气溶胶辐射效应对气象和环境影响的观测与模拟研究

选取2015年和2019年不同代表年份,结合外场观测和数值模拟,分析了天津地区不同季节不同天气(晴天、多云、霾)下,气溶胶辐射效应对整层大气透过率和地表入射太阳辐射的影响,以及这种影响在不同年份的差异.借助WRF-Chem模式模拟分析了重污染期间气溶胶辐射效应对垂直方向上气象要素廓线、边界层结构以及PM_2.5浓度的反馈机制.结果表明:霾污染可导致大气透过率明显下降,春、秋、冬不同季节,霾污染导致中午大气透过率分别下降0.09,0.11和0.09.全年平均霾污染可导致大气透过率降低约15.5%.云量的增多也可导致大气透过率明显下降,多云天气下大气透过率相比晴天减小约22.4%.霾和云对大气透过率的影响还与太阳高度角有关,当太阳高度角>60°时,霾污染导致大气透过率下降8.6%.随污染等级提高,气溶胶对太阳辐射的衰减作用也越强,天津地区空气质量分别为Ⅰ～Ⅰ级时,中午地表入射短波辐射呈稳定下降趋势,依次为484,446,439,342,328和253W/m².重污染期间,气溶胶辐射效应导致大气低层(250m以下)降温(0.8℃)增湿(3.8%...     

融合拓扑信息与气象信息的空气质量预测网络

通过空气质量监测数据对正在形成或即将到来的空气污染进行预测是一项具有重要意义的工作,而空气质量监测站只能检测其周围一定范围内的空气污染情况。为了衡量整个城市的空气污染情况,获取任意时间、任意位置的空气质量信息,结合交叉注意力机制,提出了一种融合拓扑信息与气象信息的空气质量预测网络(CGMIM)。将西安市空气质量监测数据与气象数据转换为图像拼接起来,作为输入信息。在高阶非线性时空动态神经网络(MIM)的基础上引入注意力机制,并增加拓扑图编码器模块,提高模型提取能力以及对空气质量监测数据中的空间特征的利用率。最后,使用时空损失函数替代传统的均方误差损失函数,提高模型对空间关系的关注。结果表明：CGMIM网络模型能够在准确预测的同时,对位置区域合理填充,能够有效提升空气质量监测数据的空间分辨率。     

基流对亚热带农业流域氮素输出的贡献研究

随着经济的迅猛发展和人民生活水平的逐步提高,亚热带农业小流域的面源污染日趋严峻,恶化的水体环境质量已经成为该区域可持续发展和生态文明建设的重要障碍.基流过程对流域生态水文过程有重要影响,因此本研究选取湖南省长沙县的脱甲和涧山两个农业小流域作为调查对象,通过流域观测和模型估算方法,对比分析2011年1月至2013年12月间流域基流过程对总氮(TN)输出的贡献.结果表明,在较高强度水稻种植的脱甲流域的月平均基流流量、平均基流TN流量加权浓度和平均基流对TN输出贡献[15.2 mm·month~(-1)、4.14 mg·L~(-1)和0.54 kg·(hm~2·month)~(-1)],均大于较低强度水稻种植的涧山流域[11.4 mm·month~(-1)、1.72 mg·L~(-1)和0.20 kg·(hm2·month)~(-1)].基流对TN输出贡献呈现明显的季节性变化,如在水稻生长季,脱甲和涧山流域基流对TN输出贡献分别为23.2%和18.6%,均低于休耕季的46.9%和40.0%,表明水稻种植会提高休耕季的流域基流过程对TN输出的贡献.因此,为缓解农业小流域水体面源污染,应当在农业小流域中实施合理的稻田管理措施来降低基流对TN输出的贡献.     

在线分析宁波市北仑区VOCs组成、趋势及来源

利用VOCs在线监测技术,对2010年宁波市北仑区空气内的VOCs的浓度、组成、变化规律及来源进行分析研究。结果表明,在北仑区域内的16种VOCs中,苯、甲苯、二甲苯、乙苯和己烷的比例占到了总数的82．9％,且该5种有机物浓度存在较为典型的季节性变化规律和日变化规律;采用CMD模型法对VOCs的来源进行解析后发现,北仑区域内的VOCs主要来源于汽车尾气、汽油蒸气和石油液化气,而且汽车尾气的贡献值要比一些大城市低得多,且夏季和冬季的成分源贡献率存在明显差异。     

毒性有机物BPA与普通小球藻的相互影响特性研究

考察了不同浓度双酚A(BPA)对普通小球藻(Chlorella vulgaris)生长特性的影响,以及普通小球藻生长过程对BPA的去除效能.研究表明,低浓度BPA(0~20 mg·L-1)对普通小球藻生长具有促进作用,而高浓度BPA(20~50 mg·L-1)对普通小球藻生长具有抑制作用,且抑制效应与BPA浓度呈正相关关系.低剂量BPA(<20 mg·L-1)对叶绿素含量并无明显的影响,高剂量BPA(>20 mg·L-1)造成叶绿素含量降低.在BPA初始浓度2~50 mg·L-1的范围内,普通小球藻对其都有一定的去除效能,单位普通小球藻对BPA去除速率与其初始浓度呈正相关关系.BPA投加量为50 mg·L-1时,BPA去除速率最大,且最大速率出现于延滞期与对数期之间.     

对地级市空气自动监测多参数站建设的思考

阐述了地级市空气自动监测多参数站(超级站)建设的必要性,提出了统筹考虑、分期实施与突出重点、兼顾一般的建设思路,介绍了站房选址原则。指出超级站建设应以常规监测、霾监测、光化学烟雾监测、空间立体监测和源解析监测为目标,实施质量控制和质量保证手段,设置数据采集和显示平台,满足对大气复合污染的监测需求。     

美日臭氧污染问题及治理经验借鉴研究

以臭氧(O_3)为主要成分的"光化学氧化剂"是光化学烟雾的真身。臭氧污染受臭氧前体物排放及其复杂的相互转化关系控制,导致臭氧污染问题在治理过程中具有高度的复杂性和反复性,甚至成为全球性环境难题。我国城市群臭氧污染问题继PM2.5污染后日趋突出,本文探讨和总结了美国洛杉矶、日本东京等大都市在污染治理方面的经验,以期为我国构建更加全面、科学、系统的治理体系推进臭氧污染防治工作提供借鉴。     

外源锌刺激下水稻对土壤镉的累积效应

采用水稻盆栽实验研究不同含量外源Zn对模拟Cd中度污染和重度污染土壤中水稻低累积品种湘晚籼12和高累积品种威优46水稻各部位累积Cd的影响.结果表明,在Cd中度污染水平,外源Zn分别增大2种水稻各部位Cd含量,湘晚籼12和威优46糙米Cd含量分别增加125.0%~275.0%和6.6%~91.2%,但各处理糙米Cd含量不高于0.2 mg·kg~(-1);在Cd重度污染水平,外源Zn有降低水稻各部位中Cd含量的作用,湘晚籼12和威优46糙米Cd含量相应降低了16.6%~63.5%和15.6%~74.4%,且威优46糙米Cd含量随外源Zn施用含量的增大而逐渐降低,使得糙米中Cd含量低于0.2 mg·kg~(-1).水稻糙米累积Cd含量与土壤中Cd、Zn交换态含量的相关关系,因Cd污染程度和水稻品种的不同而不同.在Cd中度污染水平,湘晚籼12水稻糙米Cd含量与土壤中交换态Zn含量正线性相关,而威优46水稻糙米Cd含量与土壤中交换态Cd和Zn含量正线性相关;在Cd重度污染水平,威优46水稻糙米Cd含量与土壤中交换态Cd和Zn含量为负线性相关.在不造成土壤Zn污染的前提下,可向Cd重度污染土壤施用一定量的Zn肥,以降低糙米Cd含量,提高糙米品质.     

Antioxidant responses to benzo[a]pyrene, tributyltin and their mixture in the spleen of Sebasticus marmoratus

It has been reported that there is an interaction between Benzo[a]pyrene （BaP）, a widespread carcinogenic polycyclic aromatic hydrocarbon, and tributyltin （TBT）, an organometal used as an antifouling biocide. This study was therefore designed to examine the potential in vivo influence of BaP, TBT and their mixture on splenic antioxidant defense systems of Sebastiscus marmoratus. The fish were exposed to water containing environmentally relevant concentrations of BaP, TBT and their mixture. Spleens were collected for biochemical analysis after exposure for 7, 25, 50 d and after recovery for 7, 20 d. Cotreatment with BaP and TBT for 7 d potentiated the induction of glutathione peroxidase （GPx） activity by BaP or TBT alone. The cotreatment for 25 and 50 d resulted in inhibition of GPx activity, which was similar to the effect of TBT. Splenic glutathione S-transferase （GST） activities were significantly elevated in S. marmoratus exposed to BaP starting from 7 d and remained high up to 25 d. However, no further activity change was found with prolonged exposure. Cotreatment of BaP and TBT primarily inhibited the GST activity, which was similar to the effect of TBT. Cotreatment with BaP and TBT for 25 or 50 d potentiated the depletion of GSH （glutathione） by BaP or TBT alone. MDA （malondialdehyde） contents in spleen of S. marmoratus were not significantly altered compared with the control during the test period. Spleen, as an immune organ, is sensitive to exposure of BaP or TBT. It should have an effective mechanism to counteract oxidative damage. Antioxidative defense systems in spleen of S. marmoratus should be considered as potential biomarkers. Short-term exposure of BaP or TBT could result in induction of antioxidant defense system. A significant decrease of these indices, such as GSH, GST, GPx might indicate more severe contamination.     

湘江株洲段丰水期镉污染负荷总量测算及分配

以2010年8月湘江干流株洲段代表性断面水质与底泥监测资料以及其他资料为基础,采用WASP7模型模拟该江段丰水期镉浓度,并进行镉污染负荷测算与分配。研究结果表明,WASP7模型较好地重现了镉浓度的变化规律,8月份该河段上游镉入流量2 446.33 kg,下游出流量3 076.44 kg,区间增量630.12 kg,其中点源负荷量241.67 kg,占38.4%,面源负荷量304.49 kg,占48.3%,内源负荷量为83.96 kg,占13.3%。