“蓝眼泪”背景下平潭海域营养盐时空分布及富营养化研究

通过研究福建平潭近岸海域水体营养盐时空分布特征,以期为夜光藻赤潮预警及“蓝眼泪”的预报服务提供科学依据和数据支持。文章对2022年夜光藻赤潮暴发期(4~6月)和非暴发期(7~8月)开展海域环境跟踪监测,分析重点海域营养盐的时空分布情况并评价富营养化状况。研究发现:各点位非暴发期的溶解态无机氮(DIN)和溶解态活性磷酸盐(DIP)均处于较低水平,整体分布较均匀,符合二类海水水质标准,而暴发期内水质多次出现四类或劣四类的状况;总体上暴发期的DIN平均浓度大于非暴发期,含量整体呈现中部东西两侧向南北逐渐递减的趋势;DIN各形态占比均有不同,整体上以硝态氮为主,其次是氨氮,亚硝氮相对占比最小;大部分调查海域氮磷比均大于Redfield比值,营养盐结构表现为相对磷限制和氮过剩,暴发期的富营养化指数E值较高,富营养化程度主要受DIN和DIP含量的控制。因此,文章提出可通过对氮磷等水质特征因子的持续监测及数据收集,不断验证并丰富夜光藻生长模型,提高“蓝眼泪”预报准确率,促进平潭海洋及旅游经济的可持续发展。

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。

东南沿海典型岛屿大气降水化学特征及来源分析

于2020年6月—2021年5月,应用相关分析、富集因子(EF)以及正定矩阵因子分解模型(PMF)和气团来源分析对东南沿海岛屿平潭大气降水化学特征及来源进行了综合评价与分析。结果表明,平潭大气降水pH值为3.96~7.49,平均值为4.78;电导率(EC)为4.9~342.0μs/cm,平均值为24.4μs/cm,高于我国降水背景点值;大气降水中各离子组分当量浓度排序为:Cl->Na+>SO_(4)^(2)>NO-3>Ca 2+>NH+4>Mg 2+>K+>F->NO-2,Cl-和Na+是降水中占比最大的阴、阳离子,其当量浓度占总离子当量浓度的51.4%;NO-3对平潭大气降水酸化的贡献较高(55.9%),且有77%的大气降水酸度被碱性物质中和,其中铵根离子(NH+4)和钙离子(Ca 2+)有着较强的中和能力。富集因子分析结果表明,除海洋源外,地壳源和人为源也是平潭大气降水离子的主要来源;PMF模型结果显示,海洋源、人为源、地壳源和燃烧源分别贡献了平潭大气降水离子的61.1%,23.8%,10.0%和5.1%;气团来源分析结果表明,区域传输对平潭大气降水离子分布及空气质量影响显著,京津冀和长三角地区排放的人为污染物可以经海上传输通道由北至南影响我国下风向地区,给沿海地区大气细颗粒物(PM_(2.5))与臭氧(O_(3))协同控制带来挑战。

UiO-67 MOFs构建硝酸根离子电化学传感器的研究

将UiO-67直接用作电极材料,构建UiO-67/GCE传感器,研究其对水体污染物硝酸根离子的电化学检测.采用循环伏安法(CV)探讨了其对水中硝酸根离子的电流响应,发现有一对可逆的氧化还原峰,进而探究了pH、扫速等对响应效果的影响.结果表明,最佳条件为pH=8、扫速是60 mV·s^-1.通过差分脉冲法(DPV)检测出硝酸根在UiO-67/GCE上的线性范围为1~300μmol·L^-1,检测限为0.33μmol·L^-1.该传感器用于实际水样的加标回收,回收率为98.00%~99.86%.

基于MOFs衍生金属氧化物/碳材料构建的甲基对硫磷传感器

合成了以对苯二甲酸为配体的MIL-125(Ti)和UiO-66(Zr),并以其为前驱体,分别制备了TiO2/C1000、ZrO2/C1000纳米材料.利用X射线衍射仪、扫描电镜、气体吸附仪对材料进行物相、形貌、比表面积的研究.结果表明:ZrO2/C1000主要表现为介孔材料,而TiO2/C1000为明显的微/介孔材料.采用循环伏安法对比TiO2/C1000、ZrO2/C1000纳米材料修饰玻碳电极(GCE)检测甲基对硫磷(MP)的电化学行为,结果表明BET较小的TiO2/C1000对MP有较好的检测效果.最优条件下,MP在TiO2/C1000/GCE上的线性范围为2~40μg·m L^-1,检测限为1. 27μg·m L^-1(S/N=3).

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.

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.