京津冀区域重污染期间PM2.5垂直分布及输送

2016年12月17～19日重污染期间,在天津市武清区高村开展车载系留气球颗粒物浓度垂直观测,并以观测数据为基础,计算了区域内PM_(2.5)传输通量.结果表明重污染过程期间,大气混合层较低,约200 m左右,PM_(2.5)浓度垂直分布特征与混合层高度密切相关,混合层以下,PM_(2.5)浓度较高,垂直变化特征不显著,形成明显的污染层,混合层以上,PM_(2.5)浓度迅速降低并维持在降低水平.观测期间,粒径小于1. 0μm颗粒物浓度较高,粒径大于2. 2μm颗粒物浓度较低,近地层粒径为0. 777μm颗粒物浓度最高.颗粒物浓度粒径谱分布与相对湿度和混合层高度相关,高湿度和低混合层下颗粒物浓度粒径谱分布较宽泛.观测期间,PM_(2.5)在西南方向上的传输通量最高,占总传输通量的63. 3%,其中46～156 m和156～296 m高度之间PM_(2.5)传输通量最高.近地面300 m内PM_(2.5)传输主要以西南方向传输为主,300 m以上传输方向较分散.     

水环境中重金属的生物毒性预测模型

简要介绍了近年来发展的几种金属生物毒性预测模型，如FIAM、GSIM和BLM等模型。金属与生物有效性和毒性之间的关系，是制定金属的水质标准的依据，随着对金属形态及其生物有效性和毒性关系研究的深入，产生了很多的机理描述模型。描述金属与生物作用的现存模型有多种，分别从多种角度解释了环境因素对金属形态分布及其生物毒性的影响，各模型在一定程度上可给出重金属的生物毒性信息，但都存在缺陷，不能完全替代毒性实验。建立合理的金属毒性预测模型，为建新的水质标准提供依据，正是国际环境界研究的热点。     

基于随机森林模型的中国近地面NO2浓度估算

NH₃针对传统近地面NO₂浓度空间模拟过程中NO₂浓度与其影响要素之间关系的复杂非线性机制解释不充分的缺陷,本研究基于随机森林（RF）算法、融合多源地理要素开展了近地面NO₂浓度空间分布模拟研究.以卫星OMI对流层NO₂柱浓度数据和多源地理要素（道路交通、气象因子、土地利用/覆盖、地形高程、人口数量）为输入变量,近地面NO₂浓度为输出变量,利用RF算法构建近地面NO₂浓度反演模型.通过对比地面观测数据与传统土地利用回归模型（LUR）检验RF模型的有效性,基于所构建的最优RF模型在不同时间尺度下模拟分析中国大陆地区近地面NO₂浓度空间分布特征.结果表明：（1）集成多源地理要素的RF回归模型精度高,月均模型整体拟合度R² 0.85,RMSE 6.08μg/m³,交叉验证的R² 0.84,RMSE 6.33μg/m³,显著高于LUR模型（拟合R² 0.53,RMSE 10.48μg/m³,交叉验证的R² 0.53,RMSE 10.49μg/m³）; （2）地面NO₂浓度与预测变量呈现显著的复杂非线性与时间尺度依赖关系,卫星OMI柱浓度对模型影响程度最大,重要性指标IncMSE介于97.40%~116.54%,多源地理特征变量对RF模型同样具有不可忽视的贡献力（IncMSE在23.34%~47.53%之间）;（3）中国大陆地区NO₂污染程度较高,年均模拟浓度为24.67μg/m³,存在明显季节性空间差异,NO₂浓度冬季（31.85μg/m³） > 秋季（24.86μg/m³） > 春季（23.24μg/m³） > 夏季（18.75μg/m³）,呈现以华北平原为高值中心、向外围逐渐减轻的空间分布格局.较已有研究揭示对流层NO₂柱浓度宏观分布特征,本研究对近地面NO₂污染特征的研究成果对于合理制定污染防控策略、降低居民暴露健康损害具有指导意义.     

国家干线公路移动源VOCs排放及臭氧生成潜势研究

基于国家干线公路4346个交通监测站日平均监测数据,采用移动源VOCs测算方法,建立国家干线移动源VOCs排放清单,使用最大增量反应活性（MIR）估算VOCs的臭氧生成潜势（OFP）,并通过动态分段技术和核密度估计方法对臭氧生成强度的空间特征进行分析.结果表明,客车是国家干线移动源VOCs年排放量最大的源,占客货总排放量70.50%;广东省年排放量最大,占全国干线公路VOCs排放量的10.7%;G15沈海高速年排放量最大,占全国干线公路VOCs排放量的5.4%.烯烃和芳香烃为移动源OFP主要的贡献者,前十种有机污染物占干线移动源总OFP的67.29%.从客货车日均OFP强度上来看,受车流量影响,各干线差异明显.北京天津呈团簇状集聚,至石家庄一线为带状分布;济南淄博潍坊青岛一线呈弯月带状分布;南京苏州上海杭州呈团状,至上海又集聚;粤港澳大湾区以深圳为中心高度聚集;沈阳、郑州、西安、武汉、重庆等交通枢纽出现次一级强度集聚.     

大型气候实验室气流组织仿真分析

目的对大型气候实验室气流组织进行仿真分析,获得合理的气流组织设计方案。方法首先通过分析旋流风口的特性,建立旋流风口CFD简化模型,然后设计大型气候实验室气流组织形式,最后对极端低温和极端高温工况下不同温度、送风量和送风角度时的气流组织进行CFD仿真分析。结果低温工况时,地面温度升高将导致室内温度和温度不均匀度整体上升;高温工况时,气流难以抵达地面,且地面温度对高度5 m以下区域有显著影响,对5 m以上空间影响不显著,应增大送风角度,使送风射流方向尽可能向下,以改善地面附近温度均匀性。结论气流组织仿真分析方法和气流组织设计方案适用于大型气候实验室设计。     

给水管网多相界面中微生物表面疏水性研究

采用疾病控制中心（CDC）生物膜反应器模拟给水管网系统,选取聚氯乙烯（PVC）和聚碳酸酯（PC）2种材质的挂片,通过微生物粘附碳氢化合物（MATH）实验和Illumina高通量测序相结合的方法,对反应器水相、生物膜相和颗粒物相中微生物的疏水性进行了研究.结果显示,PVC材质挂片反应器中优势菌为厚壁菌门,相对丰度为68.31%~81.00%,PC材质挂片反应器中优势菌为变形菌门,相对丰度为24.39%~64.40%.PVC材质挂片反应器中优势菌包含3类致病菌,PC材质挂片反应器中包含8类致病菌.PC材质挂片生物膜相较于PVC材质疏水性更高,利于微生物吸附形成生物膜,而PVC材质不易形成生物膜,对控制输送过程中的二次污染具有积极作用,但在管网实际应用中还应考虑其他工程因素的影响.     

基于双参数威布尔分布的高强度铝合金材料腐蚀损伤分布动力学规律研究

目的研究高强度铝合金材料腐蚀损伤分布的动力学规律。方法通过统计高强度铝合金材料的蚀坑深度和直径,采用双参数威布尔分布进行拟合,提出以双参数威布尔分布中的两个参数α、β作为高强度铝合金材料腐蚀损伤分布的表征量,建立α、β随腐蚀时间增长的多种数学模型。结果α随腐蚀时间的增长而减小,β随腐蚀时间的增长而增大,并且分布参数均能很好地符合一阶指数函数模型。结论与实际蚀坑分布增长物理现象比较,α、β的变化趋势能够揭示出蚀坑分布随时间增长的变化过程,并且腐蚀损伤分布动力学规律能很好地符合一阶指数函数模型。     

闽江福州段沉积物中多环芳烃的分布、来源及其生态风险

对闽江福州段37个沉积物样品中的15种多环芳烃(PAHs)进行了研究.结果表明,15种PAHs的总量在241.5～1310.8ng·g-1之间,均值为630.9ng·g-1,且从上游到下游整体上呈下降的趋势,但在福州市区附近有突增的现象.沉积物中有机质含量(SOM)与PAHs总量呈显著正相关(r=0.58,p<0.01).同时,应用因子分析和多元线性回归方法对PAHs进行了源解析.结果表明,煤燃烧来源占31.7%,汽油燃烧占25.2%,柴油燃烧占28.7%,石油泄漏源占14.5%,石油燃烧是闽江福州段沉积物中PAHs的主要来源.用效应区间中值ERM(the effects range median)和效应区间低值ERL(the effects range low)及其商值平均方法对闽江福州段沉积物中PAHs的生态风险进行了评价.结果表明,有4个样品芴的含量超过ERL指导值(19ng·g-1),具有一定的生态风险,其余PAH单体和PAHs总量都不超标.     

Toxicity and subcellular distribution of cadmium in wheat as affected by dissolved organic acids

We aim to investigate the effects of humic acid (HA) and citric acid (CA) on the toxicity and subcellular distribution of Cd in wheat. Results show that the toxicity and uptake of Cd decreased with increasing HA. The EC₅₀ values of Cd increased from 3.36 μmol/L to 4.96 and 7.33 μmol/L at 50 and 250 mg/L HA, respectively, but decreased to 1.39 μmol/L in the presence of CA based on free ion activity model (FIAM). HA decreased the relative subcellular distribution of Cd in the heat-denatured proteins (decreased from 54% to 33%) but increased Cd in the heat-stable proteins in root (from 25% to 50%) at 7.61 μmol/L {Cd²⁺} (free Cd activity), which resulted in decreasing Cd toxicity. However, CA increased Cd toxicity due to the increased internalization of Cd although the relative subcellular distributions of Cd exhibited a decrease in the heat-denatured proteins and increase in the granule fraction compared to the control at high-level Cd. The FIAM could not predict the toxicity of Cd in the presence of organic acids. Alternatively, the internal Cd accumulation and subcellular Cd concentration were better to describe the toxicity of Cd to wheat.     

四溴双酚A在5种巢湖鱼类体内的组织分布与生物浓缩因子研究

利用SPE-HPLC法,分析了四溴双酚A（TBBPA）在巢湖5种经济鱼类体内的组织分布及生物浓缩因子.结果表明,TBBPA在5种鱼体内的平均含量（以干重计）为4.70～11.20 ng.g-1,高低排序为白鱼〉白鲢〉鳙鱼〉鲤鱼〉长吻鮠.不同器官中,白鱼、鳙鱼、鲤鱼和长吻鮠的肾脏中TBBPA含量最高,其次为肝脏和鳃,腹部和背部组织含量较低,无显著脂肪蓄积效应.白鲢体内肝脏的TBBPA含量最高,肾脏和鳃次之.对白鱼各组织中TBBPA含量与体重间的相关关系分析表明,肝脏、肾脏和鳃中TBBPA浓度随体重的增加而增大,而背部、腹部无显著相关关系.同时测得巢湖水体中TBBPA平均浓度为0.52μg.L-1,计算得到5种鱼的生物浓缩因子为9.56～22.64,表明TBBPA在巢湖鱼体中的浓缩效应不显著.