大气污染物排放量与颗粒物环境空气质量的空间非协同耦合研究——以武汉市为例

针对区域大气污染物排放量与空气质量在时空分布上存在不完全协同、匹配的现象,论文选择SO₂、NO_X、PM_2.5、CO和VOCs作为大气污染物指标,选择气溶胶光学厚度(Aerosol Optical Depth, AOD)表征颗粒物环境空气质量,以武汉市为例,综合应用耦合模型和空间错位指数模型研究2类指标之间的空间非协同耦合规律。主要结论如下：① 武汉市大气污染物排放量与颗粒物空气质量具有不同空间分布特征,大气污染物排放量呈现由城市中心城区向远城区递减的趋势,其中SO₂、PM_2.5和VOCs的排放具有明显的中心聚集现象,而NO_X和CO聚集现象不显著,且与道路分布明显相关;AOD分布具有明显的空间差异性,总体上呈由西北向东南依次递减的趋势。② 武汉市大气污染物排放与颗粒物空气质量的空间非协同耦合规律：越靠近城市中心城区,空间协同耦合现象越显著,空间错位现象越弱;越远离主城区,空间非协同耦合现象越显著,空间错位现象越显著;SO₂排放量与AOD在武汉市远城区的空间错位指数均大于0.7,且耦合度指数小于0.3,呈现较强的非协同耦合特征,NO_X、VOCs、PM_2.5的排放量与AOD在武汉中心城区的空间错位指数均小于0.5,且耦合度指数大于0.5,协同耦合现象较为显著。③ 基于时空非协同耦合分析城市大气环境污染治理建议：针对污染物与AOD空间错位不显著的城市中心城区,以本地减排治理为主;针对污染物与AOD空间错位显著的远城区,应在污染溯源分析的基础上进行区域协调综合治理。     

浙江沿岸海域经济贝类中有机氯农药和多氯联苯的残留分布与污染评价

对2006年6月和2007年6月采集于浙江沿岸海域12个站位的5种经济贝类样品,采用气相色谱(GC)方法,进行了有机氯农药(HCHs和DDTs)和多氯联苯(PCBs)残留量的检测,分析了不同种类贝类中HCHs、DDTs和PCBs异构体组分特征,探讨了浙江沿岸海域HCHs、DDTs和PCBs残留分布状况、年际变化趋势和DDTs的来源,并与厦门岛东部等5个主要沿海海域进行了污染物残留量的比较。结果表明:(1)调查区各海域贝类中的HCHs、DDTs和PCBs残留量(湿质量)分别为:(ND~7.86)×10-9,(0.72~281.73)×10-9,(ND~97.95)×10-9;残留量(湿质量)平均值分别为:1.50×10-9,33.65×10-9,19.56×10-9。调查区各海域所有贝类中的HCHs残留量,均符合国家一类生物质量标准,DDTs残留量仅在四角蛤蜊中符合国家一类生物质量标准,在其余4种贝类中仅符合国家二类生物质量标准。DDTs残留量平均值明显高于HCHs和PCBs,因此可以将DDTs视为调查区各海域典型的有机氯污染物。(2)在HCHs和DDTs组分中,分别以-αHCH和P,P-′DDT占优势;在PCBs中,以含4~7个氯原子的PCB占主要优势,调查区部分海域有新的HCHs和DDTs污染源。(3)自2006年6月至2007年6月,HCHs和PCBs残留量总体呈下降趋势,而DDTs残留量则呈上升趋势,不同海域的有机氯残留量有较明显差异。DDTs的污染源与农业生产中三氯杀螨醇的使用有关。(4)与厦门岛东部等5个主要沿海地区相比,浙江沿岸海域经济贝类有机氯污染物中,HCHs残留量仍处于较低水平,DDTs残留量处于中等水平,PCBs残留量则处于较高水平。     

海底扇对外大陆架划界的潜在影响

自《联合国海洋法公约》1994年生效以来,外大陆架划界工作引起了地质、法律等多学科研究者的共同关注。为论证海底扇这一特殊海底地形在外大陆架划界工作中可能产生的影响,通过对全球典型的10个海底扇共同特征的统计,运用CARIS LOTS 4.0划界软件,对《联合国海洋法公约》第76条中2大重要地质因素——大陆坡脚位置和沉积物厚度进行了分析和研究,对孟加拉海底扇、蒙特利尔海底扇及印度海底扇3个全球典型的海底扇进行了外大陆架区域的划界分析,探讨了海底扇的发育及其对地貌的改造作用,以及对划界结果可能造成的影响。结果显示,影响海底扇发育的3大主要因素——构造环境、沉积物供给和海平面变化,使大陆坡脚位置的确定成为大陆架划界工作中面临的首要且关键的问题,对外大陆架的划界结果有潜在影响。而海底扇复杂的地质背景和特征,无疑对划界时使用《联合国海洋法公约》中的规定条款提出了新的挑战。在考虑海底扇影响的前提之下,陆坡坡脚位置会因其地形的变化向前推进或后退,峡谷和水道的分布对选区剖面确定最大坡折点的位置也会带来较大影响。因此,在外大陆架划界工作中,不但需要考虑《联合国海洋法公约》中的法律条款,海底扇及影响其形态、分布等3大重要因素的规律性,也是未来划界工作中需要进一步深入研究的重要问题。     

磺胺二甲嘧啶在大菱鲆体内的药代动力学研究

在水温(15±1)℃条件下,给大菱鲆以100 mg/kg的剂量灌服磺胺二甲嘧啶后,用HPLC法测得96h内大菱鲆肌肉、血浆、肝脏中磺胺二甲嘧啶的浓度。用DAS 2.0软件分析后表明,磺胺二甲嘧啶在大菱鲆肌肉、血浆和肝脏中药代动力学模型均为一房室开放模型,肌肉、血浆和肝脏中的消除相半衰期T1/2和吸收相半衰期T1/2ka分别为27.413h、8.8h、5.715h和1.526h、0.919h、1.358h;出现达峰时间Tmax为8h、4h、6h;最高药物浓度Cmax为31.486μg/mL、40.256μg/mL、26.475μg/mL;总体消除率CL/F为0.069L/h.kg、0.142L/h.kg、0.312L/h.kg;药物浓度-时间曲线下面积AUC为1178.428 mg/L.h、702.739 mg/L.h、320.015 mg/L.h;建议在水温15℃下使用磺胺二甲嘧啶进行大菱鲆疾病的预防和治疗时,至少停药36d后方可上市销售。     

黄芩苷在中国对虾体内的代谢及残留消除规律研究

在(24±1)℃下,中国对虾连续7 d给予100 mg/kg黄芩苷药饵,用高效液相色谱法(HPLC)测定对虾血液及其它组织中的黄芩苷含量,建立适合中国对虾体内黄芩苷含量的测定方法,研究黄芩苷在中国对虾不同组织中的残留消除规律.结果表明,HPLC法黄芩苷与杂质分离良好,4个浓度水平的黄芩苷在不同组织中的平均回收率在80.57%～96.25%之间,日内精密度在3.26%～5.85%之间,日间精密度在3.88%～5.73%之间.与其它给药方式相比,黄芩苷药饵给药吸收较慢,在血液、肝胰腺、肌肉、鳃中的达峰时间(Tmax)依次为6,3,6,3 h;黄芩苷在不同组织中的分布为肝胰腺>鳃>血液>肌肉.黄芩苷在肝胰腺、鳃、肌肉、血液中的消除半衰期(t1/2β)分别为29.62,27.50,25.20,23.73 h,消除速率从快到慢依次为血液>肌肉>鳃>肝胰腺;黄芩苷残留较少,在肌肉和血液中5 d已降到检测限以下,肝胰腺及鳃7 d降到检测限以下.本试验为含黄芩苷的药物的应用提供参考.     

利用FY-4A卫星光学数据对中国近地面PM2.5浓度的估算和检验分析

对FY-4A卫星的气溶胶光学厚度（AOD）产品进行检验,并根据卫星相关观测资料,通过改进后的PMRS方法,反演得到中国近地面PM_2.5质量浓度网格化分布。结果表明,FY-4A卫星反演不同站点AOD与地基观测网（AERONET）观测结果吻合较好,但存在一定的低估或高估现象,相关系数区间为0.54—0.87。将细粒子比（FMF）以0.4为界进行划分,FMF＞0.4时,拟合结果较FMF≤0.4时更接近于AERONET观测结果;但FMF≤0.4时,卫星反演的AOD稳定性优于FMF＞0.4时。通过引入AOD的大小,改进FMF＞0.4时对细粒子柱状体积消光比（VE_f）的估算算法,并通过改进后的PMRS方法对中国近地面PM_2.5浓度进行逐时反演,其反演结果和地面观测结果相关较好,其中,乌鲁木齐、石家庄和徐州观测点的相关系数均高于0.7,但数值上仍存在高估或低估,误差结果由多种因素决定。空间分布中,卫星反演的中国2019年近地面PM_2.5浓度月均值与近地面观测的结果有较好的对应关系,二者逐月演变趋势基本一致,基本可以反映出中国近地面大气细粒子的空间分布,特别是秋、冬季京津冀周边区域、汾渭平原等污染高值区均与地面观测对应较好。      

CE318型太阳光度计定标方法研究

太阳光度计定标值在气溶胶光学厚度的计算中至关重要,广泛采用的 Langley定标法对大气环境要求苛刻,用以计算定标值的数据筛选困难,基于此提出一个基于数理统计的筛选流程,形成一套自动、普适的太阳光度计定标流程。首先对原始数据进行质量检验,粗筛选去掉明显不能用于定标的数据,通过三重稳定性检验去除观测中的不确定值;将日观测数据分为上、下午分别进行Langley定标,在拟合过程中去除离群值,筛选拟合相关性高、观测时间范围大的数据;最后对定标结果进行三倍标准差筛选,最终得到定标结果。     

不同大气强迫作用下陆面模式CAS-LSM多年冻土活动层厚度模拟与不确定性研究

冻土在气候系统中起重要作用,研究并揭示冻土时空变化对于增加陆气相互作用的理解具有重要意义。本研究利用包含土壤冻结融化界面动态变化的陆面过程模式CAS-LSM（Chinese Academy of Sciences Land Surface Model）,采用0.9°（纬度）×1.25°（经度）分辨率,结合4种大气强迫数据（全球土壤湿度项目强迫数据集GSWP3、美国国家大气研究中心/美国国家环境预报中心强迫数据集CRU-NCEP、普林斯顿全球强迫数据集Princeton、全球变化以及水文观测项目强迫数据集WFDEI）针对1960～2009年进行全球模拟,研究不同大气强迫作用下多年冻土活动层厚度变化趋势及其不确定性。通过与活动层厚度观测数据比较,陆面过程模式CAS-LSM模拟的活动层厚度与观测值比较接近。结果表明:在1960～2009年期间,不同大气强迫作用下多年冻土活动层厚度基本呈现增加的趋势,基于强迫数据WFDEI模拟的活动层厚度增加趋势最大。不同大气强迫数据模拟的活动层厚度区域平均和变化趋势范围为1.1～1.25 m和0.27～0.51 cm/a,相对变化的不确定性范围为11.2%～23.5%。其中青藏高原地区、北美地区、欧亚大陆北部地区的活动层厚度区域平均和变化趋势范围分别为2.26～2.81 m、1.07～1.31 m、1.32～1.48 m和0.47～1.0 4 cm/a、0.29～0.48 cm/a、0.25～0.55 cm/a。通过对地表温度以及气温的变化趋势分析表明:大气强迫数据中气温的差异是造成这些差异的主要原因。     

青藏高原地区气溶胶直接辐射强迫的数值模拟研究

通过比较EMAC模式模拟结果和卫星观测结果证实了模式的可信性,进而利用模拟结果分析研究了2010～2012年青藏高原上空气溶胶光学厚度及其直接辐射强迫的时空分布规律。结果表明:所有气溶胶组分中,沙尘、水溶性气溶胶和气溶胶中液态水是高原的主要消光物质,三者年平均消光占比分别为0.27、0.20和0.49。2011年夏季纳布罗火山爆发,高空气溶胶消光在海拔14 km以上显著增强。青藏高原气溶胶在大气顶和地表的直接辐射强迫分布总体上由北向南递减,沙尘气溶胶在高原北部边缘大气顶产生正辐射强迫,气溶胶大气层直接辐射强迫对大气有增温效应,主要出现在沙尘含量高的地区。此外,受纳布罗火山爆发的影响,平流层气溶胶在2011年秋、冬季产生了明显较强的负辐射强迫,相比于无火山爆发的2010年和 2012年,青藏高原上空平流层气溶胶负辐射强迫在2011年秋季和冬季分别增加了55.50%和52.38%。