济南市夏季典型臭氧污染过程VOCs组分特征及来源分析

基于2021年6月16~26日济南市一次典型臭氧（O₃）污染过程,结合107种VOCs监测数据,以山区背景点做参照,分析了市区在不同污染时期（清洁期CP、污染上升期PRP、重污染期HPP和污染下降期PDP）O₃及其前体物挥发性有机物（VOCs）的变化特征,并运用正定矩阵因子分解模型（PMF）和箱式模型（OBM）识别VOCs的主要来源和O₃生成机制及敏感性物种. 结果表明,市区HPP期ρ（O₃-8h）均值为（246.67±11.24）μg·m^-3, ρ（O₃-1h）峰值为300 μg·m^-3,VOCs体积分数和NO₂浓度受边界层高度和风速降低影响,分别高出其它3个时期76.99%~145.36%和127.78%~141.18%,是O₃污染加重的主要原因. 市区VOCs中烷烃、含氧挥发性有机物（OVOCs）和卤代烃占比较大,为43.81%、20.98%和17.43%,三者在HPP期增长明显,丙酮、丙烷和乙烷各时期均为体积分数前3物种,异戊烷HPP期增长最多;臭氧生成潜势（OFP）占比较大的有烯烃、烷烃和芳香烃,为40.19%、28.06%和21.92%,1-丁烯、甲苯、异戊烷和异戊二烯是OFP较高的物种,异戊二烯在PRP期最高,除此以外均为1-丁烯最高,异戊烷HPP期受体积分数影响OFP明显升高. VOCs与CO相关系数初步表明机动车尾气与油气挥发是HPP期VOCs主要来源,进一步采用PMF发现溶剂使用源、燃烧源、机动车尾气+油气挥发源、工业排放源和植物源是市区VOCs的重要来源,其中HPP期机动车尾气+油气挥发源对VOCs的贡献高出其他时期3.09~14.72倍,溶剂使用源对VOCs的贡献是CP期和PRP期的2.50倍左右,说明机动车尾气+油气挥发源和溶剂使用源是造成VOCs体积分数增长的主要来源. 潜在源和浓度权重分析发现VOCs还受东北方向滨州和东营传输的影响. OBM结果表明,市区O₃生成主要路径为过氧化羟基自由基（HO₂·）和甲基过氧自由基（CH₃O₂·）两者与NO反应,HPP期臭氧净生成速率[P（O₃）_net]为24×10^-9 h^-1,敏感性实验表明O₃生成对VOCs中的烯烃组分最敏感,1-丁烯、丙烯、顺-2-丁烯和乙烯是O₃生成的优控物种.     

清江流域亚硝胺及其前体物质的分布特征及风险评价

亚硝胺是一类具有高致癌性和致突变性的含氮有机污染物. 支流水系作为我国中小城镇的主要饮用水源,其亚硝胺的污染情况尚不明确,关于支流河水中亚硝胺及其前体物质浓度的研究仍十分缺乏. 以水体中常见8种亚硝胺为研究对象,检测了长江一级支流清江河水及氯胺化处理后水样中亚硝胺浓度组成特征,并针对重要的污水排放源进行重点监测,分析亚硝胺及其前体物质的环境影响因素,评估其健康和生态风险. 结果表明,清江河水共检出6种亚硝胺,其中主要亚硝胺为NDMA[（10 ±15）ng·L^-1]、NDEA[（9.3 ±9.3）ng·L^-1]和NDBA[（14 ±7.8）ng·L^-1],氯胺化反应后的水样中有7种亚硝胺检出,主要为NDMA-FP[（46 ±21）ng·L^-1]、NDEA-FP[（26 ±8.3）ng·L^-1]和NDBA-FP[（22 ±13）ng·L^-1];河水中亚硝胺的浓度分布整体呈现为中游高于上游和下游,在有污水排放与支流汇入点的亚硝胺浓度明显高于其他点位;对污水直接排放点的监测发现,携带有亚硝胺及其前体物质的污水输入是河水中亚硝胺的主要来源;此外,3种主控污染物NDMA、NDBA和NDEA的浓度存在一定相关性,主要原因是其存在相似的污水来源;饮用水源地亚硝胺浓度对当地居民存在潜在致癌风险（2.4×10^-5）;此外,由于清江具有较高的亚硝胺生成潜能,其饮用水致癌风险可能会更高;生态风险评价表明,亚硝胺对于清江流域的生态风险商值低于0.002,生态风险可忽略不计.     

长期饥饿下厌氧氨氧化反应器的启动与恢复性能

厌氧氨氧化菌生长缓慢,其富集过程困难,是限制厌氧氨氧化技术应用的瓶颈. 因基质供应不足导致的功能菌长期饥饿使厌氧氨氧化（ANAMMOX）反应器稳定运行面临更大挑战. 从长期饥饿的视角出发,重新审视厌氧氨氧化反应器的启动和恢复性能、揭示其抗性机制具有现实意义. 分别采用硝化和反硝化污泥在不同运行条件下成功启动了厌氧氨氧化反应器,分析了长期饥饿后不同启动策略下反应器的恢复性能,及污泥对长期饥饿的耐受机制. 结果表明,接种反硝化污泥的反应器采用高基质浓度低流速运行更稳定,运行85 d后NH₄⁺-N、NO₂^--N和总氮去除率分别高达98.7%、99.3%和89.3%;但长期饥饿（144 d）后采用低基质浓度高流速运行的氮去除性能更优,NH₄⁺-N、NO₂^--N和总氮去除率可在30 d后分别恢复至99.8%、99.8%和93.6%. 研究发现,饥饿期胞外多聚物将厌氧氨氧化菌包裹,有助于保持细胞完整以抵抗长期饥饿胁迫;nirS、hzsA和hdh基因的表达,保证了亚硝酸盐/一氧化氮氧化还原酶、联氨合成酶和联氨脱氢酶的合成,有助于维持厌氧氨氧化活性. 饥饿恢复前后厌氧氨氧化菌属的相对丰度无显著差异,其中Candidatus Kuenenia经30 d恢复后相对丰度提升86%以上,表明其对长期饥饿更具耐受性.     

广东省近岸海域微塑料赋存特征与风险评价

微塑料在海洋环境中广泛存在,成为了一种备受关注的新污染物. 为揭示广东省近岸海域表层海水中微塑料的污染特征,自江门至汕头选择了9个海湾（河口）,通过现场采样、氧化消解、目视识别和成分鉴定等方法探究微塑料的分布和组成特征,解析其潜在来源,并结合污染负荷指数法和聚合物风险指数法评估其生态风险. 结果表明,广东省近岸海域30个表层海水样品中均检出微塑料,微塑料的丰度范围为70~920 n·m^-3,平均丰度为（295.3 ±175.3）n·m^-3. 空间分布上,微塑料的最高丰度出现在珠江口,最低丰度出现在神泉湾. 组成特征上,微塑料的主要成分为聚丙烯（31.2%）、酚醛树脂（16.0%）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（15.3%）和聚乙烯（10.9%）,主要形状、颜色和尺寸类别分别为纤维（57.5%）、透明（72.0%）和0.5~1 mm（32.8%）. 微塑料的可能来源主要包括水产养殖、渔业捕捞、航海、旅游、市政污水排放和洋流输送. 模型评价结果显示,微塑料的污染负荷风险较低,但聚合物风险处于中-高水平. 研究结果为广东省塑料污染治理行动方案提供数据基础,并为海洋微塑料污染防治工作提供支撑.     

甘肃陇南锑矿区污染及微生物群落结构特征

锑（Sb）是有色金属矿山开采和加工中对环境造成严重威胁的重点污染物,与砷（As）的硫化物和氧化物共存. 微生物对土壤中重金属的迁移转化及修复具有重要意义. 目前,锑矿不同功能分区（采矿区和冶炼区）中重金属有效态对土壤微生物群落结构的生态效应仍知之甚少. 为掌握不同功能分区中重金属污染特征及重金属有效态与土壤微生物群落之间的相互作用关系,采用Wenzel连续提取法和16S rDNA 高通量测序技术测定了Sb和As的化学形态及微生物信息. 结果表明,Wenzel连续提取后Sb和As的化学形态分布占比大小为：无定型铁铝氧化物结合态（F3）>晶质铁铝氧化物结合态（F4）>残渣态（F5）>专性吸附态（F2）>非专性吸附态（F1）. 潜在生态风险指数（RI）和地累积指数（I_geo）显示,Sb污染程度大小为：冶炼区>采矿区>对照区,冶炼区为严重污染,采矿区为中度至重度污染;As污染程度大小为：采矿区>冶炼区>对照区,采矿区和冶炼区均为中度至重度污染. 16S rDNA 高通量测序显示：Proteobacteria是采矿区与冶炼区中相对丰度最高的门, Kaistobacter、Pseudomonas、Sphingomonas和Lysobacter是采矿区与冶炼区中相对丰度最高的属;Geobacter和Luteolibacter在采矿区有较高的LDA得分,Thiobacillus在冶炼区具有较高的LDA得分. Spearman相关性、方差分解（VPA）和随机森林预测（RF）表明,Sb、As、有效态锑[Sb（Bio）]和有效态砷[As（Bio）]是影响锑矿不同功能分区中微生物群落结构的主要因子;冗余分析（RDA）显示,对属水平微生物群落结构的影响大小为：As（Bio）>Sb（Bio）>Sb>As,Sb及Sb（Bio）和Nitrospira呈现显著负相关关系,和Thiobacillus呈现显著正相关关系（P<0.05）. 通过深入研究重金属污染特征及重金属有效态对微生物群落结构的生态效应,可为锑矿区生态修复和生态环境管理提供参考.     

基于MGWR的滨海区土壤盐渍化分布空间预测及影响因素分析

定量分析土壤盐渍化影响因素的空间非平稳性特征,预测其空间分布,对于合理利用滨海盐渍土资源和制定局部针对性防控措施具有重要意义. 以山东省东营市河口区为研究区,通过经典统计学方法对土壤盐渍化状况进行描述性统计分析;利用空间自相关理论探讨研究区土壤盐渍化全局与局部空间结构特征;选取与土壤盐渍化相关的影响因素,采用多元线性回归（MLR）、地理加权回归（GWR）和多尺度地理加权回归（MGWR）方法对研究区土壤盐渍化空间分布进行建模预测,分析不同影响因素与土壤盐渍化的空间非平稳性特征. 结果表明：① 研究区土壤含盐量均值为5.84 g·kg^-1,整体表现为重度盐渍化,全局Moran''s I指数为0.19 （P<0.00）,空间聚集特征明显;② 3种模型中,MGWR模型建模精度最高. 与MLR模型相比,GWR和MGWR的R_adj²分别提高了0.05和0.07,RSS分别减少210.13和179.95;③ MGWR回归结果表明,从不同影响因素标准化回归系数均值看,表层土壤盐渍化空间分布主要受中层土壤含盐量、黏粒含量和植被覆盖度影响. 不同影响因素对土壤盐渍化的空间非平稳性特征较为显著;④ MGWR土壤盐渍化空间分布预测结果表明,土壤含盐量高值区域（≥6 g·kg^-1）主要分布于研究区北部,空间上整体呈现从沿海向内陆降低的趋势. 研究结果可为县区及更大范围利用MGWR开展土壤盐渍化影响因素分析与预测制图提供参考.     

关中地区大气臭氧污染变化特征及其来源解析

关中城市群发展基础较好和开发潜力较大,是中国西部地区的重要经济和文化中心. 近年来关中地区空气质量的持续改善受到了近地面臭氧（O₃）问题的显著影响,为采取有效措施防治O₃污染,基于2018~2021年环境监测数据分析关中地区O₃浓度年、月及日变化等特征规律;采用地理探测器研究O₃浓度空间分异的驱动因素,通过后向轨迹模型和排放因子法等方法解析O₃来源. 结果表明,关中地区O₃浓度日、月变化呈单峰型特征,日最高值出现在15：00,最低值出现在07：00,月均峰值出现在6月,谷值出现在12月,O₃浓度夏季最高,春季次之、冬季最小;O₃超标天数中以轻度污染为主,且中度及以上污染呈先下降后增加趋势;关中地区O₃浓度主要与前体物和气象因素关系密切,且各因子交互作用的解释力显著大于单一因子;关中地区O₃浓度区域传输主要受偏东向气流影响,其次是西北方向,潜在源区主要在河南省和湖北省;挥发性有机物（VOCs）本地主要来源为溶剂使用源、工艺过程源和移动源,氮氧化物（NO_x）主要排放源为移动源和工业生产燃烧源. 研究结果对关中地区O₃科学防控具有指导意义.     

分类前后苏州市生活垃圾管理的环境效益比较

为系统认识生活垃圾分类对城市环境效益的提升,基于2017~2021年苏州市推行分类前后生活垃圾的处置数据,核算整个收运-处置过程的环境影响潜值,预测苏州市到2035年生活垃圾全过程管理的环境效益. 苏州市自2019年底全面实施生活垃圾分类后,单位质量生活垃圾的环境影响潜值（以PET₂₀₀₀计,下同）由2017年的2.34×10^-13 t^-1降至2021年的1.91×10^-13 t^-1,降幅18.38%,分类可改善生活垃圾全过程管理的环境效益. 以苏州市2021年生活垃圾清运情况为基准,设定不同前端分类效果-后端分质处置规模情景测算,发现生活垃圾前端分类效果梯度提升且末端分质处置能力相应配套后环境效益进一步提升,厨余垃圾分出率和纯度分别提高至40%和95%且实现“垃圾零填埋”的规划处置能力情景下,单位质量垃圾环境影响潜值和碳排放总量较2021年实际情况分别减少23.96%和30.73%. 建立基于苏州市人口规模及经济发展水平的线性模型,预计到2035年苏州市的生活垃圾清运量达696.50万t. 在苏州市生活垃圾前端分类不断改善及环境卫生持续优化的背景下,基于苏州市末端处置能力现状,至2035年分类效果提高后单位质量生活垃圾环境影响潜值为1.54×10^-13 t^-1,总环境影响潜值1.05×10^-6,碳排放总量达到380.17万t;在垃圾末端分质处置规模扩大、原生生活垃圾“零填埋”、厨余垃圾充分资源化的理想情景下,2035年单位质量生活垃圾环境影响潜值为1.28×10^-13t^-1,总环境影响潜值和碳排放总量分别为8.69×10^-7和322.57万t,分别较2021年实际情况减少约5.65%和1.23%. 统筹推进分类收运和分质处置的协同,能更好地控制生活垃圾管理过程的潜在环境影响和碳排放.     

黄河三角洲不同植物群落土壤有机碳特征及其影响因子

土壤有机碳的变化对于土壤质量演变有着十分重要的意义. 以黄河三角洲潮上带芦苇（Phragmites australis）、盐地碱蓬（Suaeda salsa）和柽柳（Tamarix chinensis）群落为研究对象,分析0~50 cm土层范围内土壤有机碳（SOC）、易氧化有机碳（EOC）、溶解性有机碳（DOC）和颗粒有机碳（POC）的分布特征,并基于紫外-可见光谱、三维荧光光谱和平行因子分析（PARAFAC）技术,对土壤溶解性有机物（DOM）的组成和来源进行解析,最终结合土壤理化性质揭示影响不同植物群落土壤有机碳和DOM组分特征的关键因子. 结果表明：①不同群落比较,盐地碱蓬群落ω（SOC）最高,为7.53 g·kg^-1,柽柳群落ω（DOC）最高,为0.98 g·kg^-1,芦苇群落ω（EOC）和ω（POC）显著高于盐地碱蓬和柽柳群落,分别为1.47 g·kg^-1和0.65 g·kg^-1;垂直分布上,除POC含量外,均呈现出随着土层加深而降低的趋势. ②芦苇、盐地碱蓬和柽柳群落土壤DOM的主要成分均为腐殖质、类蛋白物质、类富里酸物质,其中外源组分在以上群落中占比分别为55.80%、56.41%和52.81%;③不同群落比较,芦苇群落的腐殖化程度显著高于盐地碱蓬和柽柳群落,但其芳香化程度和自生源占比显著低于柽柳群落;垂直分布上,DOM芳香化和腐殖化程度随土层的加深逐渐增加,且深层土主要以疏水组分占比低的相对分子质量小的DOM为主. ④冗余分析可知,N（P<0.01）、NO₂^--N（P<0.01）和NH₄⁺-N（P<0.05）是影响土壤有机碳和DOM组分变化的关键因子.     

秸秆与生物炭施加对茉莉园土壤真菌群落及有机碳库特征的影响

为阐明秸秆与生物炭施加后茉莉园土壤真菌群落及有机碳库组分分配的变化特征,测定分析了茉莉园对照、秸秆和生物炭处理0~15 cm土壤真菌群落特征与有机碳库组分,并计算其碳库管理指数（CPMI）. 结果表明,秸秆与生物炭施加后土壤真菌群落多样性均降低,各处理中优势菌属结构发生变化,生物炭处理下土壤真菌群落结构与秸秆处理和对照组差异显著. 冗余分析（RDA）表明,土壤真菌群落结构主要受土壤容重、C∶N、盐度和TN影响. 另外,秸秆处理下土壤活性有机碳（LOC）与对照组相比显著增加87.44%（P<0.05）,生物炭处理中土壤可溶性有机碳（DOC）、微生物生物量碳（MBC）较对照组分别显著增加22.27%和23.17%（P<0.05）. 相比于对照组,秸秆处理下碳库活度（L）显著提高（P<0.05）,生物炭处理中碳库指数（CPI）显著增加（P<0.05）. Spearman相关性分析表明土壤活性有机碳组分受到真菌优势菌属的调控. FUNGuild功能预测结果表明,秸秆与生物炭施加后腐生营养型及其兼性营养型真菌对土壤活性有机碳组分和碳库管理指数有着重要影响.