取法和ICP-MS研究了它们在各个地球化学形态(弱酸可交换态、可还原态、可氧化态和残余态)的含量分布。研究结果表明,硫铁矿矿石和废渣样品中Tl、Pb、Cd、Ag等重金属的含量高于地壳背景值,且矿石中40%~60%的Tl、Cd和Ag赋存于元素的活动态(即弱酸可交换态、可还原态及可氧化态之和),它们在冶炼废渣中活动态的百分含量有所降低。浸出实验和风险评价代码的分析数据进一步表明,硫铁矿矿石和冶炼废渣大部分毒害重金属(特别是Tl、Pb和Cd)在生产利用过程中极易活化进入表生环境,形成极大的环境隐患。     

青海湖老碳效应的时空变化初步研究

本文通过对青海湖周边的湖水和河流DOC、DIC浓度、~(14)C浓度,以及1F孔不同深度13个碳酸盐的~(14)C年代分析,厘清青海湖老碳效应空间分布情况。研究表明:在空间上,青海湖DIC和DOC的~(14)C的老碳各条河流分布极不均匀,南边的老碳效应明显比北边小,河流的老碳明显比湖水偏老,引起青海湖沉积物老碳效应的原因极有可能是由于北边主要河流将流域内的老碳输入湖区引起,并非由于湖水和大气的交换不畅引起的碳库效应。在时间尺度上,碳酸盐~(14)C的老碳平均值比有机碳的~(14)C老碳平均值偏老。由于入湖物质的变化,在全新世前,有机碳和碳酸盐的老碳比全新世后偏老。     

交通源对西安夏季空气质量影响模拟研究

本文应用WRF-CHEM模式模拟分析了2016年6月西安市大气污染过程。模式准确地模拟了西安地区大气臭氧(O_3)、细颗粒物(PM_(2.5))以及二氧化氮(NO_2)的时空变化趋势,较好地再现了天气形势以及大气污染的演变过程。根据近年来西安市交通排放量的增加制定敏感性试验,结果表明:西安市20%交通排放量在研究时段内平均PM_(2.5)质量浓度贡献量为4.5μg?m~(-3),模拟时段内O_3平均贡献量为4.8μg?m~(-3),西安市20%交通排放量在研究时段内的平均NO_2贡献量为2.7μg?m~(-3),而且污染物浓度越高,交通源排放量的影响越显著。     

贺兰山油松年轮中稳定碳同位素含量和环境的关系

植物中稳定碳同位素δ¹³C变化和环境关系密切,通过研究贺兰山油松(Pinus tabulacformis)植物纤维素中稳定碳同位素δ¹³C和环境之间的关系,发现该地区树轮纤维素中稳定碳同位素序列和大气中CO₂的含量关系密切,据此可以推算大气中的CO₂浓度的变化情况.研究还发现植物纤维素中稳定碳同位素δ¹³C的变化和生长年1～7月的总降水量显著负相关(r=-0.515,a=0.05),而和当年6～8月的平均气温显著正相关(r=0.427,α=0.05).通过对比树轮纤维素稳定同位素δ¹³C值和太阳黑子之间的关系,发现太阳黑子活动最强的年份往往对应较高的树轮纤维素δ¹³C值.     

青海湖流域理物理侵蚀速率对气候变化的响应

气候要素是否影响地表物理侵蚀速率目前还存在诸多争议。以往对此方面的研究均集中在高降雨区域,而对于低降雨条件下气候因子的控制机制研究目前还很有限。青海湖流域对气候变化十分敏感。本文通过对青海湖流域最大两条河流布哈河和沙柳河每日的温度、降雨、径流和河流悬浮物浓度进行为期一年的持续监测,探讨干旱/半干旱区气候要素对地表物理侵蚀速率的影响。研究结果显示:在气候要素中,降雨以及其产生的径流是青海湖流域物理侵蚀速率最主要的控制因素,而温度的影响较弱。最重要的是,降雨强度决定着最终的侵蚀速率。布哈河和沙柳河流域一次瞬时高强度降雨能产生全年侵蚀通量的30%以上。此外,相同流量条件下,季风前期的侵蚀速率要高于季风中、后期,反映了季风前期低温条件下的冰冻作用,以及春季降尘产生的大量细颗粒物质,增加了雨季来临时侵蚀物质的输出。这些认识对于理解长时间尺度上青海湖沉积物钻孔中沉积速率和古气候要素的关系具有重要意义。     

喀拉库里表层沉积物组成的分布特征及其物质来源

喀拉库里地处帕米尔高原东部,整个湖区被中纬度西风带贯穿,湖水主要由冰川融水和夏季降水补给,对气候变化响应敏感,是重建西风气候和冰川环境演变的理想区域,然而对于喀拉库里沉积物的组成和来源还知之甚少。本文以喀拉库里表层沉积物为研究对象,获得了其组成及空间分布特征,进而探讨了其物源及输入方式。根据沉积物粒度、矿物组成及湖水等深线分布,表层沉积物可分为三种类型:第Ⅰ类以细砂粒为主,以高石英和低粘土为特征,分布在近湖岸;第Ⅲ类以分选良好的细粉砂为主,主要分布在深湖区;第Ⅱ类粗、细颗粒混杂,分选性差,位于Ⅰ、Ⅲ类沉积物过渡区域。喀拉库里沉积物的SiO_2含量同粒径呈正相关关系,粒径越大、含量越高;Al_2O_3、Fe_2O_3和K_2O则相反。结合河流泥沙和慕士塔格冰芯中粉尘颗粒的粒度分布及区域气候特征,初步认为深湖区分选良好的细粉砂可能主要来自西风携带的高空粉尘,而近岸细砂是岩石就地物理风化的产物。这些认识对于钻点的选取及沉积序列气候、环境信息的提取具有重要价值。     

二次有机气溶胶的形成及其毒理效应

有机物是大气气溶胶中非常重要的化学组分,对我国空气污染及灰霾事件发生具有显著的贡献,是当前大气化学研究的最前沿课题之一。有机气溶胶中包含大量有毒物质(如多环芳香烃、多氯联苯及有机胺类等),直接危害人体健康。目前气溶胶中有机组分的体内/体外生物毒性研究多集中于污染源直接排放的一次颗粒物,对于大气中二次有机气溶胶的形成和毒性效应的关注很少。本文以多环芳烃、有机胺及自然源萜烯类挥发性有机物为例,简要综述了大气中二次有机气溶胶的形成及其生物毒性效应,重点关注这些二次有机气溶胶的形成对母体有机组分生物毒性的增强作用,以增进对大气气溶胶污染的健康危害认识。