田世丽
- 作品数：23 被引量：237H指数：11
- 供职机构：中国科学院大气物理研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国科学院“百人计划”国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：环境科学与工程天文地球更多>>
- 大气霾污染对农业生产的可能影响被引量：24
- 2014年
- 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。
- 潘月鹏贾琳田世丽谢雨竹张国忠马红媛王丽丽于永强宋涛孙扬
- 关键词：大气污染农业生态效应
- 稳定同位素模型解析大气氨来源的参数敏感性被引量：7
- 2020年
- 氨(NH3)是大气霾污染和过量氮沉降的关键前体物,准确厘清其来源是制定NH3减排策略的科学基础.稳定同位素模型(SIAR)在NH3溯源研究中展现出巨大潜力,其解析结果的可靠性与NH3排放源的氮同位素指纹谱(δ15N-NH3)密切相关.本研究基于2013年1月北京霾污染期间的同位素观测资料,使用SIAR评估了3个重要源谱参数(源的数量、源的δ15N-NH3特征值及其标准差)对NH3源解析的影响.结果表明,农业源的贡献率对源谱δ15N-NH3特征值的变化最敏感,其次为化石燃烧源,氨逃逸源的敏感性最低.农业源δ15N-NH3标准差的改变仅造成农业源贡献率变化约4%,但其特征值的改变却造成农业源贡献率20%的变化.相比之下,将农业源拆分为化肥挥发和畜牧养殖源后,解析结果并未显著增加农业源的总贡献,即"非农业源"仍然是2013年初北京霾污染期间NH3的重要来源.考虑到农业源的贡献率对SIAR模型参数改变的响应最为敏感,且不同类型的农业源δ15N-NH3差异较大,未来需要针对农业源δ15N-NH3的时空变化规律及影响因素开展深入研究,以此来降低同位素源解析模型的不确定性.
- 顾梦娜潘月鹏何月欣田世丽田世丽吕雪梅倪雪孙杰孙杰方运霆
- 关键词：氨气同位素源解析
- 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：18
- 2014年
- 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).
- 田世丽潘月鹏刘子锐王跃思
- 关键词：大气颗粒物恒温恒湿
- 西北地区河谷城市大气降尘环境磁学特征及其环境意义被引量：15
- 2011年
- 应用环境磁学方法对西北地区重点污染城市兰州和清洁对照点黄花滩两地大气降尘的磁学特征进行对比研究,分析了大气降尘磁性矿物含量、类型和颗粒大小等磁学性质及其对城市大气污染的指示意义.结果表明,兰州市大气污染较为严重,大气降尘中磁性矿物含量明显高于黄花滩,且呈现冬季明显高于其他季节的变化趋势.两地降尘样品磁学特征均受磁铁矿控制,并含有一定数量的磁赤铁矿和赤铁矿,磁性矿物为准单畴和多畴颗粒.大气降尘磁性矿物含量的年际变化表明,随着各种污染防治措施的实施,兰州市大气污染总体上呈现逐年减轻的变化趋势,并得到很好的稳定和控制.通过与其他城市大气降尘磁学特征的比较分析可知,兰州市大气污染明显受到市区地形的影响.随着磁学机制和应用研究的不断深入,环境磁学方法逐渐成为监测和评价大气污染水平、判断污染物来源的重要手段.
- 田世丽夏敦胜余晔王博王丽
- 关键词：大气降尘环境磁学大气污染
- 城市降尘磁性特征对比及其环境意义被引量：8
- 2010年
- 城市降尘中亚铁磁性矿物的浓度较高,且以MD颗粒的磁铁矿为主,反铁磁性矿物和顺磁性矿物浓度低.花岗岩中亚铁磁性矿物(MD颗粒的磁铁矿)和反铁磁性矿物的浓度高,顺磁性颗粒浓度低.黄土中磁性矿物包括磁铁矿、磁赤铁矿和赤铁矿,且浓度低,顺磁性矿物浓度相对较高.古土壤中磁性矿物浓度稍高于黄土样品,晶体粒径细,SP颗粒含量高.研究表明城市降尘具有独特的磁学特征,环境磁学可以通过磁性矿物浓度、种类以及磁晶粒度定性和半定量地指示城市降尘污染.
- 王博夏敦胜余晔贾佳田世丽
- 关键词：环境磁学黄土古土壤环境意义
- 华北典型农田和畜禽场环境大气中活性氮化学组成和浓度变化特征被引量：2
- 2020年
- 大气活性氮(Nr)是导致霾污染和过量氮沉降的主要前体物。随着近年来大气污染防治行动的深入,消减农业源Nr排放逐渐被提上议事日程。目前,针对农田和畜禽养殖场内外环境大气中Nr的实地测量资料较为缺乏,且以往研究多以氨气(NH3)为主,很少关注其他Nr成分。为了阐明农业活动对大气Nr的潜在影响,本研究基于扩散管主动采样系统,对华北平原典型农田(河北香河和栾城农田)、养猪场和蛋鸡养殖场环境大气中的4种Nr成分,即NH3、硝酸气体(HNO3)、颗粒态铵盐(p-NH4+)和颗粒态硝酸盐(p-NO3-)开展了现场同步观测。结果显示:观测期间猪舍内NH3和p-NH4+平均浓度(1250.9μg·m^-3和76.6μg·m^-3)显著高于舍外(378.5μg·m^-3和4.2μg·m^-3);而猪舍内HNO3和p-NO3-平均浓度(10.3μg·m^-3和20.8μg·m^-3)与舍外接近(9.8μg·m^-3和22.1μg·m^-3);鸡舍内仅NH3平均浓度(197.7μg·m^-3)显著高于舍外(77.3μg·m^-3),而p-NH4+、HNO3和p-NO3-平均浓度(7.3μg·m^-3、9.0μg·m^-3和6.2μg·m^-3)均与舍外接近(10.7μg·m^-3、9.9μg·m^-3和7.2μg·m^-3)。总体上看,养猪场环境大气中Nr浓度显著高于养鸡场(P<0.05)。香河和栾城农田大气NH3、p-NH4+、HNO3和p-NO3-的平均浓度分别为21.4μg·m^-3、1.9μg·m^-3、4.4μg·m^-3和5.5μg·m^-3,显著低于养殖场外Nr浓度(P<0.05)。从形态组成上看,养殖场和农田大气Nr主要以NH3-N(占比>80%)的形态存在,说明华北农业活动产生的Nr主要通过NH3的形式向外扩散传输,并没有在当地快速转化为颗粒物。未来需要进一步研究Nr在大气中的传输路径和转化机制,为制定有效的减排措施提供科学支持。
- 吕雪梅曾阳田世丽孙杰张国忠黄威顾梦娜许稳刘学军董红敏马林程一松胡春胜吴电明潘月鹏
- 关键词：华北平原农田活性氮
- 应用扩散管测量霾污染期间大气氮硫化合物浓度的方法被引量：6
- 2017年
- 活性氮和硫化合物在大气颗粒物形成过程中扮演重要角色,但对它们气相/颗粒相的同步观测结果比较缺乏.本研究尝试基于扩散管的DELTA系统测量氮和硫化合物短时累积浓度,以期捕捉它们在霾污染期间的演变规律.结果表明,DELTA系统收集气态污染物的扩散管中以及颗粒物滤膜上NH_4^+和NO-3空白干扰较小,适用于研究NH_3、HNO_3、NH_4^+和NO-3的日均浓度,可以作为城市环境空气质量监测参数的有效补充;但采样系统中SO_2-4背景含量较高,仅适合监测48 h以上时间尺度的SO_2浓度和周~月尺度SO_2-4浓度,用于大气硫沉降观测.北京2016年5月9日~6月7日观测期间,大气NH_3、HNO_3、NH_4^+和NO-3浓度具有明显的逐日演变规律,呈现出随着风向转变而发生周期性波动的典型特征;这些含氮污染物与PM_(2.5)、CO、SO_2和NO_2浓度的变化规律一致,其来源可能与化石燃料燃烧源有关.污染天NH_3、HNO_3、NH_4^+和NO-3浓度约为清洁天的2倍,但还原性氮和氧化性氮的相态分布在清洁天和污染天无明显差异;整个观测期间,HNO_3/NO-3约为1.2,NH_3/NH_4^+为4.5,春夏之交较高的温度有利于活性氮在气粒平衡过程中偏向于气态形式存在.
- 田世丽刘学军潘月鹏周焱博许稳王跃思
- 关键词：颗粒物气态污染物氮
- 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
- 2019年
- 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(2.19μm)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。
- 张国忠黄威潘月鹏潘月鹏吕雪梅倪雪何月欣刘博文王跃思王跃思
- 关键词：农田重金属源解析污染控制
- 被动采样法表征降水离子浓度和通量的局限性被引量：3
- 2015年
- 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.
- 张国忠潘月鹏田世丽程萌田谢雨竹王辉王跃思
- 关键词：被动采样法干沉降湿沉降
- 兰州市城区河道表层沉积物重金属污染及磁学参数相关关系研究被引量：25
- 2011年
- 以兰州市城区8条河流的表层沉积物为研究载体,通过Hkanson潜在生态风险指数法、地质累积指数法及富集因子评价法等3种污染评价指标以及环境磁学方法对As、Co、Cr、Cu、Ni、Pb、V、Zn共8种重金属元素污染特征进行分析.结果显示,①元素As、Co、Ni、V在8条河流中均表现为轻微生态危害;元素Cr、Pb、Zn在鱼儿沟下游表现为中等生态危害;元素Cu在鱼儿沟中下游表现为很强生态危害;②各条河流重金属污染程度表现为:污染较轻的河流有大沙沟和罗锅沟,属轻微污染型;排洪沟、水磨沟、寺儿沟及鱼儿沟污染相对严重的区域均位于下游地区,表现为末端污染富集型;七里河上游污染相对最为严重,表现为源头污染富集型;烂泥沟上游和下游均有较为严重的污染;③通过兰州市河道表层沉积物重金属元素以及3种评价指标与磁学参数相关关系研究发现,Cr、Ni、Pb、Zn、Cu与表示磁性矿物总体含量的参数(χ、SIRM、Ms)之间均具有良好的相关性,Pb与χARM之间良好的相关性则显示了Pb与单畴亚铁磁性颗粒密切相关,粗晶粒磁性矿物与Cr、Ni、Pb、Zn良好的负相关,进一步说明磁晶粒度越大,元素含量越高,人为影响越严重;④表示磁性矿物含量的参数(χ、SIRM、SOFT、Ms)与地质累积指数(Igeo)相关性显著高于潜在生态风险指数(RI)和总富集因子(R),反映出磁学参数对低污染指示较为敏感,同时也表明应用磁测方法研究城市河流沉积物污染分布,评价重金属元素污染程度的可行性与可靠性.
- 王博赵爽夏敦胜余晔田世丽贾佳蒋小荣
- 关键词：沉积物重金属环境磁学生态风险评价地质累积指数
