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焦化污染区春季VOCs的污染特征及其控制策略

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中国环境科学 2024年第3期44卷 1234-1243页

作者：李宏艳张琰茹付国黄时丹李宏宇崔阳高雪莹何秋生白京霭张国忠温彪太原科技大学环境与资源学院山西太原030024 生态环境部环境发展中心国家环境分析测试中心北京100029 兰州大学资源环境学院甘肃省环境污染预警与控制重点实验室甘肃兰州730000 澳大利亚国立大学芬纳环境与社会学院澳大利亚堪培拉2600

在对介休焦化区和方山对照区春季大气挥发性有机化合物(VOCs)污染特征进行分析的基础上,利用等效丙烯浓度(PEC)法和最大增量反应活性(MIR)法量化了VOCs的臭氧生成潜势(OFP),利用分数气溶胶生成系数(FAC)法和二次有机气溶胶(SOAP)法计算... 详细信息

在对介休焦化区和方山对照区春季大气挥发性有机化合物(VOCs)污染特征进行分析的基础上,利用等效丙烯浓度(PEC)法和最大增量反应活性(MIR)法量化了VOCs的臭氧生成潜势(OFP),利用分数气溶胶生成系数(FAC)法和二次有机气溶胶(SOAP)法计算了VOCs的二次有机气溶胶生成潜势(SOAFP),采用健康风险评价法对可能会威胁人体健康的VOCs组分进行了风险评估.在此基础上,结合熵值法和正定矩阵因子(PMF)源解析模型对VOCs的优先控制物种和优先控制污染源进行了判别.结果表明,介休焦化区VOCs污染严重,总VOCs(TVOCs)浓度是方山的2.7倍.介休焦化区VOCs组成具有明显的烷烃占比低而芳香烃和烯烃占比高的特点.介休的OFP、SOAFP与健康风险都远高于方山,分别是方山的3.0、8.9和8.8倍,对介休OFP、SOAFP和健康风险影响最大的物种分别为乙烯、甲苯和苯,削减烯烃和芳香烃的排放是控制介休二次生成与健康风险的有效途径.焦化源(32.4%)是介休VOCs的主要来源,其次为汽油型尾气源(29.0%)和溶剂使用源(16.9%),其中焦化源是介休一级控制污染物苯和乙烯的主要来源,贡献高达74.1%和98.9%,汽油型尾气源(52.0%)和溶剂使用源(31.3%)是一级控制污染物甲苯的主要来源.

关键词： VOCs 焦化污染熵值法二次生成健康风险源解析

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微重力导致骨质疏松的机制

中国组织工程研究 2025年第10期29卷 2132-2140页

作者：向德剑梁晓远王胜红陈长顺田聪闫振兴耿彬夏亚一兰州大学第二临床医学院甘肃省兰州市730000 兰州大学第二医院骨科甘肃省兰州市730000 甘肃省骨科临床研究中心甘肃省兰州市730000 甘肃省智能骨科行业技术中心甘肃省兰州市730000

背景:在微重力环境中骨吸收和骨形成的失衡,导致航天员出现严重的骨质流失。现有研究表明,微重力环境下的骨质流失是由多种细胞、组织和系统共同作用的结果。目的:综述微重力对不同的细胞、组织或系统产生不同的生物学效应,总结微重力... 详细信息

背景:在微重力环境中骨吸收和骨形成的失衡,导致航天员出现严重的骨质流失。现有研究表明,微重力环境下的骨质流失是由多种细胞、组织和系统共同作用的结果。目的:综述微重力对不同的细胞、组织或系统产生不同的生物学效应,总结微重力导致骨质疏松发生的机制。方法:在Pub Med、Web of Science和Cochrane图书馆数据库检索2000-2023年的相关文献,纳入标准为与微重力导致骨质疏松相关的组织工程研究和基础研究的所有文章,最终对85篇文献进行综述。结果与结论:(1)在微重力环境下,骨髓间充质干细胞更倾向于向成脂细胞分化,减少向成骨细胞分化,而微重力环境中的造血干细胞则更倾向于分化为破骨细胞,减少向红系分化;同时,微重力抑制成骨细胞增殖和分化、促进成骨细胞凋亡、改变细胞形态及降低成骨细胞矿化能力,显著增加破骨细胞数量和活性并且阻碍成骨细胞向骨细胞分化,促进骨细胞的凋亡。(2)在微重力环境下,人体会出现骨骼肌萎缩、微血管重塑、骨微循环障碍及内分泌紊乱等组织或系统的变化,这些变化会导致骨骼微环境下机械应力卸载,血液灌注不足以及钙循环紊乱等,对骨质疏松的发生产生了重要的影响。(3)目前,微重力导致骨质疏松的机制较为复杂,通过更深入的研究这些生理机制对于确保航天员在长期太空任务中的健康至关重要,并为预防和治疗骨质疏松症提供了理论依据。

关键词：微重力成骨细胞骨形成破骨细胞骨吸收骨质流失机械卸载骨稳态增殖分化细胞凋亡

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基于活力-组织力-恢复力的黑河源区高寒湿地景观生态健康评估

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干旱区研究 2024年第2期41卷 301-313页

作者：孙玮婕乔斌于红妍赵彤陈奇青海省防灾减灾重点实验室青海西宁810001 青海省气象科学研究所青海西宁810001 兰州大学资源环境学院冰川与沙漠研究中心甘肃兰州730000 青海省祁连山自然保护区管理局青海西宁810008 祁连山国家公园青海服务保障中心青海西宁810008

黑河源国家湿地公园作为典型高寒河源湿地,其生态系统健康状况是衡量高寒湿地当前及未来发展状态的重要依据。本研究基于土地利用数据,引入景观生态脆弱性指数,从生态系统活力、组织力、恢复力和生态系统服务价值4个方面构建高寒湿地生... 详细信息

黑河源国家湿地公园作为典型高寒河源湿地,其生态系统健康状况是衡量高寒湿地当前及未来发展状态的重要依据。本研究基于土地利用数据,引入景观生态脆弱性指数,从生态系统活力、组织力、恢复力和生态系统服务价值4个方面构建高寒湿地生态健康综合评价体系,定量评估2014—2021年黑河源区生态健康时空变化特征。结果表明:(1)草地是黑河源区最主要的土地利用类型,高、中和低覆盖度草地呈镶嵌式分布;其次是未利用地,主要分布在河流两岸及西北部。(2)黑河源区以低脆弱区和较低脆弱区面积为主,整体景观生态脆弱性较低。(3)黑河源区以健康和中等健康为主,整体生态环境健康水平较高。综合来看,黑河源区2014—2021年生态系统较为健康,今后黑河源区应该以生态功能为主,兼顾牧业生产,保证生态系统朝着“生态和谐”的健康方向发展。

关键词：高寒湿地景观指数生态健康土地利用 VOR模型黑河源区

西安市大气污染物时空演化特征及对人体健康评价

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环境科学 2024年第6期45卷 3746-3755页

作者：徐传奇白杨唐远薇张欣宇王志瑞呼婧婧杨锦涛山西师范大学地理科学学院太原030031 中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所塔克拉玛干沙漠气象国家野外科学观测研究站新疆沙漠气象与沙尘暴重点实验室新疆树木年轮生态实验室乌鲁木齐830002

西安市是我国西北政治、经济和文化中心,工业发达,但空气污染事件对社会经济的高质量发展带来极大挑战,探究该地区大气污染特征并厘清其对人体健康产生的影响至关重要.对西安市2015~2021年大气污染物的时空趋势变化特征进行分析;其次,... 详细信息

西安市是我国西北政治、经济和文化中心,工业发达,但空气污染事件对社会经济的高质量发展带来极大挑战,探究该地区大气污染特征并厘清其对人体健康产生的影响至关重要.对西安市2015~2021年大气污染物的时空趋势变化特征进行分析;其次,利用空气质量指数(AQI)、综合空气质量指数(AAQI)和空气质量健康指数(HAQI)结合Air Q2.2.3模型量化各污染物对人体的健康效应.结果发现,研究区整体空气质量呈良好状态,各大气污染物呈现下降态势.污染物主要以PM_(10)、PM_(2.5)和O_(3)为主,地形特征和人为排放的混合式污染是研究区的主要污染特征.AAQI和HAQI相较于AQI对污染水平表现出较好的分类效果,HAQI揭示研究区全年约有80%左右的人口暴露于不健康的空气中,其中冬季暴露于不健康空气中的人群最多,其次为秋季、春季,夏季最少.Air Q2.2.3模型量化出归因于PM_(2.5)、PM_(10)、SO_(2)、CO、NO_(2)和O_(3)的总死亡率比例分别为0.99%、2.04%、0.41%、1.72%、8.76%和3.67%,且呼吸系统和心脑血管疾病死亡率的可归因比例与总死亡率变化规律较为一致.

关键词：大气污染物时空演化空气质量人体健康超额风险

应用小样本机器学习方法定量解析大气水溶性类腐殖质氧化潜势的关键来源

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环境化学 2024年

作者：洪一航曹芳范美益薛永文赵祝钰吴继炎章炎麟南京信息工程大学教育部气候与环境变化国际合作联合实验室大气环境中心南京信息工程大学应用气象学院香港理工大学土木环境学系空气质量研究室

水溶性类腐殖质(water-soluble humic-like substances,HULISWS)是大气颗粒物中一类危害人体健康的有机物.氧化潜势(oxygen potential,OP)可以用于衡量颗粒物对细胞内分子的氧化能力，精确解析HULISWS的OP来源可以助力有害污染物的精准... 详细信息

水溶性类腐殖质(water-soluble humic-like substances,HULISWS)是大气颗粒物中一类危害人体健康的有机物.氧化潜势(oxygen potential,OP)可以用于衡量颗粒物对细胞内分子的氧化能力，精确解析HULISWS的OP来源可以助力有害污染物的精准减排工作.本文于2016年秋、冬季节在东北平原逐日采集了大气细颗粒物(PM2.5)样品，并使用正定矩阵因子分解(positive-definite matrix factorization,PMF)模型量化了PM2.5中HULISWS来源的变化特征.尽管此前很多研究解析了HULISWS中OP的潜在来源，但传统源解析方法难以准确拟合OP与物质来源关系，导致其解析结果存在较大不确定性.随机森林(random forest,RF)是一种可以拟合非线性关系的机器学习算法，可以对OP来源进行解析.然而，RF算法在较小样本训练下通常会增加泛化误差，导致模型不确定性较大.针对这些问题，本文提出并验证了一种通过强化RF模型对特征变量的识别来提升其泛化能力的小样本学习(few-shot learning,FSL)方法 [FSL-RF].通过FSL-RF拟合HULISWS的OP与PMF源解析结果来建立来源与OP的关系，并使用置换变量重要性量化了各来源对OP的贡献.结果表明，生物质燃烧贡献了HULISWS浓度和HULISWS中OP的72%和63%.此外，烹饪排放贡献了4%的HULISWS浓度，对HULISWS中OP的贡献为19%.目前，尽管生物质燃烧仍然是东北地区大气HULISWS对人体造成细胞损伤的主要方式，但对烹饪排放的减排对人体细胞损伤的控制更加有效.

关键词：类腐殖质氧化潜势源解析机器学习小样本学习

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市政污泥生物炭在废水吸附处理中的应用

精细化工 2024年第7期41卷 1447-1457页

作者：贺丹丹张泽宇刘娟丽孙文潇张文博张宏西北民族大学化工学院环境友好复合材料国家民委重点实验室甘肃省生物质功能复合材料工程研究中心甘肃省高校环境友好复合材料及生物质利用省级重点实验室甘肃兰州730030

随着经济全球化的飞速发展,城市污水处理中排放的污泥量日益增加,预计到2025年中国市政污泥年产量将>9.0×10^(7) t。市政污泥中含有的病原微生物、有机物及重金属,会对环境和人体健康造成严重危害。污泥衍生的生物炭材料因其较大的比... 详细信息

随着经济全球化的飞速发展,城市污水处理中排放的污泥量日益增加,预计到2025年中国市政污泥年产量将>9.0×10^(7) t。市政污泥中含有的病原微生物、有机物及重金属,会对环境和人体健康造成严重危害。污泥衍生的生物炭材料因其较大的比表面积、优良的孔结构以及丰富的含氧基团,被广泛应用于废水吸附处理领域,实现了固体废物再利用和去除污染的双重目的,做到以废治废,达到生态与发展的双赢。该文总结了市政污泥生物炭的制备及改性方法,介绍了吸附的影响因素,综述了市政污泥生物炭在吸附重金属、染料、无机盐、抗生素、酚类中的应用及其吸附机理;最后,指出了未来污泥生物炭的发展方向和需攻克的难题,应努力形成绿色低碳的资源化处理体系。

关键词：污泥生物炭制备改性废水处理吸附机理

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保水增肥措施对黄土丘陵区草地植物群落特征及物种多样性的影响

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生态学报 2024年第12期44卷 5399-5411页

作者：韩军薛焘杨杰胡宇吴芳何永涛梁欢欢晁孝荣贠慧玲杨倩倩田福平中国农业科学院兰州畜牧与兽药研究所/农业部兰州黄土高原生态环境重点野外科学观测试验站兰州730050 中国石油天然气股份有限公司规划总院北京100086 青海省民和回族土族自治县气象局海东810800 甘肃小陇山国家级自然保护区管护中心天水741020 甘肃省小陇山林业科学研究所天水741022 兰州大学生态学院/草种创新与草地农业生态系统全国重点实验室兰州730000

黄土丘陵区年均降水少,蒸发量大,季节性集中降水易造成水土流失,水分和养分亏缺成为限制该区域草地健康持续发展的重要因素。保水剂(super absorbent polymer, SAP)是一类具有快速吸水,缓慢释水特性的高分子聚合物,起到保水保肥改善土... 详细信息

黄土丘陵区年均降水少,蒸发量大,季节性集中降水易造成水土流失,水分和养分亏缺成为限制该区域草地健康持续发展的重要因素。保水剂(super absorbent polymer, SAP)是一类具有快速吸水,缓慢释水特性的高分子聚合物,起到保水保肥改善土壤理化性质的重要作用。施肥是改良退化草地、提高牧草生产力的重要技术措施之一。为研究保水增肥措施对黄土丘陵区草地植物群落特征及多样性的影响,在甘肃省定西市安定区丘陵草地设置不同保水剂(SAP)和氮磷肥(N:尿素,P:过磷酸钙)添加水平(SAP:45、60 kg/hm^(2)和NP:150 kg/hm^(2)N+300 kg/hm^(2)P、250 kg/hm^(2)N+400 kg/hm^(2)P),揭示不同施量保水剂和氮磷肥单施及交互配施对黄土丘陵区草地土壤含水量、群落特征、物种多样性的影响。研究结果表明:(1)单施45 kg/hm^(2)SAP(T1)显著提高土壤含水量、豆科植物的重要值和地上生物量,有助于提高草地生物量和植物多样性;(2)SAP与NP配施(T7:45 kg/hm^(2)SAP+250 kg/hm^(2)N+400kg/hm^(2)P)或单施NP肥(T3:150 kg/hm^(2)N+300 kg/hm^(2)P)能显著提高植物冠层高度、植被盖度、菊科植物重要值和生物量、群落地上和地下生物量;(3)施用氮磷肥或氮磷肥与保水剂的配施处理除T8(250 kg/hm^(2)N+400kg/hm^(2)P+45 kg/hm^(2)SAP)外其余处理Simpson指数、Shannon-wiener指数及Pielou指数有所降低。综上所述,单施适量保水剂在维持草地多样性的同时有利于生产力缓慢增长,保水剂与氮磷肥配施大幅度提高菊科和禾本科植物生物量,进而提高群落生物量,但会导致植物多样性降低。

关键词：黄土丘陵区草地保水剂施肥草地群落特征物种多样性

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2022北京冬奥会管控下新乡市农村地区PM_(2.5)中重金属及生态风险变化特征

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环境科学学报 2024年第1期44卷 47-61页

作者：王光奇王玲玲马双良王一克赵文鹏马琳李红亮黄皓旻范丽雅叶代启华南理工大学环境与能源学院广州510006 河南省生态环境监测和安全中心郑州450000 河南省新乡生态环境监测中心新乡453000 挥发性有机物污染治理技术与装备国家工程实验室广州510006 广东省大气环境与污染控制重点实验室广州510006 广东省环境风险防控与应急处置工程技术研究中心广州510006

细颗粒物(PM_(2.5))中的重金属威胁着人体健康和生态环境.本文基于2022年北京冬奥会期间新乡市采取的不同污染管控措施,于2022年1月20日—2月20日在新乡市一个农村站点对PM_(2.5)进行逐小时采样,并检测了其中20种重金属元素的浓度,研究... 详细信息

细颗粒物(PM_(2.5))中的重金属威胁着人体健康和生态环境.本文基于2022年北京冬奥会期间新乡市采取的不同污染管控措施,于2022年1月20日—2月20日在新乡市一个农村站点对PM_(2.5)进行逐小时采样,并检测了其中20种重金属元素的浓度,研究了不同管控阶段(管控前阶段P1、严格管控阶段P2、宽松管控阶段P3)新乡市农村地区重金属污染特征及其与管控措施的关系.结果表明:严格管控期间Zn、Pb、Mn、As、Se、Hg、Cr和Ni的浓度明显下降,降幅分别为50.2%、29.3%、39.1%、67.9%、33.4%、27.7%、51.9%和32.2%,其中,As和Cr的污染程度(I_(geo))显著降低,降幅分别为34.3%和27.8%,其余元素的I_(geo)仅轻微降低或未降低.宽松管控期间Mn、Cr、Ni的浓度和I_(geo)均显著上升,浓度分别上升49.8%、26.3%和17.4%,I_(geo)分别上升27.9%、21.1%和22.5%.日变化分析表明,严格管控措施下K、Ca、Pb和As的日变化特征与其他时段有所不同,其余元素则无显著差异.此外,严格管控期间气象条件对所测元素的作用也与其他时段不同,表现得更为复杂.新乡市农村地区重金属的潜在生态风险等级为极高(生态风险综合指数>1200),其中,风险最高的元素为Cd、Se、Pb、As(生态风险指数:64~12714).污染程度和潜在生态风险均较高的4种元素为Cd、As、Pb、Se,其浓度权重轨迹(CWT)结果显示Cd的主要潜在源区在山东中南部,而其余3种元素的潜在源区则集中在河北东南部,且不同阶段的潜在源区有一定差异.

关键词：北京冬奥会新乡农村 PM_(2.5) 重金属生态风险潜在源

黑碳在环境中的赋存、时空分布及迁移转化特征

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环境化学 2024年第6期43卷 1980-1995页

作者：盛雪莹刘景富赖余建于素娟陈钰杭周庆祥中国石油大学(北京) 北京102249 南方科技大学环境科学与工程学院深圳518055 北京科技大学能源与环境工程学院北京100083 中国科学院生态环境研究中心环境化学与生态毒理学国家重点实验室北京100085

黑碳(black carbon,BC)作为典型的颗粒污染物,具有复杂的组成,能够对空气质量、生态环境甚至人体健康产生深远的影响.深入探究BC的赋存、分布特征和迁移转化过程,对深刻理解其对气候变化、大气污染控制、健康效应的影响具有重要意义.BC... 详细信息

黑碳(black carbon,BC)作为典型的颗粒污染物,具有复杂的组成,能够对空气质量、生态环境甚至人体健康产生深远的影响.深入探究BC的赋存、分布特征和迁移转化过程,对深刻理解其对气候变化、大气污染控制、健康效应的影响具有重要意义.BC来源于自然和人为活动,并可在水-气-固三相间跨介质传输,增加了其溯源解析研究的难度.BC的时空分布受诸多种因素影响,包括地理、气象和排放源等,其研究极具挑战性.本综述分析了BC的源与汇,归纳了其在不同环境介质中赋存、时空分布特征及迁移转化,总结了其分布规律与关键影响因素,可为更好的理解“碳循环”及实施“双碳战略”提供基础理论支撑.

关键词：黑碳大气污染生态环境碳循环双碳战略