闽江水体和生物体中六六六和滴滴涕污染特征和来源解析

六六六(HCHs)和滴滴涕(DDTs)是一类难降解的环境污染物,可在生物体内蓄积并通过食物链传递,对生态环境及人体健康造成严重威胁。以闽江下游河段水体(壁头到草霞洲)和14种生物体为研究对象,使用气相色谱-电子捕获检测器(GC-μECD)测量了其HCHs和DDTs残留量,并进行了组成特征和来源分析。结果表明:该河段水体∑HCHs和∑DDTs质量浓度范围分别为1.031~1.804和0.767~1.156 ng·L^(-1),低于国家《地表水环境质量标准》,且壁头高于草霞洲。两个采样点∑HCHs浓度表现为表层水高于深层水,溶解相高于颗粒相;∑DDTs浓度表现为表层水低于深层水,颗粒相高于溶解相。生物体中,HCHs质量分数为0.725~5.574 ng·g^(-1),以β-HCH为主,占27.8%~62.6%;DDTs质量分数为2.266~9.189 ng·g^(-1),以p,p'-DDT为主,占14.9%~43.6%。闽江生物体中残留量和生物富集系数DDTs高于HCHs,且均是鱼类>蟹类>沼虾类。其中,白条钝鰕虎鱼最大,白鲫鱼最低。HCHs和DDTs组成特征表明,闽江水体和生物体中α-HCH/γ-HCH比值分别为0.891~1.104和0.416~3.871,低于工业HCHs中α-HCH/γ-HCH比值,说明闽江HCHs主要来源于林丹的使用;而闽江水体和生物体中o,p'-DDT/p,p'-DDT比值分别为0.434~0.739和0.396~1.543,高于工业DDTs中o,p'-DDT/p,p'-DDT比值,说明闽江DDTs主要来源于历史残留,且可能存在三氯杀螨醇的输入。虽然闽江水体和生物体中HCHs和DDTs残留量相对较低,但由于其具有高生物富集性等特征,仍需对其加强监测,以保证闽江流域环境及水产品安全。

不同环境因子对南方典型蔗田原位和异位土壤NO通量的影响

一氧化氮(NO)对近地表臭氧的形成具有重要作用,土壤生态系统是近地表NO的重要来源之一。土壤水分、温度等环境条件显著影响NO通量。以南方典型蔗田土壤为研究对象,通过室内培养研究不同环境因子(土壤水分、温度等)对原位和异位土壤NO通量的影响。结果表明:原位土壤NO通量显著高于异位土壤,厌氧条件下土壤NO通量显著大于好氧条件;土壤灭菌后NO通量显著降低;当土壤含水率为最大持水量的20%且在厌氧条件下,原位土壤NO通量最大,为24.1 ng N·m-2·s-1。25℃条件下NO释放速率最大。因此土壤NO主要由厌氧条件下的微生物过程产生,较低含水量和最适温度有利于NO的产生。

氮沉降对凋落叶分解前期土壤酶活性的影响

为了解凋落叶分解前期土壤酶活性对氮沉降的响应,通过室内模拟自然氮沉降(30 kg N·hm^(-2)·a^(-1)),设置无凋落叶(bare soil,BS)、马尾松凋落叶(Pinus massoniana litter,PL)、杉木凋落叶(Cunninghamia lanceolata litter,CL)及木荷凋落叶(Schima superba litter,SL)4种处理,恒温恒湿的条件下研究不同树种(马尾松、木荷、杉木)凋落叶分解率、土壤理化性质和土壤天冬酰胺酶及纤维素酶活性动态。结果表明:模拟氮沉降232 d后,杉木凋落叶分解最快,其次是木荷凋落叶,马尾松凋落叶分解最慢。随着外源氮的累积与凋落叶分解,凋落叶全氮含量增加,C∶N减小,土壤pH值下降显著。添加硝酸铵明显提高土壤氮素有效性。外源氮的持续输入能促进土壤纤维素酶活性增加,抑制土壤天冬酰胺酶的活性。凋落叶在分解前期抑制了土壤纤维素酶活性而后期起促进作用,但凋落叶分解对土壤天冬酰胺酶活性的影响无显著规律性。因此,氮循环将改变森林土壤C∶N比,从而影响森林生态系统的物质循环和能量流动。

基于后向轨迹的平潭大气污染输送来源研究

利用全球资料同化系统(GDAS)数据和拉格朗日混合单粒子轨道(HYSPLIT)模式,分析了2016年12月至2017年11月平潭不同季节和O3超标日的气流后向轨迹。结合聚类分析和平潭空气监测数据,分析各季节不同气流类型对污染物浓度的影响,利用潜在源贡献因子(PSCF)法和浓度权重轨迹(CWT)法分析O3污染潜在源区。并以2017年4月28-30日平潭O3污染为例研究O3污染过程。结果表明:影响平潭的气团来源季节差异性较大,受内陆地区气流影响时O3浓度明显高于受海洋型气流影响。平潭O3潜在源区主要集中在江苏、上海,其次为江西及福建内陆。江西中部、福建中北部及沿海地区的污染物外来输送对2017年4月28-30日期间平潭O3污染具有一定的贡献。可见,加强大气污染区域联防联控对O3污染防治具有重要的意义。

海峡西岸清洁岛屿臭氧污染特征及影响因素

近地层臭氧(O3)是由挥发性有机物(VOCs)和氮氧化物(NOx)等物质在光照条件下形成的二次污染物,近年来已成为我国不少地区的首要污染物.本文利用2017年平潭综合实验区4个空气自动监测站监测数据,分析了海峡西岸清洁岛屿平潭O3污染特征及其与气象条件、前体物、区域输送等影响因素之间的关系,以探索清洁岛屿O3污染影响因素.结果表明,2017年平潭4个监测站的O3浓度基本相近,最大监测浓度为241μg·m-3(JS站、JJW站)、247μg·m-3(36JH站)、256μg·m-3(XZF站),全年平均值为89.3μg·m-3(JS站)、82.9μg·m-3(JJW站)、86.4μg·m-3(36JH站)、88.8μg·m-3(XZF站);O3日变化因光化学反应呈现出单峰特征,受季风及气象因素影响,月变化呈现春秋高夏季低的双峰特征;高压、高温、低湿是引起平潭O3污染的主要气象因素;非降雨日的O3浓度要比降雨日高3—5μg·m-3,超标率高5%左右;O3与CO正相关,与NOx负相关,O3浓度高值出现在CO浓度为400—1000μg·m-3、NOx浓度为5—20μg·m-3范围内;区域输送对平潭O3污染存在一定的贡献,2017年9月12日的O3浓度突升是一次典型的污染物外来输送,同时叠加本地生成造成的污染过程.可见,气象条件、前体物、区域输送是清洁岛屿O3污染的重要影响因素.

模拟氮沉降增加对不同树种土壤微生物群落结构的影响

土壤微生物作为生态系统分解者,在物质循环和能量流动中起着重要作用。人类活动引起的氮沉降增加会直接或间接改变土壤微生物结构和功能,最终影响生态系统物质循环和能量流动。于2012年5月起每月月初添加硝酸铵模拟不同梯度氮沉降(5.6、15.6、20.6 g N·m^(-2)·a-1),2013年4月中旬(雨季)和10月中旬(旱季)运用磷脂脂肪酸(PLFAs)法研究氮沉降对马尾松(Pinus massoniana)、海南红豆(Ormosia pinnata)、荷木(Schima superba)和马占相思(Acacia mangium)4个树种土壤微生物群落结构的影响。结果表明:随氮沉降水平的增加,土壤微生物总PLFAs降低,但细菌仍然是土壤微生物的优势类群。旱季土壤微生物PLFAs高于雨季。土壤微生物与土壤含水率、p H和总氮具有显著相关性。雨季土壤微生物主要受p H和含水率影响,而旱季土壤微生物主要受养分的影响。氮沉降胁迫下,固氮树种海南红豆和马占相思土壤微生物PLFAs高于其他树种。采样时间、氮水平和树种对土壤微生物(总土壤微生物、细菌、真菌和放线菌)PLFAs有显著影响,但没有显著改变土壤F/B值。因此,在研究氮沉降对土壤微生物的影响时,需综合考虑氮沉降时间效应、氮沉降水平和不同树种的影响,以便更好地为环境保护以及生态系统可持续发展等提供科学依据。

2017年厦门金砖会晤期间人为减排和气象条件变化对臭氧污染特征的影响

针对厦门"金砖会晤"空气质量保障活动,本研究选取2017年8月10日-9月10日的O3、NO2和挥发性有机物(VOCs),以及气象因子等在线观测数据,开展人为减排、副热带高压、台风等对东南沿海城市大气O3污染特征的影响研究.结果表明,研究期间厦门大气O3-8 h平均浓度为(110.0±40.6)μg·m^-3.与管控前相比,无台风影响的管控Ⅰ期的O3-8 h浓度上升了19.9μg·m^-3,而管控Ⅱ期的O3-8 h浓度下降了27.9μg·m^-3.对于管控Ⅰ期和Ⅱ期,台风影响下O3-8 h浓度较无台风时段分别下降85.2μg·m^-3和8.9μg·m^-3.在排放控制和台风的共同作用下,峰会期间厦门大气O3浓度的日变化显现出"削峰填谷"的特征.另外,与管控Ⅰ期相比,管控Ⅱ期O3前体物VOCs浓度显著下降,其臭氧生成潜势(OFP)下降了44.6%.总之,运用区域联防联控策略,对臭氧前体物(NOx和VOCs)实施针对性减排,可有效地降低沿海城市大气O3日间最高浓度.

鼎湖山典型森林地表卤代烃通量对氮沉降的响应

卤代烃(volatile halogenated organic compounds,VOX)是一类已被公认的大气环境污染物,能导致臭氧层空洞和温室效应。虽然海洋是卤代烃主要的源汇区,但是森林生态系统地表卤代烃通量对全球卤代烃循环也存在着重要贡献。全球氮沉降量逐年增加,严重影响森林生态系统的结构与功能,从而导致地表卤代烃源汇发生改变。本研究运用静态箱及大气预浓缩仪-GC-MS系统分析了鼎湖山马尾松林(PF)和季风常绿阔叶林(BF)地表卤代烃通量及其对氮沉降的响应。结果表明:自然氮沉降下,马尾松林地表为卤代烃的汇,吸收速率最大的化合物为1,1,2-三氯乙烷,达-428.32 pmol·m-2·s-1;施氮促进卤代烃排放,且中氮效果显著,地表由"汇"变成"源";阔叶林地表为卤代烃的源,氮增加抑制其排放,部分卤代烃由"源"变为"汇",对照样地与氮处理样地存在显著差异。自然氮沉降下,林型间卤代烃通量存在显著差异,加氮后差异减弱甚至消失。加氮处理样地,马尾松林中氯乙烯与1,2-二氯丙烷、1,1,2-三氯乙烷显著相关,阔叶林中氯甲烷与氯乙烯、氯乙烷及氯苯显著相关,而氯苯与大部分被测卤代烃都具有显著的相关性,说明部分卤代烃对氮沉降可能有相同的响应机制。自然氮沉降下,阔叶林卤代烃通量日变化无明显规律,但高氮处理样地,各化合物表现基本一致,在07:00出现释放小高峰,最大吸收则主要出现在13:00。

海峡西岸清洁岛屿秋季VOCs特征及来源解析

挥发性有机物(VOCs)是臭氧(O3)和二次有机气溶胶(SOA)的重要前体物.为夯实国内海岛背景点VOCs监测,研究海峡西岸清洁岛屿平潭VOCs污染特征及来源,探索化学二次生成对清洁岛屿O3的影响,于2018年秋季,对平潭大气VOCs进行了监测研究.结果表明,平潭2018年秋季VOCs浓度为1.94~52.12μg·m^-3,平均值为15.54μg·m^-3,烷烃占比最高(66.02%),乙烷为浓度的最大物种,达到6.82μg·m^-3.平潭秋季VOCs浓度日变化呈双峰型,表现出典型的人类活动相关性.经比较甲苯/苯(T/B)可知,平潭秋季VOCs来源主要是交通排放及燃料蒸发.利用正交矩阵分解(PMF)源解析发现,汽车尾气(72.8%)、船舶排放(12.4%)、生物质燃烧(8.7%)、工业排放和溶剂使用(3.5%)和燃料蒸发(2.6%)是平潭VOCs的五大来源.平潭秋季VOCs的O3生成潜势(OFP)差异较大,其中,烯烃(62.6%)>烷烃(24.7%)>芳香烃(12.7%).当平潭O3属于VOCs控制型时,控制大气中烯烃的浓度可一定程度上防治平潭O3的污染.