红壤剖面重金属分布特征及对有机碳响应

以湖南株洲红壤耕地剖面土(0~100 cm)为样本,对剖面全土及胶体中重金属的纵向分布特征,重金属的来源和相关性进行了分析,并探究剖面土壤中重金属分布对有机碳组成的响应.剖面土中重金属含量依次为ZnCrCuPbNiAsCd,其中Cd在各个剖面中都属重度污染,Zn在部分剖面中是轻度污染,其它金属都在尚清洁区域.主成分分析表明,剖面金属分布分为两大主成分,第一主成分金属为Zn、Cu、Pb、As、Cd;第二主成分金属为Cr和Ni,主成分元素之间具有较强的正相关关系.在0~30 cm耕作区,第一主成分金属随剖面向下,含量逐渐减小;第二主成分金属随剖面向下,含量增大.对不同尺度颗粒组研究发现,As、Cu、Zn、Cd、Cr、Ni以胶体形式在土壤中进行纵向迁移;而Pb主要以向53μm的黏粒组分富集为主,其胶体携带作用不显著.红外光谱分析表明,土壤中有机碳以多糖类(22.07%~47.13%)、芳香类(13.88%~34.37%)和醇类(21.04%~59.49%)为主.其中,稳定性有机碳,即多糖类和芳香类碳有利于第一主成分金属在土壤中的吸附固定,使其不易向深层迁移;而活性醇碳则能促进第一主成分金属的迁移.     

辽南黄土光释光年代地层探讨

本文依托辽南地区七顶山黄土沉积剖面,对黄土年代地层进行光释光(OSL)测年研究,结合古地磁数据资料,并与东部丘陵平原区已有释光年代比较,结果表明,七顶山黄土堆积的开始时代为中更新世早期。相当于黄土高原的马兰黄土堆积时代为晚更新世,离石黄土与马兰黄土的分界年代为100～110ka左右,这与黄土高原的研究结论相一致,反映地球轨道参数控制的气候变化。马兰黄土的堆积时间集中在末次冰期的早期(MIS4-5d)和晚期(MIS2),对应时代分别为86～113ka和22～31ka,而在末次冰期中期(MIS3),由于较高的气温和丰沛的降水及地势条件的影响,造成本区大约4～5万年的地层缺失。中国东部丘陵平原区年代地层学研究显示马兰黄土堆积是比较连续的,具体原因有待进一步深入探讨。     

工艺过程源和溶剂使用源挥发性有机物排放成分谱研究进展

工艺过程源和溶剂使用源是我国大气挥发性有机物(VOCs)最主要的工业来源,近年来源成分谱的研究逐步受到重视.本文总结梳理了2000年以来国内外有关工艺过程源和溶剂使用源排放VOCs特征的相关研究,对比分析了不同研究结果的差异,结合不同研究的对象和方法,探讨了影响溶剂使用和工艺过程源排放成分谱研究的主要影响因素.结果表明,工艺过程源下分的32个三级子类(参照国家《大气挥发性有机物源排放清单编制技术指南》源分类方法)中,有相关研究报道的包括八类;溶剂使用源下分的10个三级子类中,有相关研究报道的包括四类.总体而言,细化的行业研究种类比较少,不同行业排放VOCs组成差异大,可比性较差.污染源采集测试方法对同一行业源排放成分谱研究结果有较大影响.此外,成分谱中VOCs物质名录的不统一也不利于不同研究结果的比较;含氧VOCs是上述两类污染源排放的重要组分,需要纳入测量范围.未来,有必要建立开放交互式的工艺过程源和溶剂使用源排放VOCs成分谱库平台,鼓励并形成不同研究结果的共享及录入机制;并建立相关研究成果数据入库规范,包括研究的对象、方法、地区、时段以及样本量等详细信息,以便开展不同VOCs源成分谱不确定性评判.     

Treatability of volatile chlorinated hydrocarbon-contaminated soils of different textures along a vertical profile by mechanical soil aeration: A laboratory test

Mechanical soil aeration is a simple, effective, and low-cost soil remediation technology that is suitable for sites contaminated with volatile chlorinated hydrocarbons(VCHs). Conventionally, this technique is used to treat the mixed soil of a site without considering the diversity and treatability of different soils within the site. A laboratory test was conducted to evaluate the effectiveness of mechanical soil aeration for remediating soils of different textures(silty,clayey, and sandy soils) along a vertical profile at an abandoned chloro-alkali chemical site in China. The collected soils were artificially contaminated with chloroform(TCM) and trichloroethylene(TCE). Mechanical soil aeration was effective for remediating VCHs(removal efficiency 98%). The volatilization process was described by an exponential kinetic function.In the early stage of treatment(0–7 hr), rapid contaminant volatilization followed a pseudofirst order kinetic model. VCH concentrations decreased to low levels and showed a tailing phenomenon with very slow contaminant release after 8 hr. Compared with silty and sandy soils, clayey soil has high organic-matter content, a large specific surface area, a high clay fraction, and a complex pore structure. These characteristics substantially influenced the removal process, making it less efficient, more time consuming, and consequently more expensive. Our findings provide a potential basis for optimizing soil remediation strategy in a cost-effective manner.     

PVC塑料型材老化试验与思考

本文针对PVC塑料型材老化现象,从引起PVC塑料型材老化的基本观点、人工老化试验、不同地区气候老化影响、老化导致变色的影响因素等方面进行了讨论,提出了解决PVC塑料型材老化现象意见.     

环保型吸水膨胀聚合物凝胶的合成与评价

吸水性聚合物用于三次采油的机理是依靠这种聚合物在高含水层孔道表面产生的吸附机理与在孔道中形成的动力捕集和物理堵塞作用,在水的浸泡下,吸水性聚合物形成凝胶膨胀体,对大孔道实行封堵,起到调整吸水剖面,提高驱油效率的目的。以丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)为原料合成高吸水性聚合物凝胶,研究合成条件对聚合物凝胶吸水性能的影响,确定最佳合成条件为:当丙烯酸含量达到总量的80%左右,交联剂用量占单体总固含量的0.4%、引发剂用量占单体总固含量的0.4%、pH为5~11。实验结果表明:该聚合物凝胶适用于高含水油田调剖堵水,且可以重复使用,对储层无伤害。     

SOMPROF: A vertically explicit soil organic matter model

Most current soil organic matter (SOM) models represent the soil as a bulk without specification of the vertical distribution of SOM in the soil profile. However, the vertical SOM profile may be of great importance for soil carbon cycling, both on short (hours to years) time scale, due to interactions with the soil temperature and moisture profile, as well as on long (years to centuries) time scale because of depth-specific stabilization mechanisms of organic matter. It is likely that a representation of the SOM profile and surface organic layers in SOM models can improve predictions of the response of land surface fluxes to climate and environmental variability. Although models capable of simulating the vertical SOM profile exist, these were generally not developed for large scale predictive simulations and do not adequately represent surface organic horizons. We present SOMPROF, a vertically explicit SOM model, designed for implementation into large scale ecosystem and land surface models. The model dynamically simulates the vertical SOM profile and organic layer stocks based on mechanistic representations of bioturbation, liquid phase transport of organic matter, and vertical distribution of root litter input. We tested the model based on data from an old growth deciduous forest (Hainich) in Germany, and performed a sensitivity analysis of the transport parameters, and the effects of the vertical SOM distribution on temporal variation of heterotrophic respiration. Model results compare well with measured organic carbon profiles and stocks. SOMPROF is able to simulate a wide range of SOM profiles, using parameter values that are realistic compared to those found in previous studies. Results of the sensitivity analysis show that the vertical SOM distribution strongly affects temporal variation of heterotrophic respiration due to interactions with the soil temperature and moisture profile.     

炼油厂废水处理站挥发性羰基化合物成分谱研究

选取广东某大型炼油厂废水处理站进行现场采样,采用PFPH衍生化-GC/MS联用技术分析挥发性羰基化合物(oVOCs)的组成特征和含量水平,研究了其源排放特征、化学反应活性.结果表明,在该废水处理站大气中共检测出20种挥发性羰基化合物,各化合物的浓度范围为0～68.80μg.m-3,各废水处理单元oVOCs总浓度均值为(253.02±124.5)μg.m-3.背景校正后的质量浓度表明,各废水处理单元的大气中14种挥发性羰基化合物均占到总含量的90%以上,其中己醛含量最高,浓度均值达到(44.74±20.89)μg.m-3,其次是2-丁酮和乙醛,浓度均值分别达到(30.47±12.94)μg.m-3、(23.51±14.57)μg.m-3.通过计算化学活性和大气寿命筛选出分子标志物,并建立了废水处理站的oVOCs源成分谱.     

基于无人机平台的黑炭垂直变化监测

目的获取对流层内黑炭的垂直分布规律和输送来源。方法在2014年夏天和2015年冬天,通过无人机平台搭载便携式设备来监测临安市高空1000 m内黑炭的垂直变化情况。经过2天的试验,总共成功采集了8次试验数据,为了减少统计误差,取300～1000 m内每隔100 m高度层所测得数据的平均值进行分析。结果地面试验结果表明,上午冬季黑炭的质量浓度几乎是夏季的3倍,但是下午冬季黑炭的质量浓度却略低于夏季。无人机试验结果表明,总体上,日变化情况中,夏季黑炭质量浓度逐渐增加,而冬季黑炭质量浓度逐渐减少。不管是夏季还是冬季,上午黑炭的质量浓度随着高度增加而下降,且降幅较大,冬季上午黑炭的质量浓度要远高于夏季上午,但下午黑炭的质量浓度相似。48h后向轨迹结果表明,夏季300m和1000 m处气团来源于上海,且输送轨迹都在长三角区域,输送距离在200 km以内;冬季300 m和1000 m处气团来源于北方地区,且输送距离都在1000 km以上。结论通过个例分析,结果表明,冬季早晨黑炭的质量浓度较高,夏季污染物主要来源于近距离输送,但是冬季污染物主要来源于远距离输送。     

典型树种挥发性有机物(VOCs)排放成分谱及排放特征

为研究典型树种的挥发性有机物（VOCs）排放特征,并获得基础排放速率,应用动态封闭式采样系统对毛果杨、北美枫香和马尾松的排放进行了实验室测量.利用热脱附-气相色谱-飞行质谱仪对排放样品进行定性和定量分析,包括异戊二烯、单萜烯、倍半萜烯、烷烃和烯烃,计算获得各树种VOCs排放速率及其排放谱特征.研究表明：毛果杨、北美枫香和马尾松的总VOCs排放速率分别为19.51、17.19和0.67μg/（g·h）.毛果杨的异戊二烯排放最高（18.51μg/（g·h））,占其总排放的94.86%;马尾松排放的异戊二烯仅占4.03%,单萜烯贡献最高,为49.09%;北美枫香的单萜烯排放速率最高,为0.84μg/（g·h）;3个树种排放的倍半萜烯占各自VOCs总排放的比重均较小（<1.5%）;各树种的烷烃排放强度高于倍半萜烯,部分化合物甚至高于异戊二烯和单萜烯的排放强度.反式-β-罗勒烯是毛果杨排放最多的单萜烯化合物,占其单萜烯总排放的99.84%;北美枫香排放的单萜烯主要以香桧烯和β-蒎烯为主;马尾松以α-蒎烯、香桧烯和β-蒎烯为主.石竹烯、葎草烯、δ-杜松烯和β-愈创木烯是主要的倍半萜烯物种.烷烃排放主要为C4和C5的化合物,特别是异丁烷和正丁烷;各树种排放的烯烃中,1-丁烯排放占比最高.