Evaluation of the potential risks of heavy metal contamination in rice paddy soils around an abandoned Hg mine area in Southwest China

To assess the potential ecological and health risks of trace elements(Hg,Cd,As,Mn,Sb,Pb,Cu,Ni,Cr,and Zn),a total of 138 soil samples from rice paddies were collected during the rice harvest season in the Wanshan mining area,Guizhou Province,Southwest China.Factors of the pollution load index(PLI),geo-accumulation index(I-Geo),enrichment factor(EF),and risk index(RI)were determined.High concentrations of Hg,Sb,As,Zn,Cd,Cu,and Mn were observed in the soils.The PLI,I-Geo,and EF results all showed high levels of contamination by Hg and Sb and moderate levels of contamination by As,Pb,Zn,Cu,Cd,and Mn.There was no significant contamination from Ni and Cr.The RI was very high,with Hg as the dominant pollutant,as expected,indicating that the historical large-scale Hg mining,as well as artisanal mining,has had a significant impact on the Wanshan area.Moreover,coal combustion,manganese factories,and the use of agrochemicals by the local population could also have an impact on the soil through the introduction of heavy metal loads.To address the current state of contamination,pollutant remediation and the regulation control of the anthropogenic activities in Wanshan are urgently needed.     

气候系统模式对于北极海冰模拟分析

利用全球耦合模式对比计划第五阶段(CMIP5)模拟试验的结果,并与观测资料对比分析,评估了CMIP5模式对北极海冰的模拟效果。结果表明:多数模式可以较好地模拟出北极海冰的空间分布以及季节变化特征。1979—2005年北极海冰迅速减少,所有模式均模拟出北极海冰减少的趋势,但减少趋势大小与观测差别较大。在全球变化的背景下,全球地表气温升高1℃,北极海冰的面积减少1.02×106km2,而在模式中减少的北极海冰面积在0.62×106—1.68×106km2之间,说明模式对于北极海冰的模拟仍然存在很多不确定性。     

几种大型海藻对赤潮异弯藻生长抑制效应的初步研究

利用共存培养系统研究了大型海藻缘管浒苔、刚毛藻、石花菜、鸭毛藻、扇形拟伊藻、蜈蚣藻、海黍子、脆江蓠对赤潮异弯藻(Heterosigma akashiwo)生长的抑制效应并和孔石莼的作用进行比较。实验指出：孔石莼和缘管浒苔对赤潮异弯藻的抑制效应最强,石花菜次之;扇形拟伊藻、蜈蚣藻、刚毛藻、脆江蓠、海黍子虽表现出抑制作用但较差;鸭毛藻的抑制效应最弱。     

2003年10月风暴潮的形成及数值模拟分析

2003年10月11日发生在河北省中南部地区的特大暴雨是京津冀近50年来同期所罕见的,同时渤海湾还出现了风暴潮过程.对该过程应用非静力MM5的二重网格双向嵌套进行了全物理过程的数值模拟,并应用天津市多普勒雷达资料和常规气象资料进行了分析研究.结果表明：（1）MM5模式能够较好地模拟出风场、气压场、降水量场,在预报业务实践中有很好地参考价值;（2）海面偏东风的长时间维持,使海水堆积、海平面抬高,加上天文大潮的叠加而引发风暴潮;（3）风暴潮期间速度方位风廓线近地面的E-NE风随时间有增厚现象,在增厚的同时使降水减小,风暴潮发生.     

基于土地利用方式的巢湖流域氮排放情景模拟

土地利用方式及其转移对区域氮素迁移和水体氮负荷产生重要影响,但量化自然发展、耕地保护和生态保护等多情景下土地利用方式氮排放时空变化特征,揭示流域水体氮负荷对土地利用变化的响应机制仍面临挑战。本研究以巢湖流域为研究区,通过遥感解译多时相土地利用类型数据,借助PLUS和InVEST模型探索不同情景下氮排放对各土地利用类型变化的响应机制。结果表明:(1)2000—2020年期间,巢湖流域建设用地面积的增加(626.14 km²)主要占据的是耕地(减少了775.64 km²),城市化建设成为土地利用方式变化的主要驱动力;(2)PLUS模型多情景预测结果显示:2020—2030年间土地利用变化特征与2000—2020年基本保持一致,但各用地间的转换频率降低;(3)经InVEST模拟,耕地面积缩减而导致氮排放的减少量(340.17 t)大于建设用地等面积增加带来的氮排放增加量(170.11 t),使2000—2020年间巢湖流域土地利用所排放的总氮量呈降低趋势,由2000年的4768.04 t降至2020年的4597.98 t;(4)不同情景下,2030年各土地利用方式的氮排放量较2020年均呈降低趋势。其中,生态保护情景既有效地保障了巢湖流域生态功能又展现出较好的氮减排效果(113.36 t);鉴于此,建议流域管理部门应通过合理规划各用地类型的发展,严格控制建设用地对林草地、水域等生态用地的侵占,以期削减流域水体氮负荷、缓解氮素治理压力。     

淄博市区大气颗粒物重金属元素分布特征及其来源分析

为科学认识淄博市区大气颗粒物污染状况,探讨颗粒物的污染水平和元素在颗粒物中的分布与分配特征,对颗粒物中元素的来源进行分析。于2015年冬季和夏季期间分别布设45个和16个采样点采集悬浮颗粒物（TSP）、PM₁₀及PM_2.5样品,分析了颗粒物和18种元素（或化合物）的质量浓度。结果表明：1）大气颗粒物中冬季TSP、PM₁₀及PM_2.5的质量浓度均值高于夏季;PM₁₀和PM_2.5质量浓度均超过国家标准,其中冬季PM_2.5质量浓度是标准限值的1.96倍。2）不同粒径的颗粒物中元素质量分数差别显著,As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn等多数重金属元素主要富集在PM_2.5中,且PM_2.5约占PM₁₀的65%（冬季）和73%（夏季）。3）颗粒物PM_2.5中Al₂O₃、CaO、Fe₂O₃、K₂O、MgO等氧化物主要受土壤扬尘控制;As、Cd、Hg、Pb、Se、Zn等元素主要源于人为污染;Se的富集因子最高,反映了PM_2.5污染主要来源于燃煤;Co、Cu、Ni、Na₂O受土壤扬尘和人类活动的共同作用,而Cr具有混合污染的特点。     

基于环形扫面测量的三维直流电阻率法任意各向异性模型响应特征

高精度地下任意各向异性介质电性分布特征识别是当前的热门研究课题。本文以国内外前人工作为基础,基于非结构化网格,利用基于梯度恢复的后验误差估计指导网格自适应细化过程,实现了直流电阻率法三维有限元数值模拟。通过与一维模型半解析解的对比,验证了本文算法的有效性。考虑到电各向异性介质在观测中存在视电阻率反常现象,本文采用了环形扫面测量方法。通过对几种典型各向异性模型的模拟分析,得到了相应的各向异性影响规律和识别特征,各向异性主轴电阻率之间的比值大小决定了椭圆型视电阻率极性曲线长轴与短轴的比值大小,主轴电阻率的旋转方向会改变视电阻率极性曲线的形状。本文的算法研究及数值模拟技术可为直流电法数据精细处理和解释提供技术支撑。     

中西太平洋金枪鱼围网高产渔区年间变化及其原因分析

金枪鱼类是中西太平洋海域重要的经济鱼种,其中鲣产量约占到总产量的50%。本研究利用1995-2010年16年的中西太平洋（20°S~20°N,120°E~155°W）鲣围网生产统计数据和Niño3.4海区（5°S~5°N,120°~170°W）海表温度异常数据,对这16年鲣产量最高的十大渔区（5°×5°）进行时空格局分析,讨论渔场分布差异及CPUE与ENSO指数的关系。结果表明:16年间十大作业渔区主要分布在5°S~5°N、130°~175°E区域,这十大渔区产量占总产量的比重达47.5%,其中5°S~0°、155°~160°E,0°~5°N、130°~135°E,0°~5°N、135°~140°E及5°S~0°、160°~165°E等4个渔区产量占高产渔区产量的比重均超过10%,是中西太平洋重要的鲣产区。高产渔区的分布受海表温度影响较大,在厄尔尼诺时期,高产渔区分布明显偏东,主要分布在155°~180°E海域;在拉尼娜时期,高产渔区分布明显偏西,主要分布在130°~160°E海域。     

夏季大亚湾悬浮颗粒有机物碳、氮同位素组成及其物源指示

2015年夏季开展了大亚湾悬浮颗粒有机物碳（POC）、氮含量（PN）及其同位素组成的研究,结果表明,δ13C_POC和δ15N_PN的变化范围分别为-25.7‰~-17.4‰和-6.3‰~10.4‰,平均值分别为-20.2‰和8.2‰。大亚湾悬浮颗粒有机物含量及其碳氮同位素组成的空间变化反映了不同有机质来源的影响:喜洲岛附近海域表现出高POC、PN、δ13C_POC和δ15N_PN的特征,指征着浮游植物水华的主导贡献;东北部范和港附近海域具有高POC、PN、低δ13C_POC和高δ15N_PN的特征,反映了河流/河口水生有机物的影响;湾顶白寿湾附近海域的δ13C_POC和δ15N_PN出现低值,体现了陆源有机质和人类污水排放的影响。借助δ13C_POC和δ15N_PN的三端元混合模型,定量出海洋自生有机质、陆源有机质、河流/河口水生有机质等3个来源的贡献平均分别为70%、13%和17%,其中海洋自生有机质是夏季大亚湾悬浮颗粒有机物的最主要来源。从这3种来源颗粒有机物含量的空间变化看,海洋自生有机质含量由湾内向湾外减少,与初级生产力的空间变化相对应;河流/河口水生有机质含量在大亚湾东北部出现高值;陆源有机质含量在表、底层出现不同态势,表层陆源有机物含量在湾中部海域最低,而底层则呈现出自湾内向湾口增加的趋势,主要受控于离岸距离和珠江冲淡水、粤东沿岸上升流输送的影响。