- 王成;闫雨龙;吴婧;谢凯;彭林;
于2017年10月15日～12月23日采集了阳泉市PM_(2.5)样品，使用离子色谱法分析了样品中水溶性离子组分，并利用相关性分析、正定矩阵因子分析法(PMF)及潜在源贡献因子分析法(PSCF)等方法对PM_(2.5)中水溶性离子组分污染特征及来源进行分析。结果表明，采样期间水溶性离子总质量浓度为(22.41±11.53)μg/m~3,占ρ(PM_(2.5))的34.1%,在污染天气下NH_4~+、NO_3~-和SO_4~(2-)(三者合称SNA)在水溶性离子中的占比为81%,远高于清洁天(62%),而Ca~(2+)、Mg~(2+)、Cl~-、K~+在污染天气下占比明显下降，污染天气二次无机离子污染较为严重。污染天气下硫氧化速率(SOR)(0.17)和氮氧化速率(NOR)(0.13)明显高于清洁天气SOR(0.11)和NOR(0.06),污染天气二次无机离子转化程度更高。主要污染源对水溶性离子的贡献分别为二次转化(37.4%)、燃烧源(38.2%)及扬尘源(24.4%),其中污染天气下燃烧源和扬尘源对水溶性离子贡献降低，二次转化贡献增加。潜在源区分析表明，SNA主要受到来自东北部和南部地区污染气团短距离传输的影响。
2024年02期 v.52 133-143页 [查看摘要][在线阅读][下载 2726K] [下载次数：278 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：0 ] - 胡维;程建中;高维常;涂成龙;唐源;
生物炭(BC)在修复重金属污染土壤时，其修复效果与制备条件及原材料密切相关。以不同碳化温度(300、500和700℃)的烟秆生物炭BC及其纳米羟基磷灰石(nHAP)改性生物炭(HBC)为研究对象，采用微宇宙培养实验探究不同时段(7、14和30 d)烟秆BC及HBC对矿区Pb、Zn污染土壤的钝化修复效果。结果表明：不同温度的BC和HBC均能增加土壤pH值(7.81～8.56),并分别使土壤Pb毒性浸出浓度显著降低了30.02%～34.75%和28.23%～34.02%,使有效态Pb降低了37.95%～51.71%和22.56%～26.52%,有效态Zn降低了31.90%～55.52%和19.31%～41.70%;Pb、Zn生物有效性在培养7 d时降低最明显，不同BC使土壤Pb、Zn酸溶态降低了8%～11%和6%～14%,同时增加了可还原态、可氧化态和残渣态；而HBC则促使Pb、Zn酸溶态和可还原态向可氧化态和残渣态转化。BC对土壤Pb、Zn修复效果与HBC相当，因此，烟秆BC和HBC在钝化矿区Pb、Zn污染土壤方面具有显著效果，可为矿区土壤污染修复提供科学依据。
2024年02期 v.52 144-153页 [查看摘要][在线阅读][下载 2376K] [下载次数：435 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：0 ] - 裴宇儇;彭薇;王红磊;卢文;赵天良;刘思晗;武自豪;可玥;
利用观测资料和WRF-Chem空气质量模式对南京地区局地积累型和外来输送型O_3污染过程的时空分布特征和潜在机制进行了研究。结果表明：(1)水平分布特征，在两次O_3污染整体过程中，外来输送型O_3污染浓度高值区分布范围相比局地积累型更大且较为分散。但在两次O_3污染过程中最严重的白天，局地积累型O_3污染浓度高值区分布范围大且集中，O_3浓度大部分均超过160μg/m~3;而外来输送型O_3污染浓度高值区分布范围更小且更为分散，O_3浓度在120～160μg/m~3的地区范围显著大于局地积累型O_3污染；(2)垂直分布特征，在污染过程前期，局地积累型O_3污染在2 km以下高度处有着高浓度O_3,浓度最高超250μg/m~3,而外来输送型O_3污染浓度高值区主要集中在2～2.5 km高度处，且高值区浓度最高不超过200μg/m~3;在污染过程中期，局地积累型O_3污染浓度高值区集中在2 km高度下，且在1 km左右高度处O_3浓度出现最大值；而外来输送型O_3污染浓度高值区最高可达到2.6 km左右，并且浓度最大值集中在1.5 km高度以下，均超过250μg/m~3;在污染过程后期，局地积累型O_3污染浓度高值区逐渐消散，但外来输送型O_3污染在0.5～3 km高度内仍出现大范围O_3浓度高值区；(3)在生成机理方面，近地面O_3的高浓度在局地积累型O_3污染中主要依赖于垂直混合，96h内总贡献为451.7μg/m~3,在总过程量中占比为66.2%,而在外来输送型O_3污染中主要依赖于水平平流和垂直混合，72h内总贡献分别为1 050.2μg/m~3和799.1μg/m~3,总量在总过程量中占比为61.5%。在500 m高度处，局地积累型O_3污染前期O_3的高浓度主要依赖于垂直平流和化学过程，中期只依赖于化学过程，后期则主要依赖于水平平流和化学过程。但在外来输送型O_3污染前中后期中高O_3浓度均主要依赖于水平平流和化学过程。在1 000 m高度处，两个过程中O_3浓度的正贡献均主要受化学过程控制。
2024年02期 v.52 154-165页 [查看摘要][在线阅读][下载 2609K] [下载次数：114 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 周旺旺;刘意章;吴珊珊;李剑秋;龙辉;宁增平;刘承帅;
矿冶场地土壤重金属污染是重要的环境问题，亟需研发低成本的高效修复技术。化学钝化是常用修复技术，但现有钝化材料仍存在效率较低、成本较高等问题。本研究采用900℃高温处理制备活化磷尾矿材料，研究不同处理下材料对土壤重金属的钝化效果。结果表明：高温处理将磷尾矿中的白云石分解为方解石、MgO和CaO,活化材料可显著提升土壤pH,降低土壤可交换态重金属含量；添加0.8%的高温活化磷尾矿钝化30天后，土壤可交换态Zn、Cd和Pb含量分别降低97%、46%和95%。重金属由可交换态向碳酸盐结合态转化，部分Cd转化为铁锰氧化物结合态。主要钝化机理为MgO与水反应生成氢氧化物提升土壤pH,促使重金属形成氧化物、氢氧化物沉淀，同时增加铁锰氧化物对Cd的吸附固定。研究结果可为矿区土壤原位钝化和磷尾矿资源化利用提供参考。
2024年02期 v.52 166-175页 [查看摘要][在线阅读][下载 2436K] [下载次数：277 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：0 ] - 朱瑢昕;米潭;赵贤杰;蒋霞;江水苹;李文秀;周书华;杨复沫;詹宇;
准确掌控区域二氧化氮(NO_2)浓度时空分布，对于区域NO_2污染防控措施的制定具有重要意义。空气质量监测站点的稀疏且空间分布不均为计算全面域的NO_2带来了较大挑战，尤其对于监测站点数量较少的城市。为全面把控四川省宜宾市近年来NO_2时空变化特征，研究使用TROPOMI卫星遥感数据，采用基于机器学习的多重插补链式方程(MICE)克服原始观测数据稀疏不均的问题，重构了2019～2021年宜宾市1 km网格NO_2小时浓度。基于站点的留出法验证中R~2和RMSE分别为0.67和8.4μg/m~3。宜宾市2019～2021年各年的人口加权NO_2浓度([NO_2]_(pw))分别为19.1±5.5、14.9±5.3和14.8±6.2μg/m~3。多年的季均[NO_2]_(pw)在冬季最高，其次依次为秋季、春季及夏季。NO_2浓度在8:00～10:00和18:00～23:00点呈现出上升趋势，一般夜间NO_2污染比白天更严重。翠屏区主城区是宜宾市最主要的NO_2污染区域，岷江及长江流域的NO_2浓度也较高。在2020年应对COVID-19的全面封控期间，宜宾NO_2浓度大幅度降低，[NO_2]_(pw)相比2019年降低了约25%。精确的高分辨率NO_2时空分布结果可为当地减排策略的制定提供时量化的数据支撑。
2024年02期 v.52 176-187页 [查看摘要][在线阅读][下载 2447K] [下载次数：257 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 双燕;李航;杨振鸿;易宗旺;李海;
三峡库区二叠系孤峰组硅质岩分布区土壤、农作物具有重金属富集特征，本文选择三峡库区典型孤峰组分布区为研究对象，研究了土壤-农作物系统中重金属元素含量、赋存形态与迁移富集规律及影响因素。结果表明，研究区土壤重金属富集程度为Cd>Mo>Hg>Cr>Ni>Cu>Zn>As>Pb,含量均高于我国土壤背景值。土壤Cd平均含量12.98 mg/kg,超标率达100%,单因子污染指数和地累积指数均显示为重度污染；平均生态风险因子(E_r)为4 929,表现为极高生态风险，因而是研究区重点关注的特征环境元素。Cd的赋存形态主要为可交换态、残渣态和可还原态，生物有效态含量与土壤pH值以及耕种程度密切相关。农作物中Cd的含量变化为：莴笋茎>莴笋叶>胡豆>卷心菜>土豆>油菜籽，Cd、Cr等元素超标现象较为严重。重金属元素在土壤-农作物体系的迁移能力变化顺序为：Cd>Zn>Cu>Ni>Cr>Pb。不同植物类型对重金属元素的富集能力差异显著，莴笋茎和莴笋叶对重金属元素富集能力最强，其中Cd的生物富集系数最高。元素赋存形态、土壤pH值以及农作物类型可能是影响重金属元素在土壤-农作物系统中迁移转化的重要因素。
2024年02期 v.52 188-198页 [查看摘要][在线阅读][下载 1622K] [下载次数：171 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 梁孔秋;赵万伏;刘文浦;钟军伟;陈忠;常河;宋垠先;季峻峰;
风化条件作用下，黑色页岩富含的重金属元素释放到周围环境中，会造成土壤重金属的超标富集，从而形成重金属地质高背景区。为了了解黑色页岩地质高背景区重金属风化富集过程和特征，本研究以浙西地区典型寒武系黑色页岩区土壤为研究对象，运用PROFILE模型定量计算土壤剖面化学风化速率，并以此评估重金属释放速率，同时对该地区的土壤重金属潜在生态效应进行了评估。研究结果表明，土壤的化学风化速率为62.95～412.62 mmol/(m~2·a),盐基阳离子(Ca~(2+)、Mg~(2+)、Na~+和K~+)的释放速率为97.47～806.16 mmol/(m~2·a)。黑色页岩土壤中碳酸盐含量的大小对风化速率强弱的影响比较大。研究区土壤As、Cd、Cr、Cu、Hg、Pb、Zn的平均释放速率分别为31.25、18.79、135.65、65.14、0.15、28.02和367.35 mmol/(m~2·a)。土壤的重金属浓度和盐基阳离子浓度(C_(BCt))对重金属释放速率的影响较大，盐基阳离子释放速率(R_(BC))对重金属释放速率的影响较小。研究区重金属综合潜在生态风险指数平均值为961.89,Cd的潜在生态风险指数最高，贡献率在53.44%～99.70%之间。
2024年02期 v.52 199-212页 [查看摘要][在线阅读][下载 1746K] [下载次数：234 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 徐述;王敬富;杨永琼;杨海全;朱正杰;陈敬安;
缺氧是城市污染河流水质持续恶化的关键诱因。本研究利用醇-水替换法将氧纳米气泡负载到膨润土、凹凸棒石和白云母矿物表面开发了氧纳米气泡改性矿物材料，并在室内开展了城市污染河流沉积物柱芯增氧除磷试验研究。结果表明，投加氧纳米气泡改性矿物材料使沉积物-水界面溶解氧含量快速提升，最高达7.0 mg/L以上，沉积物表层1.0 cm转变为好氧状态。与对照组相比，实验组柱芯上覆水体总磷含量降低90%以上。沉积物-水界面溶解氧的提升提高了表层沉积物氧化还原电位，抑制硫酸盐还原和还原态S~(2-)的形成，增加了沉积物铁氧化物对磷酸盐的固持能力。16S rRNA分析表明，投加氧纳米气泡改性矿物材料抑制了Longilinea和Syntrophomonas在表层沉积物中的生长，促进了Thermomonas的富集，微生物群落的变化显示了底栖生物生存环境的改善。Acidovorax和Acinetobacter丰度增加也反映了增氧过程中，硝酸盐还原亚铁氧化菌和聚磷菌对磷下降的作用。氧纳米气泡改性矿物材料能快速提升沉积物-水界面含氧性，有效抑制沉积物磷的释放，在城市河流水质改善和内源污染原位控制方面具有良好的应用前景。
2024年02期 v.52 213-220页 [查看摘要][在线阅读][下载 1314K] [下载次数：153 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 张家铭;周斌;陈旸;周雪航;
环境微塑料污染正成为地球表生系统最严重的威胁之一，其作为新型污染物日益受到社会、公众和科学界的广泛关注。河流是陆源微塑料向湖泊和海洋输送的重要途径，尽管城市河流与湖泊面临的微塑料污染趋于严峻，但目前相关研究资料仍十分有限。本文研究了南京市九乡河流域栖霞段沉积柱的微塑料(粒径大于100μm)赋存特征，结合~(210)Pb年代学数据，建立了微塑料丰度随时间的变化曲线。结果表明，九乡河沉积柱的微塑料丰度为367～2 033 items/kg,形态以纤维状为主，颜色主要为绿色和白色，粒径以100～500μm为主，种类主要包括聚丙烯(40.20%)、聚酯纤维(21.70%)、聚乙烯(20.90%)和人造丝(10.30%)等。微塑料丰度在1984～1992年间基本保持不变，在1992～2010年间具有较大波动，但整体呈上升趋势，在2010～2020年间单调上升并呈指数增长，这可能与调查区城镇化快速发展过程中的生活污水和工业废水排放有关。
2024年02期 v.52 221-229页 [查看摘要][在线阅读][下载 2467K] [下载次数：346 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 胡伟;王亚杰;段沛敏;靳蕊;李晓东;傅平青;
海洋气溶胶是海洋大气的重要组成部分，直接或间接影响地球系统的能量收支及气候变化。生物标志物如脂类、糖类、木质素类以及蛋白类化合物等，可用来识别海洋气溶胶的来源和提供重要的生物地球化学信息。然而，海洋气溶胶中单个有机物种的浓度很低，其检测和表征具有一定的挑战性。本文综述了海洋气溶胶中生物标志物的最新研究进展，包括检测方法、分子组成、来源和影响因素等。高分辨率色谱和质谱联用法广泛应用于海洋气溶胶中生物标志物测量，其他一些新兴的方法也被开发应用。海洋气溶胶中的脂类和糖类化合物的浓度呈现近岸高、远洋低的变化趋势，其浓度和组成随气象条件和排放源种类和强度变化呈现显著的季节特征，表明受到陆地长距离传输的影响。然而，更多研究强调了蛋白质和氨基酸的海洋生物来源，海洋排放的氨基酸在亚微米颗粒物上大量富集；蛋白质在长距离传输过程中由于光化学反应而降解。木质素也已被证明在远洋气溶胶中占比较高。此外，本文也指出了加强生物标志物在陆-海-气界面循环研究的必要性。
2024年02期 v.52 230-243页 [查看摘要][在线阅读][下载 1664K] [下载次数：324 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：0 ] - 殷超;冉光荣;石琳;于佳;岑模珊;陈敬安;曾艳;
植物残体有机质降解是生态系统中养分循环的主要过程。本研究选取红枫湖流域典型陆源植物开展了为期1年的不同氧气条件下有机质降解模拟实验，利用Power模型刻画有机质降解变化特征，并对影响植物残体有机质降解的主要因素进行了分析。研究结果表明，缺氧环境和富氧环境下，C3植物残体分解剩余生物量比例分别为64%～77.3%和59.5%～76.8%,不同环境下的差异较小；C4植物残体分解剩余生物量比例分别为42.6%～57.4%和31.2%～43.5%,呈现出富氧环境降解程度高于缺氧环境的特征，且降解程度显著高于C3植物。C4植物具有较高的半纤维素、纤维素含量和较低的木质素含量，这是导致其具有较高降解程度和降解速率的主要原因。其中，半纤维素含量对降解速率的影响最显著，半纤维素含量越高，植物降解速率常数越大。不同C3植物残体的降解速率常数具有一定差异，在不同氧气条件下均呈现出马尾松>梧桐>水稻的变化规律。不同环境条件下C4植物降解速率显著不同，缺氧环境和富氧环境下，降解速率常数分别呈现出玉米>狗牙根>茅草和玉米>茅草>狗牙根的变化规律。
2024年02期 v.52 244-252页 [查看摘要][在线阅读][下载 1859K] [下载次数：206 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 陶兰初;邹祖建;涂春霖;和成忠;马一奇;杨坤;刘振南;张七道;
岩溶地下水是滇东富源地区工农业生产及居民生活饮用水的重要供水水源，为支撑区内岩溶地下水资源的合理开发利用及保护，系统采集了区内68组岩溶地下水样品，综合运用水化学分析、氢氧同位素分析以及多元统计分析等方法，对岩溶地下水水化学特征、氢氧同位素特征及影响因素进行了研究。结果表明：研究区岩溶地下水pH平均值为7.69,总体上呈弱碱性。水化学类型主要为HCO_3-Ca和HCO_3-Ca·Mg型，少部分为HCO_3·SO_4-Ca·Mg型。主要离子中除Ca~(2+)和HCO_3~-以外，其余各离子均表现出很强的空间变异性。区内岩溶地下水微量组分Sr质量浓度为30.00～3 150.00μg/L,平均值为522.38μg/L,其中有40件岩溶地下水样品中Sr质量浓度达到了锶矿泉水的界限标准。此外，部分样品中Fe、Mn和Al含量较高，超过了Ⅲ类水质标准。区内岩溶地下水主要为当地大气降水补给，溶质组分主要受到碳酸盐岩溶解、人类活动以及阳离子交换作用的影响，但是阳离子交换作用总体上较弱。水化学组分中Ca~(2+)、Mg~(2+)、HCO_3~-以及Sr主要来源于碳酸盐岩矿物的溶解，Cl~-、K~+、Na~+主要来源于生活污水，而Fe、Mn、Al以及SO_4~(2-)主要来源于采煤活动产生的酸性废水，NO_3~-主要来源于农业施肥活动。因子分析表明，碳酸盐岩溶解、生活污水排放、采煤活动和农业施肥这4个因素对岩溶地下水水化学的贡献率分别为45.85%、22.24%、21.51%和10.40%,说明了人类活动对岩溶地下水水质有着不容忽视的影响，需要有针对性地采取防治措施。
2024年02期 v.52 253-265页 [查看摘要][在线阅读][下载 2078K] [下载次数：355 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：0 ]