Preliminary Study on Black over Urumqi Carbon Aerosol Pollution in Winter

利用乌鲁木齐大气成分站观测的黑碳（BC）气溶胶质量浓度、主要污染物浓度以及相关气象资料,对该地区冬季BC类气溶胶的日变化、小时变化及影响因子进行分析。结果表明：乌鲁木齐冬季BC质量浓度平均为6.55μg/m3,日较差较大,与API、PM10、PM2.5、PM1.0、NOx的日变化具有较好的相关性;BC质量浓度的小时变化具有明显的双峰特征,这与机动车排放污染、居民活动和冬季采暖燃煤等相关联;BC质量浓度出现频率主要在2～9μg/m3,占所有观测的60%;乌鲁木齐冬季BC质量浓度明显高于国外某些城市,与国内同类大城市的观测结果比较,其浓度相对较低;冬季从北、西北方向过来的气团易造成BC高污染;风速大于1.0 m/s时,BC质量浓度开始下降,下降幅度接近50%,当风速超过2 m/s时,风速与BC质量浓度之间没有明显相关性;工作日BC质量浓度略高于周末,周末BC质量浓度曲线比工作日推迟1 h左右。     

红壤坡耕地侵蚀过程中土壤有机碳的选择性迁移

土壤侵蚀对土壤有机碳的稳定性、碳素平衡及全球碳循环的影响已引起了人们的广泛关注,但对不同类型有机碳在侵蚀过程中的流失、迁移及消长行为与过程的差异还知之甚少.为此,本文在我国亚热带地区选择了一由泥页岩低丘形成的坡耕地,采用1.44 m2微径流小区与集水小区观察试验相结合的方法,采样分析了土壤、微径流小区土壤剥离物和集水小区排水口沉积物中有机总碳、黑碳、颗粒态有机碳和腐殖质碳,比较研究了各形态有机碳迁移行为的差异性.结果表明,微径流小区收集的土壤剥离物中有机总碳含量高于土壤,前者与后者有机总碳的比值(富集系数)在1.63～2.53之间.说明富含有机碳的土壤物质被优先剥离.集水小区收集的沉积物与土壤有机总碳的比值(富集系数)为1.30～2.33,低于土壤剥离物与土壤有机总碳的比值,说明在径流运移过程中侵蚀物质中的部分有机碳发生了损失,微径流小区试验收集的土壤剥离物中黑碳的富集系数为1.46～2.32.而集水区收集的沉积物中黑碳的富集系数为1.91～2.74.高于径流小区试验,说明黑碳在整个侵蚀迁移过程中发生了连续富集,这可能与黑碳比重较轻、对微生物降解抗性较强、容易发生悬迁有关.     

黑碳对玉米生长和土壤养分吸收与淋失的影响

研究了黑碳对玉米苗期生长和养分吸收及淋失的影响.试验结果表明:黑碳能够促进玉米苗期的生长,株高、茎粗分别比对照增加4.31～13.13 cm和0.04～0.18 cm;施用黑碳的玉米生物量比对照相增加16.23～55.08 mg/kg.此外.黑碳可以增加玉米对氮、磷、钾的吸收,尤其是对钾的吸收.0.4%,1%,2%和4%黑碳施用量处理的玉米钾吸收量分别增加了0.98%,26%,69%和140%.但黑碳对玉米氮和磷的吸收的影响受黑碳的用量的影响,当黑碳用量超过一定量(4%)时反而抑制玉米对氮和磷的吸收.黑碳可以减少养分淋失,作用效果依次为NH+4＞K+＞Ca2+＞Mg2+＞NO3-.     

长期施肥对土黑碳积累的影响

通过长期定位试验,探讨了20年不施肥（CK）、 单施化肥（NPK）、 秸秆和化肥配施（SNPK）、 常量有机肥和化肥配施（M1NPK）以及高量有机肥和化肥配施（M2NPK）5个施肥处理对土中黑碳含量及积累的影响。结果表明: 与CK处理相比,NKP处理对黑碳含量和积累没有明显影响; 有机肥和化肥配施（M1NPK、 M2NPK）对耕层（020 cm）土壤黑碳含量的影响较大,与CK处理相比,在土壤表层（05 cm）,M1NPK、 M2NPK分别提高了黑碳含量的108%和134%, 510 cm土层中黑碳含量增幅最高,分别提高164%和176%,在整个土层,M1NPK、 M2NPK处理分别增加了1.51和1.55倍; 秸秆和化肥配施（SNPK）下表层黑碳含量也有所增加,但增加幅度相对施用有机肥来说明明显较小。施肥对黑碳含量的影响主要发生在土壤表层,深层土壤黑碳受施肥影响较小。     

上海市城市绿地土壤中黑碳分布特征

以上海城市绿地土壤为研究对象,通过对不同土地利用方式下绿地土壤黑碳和有机碳的分布特征进行分析,结果表明:上海市绿地土壤黑碳含量范围为0.29~86.07 g kg-1,最大值出现在钢铁厂,平均值为11.13 g kg-1。土壤中黑碳与有机碳、BC/OC值的相关极显著。土地利用方式不同,绿地土壤的黑碳含量也不一样;研究区内绿地土壤BC/OC的平均值为0.42,其中公园学校土壤黑碳含量和BC/OC值最低。不同土地利用方式对绿地土壤黑碳来源影响不同,钢铁厂、造船厂、机械制造和试剂溶剂厂的土壤黑碳来源为工业排放和石油、煤炭等燃料燃烧;居民办公区和公园学校,土壤黑碳来源为木炭、煤渣的排放,绿化植物枯枝落叶的人为燃烧;交通区土壤黑碳来源比较单一,主要为汽车尾气排放所致。     

改性纳米黑碳对水中土霉素的吸附研究

研究了未改性纳米黑碳、H_2O_2改性纳米黑碳和酸性KMnO_4改性纳米黑碳对水中土霉素(OTC)的吸附行为,并考察了环境因素对吸附效果的影响。结果表明:H_2O_2改性提高了纳米黑碳的吸附性能,酸性KMnO_4改性降低了纳米黑碳的吸附性能,但促进和减弱的作用并不显著,3种纳米黑碳均具有很高的吸附容量,对土霉素的去除率达90%以上,甚至可以做到完全去除。三种纳米黑碳吸附土霉素的过程符合准二级动力学和Freundlich模型,ΔG、ΔH和ΔS均为负值,表明纳米黑碳对土霉素的吸附是自发的放热反应。三种纳米黑碳的最佳投加量为1 g·L~(-1),反应体系适宜在偏酸性和中性条件下进行,温度和离子强度对吸附过程影响不大。     

重铬酸钾氧化法用于黑碳分析的条件探讨

以实验室制备的黑碳为对象,对重铬酸钾氧化法测定黑碳的主要测定条件进行了比较研究。结果表明:重铬酸钾氧化法用于生物体来源的黑碳测定条件为重铬酸钾溶液浓度0.5mol/L、重铬酸钾溶液与浓硫酸的体积比1∶1,氧化时间5h。     

重度火烧对大兴安岭落叶松天然林土壤团聚体有机碳和黑碳的影响

为了揭示重度火烧对大兴安岭落叶松天然林土壤团聚体有机碳(SOC)和黑碳(BC)的影响,本文选取大兴安岭落叶松天然林重度火烧迹地为研究对象,并以未火烧落叶松天然林为对照,进行相关研究。结果表明:1)重度火烧明显增加表层土壤有机碳和黑碳含量。和对照样地相比,重度火烧迹地0~5 cm层全土有机碳增加了41.56%,黑碳增加了123.69%,黑碳含量增加显著(P0.05)。2)重度火烧明显增加了0~5 cm层的5 mm和0.25 mm团聚体比例,降低了0.25~5 mm团聚体比例。3)对照样地相比,重度火烧显著提高了0~5 cm土层内的5 mm和0.053 mm团聚体有机碳含量(P0.05),增幅达177.6%和127.27%。而0.25~2 mm团聚体有机碳含量在3个土层内较对照均有不同程度的降低。2种林地类型各粒径团聚体有机碳含量表现为随粒径增大而增加,随土层深度的增加而降低的趋势。4)团聚体中黑碳含量的分布规律与有机碳相似。重度火烧迹地0~5 cm层的5 mm、2~5 mm、0.053~0.25 mm、0.053 mm团聚体黑碳含量分别增加了4.92、4.19、1.06、0.44 g/kg,与对照之间的差异均达显著水平(P0.05);5)2种林地土壤团聚体BC/SOC比值在0.05~0.41之间,且重度火烧显著增加了BC/SOC比值(P0.05)。相关分析表明,各粒径团聚体有机碳和黑碳含量显著线性相关。      

史前关中盆地土壤剖面的黑碳与炭屑记录

参照OSL测年和考古与历史学断代,利用黄土—土壤剖面沉积物中炭屑和黑碳(焦炭和烟炱)记录,结合磁化率、有机碳等古环境指标,揭示过去12000年火灾历史演变过程。炭屑和黑碳浓度研究结果表明:全新世早期区域野火活动频繁发生,中期火灾很少,晚期本地火灾频率呈现增长态势。黑碳(烟炱和焦炭)和炭屑分析呈现不平行变化趋势,可能是生物质燃烧的物质排放方式和传输过程的区域差异引起。距今3500~2800年间,黑碳和炭屑颗粒浓度峰值与全新世短尺度恶化气候事件具有明显同步性;同期,先周人部落大规模土地开垦发展旱作农业活动加剧。黄土高原千年尺度火灾变化与季风气候变化之间的关系表明:全新世以来,野火频率变化取决于区域气候有效湿度和人类土地利用及其对气候变化的响应。