A grain-size record from Beijing region in Northern China: Late Quaternary paleoclimate oscillation in response to global change

Numerous samples taken from one core at the Beijing plain were utilized to characterize the paleoclimatic configuration of the study area and its possible relation to global control since the last interglaciation. We presented here a detailed grain-size record for the full length of Late Pleistocene, along with the optical simulated luminescence (OSL) dating. Our findings revealed that Late Pleistocene of the study area started approximately at 110 ka B.P. represented by the thick sediments of 31 m in Changping depression. Four sedimentary cycles were outlined in the core during Late Pleistocene, corresponding to marine isotope stage (MIS) 5 to 2. Controlled by regional geology and global climatic setting, eight paleoclimatic periods were identified simultaneously in the study area on the time scale of 10⁴ year, with the warm and moist climate being found at 110 — 96, 92 — 76, 67 — 56, and 28 — 18 ka B.P.. The climatic instabilities on a millennial scale in Late Pleistocene were characterized largely by the occurrence of 6 strong Heinrich events shown by comparatively coarse groups. These variations correlate well with those documented in the GRIP Greenland and in the Northern Atlantic Ocean, though more complex features may exist on the long time scale.     

北京西山地区下苇甸剖面寒武系张夏组鲕粒硅化成因探讨

鲕粒作为碳酸盐岩中非常重要的指相颗粒,其研究主要集中在成因上面,而成岩作用研究较少。北京西山地区下苇甸剖面寒武系张夏组发育大套鲕粒灰岩,通过对该剖面野外实测、薄片观察、XRD测试等手段,结合有机碳、热解等地化参数,对鲕粒的硅化机制及其硅质来源做了系统的研究。结果表明,鲕粒溶蚀再沉淀或者新生变形作用造成鲕粒边缘有机质富集,有机质演化释放的有机酸是硅质沉淀的主要因素,硅质来源主要为陆源输入和黏土矿物的转化。由于有机质主要富集在鲕粒边缘,形成有机质膜,从而造成硅质的沉淀主要沿鲕粒边缘发生,形成鲕粒边缘特有的硅化套,这种结果也从侧面反映了微生物在原始鲕粒形成中发挥了重要作用。     

Source apportionment and distribution of atmospheric mercury in urban Beijing,China

The concentration of gaseous elemental mercury (GEM) in the atmosphere of urban Beijing was measured from October 2003 to September 2004 to investigate the origins and spatial-temporal variations of atmospheric Hg. The mean value of Hg concentration is 17.1 ng·m-3 (n=653). The atmospheric Hg data showed spatial-temporal variations throughout the duration of our observation. The maximum GEM concentration (53.7 ng·m-3) was observed at Gucheng in the western area of urban Beijing. The GEM concentrations increased from the north to the south of the studied area, and were higher in winter than in summer. The highest and lowest monthly averages of GEM concentrations were measured to be 23.3 and 4.1 ng·m-3 in January and July, respectively. In addition, GEM concentrations are higher in the daytime than at night in Autumn and from 14 March to 15 April, but daily GEM variation showed an inverse pattern from 22 April to 22 May. In winter, two peak values of GEM concentrations occurred at 13:30 and 21:30. Daily variation of GEM concentrations in summer was the lowest in the four seasons. Mercury from coal combustion was estimated to be the main source of anthropogenic emissions in Beijing from October 2003 to September 2004. Additionally, Hg emission from natural gas burning was estimated to be another dominant source of atmospheric Hg in Beijing.     

北京市土壤Hg污染的区域生态地球化学评价

城市土壤Hg异常/污染是中国普遍存在的重大生态环境问题。文章对北京市近1000km2范围内的地表土壤、壤中气、大气干湿沉降、大气颗粒物、大气中的Hg含量水平和空间分布模式进行了系统研究,查明北京地表土壤Hg平均含量为0.41mg/kg,大气干湿沉降物中的Hg平均含量为0.194mg/kg,壤中气Hg的平均含量为559.65ng/m3,大气颗粒物PM10和PM2.5中的Hg含量分别为0.59和0.67ng/m3,大气中的Hg平均含量为3.13ng/m3。北京市自2000年起实现了由燃煤转变为燃气的减排措施,导致干湿沉降物中的Hg沉降通量显著减少,2006年大气干湿沉降物中Hg的沉降通量1.837mg·m-2·a-1,北京市城区(近1000km2)Hg全年沉降为1837kg,空气中总Hg浓度由1998年的8.3~24.7ng/m3下降到2006年的3.13ng/m3,大气颗粒物中Hg含量由2003年的1.18ng/m3下降到2006年的0.59ng/m3(PM10)和0.67ng/m3(PM2.5),表明北京市煤改气减排措施的实施显著改善了大气环境质量。通过对土壤中Hg的存在形式研究,发现土壤中有硫化物(辰砂)及各种Hg盐(HgCl2)的含Hg矿物,Hg也可以各种吸附方式或壤中气方式存在。研究证实北京壤中气Hg与大气Hg存在显著的相关性(n=131,R=0.267,p<0.01),表明壤中气Hg是大气Hg的重要来源之一。利用2005年地表土壤总Hg与Hg释放速率的线性方程估算,土壤Hg平均释放速率为102.42ng·m-2·h-1,2005年土壤释放进大气的Hg通量为936.70kg。在查明土壤中存在大量辰砂矿物的同时,还分布有大量具有高温熔融特征的金属微球粒和玻璃质微球粒,证明燃煤和冶金烟尘是地表土壤Hg的主要来源。土壤中Hg、S、pH和辰砂颗粒浓度在空间上的高度耦合性表明,碱性条件下,土壤中高含量的S和Hg是辰砂形成的重要原因。按国家土壤环境质量标准,北京市I级土壤Hg环境质量的面积为176km2,Ⅱ级为808km2,Ⅲ级为24km2,超Ⅲ为36km2。Ⅲ级、超Ⅲ级主要分布在二环路以内的中心城区。城南(长安街为界)大气Hg环境质量明显优于城北,在北四、北五环之间的部分地区,大气颗粒Hg的环境质量为Ⅲ级或超Ⅲ级。在地表土壤Hg含量较高的中心城区,居民每天因呼吸摄入的Hg高达364ng,对人体健康构成潜在风险。根据我国"十一五"规划中每年实现10%节能减排的目标,对北京市未来50年土壤Hg含量的时空演变趋势预测,预测2050年北京因干湿沉降带来的Hg输入量为16.03kg,地表土壤释放Hg的输出量为37.36kg,明显大于Hg的输入通量,土壤Hg的环境质量将得到根本改善。预测到2040年Ⅲ级土壤Hg环境质量的区域将完全消失,到2060年以Ⅰ级土壤为主。     

模拟酸雨及施磷对水稻土中铅的淋溶特性影响

采用pH=3.0、pH=4.5与对照pH=5.6的3种模拟酸雨淋溶土柱的方法,研究酸雨及含磷酸雨淋溶下合肥市郊水稻土中铅的释放特征与规律。结果表明:经过相当于1 980 mm降水量的淋溶后,铅释放量总体上表现为随着酸雨强度增加累积淋溶量也增加的现象。酸雨作用下,施磷量越多土壤中铅的淋失总量越大。在酸雨及施磷条件下,大兴地区黄褐土中Pb较义城地区水稻土中易于淋失。     

控制论与人工影响天气II.工程控制论在人工增雨作业中的应用与建模

人工增雨已有60余年历史,虽已取得很多成绩,仍存在很多亟待解决的科学技术问题,典型问题如作业具有一定的主观性及其与效果检验有脱节.控制论研究如何对系统施加控制作用使其表现出预定行为.作者研究工程控制论在人工增雨作业中的应用与建模问题,将工程控制论引入人工增雨作业,称作“局部控制”方法.以冷云的人工催化过程为例,以单容加延迟的过程来简化单块冷云催化核化过程,建立了有反馈的冷云催化框架模型.根据效果调整催化剂的播撒率以实施控制作用,使作业后的雨云关键参数达到预期值.这种“局部控制”方法,可使现有作业更科学化和客观定量化,只在作业设备中增加一通讯单元和作为传感/变送器以及控制器的一套专业软件即可.“局部控制”方案也可嵌入以自然控制论为框架的大范围全面全程控制问题中,简化作业的方案.     

地铁隧洞带水作业施工技术

以在建的北京地铁十号线双井一劲松区间暗挖隧道为例，通过分析北京特殊地层在带水条件下单洞结构单线隧道台阶法的施工工艺，洞悉浅埋暗挖正台阶法施工中超前预加固、开挖时空顺序、台阶长度等工艺对围岩稳定性的影响程度。     

北京房山世界地质公园岩溶景观特色

北京房山世界地质公园是以岩溶洞穴景观和峰丛地貌景观为主题的地质公园。大石河流域发育中奥陶统马家沟组石灰岩,自上而下,依次发育鸡毛洞、银狐洞、石花洞和孔水洞,由一条地下暗河将其连为一个洞系,其水源补给点在大石河上游,排泄点为孔水洞。周口店猿人遗址属于中奥陶统马家沟组岩溶洞穴。拒马河流域发育中元古界雾速山组白云岩,岩溶洞穴包括云水洞、仙栖洞、龙仙宫和三清洞,均属唐县期夷平面时期的产物。拒马河流域地层平缓的中元古界雾速山组峰丛地貌区东从张坊起,西至大沙地,南临笔架山,北抵石人峰,流域面积395km~2,其中碳酸盐岩岩石面积占360km~2,山体上部的岩石被溶解,形成峰丛地貌景观。     

北京市表层土壤中PAHs含量特征及来源分析

土壤,作为城市中最重要的环境介质,承担了较高多环芳烃(PAHs)的环境负荷,开展土壤PAHs分布特征及来源分析研究,可以为污染风险防控、环保政策制定提供支撑.为研究北京市不同功能区土壤环境中PAHs的含量、组成及来源,本文在北京市主城区进行了大范围采样,同时针对工业区、农业种植区、水源保护区及居民区等不同功能区进行了分...     

北京市有机氯农药填图与风险评价

采用1个样/km2的密度、1个分析组合样/16km2的方法,对北京市784km2范围内的土壤、大气干湿沉降物、大气颗粒物中HCH、DDT的含量和空间分布特征进行有机氯农药填图.查明2000年北京市地表土壤HCH和DDT的平均含量分别为8.80±11.83ng/g、108.99±301.90ng/g.2006年大气干湿沉降物中HCH和DDT平均含量分别为10.09±9.60ng/g、12.99±13.51ng/g,HCH和DDT的年沉降通量分别为996.57±939.96g/a·km2、1291.53±1342.28g/a·km2.2006年大气颗粒物PM10和PM2.5中的HCH含量分别为0.294±0.205ng/m3和0.217±0.137ng/m3,DDT的平均含量分别为1.037±1.301ng/m3和0.522±0.773ng/m3,显著高于2002-2003年度大气颗粒物中HCH(PM100.01786ng/m3,PM250.01731ng/m3)和DDT(PM100.01672ng/m3,PM2.50.02353ng/m3)的含量,表明北京市或周边地区仍在使用含HCH和DDT化学成分的农药.以2000年北京地表土壤和2006年大气干湿沉降物中HCH和DDT的含量为基础,对2020年土壤中HCH和DDT的时空演变的预测显示,即使干湿沉降物中HCH和DDT的沉降通量每年以5%的速率递减,到2020年土壤中HCH和DDT的环境质量仍不能显著改善,而控制和削减北京及周边地区含HCH和DDT成分农药的使用将是改善北京地表土壤环境质量的关键措施.