大气颗粒物中重金属污染研究进展

近年来由于大气颗粒物中的重金属污染,对人体和环境造成一系列的危害,因此大气颗粒物中的重金属受到学者们的广泛研究。针对颗粒物中重金属在不同时间和空间及不同粒径颗粒物中的含量和分布特征,以及重金属的来源解析和形态分析上进行综述,总结近年来大气颗粒物中重金属研究的成果,并就该领域研究方向进行了展望。     

拉萨城市大气污染现状及防治对策

青藏高原是全球气候变化的晴雨表,拉萨作为这片高原上的重要城市之一,它的大气污染无疑将成为青藏高原的直接污染源,因此对拉萨城市大气污染状况的关注和研究,显得尤为重要。本文较全面地总结了拉萨城市大气污染现状,系统分析了大气污染形成原因,并结合拉萨的实际探讨几点防治措施以供参考。     

Precipitation and Nitrogen Deposition Alter Litter Decomposition Dynamics in Semiarid Temperate Steppe in Inner Mongolia,China

Plant litter decomposition is one of the most important links connecting plants to the soil through the carbon (C) and nitrogen (N) cycles. Climate change scenarios predict changes in precipitation and N deposition, and previous studies have demonstrated that increases in the availability of water and N affect the litter decomposition rate and nutrient release. We studied the effects of increased N deposition and precipitation on changes in the remaining mass and the C and N contents of shoot litter after decomposition in a typical steppe in Inner Mongolia, China. The treatments included the addition of NH₄NO₃ at rates equivalent to 0, 25, 50, and 100 kg ? N ? ha^? 2yr^? 1 with and without added water. The addition of water proved to be a more effective practice than amendment with NH₄NO₃ for improving the litter decomposition rate; the addition of water significantly increased the rate of litter decomposition (P < 0.001), whereas the addition of N alone had no apparent effect on litter mass loss. However, a repeated measures analysis of variance (ANOVA) showed that the interaction of water and N significantly affected both mass loss and litter N content (P < 0.05), and a linear relationship was identified between litter mass loss and litter decomposition time (P < 0.001). No correlation was found between litter mass loss and organic C content, but a significant positive correlation was found between residual litter mass and N content (P < 0.01). Although the study was conducted over a relatively short period, our results indicate that increased precipitation could potentially promote litter decomposition, whereas increased N input has little effect. The effects of time on litter mass loss and residual C and N concentrations indicate the need for long-term trials that measure the complete process of litter decomposition and the peaks of C and N release.     

气候变化背景下土壤微生物与植物物种多样性关联分析

气温升高和大气氮沉降是全球气候变化的两种重要情景,其变化将导致植物物种多样性和土壤微生物多样性的改变。对植物物种多样性而言,气候变暖和大气氮沉降增加对其影响表现为直接影响(通过改变植物物候期、影响植物分布及群落组成)和间接影响(通过影响植物生长的环境因子和土壤理化性质)。对土壤微生物多样性而言,气候变暖和大气氮沉降主要改变微生物的土壤环境、微生物种类和数量,直接或间接地影响其多样性。此外,在对全球变暖和氮沉降的响应方面,植物物种多样性和微生物多样性存在关联,即全球变暖和氮沉降通过改变植物物种多样性而影响土壤微生物多样性,微生物也将通过种间关系反作用于植物物种多样性。本文根据气候变化对栖息地环境的影响,选择温度和大气氮沉降这两种指标,探讨植物物种多样性和土壤微生物多样性对气候变化的响应,分析植物物种多样性和土壤微生物多样性之间的内在关联,旨在为植物和微生物多样性保护提供参考。     

兰州市大气降雪中重金属污染的研究及来源分析

于2015年典型降雪月份1~2月采集了兰州市市区和郊区5场降雪样品,用火焰原子吸收分光光度法(福立AA1700)测定了雪水中溶解态的10种重金属元素(Cu、Hg、Cd、Mn、Al、Pb、Zn、Fe、Ni、Cr),研究了兰州市市区和郊区大气降雪样品的重金属含量特征,并分析了重金属的来源及变化规律。结果表明,兰州市市区大气降雪中重金属含量均明显高于郊区,且Pb元素含量最大,Mn元素市区比郊区高出最多,达86.22%。     

植物塘+人工湿地系统对灌溉水净化及稻米镉的阻控效果

为了降低灌溉水中Cd向农田中输入,减轻农田重金属Cd污染,降低稻米中Cd含量。本试验选取梭鱼草、狐尾藻、轮叶黑藻为材料,构建3级植物塘+人工湿地系统,研究其对湖南典型矿区Cd超标灌溉水(全量Cd浓度均值≈6.65μg·L~(-1))净化效果及稻米Cd阻控效果,并分析灌溉水进出水浓度与干湿沉降通量对系统净化效果的影响及净化系统中湿地植物的吸附能力。结果表明:梭鱼草、狐尾藻、轮叶黑藻3种水生植物对灌溉水中Cd具有较好的去除能力,经系统净化后灌溉水中全量和可溶态Cd平均去除率分别高达70%和91%,可有效降低湿地系统中重金属Cd浓度并阻止灌溉水中Cd向稻田迁移。湿地进水Cd浓度易随降雨产生波动,但湿地系统对Cd的去除效果不受影响。降雨量与Cd湿沉降通量呈线性正相关,与Cd干沉降通量呈线性负相关。监测期间(2017年4月16日—2017年9月17日)该3级净化系统Cd输入总量为428.46 g,其中干沉降沉降量为20.52 g,湿沉降沉降量为57.60 g,系统有效截留Cd占输入总量的87.94%,干湿沉降作为外源Cd输入源之一,对净化系统的运行效果影响不显著。在湿地正常运行情况下,净化后灌溉区水稻根部、茎鞘、叶片、谷壳和糙米中的Cd含量与未净化灌溉区水稻相比分别下降了5.96、3.83、2.42、0.40 mg·kg~(-1)和0.12 mg·kg~(-1)。研究结果可为典型矿区Cd污染灌溉水净化、降低农田重金属输入量与粮食安全生产提供科学参考和数据支持。     

聊城市徒骇河风景区常绿植物对大气颗粒物削减作用

文章以聊城市徒骇河风景区10种常绿植物群落为研究对象,测定植物群落内的大气颗粒物浓度和叶面积指数、叶表特征等指标,结果表明,10种群落对3种粒径大气颗粒物的吸附作用存在较大差异。刚竹、圆柏对PM2.5和PM10的吸附作用较强,而白皮松、红叶石楠对PM2.5和PM10的吸附作用则较弱;圆柏、广玉兰对TSP吸附作用较强,大叶女贞、红叶石楠对TSP的吸附作用则较弱;叶面积指数和叶表特征对植物群落吸附不同粒径大气颗粒物具有一定的影响。通过观测冬季不同常绿植物群落对不同粒径大气颗粒物的削减作用,以及叶表面特征和群落冠层对其影响,为大气颗粒物污染的治理在植物选择上提供参考。     

3种典型绿化植物叶功能性状对大气污染的响应及其叶经济谱分析——以北京市为例

为了解植物叶功能性状对大气污染的响应,以生长在北京市海淀区轻度污染区的海淀万柳(E1)、交通尾气重度污染区的西直门(E2)及相对清洁区的奥林匹克森林公园(CK)的典型绿化树种国槐Sophora japonica、栾树Koelreuteria paniculata和白蜡Fraxinus pennsylvanica为研究对象,测定植物叶片功能性状,进一步研究其权衡策略并分析叶经济谱的位置。结果表明:1)3个研究点的主要大气污染物SO_2、NO_2、PM₁₀和PM_2.5浓度存在显著性差异,表现为E2>E1>CK(P<0.05)。2)随着大气污染程度的增大,3种典型绿化植物的比叶面积(specific leaf area,S_SLA)、叶绿素含量(cholrophyll,C_CHL)和气孔面积(stomatal size,A_SS)显著降低,表现为CK>E1>E2(P<0.05),气孔开度(stomatal aperture,D_SA)也呈下降趋势,但未达到显著水平;叶干物质含量(Leaf dry matter content,C_LDMC),叶组织密度(leaf tissue density,D_LTD)及气孔密度(stomatal density,D_LTD)显著增大,排序表现为E2>E1>CK(P<0.05)。3)3个典型绿化树种的叶功能性状间存在相对一致的相关关系,SSLA与C_LDMC、D_LTD及D_SD间存在显著的负相关关系(P<0.05),C_LDMC与D_LTD、D_SD存在极显著正相关性(P<0.01);D_LTD与D_SA间存在显著正相关性(P<0.05);D_SD与A_SS、D_SA分别呈负相关关系,但差异不显著(P>0.05),相关性与全球尺度上的性状关系基本一致。4)研究认为,全球叶经济谱在城市大气污染的特殊环境下也同样存在,且总体上位于低的S_SLA、ASS、D_SD和_CCHL,高的C_LDMC、D_LTD、D_LTD的"快速投资-收益型"一端。     

农作物叶片对大气沉降重金属的吸收转运和积累机制

近年来,农产品的重金属超标问题已经引起了公众的广泛关注,也是国内外学者研究的热点.要实现农产品重金属污染的有效防控,首先需要解决的就是重金属来源问题.目前已有的研究大多集中在根系对土壤中重金属的吸收机制研究,且已基本探明作物根系对重金属的吸收转运机制,包括根际离子的活化,根细胞的吸附和扩散、跨膜运输,根皮层细胞的横向运...     

差动式大气电场传感器设计

分析了差动式电场传感器的基本原理及其结构,并对传感器输出电流、等效输出电压进行计算,介绍了差动式传感器的标定方法及其应用情况。