区域尺度生态保护红线连通性优化与管控——以长三角为例

生态保护红线存在跨界冲突与破碎化等问题,目前正在不断优化、调整和评估中,但区域尺度连通性优化与管控仍然缺乏。以长三角为例,采用土地利用、道路、居民点和官方发布的生态保护红线等数据,基于最小累积阻力模型与电路理论,提出区域尺度生态保护红线连通性优化与分类分级管控方案,为长三角一体化生态共同保护提供科学依据。结果显示：（1）优化构建了长三角“两横两纵”生态廊道格局,其中包括重要廊道79条,次要廊道111条和“踏脚石”33个;（2）连通性退化风险管控区51个,其中源地边缘防控区27个,联防联控区12个;（3）障碍管控区75个,其中源地边缘防控区36个,联防联控区17个;（4）生态保护红线连通性一级管控区20个,面积为70.35 km²,二级管控区106个,面积为1511.33 km²。生态保护红线源地边缘以及省市行政边界易遭受退化风险和形成连通障碍区,建议在区域尺度上建设生态廊道和“踏脚石”,对连通性退化风险区和障碍区进行联防联控、源地边缘防控和分级防控。     

云南边境五城市空气污染物分布特征

利用2015~2021年云南省5个边境城市6种常规大气污染物的质量浓度数据,探究其污染特征、时空变化及空间异质性。结果表明,研究区域污染物年际浓度变化起伏较大,PM₁₀、PM_2.5年均浓度分别为(42.6±8.2),(25.4±4.2)µg/m³,均低于中国《环境空气质量标准》(GB 3095-2012)二级浓度限值。PM、NO₂和O_3-8h月均浓度呈U型变化趋势,其中3月份浓度最高。5个城市PM和NO₂浓度季节变化均表现为:春季>冬季>秋季>夏季,O_3-8h表现为:春季>夏季>秋季>冬季,而CO冬季污染程度最小,SO₂无明显的季节变化规律。根据Sen-MK的逐日浓度趋势分析,污染物总体呈现下降趋势,其中PM₁₀下降速率最高达11×10^-3µg/(m³×d),而O_3-8h呈现上升趋势。变异系数(COD)表明,污染物的空间分布极不均匀,特别是SO₂的COD均大于0.2,春季O_3-8h空间分布更加均匀。Person相关分析表明,PM与NO₂、CO、O_3-8h表现出较强的相关性,且西双版纳(BN)PM与其他大气污染物相关性较其他城市强。     

氯改性活性炭吸附单质铅(Pb0)的机理

利用量子化学中密度泛函方法系统研究氯改性活性炭吸附单质铅（Pb⁰）的机理,明确了氯改性对活性炭吸附Pb⁰的影响,计算得到吸附过程中各个吸附构型的吸附能、重要键长、对应的Mayor键级和铅的Mulliken原子电荷.几何优化选用B3LYP方法结合def2-SVP基组,单点能任务选用PWPB95双杂化泛函结合def2-TZVP基组进行计算.结果表明：对于扶手椅型（armchair）活性炭,氯改性将使活性炭对Pb⁰的吸附能降低74.034kJ/mol;对于锯齿型（zigzag）活性炭,氯改性基本不会改变活性炭对Pb⁰的吸附能力,因此氯改性总体上会减弱活性炭对Pb⁰的吸附作用,但是吸附类型依然为强烈的化学吸附.分别应用电子密度分布和Mayor键级进一步验证纯活性炭和氯改性活性炭对Pb⁰吸附类型,结果与吸附能分析一致.Mayor键级分析表明氯原子通过改变周围碳原子活性影响Pb⁰的吸附,而不是与Pb⁰直接作用.Mulliken原子电荷分析表明铅的原子电荷正相关于活性炭对其的吸附能,铅的原子电荷越大,对应的吸附构型的吸附能越高.此外笔者发现Pb⁰的引入对氯改性活性炭继续吸附Pb⁰有抑制作用.     

金属结构环境累积损伤研究进展

针对金属结构在腐蚀环境、力学载荷等因素耦合作用下的损伤问题,简要介绍了金属结构环境损伤的主要影响因素,对当前国内外金属结构累积损伤理论与模型进行了系统梳理,重点探讨了金属结构环境累积损伤研究未来发展方向。通过多层级"积木式"研究建立环境(腐蚀)损伤参量-力学性能退化关联模型,是解决金属结构环境-载荷耦合作用下损伤演变规律与机理、剩余强度/寿命评价与预测等关键问题的有效路径。     

洞庭湖不同营养级鱼组织中PCBs的分布特征

采用稳定同位素分析技术和气相色谱-高分辨质谱联用技术,测定了洞庭湖6种鱼组织的稳定氮同位素丰度值（δ¹⁵N值）和多氯联苯（PCBs）的含量,研究了鱼组织中PCBs分布特征及其与营养级的相关性.结果表明,∑PCBs₁₁₅的浓度范围为0.04~9.77ng/g湿重,在鲤鱼性腺组织中最高.毒性当量为：0.0003~2.39pg/g湿重,在鳡鱼脂肪组织中最高.洞庭湖鱼中PCBs的含量处于较低水平.PCB28,52,95,99,101,105,110,118,138,153,155和209在所有组织中检出.Co-PCBs,Ind-PCBs和PCB209具有组织分布特异性.不同计量方式下,鱼组织中PCBs与δ¹⁵N值具有相关性的同类物不同.     

天津城区大气气溶胶复折射指数的反演及消光贡献分析

气溶胶的复折射指数是直接影响其散射特性和吸收特性的基本物理量之一.为深入研究城市大气气溶胶的复折射指数特征,引入一种具有高时间分辨率优点的反演方法来反演气溶胶复折射指数.依据辐射传输理论,将天津大气边界层观测站观测到的高精度散射系数、吸收系数和数浓度谱分布数据利用查表法代入Mie理论气溶胶粒子群消光计算公式,对大气气溶胶复折射指数进行反演.结果表明:①天津城区2011年4月观测地点0.55 μm波长处的气溶胶复折射指数实部平均值为1.64,虚部平均值为0.015.②气溶胶复折射指数实部和虚部均有明显日变化规律,实部和虚部均与相对湿度呈正相关,与风速呈负相关.③利用反演得到的复折射指数对不同粒径大气气溶胶的消光特性进行计算发现,对散射特性而言,>0.25~1.00 μm粒子对散射系数的贡献率达86%;对吸收特性而言,>0.25~2.50 μm粒子对吸收系数的贡献率为53%,>2.50~32.00 μm粒子对吸收系数的贡献率为47%.研究显示,>0.25~1.00和>1.00~32.00 μm的粒子对吸收系数的贡献率均较高,但对散射系数而言,>0.25~1.00 μm的粒子贡献率较高,因此综合考虑气溶胶散射系数、吸收系数和消光系数,控制>0.25~1.00 μm的气溶胶粒子数浓度可有效改善大气能见度.      

陕甘宁地区城市空气质量特征及影响因素分析

利用历史观测数据来探究短时间内AQI（空气质量指数）的起伏变化,有助于制定空气污染防治措施,对区域环境经济的协调发展具有重要意义.为研究陕西省、甘肃省和宁夏回族自治区（简称"陕甘宁地区"）2015-2017年空气质量特征,对3 a的AQI及评价体系中6项污染物（PM_2.5、PM₁₀、O₃、NO₂、SO₂、CO）质量浓度特征进行研究.通过数理统计对29个监测站点32 910个样本数据进行整理,采用克里金法分析AQI及6项污染物质量浓度的时空变化特征.结果表明:①空间上,陕甘宁地区西南部污染较轻,陕西省中部关中平原、宁夏回族自治区北部及甘肃省河西走廊西北部污染较严重.ρ（O₃）高值集中分布在研究区西北部地区,ρ（CO）、ρ（NO₂）高值集中分布在东部地区,ρ（PM_2.5）、ρ（PM₁₀）分布特征与AQI分布特征相似,ρ（SO₂）高值集中分布在北部地区.②时间上,3 a的AQI平均值为88,AQI季节性变化呈冬季（108）>春季（88）>秋季（78）>夏季（74）的规律.③通过数理统计对污染物质量浓度月变化特征分析发现,ρ（O₃）夏季最高,峰值为140.3 μg/m3,春秋次之,冬季最低;ρ（PM_2.5）、ρ（PM₁₀）、ρ（SO₂）、ρ（NO₂）和ρ（CO）均为冬季最高,其最高值分别为83.7 μg/m3、155.9 μg/m3、72.6 μg/m3、52.1 μg/m3、2.04 mg/m3.④相关性分析表明,AQI与自然因素中的平均气温、平均降水量和气压的相关系数分别为-0.859、-0.903和0.620,平均气温、平均降水量与AQI均呈极显著负相关（P < 0.01）,气压与AQI呈显著正相关（P < 0.05）.DEM（数字高程模型）地形起伏度分析发现,地形起伏度级别越大,AQI越小.社会经济因素中,AQI受工业企业数的影响最大,相关系数为0.634.研究显示,自然因素对陕甘宁地区空气质量的影响大于社会经济因素的影响,气象条件对空气污染的扩散起重要作用.      

Thermodynamic prediction and experimental investigation of short-term dynamic membrane formation in dynamic membrane bioreactors: Effects of sludge properties

In dynamic membrane bioreactors(DMBRs), a dynamic membrane(DM) forms on a support material to act as the separation membrane for solids and liquids. In this study, batch filtration tests were carried out in a DMBR using nylon mesh(25 μm) as support material to filtrate sludge suspensions of variable properties from three different sources to evaluate the effects on the short-term DM formation process(within 240 min). Furthermore, the extended Derjaguin–Landau–Verwey–Overbeek(XDLVO) theory was applied to analyze the sludge adhesion and cohesion behaviors on the mesh surface to predict quantitative parameters of the short-term DM formation process(including initial formation and maturation stage). The filtration results showed that the order of the initial DM formation time(permeate turbidity 1 NTU as an indicator) was as follows: sludge with poor settleability and dewaterability normal sludge sludge with poor flocculability. Moreover, normal sludge(regarding settleability, dewaterability,flocculability, and extracellular polymeric substance) showed a more acceptable DM formation performance(short DM formation time, low permeate turbidity, and high permeate flux) than sludge with poor settleability, dewaterability and flocculability. The influence of sludge properties on the initial DM formation time corroborates the prediction of sludge adhesion behaviors by XDLVO theory. Additionally, the XDLVO calculation results showed that acid–based interaction, energy barrier, and secondary energy minimum were important determinants of the sludge adhesion and cohesion behaviors. Therefore, short-term DM formation process may be enhanced to achieve stable long-term DMBR operation through positive modification of the sludge properties.     

WLTC循环下汽油车氨排放影响因素分析

为研究WLTC（worldwide light-duty test cycle,全球轻型汽车驾驶循环）循环下常规污染物和行驶工况对汽油车NH₃排放的影响,选定一辆满足国Ⅴ排放标准、配备TWC（three way catalyst,三元催化器）尾气后处理装置的轻型汽油车,测定其在WLTC循环下CO₂、CO、NO_x和NH₃的摩尔排放量.结果表明:CO、NO_x与NH₃排放的线性相关系数分别为0.626和0.321.NH₃高排放的出现除了伴有CO的高排放外,还需车辆具有高速和持续的正向加速度.用配备TWC尾气后处理装置前、后NO_x排放量的差值表示NO_x的转化量发现,NO_x的高转化量并不一定对应NH₃的高排放量,在循环后期大量产生的NO_x会抑制NH₃的排放.由于VSP（vehicle specific power,比功率）能综合反映行驶工况,研究行驶工况对NH₃排放的影响时主要分析VSP与NH₃之间的关系,通过VSP聚类方法将VSP划分为不同区间,得出当VSP Bin（vehicle specific power bin,比功率区间）大于0时,基于CO₂的NH₃排放基本呈随VSP Bin增大而增加的规律,并且基于CO₂的NH₃排放量最大值对应的VSP Bin为持续正向加速工况.研究显示,常规污染物中CO和NO_x对NH₃的排放会产生不同程度的影响,加速度作为行驶工况的表征参数之一会直接或通过影响CO和NO_x的排放间接影响NH₃的生成.      

北京和保定地区大气细颗粒物中可培养细菌的种群特征

在北京城区和河北省保定郊区(望都),于2015年1月10~17日雾-霾时期,使用大气颗粒物采样器收集大气细颗粒物(PM2.5),比较了两地雾-霾时期PM2.5中可培养细菌的种群结构特征异同;使用场发射扫描电镜(FESEM)观察PM2.5颗粒形态,利用后向轨迹模型NOAA/ARL HYSPLIT-4分析北京城区和保定郊区气团输送来源,采用离子色谱仪、流动分析仪和ICP-MS仪器监测PM2.5中主要水溶性离子和重金属元素含量.结果表明,北京城区和保定郊区分离得到的PM2.5可培养细菌为厚壁菌门(Firmicutes)、放线菌门(Actinobacteria)和α-变形菌门(α-Proteobacteria)三大菌门,其中厚壁菌门(Firmicutes)为优势菌门;分离纯化鉴定出17种细菌,革兰氏阳性菌占90%以上;优势菌属为产芽孢的芽孢杆菌属(Bacillus),分别占北京城区(RCEES)和保定郊区(WD)PM2.5样品中可培养细菌百分比的68.15%和75%.北京城区和保定郊区PM2.5中可培养细菌种群结构特征可能受到PM2.5理化性质和气团传输的影响.