降尘含量是评价大气污染程度的指标之一.降尘中的微量元素尤其是重金属,其质量分数超标会引发生态环境风险及人体健康风险.为了研究北京城区冬季大气降尘中微量元素分布特征以及其中的重金属污染状况及其来源,于2013年11月至2014年3月收集了北京城区及周边大气降尘样品49份.用Elan DRC II型电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测试了样品中40种微量元素的质量分数,结果表明,一半以上的微量元素在降尘中的质量分数不足10 mg·kg-1,约四分之一的微量元素其质量分数在10~100 mg·kg-1之间,Pb、Zr、Cr、Cu、Zn、Sr、Ba等7种元素的质量分数超过100 mg·kg-1.北京城区冬季降尘中Pb、Cu、Zn、Bi、Cd和Mo的含量分别是同期地表土壤中相应元素含量的4.18、4.66、5.35、6.31、6.62和8.62倍,均超出土壤背景值的300%以上,人为活动对北京城区降尘微量重金属含量的贡献较大.通过Pearson相关分析、Kendall相关分析以及主成分分析对大气降尘以及其中的Cd、Mo、Nb、Ga、Co、Y、Nd、Li、La、Ni、Rb、V、Ce、Pb、Zr、Cr、Cu、Zn、Sr、Ba等20种主要微量元素的来源进行了探讨.研究发现,北京城区冬季降尘的来源主要由地壳来源(包括道路扬尘、建筑粉尘和远程传输的尘埃)和化石燃料燃烧(汽车尾气排放、煤炭燃烧、生物质燃烧和工业过程)构成。

关键词： 降尘；微量元素；Pearson相关分析；Kendall相关分析；主成分分析

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稳定性氢氧同位素可以作为示踪剂来判断大气降水的水汽来源.本研究选择柴达木盆地南部的格尔木和东北部的德令哈两个区域,在分析这两个地区2010年6~9月降水同位素组成特征、时间变化以及降水中δD与δ18O关系的基础上,探讨柴达木盆地降水的水汽来源.结果表明:1格尔木和德令哈地区6~9月大气降水线分别为,格尔木:δD=7.840δ18O-4.566(R2=0.918,P<0.001),德令哈:δD=7.833δ18O+8.606(R2=0.986,P<0.001).两地区6~9月大气降水线的斜率和截距均低于全球大气降水线,而格尔木地区的截距仅为-4.566,反映出格尔木极其干旱的气候特点.2格尔木降水的δ18O在7月初较高,表现出一定的重同位素富集;在7月中下旬至9月初,δ18O较低;9月中下旬更低.德令哈降水的δ18O在6~8月相对较高,9月中下旬较低.3格尔木和德令哈地区水汽来源有一定的差异,格尔木地区可能是西南季风能够到达青藏高原的北部边界,德令哈地区水汽来源主要为局地蒸发.

关键词：柴达木盆地；氢氧同位素；水汽来源；大气降水线；过量氘

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缙云山阳坡同一海拔高度处选择了亚热带常绿阔叶林(简称林地)、荒地、坡耕地和果园4种土地利用方式,在0~60 cm的土壤深度内每隔10 cm采集一个土壤样品,测定大团聚体(>2 mm)、中间团聚体(0.25~2 mm)、微团聚体(0.053~0.25 mm)以及粉+黏团聚体(<0.053 mm)这4种粒径团聚体内的土壤活性有机碳(labile organic carbon,LOC)的含量,分析缙云山不同土地利用方式对团聚体LOC的影响.结果表明,各粒径团聚体中LOC含量均随土壤深度的增加而显著降低,呈现出明显的垂直递减性;在0~60 cm土壤深度的各土层上,基本上均表现为林地和撂荒地各粒径团聚体中LOC含量高于坡耕地和果园.采用土壤等质量方法计算LOC储量,显示大团聚体LOC储量为林地(3.68 Mg·hm-2)>撂荒地(1.73 Mg·hm-2)>果园(1.43 Mg·hm-2)>坡耕地(0.54 Mg·hm-2);中间和微团聚体LOC储量为撂荒地(7.77 Mg·hm-2和5.01 Mg·hm-2)>林地(4.96 Mg·hm-2和2.71 Mg·hm-2)>果园(3.55 Mg·hm-2和2.10 Mg·hm-2)>坡耕地(1.68 Mg·hm-2和1.35 Mg·hm-2);粉+黏团聚体LOC储量为撂荒地(4.32 Mg·hm-2)>果园(4.00 Mg·hm-2)>林地(3.22 Mg·hm-2)>坡耕地(2.37Mg·hm-2).除粉+黏团聚体LOC储量略低于果园外,林地和撂荒地其他粒径团聚体LOC储量均高于果园和坡耕地,表明林地开垦为果园和坡耕地会导致LOC的降低,而坡耕地撂荒则会促进LOC的增加.林地和荒地LOC主要分布在中间团聚体,而果园和坡耕地则为粉+黏团聚体内LOC储量最高,表明在土地利用的转变过程中,粒径较大的团聚体更容易积累或损失LOC.4种土地方式下各粒径团聚体中LOC分配比例随土壤深度的增加而降低,果园和坡耕地各粒径团聚体内LOC分配比例略高于林地和撂荒地,表明林地和撂荒地土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)性质更稳定,更有利于碳在土壤中的留存,从而减少SOC矿化分解向大气的释放.相关分析表明,土壤团聚体LOC含量与土壤团聚体总有机碳含量呈极显著正相关关系,表明团聚体LOC可以作为衡量西南地区山地土壤团聚体有机碳动态的一个敏感性指标.

关键词：土地利用方式；团聚体；土壤有机碳；活性有机碳；缙云山

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以3个PCBs污染物封存点周边土壤为对象,详尽研究了典型电力电容器污染土壤中209种PCBs同系物含量水平、分布特性及毒性当量,了解污染土壤中PCBs的污染水平和环境风险,为PCBs污染土壤的场地修复提供支撑.对来自于3个污染场地的12个污染土样分析表明,Soil A总PCBs含量为1 705.0μg·g-1±424.3μg·g-1(n=4),高于Soil B(233.0μg·g-1±80.0μg·g-1,n=4)和Soil C(225.7μg·g-1±90.2μg·g-1,n=4),显示3种土壤均受到PCBs严重污染.不同氯代数的PCBs分子中,三氯联苯及四氯联苯含量最高.Soil A、Soil B及Soil C中PCBs的氯元素质量分数分别为43.7%±1.0%、45.5%±0.5%和44.9%±0.3%,这一比例接近Aroclor1242以及国产1号PCB绝缘油.指示性PCBs与总PCBs含量之间存在明显相关关系,线性拟合方程R2=0.998.应用指示性PCBs可有效估算总PCBs含量,简化样品分析过程.类二英多氯联苯以PCB77、PCB105及PCB118为主,三者之和占dl-PCBs的89.5%±4.0%.污染土样的毒性当量(以WHO-TEQ计)介于3.56~63.55 ng·g-1之间,显示该区域具有较高的环境风险.PCB28/31、PCB33/20、PCB66/80、PCB70、PCB32及PCB18等是含量最高的PCB单体.与国内外其他研究相比,该封存点土壤受到了高浓度PCBs污染,具有较高的环境风险.

关键词：多氯联苯；土壤修复；含量水平；分布特性；毒性当量

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以黄土丘陵区5个不同有机碳背景的坡面S型小区(坡顶为对照区、坡中为侵蚀区、坡脚为沉积区)为研究对象,通过对土壤呼吸速率的动态观测,分析坡面不同类型区土壤呼吸特征及其与土壤温湿度、有机碳和坡位的关系.结果表明,土壤温度的变化对沉积区土壤呼吸影响较大,土壤湿度的变化对侵蚀区土壤呼吸影响较大.有机碳是影响土壤呼吸的首要因子,可解释土壤呼吸变异的54.72%;其次是土壤湿度、坡位和土壤温度,分别可解释土壤呼吸变异的18.86%、16.13%和10.29%.侵蚀对坡面土壤呼吸的影响具有明显的原位和异位效应,侵蚀导致坡面侵蚀区土壤呼吸减小了21.14%,沉积区土壤呼吸增大了21.93%.侵蚀坡面土壤碳排放的源汇效应与有机碳水平有关,当土壤有机碳含量大于6.82 g·kg-1时,坡面侵蚀趋向于碳汇过程;当有机碳含量小于3.03 g·kg-1时,坡面侵蚀趋向于碳源过程.文中模型可以较好地反映有机碳和土壤温湿度与土壤呼吸的关系.

关键词：土壤呼吸；侵蚀；坡面；有机碳；土壤温湿度

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以石油污染盐碱土壤为研究对象,利用磷脂脂肪酸(PLFAs)活性微生物标记法,分析紫茉莉(Mirabilis jalapa Linn.)根际土壤微生物群落结构的动态变化,探讨紫茉莉生长对根际土壤微生物与石油烃(TPH)降解的影响.结果表明,供试土壤中先后出现了22种微生物PLFAs,包括标识细菌的饱和脂肪酸(SAT)、标识革兰氏阳性菌(G+)的末端支链型饱和脂肪酸(TBSAT)、标识革兰氏阴性菌(G-)的单不饱和脂肪酸(MONO)和环丙脂肪酸(CYCLO)、标识真菌的多不饱和脂肪酸(PUFA)和标识放线菌的中间型支链型饱和脂肪酸(MBSAT)等六大类型.与未种紫茉莉土壤(CK)相比,根际土壤微生物PLFAs种类变异率在春、夏、秋季分别为71.4%、69.2%和33.3%;TPH降解率在春、夏、秋季分别提高了47.6%、28.3%、18.9%.相关性分析表明,石油烃的降解在CK土壤中与77.8%的PLFAs具有正相关关系(r>0),55.6%的种类具有高度正相关关系(r≥0.8),其中,与SAT和MONO类群的相对含量正相关,相关系数分别为0.92、0.60;根际土壤中仅与42.1%的PLFAs正相关,21.1%的种类高度正相关,与TBSAT、MONO和CYCLO类群的相对含量正相关,相关系数分别为0.56、0.50、0.07.说明紫茉莉生长对根际土壤微生物群落结构及TPH降解速率均具有较大影响,且随生长季节的不同而有很大差异.该结果将为开展石油污染盐碱土壤的植物修复技术研究提供理论依据.

关键词：石油污染盐碱土壤；石油烃；微生物群落；磷脂脂肪酸；紫茉莉

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海底石油污染物在缺氧环境下导致其生物降解过程缓慢,对海洋环境造成长期危害.本文利用海底微生物燃料电池(BMFCs)原理,尝试通过电催化作用提高海底石油污染物的降解速率.对比测试了含油电池装置(BMFCs-A)与无油电池装置(BMFCs-B)的电化学性能,研究了石油污染物对电池性能的影响;比较了含油通路(BMFCs-A)和断路状态下(BMFCs-C)的石油降解率和细菌聚集量,分析了BMFCs对石油污染物降解的加速作用.结果表明,BMFCs-A和BMFCs-B阳极的交换电流密度分别为1.37×10-2A·m-2和1.50×10-3A·m-2,最大输出功率密度分别是105.79 m W·m-2和83.60 m W·m-2,BMFCs-A装置的抗极化能力增强,交换电流密度提高近9倍,最大输出功率密度提高1.27倍.BMFCs-A和BMFCs-C阳极表面的异养菌数量分别是(66±3.61)×107CFU·g-1和(7.3±2.08)×107CFU·g-1,细菌数量增加了8倍,高的异养菌数量导致石油降解加速进行,BMFCs的石油降解率是自然条件下的18.7倍.BMFCs在电化学性能提高的同时,加速石油污染物的降解.本文同时提出了一种海底微生物燃料电池对石油污染物加速降解的新模式.

关键词：海底微生物燃料电池；石油污染物；降解率；电化学性能；异养菌数量

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以广州市白云区两电镀厂为研究对象,采集电镀厂车间废气和周围空气及土壤样品,分析了样品中重金属(包括Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn和类重金属As、Hg)含量分布,分别应用地累积指数(Igeo)和US EPA的RAGS风险评估模型,对土壤中重金属污染程度、空气和土壤中重金属人体健康风险进行评价.结果表明,车间废气中Hg和Pb,空气中Cr分别高于相应标准限值,土壤中Cd、Hg和Zn达到中等污染程度.土壤和空气中重金属暴露的非致癌风险指数HQ和HI均<1,非致癌健康风险可忽略.土壤中As和Cr的致癌风险>10-4,高于最大可接受风险水平,CRCr对TCR贡献率>81%.空气中Cr和Ni的致癌风险CR和TCR在10-6~10-4,存在致癌风险可能但低于最大可接受风险水平.土壤中重金属对儿童暴露的CR明显高于成人,而空气中重金属对成人暴露的CR值明显较高.相关分析表明土壤中重金属与废气中重金属含量密切相关,主成分分析表明土壤中达到中等污染的重金属来源可能不同于其它重金属.

关键词：电镀厂；重金属；土壤；空气；人体健康风险

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以甘肃省白银市为研究区域,系统采集43个城区街道尘埃样品,并对其进行环境磁学和重金属元素特征分析.结果表明,白银市街道尘埃磁性特征以低矫顽力的磁铁矿和磁赤铁矿为主导,磁晶体粒径为较粗的假单畴(PSD)和多畴(MD)颗粒;样品低频磁化率(χlf)变化范围为(43.75~1 340.08)×10-8m3·kg-1,平均值为245.98×10-8m3·kg-1,与国内综合型大城市相比,白银市街道尘埃磁性矿物含量相对较低,但呈现明显的空间分布差异,表现为工业区高于带状交通区,带状交通区高于商业区,新城区磁性矿物含量较低;白银市各功能区污染源相对单一,工业污染对强磁性矿物的贡献占主导,污染程度空间分异显著.白银市街道尘埃样品中Cu、Pb、Zn整体含量较高,污染负荷指数(PLI)与低频磁化率(χlf)、非磁滞剩磁化率(χARM)、饱和等温剩磁(SIRM)、“软”剩磁(SOFT)相关性较高,且空间变化特征较为一致,表明反映磁性矿物含量的参数可以有效监测城市重金属污染,进而圈定重金属综合污染区域和范围,为进一步的城市污染治理工作提供快速有效的证据支持.

关键词：街道尘埃；环境磁学；重金属；污染负荷指数；白银市

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为了明晰长春市郊区蔬菜有机磷农药残留现况,原位采集7种214个蔬菜样品,采用气相色谱法(GC-FPD)对11种有机磷农药进行分析测定,并采用目标危险系数(THQ)法等对其风险进行了预测研究.结果表明,样品可食用部分有机磷农药含量超过与低于最大残留限量(MRL)的比率分别为23.4%和68.7%,仅7.9%样品未检出有机磷农药.有机磷农药检出率顺序依次为:二嗪农(82.2%)>甲拌磷(45.8%)>乐果(29.4%)>甲基对硫磷(27.6%)>氧化乐果(23.8%)>敌敌畏(22.9%)>杀螟硫磷(21%)>倍硫磷(18.7%)>对硫磷(18.2%)>甲胺磷(17.3%)>马拉硫磷(12.1%).叶菜类蔬菜有机磷超标率高于根茎类和茄果类蔬菜.不同种类蔬菜有机磷农药超标率顺序依次为:葱(82.5%)>萝卜(37.5%)>辣椒(17.2%)>白菜(14.3%)>黄瓜(3.2%)>茄子(2.9%)>西红柿(0%).49.5%蔬菜中检测到1种以上有机磷农药.目标平均危险系数(ave THQ)均小于1,ave HI为0.462.因此,从蔬菜有机磷农药平均含量看,目前蔬菜中的有机磷农药不会对市民造成明显的健康风险.

关键词：有机磷农药；蔬菜；最大残留限量(MRL)；每日允许摄入量(ADI)；目标危险系数(THQ)

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