A comparison of Alpine emissions to forest soil and spruce needle loads for persistent organic pollutants (POPs)

The project MONARPOP analysed the concentrations of semivolatile organic compounds (SVOCs) in two important sink compartments, needles of Norway spruce (Picea abies [L.] Karst.) and forest soil from 40 remote Alpine forest sites in Austria, Germany, Italy, Slovenia and Switzerland.In the present study the load of PCDD/F, PCB, PBDE, PAH, HCB, HCH and DDT in the Alps calculated on the basis of measured data are compared with their estimated emissions in the Alpine region. It comes out that the masses of the studied pollutants stored in the forests are higher than the corresponding emissions in the Alpine area indicating that the Alps are a sink for POPs advected from surrounding areas. It is assumed that local emissions of PCDD/F and PAH deriving from biomass burning are probably underestimated and that the pool of these pollutants in the forests represents the accumulation over some decades.     

稳态法确定酸沉降临界负荷的基本理论探讨

明确了确定酸沉降界负荷理论的基本概念,通过建立生态系统在临界状态时淋溶液中碱度产生的静态质量平衡得到计算到沉降临界负荷的基本方程,由此方程又导出计算酸度,潜在酸度,硫和氮等临界负荷的数学表达式,并讨论了根据对选择对指示生物有机体不发生危害的临界化学值计算了淋溶临界碱度的方法,由此给稳态法建立了完整系统的理论体系。     

重庆主城区春季大气PM10及PM2.5中多环芳烃来源解析

于2012年春季采集了重庆主城区和缙云山共6个环境采样点的大气PM₁₀、PM_2.5样品,同步采集了燃煤尘、机动车尾气尘、施工机械尾气尘、船舶尾气尘、餐饮油烟尘、生物质燃烧尘及土壤尘等7类污染源,采集到有效受体样品139个、有效源样品233个,使用GC-MS分析样品中18种PAHs的质量浓度(ρ),分析了PM₁₀、PM_2.5上载带PAHs的污染特征,并分别运用比值法、主成分分析法及CMB(化学质量平衡)受体模型法对PM₁₀、PM_2.5中的PAHs进行来源解析,所得源解析结果较为一致. 结果表明:重庆主城区大气PM₁₀、PM_2.5中ρ(PAHs)较低,ρ(PAHs)分别为22.03~31.71、19.02~29.92 ng/m3,其中位于工业区新山村采样点的ρ(PAHs)最高. PM₁₀载带的PAHs有86%~99%集中在PM_2.5中,说明PAHs主要富集在PM_2.5中. 重庆主城区大气PM₁₀、PM_2.5载带的PAHs主要来自机动车尾气尘和燃煤尘的贡献,这2类源对PM₁₀的贡献率分别为25.89%、32.80%;而在PM_2.5中,机动车尾气尘的贡献率较高,可达62%左右.      

Carbon exchange by establishing biofuel crops in Central Illinois

Perennial grass biofuels may contribute to long-term carbon sequestration in soils, thereby providing a broad range of environmental benefits. To quantify those benefits, the carbon balance was investigated over three perennial grass biofuel crops - miscanthus (Miscanthus × giganteus), switchgrass (Panicum virgatum) and a mixture of native prairie plants - and a row crop control (maize-maize-soy) in Central Illinois, USA, during the establishment phase of the perennial grasses (2008-2011). The eddy covariance technique was used to calculate fluxes of carbon dioxide and energy balance components, such as latent and sensible heat fluxes. Whereas maize attained the highest maximal carbon uptake rates, the perennial grasses had significantly extended growing seasons, such that their total carbon uptake rivaled that of corn in the second growing season and greatly exceeded that of soy in the third growing season. To account for the removal of carbon through harvest, net ecosystem exchange of carbon (NEE) was combined with estimates of yields, resulting in the net ecosystem carbon balance (NECB). After 2.5 years, NECB for the maize/soybean plot was positive (a source of carbon), while the grasses were a sink of carbon. Continuous measurements over the next years are required in order to confirm whether miscanthus, switchgrass and prairie can sustain a long-term sink of carbon if managed for biofuels, i.e., if harvested annually.     

草原生态补偿:减畜和补偿的对等关系

中国草原生态补偿是通过补助和奖励的政策手段达到减畜和草畜平衡的政策目标,最终使牧民收入不减少的条件下草原退化得到减缓。论文首先从理论上提出一个分析草原生态补偿减畜和补偿对等关系的框架,然后以内蒙古四子王旗查干补力格苏木为例,对草原生态补偿减畜和补偿的对等关系进行了实证分析。实证分析结果表明:因为超载情况存在空间异质性和牧户差异性,实际的超载率较统计的超载率被低估了。补偿在区域总量上是不足够的,维持区域总量补偿足够的草畜平衡奖励标准应为28.5元/hm2。减畜和补偿存在严重的不对等关系,47.9%的资金给了那些不需要减畜的牧户,减畜比例0%;5.5%的资金给了那些需要减畜也愿意减畜的牧户,减畜比例1.2%;46.6%的资金给了那些需要减畜但只愿意部分减畜的牧户,减畜比例98.8%。预期能够实现的减畜比例仅为8.3%,由于牧户超载程度存在显著的差异,预期能够实现的减畜比例对草畜平衡奖励标准和每羊单位损失均不敏感。为了达到草原生态保护的目的,保障减畜的有效达成,应该将超载程度纳入草畜平衡奖励的政策设计中。中小牧户是草原超载的主体,"将超载程度纳入草畜平衡奖励的政策设计"的真正含义是"将草畜平衡奖励向中小牧户做出适当倾斜"。"超越"草畜平衡奖励,减少中小牧户的数量,扩大牧户的草场经营规模,促进牧区牧户的适度规模经营才是实现草原可持续发展的出路所在。     

基于水资源转化模拟的石羊河流域水资源优化配置

流域水循环过程是水资源合理配置对象依存和演化的基础。针对内陆河流域水资源多次转化多次利用的特点,建立以水资源转化过程为基础的流域水资源优化配置模型。按水力联系将内陆河流域系统分为独立的子系统。按水资源转化特点和用水格局将各独立水系统分渠灌区、井灌区和渠井混灌区三个一级计算单元,每个一级计算单元由若干灌区(二级计算单元)组成。运用水均衡模型和BP人工神经网络模型模拟一级计算单元间的水资源转化过程,分别模拟井灌区和渠井混灌区的来水量。建立一级计算单元和二级计算单元两层水资源优化模型,分别以灌溉用水效益最大和公平用水为配置目标。将一级计算单元的优化模型耦合到水资源转化模拟模型中。凉州区配置水量10.68×10⁸ m³,金川区为2.63×10⁸ m³,流域农业灌溉用水16.64×10⁸ m³,占总毛用水量的75％,相比现状有大幅下降。分别采用模拟寻优和遗传算法求解两层优化模型,将水量分配到灌区,进而分配到行政区,实现水资源的流域配置和行政区配置的统一,便于水资源统一管理。     

天津市可吸入颗粒物及元素室内外相关性

选取天津市某社区作为采样点,于2009年8、9月(代表非采暖季)和11、12月(代表采暖季)采集了室内和室外可吸入颗粒物(PM10)样品,以研究天津市PM10及元素的室内外相关性.结果表明,采暖季PM10的室外平均浓度为198.88μg/m3.非采暖季和采暖季PM10的室内外浓度比(I/O比值)的变化范围分别为0.14~3.22和0.10~3.70,平均值分别为0.88和0.96,室内外相关系数(R2)分别为0.32和0.46.Al、Ca、Fe等元素的浓度均高于1μg/m3,V、Mn、Cu等元素浓度变化范围为0.01~1μg/m3;非采暖季和采暖季元素I/O比值的变化范围分别为0.62~1.04和0.41~0.92.以采暖季为例,使用PM10质量(元素)浓度的质量平衡模型计算的有效穿透因子(Finf)、贡献值、贡献率分别为0.26(0.39)、50.84μg/m3(78.69μg/m3)、43.97%(50.05%),两种结果存在差异的原因是2种模型对Finf的假设不同.     

大气颗粒物二重源解析技术的方法改进

在二重源解析技术基础上,改进了扬尘对受体贡献值的计算方法,并对结果进行了验证.结果表明,扬尘对受体的贡献值在方法改进后有所下降,扬尘与土壤风沙尘对受体的贡献值之和,比方法改进前扬尘对受体的贡献值略低,这与推测结果完全吻合.     

城市生活垃圾焚烧系统中二英的生成与质量平衡

基于一机械炉排式垃圾焚烧炉,调查了2种工况条件下二(噁)英(PCDD/F)在烟气、飞灰和底灰中的分布,并且计算了PCDD/F的质量平衡.在锅炉出口,工况1(RUNl)和工况2(RUN2)条件下烟气中PCDD/F的含量分别为2.602 ng·m-3和1.236ng·m-3.在酸气中和塔(SDS)和旋风除尘器(CP),PCDD/F有一明显的低温生成机制(260～180℃).与锅炉出口烟气相比,RUN1和RUN2条件下的CP出口烟气PCDD/F总量分别增加了82.2%和17.6%,并且增加的PCDDIF主要分布于PCDF.在布袋除尘器(BF)部分,约90%的PCDD/F被捕获进入BF灰.锅炉灰、CP灰、BF灰和各部分烟气中PCDD/F同系物的分布模式大致相同.高的烟气O2含量导致了较多的PCDD/F生成,但烟气中PCDD/F同系物的分布模式并不随O2含量的变化而改变.以四氯～八氯取代PCDD/F总量计算,RUN1条件下生成的PCDD/F分别有10.4%、3.2%、9.3%、64.1%和13.0%分配进入底灰、锅炉灰、CP灰、BF灰和排放到空气中的烟气,相应的值对于RUN2分别为8.6%、8.0%、9.4%、66.7%和7.3%.     

巴丹吉林沙漠高大沙山区沙层含水量与水分来源探讨

为了查明巴丹吉林沙漠高大沙山区沙层含水量、水分来源等问题,于2009年5月大沙山区进行了15个5 m深钻孔的采样研究。结果表明,巴丹吉林沙漠高大沙山区干沙层分布深度比降水较多地区干沙层分布深度大,湿沙层含水量比降水多的地区低,指示该区的湿沙层含水量一般小于2%是当地气候条件下的正常现象。该区沙层水分主要以薄膜水的形式存在,并具有向下运移的特点,表明完全有可能成为湖水和地下水的来源之一。高大沙山区沙层含水量空间差异明显,洼地含水量最高与平地含水量较高,是大气降水向地下入渗的渠道。高大沙山区厚度小的干沙层的存在表明该区沙层水分受蒸发作用影响深度小,这能够有力促进大气降水通过入渗转化为地下水,这是在极端干旱气候条件下大气降水有可能入渗到达地下水位并成为湖水来源的主要原因。该区水分具有正平衡的显示,这是沙层水分入渗快和受蒸发作用影响深度小造成的,属于沙层水理性质决定的水分正平衡。