如何针对性地处理雨水中污染程度较高的部分已经成为维持城市水资源良性循环的一项重要课题,通过利用降水的初期冲刷现象将污染水平普遍较高的初期雨水排入污水管中,是目前常见的解决方法.然而,初期冲刷现象是否出现及其出现的模式都有很大的不确定性,对雨污分流的决策造成困难.近年来,直接实时在线监测来水的水质情况,进而进行雨污分流决策成为解决雨污分流问题的新思路.本研究选用了以多源光谱法(紫外+荧光)为核心的第三代在线水质监测技术,并基于该技术搭建了新型的雨污分流系统,通过高精度、高稳定性的实时水质数据,实现直接且可靠的雨污分流决策.在杭州未来科技城一处雨水排口的实际应用中,本研究所构建的智能雨污分流系统在三个多月的时间内可以稳定运行并实现准确的雨污分流,受纳水体的污染水平明显改善,证明了这套智能雨污分流系统有着出色的雨污分流效果,具有很高的推广价值,为雨污分流问题提供了一个普适、经济的解决方案.
基于2020年1-12月苏州城区近地面大气CO2浓度连续观测数据,采用基于稳健局部近似回归的筛分方法(robust extraction of baseline signal,REBS)对观测数据进行筛分,对比本底和非本底CO2体积浓度分布特征,分析CO2与污染物浓度的相关性和不同季节、不同风向下的CO2体积浓度水平.结果表明:2020年苏州城区CO2体积浓度水平高出瓦里关背景站0.273×10-4,与北京、西安、上海和临汾相当.CO2体积浓度冬季高,夏季低;本底浓度日变化特征为单峰,峰值和谷值分别出现在7:00和16:00,吸收浓度为双峰分布,峰值分别出现在4:00-6:00和20:00,谷值出现在15:00.抬升浓度受局地污染源影响较大,日变化特征不明显.本底CO2体积浓度与PM2.5、NO2和CO浓度相关性系数分别为0.495、0.461和0.330,非本底CO2体积浓度与其他污染物浓度相关性高于本底CO2体积浓度,表明局地交通排放源对CO2浓度影响显著.春夏季CO2体积浓度受本地排放和西北方向输送共同影响,秋冬季偏西和偏北方向区域输送贡献更大.
为了探究重金属镉(Cd)、铅(Pb)等污染的土壤中鱼腥草与Cd、锌(Zn)超富集植物间套作修复的可行性和鱼腥草的食用安全,采集南方不同市县生长的鱼腥草鲜样及其种植土壤用于分析鱼腥草各器官吸收累积Cd、Pb、Zn和铜(Cu)4种重金属的特点并研究其与土壤环境因子的相关性.研究结果表明:采样地土壤Cd、Pb、Zn和Cu的含量范围分别为0.05～1.00 mg/kg、22.91～92.88 mg/kg、43.13～470.87 mg/kg和18.50～115.10 mg/kg;鱼腥草根茎叶中Cd、Pb、Zn、Cu的浓度分别为0.02～6.71 mg/kg、0.16～31.35 mg/kg、13.94～302.92 mg/kg和5.8～118.50 mg/kg,须根中四个元素的含量远大于其他器官;须根中Cd、Cu、Zn和Pb的平均富集系数BCF(bio-concentration factor,某元素须根含量/土壤含量)分别是10.07、1.86、1.00和0.21;须根中Cd存在较大的食用安全风险.鱼腥草大部分器官的Cd、Pb、Zn含量与土壤中相应元素含量、共存元素含量、土壤总氮和土壤有机质呈较显著的正相关,而鱼腥草各器官Cu含量与多个环境因子间相关性较弱.
因为挥发性有机化合物(volatile organic compounds,VOCs)化学性质活泼,其存储装置内壁通常要进行惰性硅烷化处理以降低内壁对VOCs的吸附氧化.惰性硅烷化技术仅被国外两家公司所掌握,具备绝对垄断优势,因此,我国长期依赖昂贵的进口监测设备.本文介绍了我国团队自主研发的惰性硅烷化技术及研制的苏玛罐产品,详细研究了VOCs气体在国产硅烷化苏玛罐中浓度随时间的变化,结果显示:国产苏玛罐与进口产品同样能够长时间稳定存储VOCs.该团队突破美国"卡脖子"技术封锁,成为世界上第三个、国内唯一掌握不锈钢表面惰性硅烷化技术的团队,为我国大气VOCs提供存储新技术,显著减少成本,促进我国大气VOCs监测行业发展.
榨菜废水呈高盐度、高有机物、高氮磷等特点,处理难度大、处理费用高.为了研究两级厌氧好氧(Anaerobic Oxic,A/O)工艺结合嗜盐微生物处理榨菜腌制废水的可行性及适宜条件,在充分调研分析榨菜腌制废水性质基础上,开展了为期近180 d的两级A/O中试试验,分析了不同盐度不同进水条件对出水水质的影响.在4～11 g/L进水盐度条件下,均可实现出水达到重庆市榨菜行业排放标准;进水盐度为11 g/L时,系统仍能稳定运行,一级A/O已完成大部分化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)、总氮(total nitrogen,TN)、氨氮(ammonia nitrogen,NH3-N)等污染物的去除,两级A/O对COD、NH3-N、TN、总磷(total phosphorus,TP)污染物的处理能力平均分别约为1 437 mg/L、158 mg/L、161 mg/L、23 mg/L,处理费用平均约为7.25元/t;系统对进水盐度及进水污染物浓度变化的抗冲击能力较强.研究结果表明,两级A/O工艺结合嗜盐微生物处理榨菜废水,技术经济可行.研究结果可为榨菜行业废水处理工艺、参数选择和优化提供参考.
为掌握南方河流水文变化特征,有效应对极端洪旱灾害,以贺江控制性水文站古榄站1956-2010年共55年的年平均流量序列数据,利用有序聚类分析法、滑动t检验法和里海哈林法等多种突变分析方法,计算分析了贺江水文时间序列的突变特征.结果表明:(1)贺江年径流序列在1991年产生了突变现象;(2)年平均流量序列突变是自然与人为活动共同影响的结果,产生突变的主要驱动力是降雨等气候变化.识别贺江径流序列的突变特征可为贺江流域合理开发利用及防灾减灾提供参考.
良好的生态环境是人类社会持续发展的基础,农村地区污水治理是实现乡村振兴战略的重要组成部分.本文剖析了大足区在设施布局、工艺设计、设施运营管理等方面存在的问题,提出了针对性解决措施.建议大足区加强顶层设计和系统规划,完善工艺建设和运营管理标准体系,整合政府和社会资源,构建智能、高效、完善的农村污水治理机制.
为查明重庆主城都市区的水质及污染状况并区分天然背景和人类污染对地下水水质的影响,进行了地下水采样和测试,利用层级阶梯评价法,对地下水水质和污染状态进行了分析与评价.结果表明,研究区内地下水受到天然背景和人类污染的共同影响,Ⅲ类和Ⅳ类水为主要水质类别,各占45.9%,主要的超标指标为硝酸盐、锰、砷、总硬度等,研究区地下水有机污染程度为轻微,农业面源污染和未经处理的生活排污是地下水污染的主要原因.相比传统的单因子评价数学方法,层级阶样评价法将污染源纳入考虑,突出了人类污染属性,对于地下水污染防治可以提供更有针对性的决策.
灌区发展既要确保国家粮食安全,又要保障水安全和生态安全,还要为绿色农业现代化发展提供支撑.本文以内蒙古镫口扬水灌区为例,针对灌区信息化建设滞后和灌溉管理粗放等问题,为提高灌区自动化水平和灌溉效率,设计并实现了以机关为中心的覆盖灌区各管理所、闸和信息点,集遥测、遥信、遥调和遥控于一体的水资源利用和管理网络,并从灌溉供水保障率、灌溉水有效利用效率、用水计量率、水费收缴率、新技术推广应用等方面总结了主要指标任务完成举措,实现了灌区节水增效和可持续发展的目标.本文的工程举措为建成节水高效、设施完备、管理科学、防灾有力、生态良好、智慧文化的现代化节水型灌区提供了经验参考.
在2018年1月1日至12月31日,采用在线气相色谱仪(Syntech Spectras GC955)对杭州市3个不同功能区大气环境中的挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)进行了在线连续监测,分析了VOCs体积分数的组成特征、时间序列特征和来源特征.结果显示,观测期间各站点VOCs体积分数从高到低依次为:朝晖(3.379×10-8)>下沙(3.072×10-8)>转塘(1.737×10-8).3个站点VOCs主要组分均为烷烃,占比均在60%以上.芳香烃占比仅次于烷烃,占比为21.88%～31.98%.烯烃占比排第三,占比为3.84%～7.93%.炔烃占比相对较小,占比为0.56%～3.12%.VOCs及其组分呈现出夜间浓度高白天浓度低的变化特征,峰值不明显,谷值出现在午后.特征物比值(烷烃/乙炔和芳香烃/乙炔)反映出朝晖站点受液化石油气(liquefied petroleum gas,LPG)排放、机动车排放及溶剂使用源排放影响均较为显著.转塘特征物比值在春季和冬季较高;朝晖在春季和夏季较高;下沙烷烃/乙炔比值整体较低,但异丁烷/乙炔比值在秋季和冬季明显较高,芳香烃/乙炔比值在春季、夏季和冬季较高.
通过灰化、碱溶及模板法从废弃竹叶中制备了介孔纳米二氧化硅(SiO2),研究了其对亚甲基蓝(methylene blue,MB)的光催化降解性能.通过X射线衍射法(X-ray diffraction method,XRD)、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)和透射电子显微镜(transmission electron microscope,TEM)分析证明了制备的竹叶源SiO2具有排列整齐的介孔结构.利用该材料对一定浓度的MB溶液进行降解研究,与无光照的对照组相比,有光照条件下的降解率最高,验证了竹叶源SiO2具有光催化性.在6h内,0.05 g竹叶源介孔SiO2对初始浓度为0.02～0.10 mmol/L的MB的降解率能达到70%～100%,说明废弃竹子制备的SiO2 可用于染料废水中MB类染料的降解处理.
精准估算并探析森林碳储量的变化过程及趋势,可为区域森林碳储量精准估算、石漠化综合治理与生态修复提供数据基础和方法支持.基于滇东地区1997年、2002年、2007年3期森林资源连续清查样地数据与同期Landsat遥感影像数据,通过构建森林碳储量梯度提升回归树(gradient boosting regression tree,GBRT)模型,运用空间自相关分析方法,进行区域森林碳储量时空变化趋势特征研究.结果表明:(1)GBRT模型的精度评价指标(R2=0.94、RMSE=3.98 t/hm2、rRMSE=13.44 t/hm2、P=82.57%)均优于偏最小二乘模型、KNN(k-nearest neighbor,k最近邻)模型和随机森林模型,可作为后续森林地上碳储量估算的一种新手段;(2)1997-2022年滇东地区森林碳储量在20 t/hm2以下面积占比呈大幅度减少趋势,大部分地区向着20～30 t/hm2范围转移,碳密度呈增长趋势,增幅为3.9%;(3)1997-2022年滇东地区森林总碳储量总体呈上升趋势,增幅为4.2%;(4)滇东地区森林碳储量在相邻空间单元上呈聚集状态,区域森林碳储量具有空间异质性.滇东地区森林碳储量整体呈增长趋势,提升空间大,部分区域的生态治理修复与森林经营管理需加强.
土体在缺水环境下,随着土体内的水分完全蒸发散失,会产生收缩、裂缝,这是一种常见的自然现象.但这种现象对于河湖边坡工程安全和生态环境治理有着重大不利影响,深入开展对土体干缩裂缝的研究将对生态环境和工程建设有较高的实用价值.本文从土体干燥收缩及裂缝产生相关影响因素及力学机理方面对土体干缩、裂缝发展过程进行探讨.
斑尾榛鸡(Bonasa sewerzowi)是我国特有种鸟类,国家一级保护动物,研究斑尾榛鸡在国内的适生区可为其保护提供参考.从全球生物多样性信息机构(global biodiversity information facilyty,GBIF)选取1980年至2020年9月人工观察记录并上传到网站的101个斑尾榛鸡出现位点,结合31个环境变量,利用最大熵模型(maximum entropy,MaxEnt)和地理信息系统(geographic information system,GIS)技术,对其适宜生境进行预测.结果表明MaxEnt模型的预测精度较高(AUC平均值为0.906).刀切法(Jackknife)结果显示,距河流最近距离、距道路最近距离、距居民点距离、最冷月最低温度、海拔是影响斑尾榛鸡生境的5个重要环境变量.该模型预测斑尾榛鸡的高适生区主要分布在甘肃西南部、青海东部以及四川北部地区;其次在西藏东部、云南北部地区有零星的高适生区.潜在的适生区破碎化比较严重,在未来修复破碎化的生境,扩大斑尾榛鸡高适生区范围,对于合理有效保护该物种及其生境有重要意义.
In the eastern subtropical zone of China， there are abundant precipitation， strong leaching， high farmland multiple cropping index and fertilization level， frequent acid rain and high risk of soil acidification. However， the landform and soil parent materials in the area are changeable， and the soil acidification behavior has great spatial heterogeneity. In order to understand the acidification law of farmland soils in this area， taking Shaoxing city as the research object， through the combination of indoor simulation research and field extensive sampling analysis， the acid buffering performance of farmland soils and the temporal and spatial variation characteristics of soil acidification in this city were discussed. The results showed that landform had a great impact on the acid buffering performance and soil acidification of farmland soils， the average value of soil acid buffering capacity decreased in the sequence of coastal plain (484 mmol/kg ＞ water network plain （157 mmol/kg） ＞ river valley plain （111 mmol/kg） ＞ hilly area （80 mmol/kg）， and average value of soil acid buffer strengthdecreased in the order of coastal plain （118mmol/kg） ＞ water network plain （55mmol/kg） ＞ valley plain （45 mmol/kg） ＞ hilly area （35 mmol/kg）. The pH value of the farmland soils in the city was between 3.33 ～ 8.72， most of which fall between 4.5 and 6.5， accounting for 84.83%. Mean soil pH value decreased in the order of coastal plain （7.73） ＞ water network plain （6.00） ＞ valley -plain （5.52） and hills （5.56）. Compared with the national second soil survey， the proportion of farmland with soil pH ≤ 5.50 had increased from 4.09% to 42.19% with an average decrease soil pH value of 0.36 units. According to the buffering effect of soil on acidic substances， the soil pH value could be divided into three sections: ≥ 6.50， 6.50-3.50 and ≤ 3.50. Among them， pH 6.50-3.50 had weak buffering capacity for acid and was prone to acidification. Farmland soil acidification was affected by both natural factors and human activities. The analysis showed that comprehensive measures should be taken for the treatment of acidified farmland soils.
随着遥感技术及信息技术的发展,空天地一体化环境监测技术的应用越来越广泛.本文比较了"空""天""地"监测技术在监测范围、时空分辨率、作业条件、成本效率等方面的优缺点,介绍了空天地一体化监测管理系统的分层构架,指出了管理系统运行中关键技术主要包括多源数据融合方法、核心算法及分析建模等,并根据该技术在水环境、大气环境、水土保持、自然资源及自然灾害监测预警中的应用情况,对空天地一体化生态环境监测系统的未来发展和应用前景进行了展望.
Runoff from rainfall has become a significant factor influencing urban area-source pollution. Rainwater flushes the urban surface in its early stages and brings a large accumulation of pollutants to be discharged into water body of the urban river. Especially， during heavy rainstorm， the hardening of the substratum and the accumulation of pollutants make the peak process of the initial rain pollution more intense， and the influence on river quality is more severe. In this paper， the storm water management model （SWMM） was used to simulate the pollution generation process for urban runoff under heavy rainstorm conditions and with different substratum characteristics， and the effects of different substratum on the flow and the pollutions production process were compared. The results showed that the higher rainstorm intensity created the faster runoff production and the higher peak flow rate; and that the larger built-up areas in the watershed produced the higher the peak flow rate and the pollution production per unit area increased linearly. For high proportion of built-up area， the process line of pollution generation was more sharp and thin， indicating a relatively higher pollution generation in a shorter time period. The process line of pollution production process in mainstream was wider and fatter （i.e. relatively low peak and longer time period） than that in the tributaries due to the time lag of confluence of the tributary inflow， and the mainstream peak value lagged behind that of the tributaries by about10～14hours. During the later stage of a rainstorm， the concentration of pollutants from ground scouring gradually decreased， and the time lag between the pollution production peaks of the mainstream and the tributaries was not obvious. The study provides a support to the prevention and control of urban river water environmental protection during rainstorm.
利用2022年9月嘉兴市光化学站小时分辨率的挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)和臭氧(O3)数据,分析了O3和VOCs的污染特征;采用基于观察数据的(observation-based model,OBM)模型,分析嘉兴市O3敏感性;并通过正定矩阵因子分析(positive matrix factorization,PMF)模型进行了环境VOCs来源解析研究.结果表明:高温(28.8～33℃)、低湿(69%～74%)、小风(1.4～2.0 m/s)等不利的气象条件有利于O3 浓度升高.嘉兴市VOCs组分含量烷烃(6.7×10-9)>芳香烃(5.0×10-9)>烯烃(1.7×10-9)>炔烃(0.6×10-9),臭氧生成潜势(ozone formation potential,OFP)芳香烃(74.0μg/m3)>烯烃(19.8μg/m3)>烷烃(14.1μg/m3)>炔烃(0.6μg/m3).9月份嘉兴整体处于过渡区,但在中度污染天时多为NOx控制区.结合VOCs来源解析,北部工业区站主要为机动车排放(34%)、油品挥发(25%)、甲苯源(22%)、溶剂使用(9%)、植物排放(6%)和石化工艺过程(4%);气象观测台站VOCs主要来源为机动车排放(30%)、液化石油气(25%)、甲苯源(18%)、石化工艺过程(16%)、溶剂使用(7%)和植物排放(4%).嘉兴市秋季应以VOCs和NOx协同控制为主,并加大烯烃和芳香烃相关排放源的管控力度.
工业化的迅速发展,导致水体中的重金属污染日益严重,不仅对自然环境的可持续发展提出了严峻考验,也严重威胁着人类的健康.治理铬[Cr(Ⅵ)]污染的众多方法中,吸附法因其环保、高效、可循环再生、无二次污染等优点,被认为是一种极具应用前景的方法.木质素碳和水热活化法获得的碳材料中均含有大量官能团,对去除废水中的Cr(Ⅵ)具有巨大潜力.本文综述了改性木质素基吸附剂和水热活化碳去除Cr(Ⅵ)的研究进展及存在的问题,展望了提高吸附剂吸附效率的方法和实现吸附剂工业化应用的途径.
淮安市属于平原河网,经常出现河流静滞的水动力不足现象,加重城市内河的黑臭现象.为彻底消除黑臭,确保水域呈现"河畅、水清、岸绿、景美"的生态美景,根据研究区域污染源成因分析及整治条件,拟定了水质改善和水动力改善综合方案.利用自然高差及泵站提升的方式对新路圩河及周边3条河道进行泵闸联合调度,减少水体停留时间.同时设置人工湿地,通过生物修复治理黑臭水体.经改造后新路圩河水质由《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)劣Ⅴ类水体提升至Ⅳ类水体,水体流速提升至0.05 m/s以上,常规污染物去除率最高达90%,溶解氧和透明度提高30%.分析结果可为新路圩河流域治理及其他同类工程提供依据和参考.
