2015~2021年青藏高原地表臭氧时空变化及驱动因素分析

基于青藏高原12个城市2015~2021年的大气污染监测数据和气象数据,分析了青藏高原地表臭氧（O₃）时空分布格局. 采用KZ滤波将O₃-8h原始序列分解为不同时间尺度的分量,并利用气象变量的多元线性回归定量地分离出气象和排放的影响. 结果表明,2015~2021年青藏高原12个城市地表ρ（O₃-8h）均值为78.7~156.7 μg·m^-3,O₃浓度超标率（国家二级标准）为0.7%~1.5%. O₃-8h月浓度变化呈单峰倒“V”型和多峰“M”型,浓度峰值出现在4~7月,谷值多出现在7月、 9月和12月. 经KZ滤波分解的O₃-8h短期、季节和长期分量对12个城市O₃-8h原始序列总方差的贡献率分别为29.6%、 51.4%和9.1%. 从整个区域看,2015~2017年气象条件对青藏高原O₃降低不利,使得O₃-8h长期分量升高0.2~2.1 μg·m^-3. 2018~2021年气象有利于O₃浓度降低,导致O₃-8h长期分量降低0.4~1.1 μg·m^-3. 气象条件增加了阿里、拉萨、那曲、林芝、昌都、海西和西宁的O₃-8h长期分量,其平均贡献率为30.1%. 气象条件降低了日喀则和果洛的O₃-8h长期分量,贡献率分别为359.0%和56.5%. 阿里、日喀则、那曲、海西和西宁O₃-8h长期分量的上升可能是由于PM_2.5长期分量快速下降[4.04 μg·（m³·a）^-1]导致.     

2018~2021年成都市碳质气溶胶变化特征分析

碳质气溶胶是细颗粒物（PM_2.5）的重要组成部分,可影响全球气候变化、大气能见度、区域空气质量和人类健康. 为了探究减排背景下碳质气溶胶的长期变化特征,通过实时在线监测获取了2018～2021年成都市PM_2.5样品中的有机碳（OC）、元素碳（EC）、挥发性有机物（VOCs）浓度以及相应的气象数据. 结果表明,监测期间ρ（OC）和ρ（EC）均值分别为（10.9 ±5.7）μg·m^-3和（2.6 ±1.9）μg·m^-3,在PM_2.5中占比分别为25.2%和6.0%,ρ（SOC）均值为（5.7 ±3.3）μg·m^-3,在OC中的占比为52.9%. OC和EC浓度随PM_2.5年际变化趋势一致,2018~2020年呈下降趋势[PM_2.5：年均下降浓度为-7.1 μg·（m³·a）^-1,年均降幅为-14.6 %·a^-1;OC：年均下降浓度为-1.7 μg·（m³·a）^-1,年均降幅为-14.2 %·a^-1;EC：年均下降浓度为-0.1 μg·（m³·a）^-1,年均降幅为-4.4 %·a^-1],2021年各污染物浓度较2020年均有不同幅度反弹. PM_2.5和OC浓度大小为：冬>春>秋>夏,EC浓度大小为：冬>秋>春>夏,OC和EC占比分别呈夏季和秋季高于其他季节,对应季节OC和EC占比分别为26.8%和6.9%. 随着污染程度的加重,OC、EC和SOC浓度逐步上升,但在PM_2.5中的占比却呈下降趋势,说明成都市PM_2.5污染的控制因子并不是碳组分. 源解析结果表明,成都市碳质气溶胶主要受机动车、工业源、生物质燃烧源、VOCs二次转化影响. 2019~2021年,EC受VOCs中机动车特征组分影响逐年下降,春季和秋季OC和EC受VOCs影响大于其他季节,春秋季节应加大VOCs排放治理,减少二次转化影响.     

不同污染等级下阳泉市PM2.5传输特征和潜在源区分析

利用2020~2022年阳泉市的PM_2.5监测数据、NCEP数据及对应时刻天气形势分析的气象资料,采用 HYSPLIT4 后向轨迹模式,引入多站潜在源贡献因子分析法（MS-PSCF）和轨迹密度分析法（TDA）,对阳泉市PM_2.5传输通道和潜在源区分区域、分级别研究. 结果表明：①阳泉市PM_2.5污染主要集中在阳泉和平定,盂县相对较轻,阳泉和平定的不同污染等级天数占比及PM_2.5浓度的平均值和最高值均要明显比盂县高,PM_2.5分布特征与本地特殊地形密切相关. ②小风天气下不同污染等级PM_2.5污染次数最多、PM_2.5浓度最高;东西向区域输送对阳泉和平定PM_2.5污染次数和PM_2.5浓度影响明显,且偏东风贡献显著;盂县中度以上天气以本地污染源影响为主. ③中度以上污染天气生成维持的地面形势主要有4种,暖低压型（22%）、高压前部（底部）型（54%）、高压后部型（14%）和均压场型（10%）,高压前部（底部）型是造成PM_2.5浓度升高的主要地面形势;高空形势主要有2种,平直西风气流型（78%）和西北气流型（22%）,平直西风气流型是造成PM_2.5浓度升高的主要高空形势. ④MS-PSCF和TDA分析法得出的PM_2.5不同污染等级的传输通道和潜在源区结果具有一致性,PM_2.5主要传输通道为东北、东南和西北通道,东北和东南通道为短距离传输,是造成PM_2.5浓度增加的主要路径,西北通道与西北沙尘传输通道一致,属于长距离传输;PM_2.5主要的污染潜在源区位于河北中西部与东南部、河南东北部及其与山东西南部交界处、山西东南部.     

鹤壁市臭氧及VOCs污染特征、来源与减排控制策略分析

为解决鹤壁市臭氧（O₃）污染问题,基于2022年夏季（6~9月）常规污染物及挥发性有机物（VOCs）在线小时分辨率监测数据,采用OFP-PMF源解析-EKMA相结合的方法,进行O₃污染及其前体物VOCs来源与减排的污染控制策略分析. 结果表明,O₃多发生于高温低湿低压条件,芳香烃和含氧挥发性有机物（OVOCs）对臭氧生成潜势（OFP）及VOCs组分贡献较大,是活性和浓度优势物种. 源解析结果表明机动车尾气源（25.3%）是鹤壁市VOCs的主要来源,其次是工艺过程源（17.7%）和生物质燃烧源（17.6%）. 因此,与化石燃料及工业生产相关的排放源是鹤壁市大气VOCs的亟待控制源. 在O₃污染时期,鹤壁市臭氧生成处于VOCs控制区,基于EKMA的减排模拟结果显示,对VOCs和氮氧化物（NO_x）进行协同减排,且VOCs减排75%和NO_x减排10%时可以达到国家环境空气质量二级标准.     

贵阳市喀斯特地区表层土壤Cd空间分异特征及其影响因素

为探究地质高背景区土壤Cd含量的空间分异特征及其变异规律,以贵阳市喀斯特地貌区表层土壤为研究对象,采集14 421件表层土壤,综合运用全局Moran''s I指数、冷热点分析、半方差函数与克里金插值等方法,揭示土壤Cd含量的空间结构和分布规律,并通过方差分析与地理探测器分析环境因子对土壤Cd含量的影响及其主控因子. 结果表明：①贵阳市喀斯特表层土壤ω（Cd）范围介于0.03~1.36 mg·kg^-1之间,平均值为0.440 mg·kg^-1,分别为贵州省土壤Cd背景值和中国土壤Cd背景值的1.77倍和5.95倍;土壤Cd超标率为30%,是我国土壤Cd超标率（7%）的4.29倍. ②土壤Cd含量存在显著的空间正相关性,全局空间上呈现聚集分布,而局部区域上东北和西南地区表现为热点区,北部为冷点区;土壤Cd含量的块金系数为10.37%,表明土壤Cd主要受结构性因素影响. ③空间分布上,土壤Cd呈现不同的累积趋势,息烽县、修文县、清镇市、花溪区和南明区等区域部分块状土壤ω（Cd）小于0.3 mg·kg^-1;土壤ω（Cd）介于0.3~0.6 mg·kg^-1分布面积最广,白云区、乌当区、观山湖区和云岩区土壤Cd整体上介于这一含量范围;土壤ω（Cd）介于0.6~0.9 mg·kg^-1集中分布于清镇市西南部、花溪区南部以及开阳县北部,而土壤ω（Cd）介于0.9~1.2 mg·kg^-1主要聚集在清镇市西南部;土壤ω（Cd）极值（ > 1.2 mg·kg^-1）多分布于开阳县、修文县、清镇市和花溪区等地区. ④方差分析与地理探测器结果表明,不同环境因子对土壤Cd空间分异影响显著,但对土壤Cd含量的解释力具有差异,其大小依次为：地层（0.176 5） > 土壤类型（0.0260） > 有机质（0.0251） > 海拔（0.0105） > 母岩（0.0073） > 土地利用（0.0064） > pH（0.001 3）,并且地层与任意环境因子的交互作用均最大,因此地层是影响土壤Cd含量空间分异的主要因子.     

紫色土丘陵区退耕还林对坡地土壤碳氮空间分布的影响

为了弥补我国四川盆地紫色土丘陵区退耕还林对坡地土壤碳（C）和氮（N）时空分布影响的研究不足,依托中国科学院盐亭紫色土农业生态试验站在万安小流域建立的长期观测样地,对比分析了约30年历史的退耕林地及其邻近的坡耕地不同坡面位置土壤的C、N形态、含量及其储量. 结果发现,退耕还林后,显著增加了剖面土壤有机碳（SOC）含量及储量（P< 0.05）,其中表层土壤（0~20 cm）SOC储量增加了25.86 t·hm^-2,年均SOC储量增加速率为0.89 t·hm^-2. 土壤总氮（TN）含量虽略有增加,但仅限于0~20 cm土层. 退耕林地与坡耕地相比,速效C、N养分如,土壤硝态氮（NO₃^--N）、铵态氮（NH₄⁺-N）和可溶性有机碳（DOC）含量在整个土壤剖面（0~70 cm）的差异性基本不显著（P> 0.05）. 此外,研究还发现空间位置对坡耕地土壤TN、SOC、NO₃^--N、NH₄⁺-N和DOC含量均有显著影响（P< 0.05）;土壤TN和SOC含量沿坡面的变化趋势大小为：下坡位>上坡位>中坡位,而土壤NO₃^--N、NH₄⁺-N和DOC含量沿坡面的变化趋势大小则为：上坡位<中坡位<下坡位. 退耕林地土壤仅DOC含量受坡位的显著影响,并沿坡面向下呈增加趋势. 结果表明,在评估紫色土丘陵区土地利用变化对土壤碳氮储量的影响时,不能忽视地形等因素的影响.     

大型水利水电工程实施占用耕地补偿制度的思考

本文在分析长江三峡工程用地特点的基础上。对大型水利水电工程实施耕地补偿制度中的问题和困难进行调查研究，认为应从新的视角来认识大型水利水电工程的耕地占补平衡问题。进而探索耕地补偿制度实施的新途径和新方式。应在耕地总量动态平衡政策适当调整的基础上．将“以地补地”和“缴费补地”的方式相结合。既通过土地整理．在提商土地质量的前提下增加耕地的有效面积：又要落实耕地开垦费．扶持库区的土地整理。从而使库区的耕地占补制度顺利实施。     

锰对土壤砷形态转化及水稻吸收砷的影响

土壤中铁锰氧化物是影响土壤砷形态及其生物有效性的重要因素。通过盆栽试验法,利用土壤理化性质相近而锰质量分数相差大的两种自然土壤混合得到土壤锰质量分数(mg·kg^-1)分别为580(Mn1)、980(Mn2)、1900(Mn3)、3030(Mn4)、4230(Mn5)的5个土壤,种植水稻(Oryza sativa L.)后,分别在水稻分蘖期、抽穗期和成熟期采集土壤孔隙水、水稻和土壤样品进行分析,探讨锰质量分数对土壤中铁、锰氧化物形态和砷形态转变及其对水稻吸收砷的影响和作用机制。结果表明,随着土壤锰质量分数增加,土壤Eh呈升高趋势;土壤中无定形铁氧化物、锰氧化物和游离态锰氧化物质量分数增加,成熟期Mn1和Mn5处理土壤无定形态铁氧化物、锰氧化物分别比分蘖期增加11.9%、40.5%和3.6%、35.7%;随着土壤锰质量分数增加,土壤中非专性吸附砷和专性吸附砷比例呈下降趋势,土壤砷更大比例以无定形铁氧化物结合态、晶质铁氧化物结合态和残渣态存在,从水稻分蘖期到成熟期处理Mn1土壤晶质铁氧化物结合态砷和残渣态砷的质量分数共减少了2.7%,Mn2至Mn5处理晶质铁氧化物结合砷...     

低量水铁矿促进稻田梭菌Clostridium sp.BY-1产氢效率

在水稻田生态系统中,氢气浓度的增加不仅可以提升土壤微生物的代谢活性,还可以促进水稻生长,降低水稻对重金属的积累,因而研究水稻田中产氢菌的产氢代谢具有重要的意义。水铁矿作为水稻田中广泛分布的铁氧化物,已有研究表明它可以促进微生物产氢,但现有研究中高浓度水铁矿对p H的缓冲效果制约了对其机制的深入剖析。因此,该研究以低量(0—50 mg·L^-1浓度范围内)水铁矿为研究重点,以稻田来源产氢梭菌为研究对象,通过研究不同浓度的水铁矿对梭菌的产氢量、产氢酶酶活性和生物量的影响,结合发酵液中的主要代谢产物、葡萄糖含量和Fe(Ⅱ)含量变化,对水铁矿的作用机制进行深入探究。研究表明,在低量范围内,水铁矿对梭菌暗发酵体系无明显的pH缓冲效果,但能有效促进氢气的产生。水铁矿最佳投加量为15 mg·L^-1,此条件下总产氢量比空白对照组高85.34%;葡萄糖利用率从空白对照组的77.66%提升至91.40%;梭菌最大生物量是空白对照组的1.82倍;产氢酶酶活性是空白对照组的1.80倍;梭菌产乙酸和产丁酸量增加,产乳酸量降低,其中乙酸和丁酸产量分别较空白组提高71.42...     

离子液体对废旧印刷线路板中铜、锌、铅的浸出规律

以离子液体1-丁基磺酸-3-甲基咪唑三氟甲烷磺酸盐([BSO_3HMIm]OTf)为浸出剂,初步研究了WPCBs浸铜过程中锌和铅浸出率的影响因素。实验结果表明:铜、锌的浸出率随着WPCBs粒径的减小、H_2O_2溶液加入量的增大而增大,铜的浸出率随浸出温度的升高先增大后减小,锌的浸出率受浸出温度影响不大;铅的浸出率受5种因素影响不大,且总体处于较低水平。在WPCBs粒径为0.100~0.250 mm、离子液体加入量为60.0%(φ)、H_2O_2溶液加入量为7.5%(φ)、固液比为1∶15、浸出温度为50℃的条件下,铜、锌、铅的浸出率分别为99.84%,93.25%,22.46%。