持久性有机污染物气——土界面交换研究进展

气-土界面交换对于持久性有机污染物(POPs)在区域和全球尺度上的传输迁移、重新分布和归趋具有重要意义。气-土界面交换所涉及的过程主要包括:干沉降、湿沉降和从土壤向大气的挥发。其中, 气态化合物的扩散交换是决定“源和汇”的关键过程。气态化合物在气-土界面的交换过程由大气和土壤之间的浓度梯度驱动, 土-气分配主要受化合物理化性质、温度和土壤有机质的影响。随着全球POPs禁用进程的加快, 中纬度污染地区的土壤逐渐成为低分子量化合物向大气排放的二次源;而对于高分子量的化合物来说, 土壤仍然是污染物的汇, 可以存储更多的污染物。气-土交换方向还受到温度的影响, 呈现出土壤夏季为源、冬季为汇的季节性变化特点。逸度模型是估算POPs 气-土交换通量的有力工具, 由通量大小可以定量判断源和汇的强度。此外, 还讨论了目前POPs气-土界面交换研究中存在着的一些不足, 并提出该领域未来可能的发展趋势。     

长白山锦北雨养泥炭剖面元素富集规律分析

为了揭示长白山锦北泥炭沼泽区泥炭沉积环境和重金属元素的历史变化及其对环境的指示意义,利用荷兰W ardenaar泥炭采样器采取泥炭样品并对样品进行高分辨率切割。用原子吸收分光光度计和等离子体发射光谱仪测定不同深度剖面Ca,Mg,Na,K,A l,Ti,Cu,Zn,Fe,Mn,Pb,Cr,N i和Co的浓度。研究分析了Ca,Mg,Na,K,A l,Ti,Mn,Zn,Cu,Pb,Cr,N i和Co在泥炭剖面的分布趋势并对其进行了相关分析和富集分析,得出Mn,Zn,Cu,Pb,Cr,N i和Co呈显著相关且在泥炭表层明显累积,揭示出泥炭表层重金属元素的大气沉降来源,表明近年来人类重金属消耗量及排放量的增加是大气沉降重金属元素的主要释放源,而且环境中重金属污染有加重的趋势。     

大气氮沉降数值模拟的演替进程与模型筛选

中国是维持全球氮平衡的关键.以大气氮沉降为例,畜禽养殖、化肥施用、能源消耗等人为扰动致使活性氮的排放量与沉降量正持续走高,欧美已率先开展氮沉降及其引发的环境与经济后果的评估.中国省级或更大尺度的沉降规模,空间分布和输移途径资料较难获取,大气传输模型(ATMs)提供了经济可行的解决方案.通过概述ATMs的演进阶段和代表模型,并为应对我国缺乏氮沉降模拟专业模型的问题,建立一个总量近百的大气氮沉降相关模型(排放源含NH3、NOx和SO2的ATMs),以总揽世界模型发展全貌.理论上,模型的检验和相互比较以监测值与模拟值的定性分析为基础,中国面临的困境缺乏全国性的统一监测网络在短期内难以解决.事实上,大气氮沉降模型在污染场和浓度场的模拟过程中受到诸如大气环流、边界层高度等条件的制约进而影响模拟效果.NH3的特性对模型提出了更高要求.一方面通过参考相关文献归纳各种制约条件的相对重要性,另一方面结合模型自身架构(格网大小、垂直精度、气象场获取途径以及扩散模式的选取)、模拟过程(源排放、干沉降和扩散)、设计意图,力图以定性或半定量的方法探讨各个模型应对制约条件的能力,比较各自优劣,以期筛选出适用于模拟省域乃至全国大气氮沉降的数值模型.     

乌鲁木齐市大气降尘中重金属来源分析

采用均匀布点的原则,在乌鲁木齐市不同区域采集大气降尘样本,通过ICP-AES测定了样本中Cu、Cr、Mn、Fe、Ni、Zn、Cd、Pb、As和Li的重金属含量。计算了重金属元素的富集因子指数,同时采用因子分析方法探讨了重金属的来源。结果表明:所测的重金属中,除Mn元素外,均受到人为源的干扰。其中贡献率从大到小依次为:风沙扬尘28.95%,燃煤26.13%,石化工业18.85%,金属冶炼15.30%,其他源贡献约为10.78%。说明乌鲁木齐市的大气环境质量受风沙扬尘影响很大,防空风沙和建筑扬尘对改善大气环境质量非常重要。煤烟型污染依然严重,调整能源结构是治理大气污染的当务之急,减少石化和金属冶炼工业的排放也是刻不容缓工作。     

城市表层土壤对生态健康影响研究述评

人地关系是新时代地理学综合研究的核心,而快速发展的城市化促进了人地矛盾的集中体现。同时,土壤圈是地球关键带中最活跃的圈层,在城市环境中成为人-地联系活跃的生态环节。城市表层土壤在区域小尺度水平人-地联系中具有重要意义,但对其生态界面意义还未有专门的论述。虽然现在已有较多的学者研究报道了城市化进程中土壤性质变化、重金属和有机污染等问题,但对其中的源-汇正负反馈效应仍然认识不足。为了城市的可持续发展,各种生态健康评价研究蓬勃开展。其中,土壤动物特有的生物学属性和环境敏感性,使之成为城市环境变化和生态健康风险评价优良的综合性指示因子,然而相关的研究比较缺乏。因此,本文就城市表层土壤对生态健康影响的研究进行了述评。城市表层土壤既是生物的聚居地,又与城市大气、水体存在密切的互作交流关系,对城市人类活动具有积极的正负反馈作用,成为城市人-地联系的关键生态界面。城市化背景下土壤表层生物、理化性质的变化不仅对土壤健康造成威胁,同时也增加了人居健康风险。最后,本文对相关研究进行了展望,提出未来应加强城市表层土壤的生态界面效应研究,在研究方法上要建立长期、多尺度的城市土壤研究计划,以及推进区域城市表层土壤动物生物学、生态学研究等。     

中国土壤重金属污染研究简述

随着工业的发展与废弃物排放的不断增加,土壤的重金属污染问题日益严重并且引起了广泛的关注,广大学者开展了大量研究并取得了丰硕的成果。简要介绍中国土壤重金属污染的现状,系统分析农业用地土壤重金属污染元素、污染现状以及污染趋势,城市土壤重金属污染的现状与特征,着重探讨了农业用地土壤与城市土壤重金属分布的空间分异、迁移特征和迁移规律的影响因素,在此基础上提出目前土壤重金属污染研究中存在的问题与展望。     

中国环境污染源的区域差异及其社会经济影响因素——基于339个地级行政单元截面数据的实证分析

基于2012年环境污染物排放和社会经济截面数据,选取化学需氧量、二氧化硫及污染源结构指标,定量研究中国339个地级行政单元环境污染源的空间分异和集聚效应,解析环境污染源及排放空间格局的影响因素,并提出污染防控措施与综合治理建议。结果表明：① 环境污染源结构区域差异显著,水环境污染源以农业源主导型、城镇生活源主导型、城镇生活和农业源复合型为主,三者比重分别为35.40%、33.92%和25.66%,农业源主导型排放强度最高,主要分布于华北和东北地区;大气环境污染源以工业源绝对主导型为主,其比重为74.63%,分布于除青藏高原区的广大区域。② 农业源主导使水污染物集聚式排放加剧,工业源主导则促进了大气污染物集聚式排放,特别在环渤海及其经济腹地区域,污染源结构强化了污染物排放的空间集聚效应。③ 人口规模、城镇化水平和经济增长速度是污染物排放的主要驱动因素,其中以人口规模影响最为显著;经济发展水平在区域模型中呈现不同的影响效应,对工业源主导型区域的大气污染物排放呈正向影响,而对城镇生活源主导型区域的水体污染物排放具有抑制作用;工业化程度对工业源绝对主导型区域的大气污染物排放正向影响显著。     

城市空气质量健康风险评估研究进展

随着工业化、城市化的发展, 城市大气污染对环境和人体健康的潜在影响正日益引起世界 各国的普遍关注。尤其是污染物产生的健康效应评估是当前研究的热点。目前空气质量健康影响 评估采用的主要方法是风险评估。完整的环境健康风险评估框架包括危害鉴别, 剂量-效应关系 评价, 暴露评价和风险表征四个环节。作者对城市空气质量数值模拟、人口暴露、大气污染物毒理 及其健康效应的研究现状分别阐述, 从研究尺度, 研究方法和健康效应的量化指标角度剖析了目 前研究存在的局限性, 提出未来研究的趋向及需重点解决的问题。     

渭河宝鸡段及其支流和水渠水体中八种重金属元素含量的空间分布特征

于2019年3月5～25日,在渭河宝鸡段及其各支流和宝鸡峡引渭渠中,设置了70个采样点;在各采样点,采集水样,测定水样中的重金属元素Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、As、Cd和Pb含量,并分析8种重金属元素含量的空间分布规律和来源;采用重金属污染指数和水环境健康风险评价模型,评价渭河宝鸡段水体的重金属污染风险水平。研究结果表明,各采样点水体中的8种重金属元素含量都较小,未超过地表水环境质量标准(GB 3838—2002)中的Ⅱ类水域标准;清姜河和荫香河水体中重金属元素含量相对较大;各采样点水体中重金属污染指数平均值为91.061,渭河宝鸡段及其支流和水渠水体整体处于重金属轻度污染水平;各采样点水体重金属健康风险指数都在10-6～10-5之间,水体重金属污染健康风险等级为较低风险;河流和水渠中重金属元素Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、Cd和Pb主要来源于周边工业生产和交通污染,As元素主要来源于农业面源污染。     

沙尘源区与沉降区粒子的理化特征

在沙尘源区,大气气溶胶粒子主要是地面沙尘来源,沙尘暴发生时气溶胶粒子的浓度大增,浓度峰值向粗粒径范围移动;在沙尘沉降区日本,当浮尘期时气溶胶粒子有地面沙尘和工业排放物两个来源,形成双峰型分布,当非浮尘期时气溶胶粒子主要以工业排放来源为主,在＜2.1 um细粒径范围形成一个峰值.水溶性成分也不相同,沙尘源区粒子以Ca2+、SO42-、Na+、Cl-等沙尘来源离子为主,在3.3～4.7 um形成浓度峰值;沙尘沉降区以NH4+、SO42-、NO3-等工业来源离子为主,在0.65～1.01 um形成峰值.在日本即使是当浮尘时期,大气中的气溶胶粒子浓度也远远比不上沙尘源区沙尘暴发生时的大气气溶胶浓度.这说明能够到达日本沉降区的气溶胶粒子只是沙尘源区大气气溶胶中的很少一部分.     

烟台海岸带土壤重金属定量源解析及空间预测

定量解析土壤重金属污染来源并绘制空间分布图是土壤重金属调查评价的核心,可为区域土壤环境管理和修复提供科学参考。以中国北方名优农产品生产基地烟台海岸带为研究区,系统开展表层土壤样品采集和重金属分析测试;利用正定矩阵因子分解定量解析土壤重金属的来源贡献;基于独立成分分析和序贯高斯模拟构建多元地统计模拟技术,实现土壤重金属的空间预测及潜在污染区域划定。结果表明：① 研究区表层土壤中 As、Co、Cr、Mn和Ni主要为自然来源,且空间分布受成土母质的控制;② 工业和交通排放是土壤中Cd、Pb和Zn的重要来源,三者在金、铜矿的尾矿区以及烟台市区呈现出污染热点;③ 土壤中Cu主要来自铜基杀菌剂和有机肥施用等农业活动,高值区主要分布在果园土壤;④ 土壤中Hg主要来源于煤炭燃烧和混汞法炼金所排放Hg的大气沉降,高值区主要分布在金矿以及龙口、蓬莱市区周边;⑤ Cu、Hg和Cd的潜在污染区域面积占研究区总面积的37.5%、14.3%和8.6%,应给予重点关注。     

路域土壤植物系统重金属污染研究综述

道路建设、交通活动向周围环境排放重金属污染物,引起路域土壤重金属污染和植物体内重金属含量升高.这些污染物还可能通过食物链对动物及人类造成影响,对区域生态安全构成威胁.本文综述了路域土壤重金属含量随与路缘距离和土层深度增加的变化规律,路域土壤重金属空间分布的影响因素以及路域土壤重金属的赋存形态.从4方面论述了路域植物重金属污染的研究:(1)路域植物吸收重金属的途径;(2)植物体内重金属含量与距离路缘的关系;(3)路域不同植物种的重金属含量差异;(4)同种植物不同器官中的重金属含量的差异.     

北京市再生水灌溉对地下水的重金属污染风险

通过野外取样分析再生水灌溉、长期污水灌溉条件下土壤剖面和地下水中重金属含量, 预测再生水灌溉对地下水的重金属污染风险。结果表明:污染严重的Cr、Cu和Zn等3种元 素主要在土壤表层0～20cm累积, 0～180cm土层呈先降低后升高, 之后再降低的变化趋势。 污染较轻的As、Ni和Pb在0～60cm土层含量差异不大, 0～180cm土层大致呈先升高后降 低的变化趋势。所有重金属在土壤剖面90cm左右的土层中均存在高值区, 该层含量高于上、 下土层, 高值区的分布位置与北京剖面土壤发生层的分布特征一致, 与成土母质自然发育有 关, 并非表层土壤重金属向下淋溶沉积而成。综合土壤剖面重金属分布特征和调查区地下水 重金属浓度情况, 重金属向下层土壤迁移的趋势很小, 即使凉水河灌区污染严重的Cr、Cu、 Zn,主要在土壤表层累积, 并未导致地下水重金属污染。在当前的水质条件下, 农田再生水 灌溉输入的重金属量低于大气沉降和有机肥施用, 再生水灌溉导致地下水的污染风险小于大 气沉降和有机肥施用。因此相对于大气沉降、有机肥施用等输入途径, 再生水灌溉导致地下 水重金属污染的可能性不大。     

基于GIS的城市机动车尾气排放扩散模拟研究综述

机动车污染是城市大气污染物的重要来源,城市机动车污染排放量模拟对城市街区环境污染状况监测和污染治理都有重要参考价值.目前确定排放因子的方法有底盘测控仪检测、模型计算法、公路隧道法、车载尾气检测系统.文中分析了这些方法的特点和适用条件.国内外也在污染排放模拟方面建立了高斯模型、经验模型、数值模拟模型、箱模型等模型,给出了一个适用于清洁能源的修正模型.排放模型与GIS技术结合后,增加了数据获取的途径、增强了数据分析方法,也使分析过程和计算结果表达得更直观.     

福建省主要城市降水离子特征及沉降量现状分析

以福建省近年来降水监测数据为基础。分析了主要城市降水中致酸离子组成及沉降量现状,认为降水中的酸性物质是以硫酸盐为主,近年来硫酸根离子沉降量基本稳定;二氧化硫排放量、外省排放源、气象条件、土壤酸碱性、点位布设等因素对降水致酸离子沉降量有影响．     

乡镇企业环境污染对农业的影响(摘要)

豫西山地丘陵蕴藏着丰富煤炭、铝矿石、石英石和硅铁矿等。近几年在此基础上迅速发展起来的铝矿石的煅烧、耐火材料、冶炼和化工等企业有十万多家,仅巩县年排放二氧化硫7000多吨,含氟废气500多吨,氮氧化物4000多吨,这些废气排入大气后,与大气中的水滴或尘核形成稳定的气溶液,随风飘逸,污染大气,沉降地面污染农田,将对农业发生综合危害,甚至又通过食物链危害人类和动物。根据现场观察,各种作物均受到不同程度的影响,     

福建省主要城市降水离子特征及沉降量现状分析

以福建省近年来降水监测数据为基础。分析了主要城市降水中致酸离子组成及沉降量现状,认为降水中的酸性物质是以硫酸盐为主,近年来硫酸根离子沉降量基本稳定;二氧化硫排放量、外省排放源、气象条件、土壤酸碱性、点位布设等因素对降水致酸离子沉降量有影响．     

沙尘源区与沉降区气溶胶粒子的理化特征

在沙尘源区 ,大气气溶胶粒子主要是地面沙尘来源 ,沙尘暴发生时气溶胶粒子的浓度大增 ,浓度峰值向粗粒径范围移动 ;在沙尘沉降区日本 ,当浮尘期时气溶胶粒子有地面沙尘和工业排放物两个来源 ,形成双峰型分布 ,当非浮尘期时气溶胶粒子主要以工业排放来源为主 ,在 <2 .1um细粒径范围形成一个峰值。水溶性成分也不相同 ,沙尘源区粒子以Ca2 +、SO42 -、Na+、Cl-等沙尘来源离子为主 ,在 3.3～ 4 .7um形成浓度峰值 ;沙尘沉降区以NH4+、SO42 -、NO3 -等工业来源离子为主 ,在 0 .6 5～ 1.0 1um形成峰值。在日本即使是当浮尘时期 ,大气中的气溶胶粒子浓度也远远比不上沙尘源区沙尘暴发生时的大气气溶胶浓度。这说明能够到达日本沉降区的气溶胶粒子只是沙尘源区大气气溶胶中的很少一部分     

城市NOx 人体健康风险评估的GIS 应用研究

城市大气污染是人类目前及未来面临的主要健康威胁之一, 而随着交通的发展NOx 对 人体健康的影响越来越受到重视。基于GIS 技术进行健康风险评估的研究是目前城市环境健康 问题研究的热点。论文采用环境健康风险评估的基本框架( 浓度、暴露、剂量、效应4 个环节) , 应 用GIS 栅格数据模型和域面分析技术构建城市空气质量健康风险空间量化评估模型, 模拟了主 要大气污染物NOx 的剂量—效应函数关系; 并根据污染物的分布进行城市局地尺度NOx 健康风 险评估。     

城市地表灰尘重金属研究进展及展望

城市地表灰尘是城市环境科学研究的对象之一,在对国内外有关城市灰尘概念界定研究成果进行总结的基础上,对城市地表灰尘提出新的概念和新的认识。城市地表灰尘是城市生态环境中具有环境指示作用的地表颗粒物,是含有重金属、多环芳烃等多种污染物的源与汇。对国内外地表灰尘重金属的含量水平、时空分布特征、迁移循环、赋存形态及生物有效性等方面的研究成果进行比较系统的阐述;灰尘中重金属的来源识别的方法主要有GIS空间分析,元素示踪技术,统计学方法等。并提出在今后的研究中应进一步完善城市地表灰尘中重金属的时间变化规律、地表灰尘在环境中的滞留时间、粒径的划分以及区域人体健康影响及风险评估模型优化四个方面的研究。