大气颗粒物的源成分谱研究现状综述

调研国内外大气颗粒物排放源成分谱研究情况,对排放源的分类、颗粒物的化学组分和测定、各类排放源的成分谱组成、研究情况以及排放源的标识元素情况进行了综述.     

北京灰霾天气PM10中微量元素的分布特征

采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)对北京市2008年4月和5月不同采样点采集的灰霾天PM₁₀样品中的15种微量元素进行了分析,得出了Ti、Fe、Zn、Sn、Pb为全样样品中相对含量较高元素;Ti、Mn、Ni、Cu、Zn、Pb是水溶样样品中相对含量较高元素。与晴天相比,灰霾天样品中微量元素可溶性增强,对人体危害更严重。与2002年分析数据进行对比,因2002年缺少Cr、Cd元素的测试值,全样样品中除了Co、Ni、Cu、Mo元素外,其余测试元素的浓度均有不同程度的升高,Fe和Sn元素的增幅最大。水溶样品中,参与对比元素的含量均下降。文中对含量相对较高的Cr、Mn、Fe、Cu、Zn、Cd、Sn和Pb元素进行了源解析,分析得出采样点附近的交通源及地面扬尘是这些元素的主要来源。     

北京市秋季大气气溶胶质量浓度谱分布特征的观测研究

为了研究不同天气形势和气象要素对不同粒径段的大气气溶胶质量浓度谱分布的影响,2010年秋季在北京市采用空气动力学粒径仪对0.5 ～20 μm的大气颗粒物进行了为期2个月的连续观测.结果表明,在不同天气形势和气团运动下,质量浓度谱分布差异明显.受到西北气流影响,在质量浓度较小的清洁天气,谱分布主要集中在粗粒径段(清洁天气).当天气以静稳为主,颗粒物质量浓度值中等偏高时,粗细粒径气溶胶分布中出现谱值相近的高峰(中等浑浊天气).在受到西南气流主要影响的高质量浓度的观测日中,细粒径气溶胶在谱分布中占主要地位(高浑浊天气).在相同气团影响的天气下,昼夜间质量浓度谱分布的谱型变化趋势一致.清洁天气保持了粗粒径段的单峰分布,中等浑浊和高浑浊天气呈双峰分布.清洁天气细粒径段谱值受光化学反应影响在日间略高于夜间.中等浑浊天气中质量浓度的谱值在夜间受相对湿度和温度变化影响有显著增加.高浑浊天气下,昼夜温湿差别小,谱分布未出现明显变化.     

杭州湾潮滩湿地3种优势植物碳氮磷储量特征研究

潮滩植物在碳氮磷生物地球化学循环中发挥着重要的作用.为探明杭州湾潮滩湿地植物碳氮磷储量特征,对植物生物量、碳氮磷含量及储量的季节动态进行了分析.结果表明,3种优势植物芦苇(Phragmites australis)、互花米草(Spartina alterniflora)和海三棱藨草(Scirpus mariqueter)地上生物量呈典型的单峰值曲线.地上部有机碳含量全年变化幅度相对较小,氮磷含量随植物生长而明显下降.植物碳氮磷储量与植物生物量显著正相关.海三棱藨草碳氮磷储量显著低于芦苇和互花米草,芦苇地上部总氮储量显著高于互花米草,但总磷储量则相反,有机碳储量两种植物差异不显著.芦苇、互花米草和海三棱藨草年固碳能力分别是中国陆地植被平均固碳能力的380%、376%和55.5%,以及全球植被平均固碳能力的463%、458%和67.7%.从净化氮磷功能上考虑,7月可认为是本研究区域3种植物的最佳收割时间,且以收获互花米草对水体富营养化的限制性因子磷的去处效果最佳.因此,潮滩植物具有较好的储碳固碳能力和氮磷净化效应.     

Hylocomium splendens (Hedw.) B.S.G. and Pleurozium schreberi (Brid.) Mitt. as trace element bioindicators: Statistical comparison of bioaccumulative properties

The principal objective of this study was to compare bioaccumulative properties of two terrestrial moss species Hylocomium splendens and Pleurozium schreberi from the Kielce area (south-central Poland), using various statistical techniques. Forty-six moss samples from 23 sampling sites located within the city limits were analyzed for 33 trace elements. The results indicated that 17 elements (Ba, Ce, Co, Cu, Eu, Fe, Gd, Hg, La, Mo, Nd, Ni, Pb, Pr, Sm, V, Y) dominated in H. splendens, whereas only three elements (Mn, Sr, Zn) occurred in excessive amounts in P. schreberi. No differences in the distribution pattern of Dy, Er, Ho, Sn, Tb, Th and Yb were observed. The element concentration ratio (PI/Hy) varied from 0.50 to 1.19. For 14 elements (Ce, Co, Cu, Fe, Gd, Hg, La, Mo, Nd, Ni, Pb, Sm, Th, V), PI/Hy < 1; for 4 elements (Cd, Mn, Sr, Zn), PI/Hy > 1; for 7 elements (Ba, Dy, Er, Eu, Pr, Y, Yb), PI/Hy = equalled 1. Czekanowski’s method showed similarities in rare earth element concentrations for both moss species. The cluster analysis exhibited three significant clusters at D link /D max × 100 < 50 for both moss species. Strong positive Spearman correlations between both moss species were recorded for the following pairs:Ba-Ba, Co-Co, Er-Er, Eu-Eu, Gd Gd, Mn-Mn, Ni-Ni, Pb-Pb, Pr-Pr, Sm-Sm, Th-Th, Y-Y, and Yb-Yb. Nonparametric tests (Sign test, Wilcoxon tests) showed statistically significant differences only for Cd, Ce, Co, Cu, Hg, Mo, Ni, Pb and Sr. The scanning electron microscope study of H. splendens and P. schreberi revealed a different morphology of these species with no injuries.     

Exploring the linkages between river water chemistry and watershed characteristics using GIS-based catchment and locality analyses

A typology of land characteristics for the Humber catchment in central/eastern England is identified in relation to land use, hydrology and demographic, topographic and geological characteristics, using GIS and statistical analyses. Empirical relationships between land characteristics and water quality were examined in relation to the spatial variability in water quality across the Humber catchment. Analyses of relationships between land characteristics and water quality were undertaken at two hierarchical scales: (1) individual catchments and (2) localities of 10 km radius draining to each sampling site. The importance of urban and agricultural sources was identified, together with a hydrological component linked to dilution of point source inputs and mobilisation of specific sediment-associated contaminants in higher-energy (higher-flow) environments. High-solubility (dissolved) chemical determinands (such as B, Cl and SO₄), which undergo conservative transport through the river network, show the strongest linkages with land characteristics at the catchment scale. Cr, Zn and Ca show stronger correlations with land characteristics at the locality rather than the catchment scale, indicating that the concentrations of these determinands are more closely linked to the availability of localised sources. This work provides a starting point for investigating how changes in land use and management of drainage basins might impact river water quality at the regional scale and fluxes to the coastal zone, by providing a mechanism for examining linkages between regional-scale land characteristics and river water quality. The next step requires development of the approach within a more rigorous statistical framework and the extension of the regional analysis within a wider national and international context. Electronic Publication     

稀土-重金属共污染土壤中真菌群落结构特征及主导影响因素

稀土元素已被列为新兴污染物,稀土元素经常与重金属在土壤中富集,造成生态危机.稀土污染的生态效应已逐渐受到关注,但忽视了稀土与重金属共存的协同效应.了解稀土和重金属共污染土壤中真菌群落结构及主导影响因素,有助于制定土壤修复策略,以减少或补救人类生产活动对环境的影响.目前,长期稀土和重金属污染对土壤真菌群落的影响尚不清楚.以包头稀土尾矿坝为研究区域,利用ITS1基因扩增子Illumina高通量测序分析稀土和重金属共污染土壤中真菌群落多样性和结构特征.结果表明,在共污染环境中,土壤环境变量的异质性决定了真菌群落在小范围内的分布,构成独特的生态位.污染土壤的真菌群落丰富度和多样性显著低于未污染土壤,且真菌群落组成差异明显.随机森林分析结果表明,TN是影响真菌群落丰富度和多样性的最主要因素,其次是稀土元素、重金属Zn和AK.CCA分析结果表明,重金属Zn是影响真菌群落结构的最关键因素.VPA分析结果显示,所检测环境变量能够解释土壤真菌群落变化93.3%的差异,土壤理化性质与污染因子（稀土和重金属）的综合效应解释了总差异的58.5%,二者单独解释的贡献度分别为13.5%和21%,污染因子的贡献度稍高于土壤理化性质;稀土和重金属的协同效应对总差异的贡献度为40.1%,各自的单独作用分别为21.8%和17.9%.因此,共污染环境中真菌群落结构和组成受土壤理化性质、稀土和重金属的共同调控,稀土和重金属的协同效应大于各自的单独作用,研究结果表明需要进一步加强土壤环境中稀土元素和重金属共污染的风险管控.     

COVID-19管控期间苏州市PM2.5中金属元素浓度变化及来源解析

为了解COVID-19管控期间苏州市PM_2.5中金属元素浓度变化和来源,利用多金属在线监测仪于2019年12月1日～2020年3月31日测定了14种金属元素小时浓度,分析停产前、停产期和复工期金属元素浓度变化,并采用PMF模型分析其污染来源.结果表明,停产期Cr、 Mn、 Zn和Fe浓度降幅最大,较停产前分别降低了87.6%、 85.6%、 78.3%和72.2%;复工期Mn、 Cr、 Zn和Fe浓度升幅最大,较停产期分别增加了227.0%、 215.4%、 147.4%和113.4%.K在3个阶段日变化均不相同;Zn在3个阶段日变化均呈单峰形,但峰宽和峰值出现时间有所不同;Fe、 Mn、 Pb、 Se和Hg日变化无明显变化,仅仅是浓度发生了变化;Ca、 Ba、 Cu、 As、 Cr和Ni停产期和复工期日变化较停产前变化较大. PMF模型来源解析结果表明,金属元素主要来源于扬尘、机动车、燃煤、工业冶炼和混合燃烧源,其中工业冶炼源浓度变化最大,停产期浓度下降了89.0%,复工期浓度较停产期上升了358.0%.     

河北省土壤化学元素的背景值与基准值

地球化学背景值和基准值是了解土壤元素地球化学特征的重要参数,而河北省土壤化学元素背景值和基准值的研究程度尚浅.基于此,收集了河北省2004～2018年间的多目标区域地球化学调查和土地质量地球化学调查数据,覆盖范围约占全省陆域面积的71%.以表层和深层土壤数据为基础,利用科学和稳健的中位值-绝对中位差法,计算了河北全省及11个地级市土壤中54项指标[Ag、Al₂O₃、As、Au、B、Ba、Be、Bi、Br、CaO、Cd、Ce、Cl、Co、Cr、Cu、F、Fe₂O₃、Ga、Ge、Hg、I、K₂O、La、Li、MgO、Mn、Mo、N、Na₂O、Nb、Ni、P、Pb、pH、Rb、S、Sb、Sc、Se、SiO₂、Sn、Sr、Th、Ti、Tl、U、V、W、Y、Zn、Zr和总碳(TC)、有机碳(C_org)]的背景值、基准值和它们的变化区间,同时还计算了每个指标的自然背景变化率.结果表明,与全国相比,河北省大多数土壤化学元素的背...     

城市形态参数对边界层气象条件影响的模拟

利用耦合城市冠层方案的气象模式WRF,选取高密度城市深圳,通过在模式中设置不同建筑物高度和密度的敏感性试验,研究城市形态参数对边界层气象条件的影响.结果表明：建筑物高度和密度增加会使日间城市冠层对热量的截留作用增强,城市储热分别增加约6W/m²和9W/m²;在城市冠层遮蔽效应和截限作用的共同影响下,建筑物高度增加会使日间地表温度降低约0.3℃,而建筑物密度增大则会引起地表温度增加0.6℃以上,2m温度和地表温度的变化有很好的一致性.城市建筑物高度和密度增加均会引起地表粗糙度增加,造成风速分别降低约0.4m/s和0.6m/s,同时在夜间,由于湍流运动增强,使得夜间边界层高度分别增加约30~40m和20~30m.反之,建筑物高度和密度减小使日间储热减小6~7.5W/m²,10m风速增加约0.3m/s和0.4m/s,夜间边界层高度降低约30~50m和10~30m.