华北地区气溶胶数浓度和尺度分布的航测研究 ——以石家庄为例

2009年秋季利用河北省人工影响天气办公室机载气溶胶粒子探头(PCASP-100X)和前向散射滴谱探头(FSSP-100-ER)在石家庄市上空进行了多次气溶胶观测.选取2009年9~10月间的7架次雾天、1架次小雨天及1架次密卷云天观测资料,重点研究雾天气溶胶粒子数浓度和直径的垂直、水平分布特征及粒子谱分布,并与密卷云天和小雨天的探测资料进行对比分析.结果表明:石家庄地区气溶胶粒子数浓度较高,近地面最大值达11910个/cm3.气溶胶粒子数浓度主要受天气条件影响,逆温层是影响粒子垂直输送的主要因素,在逆温层下粒子累积形成粒子数浓度的高值区,逆温层以上气溶胶粒子数浓度迅速减少,雾天和密卷云天粒子数浓度随高度多呈负指数分布;雾天多伴有逆温层和较大空气湿度,有利于气溶胶粒子累积,数浓度一般可达104个/cm3以上,容易形成低能见度污染天气;气溶胶粒子数浓度在无降水日有累积效应,降雨对气溶胶粒子有明显清除作用;粒子数浓度和粒子直径在水平方向上呈不均匀分布,随着高度增加粒子数浓度和直径的水平绝对偏差减小,相对偏差往往增大;不同天气下尺度谱型类似,多呈单峰分布,在0.11μm左右处出现峰值,但在雾天、密卷云天、小雨天气下的气溶胶粒子峰值依次变小,并且随高度增加,尺度谱峰值数密度值降低,谱变窄.     

1991—2004年东亚温室气体浓度特征及变化趋势

利用NOAA Earth System Research Laboratory提供的1991─2004年Tae-ahn(韩国),Ulaan Uul(蒙古)以及瓦里关(中国)的大气温室气体CO₂和CH₄的数据,对东亚地区大气温室气体的浓度特征及变化趋势进行研究.结果表明:14年来东亚地区大气中φ(CO₂)和φ(CH₄)月和年平均值总体呈明显上升趋势;3个监测站的φ(CO₂)年线性递增率比较接近,平均值为1.91×10-6a-1,季节变化较一致;从沿海到内陆这2种温室气体的浓度均随海拔升高而逐渐降低.      

Fenton试剂预处理提高钻井废水可生化性

采用Fenton试剂预处理钻井废水,研究了Fenton反应中各影响因子对废水COD去除率、 BOD5/COD值的影响并分析其作用机制,确定了最佳条件,即初始pH为4.0, H2O2/Fe2 (摩尔浓度比, c∶c)＝20, H2O2/COD (质量浓度比, w∶w)＝1,反应时间为2 h.在该条件下,废水的COD去除率约为40%, BOD5/COD值从0.002～0.003提高至0.15～0.2,可生化性得到很大提高,为后续生物处理创造了条件.紫外-可见吸收光谱分析表明,可生化性的改善主要是由于有机物的分子结构发生了变化.     

不同碳链长度的离子液体对大型溞摄食行为的影响

用细胞计数法研究了不同碳链长度的离子液体对大型溢滤水率和摄食率的影响.结果表明,随着碳链长度的增加,离子液体对大型溞的48 h急性毒性增大,其LC50在49μg/L和15 326μg/L之间.不同碳链长度的离子液体都显著地降低了大型溞的滤水率和摄食率,其最大浓度处理组分别比对照降低T60%～84%.结果提示,离子液体对大型溞摄食行为具有很大的毒性影响,因此对水生环境可能也具有潜在的生态风险.图1表1参25     

香樟根际土壤化感作用的初步研究

化感作用是农林复合生态系统中作物相互作用的重要方式,它有十分重要的经济、生态意义.该研究采用常规水浸提方法制备不同浓度的香樟(Cinnamomum camphora (L.) Presl.)根际土壤水浸提液,用生物测定法测定其对萝卜(Raphanus sativus L.)、红苋菜(Amaranthus mangosfanus L.)和荠菜(Capsella bursa-pastoris (L.) Medic.)的种子萌发和幼苗生长的化感作用.结果表明,浸提液浓度不同,其化感效应不同,受体植物不同,化感效应差别也较大,具体表现为,浓度较低时,化感作用较小,对萝卜根生长起促进作用,随着溶液浓度的增大化感抑制作用逐渐增强,大致表现出低促高抑的规律;萝卜受化感作用抑制作用较其他两种蔬菜小.通过研究可得出结论:香樟对蔬菜有较强的化感作用,香樟林地发展林-菜复合种植一定要选择合适的蔬菜种类和科学的管理措施.     

镉胁迫下红树林沉积物中水溶性有机物的变化

在温室条件下采用根箱法,研究了在不同浓度镉(Cd, 0～50 mg kg-1)胁迫下红树植物秋茄幼苗生长的土壤中水溶性有机碳(DOC)和水溶性有机氮(DON)的浓度变化.研究表明,秋茄沉积物中DOC和DON含量随Cd胁迫浓度的增加出现不同程度先降后升再降的趋势, DOC含量在土壤Cd处理浓度为10 mg kg-1和30 mg kg-1时分别达到谷值(0.134 mg g-1)和峰值(0.190 mg g-1).除了R5层(30 mg kg-1 Cd处理时DOC含量高于对照组),其他土层的对照组DOC含量均高于Cd处理组的DOC含量. DON含量在土壤Cd处理浓度为5 mg kg-1和20 mg kg-1时分别达到谷值(0.075 mg g-1和0.081 mg g-1),在10 mg kg-1和30 mg kg-1时分别达到峰值(0.117 mg g-1和0.138 mg g-1).这表明沉积物中的DOC和DON在低浓度的Cd胁迫下可与Cd相互作用,降低Cd的有效性,反映秋茄对低浓度的Cd有一定的抵抗能力.高浓度的Cd胁迫可能刺激秋茄根系分泌和改变土壤微环境.与非根际层土壤相比,根际层的DOC和DON含量较高.     

农田土壤呼吸对大气CO2浓度升高的响应

大气CO2浓度急剧升高引起的全球气候变暖是人们关注的环境问题之一.随着气候变化对全球生态环境的影响日益增大,全球碳循环研究已经成为各国科学家研究的热点之一.模拟大气CO2浓度升高试验技术先后经历了人工气候室、开顶式气室、FACE技术(Free Air carbon dioxjde eariclament)阶段,FACE技术因其无限接近自然条件而成为研究大气CO2浓度增加对整个生态系统影响的最理想试验平台.土壤呼吸是陆地生态系统碳循环的重要环节,农田生态系统是陆地生态系统的重要组成.研究农田生态系统的土壤呼吸对大气CO2浓度增加的响应是预测和评价农田系统乃至整个陆地生态系统土壤碳周转和碳收支的重要前提与基础.文章根据现有研究成果.阐述了模拟大气CO2浓度升高的试验技术,比较了农田土壤呼吸的测定方法,总结了以FACE研究成果为主的高CO2浓度条件下农田土壤呼吸、不同地下来源贡献及环境因子影响,提出了进一步研究的方向,以期为全球气候变化背景下的农田土壤呼吸和碳固定及全球碳循环研究提供帮助.     

聚丙烯酰胺对紫色土中磷素吸附特征的影响

通过等温吸附实验分别研究了特定磷质量浓度下系列PAM用量和系列磷质量浓度下特定PAM用量对磷素在土壤中吸附特征的影响.试验表明,土壤经过PAM处理后其对磷素的吸附性能发生了明显改变.施用PAM使紫色土磷的吸附量降低,PAM用量较低时,吸附量随PAM用量的增加而减少,并且在0.1%～0.5%PAM内两者之间达到极显著负相关.紫色土磷最大吸附量为277.8 靏穏-1 ,0.1%、0.2%、0.4%PAM处理后紫色土对磷的最大吸附量均降低,分别为263.28 靏穏-1、227.38 靏穏-1、212.88 靏穏-1,但吸附强度却没减弱,甚至得到加强.PAM通过改变土壤集结状态和表面性质对土壤磷慢速吸附阶段产生了显著影响,但对快吸附阶段无明显影响.     

粘土矿物对烷基酚聚氧乙烯醚的吸附行为

烷基酚聚氧乙烯醚(APEOn)是一类重要的非离子表面活性剂,广泛地应用于工业、农业和日常生活中.近年来,由于其生物代谢产物被证实具有较大的毒性,因此引起人们广泛关注.文章使用自然界广泛存在的天然蒙脱土对APEOn类物质NP9、NP10、TX-100进行吸附,该技术可为使用粘土矿物去除此类污染物提供理论依据.研究结果表明:APEOn在蒙脱土上有较高的吸附量,吸附等温线为S型,符合Langmuir-Freundlich吸附模型,吸附量大小为NP9>NP10>TX-100.温度对吸附的影响较大,在小于40 ℃时,升高温度吸附量减小,而当温度超过40 ℃时,升高温度则有利于吸附的进行.pH值对吸附的影响较小.吸附动力学拟合结果表明,APEOn在蒙脱土上的吸附符合假二级反应动力学,在初始质量浓度为300 mg·L-1时,NP9、NP10、TX-100的吸附速率常数分别为0.377、0.126、0.085 g·mg-1·min-1.解吸实验表明,在纯水中APEOn从蒙脱土上的解吸率并不大,但在乙醇溶液中,解吸率大大提高.     

Zn2+对黄瓜发芽期生理特性的影响

锌是植物必需的营养元素,同时也是一种常见的环境有毒重金属元素.以黄瓜(Cucumis sativus L.)为试验材料,设置不同Zn2 处理(0、25、50、100、200、300 mg·L-1),利用发芽和出苗试验,研究了Zn2 对黄瓜发芽期生理特性的影响.结果显示,低处理(0～25 mg·L-1)对黄瓜种子萌发和幼苗生长有促进作用,当为25 mg·L-1时最有利于黄瓜种子萌发和幼苗生长,其种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、根长、下胚轴长、下胚轴粗度和相对含水量均高于对照及其他浓度处理;幼苗相对电导率、丙二醛含量、可溶性糖含量、游离脯氨酸含量、SOD活性及POD活性均在此浓度得到最低.但从50 mg·L-1开始,随着增加,黄瓜种子萌发的各项指标开始下降,幼苗生长的各项生理指标开始上升,对黄瓜种子发芽和幼苗生长产生抑制作用,并在300 mg·L-1时抑制作用得到最大.该研究为进一步研究农业生态整治与安全高效利用提供理论基础.