广东韶关地区大气氮干湿沉降特征研究

2012 年4 月-2013 年9 月利用自动分离干湿沉降的采样器对广东省韶关市降雨和干沉降进行采集,分析样品降雨量、降尘量及氮营养盐干湿沉降浓度,计算各指标干湿沉降通量,利用沉降通量分析其影响因素及季节性变化趋势,为该地区大气氮沉降的通量预测及其环境管理提供支持,并为其生态环境中污染物的控制与减排提供科学依据.结果表明,观测期间总氮干沉降通量、湿沉降通量和总沉降通量平均值分别为47.73、295.7 和310.5 kg·km^-2·month^-1.氨态氮、硝酸盐氮与有机氮干沉降通量平均值分别为17.39、12.98 和17.37 kg·km^-2·month^-1,其湿沉降通量平均值分别为132.4、117.0 和46.23kg·km^-2·month^-1.总氮湿沉降通量占总氮总沉降通量平均比例为83.19%,说明总氮沉降通量以湿沉降为主.影响因素方面,总氮干沉降通量与降尘量无相关性;湿沉降受降雨量影响较大,所以受雨季影响,韶关地区4-6 月总氮湿沉降负荷较大.成分组成上,干沉降中氨态氮平均占总氮比例35.48%,硝酸盐氮平均占27.96%,有机氮平均占36.55%,因此该地区氮营养盐干沉降中以氨态氮和有机氮为主;氮营养盐湿沉降以氨态氮和硝酸盐氮为主,氨态氮平均占总氮比例46.87%,硝酸盐氮平均占40.64%,有机氮平均比例为12.49%,说明该地区湿沉降同时受到农业活动和工业活动的影响.季节变化上,氮营养盐干沉降通量由大到小依次为冬季、春季、秋季、夏季,湿沉降通量春季较高,夏秋两季较低.     

太原市雨水中多环芳烃的污染特征

对太原市2012年3—10月雨水中16种溶解态多环芳烃(PAHs)的分布特征、沉降通量和来源进行了分析.结果表明,16种PAHs总的(∑16-PAHs)平均浓度为1081.2 ng·L-1(范围为316.8—6272.3 ng·L-1),以2—3环PAHs为主,占75.4%,4环和5—6环PAHs分别占18.2%和6.4%.∑16-PAHs浓度与温度(P<0.05)和电导率(P<0.01)呈显著正相关.同一场降雨不同阶段的∑16-PAHs浓度及其组成与降雨量有关.∑16-PAHs的全年平均沉降通量为481.5 ng·m-2·d-1,9月的沉降通量最高(2342.8 ng·m-2·d-1),其次是7月(1604.4 ng·m-2·d-1),10月的最低(83.3 ng·m-2·d-1),其中2—3环PAHs的沉降通量明显高于4环和5—6环PAHs,∑16-PAHs的月沉降通量与月平均降雨量(P<0.01)和降雨频次(P<0.05)呈显著正相关.利用特征比值法判断PAHs的主要来源是煤燃烧,同时也存在一定的石油燃烧源和少部分的石油源.     

北京城区大气多环芳烃的沉降特征

从2006年6月至2007年6月期间采集了北京市区的降尘和大气TSP,分析了其中的PAHs和降尘的粒度。降尘颗粒大部分在100μm以下,体积平均径和中位径D50的范围分别为18.89-53.117μm和11.59-28.98μm。全年降尘平均沉降通量为0.451 9 t/（km2.d）,冬季高,夏秋季低;∑16PAHs的沉降通量平均为4.76 g/（km2.d）,冬季高,夏季低,与同期的大气SO2的API指数显著相关。TSP中的∑16PAHs与降尘中的∑16PAHs具有显著的相关关系,成分谱一致。PAHs的沉降速率变化范围为0.004-5.46 cm/s,夏季高、冬季低。交通沿线∑16PAHs的沉降通量远远高于非交通线的沉降通量。     

北京大气颗粒物中多环芳烃浓度季节变化及来源分析

使用大流量滤膜采样器,从2006年9月至2007年8月,每周同时采集北京城市大气可吸入颗粒物(PM10)和细粒子样品(PM2.5)各一次,二氯甲烷超声抽提一气相色谱/质谱分析了17种多环芳烃(PAHs)浓度,结果表明,春、夏、秋、冬四季北京大气PM10和PM2.5中PAHs总量分别为63.8±44.6ng·m-3、43.2±4.5ng·m-3、84.7±108.3ng·m-3、348.0±250.0ng·m-3和54.7±17.3ng·m-3、40.3±8.6ng·m-3、66.1±81.5ng·m-3、337.7±267.2ng·m-3;约有70%的PAHs存在于细粒子PM2.5中,其质量浓度有明显季节变化,冬季>秋季>春季>夏季;颗粒物中PAHs主要以4、5、6环存在,其中4环以上占79.4%.源解析表明,北京大气颗粒物中的PAHs主要来自燃煤,同时汽油、柴油燃烧排放也不能忽略.结合气象要素分析,温度升高和太阳辐射增强易造成多环芳烃挥发和反应,湿沉降有利于多环芳烃随颗粒物清除.     

液相色谱法测定大气样品中多环芳烃的方法优化

优化了液相色谱法测定大气样品中多环芳烃(PAHs)的前处理净化手段,相较于弗洛里土柱,硅胶能有效去除仪器分析中目标物定性和定量分析的背景干扰.通过控制样品溶剂转换时浓缩体积,提高了低环数多环芳烃的回收率,各目标物的空白加标回收率在53%—128%之间(RSD20%).使用高效液相色谱(HPLC)二极管阵列/荧光检测器联用测定大气中的PAHs,当以100 L·min~(-1)采样24 h时,16种PAHs的方法检出限为0.08—0.29 ng·m~(-3),定量下限为0.32—1.16 ng·m~(-3).通过对实际样品的测定,验证了方法的可行性.     

广州白云山风景区阔叶植物叶片中的多环芳烃

多环芳烃(PAHs)在环境中分布极广,作为持久性亲脂有机污染物,具有很强的生物累积性。植物对周围环境有着高度的依赖性,阔叶植物由于叶面巨大的表面积,容易吸收富集环境中的多环芳烃。采集了白云山9种阔叶植物叶片样品,利用GC-MS对样品中的多环芳烃进行了定量分析。结果表明,白云山阔叶植物叶片样品中的PAHs以芘所占比例最高,总PAHs为460.2～1303.5ng·g-1(干质量)。从组成上看,白云山阔叶植物叶片中多环芳烃以3环、4环为主,比较发现这种组成特征与大气中PAHs相似。运用分子标志物比值法分析PAHs的来源,发现阔叶植物样品中PAHs主要是热成因来源。广州市工业发达,环境中含有较高PAHs在白云山阔叶植物叶片中已有明显的反映,应加强对环境中PAHs监控和治理。     

珠江隧道多环芳烃的含量与分布特征

为研究机动车尾气排放多环芳烃的排放特征,以及其从源到汇的过程变化,该研究选取珠江隧道为研究区域,采集了2006年4月、7月和12月珠江隧道中气相和颗粒相样品,以及7月、12月份隧道附近的大气样品,并对样品中多环芳烃(PAHs)进行检测.结果表明,隧道中馪AHs范围为896.1 ng·m-3～4066.2 ng·m-3,气相中馪AHs远远高于颗粒相馪AHs.环境大气样品中馪AHs为207.9 ng·m-3～353.0 ng·m-3,远远低于隧道里馪AHs,其PAHs各组分的分布特征与隧道中样品相似,说明汽车尾气是广州市大气中PAHs的重要来源;最后通过隧道中与隧道口的馪AHs来计算汽车的排放因子,得出PAHs排放因子平均值为:2164.7 靏穔m-1妨,并且估算出2006年广州市全年汽车尾气排放出PAHs 82 t.     

北京市冬季大气气溶胶中PAHs的污染特征

利用大流量颗粒物采样器采集了2005-2006年冬季北京市大气气溶胶中PM10和PM2.5样品,采用气相色谱/质谱技术对样品中的多环芳烃进行检测.结果表明:北京市冬季大气颗粒物PM10和PM2.5中PAHs总量分别为520.5±476.9ng·m-3和326.8±294.3ng·m-3,且大部分存在于细粒子中,4环以上的稠环芳烃占总浓度的87%.根据荧蒽/芘等比值指标判别,北京市冬季PAHs主要以燃煤排放为主,其次是石油燃烧交通排放.风速增大和太阳辐射曝辐量增强,都会降低颗粒物中多环芳烃浓度.     

珠江三角洲表层土壤中的多环芳烃

多环芳烃是一类主要由人类活动排放的有毒有机污染化合物,对人和生物体具有致癌、致畸和致突变效应,是评价土壤生态污染的重要内容之一。文章利用螺旋钻采样、索氏抽提、硅胶氧化铝净化和GC-MS分析,研究了珠江三角洲不同功能区(城市点、郊区点、乡村点)的76个表层土壤样品(耕作土、非耕作土)中多环芳烃(PAHs)的含量、分布特征及其影响因素。结果表明,16种优控PAHs的总质量分数范围为31.5~791.6ng·g-1(平均279.1ng·g-1,以干质量计),以萘(44.4%)、菲(13.7%)、荧蒽(8.4%)、芘(4.9%)、■(6.6%)等化合物为主。与国内外其它地区的城市相比较,珠江三角洲地区土壤PAHs的污染程度较低,在组成上也表现出亚热带地区独特的中、低环化合物为主的特征。受人类经济活动的影响,地处珠江三角洲中部的经济工业中心地带,土壤中PAHs含量相对较高。珠三角表层土壤PAHs含量和组成分布主要受大气沉降控制,而与土壤有机碳、pH的相关性较小。高温潮湿的亚热带季风气候是影响珠三角土壤PAHs的降解和迁移的重要环境因素。     

石油类物质的湿沉降及其对区域水环境的影响:以正构烷烃为指示物

为评估含有机污染物的湿沉降对区域水环境污染的贡献,在广州市3个采样点(海珠区、天河区和萝岗区)采集了2010年湿沉降样品(157个),并在天河点采集了12个干沉降、11个地表径流及10个气溶胶样品,并对其中指示化合物正构烷烃的浓度、来源和通量进行分析.正构烷烃(包括从C20—C34的15种同系物)总浓度范围为0.6—292μg·L-1;从季节上看,其在雨季(4—9月)的浓度低于旱季(1—3月和10—12月).碳优势指数和主成分分析结果表明,广州市的正构烷烃主要来源于石油产品的消费(50%),暗示石油产品消耗是主要污染源;其次来自植物排放(38%).此外,广州市在2010年有55±80 t(平均值±标准偏差)正构烷烃经干沉降和湿沉降至地表,其中湿沉降的贡献为39±80 t.同时,大约有224±296 t正构烷烃通过地表径流进入到珠江,反映了面源污染对区域水环境影响很大.因此,控制石油产品的消费和治理地表径流,是抑制面源污染、改善区域水环境的两个途径.     

深圳铁岗水库水体中抗生素污染特征分析及生态风险评价

近年来水体中不断被检出的抗生素逐渐成为研究者关注的焦点。许多国家的河流、湖泊、地下水中均检出了抗生素残留。目前国内外关于抗生素污染特征的研究主要集中在河流、河口湾和污水处理厂等水环境中,对于抗生素在饮用水源地水体中的污染状况研究极少。利用高效液相色谱-串联质谱技术（HPLC-MS/MS）检测分析了5类典型抗生素在深圳铁岗饮用水源地型水库中的污染特征。结果表明,9种目标抗生素中,有8种在铁岗水库水体中被检出,浓度范围为1.1～203 ng·L^-1,其中,林肯霉素检出浓度最高,红霉素次之,阿莫西林未检出;入库支流抗生素污染程度普遍高于铁岗水库,其中大官陂河中抗生素质量浓度最高（277.0 ng·L^-1）,九围河次之（196.4 ng·L^-1）;枯水期抗生素浓度高于丰水期。采用风险商值法初步评价的结果表明,枯水期时料坑水中红霉素、大官陂河中磺胺甲噁唑和林肯霉素,以及丰水期时九围河中林肯霉素的生态风险商（RQ）均大于1,对生态环境具有高风险;风险简单叠加模型计算结果显示,枯水期时料坑水、塘头河、大官陂河以及丰水期时九围河中抗生素的联合毒性风险商（RQsum）均大于1,对生态环境可能会产生较高的风险。     

北京城区屋面径流中PAHs的污染特征与来源解析

以北京典型城区屋面径流中的PAHs为研究对象,在2008年雨季采集了不同地点的屋面径流,分析了溶解相和颗粒相PAHs的质量浓度,对屋面径流中PAHs的质量浓度特征、时空变化规律及来源进行了讨论。结果表明,屋面径流具有较严重的PAHs污染,16种PAHs在溶解相中的总质量浓度为563.85~937.01 ng.L-1,来源主要是机动车排放（31.9%）、煤燃烧（39.6%）、天然气燃烧（15.3%）及石油类的挥发（14.2%）;在颗粒相中的总质量浓度为844.48~1372.62 ng.L-1,来源主要包括燃煤（51.8%）、汽油（38.1%）和柴油（10.1%）的燃烧等。BaP的EMC平均值（172 ng.L-1）远远超过我国污水排放标准（30 ng.L-1）,且以颗粒相为主。不同地点采集的屋面径流中的PAHs质量浓度大部分表现出较明显的初期效应和时间变化,而在不同采样点之间则没有明显的空间差异。     

城市高架桥降雨径流多环芳烃（PAHs）污染特征及其生态风险评价

以上海市高架桥降雨径流作为研究对象,分析了4场高架路面降雨径流溶解相、颗粒相16种PAHs的质量浓度和场次降雨径流平均浓度（Event Mean Concentration）。探讨了城市高架降雨径流中PAHs质量浓度特征、动态变化过程和污染状况。通过对无量纲累积径流量和无量纲累积污染物负荷曲线M（V）进行幂函数拟合,对4场降雨径流不同环数和总PAHs冲刷强度进行了定量表征。以水样中8种PAHs的监测质量浓度及其对3至40种水生生物的LC50为基础数据,采用推广风险系数法对径流水体PAHs进行了生态风险评价。结果表明：地表径流中溶解态PAHs的质量浓度为27.9~979.4 ng·L-1,主要以3环和4环组分为主;颗粒态PAHs中的质量浓度为1120.1~4892.6 ng·L-1,主要以4-6环的组分为主。径流样品中PAHs更容易吸附在颗粒物上,PAHs主要以颗粒相为主,且4-6环颗粒相PAHs所占比例更高,也显示了化石燃料不完全燃烧的特征。4场降雨径流以2013-05-26次降雨EMC值最大,PAHs污染水平最高。其中通过对BaP的EMC值计算,发现4场降雨径流中BaP的EMC值皆超过了国家的排放标准,应引起相关监测管理部门重视。4场降雨径流均表现不同程度的初始冲刷效应,雨强和径流量是影响初始冲刷的2个重要因素。初始冲刷散点拟合状况良好,定量表征发现2013-06-27次降雨初始冲刷强度最大。风险商表征说明,径流水体PAHs造成的生态风险较小,但部分单体PAH对水生生物的生态影响不容忽视。     

Acid Deposition in the Tuscan Appennines During the Dry Period 1988-89

The typical parameters of acid precipitation are evaluated in the forest of Vallombrosa (Tuscan Appennines) during the dry period 1988-89. Individual rain events (dry and wet deposition) were sampled in a clearing of the forest and below the canopy of an evergreen tree as well as a deciduous broadleaf tree.

In atmospheric precipitation the pH values usually vary around 4.4, with neutralization in the hot season due to calcareous material from distant sources. Relatively large concentrations of Pb and Cd are found in rain, but only in a small amount in canopy leachate. Aluminium, manganese and iron are more significantly washed off than Pb and Cd.     

模拟氮沉降对兴安落叶松林凋落物分解的影响

试验施加NH4NO3、KNO3和NH4Cl3种氮肥,设置对照（N0,0 kg·hm-2·a-1）、低氮（N1,10 kg·hm-2·a-1）、中氮（N2,20kg·hm-2·a-1）、高氮（N3,40 kg·hm-2·a-1）4个施氮水平,通过交互试验,研究模拟N沉降对大兴安岭兴安落叶松（Larix gmelinii）林凋落物分解的影响。结果表明,在兴安落叶松林凋落物分解过程中,叶分解最快,其次是枝,分解最慢的为果,在分解16个月后,枝、叶、果的质量残留率分别为76.68%、47.98%和80.43%,3者异极其显著（p〈0.01）。凋落物叶分解95%所需时间为6.71 a,而枝和果所需时间分别为18.07和18.10 a。在模拟大气氮沉降下凋落物分解过程中,施加KNO3,N2处理下的枝、叶、果的质量残留率极显著低于N3处理（p〈0.01）,显著低于N0和N1处理。施加NH4Cl下,N1处理显著低于N0处理（p〈0.05）。在施加NH4NO3下,N1水平处理下的枝、叶、果的分解速率显著增加（p〈0.05）,但是随着施氮量的增加,分解速率就会减慢,N3处理下,有着明显的抑制作用（p〈0.05）,说明氮沉降对于凋落物分解有着促进作用,但是随着时间和氮沉降量的增加,促进作用延缓甚至是抑制作用。     

模拟氮沉降对入侵植物薇甘菊叶绿素荧光参数的影响

大气氮沉降的增加会对某些生态系统造成严重影响。入侵植物薇甘菊的蔓延是近年来威胁我国林业安全的一大难题。氮沉降量的增加可能会对薇甘菊光合作用效率产生影响。为进一步了解两者之间的关系,以NH4NO3（分析纯）为氮源,对生长着薇甘菊（Mikania micrantha）的木荷（Schima superba）人工林试验地进行模拟氮沉降处理。试验设置3个氮沉降试验组,分别为对照组N0（N：0 g·m-2·a-1）,试验组N5（N：5 g·m-2·a-1）和N10（N：10 g·m-2·a-1）,根据当地降水情况计算并定量人工喷施。于2013年6、8和11月分别测定试验地内薇甘菊的各项叶绿素荧光参数指标。结果显示,（1）各月份间,除非光化学猝灭（qN）6月份数值低于11月份外,各指标基本表现为8月份最高,6月份次之,11月份值最低的规律。在低温,相对干旱的11月,薇甘菊生长末期,氮素的增加对薇甘菊光合效率提高的帮助尤为明显。（2）各试验组间,N0组各指标值均低于N5组与N10组,氮沉降量的增加能够促进薇甘菊光合作用效率的提高,会对薇甘菊的生长具有促进作用。（3）试验组N5组与N10组之间无一致规律性,推测过高的氮素可能会抑制薇甘菊的生长。此推论有待于进一步实验证明。（4）在试验地自然条件下,大气氮沉降量的升高会促进薇甘菊光合作用效率的提高。该文可为大气氮沉降增加的生态影响的研究和薇甘菊入侵生态学研究提供一定的理论依据。     

Acid Deposition in the Tuscan Appennines During the Dry Period 1988-89

The typical parameters of acid precipitation are evaluated in the forest of Vallombrosa (Tuscan Appennines) during the dry period 1988-89. Individual rain events (dry and wet deposition) were sampled in a clearing of the forest and below the canopy of an evergreen tree as well as a deciduous broadleaf tree.

In atmospheric precipitation the pH values usually vary around 4.4, with neutralization in the hot season due to calcareous material from distant sources. Relatively large concentrations of Pb and Cd are found in rain, but only in a small amount in canopy leachate. Aluminium, manganese and iron are more significantly washed off than Pb and Cd.     

模拟氮沉降对入侵植物薇甘菊光合特性的影响

该文将探讨氮沉降对外来植物薇甘菊（Mikania micrantha）光合特性的影响。在广州东北郊薇甘菊生长的木荷（Schima superba）人工幼林地进行模拟氮沉降处理,以NH4NO3作为氮源,设置3个氮沉降水平,分别为N0（N：0 g·m-2·a-1）、N5（N：5 g·m-2·a-1）以及N10（N：10 g·m-2·a-1）。在模拟氮沉降的26个月后,采用LI-6400便携式光合仪对不同氮沉降处理下薇甘菊（Mikania micrantha）光合特性进行了测定,分析了不同氮沉降处理之间薇甘菊光合生理指标的差异。结果表明：在试验时间内,不同氮沉降处理之间的薇甘菊净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）和水分利用效率（WUE）日均值的差异不显著（p〉0.05）,但这些光合生理指标的大小均表现为N10？N5？N0,氮沉降一定程度提高了薇甘菊的光合作用,可能加速薇甘菊的生物入侵。光合有效辐射（PAR）是影响薇甘菊净光合速率（Pn）的主导因子,其次为叶片温度（Tl）和大气温度（Ta）,它们均与Pn呈极显著正相关（p〈0.01）,而与空气相对湿度（RH）呈不显著的负相关（p？0.05）。氮处理对薇甘菊最大净光合速率（P′max）、表观量子效率（a）、暗呼吸速率（Rd）、光饱和点（LSP）和光补偿点（LCP）的影响不明显（p？0.05）。P′max、a、LSP和LCP分别介于21.21~22.07、0.058~0.059、1546.0~1653.3和8.0~9.3μmol·m-2·s-1之间,在氮沉降下薇甘菊表现出高光合潜力及强阳性植物的特征。该文可为研究氮沉降下薇甘菊入侵林地的机制提供有价值的参考。     

杭州市郊区表层土壤中多环芳烃的风险分析

采集杭州市郊区表层土壤中多环芳烃的样品,用色谱-质谱技术对多环芳烃化合物进行定量分析。美国环保总署推荐优先控制的16种多环芳烃单体质量分数在1.49～87.43 ng.g-1之间,萘、芴、苊等低分子量芳烃质量分数相对较低;、茚并[1,2,3-cd]芘、苯并[ghi]苝等高分子量芳烃质量分数相对较高,其中苯并[ghi]苝质量分数最高。对照荷兰的土壤标准,杭州市郊区表层土壤中的荧蒽、、茚并[1,2,3-cd]芘、苯并[ghi]苝超标比较严重,超标率100%;多环芳烃的Bap等效毒性当量是荷兰规定目标值的2倍;因此,杭州市郊区表层土壤中存在一定的潜在风险。多环芳烃Ant/（Phe＋Ant）、BaA/（Chr＋BaA）、Flua/（Pyr＋Flua）等参数表明,多环芳烃主要来源于燃烧源,且以机动车尾气为主;BeP/（BeP＋BaP）比值偏高,可能与土壤中的多环芳烃主要来源于大气沉降有关。