表生风化淋滤迁移过程的Cd同位素分馏及其指示意义

利用Cd同位素来示踪Cd污染源是近年发展起来的一个新的同位素示踪体系,具有极大的优越性。然而,在利用Cd同位素示踪污染源的研究中,表生风化淋滤作用是否会导致同位素分馏,目前还没有研究报导,限制了Cd同位素在示踪污染源方面的应用。通过对Pb-Zn矿山主要固体污染源的表生风化淋滤过程进行模拟实验表明,无论是淋滤实验还是可交换态Cd实验,淋滤液总体上较残留态富集Cd的重同位素,其中尤以硫化矿最为明显,其Cd同位素分馏可达0.50‰(δ^114/110Cd)。此外, Cd的淋滤率与淋滤产生的Cd同位素分馏总体呈负相关关系。因此,我们认为在利用Cd同位素端元模型示踪污染源时,必须充分考虑表生风化淋滤作用可能带来的影响。     

电感耦合等离子法测定环境积尘中铅的研究

用细毛刷清扫收集普通居民房顶积尘,参照土壤样品预处理方法-普通酸分解法处理样品,以国标样品、不确定度实验、加标回收实验为质控手段,探索采用电感耦合等离子法测定环境积尘中铅的含量。实验结果表明,该法能将积尘样品完全消解,且电感耦合等离子法测试方法性能稳定、快速、准确,优于其他方法。     

螺-草水质净化系统氮素环境归趋的实验研究

通过构建螺-草模拟系统并利用稳定同位素示踪技术研究池塘螺-草水质净化系统中氮素的环境归趋,结果表明,以底泥为基质的螺-草系统中,实验结束后苦草湿重增加了580%,分株数增加了6.6株,苦草根部吸收储存了1.07%的15N,苦草茎叶吸收储存了7.74%的15N,环棱螺吸收储存较少,只占0.06%,底泥滞留了5.73%的15N.结果分析表明：螺-草水质净化系统中苦草对水体中溶解态氮的吸收较少,沉积物是苦草生长的主要营养源;水体中氨氮主要通过沉积物-水界面进行迁移转化,大部分被苦草根系吸收利用转化为生物体,少部分通过硝化/反硝化作用去除,其余则滞留于沉积物;苦草是系统中氮素去除的最终载体,环棱螺的存在通过促进苦草生长及加强泥-水界面硝化和反硝化作用来加快系统中氮素的去除.因此,在养殖的不同阶段合理配置螺-草结构是整个养殖过程中水质调控的关键.     

2013年12月上海市重度污染期间细颗粒物化学特征与输送轨迹影响

2013年12月我国中东部地区发生多场大范围高强度的颗粒物污染. 期间,本研究采用在线连续观测手段测量了上海市城区大气中气态污染物、颗粒物的质量浓度、细颗粒物的化学组分等,获得了浮尘污染、灰霾污染、雾霾污染、长距离传输的过境污染过程中颗粒物的污染特征变化. 观测结果显示,雾霾污染最为严重,PM₁₀和PM_2.5日均最大浓度分别达到536 μg ·m^-3和411 μg ·m^-3,PM_2.5/PM₁₀高达76.7%,高湿度加强了大气颗粒物中NO₃^-、SO₄^2-、NH₄⁺等二次组分的生成. 浮尘污染中PM_2.5的Ca²⁺浓度在所有污染过程中最高,且PM_2.5中一次组分比重明显上升. 长距离传输的过境污染中PM_2.5的SO₄^2-浓度最高,且增长速度很快. 同时本研究还采用Hysplit反向轨迹结合聚类分析方法,得到了不同污染过程中到达上海的主要气团轨迹,并结合上海城区在线观测的PM_2.5及其化学组分浓度数据,探讨了不同气团下PM_2.5组分特征差异和不同污染过程的大致来源. 结果表明,观测期间上海的气团轨迹可以聚类为六类. 其中,移动速度快的cluster6出现时,上海市不易出现颗粒物污染; 始于蒙古的cluster2和cluster3导致上海出现沙尘污染,该气团下PM_2.5/PM₁₀的比例都较低,且PM_2.5中Ca²⁺浓度较高. 移动缓慢的cluster5和cluster4有利于污染物的二次生成,静稳天气同时加剧了污染物的累积,加上他们经海上夹带水汽传输至上海,这些不利条件是导致上海出现严重污染的关键因素.     

内江市大气细颗粒物化学组成及其消光特征

2012—2013年在内江市环境监测站楼顶采集了PM_(10)和PM_(2.5)样品,并分析了颗粒物中金属无机元素、水溶性离子和碳质组分的质量浓度,以研究颗粒物的污染水平及其消光特性.采样期间,内江市的PM_(10)和PM_(2.5)浓度分别为(116.3±54.7)μg·m~(-3)和(78.6±36.8)μg·m~(-3);颗粒物污染冬季较重,其次为秋季,春季和夏季污染水平相当.内江市PM_(2.5)中以二次无机离子(SNA,42.5%)和有机物(OM,35.0%)污染最为突出,其次为地壳元素(Soil,11.4%)、元素碳(EC,5.2%)和微量元素(Trace,0.3%).高相对湿度和细颗粒物浓度是导致内江灰霾频发的主要原因,10km能见度对应的PM_(2.5)浓度界值为72.2μg·m~(-3).采用IMPROVE模型计算,内江市PM_(2.5)的平均散射系数为(504.6±293.2)Mm-1,吸光系数平均为(41.0±20.6)Mm-1;PM_(2.5)中硫酸盐对消光系数贡献最大,占40.0%;其次为有机物和硝酸盐,贡献率分别是29.2%和15.3%;EC的贡献率为7.3%.PM_(2.5)质量浓度与散射系数呈现出较强的线性关系(r=0.88),通过回归方程得到PM_(2.5)的质量散射效率为4.2 m~2·g~(-1).     

滆湖底泥细菌群落结构及多样性

2015年11月中旬采集常州滆湖底泥及水样,在滆湖水体及底泥现状分析的基础上,采用高通量测序技术对底泥细菌的16S rRNA基因进行序列测定,对底泥细菌群落结构及多样性进行研究.结果显示:滆湖水质整体呈富营养化状态,殷村港、湖北区为轻度富营养化,繁保区、塘门沟为中度富营养化.底泥细菌测得总OTUs(Operational Taxonomic Units)数为6157,多样性高.滆湖底泥细菌隶属26门38纲141属,其中以Proteobacteria、Chloroflexi、Deltaproteobacteria、Betaproteobacteria和Deltaproteobacteriawei为主,并含有少量丰度的Planctomycetacia、Alphaproteobacteria、Thiobacillus、Polynucleobacter和Geobacter等.研究发现,Firmicutes和Alphaproteobacteria丰度与富营养化指数呈显著正相关,而Betaproteobacteria、Actinobacteria和Bacteroidetes丰度与富营养化指数呈显著负相关,即富营养化程度越高,Firmicutes和Alphaproteobacteria丰度也越大,Betaproteobacteria、Bacteroidete和Actinobacterias丰度则越小.     

北京市典型区域夏季降水及其对大气污染物的影响

通过采集北京市典型区域2015年夏季大气降水样品,分析研究了大气降水的理化特性,典型降水过程化学组分的变化特征、成因以及对大气污染物的影响.结果表明,北京市典型区域夏季降水pH值范围为5.15~7.34,雨量加权平均值为6.21,酸雨率极低.降水中污染元素Cd、Ca和Mn呈现中度富集,Cu、Zn、Pb和S呈现严重富集;Ca和S是降水中主要污染元素,分别占总污染元素浓度的45.43%和43.93%,Zn、Mn、Cu、Pb和Cd是降水中主要重金属污染元素,占总污染元素浓度的1.32%.降水速率不同的降水对大气污染物的影响作用也有所不同.降水速率较大的降水对PM_(2.5)的清除作用较小,对SO_2、NO_2和O_3的清除作用较大,且影响机制表现为4个重要过程:大气污染物的清除、累积、累积和清除、清除.降水速率较小的降水主要以云内雨除为主,对PM_(2.5)、SO_2、NO_2和O_3的云下清除作用较小,且影响机制表现为:污染物的清除、清除和累积、累积、以及清除为特征的4个重要过程.降水速率较大的降水对大气污染物的清除作用大于降水速率较小的降水.     

基于地统计学分析的太湖颗粒态和溶解态氮、磷营养盐时空分布特征及来源分析

研究水体氮、磷营养盐的空间变异性及时空动态变化,有助于人们深入认识和了解氮、磷营养盐的变化对藻类生长繁殖的影响,对于治理富营养化水体中藻类的暴发性增长具有重要意义.基于地统计学分析方法,以太湖2014年8月～2015年5月夏、秋、冬、春四季为研究时段,分析了草、藻型等不同生态类型湖区颗粒态和溶解态氮、磷营养盐的来源以及赋存形态,营养盐限制类型的时空分布特征,并探寻其时空变化原因.结果表明:(1)时空分布上,水体中氮、磷含量整体表现为冬季高于其他季节,呈现由西北湖区向东南湖区递减的特征;颗粒态氮、磷与叶绿素a含量则表现为夏季高于其他季节,冬季高值区均位于南部湖区,其余季节高值区集中在西北湖区.(2)随季节变化,太湖草、藻型湖区氮磷营养盐形态组成发生了大的变化;藻型湖区由冬季以硝酸盐氮和有机磷为主,转变为其余季节以颗粒态氮磷为主,而草型湖区由冬季以颗粒态氮磷为主,转变为其余季节以氨氮和有机氮磷为主.(3)营养结构上,藻型湖区总氮/总磷比值由秋冬季节大于16,降低为夏春季节的小于16;而草型湖区却由秋冬季节小于16,升高为夏春季节大于16.溶解态氮磷比在藻型湖区的空间变化规律与总氮/总磷比值一致,而在草型湖区溶解态氮磷比由秋季小于16,升高为夏、冬、春季节大于16.颗粒态氮磷比时空变化均不显著(P 0. 05),各季节藻型湖区颗粒态氮磷比值均小于16,草型湖区均大于16.     

Characteristics of heavy metals and Pb isotopic signatures in sediment cores collected from typical urban shallow lakes in Nanjing, China

To investigate the contamination levels and sources for heavy metals that have occurred during the development of cities, sediment cores collected from typical urban shallow lakes (Xuanwu Lake and Mochou Lake) in Nanjing, China were analyzed for Cu, Pb, Zn, Cd, Cr, Ni, and for Pb stable isotopic ratios. No significant differences were found in the concentrations of Cu, Ni and Cd among sediment layers from Xuanwu or in the levels of Cr and Ni among sediment layers from Mochou. However, there were significant differences among the layers in the concentrations of Cr, Zn and Pb in Xuanwu and Cu, Zn, Cd and Pb in Mochou. Based on geoaccumulation indexes and enrichment factors, Cd was the primary pollutant at all depths in the sediment cores. The ratios of (206)Pb/(207)Pb and (208)Pb/(206)Pb differ significantly among sediment layers in Xuanwu. No significant differences were found on the ratios of (208)Pb/(206)Pb in Mochou, but the ratios of (206)Pb/(207)Pb differ significantly among some of the sediment layers in Mochou. The range of (208)Pb/(206)Pb and (206)Pb/(207)Pb ratios was found to be 2.098-2.106 and 1.170-1.176, respectively, for sediment cores from Mochou Lake and 2.091-2.104 and 1.168-1.183, respectively, for cores from Xuanwu Lake. The differences in heavy metal concentrations and the Pb isotopic ratios with depth for the cores from Xuanwu and Mochou confirmed that the contamination sources changed during the formation of the different sediment layers. Furthermore, the ratios of (206)Pb/(207)Pb demonstrated that gasoline and vehicular Pb were not the primary sources of Pb contamination at different depths in the sediment cores in Xuanwu Lake and Mochou Lake.     

铅胁迫下不同生态型五节芒（Miscanthus floridulus）的抗氧化系统的差异研究

为揭示不同生态型五节芒在抵抗Pb胁迫机制方面的异同,以粤北大宝山矿山开采地优势植物五节芒（Miscanthus floridulus）为试验材料,比较了五节芒非矿山生态型（采自惠州市博罗县丘陵山地）和矿山生态型（采自大宝山矿区）在相同Pb质量分数下的生理响应。Pb胁迫会导致五节芒叶片MDA的积累,非矿区生态型五节芒MDA积累的幅度要大于矿区种群。非矿区生态型五节芒叶片中SOD的活性被Pb胁迫抑制,POD活性都受到Pb胁迫的诱导比对照有所增加,但矿区生态型增加的幅度要大于非矿区生态型,矿区生态型植株两种酶的活性在最高w（Pb）时都显著高于非矿区生态型植株。随Pb处理质量分数增大,非矿区种群五节芒叶片中PPO的活性呈先增加再下降的趋势,矿区生态型则显著增加,在最高w（Pb）处理时活性要显著高于非矿区生态型。表明矿山型五节芒的耐重金属Pb要强于非矿山型。