高原湖泊典型小流域农田氨挥发与近源沉降特征研究

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作者 吴馨俣 康嘉慧 +6 位作者 杜晓芸 申其昆 冯思捷 孟凡磊 潘月鹏 刘学军 许稳 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2024年第8期1236-1244,共9页

氨(NH_(3))挥发是农田氮素损失的主要途径,进入大气的NH_(3)会通过干、湿沉降返回地表,成为湖泊外源营养盐输入的重要贡献源。针对近湖的农业生产区,系统定量农田NH_(3)挥发与大气氮沉降对优化农田氮素管理、防治水体面源污染等至关重... 氨(NH_(3))挥发是农田氮素损失的主要途径,进入大气的NH_(3)会通过干、湿沉降返回地表,成为湖泊外源营养盐输入的重要贡献源。针对近湖的农业生产区,系统定量农田NH_(3)挥发与大气氮沉降对优化农田氮素管理、防治水体面源污染等至关重要。以洱海流域典型近湖的古生片区农田为例,结合农户生产调研数据和大气氮沉降的连续监测数据,估算了2022年主要作物生长季(5-10月)农田NH_(3)挥发和大气NH_(3)及其他主要活性氮(如空气中硝酸、二氧化氮、颗粒态铵态氮和硝态氮;降水中铵态氮和硝态氮)的干、湿沉降通量,阐明农田NH_(3)挥发与NH_(3)干沉降之间的关系,明确大气NH_(3)干沉降在大气氮素总沉降中的贡献及近源的洱海湖区大气氮沉降量。结果表明,2022年主要作物生长季古生片区农田NH_(3)挥发总量为11.3 t,其中玉米生产的贡献最大,为4.7 t(约占挥发总量的41.7%),其次为烤烟和水稻(占比分别为34.0%和24.3%)。同一时期内,近湖监测点的大气无机氮沉降总量(干沉降与湿沉降之和)的月通量范围为0.66-1.57 kg·hm^(-2)(以N计,下同),总计为6.51 kg·hm^(-2)。不同月份大气NH_(3)干沉降量占相应月份大气无机氮沉降总量的42%-70%,说明气态NH_(3)是片区大气氮沉降的主要活性氮组分。此外,主要作物生长季NH_(3)干沉降总量占到农田NH_(3)排放的10.7%。据估算,在研究时期内,大气沉降监测点周边洱海水面的大气无机氮沉降量为35.9 t。这一结果表明大气氮沉降是洱海水体氮素的重要输入源。综上,减少农业NH_(3)排放将是降低大气氮沉降及洱海氮素入湖负荷的重要途径。 展开更多

关键词 活性氮 氨排放 大气沉降 水体污染 洱海流域

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社论

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作者 潘月鹏 唐明金 +2 位作者 龚平 常鸣 《地球环境学报》编辑部 《地球环境学报》 CSCD 2023年第2期I0001-I0002,共2页

大气环境保护事关人民群众根本利益,事关社会经济持续健康发展,事关实现中华民族伟大复兴中国梦。为切实改善空气质量,我国科学家经过几十年集体攻关,在大气污染特征、区域传输和化学转化方面的科学认识取得了重要进展,基本回答了污染... 大气环境保护事关人民群众根本利益,事关社会经济持续健康发展,事关实现中华民族伟大复兴中国梦。为切实改善空气质量,我国科学家经过几十年集体攻关,在大气污染特征、区域传输和化学转化方面的科学认识取得了重要进展,基本回答了污染物从哪里来的问题,为大气污染防治提供了科学依据。但从全生命周期的角度来看,还没有完整回答大气污染物最终到哪里去了的问题。干湿沉降是大气清除污染物的主要途径,也是地表生态系统营养元素和有害物质的重要来源,在生物地球化学循环中扮演着重要角色。该领域的科学研究起源于最早发现于欧洲的酸雨,随后扩展到了对气体和颗粒物的干沉降研究。随着研究的深入,研究内容也逐渐从酸沉降(硫和氮)扩展到了其他大气成分,例如臭氧、重金属和有机物等。相应地,研究方法也不断进步,从最初的单站点被动采样,发展到区域联网观测和数值模拟并重。 展开更多

关键词 大气污染防治 大气环境保护 大气污染物 酸沉降 被动采样 干沉降 区域传输 干湿沉降

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衡山冻雨金属元素污染特征和来源解析

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作者 刘进 潘月鹏 +7 位作者 张孟燊 吕艺玄 孙倩 张兰 李兴宇 贾世国 熊秋林 师华定 《地球环境学报》 CSCD 2023年第2期156-169,共14页

冻雨是冬春季节常见的灾害性天气,在我国主要分布在南方山区。冻雨在到达地表前以过冷水形式存在,是一种特殊的降水类型,其化学特性鲜见报道。2015年12月—2016年3月在南岳衡山气象站(海拔1265.9 m)收集了38个冻雨样品,使用电感耦合等... 冻雨是冬春季节常见的灾害性天气,在我国主要分布在南方山区。冻雨在到达地表前以过冷水形式存在,是一种特殊的降水类型,其化学特性鲜见报道。2015年12月—2016年3月在南岳衡山气象站(海拔1265.9 m)收集了38个冻雨样品,使用电感耦合等离子体质谱分析了其中25种金属元素的浓度,并运用正定矩阵因子法受体模型解析了其来源。结果表明:冻雨中25种金属元素的浓度变化范围达7个数量级(2×10^(-4)—4×10^(3)μg·L^(-1)),且大部分元素的浓度随着冻雨温度和pH的降低而增加。26%的冻雨样本受东北气团的影响,地壳元素浓度较高;而来自西南气团的冻雨样本占38%,重金属污染较重;南部气团(36%)携带的元素浓度相对较低。与国内外其他高山站点观测结果相比,衡山冻雨中金属元素的浓度水平整体上高于雨水但低于云水。通过富集因子分析发现,冻雨中Sb、Se、Cd、As、Zn和Pb等重金属明显受到人为源的影响,呈严重富集特征。源解析结果表明燃煤对冻雨化学成分的贡献最大(占31%),二次源、扬尘、工业排放和生物质燃烧的贡献分别为30%、18%、15%和6%。本研究提供了第一手的冻雨化学观测数据,研究结果不仅有助于理解冻雨的形成过程,也为其生态环境风险评估提供了科学依据。 展开更多

关键词 冻雨 金属元素 来源解析 降水化学 衡山

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机器学习在氮循环领域的应用研究进展

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作者 高志炜 吴电明 +1 位作者 陈曦 潘月鹏 《土壤》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期689-698,共10页

氮循环是地球圈层中水–土–气–生多介质、多界面的复杂过程,与土壤健康、粮食安全、全球变暖、空气污染、水体质量等环境问题密切相关。近年来,得益于计算机技术的快速发展和海量、多源数据的产生,机器学习迅速成为研究氮素循环强有... 氮循环是地球圈层中水–土–气–生多介质、多界面的复杂过程,与土壤健康、粮食安全、全球变暖、空气污染、水体质量等环境问题密切相关。近年来,得益于计算机技术的快速发展和海量、多源数据的产生,机器学习迅速成为研究氮素循环强有力的工具。本文系统梳理了机器学习的功能性概念,包括典型开发流程和学习应用场景等;总结了机器学习的典型应用算法,包括经典机器学习(如随机森林、支持向量机等)和深度学习(如卷积神经网络、长短期记忆网络等);并综述了机器学习在氮循环研究领域的应用研究进展,包括大气、水体、土壤和植物/作物等介质的氮素代谢机制、模拟氮素循环过程及管理氮素流动等。未来基于大数据和机器学习技术的特征工程和模型融合的研究,将会给氮循环领域的数据分析与建模带来巨大变革。同时,将机器学习与基于物理过程的模型相结合解决氮循环过程中的复杂问题,可为服务国家“双碳”战略以及控制全球变暖、空气污染等环境问题提供重要支撑。 展开更多

关键词 机器学习 深度学习 氮循环 硝化 反硝化 氧化亚氮

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大气霾污染对农业生产的可能影响 被引量：24

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作者 潘月鹏 贾琳 +7 位作者 田世丽 谢雨竹 张国忠 马红媛 王丽丽 于永强 宋涛 孙扬 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第11期2279-2280,共2页

随着国民经济的快速发展,以煤炭为主的能源消耗量大幅攀升,机动车保有量急剧增加,由此引发的大气污染已成为制约我国社会可持续发展的瓶颈,特别是近年来频繁发生的区域性霾污染引起了公众和政府的广泛关注。当前,霾污染对能见度、空气... 随着国民经济的快速发展,以煤炭为主的能源消耗量大幅攀升,机动车保有量急剧增加,由此引发的大气污染已成为制约我国社会可持续发展的瓶颈,特别是近年来频繁发生的区域性霾污染引起了公众和政府的广泛关注。当前,霾污染对能见度、空气质量和人体健康影响的报道较多,针对霾污染对农业环境影响的研究亟待开展。霾是气溶胶（颗粒物）本身的物理特征和化学成分消光引起的大气能见度下降,主要是人类活动加剧引起的细颗粒物（PM2.5）污染。 展开更多

关键词 大气污染 霾 农业 生态效应 中国

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三江平原水环境中可溶性铁的分布特征研究 被引量：19

6

作者 潘月鹏 阎百兴 +2 位作者 路永正 杨宗兴 张凤英 《地理科学》 CSCD 北大核心 2007年第6期820-824,共5页

2005-2007年共6次采集了三江平原主要河流和水田集中分布区的地下水水样，分析可溶性铁含量。结果显示：地下水中Fe^2＋含量普遍高于Fe^3＋；可溶性铁含量变化于0．03～21．00mg／L，平均为5．48mg／L，最大值出现在夏汛期。江河水中可... 2005-2007年共6次采集了三江平原主要河流和水田集中分布区的地下水水样，分析可溶性铁含量。结果显示：地下水中Fe^2＋含量普遍高于Fe^3＋；可溶性铁含量变化于0．03～21．00mg／L，平均为5．48mg／L，最大值出现在夏汛期。江河水中可溶性铁的主要形态是Fe^3＋；可溶性铁含量的变化范围是0．04～2．05mg／L，平均为0．42mg/L，峰值也出现在夏汛期；沼泽性河流中可溶性铁含量高于非沼泽性河流。松花江可溶性铁输出通量为240×10^5 kg／a，黑龙江为200×10^5 kg／a，乌苏里江为70×10^5 kg／a。 展开更多

关键词 可溶性铁 河水 地下水 三江平原

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三江平原湿地开垦对地表水中可溶性铁分布特征的影响 被引量：7

7

作者 潘月鹏 阎百兴 +2 位作者 徐治国 张丰松 张凤英 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第3期899-903,共5页

选取三江平原湿地开垦前后具有代表性的地表水类型,以空间换时间的方法对比分析了湿地开垦对地表水中可溶性铁(WSIFe)含量与形态分布的影响。结果表明,在田块尺度上,湿地地表积水、排水中WSIFe的含量均值分别为2.20、1.75mg·L-1;... 选取三江平原湿地开垦前后具有代表性的地表水类型,以空间换时间的方法对比分析了湿地开垦对地表水中可溶性铁(WSIFe)含量与形态分布的影响。结果表明,在田块尺度上,湿地地表积水、排水中WSIFe的含量均值分别为2.20、1.75mg·L-1;开垦为大豆田后地表无积水,排水中降为1.34mg·L-1;开垦为水田后分别增加为2.76、2.38mg·L-1,这与使用铁含量较高的地下水灌溉有关。在区域尺度上,虽然湿地开垦导致沼泽性河流中WSIFe含量降低,但目前含量(均值为0.66mg·L-1)仍高于黑龙江(0.34mg·L-1),是黑龙江WSIFe的重要来源;农田排水干渠中WSIFe含量均值为0.42mg·L-1,也是黑龙江WSIFe的来源之一,但其贡献量低于沼泽性河流;湿地开垦减少了地表水中WSIFe向黑龙江的输出。湿地开垦后地表水中Fe3+的相对含量在田块尺度上出现增加,在区域尺度上有所降低,湿地开垦前后地表水中WSIFe的主要存在形态均为Fe3+。无论是田块尺度还是区域尺度,湿地开垦后地表水中WSIFe含量的季节变化都与灌溉活动有关。 展开更多

关键词 可溶性铁 分布特征 地表水 湿地 农田 三江平原

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三江平原毛苔草沼泽和小叶章沼泽化草甸湿地水体中可溶性铁的分布特征 被引量：11

8

作者 潘月鹏 阎百兴 +1 位作者 张凤英 徐治国 《湿地科学》 CSCD 2007年第1期89-96,共8页

2006年5月至10月期间,对三江平原典型的毛苔草(Carex lasiocarpa)沼泽和小叶章(Calamagrostis angustifolia)沼泽化草甸湿地表层积水中可溶性铁(Fe2+,Fe3+)含量进行了现场采样和测试分析,同步测定了水体氧化还原电位(Eh)、电导率(EC)、p... 2006年5月至10月期间,对三江平原典型的毛苔草(Carex lasiocarpa)沼泽和小叶章(Calamagrostis angustifolia)沼泽化草甸湿地表层积水中可溶性铁(Fe2+,Fe3+)含量进行了现场采样和测试分析,同步测定了水体氧化还原电位(Eh)、电导率(EC)、pH值等指标。结果表明,除8月份的几次观测外,生长季内小叶章沼泽化草甸湿地水体中可溶性铁含量明显高于毛苔草沼泽湿地;两种湿地水体中可溶性铁存在的主要形态为Fe3+,且Fe2+与Fe3+含量之间呈显著正相关;受水温和降水的影响,湿地水体中可溶性铁含量具有明显的季节性差异,其中小叶章沼泽化草甸湿地水体中的可溶性铁含量呈单峰型季节变化,而其在毛苔草沼泽湿地水体中呈双峰型季节变化。统计分析表明,Fe2+含量与水体的Eh值具有负相关关系,Fe3+含量与水体的Eh值的相关性较小,而且其含量并未随着还原性Fe2+的增加而减少;pH值对沼泽湿地水体中铁的形态分布无显著影响;Fe2+含量与EC值相关性显著。 展开更多

关键词 可溶性铁 分布特征 淡水沼泽 三江平原 影响因素

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三江平原湿地开垦前后土壤溶液中Fe^2＋的分布特征 被引量：5

9

作者 潘月鹏 阎百兴 +1 位作者 张柏 王德宣 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第4期1582-1585,共4页

为探讨湿地开垦对土壤溶液中可溶性铁迁移的影响,2006年6～9月对三江平原沼泽湿地、草甸湿地和水田土壤溶液中Fe2+含量进行了原位观测。结果表明,不同利用方式土壤溶液中Fe2+的含量在表层和底层较低,且比较稳定;中间某层明显较高,且具... 为探讨湿地开垦对土壤溶液中可溶性铁迁移的影响,2006年6～9月对三江平原沼泽湿地、草甸湿地和水田土壤溶液中Fe2+含量进行了原位观测。结果表明,不同利用方式土壤溶液中Fe2+的含量在表层和底层较低,且比较稳定;中间某层明显较高,且具有明显的季节变化。湿地开垦对土壤中Fe2+向周围水体的迁移过程具有影响,这一过程发生的位置在表层以下20～40cm深度,而不是在表层。 展开更多

关键词 二价铁 分布特征 土壤溶液 三江平原

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我国大气氨的排放特征、减排技术与政策建议 被引量：40

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作者 刘学军 沙志鹏 +12 位作者 宋宇 董红敏 潘月鹏 高志岭 李玉娥 马林 董文旭 胡春胜 王文林 王悦 耿红 郑云昊 顾梦娜 《环境科学研究》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期149-157,共9页

氨是大气中的碱性活性氮气体,其与酸性前体物反应形成的二次无机气溶胶是PM2.5的重要成分,影响着PM2.5重污染事件的发生.为响应我国在2017年开始实施的总理基金“农业排放状况及强化治理方案”研究目标和2018年《打赢蓝天保卫战三年行... 氨是大气中的碱性活性氮气体,其与酸性前体物反应形成的二次无机气溶胶是PM2.5的重要成分,影响着PM2.5重污染事件的发生.为响应我国在2017年开始实施的总理基金“农业排放状况及强化治理方案”研究目标和2018年《打赢蓝天保卫战三年行动计划》中提出的氨减排行动计划,开展了全国尤其是京津冀及周边地区农业氨减排工作,助力区域农业资源高效利用及大气污染治理.我国2018年氨排放为9.90×10^6 t,其中京津冀及周边地区“2+26”城市是我国氨排放强度较大的区域(2018年其氨排放量为1.41×10^6 t),这与观测到的大气氨浓度结果相吻合.农业排放是主要的大气氨来源,农业源中畜禽养殖业约占50%,种植业约占30%,但在对城市大气氨来源的解析中发现,贡献较大的是非农业源氨.通过模型模拟氨减排对大气污染物的影响发现,在减排40%的情景下,可削减华北地区大气中50%的硝酸根离子和15%~20%的PM2.5峰值浓度.在整合分析的农业氨减排技术清单中,优化氮肥投入总量是种植业控制氨排放的基础,结合氮肥深施,或通过有机肥、低挥发性氮肥和添加脲酶抑制剂的稳定性氮肥来替换普通氮肥可获得较好的控氨效果;养殖业方面,对猪、鸡、牛等主要畜禽养殖场以低蛋白日粮为基础,通过改善圈舍管理、优化粪尿处理处置、提升有机肥农田施入技术等可实现畜牧养殖的全链条氨减排.结合我国氨排放现状和减排潜力,提出了针对我国的氨减排目标,建议强化大气氨监测并结合溯源技术定量化氨来源,加强重点区域氨减排技术的推广和示范,为打赢蓝天保卫战提供科学理论和技术支撑. 展开更多

关键词 氨排放 减排技术 种植业 养殖业 政策建议

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北京降尘重金属污染水平及其空间变异特征 被引量：17

11

作者 熊秋林 赵文吉 +3 位作者 束同同 陈凡涛 郑晓霞 潘月鹏 《环境科学研究》 EI CAS CSSCI CSCD 北大核心 2016年第12期1743-1750,共8页

为了研究北京大气降尘中重金属污染水平及其空间变异特征,分别于2013年6—10月（非采暖期）、2013年11月—2014年3月（采暖期）收集了北京大气降尘样品66份,采用Elan DRCⅡ型电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）测试了样品中的37种重金属... 为了研究北京大气降尘中重金属污染水平及其空间变异特征,分别于2013年6—10月（非采暖期）、2013年11月—2014年3月（采暖期）收集了北京大气降尘样品66份,采用Elan DRCⅡ型电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）测试了样品中的37种重金属质量分数.结果表明：非采暖期北京大气降尘中Cd、Zn、Pb 3种重金属污染最严重,三者质量分数分别为5.3、822.0、177.2mg/kg,分别超出各自北京背景值的1 065.0%、516.2%和403.1%;采暖期北京大气降尘中Mo、Cd、Bi、Zn 4种重金属污染最严重,四者质量分数分别为8.7、2.7、3.0、660.5 mg/kg,分别超出各自北京背景值的656.9%、495.8%、457.5%和395.2%;与非采暖期相比,采暖期大气降尘重金属中除Zn、Pb、Cd质量分数分别降低了19.6%、25.3%和48.9%外,其余元素的质量分数却有不同程度的升高,其中Sr、Ba、Ce、Cu、Cr、W、La、Ni、Mo、Co等10种重金属质量分数升高了53.2%~176.7%.Arc GIS地统计插值研究表明,非采暖期主要重金属（Cr、Cu、Zn、Zr、Ba和Pb）空间分布呈现出较强的变异性;采暖期降尘中主要重金属存在不同程度的空间变异,Ba和Zn的空间变异较强,二者高值区和低值区相互交错分布;Cu和Pb的空间变异相对较弱,二者高值区和低值区分布均呈规律性分布.元素示踪分析表明,无论是采暖期还是非采暖期,北京降尘重金属污染均主要来源于机动车尾气和垃圾焚烧. 展开更多

关键词 大气降尘 重金属 采暖期 地统计 空间变异 北京

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黑龙江海伦农业区冬春PM_(2.5)和气态污染物污染特征 被引量：16

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作者 周勤迁 潘月鹏 +4 位作者 王剑 刘子锐 吉东生 陈卫卫 王跃思 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期844-851,共8页

2011-2012年冬春期间（11月到翌年4月）,通过设置在海伦农田生态系统国家野外科学观测研究站内的在线监测仪器获取了 PM2.5和气态污染物（NOx、O3和SO2）质量浓度的时间变化,同时结合地面气象资料和HYSPLIT后向气团轨迹模型分析了该地... 2011-2012年冬春期间（11月到翌年4月）,通过设置在海伦农田生态系统国家野外科学观测研究站内的在线监测仪器获取了 PM2.5和气态污染物（NOx、O3和SO2）质量浓度的时间变化,同时结合地面气象资料和HYSPLIT后向气团轨迹模型分析了该地大气污染物的污染水平、可能来源及传输过程.结果表明：观测期间 PM2.5、NOx和 SO2的24h 均值（范围）分别为（54.7±45.7）（8.0-217.8）,（23.0±11.5）（4.5-59.6）,（10.0±10.3）（0.3-56.0）μg/m3, O3的日最大8h平均值（范围）为（62.4±18.7）（24.1-173.5）μg/m3,其中除O3在4月份超过国家一级标准8d外,其它气态污染物均未超过国家一级标准；PM2.5超过国家二级标准的天数为40d,占整个观测期间的22.5%.PM2.5和 SO2各月质量浓度变化较大,最高值出现在12月份,是冬季采暖的高峰期.NOx、PM2.5和 SO2日变化呈双峰型,峰值出现在07：00和17：00左右；O3为单峰型,峰值出现13：00-15：00.通过对海伦地区72h内HYSPLIT后向气团轨迹模拟结果和该站点的气象数据进行分析,表明该农业区大气污染受本地源和区域输送共同影响,偏南气流易造成污染物积累,而偏北气流有利于污染物扩散. 展开更多

关键词 气溶胶 农业源 SO2 NO O3 PM2 5 后向轨迹模型

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松花江沉积物中Pb As Cr的分布及生态风险评价 被引量：20

13

作者 张凤英 阎百兴 +3 位作者 路永正 潘月鹏 徐治国 张丰松 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第2期726-730,共5页

通过样品采集和分析,研究了松花江自第二松花江白山至松花江干流佳木斯段表层沉积物(0～10cm)中Pb、As、Cr的含量分布特征,并采用地累积指数法和Hakanson潜在生态危害指数法评价了沉积物中Pb、As、Cr污染及生态风险程度。结果表明,沉积... 通过样品采集和分析,研究了松花江自第二松花江白山至松花江干流佳木斯段表层沉积物(0～10cm)中Pb、As、Cr的含量分布特征,并采用地累积指数法和Hakanson潜在生态危害指数法评价了沉积物中Pb、As、Cr污染及生态风险程度。结果表明,沉积物中Pb、As、Cr的含量范围分别为12.1～232.4、4.6～26.1、9.0～94.4mg·kg-1,平均值分别为34.8、12.8、37.9mg·kg-1。Pb含量的变异系数达1.4,污染源的性质及人为活动扰动可能是造成这种差异的主要原因。相关分析的结果显示,3种元素之间存在明显的正相关性。3种元素污染程度由高到低依次为Pb、As、Cr;所有江段均受到一定程度的Pb污染,且以中等污染为主;68.4%的取样江段受到轻微的As污染;除少数江段外,多数取样江段无Cr污染。Pb、As、Cr生态风险由强到弱的顺序为Pb、As、Cr,苇沙河及哨口江段存在较高的Pb、As、Cr综合生态风险,其余江段均为轻微生态危险。 展开更多

关键词 沉积物 松花江 PB AS CR 潜在生态风险

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不同材质滤膜测量大气颗粒物质量浓度和化学组分的适用性——以安德森分级采样器为例 被引量：20

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作者 田世丽 潘月鹏 +1 位作者 刘子锐 王跃思 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期817-826,共10页

为提高不同粒径段大气颗粒物质量浓度及化学组成测量数据的准确性,使用惯性撞击式采样器对北京、千烟洲和鼎湖山3个站点的大气颗粒物分9个粒径段进行了采集,从质量浓度偏差和化学组成的角度进行了方法学探讨.结果表明,在恒温25℃、恒湿... 为提高不同粒径段大气颗粒物质量浓度及化学组成测量数据的准确性,使用惯性撞击式采样器对北京、千烟洲和鼎湖山3个站点的大气颗粒物分9个粒径段进行了采集,从质量浓度偏差和化学组成的角度进行了方法学探讨.结果表明,在恒温25℃、恒湿50%平衡条件下,称量石英材质的采样膜获得的PM2.1质量浓度相对于TEOM在线PM2.5观测结果的正偏差为20%左右,正偏差诱因是环境空气相对湿度过高.干燥(10%湿度,25℃)微环境平衡处理方法有利于采样后膜片中H2O析出,使得上述正偏差降低至8%.通过条件实验,确定了石英膜采样前后在干燥器中放置72h平衡后称重、差减获得各级质量浓度的方法,可将偏差控制在可接受范围之内.基于这种方法获得的PM2.1质量浓度与TEOM在线PM2.5观测结果呈显著线性相关(R2=0.89,P<0.05).为达到通过化学成分重构质量浓度的需求,建立了同步使用石英膜采集样品并用于水溶性成分、有机碳和元素碳含量分析,而使用纤维素膜采样后用于金属元素分析的方案.应用上述方案对样品进行了全化学分析,对PM2.1质量进行了重构,重构获得的质量浓度与称重获得PM2.1质量浓度也呈显著线性相关(R2=0.89,P<0.05). 展开更多

关键词 大气颗粒物 分级采样 滤膜选择 恒温恒湿 干燥

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河北典型农田大气重金属干沉降通量及来源解析 被引量：15

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作者 张国忠 黄威 +7 位作者 潘月鹏 顾梦娜 吕雪梅 倪雪 何月欣 刘博文 王跃思 田世丽 《中国生态农业学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1245-1254,共10页

重金属是影响农田土壤环境质量和农产品品质的主要污染物,大气沉降是农田重金属的来源之一。长期以来,由于观测资料缺乏,对于我国农业区大气重金属的沉降量和来源认识一直不清楚。本研究基于河北典型农田连续1年的外场观测,测试分析了... 重金属是影响农田土壤环境质量和农产品品质的主要污染物,大气沉降是农田重金属的来源之一。长期以来,由于观测资料缺乏,对于我国农业区大气重金属的沉降量和来源认识一直不清楚。本研究基于河北典型农田连续1年的外场观测,测试分析了大气气溶胶9个粒径段中25种金属元素的含量,结合干沉降阻抗模型估算了这些金属的干沉降量,并利用PMF模型对其来源进行了解析。结果表明,该区域25种金属元素在细粒子(DP≤2.1μm,DP为空气动力学直径,下同)、粗粒子(2.1<DP≤9μm)和巨粒子(DP>9μm)中的质量浓度存在较大差异。重金属(如:Zn、Cd和Pb等)主要富集在细粒子,而地壳源的金属(如:Al、Fe和Th等)主要富集在粗粒子。大多数金属元素的浓度呈现冬春季高于夏秋季的变化特征。Cr是细粒子和粗粒子中质量浓度最高的重金属,其次为As、Zn、Pb、V和Sb。重金属中,Cr的大气干沉降量最高,达350.7mgm2?a1,其次是As、Sb和V,分别为153.4mg·m^2·a^-1、103.1mg·m^-2·a^-1和102.3mg·m^2·a^-1。研究区域大气中金属元素的主要来源为道路扬尘、工业、矿尘、燃煤和机动车排放。巨粒子中的金属主要来自矿尘源(62.0%),细粒子中的金属主要来自燃煤、机动车和工业源(67.7%)。颗粒物的粒径越小,人为排放源的贡献越大,重金属的污染风险(富集因子)也越高。农田重金属污染防治需要充分考虑大气沉降的输入及来源的变化。 展开更多

关键词 农田 大气干沉降 重金属 源解析 污染控制

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松花江沉积物重金属时空变化与来源分析 被引量：10

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作者 张凤英 阎百兴 +2 位作者 潘月鹏 张丰松 曹会聪 《云南农业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2010年第5期670-674,共5页

以松花江白山至佳木斯段表层沉积物为研究对象,分析沉积物中Cu,Pb,Zn,As,Cr,Cd的分布特征,通过与已有的研究成果相比较,揭示沉积物中重金属的历史变化趋势;同时,采用相关分析和聚类分析方法探讨沉积物中重金属的可能来源。结果表明,各... 以松花江白山至佳木斯段表层沉积物为研究对象,分析沉积物中Cu,Pb,Zn,As,Cr,Cd的分布特征,通过与已有的研究成果相比较,揭示沉积物中重金属的历史变化趋势;同时,采用相关分析和聚类分析方法探讨沉积物中重金属的可能来源。结果表明,各元素的含量分布均表现为自上游向下游逐渐减少的趋势,第二松花江沉积物中各重金属总量普遍高于松花江干流江段沉积物中相应重金属的含量。多数江段沉积物中的Cu,Cr,Cd含量处于背景范围内。沉积物中Zn量含在二松江段(白山-泔水缸)超出了背景范围,但松花江干流江段沉积物中的Zn含量多在背景范围之内。与1998年相比,哈达湾江段的生态环境状况得到了明显改善,但目前哈达湾重金属污染仍较严重,各重金属污染程度的次序为Pb>Cu>Cd>Cr>Zn。哈尔滨段沉积物中重金属Cu,Zn,Cr,Cd含量年际变化不大,Pb含量的变化趋势表现为自1996年至1999年逐渐降低,1999年至2005年呈逐渐上升的趋势。聚类分析与相关分析的结果均表明,Pb,Cd主要来源于工业排放;Cu,Zn,Cr主要源于自然释放;As主要来源于城市污水或农业生产过程中的排放。 展开更多

关键词 松花江 沉积物 变化 重金属来源

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被动采样法表征降水离子浓度和通量的局限性 被引量：4

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作者 张国忠 潘月鹏 +4 位作者 田世丽 程萌田 谢雨竹 王辉 王跃思 《环境科学研究》 EI CAS CSSCI CSCD 北大核心 2015年第5期684-690,共7页

降水(湿沉降)是大气污染物进入地表环境的主要途径,由于传统的被动采样法易受到颗粒物和气体干沉降的干扰,而采集到的混合沉降样品不能科学表征降水化学组成,也不能准确量化湿沉降通量,因此目前正逐步被主动采样法所取代.采用主动和被动... 降水(湿沉降)是大气污染物进入地表环境的主要途径,由于传统的被动采样法易受到颗粒物和气体干沉降的干扰,而采集到的混合沉降样品不能科学表征降水化学组成,也不能准确量化湿沉降通量,因此目前正逐步被主动采样法所取代.采用主动和被动2种采样法同步采集了降水样品,以考察被动采样法表征降水离子浓度和通量的适用性.结果表明:被动采样法采集的降水样品中离子浓度明显偏高,其中ρ(NO3-)、ρ(Mg2+)、ρ(Ca2+)、ρ(K+)、ρ(Cl-)、ρ(SO42-)、ρ(Na+)和ρ(NH4+)分别比主动采样法高65%、58%、43%、41%、35%、26%、10%和9%.受大气污染物干沉降影响,被动采样法获得的NO3-、NH4+和SO42-混合沉降通量分别比主动采样法获得的湿沉降通量高79%、18%和35%,差异最显著的是NO3-.被动采样法可以收集氮和硫的湿沉降,但不能有效捕获二者以颗粒物和气体形式发生的干沉降,对二者沉降总通量(干沉降通量+湿沉降通量)低估达39%〔23 kg(hm2·a)〕和40%〔20 kg(hm2·a)〕.因此,鉴于大气污染形势日趋严重,污染物的干沉降作用凸显,被动采样法已难以准确测算污染物从大气向地表的沉降总通量,需要全面考虑细颗粒物(粒径≤2.5μm)和气态物种(如HNO3)的贡献. 展开更多

关键词 主动采样法 被动采样法 干沉降 湿沉降 混合沉降

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云南思茅地区近20年(1993—2012)酸雨及酸沉降量变化规律 被引量：3

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作者 韦霞 潘月鹏 +3 位作者 竺夏英 谢雨竹 王丙春 罗庆仙 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2014年第8期1361-1365,共5页

统计分析了云南思茅地区1993—2012年间采集的2533次降水样品,发现酸雨(pH<5.60)频率为46%(n=1160),强酸雨(pH<4.50)发生频率为10%(n=248).过去20年强酸雨发生频率的变化以2003年为界分为前后2个阶段,每个阶段都出现先升后降的变... 统计分析了云南思茅地区1993—2012年间采集的2533次降水样品,发现酸雨(pH<5.60)频率为46%(n=1160),强酸雨(pH<4.50)发生频率为10%(n=248).过去20年强酸雨发生频率的变化以2003年为界分为前后2个阶段,每个阶段都出现先升后降的变化趋势,而雨量加权年平均pH值长期变化规律基本与此相反.除2003、2004和2012年外,其他年份雨量加权平均pH值均低于5.60,表明思茅降水酸化严重.降水电导率与云南SO2排放量的历史变化具有一致性,即2006年以前持续增加,之后缓慢下降,表明人类活动对降水污染有重要影响.而酸雨频率的年际变化与降水量基本一致,但与电导率不一致,表明思茅酸雨年际变化规律主要受降水量影响,而与污染物排放关系不明显.同时,降水量也显著影响了思茅酸沉降量的年际变化(范围:1.3—70 meq·m-2·a-1).随着南亚夏季风减弱,思茅降水量减少,这将导致酸沉降量降低,但酸沉降量的变化对生态系统的长期影响亟待评估. 展开更多

关键词 酸雨 气象因素 历史变化 酸沉降 云南

原文传递

饮用水与人体健康关系研究 被引量：16

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作者 段金叶 潘月鹏 +1 位作者 付华 李贵宝 《南水北调与水利科技》 CAS CSCD 2006年第3期36-40,共5页

水是人的生存基础,是人体循环系统、消化系统、呼吸系统、泌尿系统正常工作的必要物质保证、生命活动不可缺少的关键要素。饮用水在人体水分的获取中发挥着重要作用,饮用水的优劣对健康有直接的影响。随着饮用水水质的恶化,饮用水与健... 水是人的生存基础,是人体循环系统、消化系统、呼吸系统、泌尿系统正常工作的必要物质保证、生命活动不可缺少的关键要素。饮用水在人体水分的获取中发挥着重要作用,饮用水的优劣对健康有直接的影响。随着饮用水水质的恶化,饮用水与健康的关系研究已日益引起人们的重视。本文叙述了饮用水与人体健康关系的形成与发展、对饮用水与人体健康关系研究的内容、方法及主要研究成果进行了综述,提出了目前研究中存在的主要问题,最后展望了饮用水与人体健康关系研究的重点领域和方向。 展开更多

关键词 饮用水 水质 人体健康

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华北玉米农田大气/植被界面氨气和铵盐动态变化研究 被引量：1

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作者 田世丽 竺夏英 +3 位作者 潘月鹏 谢雨竹 周焱博 张国忠 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第10期2327-2333,共7页

为系统研究大气/植被界面还原性氮(氨气和铵盐,NHx)的动态变化,选择华北典型玉米农田生态系统,于2016年8月和9月开展了2次综合观测实验,同步采集并测量了植被冠层大气中氨气和铵盐浓度(气溶胶和降水)、玉米叶片和土壤中铵盐含量。结果表... 为系统研究大气/植被界面还原性氮(氨气和铵盐,NHx)的动态变化,选择华北典型玉米农田生态系统,于2016年8月和9月开展了2次综合观测实验,同步采集并测量了植被冠层大气中氨气和铵盐浓度(气溶胶和降水)、玉米叶片和土壤中铵盐含量。结果表明:实验期间(玉米抽穗期和花粒期),植被冠层氨气和铵盐浓度的平均值分别为30.6±6.8μg·m^(-3)和5.9±3.3μg·m^(-3),变化范围分别为21.1~37.6μg·m^(-3)和2.1~8.0μg·m^(-3);降水过程造成植被冠层的气溶胶铵盐浓度下降了75%,这一比例(被降水湿清除的效率)显著高于氨气。玉米叶片中铵盐含量从植株顶端到底部呈现下降趋势,变化范围为0.17~0.25 mg·g^(-1)(抽穗期)和0.74~1.20 mg·g^(-1)(花粒期),且呈现随温度升高而升高的日变化特征。抽穗期植株氨气补偿点为1.9±1.4μg·m^(-3),远低于大气氨气浓度31.4±4.8μg·m^(-3);花粒期植株氨气补偿点52.0±30.7μg·m^(-3),高于大气氨气浓度29.3±11.7μg·m^(-3)。8月10—13日玉米抽穗期,大气活性氮通过降水、气体和气溶胶3种途径输入到农田的总量约25 mg N·m^(-2)·d^(-1),是农田土壤和作物可利用氮的重要来源。农田氮管理中需要充分考虑植被与冠层大气氨的交换过程。 展开更多

关键词 氨气 铵盐 植被冠层 农田 玉米叶片 大气氮沉降

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