3S技术在太湖富营养化和蓝藻水华分布规律中的应用研究

应用3S技术,采用营养状态指数法、蓝藻水华分级评价方法以及蓝藻水华发生频率分析方法,对2010—2013年太湖富营养化状况和太湖蓝藻水华时空分布规律进行分析和研究,以期为太湖富营养化控制和蓝藻水华预警、监控工作提供技术支持,同时为太湖水环境治理提供科学依据。实践证明,3S技术能快速、全面、直观地反映太湖富营养化状况和蓝藻水华时空分布规律。结果表明:(1)2010—2013年太湖处于轻度富营养状态,太湖富营养化呈现西北高、东南低的分布规律;(2)2010—2013年,全太湖小型蓝藻水华发生次数最多,蓝藻水华级别越高,发生次数越少;(3)年际变化上,蓝藻水华发生次数总体趋于平稳,蓝藻水华发生呈现"小型多发、中大型少发、重大型偶发"趋势,蓝藻水华发生规模呈显著缩小趋势;(4)月际变化上,8月和9月是太湖蓝藻水华的高发月份,9月蓝藻水华发生规模最大;(5)空间变化上,太湖西部沿岸是太湖蓝藻水华首次爆发最频繁的水域,太湖西部沿岸区尤其宜兴沿岸是蓝藻水华爆发频率最高的水域。     

基于实测光谱的叶绿素a估测模型

为了有效地监测太湖湖区的富营养化程度，建立一种最佳的估测模型。对太湖水体进行了连续监测，获得了从2004年10月20～29日的实测光谱数据和水质数据。通过实测光谱反射率和叶绿素a浓度的相关分析，得到了叶绿素a反演的最佳波段，并通过比值法、反射峰位置法、峰谷距离法、峰高法和一阶微分法建立了基于实测光谱的叶绿素a浓度的估测模型。通过14个检验点，分别对5种模型进行了对比分析，结果发现，通过比值法建立的估测模型总体误差最小，估测精度最高，其695 nm附近反射峰与677 nm反射谷的比值与叶绿素a浓度之间具有良好的相关性，可决系数R²可达0.7433，可以作为整个湖区叶绿素a浓度的最佳估测模型。最后，应用该模型对该季节湖区的营养化程度做出了总体评价。     

基于RDALR模型分析气象条件对太湖蓝藻水华发生的影响及预报

近年来,太湖水体出现多次严重的蓝藻水华过程,所以探索气象条件引发蓝藻水华的暴发机制及预报方法有着重要的理论意义及实际价值。由于chl-a含量的动态变化可反映水华与否,可利用粗糙集决策调节回归模型(rough decision-adjusted logistic regression model,RDALR)将粗糙集理论与二元逻辑回归(binary logistic regression,BLR)结合起来,用来建立气象条件和太湖chl-a含量二者之间的联系,为蓝藻暴发期水华预报提供一可行方法,且该方法具有一定可移植性。2012年5月1日—9月5日,对东山24项气象数据和东太湖6个取水口水质监测数据分析表明:RDALR模型解释了东太湖128 d水华监测日71.6%的chl-a动态变化,与BLR模型相比,将39次水华暴发的预报精度提高15%。对RDALR模型分析得出,当模型显著性水平小于0.05时,东太湖水域水华强度与平均风速、平均相对湿度呈显著正相关,与日降水量(P)呈显著负相关,同时水华强度与气温(T)、日照时数(SD)及最大风速风向(WD)等其他气象条件相关不显著。     

基于MODIS数据遥感反演呼伦湖水体总磷浓度及富营养化状态评价

水体中总磷的浓度是衡量水环境的重要指标之一,对于水质和富营养化评价的研究具有重要意义。利用遥感卫星反演TP浓度并进行湖泊富营养化评价可以对湖泊TP浓度分布及富营养化程度进行全面整体监测,对水体水质实时动态监测和富营养化、洪灾等应急处理有较大的实用价值。以呼伦湖为研究区域,分别用2012年8月5日和2013年7月2日13个取样点的实测TP浓度值并结合同一天MODIS影像,进行TP浓度的特征波段选择,建立了基于MODIS遥感影像的半经验回归模型并进行验证,然后,应用模型反演呼伦湖2013年5—10月水体TP浓度值并结合舒金华修正营养状态指数模型进行富营养化评价。结果表明,在呼伦湖流域应用MODIS数据500 m分辨率中的第6、7波段可以较好地模拟水体中的TP浓度,呼伦湖2013年5—10月TP浓度分布较均匀,水体呈富营养化水平,与日常观测和其他学者得到的结果一致。研究表明,模型具有一定的预测能力,利用MODIS影像可以较好地对湖泊水体TP浓度进行反演并评价富营养化水平。     

基于RBF模型的太湖北部叶绿素a浓度定量遥感反演

以大型内陆浅水湖泊一太湖为例,采用RBF(Radial Basis Function)神经网络建立该研究区域的叶绿素a浓度与同步影像数据的反演模型,较分析现今应用最广泛使用的BP(Back Propagation)神经网络模型,并通过对模型的验证、稳定性和鲁棒性分析评价了两种模型的泛化能力。结果表明,常规的BP神经网络模型收敛速度慢,极容易陷入局部最优解,而RBF比BP模型有更加优异的函数逼近、分类和模式识别能力,对反演叶绿素a浓度具有很强的泛化能力。     

湖泊连通河道蓝藻通量自动监测方法

湖库中蓝藻细胞一旦形成表层颗粒细胞团形式的水华,就会具有较强的漂移扩散能力,并能对水体景观形成明显影响,成为河湖环境管理的重点关注对象.如何快速高效监测蓝藻颗粒的迁移通量,已成为湖库连通河道水质管理的技术难点.为满足蓝藻水华较重湖泊连通河道蓝藻通量实时监控需求,以太湖梅梁湾连通河道—梁溪河为例,于2019年6-8月蓝藻水华季节,监测了景宜桥断面蓝藻空间分布且逐日监测叶绿素a浓度,并结合岸基式水质和蓝藻自动监测系统,构建了人工监测蓝藻通量与自动监测参数之间的换算关系,开发了梁溪河蓝藻通量的高频自动监测方法并分析了影响因素.结果表明,在U型断面的流通河道中,景宜桥断面的蓝藻在空间分布上呈表层高、底层低、滨岸带略高的特征,近岸表层采样的自动监测系统获得的水体叶绿素a浓度比整个河道断面平均值高出30％;通过建立的蓝藻通量监测方法对比,发现自动与人工监测蓝藻通量逐日变化整体上保持一致,且总量与人工相当,比值为1.07,精确反映了整个河道蓝藻通量的变化规律;2种监测方式的差异性分析表明,原位水质和蓝藻自动监测系统对梁溪河蓝藻通量的实时监控有良好的效果,此系统的应用实现了河道蓝藻通量的实时在线监测,为蓝藻水华应急处置管理提供了关键技术支撑.     

太湖蓝藻水华的遥感监测研究

随着太湖蓝藻水华的日益严重,实现藻类的时空动态监测成为湖泊水质保护亟待解决的问题.利用遥感技术可以快速、直观地获取整个水域水质的时空变化情况,为实现藻类的动态监测提供了有效的途径.在太湖蓝藻水华遥感监测研究结果的基础上,总结分析了现有研究中所使用的遥感数据源、遥感监测方法以及遥感反演的水质参数,讨论了现有研究中存在的问题,并对将来的发展趋势进行了展望.     

北京南海子湖藻垫在春夏交替季节水华过程中的作用

藻垫对湖泊水体水华发生是否有影响及影响机制是目前水体富营养化研究的一个前沿课题。本文以北京南海子湖为例,研究湖底藻垫对水体水华爆发的影响。通过对干燥藻垫和水华过程新产生的藻垫进行培养对比实验,揭示不同时期形成的藻垫对水体藻生物量的影响即水华的影响。结果表明,不同干燥时间的藻垫均对水体藻生物量有影响,进入藻生长平台期,水体叶绿素a浓度范围为15~20μg/L,而灭菌后的藻垫培养水体中叶绿素a浓度低于10μg/L;水华爆发后新生成的藻垫对水体藻生物量也有贡献,培养水体叶绿素a范围也达到15-20μg/L;干燥时间对藻垫培养后水体浮游植物生物量的影响较弱。     

南太湖富营养化调查及评价

2009年4月至2010年4月,综合利用TN、可溶性无机氮(DIN)、叶绿素a(Chl-a)、透明度(SD)、TP和浮游植物等指标,通过参数法、综合营养状态指数法及浮游植物优势种法评价了南太湖富营养化水平。结果表明:(1)南太湖夹浦、新塘、小梅口、幻溇4个断面的TN质量浓度为1.80~2.53 mg/L,TP质量浓度为0.08~0.11 mg/L,DIN质量浓度为0.55~1.10 mg/L,Chl-a质量浓度为6.4~19.2μg/L。(2)夹浦、新塘和小梅口3个断面的综合营养状态均为轻度富营养,幻溇断面为中营养。南太湖综合营养状态水平呈现出由西南向东北逐级递减的趋势。(3)南太湖的浮游植物优势种的演替过程为鱼腥藻(Anabeana)→微囊藻(Microcystis)→拟浮丝藻(Planktothricoides),但均属于蓝藻。因此,浮游植物优势种法评价的南太湖富营养化水平为重富营养化,但该方法由于不确定性较大,一般只作为参考。     

利用多源遥感数据预警太湖沉水植物与藻类水华过程的实例研究

综合利用多源遥感数据完成1次太湖沉水植物与藻类水华预警。首先,利用时间分辨率较高的中分辨率成像光谱仪(MODIS)数据(空间分辨率250m,每天过境4次)进行连续监测,发现太湖宜兴西部沿岸与竺山湖水域交界处有连续多日的稳定蓝藻聚集区域,然后利用空间分辨率较高的环境一号卫星电荷耦合元件传感器(CCD)数据(空间分辨率30m,每3天过境2次)结合实地观测对蓝藻聚集原因进行分析,得出此次蓝藻富集是由高密度沉水植物的阻隔作用导致,并对沉水植物区域进行了提取与面积统计。研究结果验证了利用多源遥感数据进行沉水植物与藻类水华预警的可行性和便捷性,所采用的技术方法可以为相关研究和监测提供借鉴。     

Optimization of Height of Release of Air Pollutants

A number of key projects in the Environmental Protection Agency (EPA) particulate R&;D program having applicability to industry are presented. For electrostatic precipitators (ESP) there is presented the result of work on large diameter discharge electrodes which provide a decrease in penetration of up to a factor of 4 when compared to conventional small diameter electrodes. Also discussed is the multistage ESP which provides a collection efficiency that would require a collecting plate area 4 or 5 times larger with conventional ESP technology. The E-SOX technology makes use of the multistage concept to free up space in the ESP for SO₂ removals of up to 90%. Electrostatically augmented fabric filtration provides a reduction in pressure drop of about 5 0% as compared to conventional fabric filtration. Wind tunnel modeling of windbreaks for material storage piles indicates a potential for providing engineering design data that would allow significant emission reduction caused by wind erosion     

Investigation of the characteristics of the reflectivity of clouds

This paper investigates some of the reflectivity characteristics that clouds (when modelled as solid bodies) must exhibit to be compatible with observations that the reflecting surface of a cloud (i) appears almost equally bright across its face, (ii) is brightest when the cloud is opposite to the Sun but decreases in brightness as the cloud moves to other positions and (iii) increases in brightness with increasing optical thickness of the cloud in the observer's line of sight. These observations, respectively, are shown to imply that the peak value of the bidirectional total reflectivity from a cloud surface (i) increases in inverse proportion to the cosine of the angle between the Sun and the normal to the cloud surface, as the incident angle increases, (ii) appears to be directed back in the direction of the incident radiation, and (iii) increases as optical thickness of the cloud in the observer's line of sight increases. The results could have application in many fields (e.g. modelling diffuse radiance distributions for cloudy skies).     

次氯酸钠发生器的研制

介绍了电解法生产次氯酸钠的原理 ,并在原有生产工艺的基础上进行了重新设计和对设备的重新选择、改造 ,得出了各个工艺参数的最佳值 ,生产出高品质的次氯酸钠     

Estimation of uncertainty of sampling for analysis of pesticide residues

Abstract

A computer model was used to take random samples from primary sample populations obtained from field trials to simulate the uncertainty of sampling for residue analysis of plant commodities and soil. The results indicate about 40%, 30% and 20% relative uncertainty when random samples of size 5, 10 and 25 are taken respectively, from a single lot. Therefore the sample size should be the same for establishing and enforcing legal limits.     

扬中生态环境建设的思考与实践

结合扬中生态环境的基本情况和存在的不足，进行了具体分析，对扬中未来生态建设的发展方向提出了建议及实施措施。     

实验室质量管理体系内部审核的策划

在实施ISO／IEC 17025：1999标准《检测和校准实验室能力的通用要求》过程中，通过实验室质量管理体系内部审核的实践与系统分析，识别出内部审核策划阶段的关键环节，提出审核范围确定、审核计划和抽样方案制订的质量控制要求，为有序高效地实施内部审核提供了技术方法。     

实验室质量管理体系内部审核的实施

在实施ISO／IEC17025：1999标准《检测和校准实验室能力的通用要求》过程中，通过实验室质量管理体系内部审核的实践与系统分析，识别出内部审核实施阶段的关键环节，提出召开首次会议、收集审核证据、确定审核发现和召开末次会议的技术方法，对提高内部审核的质量和有效性、获得可靠的审核结论具有重要意义。     

Comparison of methods for evaluation of activity of photocatalytic films

Objective

This work aims to investigate the correlation between the photocatalytic activity determined by methylene blue bleaching (DIN 52980), stearic acid degradation, and degradation of acetone in gas phase.

Method

The photocatalytic TiO₂ coatings included in this investigation ranged from thin commercially available coatings (Activ^TM and BioClean^TM) and ready to use suspensions (Nano-X PK1245) to lab-produced PVD and sol?Cgel coatings. XRD analysis of the photocatalytic coatings showed that all the coatings consisted of nanocrystalline anatase, although the thickness and porosity varied considerably.

Results

The study showed that the reproducibility of the activity measurements was good. However, more importantly, the investigation showed that there is a good correlation between the activities determined by the different methods even though the characteristics of the photocatalytic coatings and the organic probe molecules varied considerably.

Conclusion

The overall findings of this work suggest that there is a good correlation between the investigated methods. These results are promising for the future work concerning standardization of methods for determination of the activity of photocatalytic films.     

Impact of overexploitation of shellfish: northeastern coast of India

India has a very extensive coastline of about 7515 km, rich in diverse living resources. These resources continue to deteriorate with rampant harvesting or are altered for other uses such as aquaculture and fisheries. The present paper deals with degrading coastal habitats in northeastern India, and projects the intensity of the stress arising from the collection of tiger prawn seeds (Penaeus monodon) for aquacultural farms and molluskan shells for poultry feed and edible lime. Indiscriminate exploitation of these resources leads to a heavy reduction of the species concerned and other associated marine communities. The magnitude of such destruction has been quantified. The impacts of biodiversity loss and their after-effects on the ecobalance of this coastal system have become a matter of great concern to ecologists to maintain security and sustainability. The authors propose a public awareness program on themes relating to the importance of biodiversity for human livelihoods.