张国忠
- 作品数：10 被引量：94H指数：6
- 供职机构：甘肃农业大学林学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金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
- 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
- 环渤海区域大气沉降对农田土壤重金属污染的影响及其防治对策研究
- 土壤污染是引起土壤退化的主要原因之一。土壤污染的防治是农地水土保持的重要组成部分。农田土壤作为农田生态系统核心的部分,是保障粮食安全生产的重要物质基础。然而,随着工业化和城市化进程的快速推进,农田土壤重金属污染问题日益凸...
- 张国忠
- 关键词：环渤海区域典型农田大气沉降土壤重金属污染防治
- 文献传递
- 渤海湾大气金属元素沉降和来源解析研究被引量：12
- 2019年
- 干湿沉降是污染物从大气进入到地表生态环境的主要途径.渤海湾临近大气污染严重的京津冀地区,同时受航运交通排放影响,但渤海湾大气金属元素沉降量及其来源并不十分清楚.本研究于2016年11月-2017年10月在渤海西岸采集了大气沉降样品,利用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)对样品中25种金属元素的含量进行了测定分析,估算了大气金属沉降量并进行了源解析.结果表明:沉降样品中25种元素的浓度变化范围为2458.8μg·L^-1(Ca)~9.9ng·L^-1(Th),年沉降量变化为1229.9mg·m^-2·a^-1(Ca)~5.0μg·m^-2·a^-1(Th).受降水量季节分布的影响,多数金属元素的沉降量在夏季最高,春秋季较低.除Be、Fe、Ni、Cr、Al、Th和U等元素外,其余18种元素都有不同程度的富集,特别是Cd、Ag、Se和Sb等元素已高度富集.燃煤(12.8%)、扬尘(25.9%)、工业(33.1%)和航运(28.2%)是渤海湾沉降样品中金属元素的主要来源,尤其是航运排放对海湾大气Sb、Cd和Mo沉降具有显著贡献.研究结果可为京津冀区域海陆协同发展和环境质量改善提供科学参考.
- 张国忠崔阳潘月鹏潘月鹏田世丽李广黄威刘博文顾梦娜吕雪梅何月欣王跃思
- 关键词：大气沉降金属元素沉降通量
- 1960—2013年甘肃省气温、降水变化特征分析被引量：14
- 2015年
- 为了研究近54年来甘肃省气候变化特征,根据甘肃境内28个气象站1960—2013年温度、降水数据,利用气候趋势分析、气候突变分析及Morlet小波分析等,分析甘肃省近54年来气温、降水变化特征。结果表明:(1)近54年来甘肃省的年均温总体呈上升趋势,年均降水量的总体上呈微弱增加趋势。(2)甘肃省中部地区处于暖湿化过程,而南部地区处于暖干化过程,北部地区仍然处于干旱化。(3)年均温在1994年前后出现明显的突变点,年均降水量正反序列曲线均未超过95%置信度线,但正反序列曲线在置信度区间内存在1个交叉点,出现在1993—1994年之间,有可能在1993—1994年发生突变;(4)Morlet小波分析显示,甘肃省年均温存在8年左右的显著变化周期,年均降水量的周期性较差。
- 邢轶兰邸利何毅范莉梅张国忠
- 关键词：气候变化小波分析
- 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
- 2018年
- 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。
- 田世丽竺夏英潘月鹏谢雨竹周焱博张国忠
- 关键词：氨气铵盐农田玉米叶片大气氮沉降
- 北京大气颗粒物和重金属铅干沉降通量及季节变化被引量：12
- 2017年
- 为了解大气颗粒物和重金属铅(Pb)干沉降通量的变化规律,采用聚氨酯泡沫膜片为代用面联合干湿沉降自动观测设备,于2013年12月~2014年11月在北京城区采集了颗粒物干沉降,利用微波消解和电感耦合等离子体质谱仪对样品中全量Pb和水溶性Pb进行了测试分析.结果表明,北京大气颗粒物和Pb干沉降通量分别为0.84 t·(hm^2·a)^(-1)和7.56mg·(m^2·a)^(-1),呈现出春季>冬季>秋季~夏季的特征.大气颗粒物中水溶性Pb干沉降通量为3.14 mg·(m^2·a)^(-1),占Pb干沉降总量的43%,这一比例呈现出冬春季高于夏秋季的特征.人为源排放不仅增加了大气颗粒物和Pb的干沉降通量,也改变了水溶性Pb干沉降通量的季节分布.研究结果对科学评估重金属沉降的生态影响和健康效应提供了科学基础,同时凸显了消减人为源重金属排放的重要性.
- 姚利刘进潘月鹏田世丽王振波韦霞张国忠周保华王跃思
- 关键词：大气污染颗粒物干沉降溶解性
- 华北地区大气干湿沉降及其对农田土壤的影响研究
- 干湿沉降是大气污染物清除的主要途径。大气中的污染物进入海洋和陆地生态系统后,不但影响地球的生物化学循环,而且通过食物链富集,进而影响人体健康。随着我国经济的飞速发展,工业化和城市化进程不断加速,导致空气质量逐渐恶化,极端...
- 张国忠
- 关键词：大气干湿沉降被动采样法大气重金属生态影响
- 文献传递
- 北京城区大气金属元素干湿沉降特征被引量：6
- 2019年
- 为研究北京市大气中金属元素的干湿沉降特征,评估不同观测方法的差异性,于2014年5月至2015年4月在北京城区同步采集了混合沉降和湿沉降样品.利用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定了样品中19种金属(Na、Mg、Al、K、Ca、V、Cr、Mn、Fe、Cu、Zn、As、Se、Mo、Cd、Sb、Tl、Th和U)的浓度.结果表明,混合沉降样品中各金属浓度[7 160.68μg·L^(-1)(Ca)～0.02μg·L^(-1)(Th)]普遍高于湿沉降样品[4 237.74μg·L^(-1)(Ca)～0.01μg·L^(-1)(Th)].两种样品中相同金属的富集因子差异较小,其中Cu、As、Tl、Zn、Cd、Se和Sb的富集因子均大于100,表明这些重金属主要来自人为污染源.气团轨迹分析表明,北京城区降水过程主要受偏南气团的影响,其中来自西南气团的降水样品中Ca、Mg、Fe、Al、Cu、Mo、U和Th等金属浓度较高,而来自南部的气团K、Zn、Mn、Sb、Cd和Tl等金属浓度较高.观测期间大气中金属元素的混合沉降通量变化于3 591.35 mg·(m^2·a)^(-1)(Ca)～0.01 mg·(m^2·a)^(-1)(Th),湿沉降通量变化于1 847.78 mg·(m^2·a)^(-1)(Ca)～0.01mg·(m^2·a)^(-1)(Th).混合沉降与湿沉降差减得到19种金属的干沉降通量变化于1 743.57 mg·(m^2·a)^(-1)(Ca)～0.01mg·(m^2·a)^(-1)(Th).大气颗粒物的粒径大小对金属的干湿沉降过程具有重要影响.
- 张国忠潘月鹏潘月鹏田世丽熊秋林李广李广吕雪梅倪雪何月欣黄威刘博文王跃思
- 关键词：大气污染金属干沉降湿沉降
