农田土壤微塑料污染及其对植物的影响研究进展

微塑料(microplastics, MPs)是一种新型环境污染物,不仅危害海洋生态系统,也广泛存在于陆地生态系统,可以通过土壤进入植物体,进而危害人类健康。该文系统综述了农田环境中MPs的研究进展及未来方向。详细介绍了国内外土壤中MPs的形态、来源、积累过程及MPs对土壤结构和功能的影响;重点阐述了MPs对生物、植物的生态影响以及MPs和金属镉复合污染对植物的影响;并展望了农田环境中的MPs研究的未来方向及重点,以期为全面了解农田中MPs研究现状及未来研究提供信息和科学指导。     

持久性有机污染物土气交换过程影响因素分析

持久性有机污染物(POPs)在全球范围内进行远距离传输过程中,土壤既是污染物的主要汇,又是空气中污染物的潜在来源.土气交换过程是POPs环境归宿的重要环节,该交换过程受POPs理化性质、近地面气象条件、土壤理化性质及植被覆盖等因素的影响.对近期报道的POPs土气交换过程影响因素研究进行了综述与展望,列出了研究中涉及的重要模型及公式.环境温度的变化既能改变目标物在气固相之间的分配行为,影响空气中污染物的干湿沉降和气态交换过程,也能够通过近地面温度场的梯度变化影响污染物在土气交换过程中的垂直紊流扩散.此外,近地面水平风速的变化也会影响目标物的在近地面空气中的垂直紊流扩散.土壤有机质含量及种类控制了土壤中POPs的吸附/解吸过程,土壤温度和湿度影响污染物的土气分配系数,土壤矿物组成也会影响污染物吸附和解吸过程.地面植被能够吸收和吸附空气中气态和颗粒态POPs,通过雨水淋刷和枯落物凋落转移到土壤中;植被覆盖可以减少土壤的温度变化,减少土壤中POPs的挥发.尽管近年已经取得丰硕的成果,但在土气交换过程多因素耦合影响量化评估、动态评估POPs在典型场地原位复杂环境下的土气交换通量、在区域尺度量化植被对城市中POPs土气交换的影响等方面有待开展深入研究工作.     

岸线码头密度对河道水动力和污染物输移影响分析——以武汉河段为例

为研究岸线码头密度对河流水动力变化及污染物输移的影响,以武汉河段为例,基于Mike21模型建立了适用于该河段的平面二维水动力-水质模型,计算了长为9.6 km的岸线范围内布置不同密度码头群后引起的附近区域内水位、流速变化以及突发水污染事故后的自净能力变化,从空间差异性、最大变幅等角度对比了三者的差异,并归纳了码头密度与水动力条件、污染物浓度变幅之间的关系.结果 表明:(1)随着码头密度增加,工程区上游水位变化较流速更敏感,工程区及下游局部位置水位变幅较小,而流速变化较为敏感,表现为前沿主流区流速增大,近岸区流速减小;当码头密度大于1.25～2.5座/km的临界范围后,水动力条件随码头密度的变幅逐渐减缓.(2)修建码头后,受水动力变化影响,工程区河段上游污染物浓度变化呈"峰前减、峰后增",但工程区下游呈"峰前增、峰后减"的特征;工程区间内表现为主流区浓度增大、近岸带浓度减小、高浓度滞留时间总体增加的变化特点.(3)受码头工程群影响,无论是区间整体上,还是局部范围内,污染物浓度相对水动力条件变幅更大,对河段内水源地的取水可能造成不利影响.以上认识对于河流岸线开发利用规模选取和效应评估具有参考意义.     

环境样品中微塑料及其结合污染物鉴别分析研究进展

微塑料作为一种新型污染物,具有难以被彻底降解、在环境中分布广泛、易结合疏水性有机污染物和重金属等特性,已成为国内外学者研究的热点问题.近年来,微塑料在海水、淡水、沉积物、土壤和大气等环境介质中不断被报道,且数量不断增加,甚至在人口稀少的偏远地区均有微塑料的检出.微塑料尺寸较小极易被生物误食,微塑料及其结合的污染物对生态环境产生潜在风险.开展微塑料及其结合污染物鉴别分析技术是研究微塑料环境行为、生态毒理效应及风险防控的基础.本文梳理了微塑料的相关研究,总结和比较分析了不同介质(水体、土壤/沉积物、生物体、大气)中微塑料的采样、分离提取、定性(物理形态表征和化学组分鉴定)、定量(数量丰度和质量浓度)以及结合污染物的检测分析技术和方法,为相关领域的研究提供了方法学的参考.     

新型铁碳微电解填料制备与除磷性能评价

针对传统铁碳填料处理污水活性低的问题,通过均质化-碳化-成型工艺制备新型铁碳微电解填料,采用SEM-EDS、XRD等方法对制备填料进行了表征,探讨了新型填料除磷机理;同时,开展了填料制备条件优化及生活污水除磷性能评价研究。结果表明,新型填料(Fe-C)由于焦油经高温碳化处理可在海绵铁表面及内部孔道形成大量铁碳微原电池,提高了电化学反应速率,其磷脱除率显著高于传统填料(Fe/C);在焦油/铁比(Tar/Fe)为0.3、碳化温度为950℃、恒温时间为0 min、黏结剂质量分数为30%、900℃焙烧90 min条件下,制备的填料除磷性能最佳,除磷效率达98%,可实现含磷废水达标排放。     

环境中的微塑料:赋存、检测及其危害

近年来,由个人护理品及废旧塑料直接或间接产生的微塑料不断地在各种环境介质中被检出,且微塑料会对生态系统产生各种危害,因此对微塑料的研究受到越来越广泛的关注。阐述了微塑料在水体、沉积物、沙滩和生物体中的赋存情况,介绍了微塑料的采集与分离方法,以及定性与定量分析方法。指出微塑料对环境及生物体产生的危害,提出现阶段研究存在的主要问题,并对今后的研究方向进行了展望。     

中国能源开采业碳排放脱钩效应情景模拟北大核心CSCDCSSCI

厘清能源开采中的碳脱钩问题,对于推动能源绿色开采和能源富集区高质量发展具有重要意义。本文基于广义迪氏指数分解模型和系统动力学模型,分析了能源开采业碳排放的主要驱动因素及脱钩效应,并通过情景模拟,评估了中国能源开采业碳脱钩的潜力,提出了能源绿色开采的政策建议。研究结果表明:①2009—2017年中国能源开采业碳排放呈现出先增后降趋势,2012年达到拐点5.26亿t后开始下降,2017年达3.65亿t。整体来看,产业规模效应对碳排放增长的贡献最大,能源强度效应也有部分贡献;投资效应、能耗效应、碳强度效应、技术效应与碳排放之间呈正相关关系,是主要的碳减排驱动因素。②基于能源-环境-经济的系统动力模型,能有效解释能源开采与碳脱钩效应之间的传导机理;碳强度效应、技术效应和碳排放因子是影响碳脱钩潜力的主要因素。2006—2017年间,中国能源开采业碳排放与GDP增长之间,除2008、2014—2016年表现为强脱钩,2009、2011年表现为扩张性负脱钩外,其余年份均表现为弱脱钩关系。③预计2020—2030年,中国煤炭、石油和天然气开采业碳排放与GDP增长之间,在基准情景下呈现出弱脱钩效应,在规划情景下自2014—2030年间均呈现出强脱钩效应;然而,碳排放与其能源产出之间,2021—2030年在基准情景下呈现扩张连接效应,在规划情景和对比情景下表现出程度不一的衰退脱钩效应。据此,未来中国能源开采业碳脱钩的政策重点,一方面应注重环境政策、税收政策、技术政策等政策变量间的协同作用,着力调整煤炭和石油天然气开采业的投资强度和产出规模,优化能源进口结构,进一步减少能源生产碳排放强度,提升能源绿色生产水平;另一方面,还应着力能源开采业能源消耗结构和能耗强度的调整,革新采掘技术和设备,以进一步降低碳强度,走高质量发展之路。     

基于疲劳累积破坏机制的储罐结构动力可靠度分析

针对随机风载荷作用下储罐结构动力可靠性问题,以300 m3的中小型立式低温储罐为研究对象,利用AR模型进行数值模拟得到风载荷的脉动风速时程与脉动功率谱密度函数。采用ANSYS建立储罐三维有限元模型,并对储罐进行动力学分析,计算出储罐结构的随机响应,进而求出随机风载荷作用下储罐结构动力可靠性所需全部数字特征,最后利用疲劳累积损伤机制计算得到储罐的动力可靠度。结果表明:假设结构强度不随时间退化,前5 a动力可靠度基本保持不变,随着使用年限的延长,动力可靠度下降速度明显增大。研究方法可为储罐的动力可靠性及寿命预测提供一定的理论依据。