运城秋冬季大气细粒子化学组成特征及来源解析

为研究运城市秋冬季细颗粒物（PM_2.5）的化学组成特征和污染来源贡献,于2018年10月15日至2019年3月15日利用四通道小流量颗粒物采样器在运城市对大气PM_2.5样品进行了连续采集.主要对水溶性离子、元素碳、有机碳和金属元素等化学成分进行了分析,并结合颗粒物化学质量重构法和正定矩阵因子分解模型（PMF）深入探讨.结果表明,采样期间PM_2.5质量浓度范围为29.37~370.11 μg·m^-3,期间有101 d高于我国《环境空气质量标准》（GB 3095-2012）中的二级标准,超标率为70.63%,说明秋冬季运城市大气污染较为严重.按照空气质量指数（air quality index,AQI）将采集样品分类为清洁,轻-中度污染和重度-严重污染,水溶性离子、有机碳、元素碳和金属元素分别占总PM_2.5浓度的40%、19%、5%、7%（清洁天）,46%、18%、4%、5%（轻-中度污染）和46%、21%、4%、4%（重度-严重污染）.二次离子NO₃^-、SO₄^2-和NH₄⁺是水溶性离子主要成分,分别占总离子浓度的81%（清洁天）、87%（轻-中度污染）和87%（重度-严重污染）.采样期间OC/EC的值分别为3.78（清洁天）、4.02（轻度-中度污染）和5.37（重度-严重污染）.随着污染程度的加剧,大气中二次有机气溶胶的污染情况也越发严重.此外,随着大气污染程度的加深,Fe和Cr元素浓度逐渐下降,而其余金属元素的浓度总体呈上升趋势.化学质量重构结果表明在运城市的PM_2.5中,二次无机盐、海盐、重金属、矿物尘、建筑尘、有机物和元素碳的质量分数分别为40%、1%、1%、5%、1%、32%和5%,且随着污染的加剧,二次无机盐的占比有所升高,矿物尘的占比降低.PMF分析结果表明,二次相关源、燃煤源、交通源与生物质燃烧及二次有机物是运城市灰霾暴发的主要原因.     

贫养分低有机质黄绵土中石油烃的生物去除特性及菌群结构变化

为探究陕北油田开采区贫养分低有机质土壤中石油烃的有效去除方法及修复特性,利用生物强化和生物刺激对陕北地区石油污染土壤进行修复研究,比较了两种修复方式对土壤中石油烃的去除效果和对土壤菌群结构多样性的影响.结果表明:相比生物强化修复方式,向土壤中施入氮素进行生物刺激修复更有利于土壤中石油烃的去除:向土壤中加入KNO₃调节土壤C/N为100∶20,在含水量为15.1%的条件下修复60 d时,土壤中石油烃去除率达到44.77%;接种降解菌强化修复对石油烃的去除率仅为17.87%.在5.1%和15.1%两种不同含水量条件下,接种的降解菌群可在土壤中生长并存活.外源菌的生长存活和石油烃降解无明显相关关系,影响石油烃降解的非生物因子为土壤养分和含水量,生物因子为土壤菌群的丰富度和均匀度.研究显示,在对污染土壤进行修复时,应“因地制宜”选择适合当地水热条件的修复方式以增加土壤菌群的稳定性,进而提高土壤微生物的代谢活性.      

基于UV-vis及EEMs解析周村水库夏秋季降雨不同相对分子质量DOM的光谱特征及来源

运用三维荧光光谱(EEMs)技术结合平行因子分析法(PARAFAC)以及紫外-可见光谱技术,对周村水库夏秋季降雨不同相对分子质量雨水的溶解性有机物(DOM)光谱特征和来源进行分析.结果表明,夏秋季降雨不同相对分子质量DOM的紫外-可见吸收光谱并无明显特征峰,吸收系数的变异系数在75%~469%之间,表明其性质在不同季节和相对分子质量上存在差异;a254和E3/E4变化说明DOM的相对浓度和富里酸所占DOM的比例随着季节由夏入秋而增加;三维荧光通过PARAFAC解析出4种组分,分别为类腐殖质(C1、C2)、可见区富里酸(C3)和类蛋白(C4);对4个组分进行相关性分析,结果显示C1与C2、C3以及C4具有显著的相关性(P0.01),C2与C3具有显著的相关性(P0.01);夏秋季降雨DOM总荧光强度以及各组分荧光强度差异明显(P0.05),类腐殖质(C1+C2)是其主要成分、富里酸的荧光强度和所占比例随着季节由夏入秋而增加、类蛋白随着季节由夏入秋而减少;夏秋季降雨有机物来源都呈现以自生源为主的特征,夏季降雨具有自生源特征更强、类蛋白物质含量和占比更多的特点;PCA分析显示夏秋季降雨中不同相对分子质量雨水荧光特征差异明显,并且组分C1、C2和C3与DOM特征参数[HIX、Fn(355)、Fn(280)、E3/E4、a254]以及水质参数(硝氮、氨氮、总氮以及有机碳)显著相关性(P0.01).通过对夏秋季不同降雨相对分子质量的DOM光谱特征研究,可以进一步分析水库大气沉降型外源输入的有机物污染特征,并为水库水质管理提供技术支持.     

Mechanochemical decomposition of pentachlorophenol by ball milling

The mechanochemical dechlorination of pentachlorophenol (PCP) was studied using CaO and SiO2 powder as additives. The e ects of the milling time and additives on the dechlorination rate were investigated. The resulting product was characterized by X-ray di raction (XRD), Fourier transform infrared spectra (FT-IR), thermogravimetric analysis (TG) and ion chromatography (IC). It is found that grinding operation could dechlorinate PCP, with the formation of inorganic chloride and amorphous carbon. The addition of quartz to the grinding mixture facilitated dechlorination. On the basis of the experimental results, the decomposition mechanism was proposed. Decomposition predominantly proceeds through rupture of C–Cl bond in PCP molecule, followed by the formation of inorganic chlorides.     

红壤对铬(VI)吸附特性的研究

通过云南三类红壤对Ｃｒ（ＶＩ）吸附行为的研究。结果表明，红壤对Ｃｒ（ＶＩ）有明显的吸附作用，等温吸附曲线可以用Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ方程、Ｌａｎｇｍｕｉｒ方程和Ｔｅｍｋｉｎ方程描述。最大吸附量为红壤＞赤红壤＞砖红壤。酸度、温度和有机质对红壤吸附Ｃｒ（ＶＩ）均有影响。低ｐＨ值时吸附量随ｐＨ值升高略有增加，ｐＨ值超过某一限度，吸附量急剧下降，直至基本不吸附；温度低于４０℃时，吸附量随温度升高而减少，但温度高于４０℃时，吸附量不再减少；随有机质加入量的增加，吸附量减少，其相关性红壤和赤红壤达显著水准，砖红壤达极显著水准。     

珠江口柱状沉积物中氮的形态分布特征及来源探讨

对珠江口4个柱状沉积物中的氮进行测定,研究了氮的存在形态、含量及垂向分布特征,探讨了沉积物中有机质的来源和输入途径.结果表明:TN含量的变化范围为850.62～2 340.85mg/kg,平均值 1 502.73mg/kg.垂直分布表现为底层向表层逐渐增加的总趋势,且两端含量变化较缓、中间较大.有机氮含量的变化范围为655.42～2 029.86mg/kg,平均值 1 187.86mg/kg.垂直分布表现为2种分布类型:随深度减小型和两端含量高、中间低型.无机氮中铵氮含量较高,变化范围47.59～739.61mg/kg,平均值为271.69mg/kg.铵氮在沉积物中的含量随深度而增加.TOC/TN比值在5至17之间,明显反映出有机质是陆源和水生2种来源的混合输入.总氮和有机氮的沉积过程有明显的同步效应,而和铵氮之间的同步相关性较小,并且因站位不同差异很大.     

土地利用方式对土壤有机质及其碳库管理指数的影响

采用野外调查和室内分析的方式对子午岭不同土地利用方式下,土壤有机质、3种活性有机质及其碳库管理指数(CMI)进行了研究,结果表明,土壤有机质、3种活性土壤有机质含量均随土层的加深逐渐降低,在土壤剖面基本表现为林地、撂荒未翻耕地>撂荒翻耕地>农用地.同一土层,3种土壤活性有机质含量及其有效率表现为低活性有机质>中活性有机质>高活性有机质.不同利用方式下,活性有机质有效率随有机质活性增强,呈现撂荒未翻耕地>林地>撂荒翻耕地>农用地的趋势.不同利用方式之间的CMI的差异随有机质活性的增强而增大,且影响深度也逐渐加深.在0~30cm土层内,林地3种活性有机质的CMI高于撂荒翻耕地和农用地;而在30cm之下土层,3种利用方式低活性有机质的CMI相差不大,但中活性有机质和高活性有机质的CMI表现为林地>撂荒翻耕地>农用地.3种活性土壤有机质与其他生物化学性质之间均表现为显著或极显著相关关系,表明活性有机质可以指示土地利用方式对土壤有机质和CMI的影响.     

基于Theil指数KAYA分解的中国碳排放差异性分析

为了量化2005至2010年中国各省区市之间碳排放差异性及其变化趋势,本文运用Theil指数KAYA分解方法进行研究,结果表明:全国人均碳排放差异逐年减小,能源强度是差异的主要影响因素,人均GDP是人均碳排放差异缩小的主要原因;东中西部和东北地区区域划分方法的组内差异大于组间差异,且中西部地区内部差异是造成全国差异的主要原因;相对"十一五"能源强度目标分解,"十二五"碳强度目标分解已考虑省市区差异,但其基本上根据人均GDP差异进行分组,且很大程度沿用了东中西部和东北地区区域划分。因此,建议在对各省区市分配减排指标时,考虑各地经济发展水平差异的同时兼顾产业结构和资源禀赋,并根据中西部地区内部排放差异将目标分解方案精细化     

太湖草、藻湖区沉积物WSOM组成和分子结构分析

草型湖泊（区）和藻型湖泊（区）是浅水湖泊的两种典型状态,两种湖泊中有机质（OM）的来源和转化存在明显差异.有机质在沉积物上的埋藏是湖泊碳汇功能的重要体现.沉积物中的有机质可能发生后续的转化,影响湖泊碳汇功能;其转化过程与其固有的性质密切相关.目前为止,有关草型和藻型湖泊沉积物中有机质的组成,特别是分子结构差异的信息较少.为此,采集太湖草型湖区（东太湖）和藻型湖区（梅梁湾）沉积物,提取和纯化沉积物中的水溶性有机质（分别记为M-WSOM和A-WSOM）,并采用紫外-可见吸收光谱、三维荧光光谱、傅立叶红外光谱和傅里叶变换-离子回旋共振-质谱（FT-ICR MS）对WSOM性质组成和分子结构进行详尽的表征与分析.结果表明：①M-WSOM的相对分子质量比A-WSOM的（E₂ ：E₃指标）稍大;FT-ICR MS的数据显示,M-WSOM和A-WSOM的相对分子质量分别为388.9和379.9.②M-WSOM的芳香性略高于A-WSOM的（SUVA₂₅₄和HIX指标）;同样地,FT-ICR MS的结果显示,M-WSOM中稠环芳烃（6.3%,强度加权平均占比,下同）、芳香类物质（7.7%）的含量高于A-WSOM （分别为1.1%和4.4%）;③荧光组分结果表明A-WSOM中类蛋白质组分的含量大于M-WSOM;FT-ICR MS的结果与之对应,A-WSOM的多肽含量（35.5%）高于M-WSOM的（15.6%）;④质谱数据显示了高分辨的分子信息：M-WSOM和A-WSOM中,沉积物中含杂原子的分子分别占82.9%和91.7%;其中含氮元素的分子占比高达53.5%和78.5%;含磷元素分子占30.4%和41.4%,M-WSOM磷元素主要分布在脂肪烃和高度不饱和低氧物质中,而A-WSOM则主要分布在多肽中.揭示了浅水湖泊两种典型状态沉积物OM的组成和分子结构;有助于研究湖泊沉积物的温室气体排放,及碳、氮、磷元素的生物地球化学过程.     

太湖北部沉积物不同形态磷提取液中有机质的特征

综合应用高效体积排阻色谱、三维荧光光谱、红外光谱及元素分析等方法,研究了太湖北部3个湖区表层(0～10 cm)沉积物不同形态磷提取液中有机质的特征,并探讨了有机质与磷之间的关系.结果发现,沉积物中总磷的含量与其上覆水体的营养水平相一致;有机C/N、C/P比值在8.5～11.9和188.5～256.6之间,表明沉积物中有机质以湖泊内源自生为主,受陆源输入的影响很小.不同磷形态提取液中有机质的相对分子质量分布和三维荧光光谱存在很大差异,但不同沉积物之间的差别并不显著.3种提取液中有机质的相对分子质量顺序依次为：HCl＞NaOH＞NaHCO₃,其重均相对分子质量(M_w)和数均相对分子质量(M_n)分别在4 983～5 873和3 642～5 065、 3 628～4 198和2 334～2 616、 3 282～3 512和2 249～2 380之间,可能反映了不同提取液中有机磷的组成及其生物活性的不同.沉积物提取液中有机质的三维荧光光谱均以类富里酸荧光峰A(E_x/E_m=230～260　nm/360～470　nm)或C(E_x/E_m=290～320　nm/390～460　nm)为主,NaHCO₃和HCl提取液中还分别发现了类蛋白荧光峰B(E_x/E_m=275～280　nm/340～360　nm)和D(E_x/E_m=225　nm/330～350　nm)及类腐殖酸荧光峰E(E_x/E_m=360～375　nm/460～470　nm).这些荧光光谱特征不仅揭示了不同提取液中有机质组成的差异,而且可能表明了太湖沉积物中有机质的降解受到再悬浮作用的强烈影响.此外,沉积物胡敏酸红外光谱中1 059～1 082　cm^-1的吸收谱带也可能反映了磷酸盐的存在.