阿拉善沙漠高原降水化学特征与离子来源判别

为查明我国北方沙漠地区降水化学组成及来源,在阿拉善沙漠高原阿右旗气象站采集了2013—2015年的降水样品,测定了降水pH、EC（电导率）及主要离子当量浓度.结果表明:阿拉善沙漠阿右旗气象站降水pH和EC的范围分别为6.66~8.05和35~1 237 μS/cm;Ca2+、SO₄2-、Na+和Cl-为降水中的主要离子,其总和占总离子的85%以上.降水pH、EC和主要离子当量浓度是反映空气质量的基本参数,较高的降水pH反映出当地降水具有明显的碱性特征.与其他地区相比,该地区降水的EC和可溶性离子日均湿沉降通量也较高,且随月份有较大的变化,表明干旱沙漠粉尘对当地降水水化学的贡献较大.根据离子来源相对贡献的计算结果发现,降水中92.8%的SO₄2-和98%的NO₃-来自人为源,98.8%的Ca2+和88.7%的K+为陆地来源,55%的Mg2+为海洋源,24.8%的Na+来自矿物风化,极少部分Cl-为人为源.研究显示:除降水中的NH₄+外,其他主要离子之间的相关性表明各种成因物质在风力作用下同时进入了大气;基于[NH₄+]（NH₄+的当量浓度）与[K+]（K+的当量浓度）相关性分析,降水中的NH₄+来自生物质燃烧、肥料使用、动物粪便等.      

基于空间回归模型的中国碳排放空间差异模拟

以中国碳排放数据库的多年分省碳排放数据为基础,选取植被指数NDVI、夜间灯光影像DMSP-OLS、生产总值、工业总产值和人口数5项指标,采用1 km×1 km格网,运用空间滞后回归模型对中国2000年和2013年的碳排放进行时空分布模拟,并对空间模拟结果进行误差分析及纠正,获得地均碳排放强度的空间分布图,以弥补传统碳排放统计空间展示效果差、空间分辨率低等缺陷.结果发现,中国碳排放的空间分布格局差异显著,地均碳排放强度分布呈现由东部地区向中西部地区逐渐递减的阶梯状区域分布差异,东部地区的碳排放高值聚集区域大致呈现面状聚集分布特征,区域之间碳排放的差异较小,西部省会城市、工矿城市与农村地区碳排放量差异显著.2013年的地均碳排放强度明显高于2000年,且高值区域的分布范围明显扩大,低值区域分布范围面积明显减少.     

1985—2015年陕西黄土台塬表层土壤有机碳空间分布

中尺度范围土壤有机碳的长期动态变化状态对大气温室气体的浓度、当地环境的生态效应至关重要。论文研究了陕西黄土台塬近30 a表层（0~20 cm）土壤有机碳密度的空间分布特征,并探讨了气候、地形、土壤类型、土地利用与土壤有机碳密度和储量的关系。结果表明：1）近30 a黄土台塬土壤有机碳密度和储量呈增加趋势,且增加幅度愈来愈明显,其中,1985—2000年有机碳密度和储量的增量分别为0.20 kg/m²和1.46×10⁶ t,2000—2015年分别为0.75 kg/m²和10.87×10⁶ t。2）1985—2015年有机碳密度随气温和降水量的增加而增加,随高程和坡度的增加呈现先增加后减少的趋势,在高程679~779 m、坡度10°~20°范围达到最大值。3）大多数土壤类型有机碳密度和储量随时间延长呈增长趋势,其中,黑垆土有机碳密度增加最大（1.59 kg/m²）,黄绵土储量增量最多（5.64×10⁶ t）;不同土地利用类型有机碳密度和储量随时间延长也呈增加趋势,林草地有机碳密度增加量明显大于耕地。4）研究区表层土壤有机碳密度与气温、土壤类型、土地利用类型在P<0.001水平上相关性显著,与降水在P<0.05水平上显著相关。     

Dynamics of major air pollutants from crop residue burning in mainland China, 2000–2014

Based on satellite image data and China's Statistical Yearbooks(2000 to 2014), we estimated the total mass of crop residue burned, and the proportion of residue burned in the field vs.indoors as domestic fuel. The total emissions of various pollutants from the burning of crop residue were estimated for 2000-2014 using the emission factor method. The results indicate that the total amount of crop residue and average burned mass were 8690.9 Tg and4914.6 Tg, respectively. The total amount of emitted pollutants including CO_2, CO, NOx,VOCs, PM_(2.5), OC(organic carbon), EC(element carbon) and TC(total carbon) were 4212.4–8440.9 Tg, 192.8–579.4 Tg, 4.8–19.4 Tg, 18.6–61.3 Tg, 18.8–49.7 Tg, 6.7–31.3 Tg, 2.3–4.7 Tg, and8.5–34.1 Tg, respectively. The emissions of pollutants released from crop residue burning were found to be spatially variable, with the burning of crop residue mainly occurring in Northeast, North and South China. In addition, pollutant emissions per unit area(10 km ×10 km) were mostly concentrated in the central and eastern regions of China. Emissions of CO_2, NOx, VOCs, OC and TC were mainly from rice straw burning, while burning of corn and wheat residues contributed most to emissions of CO, PM_(2.5) and EC. The increased ratio of PM_(2.5) emissions from crop residue burning to the total emitted from industry during the study period is attributed to the implementation of strict emissions management policies in Chinese industry. This study also provides baseline data for assessment of the regional atmospheric environment.     

山区高速公路空间郁闭度对驾驶员视觉及生理指标的影响

为了解高速公路空间郁闭度对驾驶员视觉行为和心理状态的影响规律,在山区高速公路开展室外实车试验,采用Dikablis眼镜式眼动仪和Varioport生理记录仪记录了驾驶员的眼动和生理数据,包括注视时间百分比、平均注视时间、扫视幅度、眨眼率、心电、心率、皮电等。结果表明,随空间郁闭度增加,驾驶员皮电和扫视幅度增大,眨眼率和平均注视持续时间减小,视点越来越集中。随着驾驶员的逐渐适应,空间环境对驾驶员的心理影响逐渐减弱。驾驶员主要关注中间靠左区域,目标物为中央分隔带和前方道路。开敞空间下驾驶员对右侧区域有少量关注。半郁闭空间下驾驶员皮电呈现规律性的波动,对于左侧区域的关注明显增多,对右侧区域的注视持续时间较长,视点集中点更远。     

油田高压注汽盐析及预防研究

本文分析研究了油田注汽系统盐析现象及其成因和危害,并根据盐析成因探索了预防注汽盐析方法以减少甚至消除其危害。通过研究确定,采用高压旋流饱和蒸发与低压闪蒸和多效蒸集成技术是预防注汽系统盐析并减少甚至消除盐析及其造成的危害较为有效的方法。     

西安市PM_(2.5)的时空分布特征研究

大气污染物PM_(2.5)对空气质量造成严重危害,威胁着人类健康。根据西安市13个监测区2013年1月1日—4月26日的PM_(2.5)质量浓度数据,得出西安市PM_(2.5)的浓度呈冬季高、春季低的特点。结合西安市的海拔数据、气象资料,并引入污染系数,分析得出了西安市13个监测区PM_(2.5)的浓度有以下规律:从西到东递减;分布与海拔高度和风向特点相一致;与平均温度、最高温度、最低温度均呈现负相关关系,但相关性不是很高。这为PM_(2.5)的针对性治理工作提供了理论指导。     

松花江干流PAHs的底泥-水交换行为及时空异质性

为了解松花江干流底泥和水体中PAHs(多环芳烃)的环境分布行为,应用逸度方法研究了松花江中PAHs的底泥-水交换行为及时空异质性特征. 结果表明:K_OW(辛醇-水分配系数)影响PAHs的底泥-水交换行为,并与底泥-水交换的f_f(逸度分数)呈显著负相关(R=-0.801,P=0.000),而f_f与PAHs的溶解度则呈正相关(R=0.499,P<0.05);高环PAHs的底泥-水交换行为受w(OC)变化的影响较为强烈,w(OC)每提高0.10%,2~6环PAHs的f_f降低0.7%~11.0%;春季PAHs的底泥-水交换的f_f大于夏季. 低环的Nap(萘)表现出明显的由底泥向水体的迁移行为,Phe(菲)和FlA(荧蒽)几乎接近于平衡状态,而高环的BaP(苯并芘)和BgP(苯并苝)则相反. 夏季PAHs的大气传输及本地排放源的沉降,可能为松花江干流PAHs的主要来源;汇入支流的输入可视为主干河流水体中污染物的另一来源. 水体中2~4环PAHs处于中等变异,5~6环PAHs则表现为强变异;底泥中3~4环PAHs处于中等变异,而其他环数PAHs则呈强变异. 从季节性变化来看,夏季底泥中PAHs的CV(变异系数)相对较大,而春季水体中PAHs的CV则略大于夏季. 研究显示,PAHs物理化学性质的差异,水体中悬浮颗粒物和底泥中w(OC),以及外源性PAHs的输入,均会使不同环数PAHs在水体和底泥中的CV产生较大差异.      

垂直流湿地基质中酶的分布与氮磷及有机质的关系

为了解垂直流人工湿地基质中酶的空间分布特点及其与基质中氮磷和有机质的关系,采用垂直流人工湿地微宇宙试验系统进行了为期4个月的运行试验,分析种植植物的皇竹草系统和不种植物的对照系统基质中不同深度层酶活性的变化,以及酶活性与基质中污染物的关系. 结果表明:脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶、转化酶、蛋白酶和纤维素酶这6种酶的活性在上层(0~<10 cm)的分布特点相一致,即皇竹草系统基质中的酶活性显著高于对照系统(P＜0.05). 在垂直方向上,两个系统中6种酶的活性都表现为上层显著较高,这与基质中w(TN)、w(TP)和w(有机质)的分布规律相一致;Pearson相关性分析发现,脲酶活性与w(TN)、w(TP)、w(有机质)均呈极显著正相关(相关系数依次为0.951、0.970、0.933,P均小于0.01),过氧化氢酶、转化酶活性均与w(TN)呈极显著正相关(相关系数依次为0.997、0.916,P均小于0.01),磷酸酶活性与w(TP)、w(有机质)均呈极显著正相关(相关系数依次为0.925、0.919,P均小于0.01),转化酶活性与w(TP)呈显著相关(相关系数为0.869,P<0.05),纤维素酶活性与w(有机质)呈显著相关(相关系数为0.864,P<0.05). 研究显示,在垂直流人工湿地系统中种植皇竹草有助于提高基质中酶的活性,酶活性与氮磷及有机质等污染物的积累和迁移密切相关.      

分步沉淀法处理酸性矿山废水

采用分步沉淀工艺处理酸性矿山废水,考察了工艺条件对废水中有价金属元素回收效果的影响。实验结果表明:Ca(OH)_2为适宜的废水pH调节剂;调节废水pH至4.00左右并投加0.05 mL/L的H_2O_2,可首先去除Fe~(2+)及Fe~(3+),得到富Fe渣(w(Fe)=51.00%);调节废水pH至6.00~6.50,先投加50 mg/L的Na_2S,去除废水中的Cu~(2+),获得富Cu渣(w(Cu)=10.89%),再将Na_2S的投加量增至100 mg/L,去除废水中的Zn与Mn,获得富Zn-Mn渣(w(Cu)=2.37%,w(Mn)=6.79%,w(Pb)=1.61%);进一步调节废水pH至8.40,可去除剩余的Zn、Mn及其他重金属。分步沉淀工艺处理后的废水可达标排放,产生的富Fe渣、富Cu渣及富Zn-Mn渣可直接出售或具有利用价值。分步沉淀工艺可实现有价金属元素的高效回收,大幅度降低废水处理的实际成本,值得工程应用与推广。