西安市2016-2017年大气化石源CO2的14C示踪研究与来源的初步分析

14C是研究城市中化石能源碳排放状况的有效手段;认识化石源CO2(CO2ff)的主要来源将有利于针对性地制定减排方案。本文利用分子筛主动吸附采样方法对西安市大气CO2行了连续积时采样,并利用AMS-^14C示踪方法,研究了西安市2016-2017年CO2ff的浓度变化,同时基于CO2ff与大气污染物的同源性,对CO2ff的主要来源进行了定性分析。2016年1月至2017年1月,西安大气△^14C季节变化显著,变化范围是(-1.00±2.84)‰-(-187.25±3.62)‰,平均值为(-63.20±17.35)‰,相对于2012-2013年的平均值(-41.3±27.4)‰有明显的下降。CO2ff变化范围是(6.91±1.94)-(105.60±3.09)μmol·mol^-1,呈显著的夏季低、冬季高的季节变化特征,与前人研究结果一致。CO2ff与SO2及NO2浓度总体上呈相同的季节变化特征,但与两者的相关性存在季节差异:在春夏季,CO2ff与SO2(R2=0.47,p<0.01)的相关性较强;而在秋冬季,CO2ff与NO2(R2=0.73,p<0.01)的相关性更为显著。可能是由于大气扩散条件的改变使得采样点CO2ff的主要来源发生了变化。春夏季节,大气扩散条件较好,采样点化石源CO2可能主要受到工业燃煤(高空排放)的影响,而秋冬季节,受到不利于扩散的气象条件的影响,化石源CO2可能主要受到采样点周围交通源(近地面排放)的影响。该研究结果可为CO2ff的源解析研究及大气CO2样品采集提供参考。

荞麦光合产物分配规律及其与结实率关系的研究

利用同位素示踪法 ,并结合改变库源比率研究了甜荞光合产物的分配规律及其与结实率的关系。结果表明 ,甜荞叶片的光合产物在植株上呈倒塔形分布 ,与结实率的空间分布结构相一致 ;在结实器官之间存在着对营养物质的吸收竞争 ,竞争能力大小依次为大籽 >小籽 >幼籽 >花 ,结果使发育较晚的结实器官因得不到足够的营养而枯萎 ;相对地增源减库和减源增库可以大幅度提高或降低结实率 ;光合产物的相对不足是甜荞结实率低的主要原因。

耐密型玉米光合速率与产量的关系

应用１４Ｃ示踪技术，结合常规方法研究了耐密型玉米光合速率与产量的关系。结果表明，玉米光合速率，密植型和普通型之间没有显著差异。光合速率日变化，在８时至１６时较高，为５０～７０ｍｇＣＯ２／ｄｍ２·ｈ。穗位叶的光合产物，经７２小时运转，有８０％输送给其它组织器官。耐密型玉米能耐密植，提高了单位面积的株穗数，从而获得了较高的产量。

抗蚜威残留动态及示踪动力学模型研究

采用同位素示踪方法,以3个不同抗好威剂量对青菜进行喷施研究其在青菜-土壤系统中的残留动态。试验显示,在不同浓度处理下,抗蚜威在青菜中的消解规律大致为前期较快,后期较慢:浓度高时较快,浓度低时较慢。常规剂量处理的试验末期,土壤中结合残留物占初始量的比例高达60.75％左右。抗蚜威在青菜-土壤系统中的残留动态变化,能较好的用指数模型和示踪动力学二分室模型描述。

^(14)C-AMS技术用于油田示踪研究

为满足油田示踪样品量大、需快速分析的要求,建立简单的CaCO_3样品制备方法,利用加速器质谱(AMS)测量^(14)C标记的油田示踪样品。实验中将两口采油井中的示踪样品平均分成两份,分别用于碳酸盐提取制备法与尿素载体提取法。AMS测量结果显示,1#碳酸盐系列样品中,示踪剂^(14)C的含量略高于本底,升高趋势不明显,2#碳酸盐系列样品中可能有示踪剂^(14)C的贡献,但与~3H示踪结果不符;尿素载体法提取的两个系列样品中均无明显示踪剂采出。对比^(14)C示踪与~3H示踪结果,表明^(14)C-AMS技术应用于油田示踪可以显著降低示踪剂的使用剂量。

^(14)C-红霉素在水生生物的吸收运转特征

为探究红霉素在水环境的生物归趋,本试验采用^(14)C示踪法,建立蝌蚪-浮萍模拟水生生态系统和人工蔬菜水培系统,研究红霉素在蝌蚪、浮萍和食用蔬菜体内的吸收转运特征,并探讨2种不同来源[帕霍基腐殖土(PP)和萨旺泥河(SR)]的水体溶解性有机质(DOM)对其生物可利用度的影响。结果表明,20μg·L^(-1)污染水平下,水体中红霉素能够通过表皮吸收进入水生生物,且其在不同生物中的吸收富集特征存在差异。模拟水生生态系统试验表明,纯水中红霉素能够快速为浮萍吸收富集,并于72 h内达到平衡浓度1.35±0.11 nmol·g^(-1)(干重),当水体中有DOM存在时,红霉素在浮萍体内的吸收富集受到显著抑制(P<0.05),且SR较PP抑制作用更强;红霉素在蝌蚪体内随着时间推移不断富集,360 h时浓度达到峰值1.20±0.05 nmol·g^(-1),SR能够显著抑制蝌蚪对红霉素的吸收;SR对红霉素在浮萍和蝌蚪体内吸收的抑制作用更强,这可能与SR较PP更易与红霉素结合有关。水培蔬菜试验结果表明,水体中红霉素在油菜和生菜体内的富集系数分别为1.65±0.18(地上部)和1.36±0.23 L·kg^(-1)(地上部),显著低于蝌蚪和浮萍(58.77±0.63和49.58±4.03 L·kg^(-1)),且可以通过根部吸收运转至水培蔬菜茎叶,但其转运系数均小于1,表明红霉素不易在试验蔬菜体内向上转运;DOM对红霉素在油菜和生菜中的吸收富集无显著影响。本研究为科学评价红霉素的生态安全性提供了理论依据。

重庆金佛山树轮Δ^(14)C含量2004—2013年的变化趋势

树木年轮是重建过去大气Δ^(14)C变化和开展化石燃料CO_2示踪的重要介质。本文采集重庆金佛山一棵树龄10 a的水杉,通过AMS-^(14)C测量重建了2004—2013年间大气Δ^(14)C的变化,即以平均每年3.9‰的速率下降;发现随着大气CO_2浓度的持续上升,大气中Δ^(14)C不断降低。重庆金佛山树轮Δ^(14)C与Jungfraujoch、Schauinsland本底观测站大气Δ^(14)C值基本一致,表明金佛山树轮Δ^(14)C没有受到当地或区域化石燃料碳排放的影响,可以作为我国该时段内大气Δ^(14)C的本底值,计算化石燃料CO_2的贡献,也为今后研究本底Δ^(14)C的选择提供了新的思路。此外,发现受人类核活动影响地区的Δ^(14)C高于金佛山,而受人类化石燃料排放地区的Δ^(14)C低于金佛山。

[噻唑基-2-^(14)C]-毒氟磷在产蛋鸡体内的分布

为阐明毒氟磷在动物体内的分布代谢特征,并深入认识毒氟磷的安全性和膳食风险,本研究选择白羽产蛋鸡为试验对象,[噻唑基-2-^(14)C]-毒氟磷为同位素示踪剂,研究了毒氟磷在产蛋鸡体内的排泄分布特征。结果表明,毒氟磷在产蛋鸡体内排泄水平高,首次给药24 h后即排泄出当日给药量的82.04%,连续给药7 d后的累计排泄率为82.24%。毒氟磷在组织中的总残留仅占引入量的3.81%,其中胃中残留量占比相对最高,占引入量的2.14%,而肺、肾、脂肪、胰腺中的放射性残留量均不超过引入量的0.01%,膳食评估结果表明在上述内脏组织中的毒氟磷残留无膳食风险。蛋、肌肉、心、脑、脾、卵巢等组织中未检测到放射性残留。本研究为科学评价毒氟磷在家禽中的安全性提供了试验依据。

我国城市大气化石源CO2的14C示踪研究进展

化石燃料等排放是大气CO2浓度增加的主要原因,而城市是碳排放研究的热点区域。获取化石源CO2(CO2ff)的时空变化特征,可以为政府的宏观决策及参与国际碳减排谈判提供重要的科学数据。近十年来我国科技人员在运用14C示踪城市大气CO2ff的研究方面取得了一些重要进展:通过大气、树轮和一年生植物样品14C的分析,获得了不同时间尺度和空间尺度CO2ff的变化特征,发现北方城市是减排的重点。CO2ff与PM2.5关系的研究表明,控制大气污染物可以同时降低CO2ff排放,存在减排的协同效应。WRF-CHEM模式模拟分析了关中地区CO2ff的传输,并结合Δ14CO2和δ13C对CO2ff的来源进行解析,发现西安CO2ff主要来源于本地燃煤的排放。14C示踪获得的CO2ff浓度与统计的碳排放量变化趋势和幅度基本一致,可以相互校验,保证数据的可靠性。为此建议尽快建立我国城市大气Δ14CO2观测网,投入更多的人力物力推进这项研究,服务于国家碳减排任务。

花生开花下针期^(14)C-生长素的运输与分布

为研究花生开花下针期生长素在植株中的运输与分布规律,以‘中花4号’花生为试验材料,以14C-IAA为示踪物,对花生不同部位中14C-IAA的分布进行放射自显影定位分析,并利用液体闪烁计数仪进行定量检测。结果表明:涂布于花生主茎顶叶的14C-IAA在处理48h后向根和茎中的转运量增加,向下运输的速率约为5mm·h-1。通过浸泡处理进入根系的14C-IAA具有向顶传导的能力,但在根系中的滞留量较高,处理24h时14C-IAA向地上部分转运的能力较强。涂布于果针着生部位上方茎段的14C-IAA可同时向上、下两个方向运输,且处理24h时运输能力较强。带有果针的花在涂布处理72h后其14C-IAA主要向下运输;而尚未形成果针的花涂布处理后其14C-IAA运输至不同部位的含量为:叶>茎>根。

^(14)C measurement of forest soils in Dinghushan Biosphere Reserve

Organic carbon in forest soils of Qingyunsi and Wukesong profiles can be divided into fast and slow components. Δ14C values of these profiles decrease with increasing of depth. The Δ14C values in 30—40 cm depth interval of Wukesong profile are decreasing sharply until a very low value,showing that a strong geological environment change occurred about 1 560 years ago. The 14C apparent ages of Wukesong profile show that the coniferous and broad-leaf mixed forests around Wukesong profile have been developing since 425 a BP, which is consistent with historical documents. The penetrating depths of "bomb 14C" in Qingyunsi and Wukesong profiles are 10 and 20 cm, respectively.